Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas ... · Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm: Matkapuhelinpai-kannuksen hyödyntäminen liikennetietojen

Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojenkeruussa

Esiselvitys

VIKING

Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojenkeruussa

Esiselvitys

Tiehallinnon selvityksiä 61/2001

Tiehallinto

Helsinki 2001

ISSN 1457-9871ISBN 951-726-813-0TIEH 3200707

Oy Edita AbHelsinki 2001

Julkaisua myy/saatavana:Tiehallinto, julkaisumyyntiTelefaksi 0204 22 2652S-posti [email protected]/julk2.htm

TiehallintoLIIKENTEEN PALVELUT Opastinsilta 12 APL 3300521 HELSINKIPuhelinvaihde 0204 2211

mailto:[email protected]

http://www.tiehallinto.fi/julk2.htm

Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm: Matkapuhelinpai-kannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa. Helsinki 2001. Tiehallinto, Liiken-teen palvelut. Tiehallinnon selvityksiä 61/2001. 43 s. + liitt. 9 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-726-813-0, TIEH 3200707.

Asiasanat: Liikenteen hallinta, liikenteen seuranta, telematiikkaAiheluokka: 20, 22

TIIVISTELMÄ

Liikenteen seurannan tavoitteena on tuottaa liikenteen hallinnan tarvitsemaaajantasaista tietoa liikenteestä ja sen sujuvuudesta liikenneverkolla. Tuotet-tavat liikenteen hallinnan palvelut määrittelevät liikenteen seurannalla kerät-tävän tiedon tarpeen, määrän ja laadun. Esiselvityksen pyrkimyksenä onselvittää matkapuhelinpaikannuksen hyödyntämismahdollisuudet liikenteenseurantatietojen ja tunnuslukujen tuottamiseksi liikenteen hallinnan tarpei-siin.

Liikenteen hallinnan peruspalveluiden ja niiden vaatiman ajantasaisen seu-rannan toteuttaminen koko pääteiden runkoverkolla on liikenteen hallinnanlähivuosien painopistealue. Liikenteen seurannan toteuttamisen pääteidenrunkoverkolla arvioidaan nykyratkaisuilla vaativan noin 42 miljoonan euronpanostusta, minkä lisäksi vuotuiset ylläpitokustannukset ovat noin 10 % to-teutuskustannuksista.

Nykyiset seurantamenetelmät ovat automaattijärjestelmiä, jotka voivat pe-rustua mm. silmukka-antureihin tai kameroihin. Esiselvityksen tausta-ajatuksena on matkapuhelimella varustettujen ajoneuvojen hyödyntäminenhavaintoajoneuvoina. Matkapuhelinten yleisyys ei ole Suomessa rajoitteenaesim. luotettavien matka-aika-arvioiden tuottamiseksi. Tavoitteena oli löytääpaikannustekniikka, jonka tarkkuus täyttäisi liikenteen seurannalle asetetutvaatimukset. Lisäksi paikannusmenetelmä olisi hyödynnettävissä nykyisissämatkapuhelimissa, laajennettavissa kattamaan koko pääteiden runkoverkko,takaisi yksityisyyden suojan sekä olisi taloudellisesti kannattavalla pohjalla.

Hankkeessa järjestettyjen asiantuntijatyöpajojen avulla kartoitettiin eri pai-kannustekniikoita satelliittipaikannuksesta verkkopaikannusmenetelmiin. Li-säksi selvitettiin eri paikannusmenetelmien soveltuvuutta liikenteen hallinnantarpeisiin sekä pohdittiin paikannukseen liittyviä lainsäädännöllisiä kysymyk-siä. Raportissa kuvataan myös liikenteen hallinnan prosessin �Tiedotus au-toilijoille� osaprosessit, niistä vastaavat toimijat ja toimintojen väliset tietovir-rat sekä liikennetiedon keruun liittyminen liikenteen hallinnan palveluidentuottamisprosessiin.

Tiehallinto suunnittelee GSM-paikannusta hyödyntävää matka-aikapalvelu-kokeilua keväälle 2002. Kokeilun pohjustukseksi toteutettiin kysely, jollakartoitettiin työpajoihin osallistuneiden operaattoreiden ja palveluntarjoajienmahdollisuuksia ja halukkuutta palvelun toteuttamiseen. Syyskuun 2001 lop-puun mennessä Tiehallinnon saamien vastausten perusteella voidaan tode-ta, että halukkuutta ja teknisiä ratkaisuja kokeilun toteuttamiseksi suunnitel-lussa aikataulussa on olemassa.

Palvelukokeilun lisäksi jatkotoimiksi ehdotetaan samanaikaista vertailututki-musta. Siinä tuotettaisiin arvio matkapuhelinpaikannuksen kustannustehok-kuudesta ja kilpailukyvystä verrattuna nykyisin Suomessa käytössä oleviinmatka-ajan mittausjärjestelmiin. Selvityksen tulosten perusteella voitaisiinarvioida matkapuhelinpaikannukseen perustuvan järjestelmän kannatta-vuutta sekä mahdollisuuksia järjestelmän laajamittaisempaan käyttöön.

Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm: Matkapuhelinpai-kannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa. [Mobile phone positioning for trafficdata collection] Helsinki 2001. Finnish Road Administration. Finnra Reports 61/2001. 43 p. +app. 9 p. ISSN 1457-9871, ISBN 951-726-813-0, TIEH 3200707.

Keywords: Traffic management, traffic monitoring, telematics

ABSTRACT

The aim of a traffic monitoring system is to provide real-time data about traf-fic and traffic conditions on a road network for traffic management purposes.The traffic management services determine the data required as well as itsquantity and quality. The objective of this project was to investigate the fea-sibility of cellular positioning for traffic management related monitoring pur-poses.

A future area of emphasis in traffic management is the implementation ofreal-time traffic monitoring on the whole trunk road network in Finland. Thecosts of implementing the conventional monitoring infrastructure on the trunkroad network are estimated to be approximately 42 million euro, in additionto annual maintenance costs of approximately 10% of the investment costs.

Conventional traffic monitoring systems based on sensors such as inductiveloops or cameras are automated. The basic idea of this project is to trackcars equipped with a cellular phone and to use them as traffic probes. Thepenetration of mobile phone use in Finland is unlikely to be the restrictingfactor for, among other things, achieving valid travel time estimates. Hence,the objective of this project was to identify positioning methods that could beused with existing phones; would be accurate enough for traffic manage-ment; could be easily expanded to cover the whole trunk road network;would not compromise privacy issues; and would be cost-effective.

Expert workshops were organised to explore various positioning methodsfrom satellite positioning to cellular network positioning, as well as to investi-gate their suitability for traffic monitoring purposes. The legal issues associ-ated with positioning and privacy were also discussed. In addition, the reportdescribes the service process �Information to drivers�, its actors, main dataand information flows, and also the interface between traffic data collectionand traffic management service processes.

The possibilities and eagerness to implement a travel time estimation pilotusing cellular positioning in spring 2002 were investigated with a survey sentto participating operators and service providers. The results of the surveycalculated at the end of September 2001 were promising. More specifically,the readiness and technical solutions needed to implement the pilot seem toexist.

Furthermore, proposed future actions with a travel time estimation pilotwould be used for a simultaneous comparison study. The study would pro-duce an estimation regarding cost-effectiveness and competitiveness of thecellular positioning system compared with existing travel time measurementsystems in Finland. The results would provide information for evaluating theeconomic feasibility of the cellular positioning systems and their potential forlarge-scale implementation.

The project has been granted European Community financial support in thefield of Trans-European Networks - Transport.

ESIPUHE

Esiselvityksen pyrkimyksenä on selvittää matkapuhelinpaikannuksen hyö-dyntämismahdollisuudet liikenteen seurantatietojen ja tunnuslukujen tuotta-miseksi liikenteen hallinnan tarpeisiin. Tuotettavat liikenteen hallinnan pal-velut määrittelevät liikenteen seurannalla kerättävän tiedon tarpeen, määränja laadun. Selvityksessä perehdytään eri matkapuhelinpaikannustekniikoihinsekä tarkastellaan näiden soveltuvuutta liikenteen hallinnan tarpeisiin.

Selvitys on tehty Tiehallinnon Liikenteen palvelut -yksikön toimeksiannosta.Raportin laatimiseen ovat osallistuneet Juuso Kummala, Risto Kulmala jaRaine Hautala VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikasta, Jari Oinas ja CajHolm Traficon Oy:stä sekä Jaakko Lähteenmäki VTT Tietotekniikasta. Tie-hallinnosta projektiryhmään osallistuivat Timo Karhumäki, Sami Luoma,Pekka Rajala, Jorma Helin ja Martin Johansson. Selvityksen taustaksi jär-jestettiin neljä asiantuntijatyöpajaa, joihin osallistui henkilöitä seuraavista or-ganisaatioista:

Benefon OyjDna Finland OyFicom ryFinnet-liittoJyväskylän yliopistoKuopion Puhelin OyjLocus Portal CorporationNokia OyjOy Radiolinja AbSonera OyjTiehallintoTraficon OyVTT

Hanke on kuulunut FITS-ohjelman (Finnish R&D Programme on ITS Infrast-ructures and Services) hankealueeseen 3 Liikenteen ja kuljetusten seuranta.

Raportin tekemiseen on saatu Euroopan unionin liikenteen perusrakenteenkehittämiseen tarkoitettua TEN-T (Trans-European Networks - Transport)-rahoitusta.

Helsinki, lokakuu 2001

TiehallintoLiikenteen palvelut

6 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa

Sisältö

TIIVISTELMÄ 3

ABSTRACT 4

ESIPUHE 5

KÄYTETYT LYHENTEET 8

1 TAUSTAA 9

2 TYÖN TAVOITTEET JA RAJAUS 11

3 LIIKENTEEN SEURANTA LIIKENTEEN HALLINNAN OSANA 123.1 Liikenteen seuranta liikenteen hallinnan arkkitehtuurissa 123.2 Liikenteen seurannalla kerättävät liikennetiedot liikenteen hallinnan

palveluita varten 14

4 PAIKANNUSMENETELMISTÄ 174.1 Sovellettavat paikantamisratkaisut 17

4.1.1 Yleistä 174.1.2 Satelliittiperusteiset paikannusmenetelmät 174.1.3 Paikantaminen matkapuhelinverkon avulla 19

4.2 Paikantamisen laatu 264.3 Paikannus ja matkapuhelinverkon kuormittuminen 274.4 Teknologian kehitysnäkymät 274.5 Alan standardointi 28

5 LAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA 305.1 Yleistä 305.2 Yksityisyyden suoja 315.3 Oikeudet sijaintitietoihin 32

6 MATKAPUHELINPAIKANNUKSEN SOVELTUVUUSLIIKENNETIETOJEN TUOTTAMISEEN 346.1 Yleistä 346.2 Linkkitiedot: matka-aika ja -nopeus 346.3 Liikennevirran pistekohtaiset tiedot 366.4 Liikenteen häiriötiedot 376.5 Ennalta tiedossa olevien tapahtumien seuranta 376.6 Uudet tunnusluvut 38

7 JATKOTOIMENPITEET 407.1 Matka-aikapalvelukokeilun toteuttaminen 407.2 Matka-aikapalvelukokeilun arviointi 41

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 7

8 LÄHDELUETTELO 42

9 LIITTEET 44

8 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa

KÄYTETYT LYHENTEET

AGPS Assisted Global Positioning SystemAOA Angle of ArrivalBS Base StationCDMA Code Division Multiple AccessCi Cell id, Cell IdentityDCM Database Correlation MethodDGPS Differential Global Positioning SystemEOTD Enhanced Observed Time DifferenceETSI European Telecommunications Standards InstituteEU European UnionFCC Federal Communications CommissionFDD Frequency Division DuplexFITS Finnish R&D Programme on ITS Infrastructures and ServicesGLONASS Global Navigation Satellite System (Russian)GPS Global Positioning SystemGPRS General Packet Radio ServiceGSM Global System for Mobile CommunicationsID IdentityISO International Organization for StandardizationIS-FL Idle Slot Forward LinkLF Location FingerprintingLIF Location Interoperability ForumLMU Location Measurement UnitMS Mobile StationNavi Navi-ohjelma, Henkilökohtainen navigointiOTD Observed Time DifferenceOTDOA Observed Time Difference of ArrivalRTD Real Time Difference, (Round Trip Delay)RTT Round Trip TimeRx Radio Receiver (Signal level)SA Selective AvailabilitySMS Short Message ServiceTa Timing AdvanceTDD Time Division DuplexTDOA Time Difference of ArrivalTDMA Time Division Multiple AccessTOA Time of ArrivalUMTS Universal Mobile Telecommunications SystemWAP Wireless Application ProtocolWCDMA Wideband Code Division Multiple Access2G Second Generation3G Third Generation3GPP Third Generation Partnership Project

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 9TAUSTAA

1 TAUSTAATiehallinnon liikenteen hallinnan toimintalinjoissa (Tiehallinto 2000) todetaanliikenteen hallinnan lähivuosien painopistealueeksi liikenteen hallinnan pe-ruspalveluiden ja niiden vaatiman ajantasaisen seurannan toteuttaminen ko-ko pääteiden runkoverkolle. Liikenteen seurannan toteuttamisen pääteidenrunkoverkolla arvioidaan nykyratkaisuilla vaativan noin 42 miljoonan euronpanostusta, minkä lisäksi vuotuiset ylläpitokustannukset ovat noin 10 % to-teutuskustannuksista. On kuitenkin mahdollista, että uusilla teknisillä ratkai-suilla liikenteen seurantaa voitaisiin hoitaa edullisemmin ja myös laaduk-kaammin. Yksi tällainen ratkaisu on matkapuhelinpaikannuksen hyödyntä-minen.

Työssä keskitytään paikannusmenetelmiin, jotka hyödyntävät satelliittipai-kannusta, matkapuhelinverkkoa tai näiden yhdistettyjä menetelmiä. Matka-puhelinpaikannus voidaan toteuttaa joko verkko- tai päätelaitepaikannukse-na. Tässä selvityksessä päätelaitepaikannusnimitystä käytetään sekä satel-liittipaikannuksen että verkkopaikannuksen yhteydessä kun paikannusta-pahtuman aktiivisena toimijana on itse matkapuhelin.

