Automaattinen metro

[petteri]

Puoliautomaattinen tietysti viittaa siihen, että osa kuljettajan nykyisistä vastuista siirtyy tietokoneelle ja osa ei. Suojavälien lyhentäminen sellaiselle tasolle, mistä tässä on puhuttu, käytännössä tarkoittaa kiinteistä opastinväleistä luopumista, mikä hyvin todennäköisesti tarkoittaa, että normaaliajossa kiihdytys ja jarrutus siirtyvät tietokoneelle.

Uusimmat metroliikenteen ohjausjärjestelmät toimivat niin että kaikki junat ovat yhteydessä sekä palvelimiin että toisiinsa.

Tekoälyjärjestelmä sitten säätää junien nopeutta reaaliajassa sen mukaan onko edellä tai takana tilaa. Samalla toki vielä minimoiden mahdollisuutta, että jouduttaisiin pysähtymään muualla kuin asemilla.

Jotta junat eivät voisi törmätä järjestelmät on yleensä vielä tuplattu, ihan kuin lentoliikenteessäkin.

Ei kuljettajia enää uusissa järjestelmissä päästetä kiihdyttämään, hidastamaan tai pysäyttämään junia.

 

[ArtiZi]

Arvelisin, että noillakin linjoilla on joku henkilökunnan jäsen aina kyydissä. Olisikohan Helsingissä laskettu, että kuljettajan siirtäminen ohjaamosta matkustamoon ei käytännössä laske kustannuksia tarpeeksi tai tuo mitään merkittäviä hyötyjä, jos henkilökunnan jäsen kuitenkin lähettää junan paikan päältä myös normaaliajossa?


Tässä ketjussa ei muuten ole vielä eksplisiittisesti mainittu, mitä nyt oikeastaan suunnitellaan. Kaupunkiliikenteen tiedotteessa sanotaan näin:

Puoliautomaattinen tietysti viittaa siihen, että osa kuljettajan nykyisistä vastuista siirtyy tietokoneelle ja osa ei. Suojavälien lyhentäminen sellaiselle tasolle, mistä tässä on puhuttu, käytännössä tarkoittaa kiinteistä opastinväleistä luopumista, mikä hyvin todennäköisesti tarkoittaa, että normaaliajossa kiihdytys ja jarrutus siirtyvät tietokoneelle. Kuljettajalle jää siis mm. poikkeustilanteissa toimiminen ja junan lähettäminen asemalta. Käytännössä uuden kulunvalvontajärjestelmän ei pitäisi olla este täydelle automaatiolle. Ainoa este, joka tulee tältä istumalta mieleen, on etäohjauksen mahdollistaminen.

Tästä on olemassa meidän kansantajuinen esittelyvideo:

Kiinteistä suojaväleistä mennään siis tosiaan dynaamisiin suojaväleihin. Toteutus on radiopohjainen kulunvalvonta.

 

[ettäjaa]

Tästä on olemassa meidän kansantajuinen esittelyvideo:


Kiinteistä suojaväleistä mennään siis tosiaan dynaamisiin suojaväleihin. Toteutus on radiopohjainen kulunvalvonta.

Eli juuri kuten pohdin, ja video tosiaan selittää asian hyvin!

Tekoälyjärjestelmä sitten säätää junien nopeutta reaaliajassa sen mukaan onko edellä tai takana tilaa.

Toivottavasti ei sentään. Tekoälyllä voi olla jonkinlainen rooli, jos esimerkiksi häiriöistä palautumista halutaan kehittää automaattisemmaksi, mutta kyllä kaikki se logiikka, joka ohjaa radan varaustilaa ja turvavälejä on rivi riviltä ohjelmoitua niin, että jarruttaminen ei jää minkäänlaisen tuurin varaan. Voi siis hyvin olla, että nopeusproofili on jollain tavalla dynaaminen, mutta ei kuitenkaan noin dynaaminen.

 

[petteri]

Eli juuri kuten pohdin, ja video tosiaan selittää asian hyvin!


Toivottavasti ei sentään. Tekoälyllä voi olla jonkinlainen rooli, jos esimerkiksi häiriöistä palautumista halutaan kehittää automaattisemmaksi, mutta kyllä kaikki se logiikka, joka ohjaa radan varaustilaa ja turvavälejä on rivi riviltä ohjelmoitua niin, että jarruttaminen ei jää minkäänlaisen tuurin varaan. Voi siis hyvin olla, että nopeusproofili on jollain tavalla dynaaminen, mutta ei kuitenkaan noin dynaaminen.

Nykyaikaiset turvajärjestelmät toimivat tyypillisesti useamman kuin yhden syötteen periaatteella. Jos eri syötteet eivät ole samaa mieltä siitä onko junan turvallista liikkua eteenpäin, sitten juna pysäytetään.

