Selvitys maantietunnelien häiriönhavaintojärjestelmien tekniikoista

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2015-11-23
Department
Major/Subject
Liikenne- ja tietekniikka
Mcode
R3004
Degree programme
Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
137 + 18
Series
Abstract
Häiriönhavaintojärjestelmät ovat automaattisia järjestelmiä, jotka tunnistavat määrätyt liikennehäiriöt ja tekevät niistä hälytyksen väylän operoijalle, Suomessa Liikenneviraston tieliikennekeskukselle. Tunneliympäristössä häiriöiden nopea ja luotettava tunnistaminen on tärkeää onnettomuuksien ennaltaehkäisemiseksi ja niiden seurausten lieventämiseksi. Tärkeimmät tunnistettavat häiriötyypit ovat väärään suuntaan ajava ja pysähtynyt ajoneuvo. Suomessa tähän asti käytettyjen, videokuvan tulkintaan perustuvien kamerapohjaisten järjestelmien on todettu tuottavan runsaasti aiheettomia hälytyksiä haastavissa valaistus- ja ympäristöolosuhteissa, mikä on tuottanut ylimääräistä työtä liikennepäivystäjille ja heikentänyt hälytysten uskottavuutta. Työssä selvitettiin, soveltuisivatko viime vuosina markkinoille tulleet induktiosilmukoihin ja mikroaaltotutkaan perustuvat tekniikat Suomeen kameratekniikkaa paremmin. Kamera- ja tutkapohjaiset järjestelmät tunnistavat häiriöt suoran havainnon perusteella. Silmukkatekniikka havaitsee häiriöt pistekohtaisten mittausten perusteella ja tunnistettavat häiriötyypit ovat rajatut. Tutka- ja silmukkatekniikoiden toiminta on lähtökohtaisesti ympäristöolosuhteista riippumatonta. Tutkapohjaista järjestelmää (3 tutkaa) testattiin Espoossa Kehä I Mestarintunnelin 500 m pituisessa itäisessä putkessa keväällä 2015 kolme kuukautta kestäneessä pilotissa tunnelin nykyisen kamerapohjaisen järjestelmän (22 kameraa) rinnalla. Pitkälle viritetty kamerajärjestelmä toimi pilotissa kokonaisuutena paremmin kuin tutka, jonka havaintoluotettavuus jäi haastavassa tunneligeometriassa heikoksi reunimmaisilla ajokaistoilla olevien katvealueiden vuoksi. Suuremmalla tutkamäärällä olisi todennäköisesti saavutettu paremmat tulokset. Molemmat järjestelmät tuottivat pilotin aikana vain vähän aiheettomia hälytyksiä. Suomen tietunneleissa on työn tulosten perusteella toistaiseksi suositeltavaa käyttää kamerapohjaista häiriönhavaintojärjestelmää. Päätelmien teko silmukkapohjaisen järjestelmän soveltuvuudesta Suomeen edellyttäisi järjestelmän testaamista. Tutkapohjaisen järjestelmän soveltuvuutta moottoritietunneleihin tulee harkita selvitettävän pienimuotoisen testin avulla. Työssä kartoitettiin tieliikennekeskuksen käyttäjätarpeet häiriönhavaintojärjestelmille sekä listattiin järjestelmiin liittyviä suosituksia ja näkökohtia tulevissa tunnelihankkeissa hyödynnettäviksi. Järjestelmien luotettavan toiminnan kannalta on tärkeää käyttää Suomen olosuhteisiin riittävän suurta laitemäärää ja toteuttaa järjestelmien käyttöönotot ja säätöjaksot huolellisesti.

Incident detections systems (IDS) are automatic systems that detect predefined traffic disruptions and alert the road operator of them. In Finland the operator is Finnish Transport Agency’s (FTA) road traffic centre. In a tunnel environment it is essential to detect traffic incidents quickly and reliably in order to prevent accidents or mitigate their consequences. The most important incident types to detect are wrong-way drivers (ghost drivers) and stopped vehicles. The only IDS technology used so far in Finland, video image processing, has produced many unwanted false alarms in challenging lighting and weather conditions. This has meant extra workload for the operator and undermined the credibility of alarms. The objective of this study was to find out if the new IDS technologies entered the market in the last years, based on microwave radar and induction loops, are more suitable for the Finnish conditions compared to the current camera based IDS. Camera and radar based systems detect incidents directly, whereas loop system detects incidents based on point information and recognizable incident types are restricted. Radar and loop based systems are in principle not reliant on environmental conditions. A radar based system (3 radars) was tested in the spring 2015 in a three month pilot in a 500 m long tunnel tube of Helsinki Ring Road I alongside with tunnel’s current camera based IDS (22 cameras). The highly tuned camera based system worked better as a whole compared to the radar system. Radar’s detection rate suffered from the challenging tunnel geometry and blind areas on the outermost driving lanes. The use of more radar detectors would probably have led to better results. Both systems generated only a few false alarms. Based on the results it is for now recommended to use camera based incident detection systems in Finnish road tunnels. Reliable conclusions of loop based system’s suitability would require testing the system in Finnish conditions. It should be considered to make a small scale test in a motorway tunnel in order to evaluate radar’s suitability for such environment. Road traffic centre’s user needs regarding IDS were determined in the study. Recommendations and other aspects that should be taken in account in upcoming IDS projects were listed. To achieve as reliable functionality as possible it is important to use enough detection devices considering Finnish conditions and to perform system’s implementation and calibration period carefully.
Description
Supervisor
Luttinen, Tapio
Thesis advisor
Oinas, Jari
Keywords
HHJ, häiriönhavaintojärjestelmä, tunneli, kamera, tutka, silmukka
Other note
Citation