Matkapuhelinpaikannuksen kehitys on viime aikoina ollut erittäin nopeatatoisaalta EU:n eEurope -päätöslauselmaan (Eur-Lex 2001) sisältyneen, hä-täpuhelujen paikantamista vaativan 112-päätöksen ansiosta ja toisaalta eri-laisten paikkasidonnaisten langattoman viestinnän palvelujen merkittävienmarkkinanäkymien vuoksi. Esimerkkejä matkapuhelimien verkkopaikanta-miskokeiluista on mm. Eestistä, Yhdysvalloista ja Japanista (MLW 2001,USW 2001). Suomessa paikantamisen teknologioita, ratkaisuja ja palvelujakehitetään NAVI-ohjelmassa (Navi 2001a). Lisäksi ohjelmassa ratkaistaanniihin liittyviä lainsäädännöllisiä ja eettisiä ongelmia. Vuoden 2001 alussaRanskassa Lyonin alueella kokeiltiin GSM-paikannusta matka-aikojen jamyös yleisemmin liikenteen sujuvuuden seurantaan (ITS America). Koke-muksia matkapuhelinpaikannuksen käytöstä Tiehallinnon tarpeisiin tapahtu-vaan liikenteen seurantaan ei vielä juurikaan ole olemassa.

Verkkopaikannus lienee yleisin paikantamisratkaisu lähitulevaisuudessa, javerkko-operaattorit ovat aktiivisesti kehittäneet omia verkkojaan hyödyntäviäpaikkasidonnaisia palveluita ja palveluryppäitä. Toisaalta EU pyrkii siihen,että palvelutarjonta erotettaisiin verkko-operoinnista siten, että kaikki palvelutolisivat käyttäjille avoimia matkapuhelimen verkko-operaattorista riippumatta.

Suomessa Tiehallinto on käynyt alustavia keskusteluja matkapuhelinope-raattoreiden kanssa liikenteen seurannasta matkapuhelinpaikannuksenavulla. FITS-ohjelmassa tarkastellaankin liikenteen ja kuljetusten seurantaayhteisenä hankealueena ja päämääränä on mm. kuljetusten seurantatietojenhyödyntäminen liikennejärjestelmän tilan seurannassa (FITS 2001). Verkko-operaattoreilla voi olla kiinnostusta myös liikenteen seurantapalveluiden to-teuttamiseen palveluiden globaalien markkinoiden vuoksi, mutta toistaiseksioperaattorit ovat olleet varsin vaitonaisia suunnitelmistaan. Hätäpuhelujenpaikannukseen EU:n vaatimalla tarkkuudella kaikki operaattorit ovat ilmei-sesti valmiina 112-päätöksen tavoitevuoteen 2003 mennessä. Puhelinval-mistajilla on myös omia teknisiä ratkaisuja paikannettavien seurantapalvelui-den mahdollistamiseksi.

10 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaTAUSTAA

Suomessa on alan tietämystä paitsi verkko-operaattorien myös matkavies-tinvalmistajien organisaatioissa sekä korkeakouluissa ja tutkimuslaitoksissa.Matkapuhelimien paikannusta koskevaa tietämystä ja osaamista on tarvettalisätä Tiehallinnossa, tutkimuslaitoksissa, korkeakouluissa, viranomaista-hoilla (esim. hälytyskeskukset), kuljetusyrityksissä ja yksityisten palveluntar-joajien keskuudessa. On myös selvää tarvetta saattaa teollisuus ja palve-luntarjoajat tietoisiksi liikenteen hallinnan tarpeista.

Lainsäädännölliset seikat ja erityisesti yksityisyyssuojan varmistaminen ovatosoittautuneet matkapuhelinpaikannuksen kohdalla erittäin tärkeiksi päätet-täessä paikannuspalveluiden toteuttamisesta. NAVI-ohjelma ja erityisestisen Säädöspuitteet-tukiprojekti paneutuu aihealueen lainsäädäntöön ja oi-keudellisiin kysymyksiin (HIIT 2001).

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 11TYÖN TAVOITTEET JA RAJAUS

2 TYÖN TAVOITTEET JA RAJAUSEsiselvityksen tavoitteena on selvittää matkapuhelimien paikannustietojenhyödyntämismahdollisuudet liikenteen seurantatietojen ja tunnuslukujentuottamiseksi liikenteen hallinnan tarpeisiin sekä nykytekniikalla (2G / GSM)että viiden vuoden aikavälillä (3G / UMTS). Työssä tarkastellaan perinteistenseurannan tunnuslukujen lisäksi myös mahdollisia uusia matkapuhelinpai-kannuksella tuotettavia liikenteen tunnuslukuja.

Kaikki liikenteen hallinnan toiminnot ja niiden seurantatarpeet kuuluvat työnpiiriin. Näiltä osin käytetään hyödyksi mm. Liikenteen seurannan valtakun-nallinen esiselvitys -hankkeen tuloksia (Tiehallinto 2001). Työ kattaa sekäsopimuksenvaraisen seurannan (seurattava kohde ilmoittautuu seurattavak-si, esim. tietyö, erikoiskuljetus, hidas kolonna) että muun, käyttäjän aloit-teesta riippumattoman seurannan. Työ ei kata liikenteen seurantatietojenjälkikäsittelyä liikenteen hallinnan palvelujen tarpeisiin mm. lyhyen ajan en-nusteiden tuottamiseksi.

Työssä selvitetään matkapuhelinpaikannuksen laadullisia rajoituksia (tark-kuus eri paikannusmenetelmin) liikenteen hallinnan toiminnoittain. Lisäksitarkastellaan matkapuhelinpaikannukseen perustuvan seurannan liityntääliikenteen hallinnan palveluiden tuottamisprosessiin, mahdollisia toimijoitasekä toimijoiden rooleja näissä prosesseissa.

Työn tavoitteena on myös laatia ehdotus matkapuhelinpaikannuksen seu-rantakäytön toimenpideohjelmaksi FITS-ohjelman kestoajaksi vuoden 2004kevääseen asti. Kokeilutoimintaa pyritään käynnistämään vuoden 2002 ai-kana, jos sitä pidetään tarpeellisena. Toimenpideohjelman sisältöön ja ko-keilutoimintaan vaikuttavat selvityksen tulokset sekä erillinen selvityksen ul-kopuolella tehtävä arvio matkapuhelinpaikannuksen kustannustehokkuu-desta ja kilpailukyvystä verrattuna liikenteen seurannan muihin menetelmiin.

12 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLIIKENTEEN SEURANTA LIIKENTEEN HALLINNAN OSANA

3 LIIKENTEEN SEURANTA LIIKENTEEN HALLINNANOSANA

3.1 Liikenteen seuranta liikenteen hallinnan arkkitehtuurissa

Liikenteen hallinnan palvelut on kuvattu liikennetelematiikan kansallisessajärjestelmäarkkitehtuurissa (TelemArk) 11 prosessikaavion avulla. TelemArkauttaa ensisijaisesti tunnistamaan, miten yksittäinen liikenteen hallinnan toi-minto tai osatoiminto esim. liikenteen seuranta liittyy kokonaisuuteen. (Mäki-nen et al 2000)

TelemArkissa ajantasaisen liikennetiedon keruu -osaprosessi on määriteltyseuraavasti: �Kerätään ja pidetään yllä ajantasaista tietoa liikennetilanteesta(liikenteen määrä, keskinopeus, ruuhkautuminen jne.) tie- ja katuverkolla.Liikennetiedon keruu voi tarkoittaa risteyskohtaista saapuvan liikenteen ha-vaitsemista tai koko verkon tasolla tapahtuvaa laajempaa liikennetiedon ke-räämistä.�

Liikenteen seuranta voidaan jakaa automaattiseen ja manuaaliseen seu-rantaan. Automaattiseuranta tapahtuu erilaisilla kiinteillä tai liikkuvilla mitta-uslaitteilla. Manuaaliseuranta perustuu ihmisten tekemiin havaintoihin lii-kenteestä.

Ajantasaisuuden perusteella liikennetiedot voidaan jakaa liikenteen tilasto-tietoihin ja ajantasaisiin liikennetietoihin. Liikenteen tilastotietoja tarvitaan lii-kenteen yleisen kehityksen seuraamiseen, pitkän aikavälin ennusteiden laa-timiseen ja liikennejärjestelmän suunnitteluun. Tilastotietojen osalta tiedonajantasaisuus ei ole kriittistä. Ajantasaista liikennetietoa tarvitaan päivittäi-sessä liikenteen hallinnassa. Ajantasaisuus määräytyy tienkäyttäjille tarjotta-van palvelun sisällön ja laatutason mukaan. Liikennevalo-ohjauksessa valo-ohjelman toimintaa säädetään yksittäisten ajoneuvohavaintojen perusteella.Liikennetiedotuksessa (liikenteen sujuvuus) tietojen päivitysväli on korkeim-massa laatutasossa muutaman minuutin luokkaa.

Kuvassa 1 on esitetty yhden TelemArkiin sisältyvän liikenteen hallinnan pro-sessin �Tiedotus autoilijoille� osaprosessit, niistä vastaavat toimijat ja toi-mintojen väliset tietovirrat. Liikennetiedon tuottaja (esim. matkapuhelinope-raattori) hoitaa korvausta vastaan ajantasaisen liikennetiedon keruun jatyöstää mittaustiedot määrämuotoon sekä toimittaa määrämuotoiset tiedot(kuvassa tietovirta TAF011) edelleen tiedotuspalvelun tuottajalle (esim. Tie-hallinto).

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 13LIIKENTEEN SEURANTA LIIKENTEEN HALLINNAN OSANA

Ympä

ristö

-tie

don

tuot

taja

Tied

otus

-ka

nava

-op

eraa

ttori

Auto

ilija

Liitt

ymät

Tied

otus

-pa

lvel

untu

otta

jaTi

enpi

täjä

Liik

enne

-tie

don

tuot

taja

Kunn

ossa

-pi

topa

lv.

tuot

taja

Pysä

köin

ti-pa

lvel

untu

otta

ja

Ylei

sö-

tapa

ht.

järje

stäj

ä

Tiedotus autoilijoille

Mat

kailu

- ja

ohei

spal

v.tu

otta

ja

Kartt

a-ai

neis

ton

tuot

taja

Tiedonvälittäminen

Tieto-palvelun

tarjoaminen

Häiriönhall.autoilu + julk.

Tiedotusjulk. liik.

TAF0

01

TAF010

XF-HÄHa_TaXF-HÄHj_Ta

TAF016

TAF0

14

TAF0

15

TAF0

26TA

F005

TAF0

11

TA003

TAF016

Kunnossa-pidon

seuranta

Pysäköinninseuranta

Kartta-aineiston

ylläpito

Ympäristö-tiedon

seuranta

Ajantas.liikenne-

tiedon keruu

Tien jatieverkon

tietojen ylläp.

Tiedonkeruu

Tiedonjalosta-minen

Tiedon haku ja vast.otto

Liityntä-pysäköinti

Liikenteen ohjaus

Riskikulj.hallinta

Yleisö-tapahtuma-

tietojen ylläp.

Matkailu- jaoheistietojen

ylläpito

XF-Tj_Ta

XF-Ta_TjXF-O_Ta XF-KAL_Ta

XF_KYS1_Ta

XF-Ta_KYS1

TAF002

TAF008

TAF007 Tietovirta jasen tunnus

Yhteinen prosessiProsessi

Liittymä

TAF001

Kuva 1. Tiedotus autoilijoille -prosessi (Tiehallinto 2001).

Kuvassa 2 on esitetty eurooppalaisen ITS-puitearkkitehtuurin (KAREN) toi-minnallisen kuvauksen pohjalta, miten kuvan 1 �Ajantasaisen liikennetiedonkeruu� -osaprosessi liittyy liikenteen hallinnan palveluiden tuottamisproses-siin. Liikennetiedon tuottaja mittaa, kerää ja tulkitsee oman seurantajärjes-


telmänsä avulla tarvittavat liikennetiedot (mittaustieto, ilmoitustieto), muok-kaa ne määrämuotoon ja toimittaa nämä määrämuotoiset tiedot (muokattuliikennetieto) tiedotuspalvelun tuottajan liikennetiedon hallintaprosessiin.

IDMuitaom.

Liikenne-tiedonkeruu

Liikenne-tiedonhallinta

Pysäköinti-tiedon keruu

Liikenne-tietokanta

Liikenteen hallinnan

palveluiden tuottaminen

tallennettavaliikennetieto

tallennettuliikennetieto

Ennusteiden ja strategioiden tuottaminen

muokattuliikennetieto

liikenteenhallintatieto =traffic_flow_management_data (KAREN) =liikenteen hallinnan toimintojen tuottamisessatarvittavat tiedot liikennetilanteesta =ajantasainen liikennetieto (STARA)

Ajoneuvo

ennusteisiintarvittavaperustieto

ennustetieto

mittaustieto_lh

ennuste- jastrategiatiedot

Liikkuvathavaintoyksiköt Liikenteen tiedotus

Liikenteen ohjausPaikallinen varoittaminenKuljettajan tukijärjestelmätLiikenteen valvonta

mittaustieto_pyspysäköintitiedot

käyttöastetiedot

Matkapuhelinpaikannus

Ohitus-aika

Mittausjärj. 1

Ohitus-aika

Mittausjärj. n

Ohitus

Muitaom.Ohitus-

aikaOhitus Ohitus

mittaustieto_mp- ominaisuus 1- ominaisuus 2- ominaisus n

mittaustieto_mp- matka-aika- matkanopeus

. . . .

Paikan-nusIlmoitus

ilmoitustieto- sisältö- sijainti

KuljettajaLiikenne

Liikennetiedon tuottajaesim. matkapuhelinoperaattori

Tiedotuspalvelun tuottajaesim. Tiehallinto

liikk. hav.yks.paikannustieto

liikenteenhallinta-

tieto

Liikenne-tiedotus

vertailu-aineisto

Kuva 2. Liikennetiedon keruun liittyminen liikenteen hallinnan palveluidentuottamisprosessiin eurooppalaisen puitearkkitehtuurin (KAREN2000) pohjalta.