Tekoälyjärjestelmät kyllä seuraavat ratojen varaustiloja ja turvavälejä, ja varmaan yli 99,9% tapauksista tekoäly osaa sen hyvin. Kuitenkin siltä varalta, että tekoäly sekoaisi, järjestelmiin rakennetaan tekoälyä vahtimaan rivi riviltä ohjelmoitu järjestelmä joka pysäyttää junat jos aletaan mennä liian riskirajoille. Tässä vielä auttaa se, että tyypillisesti normaalissa perusjarrutuksessa käytettävät jarrutuskiihtyvyydet ovat paljon matalampia kuin mihin juna täysjarrutuksessa pystyy ja tietotekniset järjestelmät reagoivat ilman viiveitä, juna siis voidaan pysäyttää siinäkin tilanteessa, että tekoäly toimii väärin ilman sen isompia vaurioita vain jarruttamalla vähän tavallista voimakkaammin.

Siis kovin samalla tavalla kuin nykyinen kulunvalvonta jarruttaa tai pysäyttää ihmiskuljettajan jos hän ylittää hyväksytyt rajat kulunvalvonta jarruttaa tai pysäyttää myös tekoälykuskin.

 

[ettäjaa]

Tekoälyjärjestelmät kyllä seuraavat ratojen varaustiloja ja turvavälejä, ja varmaan yli 99,9% tapauksista tekoäly osaa sen hyvin.

Löytyisikö tästä mitään esimerkkiä? Eli siis järjestelmää, jossa tuo on käytössä ja josta löytyy tietoa netistä. Selasin läpi mainintoja tekoälystä ja CBTC:stä ja jokainen tapaus, jossa tekoälyä hyödynnettiin junan ohjauksessa putosi jompaankumpaan näistä kategorioista:

(1) Tekoälyä käytetään liikenteenohjauksessa, eli aikatauluja säädetään, junien reittejä muutetaan yms. Tämä on siis verrattavissa siihen, että ihminen ohjaa asetinlaitteitta, ei siihen, että ihminen ohjaa junaa.
(2) Dataa kerätään pidemmältä aikaväliltä, data prosessoidaan tekoälyn avulla ja prosessoinnin tulos syötetään koodiin, joka ohjaa junia. Juna ei siis saa reaaliaikaisia ohjeita suoraan miltään tekoälymallilta, vaan tekoälyä hyödynnetään koodin (ts. nopeusprofiilien) kehittämisessä.
(3) Tekoälyllä on suuri potentiaali juuri sellaisessa käyttötarkoituksessa, mistä mainitsit, mutta syystä tai toisesta sitä ei vielä käytetä kyseisissä tapauksissa.

 

[petteri]

Löytyisikö tästä mitään esimerkkiä? Eli siis järjestelmää, jossa tuo on käytössä ja josta löytyy tietoa netistä.

Ei löydy, koska uusimpia järjestelmiä vielä myydään tai ne ovat vasta tulossa käyttöön.

Oppiva tekoälyjärjestelmä, joka pystyy oppimaan millä nopeudella ja etäisyydellä junan kannattaa kulkea verrattune edelliseen tai seuraavaan junaan nyt on tekoälyongelmana Aalto-yliopiston tekoälyohjelmoinnin vaativamman jatkokurssin lopputehtävän tasoa.

Taas siihen miten estetään tekoälyä säheltämästä liikaa on olemassa ratkaisu jo pitkään. Laitetaan toinen erilainen järjestelmä valvomaan tilannetta.

Tekoälyongelma, joka oli 10 vuotta sitten mahdoton ratkaista on tällä hetkellä tyypillinen ja helposti rajattava ongelma, johon löytyy kohtuullisen helppo ratkaisu. Ei noita nykyajan melkein triviaaleja standardiratkaisuja toki ollut olemassa ikiaikoja sitten jolloin menneisyydessä käyttöönotettujen ratkaisujen hankinnasta päätettiin.

 

[Minä vain]

Mikä tuollaisen tekoälyjärjestelmän hyöty on, kun ihmiset joutuvat kuitenkin koodaamaan turvalliset rajat rivi riviltä kuten ennenkin?

 

[339-DF]

Ei löydy, koska uusimpia järjestelmiä vielä myydään tai ne ovat vasta tulossa käyttöön.

Ja tällaisen sä haluat meille käyttöön?

Eiköhän meidän metroon ole uponnut koekaniinimiljoonia jo ihan riittävän monta kymmentä ennestäänkin.

 

[petteri]

Ja tällaisen sä haluat meille käyttöön?

Eiköhän meidän metroon ole uponnut koekaniinimiljoonia jo ihan riittävän monta kymmentä ennestäänkin.

