Automaation lisääntymisen vaikutukset tieliikenteessä

Trafin tutkimuksia 01-2015

Satu Innamaa, Heikki Kanner, Pirkko Rämä, Ari Virtanen,
Teknologian tutkimuskeskus VTT

Tutkimuksen päätavoitteena oli arvioida tieliikenteen automatisoitumisen vaikutuksia Suomessa. Tarkastelun pääkohteina olivat järjestelmien hyväksyttävyys, kuljettajan käyttäytyminen sekä vaikutukset liikennevirtaan ja liikennejärjestelmätasolla. Lisäksi tutkimus kattoi katsauksen automaattiajoneuvojen tekniseen kehitykseen.

Automaattisten ajoneuvojen teknologiassa suurin haaste on ympäristönhavainnoinnin kehittyminen sekä teknisesti että taloudellisesti. Teknisesti suurin haaste on kehittää auton tilannetietoisuutta niin, että voidaan olla varmoja sen kyvystä sekä havaita että reagoida oikein kaikkiin liikenneympäristössä esiintyviin tilanteisiin. Taloudellinen haaste on tuottaa tämä kyky niin kustannustehokkaasti, että se olisi kannattavaa autonvalmistajille. Teknisesti lähimpänä kaupallistamista lienevät ruuhka-ajoavustimet. Pienissä nopeuksissa virheet johtavat lähinnä peltivaurioihin eikä ympäristönhavainnoinnin tarvitse olla kovin kehittynyttä. Lainsäädännön pitäisi sallia ainakin testaustoiminta, muuten järjestelmien kyvystä toimia Suomen olosuhteissa ei saada oikeata kuvaa. Robottitaksien käytön mahdollistamiseksi pitäisi Suomen osoitejärjestelmä uusia. Automaattiajamisen tukemiseksi Digiroad-aineiston mittatarkkuutta pitäisi edelleen parantaa ja täydentää sitä myös maamerkkiaineistolla.

Autonkuljettajan päätöksentekotasojen, strategisen, taktisen ja operationaalisen, tarkastelu osoittaa, että taktisen tason kuormitus vähenee automaation lisääntymisen alkuvaiheessa ja täysin automaattisessa liikenteessä ihmisen kapasiteetti vapautuu lähes kokonaan muihin tehtäviin kuin auton ajamiseen. Tehtäviä siirtyy taktiselta tasolta auton hoidettavaksi, kun auto hoitaa etäisyyden, nopeuden ja tiellä pysymisen. Osa tehtävistä voi siirtyä strategiselle tasolle kuten matkan suunnittelu ja ajamiseen liittyviä valintoja tehdään aikaisempaa enemmän jo ennen liikkeelle lähtöä. Ennen laajan automaation toteutumista suuria ongelmia näyttää syntyvän taktisen tason yllättävistä kuormituspiikeistä, kuljettajan tilannetietoisuuden säilyttämisestä sekä sopivan sisäisen mallin valitsemisesta ja toimintastrategian toteutumisesta tilanteissa, joissa niitä tarvitaan.

Tutkimuksessa luotiin viisi skenaariota nykytilasta (100 % SAE 0+1) korkeaan automaatioon (100 % SAE 4). Liikennevirtatasolla liikenteen automatisoitumisen positiiviset vaikutukset näkyvät vasta automaatiotasolla 3. Tällöin selvästi positiivisia vaikutuksia löytyy kaikilta osa-alueilta (välityskyky, shokkiaallot, ylinopeudet ja sujuvuus). Automaatiotasolla 4 vaikutukset ovat vielä positiivisemmat. Liikenne on sujuvaa ja ruuhkia vähemmän, koska ruuhkautumiseen johtava liikennemäärä- ja tiheys ovat suuremmat. Lisäksi liikennevirta on tasaisempaa, ylinopeuksia on vähän ja shokkiaallot katoavat nopeasti. Alemman automaatiotason autonomisten ajoneuvojen muodostamassa liikennevirrassa välityskyky heikkenee, shokkiaaltojen määrä ja ylinopeudet voivat kyllä vähentyä, mutta liikenne ruuhkautuu nykyistä alemmissa liikennetiheyksissä ja matkanopeudet ruuhkassa ovat nykyistä alhaisempia.

Liikennejärjestelmätason vaikutukset ovat hyvin pieniä automaatiotasolla 1. Automaatiotasolla 2 turvallisuuden paraneminen kuitenkin jo vähentää liikennehäiriöitä ja ruuhkia. Liikenteestä tulee siten ennakoitavampaa, mukavampaa ja ympäristöä säästävämpää. Infrastruktuurikustannukset kasvavat hieman. Talvihoidon kustannukset kasvavat, jos teitä pidetään laajasti automaattiajamiseen sopivassa kunnossa. Automaatiotasolla 3 myönteiset vaikutukset ovat melko suuria, mutta myös negatiivisia ympäristövaikutuksia voi syntyä liikennesuoritteen mahdollisesti kasvaessa. Automaatiotasolla 4 myönteiset vaikutukset ovat suurimmat. Ihmiset, jotka eivät kykene ajamaan nykyisiä autoja, saattavat ryhtyä automaattiajoneuvojen kuljettajiksi. Yhdyskuntarakenteen mahdollisesti hajotessa joukkoliikenteen palvelutaso saattaa heiketä ja liikennesuoritteet kasvaa, mistä aiheutuu negatiivisia ympäristövaikutuksia.