Liikennetiedon tuottaja tarvitsee liikennetietoja vertailuaineistoksi tiedotus-palvelun tuottajalta ja/tai muilta liikennetietojen tuottajilta. Liikennetietojenlaskeminen esim. matkapuhelimien paikannustiedoista edellyttää erilaisiaalgoritmeja ja jonkin tasoista paikannustietojen tulkitsemista ennen kuin lii-kennetiedon tuottaja voi toimittaa esim. matka-aikatiedot tiedotuspalveluntuottajalle. Näiden algoritmien tarkkuuden ja luottavuuden varmistamiseksimatkapuhelinpaikannusta käyttävä liikennetiedon tuottaja tarvitsee tiedotus-palvelun tuottajalta tai toiselta liikennetiedon tuottajalta muilla menetelmillämitattuja varmennettuja liikennetietoja.

3.2 Liikenteen seurannalla kerättävät liikennetiedot liikenteenhallinnan palveluita varten

Liikenteen tiedotuspalvelun tuottajan ja liikennetietojen tuottajan on sovitta-va, missä muodossa tiedon tuottaja välittää liikennetiedot (liikennemäärät,nopeudet, matka-ajat jne.) tiedotuspalvelun tuottajan käyttöön. Liikennemi-nisteriön TETRA-ohjelman yhteydessä toteutetussa Standardien rajapintojenmäärittely liikennetietojen välitykseen -hankkeessa (Hautala et al 2001) ke-hitettiin liikennetietokirjasto, jossa on määritelty myös ajantasaisen liikenne-tiedotuksen tärkeimmät tietolajit ja rajapinnat. Liikennetietokirjaston avullaliikennetietoja välittävät osapuolet voivat yhdessä sopia välitettävistä tie-doista (esim. kuvan 1 tietovirta TAF011 ja kuvan 2 �muokattu liikennetieto�)ja tiedonvälityksen muodosta.

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 15LIIKENTEEN SEURANTA LIIKENTEEN HALLINNAN OSANA

Selvityksessä käsiteltävät liikenteen hallinnan tienkäyttäjäpalvelut ovat tie-dotus liikenteen sujuvuudesta, tiedotus liikenteen häiriöistä, tiedotus tietöistäja yksilöliikenteen häiriötilanteiden hoitaminen. Näiden palveluiden tuottami-sessa tarvittavia liikenteen tunnuslukuja ovat mm.:

• kokonaisliikennemäärä,• keskinopeus tai tarvittaessa tasoitettu keskinopeus,• linkin matka-aika ja matkanopeus ja• mittauspisteiden tiedoista laskettu keskinopeus tai tasoitettu keskinope-

us.

Näiden tunnuslukujen laskemiseksi liikenteestä on voitava mitata ajoneuvonohitus, ohitusaika ja nopeus sekä tunnistaa ajoneuvo tai siinä oleva laite.

Taulukossa 1 on esitetty hankkeen yhteydessä muokatut liikenteen hallinnanpalveluiden tuottamiseen tarvittavat tunnusluvut ja niiden tarkkuusvaatimuk-set.


Taulukko 1. Liikenteen hallinnan palveluiden sisällöstä johdetut vaatimuksetliikenteen seurannalla kerättäville liikennetiedoille.

TIEDOTUS LIIKENTEEN SUJUVUUDESTATieverkon liikennetilanne ja sen lyhyen aikavälin ennuste (5�60 min). Toiminnon tulokse-na liikennetilanneluokka liittymäväleittäin ja matka-aika yhteysväleittäin.

Tarvittava liikennetieto TarkkuusvaatimusE = sallittu mittausvirhe

Muokattu Tieverkolla mitattavaliikennetieto

Seurantalinkinpituus

E

Mittauspisteessä kusta-kin mittausjaksosta koko-naisliikennemäärä ja kes-kinopeus tai tasoitettukeskinopeus.Linkkikohtaisesti matka-aika, matkanopeus jamittauspisteiden tiedoistayhdistetty keskinopeus taitasoitettu keskinopeus.

Mittauspisteessä mitataankaistakohtaisesti ajoneuvonohitus, ohitusaika ja nopeus.Matka-aikamittauksessamitataan ajoneuvon tai lait-teen �sormenjälki�.

TY1: 5 �10 kmTY2: 20 �100 kmTY3: 1 � 5 kmTY4: 0,5 � 3 kmTY5: 0,5 � 5 km

5 %10 %5 %5 %5 %

TIEDOTUS LIIKENTEEN HÄIRIÖISTÄTieto tieverkon odottamattomista häiriöistä ja tapahtumista (onnettomuudet, tapahtumatjne.). Toiminnon tuloksena häiriö- ja tapahtumatiedotteet sisältäen mm. häiriön kuvauksen,vaikutusalueen ja arvioidun keston. Tiedotus päättyy tilanne ohi -tiedon jakeluun.Tarvittava liikennetieto TarkkuusvaatimusMuokattu Tieverkolla mitattava

liikennetietoSeurantalinkinpituus

E

Varmistettu häiriötieto. Tieverkolla olevien häiriöidenlaatu ja sijainti (manuaalinentai automaattinen havaitse-minen). Kamerakuva häiriönvarmentamisessa.

Liittymäväli Seurantalin-kin pituus,2-ajoratai-sella myösajosuunta

TIEDOTUS TIETÖISTÄTieto tien rakennus-, parannus-, hoito- ja päällystystöistä yms. liikennettä haittaavista toi-mista kuten erikoiskuljetuksista ja vaarallisten aineiden kuljetuksista. Toiminnon tuloksenatietyötiedote tai muu tiedote.Tarvittava liikennetieto TarkkuusvaatimusMuokattu Tieverkolla mitattava


E

Varmistettu tieto työmaansijainnista ja ilmoitustenpäivitys tietyötietokan-taan.

Ilmoitukset urakoitsijoiltatyömaan sijainnista.

500 mtietyön alku- jaloppupiste erik-seen, jos työmaa> 1000 m

< 500 m

YKSILÖLIIKENTEEN HÄIRIÖTILANTEEN HOITAMINENEpätavallisen liikennetilanteen havaitseminen ja tunnistaminen sisältäen onnettomuudet.Toimenpiteisiin ryhtyminen ja liikenteen ohjaus normaalien liikenneolojen palautumiseensaakka. Toiminnon tuloksena mm. häiriötiedotteet, varoitus ja sitä täydentävä viesti tienvarressa, liikennevalo-ohjaus ja kaistaohjaus.Tarvittava liikennetieto TarkkuusvaatimusMuokattu Tieverkolla mitattava


E

Varmistettu häiriötieto Samat kuin toiminnossa�Tiedotus liikenteen häiri-öistä�

Liittymäväli Seurantalin-kin pituuskuitenkinmax. 500 m

ToimintaympäristötTY1 = MoottoriväylätTY2 = Pääteiden runkoverkkoTY3 = Päätieverkon ongelmakohteetTY4 = PääkaupunkiseutuTY5 = Muut suuret kaupunkiseudutTY6 = Muut tiet

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 17PAIKANNUSMENETELMISTÄ

4 PAIKANNUSMENETELMISTÄ

4.1 Sovellettavat paikantamisratkaisut

4.1.1 Yleistä

Paikannusmenetelmien kuvaus perustuu pääosin hankkeen yhteydessä jär-jestettyihin asiantuntijatyöpajoihin sekä NAVI-ohjelman valmistelun yhtey-dessä laadittuun selvitykseen (Rainio 2000) ja VTT Tietotekniikan Internet-sivujen esittelyyn paikannusmenetelmistä (http://location.vtt.fi/).

Paikantamisella tarkoitetaan yleensä sijainnin määrittämistä tunnetun koor-dinaattijärjestelmän suhteen, mutta paikantaminen voi rajoittua myös sijain-nin määrittelyyn paikallisesti valitun reitin tai tunnettujen kohteiden suhteen.Paikannus voi perustua antureihin, maanpäällisiin radiomenetelmiin tai pai-kannussatelliittien signaalien havainnointiin. Matkapuhelinpaikannus voidaantoteuttaa hyödyntämällä matkapuhelinverkkoa tai päätelaitepaikannuksenaperustuen paikannussatelliittien lähettämän signaalien havainnointiin sekämolempien menetelmien yhdistelmänä. Sovellettaessa matkapuhelinpaikan-nusta liikenteen seurantaan sopivia paikannusmenetelmiä voi olla useita.Esim. paikannuksen absoluuttinen tarkkuusvaatimus ei välttämättä ole ra-joittava tekijä. Olennaista voi olla esim. paikannettavien puhelimien määrä,tiedon ajantasaisuus tai palvelun taso. Karttasovituksen avulla paikannetutpuhelimet voidaan sijoittaa esim. seurattavalle tiejaksolle.

4.1.2 Satelliittiperusteiset paikannusmenetelmät

Nykyään on olemassa kaksi maailmanlaajuista satelliittinavigointijärjestel-mää: amerikkalainen GPS (Global Positioning System) ja venäläinenGLONASS (Global Navigation Satellite System). GPS tarjoaa maailmanlaa-juisesti korkealuokkaisen ja käytännössä ilmaisen paikannuspalvelun, jonkapaikannustarkkuutta Yhdysvallat voi tarvittaessa säädellä esim. kriisitilan-teissa. Venäläinen GLONASS-järjestelmä on kärsinyt Venäjän taloudellisistavaikeuksista, mikä on paikoin johtanut palvelun heikkenemiseen. Uutenajärjestelmänä on suunniteltu vuonna 2008 käyttöönotettavaksi Euroopanunionin GALILEO-paikannusjärjestelmä, joka olisi EU:n omassa hallinnassaja vastaisi sen tarkkuutta, luotettavuutta ja turvallisuutta koskevia vaatimuk-sia.

GPS-paikannus perustuu satelliittijärjestelmän satelliittien lähettämän sig-naalin havainnointiin ja etäisyyksien laskentaan satelliittien ratatietoja hyväk-sikäyttäen. GPS-järjestelmään kuuluu maata kiertävillä radoilla 24 satelliittia,ja paikanmäärityksessä on havaittava vähintään neljän (tai kolmen, kun ole-tetaan havaitsijan olevan maapallon pinnalla) satelliitin ohilento. Järjestelmäperustuu satelliiteissa oleviin tarkkoihin kelloihin ja aikaerojen mittaamiseen.

GPS:n tarkkuutta rajaavat mm. ilmakehän epähomogeenisuus, vastaanotti-men tarkkuus ja rakennusten tai muiden esteiden aiheuttamat häiriöt signaa-lin kulussa. GPS-järjestelmän tarkkuus parani huomattavasti 1.5.2000 jäl-

18 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaPAIKANNUSMENETELMISTÄ

keen, kun järjestelmän ylläpitäjä, Yhdysvaltojen puolustushallinto, lakkauttipaikannuksen tarkkuuden tarkoituksellisen heikentämisen. Tällä hetkelläGPS-paikannuksen tarkkuus on noin 10 metriä.

Satelliittipaikannuslaite on pakattavissa yhä pienempään kokoon ja se onintegroitu mm. joihinkin matkapuhelinmalleihin. Paikannuksen vaatimat sa-telliittisignaalien vastaanotto sekä niiden perusteella tehtävät laskutoimituk-set ovat energiaa kuluttavia toimintoja. Lisäksi GPS-vastaanotin lisää jonkinverran puhelimen kokoa, painoa ja hintaa. Nämä tekijät ovat usein merkittä-viä kuluttajille. Tämä mahdollisesti hidastaa matkapuhelimeen integroidunGPS:n yleistymistä.

Suhteellinen satelliittipaikannus (DGPS)

Satelliittipaikannuksen tarkkuutta voidaan parantaa kiinteiden maa-asemienavulla, jotka havaitsevat jatkuvasti satelliittien kulkua ja laskevat paikallisia,hetkellisiä korjauksia. Menetelmää kutsutaan suhteelliseksi satelliittipaikan-nukseksi (Differential Global Positioning System, DGPS). Paikannuksenkorjaustiedot voidaan välittää ajantasaisesti esimerkiksi radiolähetyksenämaa-asemilta, tietoliikennesatelliittien avulla tai matkapuhelinverkon avullakäyttäjän laitteeseen. Näin paikannuksessa saavutetaan muutaman metrintarkkuus. Tarkoituksellisen häirinnän poistuttua normaali GPS (ilmanDGPS:ää) antaa riittävän paikannustarkkuuden moniin käyttötarkoituksiin,mutta DGPS on hyödyksi erityistä tarkkuutta vaativissa sovelluksissa kutennavigoinnissa ja laivojen ohjailussa ahtailla väylillä tai huonoissa olosuhteis-sa.

Avustettu satelliittipaikannus (AGPS)

Satelliittivastaanottimen paikanmääritystä voidaan avustaa suhteellisen pai-kannuksen lisäksi esim. matkapuhelinverkon avulla (Assisted Global Posi-tioning System, AGPS). Satelliittien lähettämä signaali on varsin heikko, eikäsitä juuri havaita paksun kasvillisuuden läpi, ahtaissa kaupunkioloissa tai si-sätiloissa, kun satelliittiin ei ole suoraa näköyhteyttä. Kuitenkin suuri osa pai-kannuspalveluiden käyttäjistä sijaitsee juuri kyseisissä olosuhteissa.

Varustamalla matkapuhelinverkko GPS-vastaanottimella, joka on sijoitettuhäiriöttömään näkyvyyteen taivaalle, voidaan matkapuhelinverkon välityk-sellä lähettää päätelaitteelle tarvittavaa informaatiota paikannuksen suorit-tamiseksi (kuva 3). Matkapuhelinverkon avulla voidaan välittää myös DGPS-korjauksia. Matkapuhelinverkon avulla voidaan AGPS-menetelmää soveltaamyös sisätilapaikannukseen. (Syrjärinne 2001a)

Raportoitujen tulosten mukaan avustetun satelliittipaikannuksen avulla pys-tytään määrittelemään sijainti parinkymmenen metrin tarkkuudella ahtaissakaupunkitiloissa ja jopa tavanomaisissa, kevytrakenteisissa toimisto- jaasuinrakennuksissa.