Oletko muuten koskaan kuullut robottitakseista? Jossain päin maailmaa niitä kulkee oikean tieliikenteenkin joukossa. Toki niillä on vielä vähän vaikeuksia, mutta kyllä ne hiljalleen lähestyvät käytettävyyttä.

Välillä aika kaoottiseenkin tieliikenteeseen verrattuna eristetyllä radalla kulkeva juna tai muutama juna on hyvinkin yksinkertainen tekoälysovellus. Tekoälylle naureskelu onkin suunnilleen yhtä nerokasta kuin tietokoneiden, digitaalitekniikan ja mobiilinetin käytölle naureskelu jokin aikaa sitten. Vähän tähän malliin:

- Mihin ihmeeseen sitä metrossa tarvitaan digitaalitekniikkaa, tietokoneita, palvelimia ja reaaliaikaisia tietoliikenneyhteyksiä joka suuntaan, kun analogisillakin systeemeillä on hyvin pärjätty? Kyllä on parempi, että luotamme vanhoihin tuttuihin opastimiin ja kuljettajiin, ne ovat sentään luotettavaa tekniikkaa. Tiedonsiirtokin liikkuvasta junasta on niin epäluotettavaa, ettei sen varaan voi mitään rakentaa. Automaattimetrot ovatkin vain kalliita leikkikaluja.

Maailma muuttuu, veliseni.

 

[CarrotPie]

Oletko muuten koskaan kuullut robottitakseista? Jossain päin maailmaa niitä kulkee oikean tieliikenteenkin joukossa. Toki niillä on vielä vähän vaikeuksia, mutta kyllä ne hiljalleen lähestyvät käytettävyyttä.

Välillä aika kaoottiseenkin tieliikenteeseen verrattuna eristetyllä radalla kulkeva juna tai muutama juna on hyvinkin yksinkertainen tekoälysovellus. Tekoälylle naureskelu onkin suunnilleen yhtä nerokasta kuin tietokoneiden, digitaalitekniikan ja mobiilinetin käytölle naureskelu jokin aikaa sitten. Vähän tähän malliin:

- Mihin ihmeeseen sitä metrossa tarvitaan digitaalitekniikkaa, tietokoneita, palvelimia ja reaaliaikaisia tietoliikenneyhteyksiä joka suuntaan, kun analogisillakin systeemeillä on hyvin pärjätty? Kyllä on parempi, että luotamme vanhoihin tuttuihin opastimiin ja kuljettajiin, ne ovat sentään luotettavaa tekniikkaa. Tiedonsiirtokin liikkuvasta junasta on niin epäluotettavaa, ettei sen varaan voi mitään rakentaa. Automaattimetrot ovatkin vain kalliita leikkikaluja.

Maailma muuttuu, veliseni.

On vaan tyhmä maksaa jostakin, mitä ei tarvitaan.

 

[339-DF]

Oletko muuten koskaan kuullut robottitakseista? Jossain päin maailmaa niitä kulkee oikean tieliikenteenkin joukossa.

Olen toki. Ne kulkevat San Franciscossa aika ketterästi ja niitä on mielenkiintoista seurata. Sinä tietysti olisit hommaamassa niitä Helsinkiin, mielellään jo ennen San Franciscoakin, minä taas odotan mielelläni muutaman vuoden ja annan muiden ratkoa lastentaudit sun muut ongelmat sillä aikaa ja otan sitten käyttöön toimintavarman, testatun ja jo halventuneenkin systeemin.

Maailma muuttuu, veliseni.

Niin muutun minäkin, mutta hitusen hitaammin. Se on viisautta.

 

[ettäjaa]

On vaan tyhmä maksaa jostakin, mitä ei tarvitaan.

Kyllähän tuollaisesta voisi saada ihan konkreettisia säästöjä, jotka maksavat suuremman hankintahinnan takaisin melko nopeasti. Käytännössä aikataulut joka tapauksessa suunnitellaan tarpeeksi löysiksi, että ajo onnistuu liukkaana talvipäivänä, ja että pienistä häiriöistä palaudutaan. Esimerkiksi tavallisena kesäaamupäivänä kulkua voi siis optimoida jonkin verran energiatehokkaammaksi hyödyntämällä tuota pelivaraa. Samoin tekoäly saattaisi huomata poikkeuksellisen ruuhkaisen aseman, jolla aikasemman parin junan pysähdykset ovat kestäneet pidempään. Huomattuaan tämää se voisi pitää varattua laituria lähestyvän metron nopeuden sen verran matalalla, ettei jarruttamiselle olekaan tarvetta, kun laituria varaavalla junalla meneekin 10-20 sekuntia pidempään päästä liikkeelle.

Vielä selvennykseksi oma näkökulmani on, että teknologiasta voisi olla reilusti hyötyä, mutta en ole vakuuttunut teknisestä valmiudesta ja siitä, että ei vahingossa onnistuta tuomaan takaisin "inhimillisiä" virheitä jonkinlaisen epävarmuuden takia.