Kuva 3. AGPS-paikannusmenetelmän periaatekuva (Syrjärinne 2001b).

4.1.3 Paikantaminen matkapuhelinverkon avulla

Matkapuhelinverkossa päätelaite on aina jonkin solun ja tukiaseman piirissä,mistä saadaan karkea tieto matkaviestimen sijainnista. Kehittyneemmätverkkopaikannuksen menetelmät perustuvat matkapuhelinverkon signaalienkulkuajan ja suunnan mittaukseen tukiasemalla tai kulkuajan mittaukseenmatkaviestimessä.

Matkapuhelinverkot tarjoavat infrastruktuurin ja keinon paikannukseen, vaik-ka niitä ei alunperin siihen tarkoitukseen ole suunniteltukaan (Syrjärinne2001a). Operaattorit ja palveluntarjoajat panostavat erilaisiin paikannukseenperustuvien kaupallisten palveluiden toteuttamiseen. Hallitusten ja toimielin-ten säädökset sekä mandaatit kuten United States Federal CommunicationsCommission�in (FCC) E911 päätös hätäpuheluiden paikannuksesta Yhdys-valloissa ja Euroopan Unionin mahdollinen E112 päätös edistävät tarkkojenja luotettavien paikannusmenetelmien kehittämistä ja toteuttamista.

Verkkoperusteisissa paikannusmenetelmissä operaattorit ovat ratkaisevassaroolissa. Palveluiden toteutus on operaattoreiden kiinnostuksen lisäksi riip-puvainen verkkoihin tehtävien investointien suuruudesta. Voimakkaasta kiin-nostuksesta ja tulevaisuuden odotuksista huolimatta paikannukseen liittyvis-sä palveluissa on useita avoimia kysymyksiä. Lopulliset toimintamallit eivätole vielä selvillä ja tulevaisuuden markkinatilanne on epäselvä. Useita tekni-sesti ja tieteellisesti mielenkiintoisia paikannussovelluksia on pohdittu sekäesitelty jo muutaman vuoden ajan. Kyseiset menetelmät vaatisivat useinkuitenkin operaattoreilta suuria lisäinvestointeja. Tämän takia solupaikan-nusmenetelmän (Ci), jota on täydennetty signaalin voimakkuuden (Rx) ja/taikulkuaikaviiveen (Ta) mittauksella, tarjoama tarkkuus koetaan riittäväksi mo-niin kaupallisiin sovelluksiin. Lisäksi käyttäjää kiinnostaa sovelluksen avullasaatavat hyödyt ja palvelut eikä se, onko kyseessä mahdollisesti markkinoi-den tarkin paikannusmenetelmä.


Verkkopaikannusratkaisut voidaan luokitella monin eri tavoin. Päätelaitteenja verkon toimintaan sekä rooliin perustuen ratkaisut voidaan luokitella seu-raavasti:

• kokonaan verkkoperusteinen,• päätelaiteavusteinen verkkoperusteinen ja• päätelaiteperusteinen verkkoavusteinen menetelmä.

Toisaalta kyseinen jaottelu ei kuitenkaan ole yksiselitteinen, vaan on mene-telmiä, jotka voivat kuulua esim. kahteen eri luokkaan.

Kokonaan verkkoperusteisissa paikannusmenetelmissä verkko suorittaa kai-ken paikannustoiminnan, käsittäen mm. mittaukset ja paikannuslaskelmat.Päätelaite ei ole paikannuksessa aktiivisessa roolissa eikä tarvitse muun-noksia. Verkko saattaa kuitenkin tarvita joitakin muunnoksia ja/tai lisälaitteitamittauksen ja paikannuslaskelmien suorittamiseksi. (Syrjärinne 2001a)

Päätelaiteavusteisessa verkkoperusteisessa paikannuksessa päätelaite onjollakin tavalla aktiivisessa roolissa. Päätelaite voi ottaa osaa mittaukseen taisuorittaa muita paikannukseen liittyviä osioita, mutta suurin osa paikannuk-seen liittyvästä toiminnasta tapahtuu edelleen verkossa. (Syrjärinne 2001a)

Päätelaiteperusteisessa verkkoavusteisessa menetelmässä roolit ovat vas-takohtaiset edelliseen verrattuna. Verkon roolina on vain avustaa päätelai-tetta, sen suorittaessa paikannukseen tarvittavat määritykset. Verkon tar-joama apu voi olla esim. lähettää tukiaseman koordinaatit tai aikaeron arvotpäätelaitteelle laskelmien suorittamiseksi. (Syrjärinne 2001a)

Solupaikannus (Cell id, Ci)

Yksinkertaisin menetelmä paikantaa matkapuhelin matkapuhelinverkonavulla on solupaikannus. Määrittämällä palveleva solu voidaan kyseisen tu-kiaseman koordinaatteja käyttää karkeana arviona päätelaitteen sijainnista(kuva 4). Koska tämä tieto on helposti saatavilla verkosta, nykyisiin järjes-telmiin tarvittavat muutokset ovat pieniä. Toinen menetelmän etu on, etteisijaintitiedon tuottamiseksi erillisiä laskelmia ja algoritmeja tarvita. Menetel-män rajoitteena on tarkkuus. Puhelin voidaan paikantaa vain solun tarkkuu-della. Etenkin kaupunkialueiden ulkopuolella solut ovat suuria. Lisäksi pal-veleva tukiasema ei välttämättä sijaitse lähimpänä päätelaitetta. Tarkkuus onkaupunkialueen keskustoissa parhaimmillaan muutama sata metriä, muttamaaseudulla se voi pahimmillaan olla vain 30 kilometriä. Puhelimen ollessapassiivinen (puhelu ei ole käynnissä) sijainti tiedetään ainoastaan sijaintialu-een tarkkuudella (sijaintialue koostuu useista soluista) ja puhelin paikantuuainoastaan location update (sijainnin päivittäminen kotirekisteriin) yhteydes-sä. Menetelmän tarkkuutta voidaan parantaa muilla myöhemmin esiteltävilläratkaisuilla ja se voi toimia taustatukena muille tarkemmille paikannusme-netelmille. Etuna on myös se, että operaattorit ovat jo soveltaneet menetel-mää käytännön ratkaisuissa.


Israelissa on toteutettu sovellus, joka hyödyntää Ci-tietoa liikennetiedon ke-ruussa ja edelleen liikennetiedottamisessa (MLW 2001). Sovellus hyödyntäämatkapuhelinoperaattorin laskutusaineiston tietoja puhelinten paikantami-seksi ja edelleen liikennetilanteen kuvaamiseksi.

x,y

Kuva 4. Cell id -paikannusmenetelmän periaatekuva (Lähteenmäki2001).

Signaalin voimakkuus (Signal level, Rx-level)

Menetelmä perustuu matkapuhelimen tukiasemilta vastaanottamien signaa-livoimakkuuksien mittaamiseen. Signaalivoimakkuudet vastaavat karkeastipäätelaitteen ja tukiasemien välistä etäisyyttä. Arvio etäisyydestä tu-kiasemille saadaan käyttämällä yksikertaista radioaaltojen etenemismallia.Kun vähintään kolmen tukiaseman signaalivoimakkuudet havaitaan yhtä ai-kaa, voidaan sijainti laskea kolmen ympyrän leikkauspisteeseen (kuva 5).Käytännössä signaalin voimakkuus käyttäytyy monimutkaisemmin. Jos sig-naalivoimakkuuksista voidaan laatia malli tai ne voidaan selvittää etukäteenkäytännön mittauksin, voidaan signaalihavaintojen perustella määritellä si-jainti edellistä luotettavammin. Käytännössä kaikki ympäristönmuutokset,matkaviestimen käyttäjä itse mukaan lukien, aiheuttavat muutoksia havai-tussa signaalin voimakkuudessa. Menetelmän avulla saavutettava tarkkuuson kaupunkioloissa jonkin verran solutietoa parempi ja maaseudulla suurissasoluissa huomattavasti solupaikannusta parempi. Menetelmän etuna on, ettäGSM-järjestelmässä jokainen päätelaite automaattisesti mittaa signaalitasonlähiympäristön tukiasemilta.

Rx-menetelmä voidaan toteuttaa myös päätelaiteperusteisena. Tässä tapa-uksessa tukiasemien sijaintitiedot tulee lähettää päätelaitteelle laskelmientuottamiseksi. Verkkoperusteinen menetelmä on kuitenkin parempi soveltu-en olemassa oleviin puhelimiin. (Syrjärinne 2001a)


d1

d2

d3

Kuva 5. Signaalin voimakkuus-menetelmän periaatekuva (Lähteenmäki2001).

Signaalin kulkuaikaviive (Timing Advance, Ta)

Ci-menetelmän tarkkuutta voidaan parantaa mm. hyödyntämällä signaalinkulkuaikaviivemittausta (Round Trip Delay, RTD). GSM-järjestelmässä RTDtunnetaan nimellä Timing Advance (Ta) ja 3G -järjestelmässä nimellä Roundtrip time (RTT). Kuten Rx-menetelmässäkin RTD-mittauksessa muodostuutukiaseman ympärille ympyrä, jonka säde vastaa mitattua aikaviivettä. Ym-pyrän ja Ci:n avulla voidaan rajoittaa päätelaitteen mahdollista sijaintialuetta.Menetelmän tarkkuus on riippuvainen solun koosta ja tukiaseman sekäpäätelaitteen välisestä etäisyydestä. (Syrjärinne 2001a)

Paikannusmenetelmän hyödynnettävyys, luotettavuus ja soveltuvuus ovathyviä sekä toteutuskustannukset pieniä. Menetelmä on sisäänrakennettunaGSM-järjestelmään ja se soveltuu olemassa oleviin puhelimiin. Ci+Ta-menetelmään perustuvia kaupallisia paikannuspalveluita on jo olemassa.

Signaalin saapumissuunta (Angle Of Arrival, AOA)

Saapumissuuntamenetelmässä tukiasema havaitsee päätelaitteesta saapu-van signaalin suunnan antenniryhmän avulla. Päätelaitteen sijainti määrite-tään vähintään kahden tukiasemalla havaitun suunnan risteämiskohdassasekä tuntemalla antenniryhmän koordinaatit (kuva 6). Koska menetelmäedellyttää antenniryhmää, se on hyödynnettävissä vain tukiasemalla.

Menetelmän rajoituksina ovat sen edellyttämät tietynlaiset antennit ja edel-lytys signaalin suoralle esteettömälle saapumiselle päätelaitteesta eikä hei-jastumalla. Vaatimus on vaikea toteuttaa erityisesti kaupunkioloissa. Käy-tännössä menetelmä tulee kysymykseen lähinnä maaseudulla ja esikaupun-kialueilla, kun saatavilla on ylipäätään vain kaksi tukiasemaa, jolloin aikavii-vemittauksiin perustuvat algoritmit eivät toimi ollenkaan tai antavat huonojatuloksia.

AOA-menetelmä voi olla hyödyllinen käytettäessä sitä tukemaan jotakintoista paikannusmenetelmää sekä kolmannen sukupolven (3G) matkapuhe-linverkossa, joissa mahdollisesti käytetään älykkäitä tukiasemia. Tällöin tulo-kulman mittausta varten tarvittava antennijärjestelmä on valmiina.


Kuva 6. Saapumissuunta-paikannusmenetelmän periaatekuva(Lähteenmäki 2001).

Signaalin saapumisaikaero (Time-Difference Methods)

Paikannuksessa signaalin kulkua voidaan hyödyntää eri tavoin, kuten sig-naalin voimakkuuden, signaalin saapumisajan (Time Of Arrival, TOA) taiuseiden signaalien saapumisaikojen erotusten mittauksella (Time DifferenceOf Arrival, TDOA). ETSI (European Telecommunications Standards Institute)on sisällyttänyt GSM-standardeihin satelliittipaikannukseen (GPS) ja signaa-lin saapumisaikaan (TOA ja E-OTD) perustuvat menetelmät. Monitie-eteneminen ja erityisesti suoran yhteyden (ei heijastumia) saaminen kaikilletukiasemille kaupunkiolosuhteissa on heikkoutena kaikille aikamittaukseenperustuville paikannusmenetelmille.

TDOA-menetelmässä päätelaitteen sijainti määritetään vastaanottamallapuhelimen lähettämä signaali vähintään kolmella eri tukiasemalla. Tukiase-malla on tarkka kello, jonka aikaeroa muiden tukiasemien kelloihin nähdenmonitoroidaan erillisten mittavastaanottimien avulla. Signaalien saapuessatukiasemille verrataan näiden saapumisaikoja keskenään. Kahden tukiase-man saapumisaikojen erotuksista voidaan laskea tukiasemakeskiset hyper-belit, joilla puhelin sijaitsee. Puhelimen paikka saadaan vähintään kahdenhyperbelin leikkauspisteen määrittelyllä, johon tarvitaan siis kolme tukiase-maa. TDOA-menetelmä on mukana GSM-standardoinnissa, missä siihenkuitenkin viitataan lyhenteellä TOA, mikä aiheuttaa jonkin verran sekaan-nusta.

Menetelmä edellyttää tukiasemien tarkkaa aikasynkronointia tai tukiasemienkellojen aikaerojen tuntemista. Käytännössä aikaero selvitetään erillistenmittavastaanottimien (Location Measurement Unit, LMU) avulla. Kulkuaikaanja samalla menetelmän tarkkuuteen vaikuttavat myös mahdolliset signaalienheijastumiset. Mittaustarkkuutta rajoittavat mm. radiosignaalien monitie-eteneminen ja maaston esteet.

Eri tukiasemilta tulevien signaalien kulkuaikaerot voidaan havaita myös mat-kaviestimessä (Observed Time Difference, OTD ja Enhanced Observed Ti-me Difference, E-OTD). Havainnot voidaan lähettää verkon paikannuspalve-limeen sijainnin määrittelyä varten. Käytännössä menetelmä edellyttää oh-jelmistopäivityksiä olemassa oleviin puhelimiin.


Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)

Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) nähdään lupaavana paikan-nusvaihtoehtona ja se on otettu mukaan GSM-standardointiin. Menetelmäs-sä päätelaite suorittaa TDOA-mittauksen ja joko lähettää tiedot takaisin ver-kolle paikannuslaskelmia varten (päätelaiteavusteinen) tai suorittaa laskel-mat itse (päätelaiteperusteinen). Molemmat vaihtoehdot vapauttavat kuiten-kin verkon synkronoiduilta TOA-mittauksilta säästäen sekä verkon kapasi-teettia että vaatimatta ohjelmistopäivityksiä. Synkronoimattomissa verkoissaon kuitenkin edelleen tunnettava tukiasemien välinen aikaero (Real TimeDifference, RTD). RTD:n mittaus edellyttää erillisiä mittavastaanottimia, ku-ten TDOA-menetelmäkin. Ohjelmistopäivitykset nykyisiin puhelimiin ja tu-kiasemien yhteyteen vaadittavat lisälaitteet luonnollisesti kasvattavat inves-tointikustannuksia. E-OTD ei ole siis sovellettavissa suoraan olemassa ole-viin puhelimiin. (Syrjärinne 2001a)

Yhdistetyt paikannusmenetelmät

Kaikilla paikannusmenetelmillä on joitakin rajoituksia, kuten suorituskykytietyissä radioaaltojen etenemisolosuhteissa. Yksi vaihtoehto saattaa olla erimenetelmien ja tekniikoiden sopiva yhdistely optimaalisen paikannustulok-sen saavuttamiseksi. Esimerkiksi yhdistämällä solupaikannus, signaalinvoimakkuus sekä saapumisaika ja -suuntahavainnot sekä satelliittipaikan-nustekniikka päästään huomattavasti parempaan lopputulokseen kuin yksit-täisillä menetelmillä. Lisäksi näin voidaan hallita eri menetelmin tuotettuainformaatiota (vanhat, uudet, GPS:llä varustetut matkaviestimet jne.).

Tietokantakorrelaatio (Database Correlation Method, DCM)

Database Correlation Method (DCM) menetelmä perustuu vastaanotetunsignaalitiedon ja tietokannan sisältämän tiedon väliseen korrelaatioon (kuva7). Menetelmässä matkapuhelin lähettää tukiasemilta mittaamansa signaali-tiedot paikannuspalvelimelle. Jos puhelimessa on GPS-valmius, se voi myöslähettää GPS-vastaanottimen tekemät signaalihavainnot. Pienimuotoisissakokeiluissa kelpaa tiedonsiirtokanavaksi SMS (Short Message Service),mutta operatiivisessa järjestelmässä on syytä hyödyntää päätelaitteen verk-koon lähettämiä mittausraportteja suoraan, jolloin ei tarvita erillistä tiedonvä-litysmekanismia. Paikannuspalvelimen paikannusalgoritmi tuottaa arvionpäätelaitteen sijainnista vastaanotetun signaalitiedon ja tietokantaan tallen-netun tiedon avulla. Tietokantainformaatio voi sisältää mm. digitaalisia kart-toja (DIGIROAD-tietojärjestelmä valmistuu vuonna 2003) sekä järjestelmäntietoja (tukiasemien koordinaatit) sekä etukäteen mitatun tai lasketun kalib-rointitiedon. Paikannuspalvelin palauttaa arvioidun sijainnin takaisin sovel-lukselle. Sijaintitieto voidaan sovelluksesta riippuen hyödyntää joko palveli-mella tai välittää edelleen kyseiselle päätelaitteelle.

GSM-järjestelmässä signaalitieto voi sisältää Cell id:n, signaalin voimak-kuuksia, kulkuaikaviiveen ja OTD-arvot, jos puhelin kykenee ne mittaamaan.Jos RTD on käytettävissä, voidaan myös sitä hyödyntää. Sijainti arvioidaanvertaamalla signaalitietoa tietokannan tunnettuun signaalitietoon. Vertailussavoidaan käyttää yksinkertaisia korrelaatioalgoritmeja tai kehittyneempiä mal-liinsovitusalgoritmeja.


Menetelmä edellyttää mitatun tai ennustetun signaalitiedon sisältävän tieto-kannan luomista ja ylläpitämistä. Toisaalta menetelmää voidaan soveltaaaluksi kriittisimmillä alueilla kuten kaupunkien keskustoissa tai tässä tapauk-sessa esim. jollakin tiejaksolla.

GSM UMTS

Locationestimate

GSM/GPRS/UMTS network + internet

� System information� Calibration data� Digital maps

Received signalfingerprint

GPS

Location server

Mobile Terminal

Location estimation by usingsignal fingerprint and database

Application servers

Locationestimate

Kuva 7. DCM-paikannusmenetelmän periaatekuva (Lähteenmäki 2001).

U.S. Wireless Corporation � Location fingerprinting

U.S. Wireless Corporation'in rakentaman paikannusverkon pyrkimyksenä ontarjota nopeata, tarkkaa ja luotettavaa paikannusaineistoa verkko-operaattoreille ja palvelun tarjoajille. Paikannusteknologia hyödyntää paten-toitua Location Pattern Matching -tekniikkaa. Tekniikka perustuu tukiasemillavastaanotetun signaalin yksilöllisten ominaisuuksien analysointiin ja määri-tettyyn �sormenjälkeen� (fingerprint). RadioCamera� tunnistaa yksilöllisetominaisuudet, kuvion tai �sormenjäljen� ja vertaa sekä sovittaa tätä keskus-tietokantaan tallennettuun vastaavaan kuvioon. (USW 2001)

Menetelmä on samankaltainen kuin edellä esitelty DCM-menetelmä. Tark-kuus ja hyödynnettävyys ovat riippuvaisia tietokannan koosta ja resoluuti-osta. Paikannusta rajoittavat etukäteistyö ja verkon peittoalue. Tietokantavaatii myös jatkuvaa päivitystä. Menetelmä on hyödynnettävissä nykyisissäpuhelimissa, eikä se myöskään vaadi suoraa yhteyttä useisiin tukiasemiin,mikä on kaupunkioloissa eduksi. (Syrjärinne 2001a, USW 2001)

Ranskan kokeilu 2001

Ranskassa on tehty aiheeseen liittyvä tutkimus (Travel Time Estimates onthe Rhone Corridor Network Using Cellular Phones as Probes), jossa selvi-tettiin tiellä liikkuvien matkapuhelimien soveltuvuutta käytettäväksi anturiajo-neuvoina. Hankkeessa etsittiin ja tarkasteltiin soveltuvaa paikannustekniik-


kaa sekä suoritettiin simulointi, joka osoitti saavutettavat matka-aika arviotriittäviksi. Olettaen, että vähintään 5 %:lla väylällä liikkujista on päällä olevamatkapuhelin linkin matka-ajat voidaan arvioida 95 % tarkkuudella.

Lisäksi alan toimijoille kohdistetulla kyselyllä kartoitettiin erilaisia paikannus-sovelluksia, joista valittiin asetetut ehdot parhaiten täyttänyt menetelmä. On-gelmana oli mm. paikannustekniikoiden soveltuvuus/soveltumattomuus ny-kyisiin järjestelmiin, mahdolliset tulevaisuuden sovellukset, alan standar-dointi jne. Kokeilussa käytettävä paikannusmenetelmä perustuu A-bis-rajapinnassa tapahtuvan signaalin vaihdon hyödyntämiseen. Rajapinta vä-littää signaalitietoa tukiaseman ja tukiasemaohjaimen välillä.

4.2 Paikantamisen laatu

Paikantamisen laatu ja tarkkuus riippuvat monista eri tekijöistä. Paikannus-teknologiat ja käytetty tekniikka määrittävät karkeat rajat saavutettavalletarkkuudelle. DGPS:n avulla päästään parhaimmillaan 2�5 metrin tarkkuu-teen, GPS:n avulla noin 10 metrin tarkkuuteen ja DCM-tekniikalla 50�100metrin tarkkuuteen. Solupaikannuksella voidaan joutua tyytymään jopa pa-rinkymmenen kilometrin tarkkuuteen. Käytetyn teknologian lisäksi paikan-nustarkkuuteen vaikuttavat mm. olosuhteet ja ympäristö. Esimerkiksi kau-punkialueen korkeiden rakennuksien aiheuttamat katvealueet muodostavatongelman GPS-paikannukselle, kun taas verkkopaikannusmenetelmät ovatherkkiä mm. erilaisille signaalien heijastuksille tai suurille soluille. Taulukos-sa 2 ja kuvassa 8 on esitetty eri menetelmien vertailutietoja. Vertailut ovatsuuntaa antavia, koska eri mittausten olosuhteista ei ole tarkkaa tietoa.

Eri menetelmien soveltuvuutta arvioitaessa tulee mittaustarkkuuden lisäksitarkastella myös muita tekijöitä. Merkittäviä tekijöitä ovat mm. menetelmänpeittoalue, riippuvaisuus operaattorista, verkkoon tai nykyisiin puhelimiinvaadittavat laitteisto- tai ohjelmistopäivitykset, riippuvaisuus näkyvistä satel-liiteista tai tukiasemista tai menetelmän soveltuvuus massapaikannukseen.Samakin tekniikka voi tarvita toteutustavasta riippuen (verkko- vs. päätelai-teperusteinen) vaihtelevasti ohjelmisto- tai laitteistopäivityksiä. Ohjelmisto-päivityksiä matkapuhelimeen tarvitaan, jos sillä lähetetään esim. mittaustie-toa verkolle. Ci-, AOA-, TDOA-menetelmiä voidaan soveltaa ilman matkapu-helimen ohjelmistopäivityksiä, jos paikannusestimointi tapahtuu verkossa.TDOA-menetelmä voi kuitenkin hyötyä ohjelmistopäivityksistä. Laitteistohan-kintoja tukiasemilla edellyttävät AOA-menetelmä (antenniryhmät) ja aikaanperustuvat menetelmät TDOA ja E-OTD (synkronisaatio).


Taulukko 2. Eri menetelmien vertailu (Lähteenmäki 2001).

Kuva 8. Eri menetelmien vertailu (Syrjärinne 2001a).

4.3 Paikannus ja matkapuhelinverkon kuormittuminen

Paikannusmenetelmät kuormittavat matkapuhelinverkkoa. Kuormituksenmäärä riippuu sovellettavasta paikannusmenetelmästä. Verkon kuormittumi-seen vaikuttavat esim. signaali-informaation mittaaminen, tietojen välittämi-nen päätelaitteelta verkolle tai päinvastoin sekä joissakin menetelmissä�pakottavat� puhelun siirtymiset solusta toiseen (handover) tai sijainnin päi-vitykset kotirekisteriin (location update).

4.4 Teknologian kehitysnäkymät

Langattomien viestimien ja niihin liittyvien oheispalvelujen käyttö on laajen-tunut nopeasti viime vuosina. Uusien teknologioiden myötä kehityksen voi-daan olettaa vain kiihtyvän. Perinteisen GSM-tekniikan laajennus GPRS-tekniikkaan (General Packet Radio Service) tarjoaa käyttäjille paremmantiedonsiirtonopeuden ja sen myötä parempia palveluja.

Markkinoille tulevat kolmannen sukupolven matkapuhelintekniikat (UniversalMobile Telecommunications System, UMTS) sekä mahdolliset neljännen su-kupolven (4G) verkot ja päätelaitteet ovat tulevaisuuden alustoja mobiilienInternet- ja multimediapalveluiden tuottamiseksi.

Timetable

Typicalaccuracy(rural), m

Typicalaccuracy(city), m

Cove-rage

Suitabili-ty formass-location

Dependabilityfromoperator

Initialcost

Usagecost

Standar-disation

Cell ID available 2000-8000

200-1000 excellent excellent small small small yes

Signallevel

available 500-3000 100 - 500 moderate moderate small small small no

Correlation (DCM)

2-3years?

250-1500 50 - 200 moderate moderate small moderate moderate no

Timedifference

2-3years?

200-1000 100 - 200 moderate low high high high yes

GPS available 10-30 30 - 100 good low none none none yesA-GPS 2-3

years?10-30 30 - 100 good + low high high moderate yes


Suomessa Valtioneuvosto myönsi ensimmäiset UMTS-toimiluvat 18. maalis-kuuta 1999 Oy Radiolinja Ab:lle, Sonera Oy:lle, Suomen 3G Oy:lle ja TeliaMobile Ab:lle. Kaikki luvat ovat valtakunnallisia (LVM 1999).

Uuden sukupolven matkapuhelinverkkojen myötä itse paikannustekniikat ei-vät merkittävästi muutu. GSM-verkossa käytössä tai ainakin periaatteessasovellettavissa olevat paikannusmenetelmät ovat esillä myös 3G:n yhtey-dessä. Laajempi kaistanleveys parantaa kuitenkin tarkkuutta etäisyydenmittauksessa, joten etu GSM:ään on olemassa. Monitie-etenemisen takiaetäisyyden mittauksen tarkkuus ei kuitenkaan ole suoraan verrannollinensaavutettavaan koordinaattitarkkuuteen.

Paikannussovellusten edistymistä parantanee se, että 3G-järjestelmät onsuunniteltu tukemaan pakettimuotoista tiedonsiirtoa. Tämä mahdollistaajoustavan ja kustannustehokkaan tiedonsiirron paikannusprosessin vaati-mille viesteille ja komennoille. GSM-järjestelmän käyttämä SMS on liian hi-das monille sovelluksille ja sallii ainoastaan rajoitetun määrän tietoa siirrettä-väksi.

3G tuo mukanaan myös joitakin ongelmia, kuten WCDMA:n (Wideband Co-de Division Multiple Access) yhteydessä havaittavan kuuluvuusongelman.Ongelma esiintyy, kun päätelaite on lähellä tukiasemaa ja kyseisen tukiase-man voimakkaat signaalit estävät päätelaitteen signaalien vastaanottamisentoiselta tukiasemalta. Ongelma esiintyy myös uplinkissä (lähetyssuuntapäätelaitteelta tukiasemalle): kaukana olevat tukiasemat eivät kykene vas-taanottamaan päätelaitteen lähettämää signaalia. Kuuluvuusongelman rat-kaisuksi on ehdotettu Idle Slot Forward Link (IS-FL) -menetelmää. Menetel-mässä jokainen tukiasema kytkeytyy �pois päältä� aika ajoin lyhyeksi aikaa,jolloin päätelaite voi vastaanottaa signaalin toisilta tukiasemilta. Lisäksi on-gelman poistamiseksi voidaan käyttää väliaikaisesti korkeampia voimak-kuuksia tai multiuser detectionia ("monen käyttäjän ilmaisu" tarkoittaa tyypil-lisesti tukiasemapuolella tapahtuvaa vastaanottotekniikkaa, jossa useanpäätelaitteen signaalit ilmaistaan samanaikaisesti).