 

[petteri]

Olen toki. Ne kulkevat San Franciscossa aika ketterästi ja niitä on mielenkiintoista seurata. Sinä tietysti olisit hommaamassa niitä Helsinkiin, mielellään jo ennen San Franciscoakin, minä taas odotan mielelläni muutaman vuoden ja annan muiden ratkoa lastentaudit sun muut ongelmat sillä aikaa ja otan sitten käyttöön toimintavarman, testatun ja jo halventuneenkin systeemin.

En oikeastaan. Odotellaan nyt Suomessa vielä sen aikaa, että robottiliikenteen lastentauteja saadaan muualla vähennettyä.

Vähän olen myös tässä automaattimetroasiassa nyt sillä kannalla, että jos nykyisellä Mipron kulunvalvontasysteemillä vielä jotenkin pärjäisi 5-10 vuotta, niin varmaan saisi hankittua paremmin toimivan järjestelmän. Toki uuden kaluston osalta pitäisi samaan aikaan pitää huolta, että se on oikeasti nykyaikaisten järjestelmien kanssa yhteensopivaa.

Maailmalla on kuitenkin metrojen uudistusprojekteja, joissa viilataan tekoälyllä viimeisiä sekunteja vuoroväleistä kun ruuhkaisissa metroissa jokainen junaan mahtuva lisämatkustaja on niin arvokas. Sieltä tulee koko ajan valmiimpaa ja halvempaa tekniikkaa.

 

[ArtiZi]

Metron kapasiteettihankkeessa korvataan nykyinen Mipron junakulunvalvonta uudella kun hanke valmistuu vuonna 2033. Vanha järjestelmä jäänee kuitenkin joksikin aikaa katsottuna vielä mm. kunnossapitolaitteiden käyttöön.

Vaihteita ohjaava asetinlaite kuitenkin säilyy nykyisenä ja sillä on vielä pitkään elinkaarta jäljellä.

Junien dynaamisen suojavälin laskemisen kannalta kriittistä on taatun hätätilanteen hidastuvuuden määrittely. Tähän vaikuttaa mm. junan ja kiskon välinen kitka. Etenkin ulkoalueella tämä voi vaihdella. Suojavälin minimoimiseksi (vuorotiheyden maksimoinniksi) olennaisin toimenpide olisi löytää luotettava tapa laskea tämä kitkakerroin ja hidastuvuus mahdollisimman oikein. Koska tähän kuitenkin vaikuttaa kovin moni muuttuja, niin varmuuden vuoksi tässä ollaan konservatiivisia. Ja tämä siis kannattaa tehdä ennen tekoälysovelluksia.

Aiheesta on meillä teetetty diplomityökin:

Low adhesion management in the Helsinki metro environment

In this thesis, a method to determine low adhesion issue locations and adversarial weather conditions on the Helsinki metro main line is developed. The method parses trains' Wheel Slide Protection (WSP) actuation data with the trains' location and the results are compared against hourly weather...

aaltodoc.aalto.fi

 

[petteri]

Junien dynaamisen suojavälin laskemisen kannalta kriittistä on taatun hätätilanteen hidastuvuuden määrittely. Tähän vaikuttaa mm. junan ja kiskon välinen kitka. Etenkin ulkoalueella tämä voi vaihdella. Suojavälin minimoimiseksi (vuorotiheyden maksimoinniksi) olennaisin toimenpide olisi löytää luotettava tapa laskea tämä kitkakerroin ja hidastuvuus mahdollisimman oikein. Koska tähän kuitenkin vaikuttaa kovin moni muuttuja, niin varmuuden vuoksi tässä ollaan konservatiivisia. Ja tämä siis kannattaa tehdä ennen tekoälysovelluksia.

Tämä taatun hidastuvuuden määrittely kuulostaa myös aika lailla mittaus- ja data mining tehtävältä.

Junakaluston todellisia hätäjarrutusominaisuuksia on vaikeahko mitata, toistoja pitäisi olla aika tajuttomasti erilaisissa oloissa ja kalusto ja rata kuluvat.

Kuitenkin nykykaluston hidastavuus- ja kiihtyvyysominaisuuksia voidaan mitata aika monella tavalla ja saada paljon dataa eri oloista. Siitä pitäisi sitten saada data miningilla selvitettyä missä rajoissa kaluston kiihtyvyys ja hidastuvuus vaihtelee eri oloissa. Oletettavaa on myös että tunnelissa ja maanpinnalla hidastuvuus vaihtelee eri lailla.

Oikeastaan maksimihidastuvuuksia ei myöskään yleensä haluta käyttää kun siinä on vaarana että seisovat matkustajat kaatuvat.