3G:n toinen rajoite on, etteivät tukiasemat ole synkronisoituja FDD-moodissa(Frequency Division Duplex), joka näyttäisi olevan hyödynnettävä tekniikkaainakin 3G-verkkojen ensimmäisessä vaiheessa. Synkronisoidut TDD-verkot(Time Division Duplex) astunevat kuvaan vasta myöhemmin. FDD-moodissatukiasemien välisen aikaeron mittaaminen tapahtunee kuten GSM:ssä, mikätekee paikannusjärjestelmän käyttöönoton monimutkaisemmaksi.

4.5 Alan standardointi

GSM:ään ja paikannukseen liittyvää standardointityötä tehdään yhteistyössäsekä Yhdysvalloissa että Euroopassa. Vuoden 1998 lopussa perustettuThird Generation Partnership Project (3GPP) on tällä hetkellä elin, johonstandardointityö pääosin keskittyy. Kolme eri paikannusmenetelmää jotkastandardoidaan GSM:ään ovat TOA, E-OTD ja GPS.

Myös kolmannen sukupolven matkapuhelinverkkojen standardointi on jokäynnissä. Esimerkiksi WCDMA on yksi 3G-standardiin liitettävistä teknii-koista. Paikannustekniikat sisältyvät työryhmään TSG RAN WG2. ETSI (Eu-ropean Telecommunications Standards Institute) on jäsenenä 3GPP:ssä.


Tällä hetkellä 3GPP:n UMTS-standardoinnissa on mukana paikannusteknii-koista Cell id, AGPS ja OTDOA, joka on periaatteeltaan hyvin samanlainenkuin E-OTD.

Aihepiiriin liittyvää esistandardointia ja standardointia laativat myös WAP fo-rum ja ISO. ISO/TC 211 Geographic Information / Geomatics on kehitellytmm. seuraavia standardeja: Multimodal location based services for routingand navigation sekä Geographic information - Location based servicestracking and navigation.

LIF (Location Interoperability Forum) on suurimpien matkapuhelinvalmistaji-en Nokia, Ericsson ja Motorola perustama yhteenliittymä, jonka tarkoitukse-na on kehittää matkapuhelimien paikannuspalveluita sekä erilaisten langat-tomien paikannusjärjestelmien maailmanlaajuista yhteensopivuutta. Omiensovellustensa lisäksi LIF aikoo julkistaa suosituksia paikannuspalveluidenstandardeiksi.

30 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA

5 LAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA

5.1 Yleistä

Kuten toteutettava paikannusteknologia tai toteutettavat palvelut, myös mo-net sen hyödyntämiseen liittyvät pelisäännöt ovat vielä avoimia. Sekä viran-omaiset että lainsäätäjä ovat epävarmoja siitä, missä määrin paikannuspal-veluita tulisi säädellä. Mobiilipalveluita koskevat pelisäännöt ovat Suomessavasta hahmottumassa. Niiden muokkautumiseen vaikuttanevat kokemuksetkäyttöönotettavista sovelluksista ja palveluista sekä osaltaan valmisteillaoleva EU:n uusi tietosuojadirektiivi.

Paikannustieto on oikeudellisesti uusi ilmiö eikä sitä koskevaa lainsäädäntöäole varsinaisesti olemassa. Nykyistä lainsäädäntöä voi olla jossain määrinvaikea soveltaa paikantamiseen liittyviin oikeudellisiin kysymyksiin. Epävar-muutta lisää se, että paikannustietoon liittyviä ennakkotapauksia ei vielä ole(Navi 2001b).

Merkittäviä oikeudellisia kysymyksiä liittyy muun muassa yksityisyyden suo-jaan, telemarkkinalainsäädäntöön, kilpailulainsäädäntöön, immateriaalioike-uksiin ja julkisten aineistojen käyttömahdollisuuksiin. Lisäksi paikannuspal-veluiden tarjoamiseen liittyy mutkikkaita sopimus- ja vahingonkorvausoikeu-dellisia kysymyksiä, joita joudutaan jonkin verran pohtimaan myös yleisem-min sähköiseen kaupankäyntiin liittyen. (TEKES 2001).

NAVI-ohjelman Säädöspuitteet-tukiprojektin tavoitteena on tutkia henkilö-kohtaiseen navigointiin ja paikannusteknologian hyödyntämiseen liittyviä oi-keudellisia kysymyksiä. Projekti pyrkii löytämään vastauksia erilaisiin pai-kannusteknologiaan liittyviin oikeudellisiin kysymyksiin ja tukemaan teknolo-giaa ja palveluita kehittäviä yrityksiä. Projekti informoi ja opastaa NAVI-ohjelman osapuolia henkilökohtaisen navigoinnin palveluiden kehittämistä,toteuttamista ja hyödyntämistä koskevien säädösten soveltamisessa, arvioimarkkinoille tuotavia palvelukonsepteja ja kerää palautteen mahdollisistalainsäädännön epäkohdista ja muutostarpeista sekä seuraa säädösten ke-hittymistä kansallisesti ja kansainvälisesti. (HIIT 2001)

Tukiprojekti selkeyttää tämänhetkistä, paikoin sekavaa tilannetta. Myös lain-säädäntöön liittyvät teknologiapuitteet kaipaavat tarkennusta ja selvennystä.Tiehallinnon palvelukokeilun toteutuksen kannalta välttämätöntä on määrit-tää selkeästi mitä tutkitaan, miten ja miksi? Ennen kokeilun toteutusta onkäytävä vaihe vaiheelta ja prosessi prosessilta läpi mm. mitä, missä muo-dossa ja mihin tallennettuna tieto on ja kuinka kauan. Tämän pohjalta onverrattava nykyistä lainsäädäntöä ja sen tulkintaa. Kysehän on lopulta siitä,miten paikannukseen liittyvää aineistoa käsitellään ja miten palvelu tekni-sesti toteutetaan.

Esimerkiksi matka-ajan osalta palvelukokeiluhanketta voisi mahdollisesti to-teuttaa esim. jonkin aikaa voimassa olevan tunnisteen (session-id) avulla.Paikannetulle puhelimelle annettaisiin tunniste, joka poistetaan tai poistuuautomaattisesti tietokannasta matka-ajan laskennan jälkeen.

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 31LAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA

5.2 Yksityisyyden suoja

Ehkä kaikkein keskeisimpiä paikannusteknologiaan liittyviä oikeudellisia ky-symyksiä ovat lukuisat yksityisyyden suojaan liittyvät ongelmat. Tietoa hen-kilön sijainnista voidaan pitää varsin arkaluonteisena tietona. Henkilön si-jaintia koskevan tiedon eli sijaintitiedon oikeudellinen luonne ei vielä ole täy-sin täsmentynyt. EU ja monet valtiot ovat parhaillaan luomassa lainsäädän-töä, joka ottaa paremmin huomioon paikannusteknologian yksityisyydensuojalle asettamat haasteet (TEKES 2001).

Vielä ei olla yksimielisiä muun muassa siitä, mitä normistoa sijaintitietoihinkulloinkin tulisi soveltaa. Yleinen tietosuojalaki eli henkilötietolaki tulee luon-nollisesti sovellettavaksi silloin kun muu normisto ei tule kyseeseen, muttaesimerkiksi teletoimintaa koskevan tietosuojanormiston soveltamisala onvielä epäselvä (TEKES 2001).

Tietosuojanormiston epäselvyys ja epävarmuus tulevasta normistosta vaike-uttaa palveluiden ja teknologian kehittämistä, sillä kehitystyössä tulisi pystyäottamaan huomioon oikeusnormien asettamat puitteet � lainvastaista tekno-logiaa tai palvelua ei kannata kehittää. Jos käy ilmi, että kehitetty palvelu taiteknologia ei täytä tietosuojalainsäädännön vaatimuksia, tuotekehitystyö-panostuksia on haaskattu. (TEKES 2001)

Hallitusmuodon 8. §:ään on kirjattu periaate, jonka mukaan jokaisen yksi-tyiselämä, kunnia ja kotirauha on turvattu. Henkilötietojen suojasta sääde-tään tarkemmin lailla. Yksilön perusoikeuksiin kuuluu myös itsemääräämis-oikeus, jonka mukaan yksilöllä on oikeus tietää ja päättää itseään koskevienhenkilötietojen käytöstä. Kesäkuun alussa 1999 voimaan tullut henkilötieto-laki (L 523/1999, "HetiL") pyrkii toteuttamaan hallitusmuotoon kirjattuja peri-aatteita ja perusoikeuksia henkilötietoja käsiteltäessä sekä edistämään hy-vän tietojenkäsittelytavan kehittämistä ja noudattamista (Rainio 2000).

Heinäkuun alussa 1999 tuli voimaan laki yksityisyyden suojasta televiestin-nässä ja teletoiminnan tietoturvasta (L 565/1999, "TietosuojaL"). Laki pyrkiiedistämään yleisen teletoiminnan tietoturvaa ja tilaajien ja käyttäjien yksityi-syyden ja oikeutettujen etujen suojaa televiestinnässä. Lakia tulee noudattaayleisessä teletoiminnassa, yleisiä telepalveluita käyttäen harjoitetussa tele-viestinnässä sekä tilaajaluetteloiden tarjoamisessa (2 §) (Rainio 2000).

Lainsäädännölliset ja oikeudelliset kysymykset matkapuhelinpaikannuksenkäytöstä liikenteen seurannassa eivät kaikilta osin vastaa henkilökohtaisennavigoinnin yhteydessä esiin tulleita kysymyksiä. Henkilökohtaisessa navi-goinnissa on kyse etäviestimien sijaintitietojen käyttämisestä sisältö- tai mui-den palvelujen tarjoamisessa tai henkilön tai tämän käytössä olevan kalus-ton seurannassa (Rainio 2000). Paikannuspyyntö voi olla lähtöisin käyttäjäl-tä, jolloin käyttäjältä ei tarvita erityistä lupaa paikannukseen. Palvelu voi ollaesim. �paikanna minut ja anna minulle lähin huoltoasema.� Liikenteen seu-rannassa puhelimen käyttäjällä tai tunnistettavan käyttäjän sijainnilla ei olemerkitystä. Kiinnostavaa on ainoastaan paikantaa jokin puhelin esim. jossa-kin liittymässä ja se sama puhelin toisessa liittymässä tai mahdollinen ns.�epätavallinen solukäyttäytyminen� (samalla paikalla tai tietyllä alueella onkeskimääräistä selvästi enemmän puhelinliikennettä).

32 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA

Tunnistamistiedolla tarkoitetaan TietosuojaL:ssa "tilaajan tai käyttäjän liitty-män numeroa tai teleyhteyden toteuttamisessa syntynyttä tai tallentunuttamuuta tunnistetta tai tietoa". Voidaan lähteä siitä, että sijaintitieto on Tie-tosuojaL:n mukainen tunnistamistieto silloin, kun sijaintitieto on syntynyt taitallentunut matkapuhelimen ja tukiaseman välisen varsinaisen viestien lä-hettämisen tai vastaanottamisen yhteydessä. Näin on esimerkiksi, kunkäyttäjä lähettää viestin saadakseen tietyn palvelun, ja käytettävä sijaintitietoon syntynyt tähän tilaukseen liittyvän viestinnän tuloksena. Esimerkiksi te-leyhteyden toteuttamisen aikana syntynyt solutunniste on TietosuojaL:n mu-kainen tunnistamistieto. On epäselvää, mitkä muut sijaintitiedot voivat ollaTietosuojaL:n mukaisia tunnistamistietoja. Sijaintitietojen käytön yleistyminensaattaa edellyttää lainsäädännön täsmentämistä (Rainio 2000).

Henkilötietolaissa henkilötiedolla tarkoitetaan "kaikenlaisia luonnollista hen-kilöä taikka hänen ominaisuuksiaan tai elinolosuhteitaan kuvaavia merkintö-jä, jotka voidaan tunnistaa häntä tai hänen perhettään tai hänen kanssaanyhteisessä taloudessa eläviä koskeviksi".

Henkilötietolaki tulee sovellettavaksi aina, kun sijaintitieto viittaa tunnistetta-vaan henkilöön tai tämän perheeseen. Laki koskee kaikkia henkilötietoja,mutta laki on kuitenkin yleislaki, joka syrjäytyy, jos muussa lainsäädännössäon toisin säädetty. Näin ollen esimerkiksi tunnistamistietoihin sovelletaanensisijaisesti TietosuojaL:n normistoa (Rainio 2000).

Henkilötietojen käsittelyä koskevia yleisiä periaatteita ovat huolellisuusvel-voite, hyvä tietojenkäsittelytapa ja henkilötietojen käsittelyn suunnittelu.Henkilötietoja saa käyttää tai käsitellä vain tavalla, joka on suunnitellunkäyttötarkoituksen mukainen. Tietojen on oltava virheettömiä ja määritellyntietojenkäsittelyn tarkoituksen kannalta tarpeellisia (Rainio 2000).

On syytä muistaa, että jos sijaintitiedot eivät ole liitettävissä kehenkään tun-nettuun henkilöön, henkilötietolaki ei koske tietoja lainkaan. Jos esimerkiksion mahdollista kerätä tietoja tietyllä alueella liikkuvista matkapuhelimista il-man, että näitä tietoja voitaisiin liittää kehenkään tunnistettavaan henkilöön,ei laki lähtökohtaisesti koske tietoja (Rainio 2000).

5.3 Oikeudet sijaintitietoihin

Yksittäinen sijaintitieto ei täytä tekijänoikeussuojan kriteereitä eikä myöskäänluettelonsuojan tai tietokantojen suojan kriteereitä. Matkaviestimien sijainti-tiedoista voi muodostua suojattava luettelo tai tietokanta. Oikeudet luetteloontai tietokantaan kuuluvat lähtökohtaisesti tiedon kerääjälle tai käsittelijälle,joskin tiedon keräämiseen pitää olla lupa tai peruste (Rainio 2000).

Tekijänoikeuslain perusteella lähtökohtana on, että jos tietoja kerää paikan-nuspalvelua tarjoava yritys, esimerkiksi teleyritys, syntyvän luettelon tai tie-tokannan oikeudet kuuluvat tietoja keräävälle yhtiölle, vaikka tiedot kuvaavatyksittäisen käyttäjän liikkeitä. Toisaalta jos tiedot kerätään käyttäjän omallepäätelaitteelle, esimerkiksi satelliittipaikannusta käyttävään laitteeseen, oi-keudet tietoihin kuuluvat lähtökohtaisesti käyttäjälle. Oikeudet voidaan siirtääsopimuksella (Rainio 2000).

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 33LAINSÄÄDÄNNÖLLISIÄ NÄKÖKOHTIA

Mikäli esimerkiksi teleyritys kerää sijaintitietojen tietokantaa, joka ei sisällätunnistettavia henkilöitä koskevia tietoja, henkilötietolaki ei koske tällaisentietokannan keräämistä. Tällaisen tiedon keruu olisi sallittua ja tietokantaavoitaisiin käyttää esimerkiksi ihmis- ja liikennevirtojen seuraamiseen ja tilas-tointiin. Oikeudet tietokantaan kuuluisivat lähtökohtaisesti tiedot keräävälleosapuolelle (Rainio 2000).

On muistettava, että sijaintitietojen kerääminen henkilötietolain tai Tie-tosuojaL:n vastaisesti on rikosoikeudellisesti sanktioitu. Jos kerättäviä sijain-titietoja ei voida liittää tunnistettavaan henkilöön, ja jos tiedot eivät ole Tie-tosuojaL:n mukaisia tunnistamistietoja, eivät kyseiset lait kuitenkaan kosketietojen keräämistä. Jos tällaista toimintaa ei olisi sanktioitu rikoslaissa, eitoiminnalle näyttäisi olevan laillista estettä, ellei esimerkiksi muu telelainsää-däntö kiellä tällaista toimintaa. Näin ollen esimerkiksi tietyllä alueella liikkuvi-en tunnistamattomien henkilöiden seuraaminen ilman henkilöiden suostu-musta olisi sallittua.(Rainio 2000)

34 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaMATKAPUHELINPAIKANNUKSEN SOVELTUVUUS LIIKENNETIETOJEN

TUOTTAMISEEN

6 MATKAPUHELINPAIKANNUKSEN SOVELTUVUUSLIIKENNETIETOJEN TUOTTAMISEEN

6.1 Yleistä

Yhteenveto matkapuhelinpaikannuksen mahdollisuuksista tiedon tuottami-seen on tiivistetty liitteessä 2 olevaan työpajoissa laadittuun taulukkoon.Nykyisin käytettävissä olevilla matkapuhelinpaikannusmenetelmillä voidaanhavaita ajoneuvon (matkapuhelimen) ohitus ja ohitusaika sekä tunnistaa pu-helin tai varustaa se tunnisteella (session-id) niin, että voidaan havaita mil-loin sama laite ohittaa toisen seurannan kannalta mielenkiintoisen pisteen.Ohitus tarkoittaa tällöin matkapuhelimen saapumista havaintoalueelle, jonkakoko riippuu käytettävän paikannusmenetelmän tarkkuudesta. Ohitusaikatarkoittaa alueelle saapumisaikaa.

Havaintoalue muodostuu käytetyn paikannusmenetelmän tarkkuuden mu-kaan. Havaintoalue on maaseutuolosuhteissa solupaikannusmenetelmällävähimmilläänkin useita kymmeniä neliökilometrejä ja GPS-paikannuksellamuutamia satoja neliömetrejä. Muiden menetelmien aluekoot vaihtelevatnäiden välillä. Alueet peittävät osin toisiaan ja niiden välinen �rajakohta�saattaa muuttua jatkuvasti ympäristön olosuhteiden mukaan. Kaupunkialu-eilla solupaikannuksen aluekoko pienenee huonoimmillaankin pariin neliöki-lometriin ja GPS-paikannuksen alue kasvaa maaseutuun verrattuna noinkymmenkertaiseksi.

Matkapuhelinpaikannuksen tuottama mittaustieto soveltuu parhaiten liiken-teen sujuvuudesta (linkkikohtainen liikennetilanneluokka ja matka-aika) jatietöistä tiedottamiseen (työmaan sijainti tieverkolla). Sujuvuustiedottamistavarten voidaan mittaustulosten perusteella laskea kahden pisteen (alueen)välinen matka-aika ja matkanopeus. Tietöistä tiedottaminen edellyttää ura-koitsijan ilmoitussoittoa, joka voidaan paikantaa, ja työkoneissa olevia lait-teita, joiden avulla voidaan seurata työn etenemistä.

Myös liikenteen häiriöitä voidaan periaatteessa seurata samojen tunnuslu-kujen perusteella. Tässä raportissa käsitelty liikenteen häiriöiden havaitse-minen matkapuhelinpaikannuksella perustuu kuitenkin paikan päällä olevienhenkilöiden tai laitteiden aktiivisiin ilmoituksiin ja ilmoittavan puhelimen pai-kannukseen.

6.2 Linkkitiedot: matka-aika ja -nopeus

Matka-aika- ja -nopeustiedon tuottamiseen tarvittavat seurantatiedot, ajo-neuvon (matkapuhelimen) ohitus ja ohitusaika sekä matkapuhelimen�sormenjälki�, ovat tuotettavissa matkapuhelinpaikannuksella. Tietoja voi-daan käyttää sekä tielinkeittäin että laajemmassa tie- ja katuverkossa. Tie-don käyttökelpoisuuteen vaikuttavat sovellettavan menetelmän tarkkuus jaliikenteen hallinnan eri toimintaympäristöille asetetut tarkkuusvaatimukset(taulukko 3).

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 35MATKAPUHELINPAIKANNUKSEN SOVELTUVUUS LIIKENNETIETOJENTUOTTAMISEEN

Taulukko 3. Liikenteen hallinnan toimintaympäristöt, sujuvuustiedotuksessakäytettävät linkkipituudet ja mittaustiedon tarkkuusvaatimukset.

Toimintaympäristö Seurantalinkinpituus

Mittaustark-kuus

TY1 = Moottoriväylät 5 � 10 km 5%

TY2 = Pääteiden runkoverkko 20 � 100 km 10%

TY3 = Päätieverkon ongelmakohteet 1 � 5 km 5%

TY4 = Pääkaupunkiseutu 0,5 � 3 km 5%

TY5 = Muut suuret kaupunkiseudut 0,5 � 3 km 5%

TY6 = Muut tiet Ei automaat-tista seurantaa

Pääteiden runkoverkolla (toimintaympäristö 2) voitaneen käyttää solupai-kannusmenetelmää sellaisenaan, mutta luotettavampiin tuloksiin päästäänkäyttämällä sitä täydentäviä menetelmiä (Cell-id + Rx, Ta tai molemmat).

Moottoriväylillä (toimintaympäristö 1) tarvittaneen käytännössä aina solupai-kannusmenetelmän tehostettuja menetelmiä, jotta tavoitteena oleva 5%mittaustarkkuus voidaan saavuttaa (tarkoittaa esim. 5 kilometriä pitkällä seu-rantalinkillä 250 metriä).

Päätieverkon ongelmakohteissa ja suurilla kaupunkiseuduilla (toimintaympä-ristöt 3�5) tarvitaan tarkempia paikannusmenetelmiä, esimerkiksi GPS-paikannusta. Kuitenkin matkapuhelintekniikan kehityksen tässä vaiheessanäissä toimintaympäristöissä ovat muut kuin matkapuhelinpaikannukseenperustuvat seurantamenetelmät vielä nykyään hyvin kilpailukykyisiä.

DCM-paikannuksen (korrelaatiomenetelmä) ja aikaeromenetelmän tarkkuu-det voivat olla riittäviä ainakin toimintaympäristöihin yksi ja kaksi sekä mah-dollisesti neljä ja viisi. Näiden menetelmien kohdalla toteutusta rajoittavattässä vaiheessa kuitenkin sovellettavuusaikataulu sekä erityisesti aikaero-menetelmissä päivitykset ja lisälaitteistovaatimukset nykyisiin järjestelmiin janäiden myötä kasvavat investointikustannukset. Menetelmät vaikuttavatkuitenkin käyttökelpoisilta tulevaisuudessa.

Matka-aika- ja -nopeushavainto perustuu siihen, että samaksi tunnistettumatkapuhelin havaitaan ja sen saapumisaika rekisteröidään kahdessa si-jainniltaan tunnetussa paikassa (alueella), jolloin niiden välinen matka-aikavoidaan laskea. Linkillä ja etenkin pitkällä linkillä, mittauksen voidaan enna-koida toimivan luotettavasti, koska ajoreitti mittauspisteiden välillä on yksikä-sitteinen ja huomattavat poikkeamat, esimerkiksi taukojen pitämisestä ai-heutuvat, voidaan matka-aikaa määriteltäessä suodattaa käsittelystä pois.Verkossa tilanne muuttuu monimutkaisemmaksi, koska käsiteltävien ha-vaintojen määrä moninkertaistuu (myös poikkeamien), havaittavat ajoneuvotvoivat käyttää kahden pisteen väliseen matkaan useita reittejä, linja-autot ja


TUOTTAMISEEN

taksit ajavat ruuhkassa omia nopeampia kaistojaan tai ohitusväyliään (voipäteä myös linkeillä) jne. On myös mahdollista, että matkapuhelin vaihtaasolupaikannuksessa sijaintiaan edestakaisin kahden tai jopa useamman so-lun välillä ja kulloinkin palveleva solu ei ole välttämättä lähin solu.

Matka-ajan ja matkanopeuden laskentaa vaikeuttaa se, että seuranta eimittaa ajoneuvojen sijaintia vaan matkapuhelimien sijaintia. Erityyppisissäajoneuvoissa voi paikannusmenetelmästä riippumatta olla vaihteleva määräpäällä olevia matkapuhelimia. Henkilöautossa on ehkä vain kuljettaja ja hä-nellä puhelin, kun taas linja-autossa puhelin voi olla päällä useilla kymme-nillä matkustajilla.

Myös tieverkon rakenteesta voi aiheutua virheitä matka-aikaan. Havainto-alueen ollessa laaja voi esimerkiksi pelkkää solupaikannusta käytettäessälinkille oletettu tilanne koostua usean rinnakkaisen väylän havainnoista. Näinvoi käydä esimerkiksi moottoritien ja sen rinnakkaistien/-teiden havaintojensuhteen. Tie ja rautatie kulkevat myös usein pitkiä matkoja rinnakkain, esi-merkiksi rantarata ja Turuntie�vt1�Kehä III�kt51 tai Lahti�Kouvola�Joensuuja vt12�vt6. Nämä ja muut mahdolliset seikat on osattava ottaa laskennassahuomioon. Matkapuhelinpaikannus saattaakin antaa selkeämmän kuvan lii-kennekäytävän (transport corridor) kokonaisliikenteestä kuin yksittäisenväylän liikenteestä.

6.3 Liikennevirran pistekohtaiset tiedot

Matkapuhelinpaikannus ei nykymenetelmillä käytännössä sovellu pistekoh-taisten liikennevirran ominaisuuksien (liikennemäärät, aikavälit, nopeudetjne. tietyssä tienkohdassa) mittaamiseen, joten menetelmällä ei voida kor-vata Tiehallinnon LAM-järjestelmän mittauspisteitä. Matkapuhelinpaikannuk-sella voidaan mitata vain ajoneuvossa olevan puhelimen ohitus ja ohitusai-ka, mutta ei sen pistenopeutta. Myös ajoneuvojen luokittelu matkapuhelimenperusteella on mahdotonta. Ajoneuvon käyttämää ajorataa ei voitane var-masti havaita kuin GPS-paikannuksella ja silloinkin vain poikkileikkauksenollessa riittävän leveä esim. moottoriväylillä (toimintaympäristö 1). Ajosuun-nan havaitseminen yksiajorataisella tiellä edellyttää käytännössä lyhyen seu-rantalinkin muodostamista. Tällöin voitaisiin periaatteessa mitata myös ajo-neuvon pistekohtaisia (hyvin lyhyen linkin) nopeuksia. GPS-paikannuksellavarustettuja puhelimia lienee kuitenkin tulevaisuudessakin hyvin harvoissaajoneuvoissa, koska GPS:n yleistyminen massapuhelimissa vienee aikaa.Muut nykyiset paikannusmenetelmät eivät ole huonon havaintotarkkuudentakia käyttökelpoisia liikennevirran ominaisuuksien mittaamiseen.

Liikennetiedon samoin kuin matka-ajan mittaamista vaikeuttaa myös se, etteiseuranta mittaa ajoneuvojen sijaintia vaan matkapuhelimien sijaintia. Ha-vaintotarkkuuden rajoissa ei voitane tunnistaa yhden ajoneuvon, vaikkapalinja-auton, tuottamia puhelinkasautumia saman ajoneuvon tuottamaksi eikäedes tilastollisin menetelmin kovin suurella tarkkuudella arvioida ajoneuvojenmäärää havaittujen matkapuhelimien perusteella. Rinnakkaisten väylien jakuljetusmuotojen erottelutarve tuottaa myös lisäongelmia.


6.4 Liikenteen häiriötiedot

Liikenteen odottamattomia häiriötilanteita aiheutuu onnettomuuksista, yllät-tävistä esteistä (tielle kaatunut puu, ajoneuvorikko, tienvarren tapahtumajne.) Näiden havaitseminen matkapuhelinpaikannuksella voi perustua jokotienkäyttäjien ilmoitussoittoihin ja niiden paikantamiseen (GPS tai jokin verk-kopaikannusmenetelmä) tai automaattiseen häiriön havaitsemiseen. Pai-kannukseen liittyvät kaikki samat ongelmat kuin liikennevirran mittaukseeneli häiriintyneen suunnan ja ajoradan havaitseminen voi olla hankalaa ja pai-kannus muutenkin epätarkkaa. Parhaiten matkapuhelinpaikannus soveltu-nee pääteiden runkoverkon häiriöiden havaitsemiseen (toimintaympäristö 2).

Koska paikannustieto ei yleensä kerro ajosuuntaa eikä ajorataa, on kuljetta-jan se ilmoitettava. Häiriön laadusta riippunee, onko autoilijoilla riittävää mo-tivaatiota tai kykyä siitä ilmoittamiseen tai voidaanko hänen edes edellyttääryhtyvän siihen? Kuljettaja joutuu häiriötilanteessa kiinnittämään huomionsaliikenteen sijasta muihin toimintoihin. Tämän takia ilmoituksia saadaan eni-ten häiriöistä, joiden takia ajoneuvot joutuvat pysähtymään (onnettomuus,este, tms.). Aktiivisia kuljettajan tekemiä ilmoituksia varten tulee joka tapa-uksessa luoda oma järjestelmä ja autoilijoita motivoiva käytäntö.

Automaattinen häiriönhavaitseminen edellyttää uusien tunnuslukujen mit-taamista ja tulkitsemista. Nämä mahdollisuudet täytyy erikseen selvittää.

Häiriön varmennus ei matkapuhelinpaikannuksella ole mahdollista vaanedellyttää esim. erillistä kamerajärjestelmää tai manuaalista varmistusta.

Viranomaisten ilmoitussoitot kyetään paikantamaan olettaen, että viranomai-silla on käytössään GPS-paikannuksen mahdollistavat laitteet ja he myösilmoittavat ajoradan ja ajosuunnan. Viranomaiset kuitenkin yleensä saapuvathäiriöpaikalle vasta, kun tieto häiriöstä on saatu muuta kautta. Viranomaisil-moitusten voidaankin olettaa koskevan lähinnä vakavia häiriöitä, joista onensin ilmoitettu viranomaisille ja ovat edellyttäneet viranomaisten kutsumistapaikalle.

Tilanne ohi -tiedon saanti tienkäyttäjien ilmoitusten avulla on melko epäto-dennäköistä. Motivaatio tilanteen kuittaamiselle lienee vielä pienempi kuinhäiriöstä ilmoittamiselle. Viranomaisilta voidaan edellyttää tilanne ohi-tiedotusta.

6.5 Ennalta tiedossa olevien tapahtumien seuranta

Ennustettavia häiriötilanteita aiheutuu eniten säännöllisesti toistuvasta ruuh-kautumisesta. Lisäksi niitä aiheutuu tietöistä, erikoiskuljetuksista, yleisötilai-suuksista tms. Jälkimmäiset voivat olla luonteeltaan erityyppisiä: jatkuvia ra-kennustöitä, lyhytaikaisia tapahtumia tai paikallisesti ja ajallisesti liikkuviahäiriöitä kuten erikoiskuljetuksia, sotilaskolonnia tai liikkuvia tien kunnossa-pitotöitä.

Matkapuhelinpaikannuksen käyttöä säännöllisesti toistuvien ruuhkien havait-semiseen koskevat samat rajoitukset kuin häiriöiden havaitsemista. Kuljetta-jien ilmoitukset ja niiden paikantaminen ovat varma ja käyttökelpoinen me-netelmä. Säännöllisistä ruuhkatilanteissa soittelu ei kuitenkaan ole suositel-


TUOTTAMISEEN

tavaa. Häiriöiden toistuvan luonteen takia ne voidaan paikantaa luotetta-vammin perinteisillä keinoilla ja näin ollen matkapuhelinpaikannuksen kehit-täminen erityisesti niiden havaitsemiseen ei ole tarpeen.

Matkapuhelinpaikannus soveltuu erittäin hyvin muiden ennustettavissa ole-vien lyhytaikaisten tai liikkuvien häiriöiden seurantaan. Erikoiskuljetusajo-neuvoilta tai tien kunnossapitokoneilta voidaan edellyttää GPS-laitteistoa se-kä työn aloitus- ja lopetusilmoituksia, jolloin häiriön sijainti ja kesto voidaanhavaita tarkasti. GPS-paikannuksen eri menetelmiä lukuun ottamatta ajora-dan ja etenemissuunnan automaattinen havaitseminen on hankalaa. Ilmoi-tussoitolta tulee edellyttää myös tietoja ajoradasta, suunnasta ja suunnitel-lusta etenemisreitistä.

Yleisötilaisuuksista voidaan edellyttää ilmoitussoittoja silloin, kun niiden jär-jestämisestä on ilmoitettava viranomaisille. Maksullisten tilaisuuksien (esim.urheilukilpailujen) järjestäjät voivat palvelunsa parantamiseksi sitoutua il-moittamaan niiden alkamisesta ja päättymisestä. Paikallisten alkuajaltaan jakestoltaan ennakolta tunnettujen yleisötilaisuuksien osalta ei matkapuhelin-paikannuksella voitane tuottaa huomattavaa lisäinformaatiota. Tilaisuuksienalku- ja päättymisajankohta voi olla havaittavissa.

Matkapuhelinpaikannuksesta voi olla hyötyä saattueiden tai kulkueiden seu-raamisessa ja niistä tiedottamisessa. Tilanne on verrattavissa erikoiskulje-tuksiin. Järjestäjiltä ei kuitenkaan kaikissa tapauksissa voi edellyttää esimer-kiksi GPS-laitteiden käyttöä.

Olettaen että huomattava osa raskaan tavaraliikenteen ajoneuvoista on jonyt varustettu GPS-paikannuslaitteilla voitaisiin niitä mahdollisesti käyttäähyväksi sellaisten ennustettavien, mutta epäsäännöllisesti toistuvien häiriöi-den, kuten rajanylitysalueille ja niille johtaville teille kasautuvien kuorma-autojonojen havaitsemiseen ja siitä aiheutuvien häiriöiden tiedottamiseen.

6.6 Uudet tunnusluvut

Matkapuhelinpaikannus voi antaa mahdollisuuden tuottaa kokonaan uusia,esimerkiksi poikkeaviin paikallisiin puhelin- ja puhelukasaumiin perustuviatunnuslukuja.

Puhelin- ja puhelukasaumien havaitsemista voidaan mahdollisesti käyttääesimerkiksi automaattisen häiriönhavaitsemisen lähtötietoina. Puhelimienpoikkeuksellinen kasauma saattaa merkitä ajoneuvojen vastaavaa ka-saumaa ja siten liikennehäiriötä. Muiden satunnaisten kasaumien vaikutuson kuitenkin voitava eliminoida, joten sellaisista pitäisi periaatteessa ollatieto ennakkoon. Jos oletetaan, että käytettävissä on kameravalvontajärjes-telmä, voisi kasaumatieto toimia kameroiden suuntaamisen ohjeena.

Kasaumiin perustuvan varsinaisen automaattisen häiriöiden havaitsemisenedellytyksenä olisi, että puhelimet voidaan paikantaa tarkasti tiealueelle jaettä poikkeava käyttäytyminen voidaan havaita riittävän nopeasti. Nykytek-niikoista tulisi silloin kysymykseen vain GPS-paikannus. Lisäksi tarvittaisiinkasaumien automaattiseen tulkintaan sopivia algoritmeja. Liikennehäiriönaiheuttama kasauma on voitava erottaa muiden ilmiöiden aiheuttamista pu-helinten kasautumista. Häiriötiedon varmentaminen matkapuhelinkasaumien


avulla silloin, kun häiriöilmoitus saadaan varmentamattomasta lähteestäesim. tienkäyttäjältä, tuntuu houkuttelevalta mahdollisuudelta, jota kannattaajatkossa selvittää. Myös häiriötilanteen purkautumisen (tilanne ohi) varmen-tamisessa saattaa olla mahdollista hyödyntää matkapuhelinpaikannusta ha-vaitsemalla puhelukasauman poistuminen ja matka-aikojen normalisoitumi-nen.

Samanaikaisesti puhelinkasauman kanssa kasautuvat puhelut voivat vah-vistaa häiriötietoa. Aktiivinen häiriöistä ilmoittaminen puutteineenkin on to-dennäköisesti kuitenkin käytännöllisempi ratkaisu. Käytännössä häiriötietotieto pitää aina voida varmistaa luotettavasti.

40 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaJATKOTOIMENPITEET

7 JATKOTOIMENPITEET

7.1 Matka-aikapalvelukokeilun toteuttaminen

Paikannustekniikoihin ja niiden sovelluksiin liittyy paljon avoimia tekijöitä se-kä liikesalaisuuksia, kenties jopa patentteja. Toimijoilla voi olla tekniikaltaan,kustannuksiltaan ja soveltuvuudeltaan erilaisia palvelukokeilun toteutus-vaihtoehtoja. Tämän takia toimijat eivät ole halukkaita toimimaan täysinavoimesti ja paljastamaan kaikkia tietojaan. Myös aikataulullisesti erilaisetmahdollisuudet palvelukokeilun toteutukseen voivat vielä tässä vaiheessarajata pois potentiaalisia toteuttajia. Hankkeen yhteydessä laaditun kyselyn(Liite 1) vastausten tarkoituksena oli antaa lisätietoja Tiehallinnon suunnitel-maan GSM-paikannusta hyödyntävän matka-aikapalvelun toteuttamiseksikeväälle 2002 sekä tuottaa karkea kustannusarvio. Kysely ei sitonut vastaa-jia mahdollisten tarjouspyyntöjen suhteen.

Alustavasti suunnitellun aikataulun mukaisesti varsinaiset tarjouspyynnöt lä-hetetään joulukuussa 2001. Tarjoutumisaika on noin 1 kuukausi. Valinta pal-velukokeilun toteuttajasta/toteuttajista tehdään tammikuussa 2002. Tiehal-linto voi hyväksyä yhden tai useampia tarjouksia palvelukokeilun toteuttami-seen yhdessä tai molemmissa kohteissa. Palvelukokeilun tulisi olla täysintoiminnassa ajanjaksolla 25.3. 2002�30.6.2002.

Tiehallinnon saamien vastausten perusteella voidaan syyskuun lopussa2001 todeta, että kiinnostavia ratkaisuja palvelukokeilun toteuttamiseksi onolemassa. Tiehallinto on käynyt yksityiskohtaisempia keskusteluja kyselyynvastanneiden kesken, mutta tässä vaiheessa ei ole aiheellista julkaista tietoaehdotetuista ratkaisuista ja arvioiduista kustannuksista. Palvelukokeilun to-teuttaminen näyttäisi kuitenkin olevan teknisesti mahdollista suunnitellussaaikataulussa.

Tienkäyttäjien yleistä hyväksyntää matka-aikapalvelun edellyttämälle matka-puhelimen paikannukselle voidaan lisätä tarjoamalla paikannuksen sallivalletienkäyttäjälle muita lisäarvopalveluita. Joidenkin erityisryhmien, kuten taksi-tai linja-autoilijoiden hyödyntäminen on myös mahdollista. Erityisryhmienavulla voidaan esimerkiksi testata eri menetelmiä (GPS-puhelimet linja-autoilijoille). Vaikka GPS todettiinkin työpajoissa monilta osin soveltuvaksitekniikaksi, sen yleistymistä massapuhelimissa epäiltiin. GPS:n yleistymi-seen tieverkolla vaikuttaa lisäksi GPS-perusteisten palveluiden yleistyminenajoneuvoissa (navigointisovellukset). DIGIROAD:n myötä myös ajoneuvoihinintegroidut GPS-paikantimet lisääntynevät Suomessa. Vaatimuksena näidenja yleensä GPS-laitteiden hyödyntämiselle on, että laitteen on jollakin tavallalähetettävä sen hetkinen sijaintinsa järjestelmään.

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 41JATKOTOIMENPITEET

7.2 Matka-aikapalvelukokeilun arviointi

Palvelukokeilun onnistuminen ja siitä saatavat kokemukset ovat olennaisiasuunniteltaessa varsinaista seurantamenetelmän laajamittaista käyttöä. Pal-velukokeilukohteiden eräänä valintakriteerinä oli tämän takia vertailtavuusmuihin menetelmiin, kuten rekisteritunnusmenetelmään nähden.

Vertailu- ja vaikutustutkimus palvelukokeilun sekä rekisteritunnusmenetel-män välillä toteutetaan seuraavasti:

• Vertaillaan kokeilun avulla tuotetun matka-aikapalvelun ja rekisteri-tunnusmenetelmän tiedon laatua (oikeellisuus, luotettavuus, palve-lutaso).

• Palvelukokeilusta saatujen kokemusten, investointi- ja käyttökustan-nusten avulla vertaillaan eri menetelmien taloudellisuutta ja tuotta-vuutta sekä tuotetaan arvio matkapuhelinpaikannuksen kustannuste-hokkuudesta ja kilpailukyvystä verrattuna liikenteen hallinnan edel-lyttämän liikenteen seurannan muihin menetelmiin.

• Jos eri palvelukokeilukohteissa on käytetty eri paikannusmenetelmiävertaillaan näiden soveltuvuutta eri kohteisiin (tarkkuus, luotettavuus,jne)

• Vertailuaineiston ja kustannustarkastelujen pohjalta laaditaan suun-nitelma mahdollisen menetelmän laajamittaisemmasta käytöstä.

Arviointitulosten ja palvelukokeilusta saatujen kokemusten perusteella voi-daan suunnitella ja päättää mahdollisista jatkotoimista ja mahdollisesta seu-rantamenetelmän laajentamisesta. Esiselvitystyön aikana todettiin, ettei jat-kosuunnitelmien tekeminen ennen palvelukokeilusta saatuja tuloksia ole tar-koituksenmukaista. Matkapuhelinpaikannuksen käyttökelpoisuus liikenne-tietojen keruussa selviää tarkemmin vasta kokeilemalla sitä käytännössä.

42 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLÄHDELUETTELO

8 LÄHDELUETTELOEur-Lex (2001). Euroopan unioni on-line. Komission tiedonanto. Internet-sivut: www.europa.eu.int/ISPO/infosoc/telecompolicy/review99/review99fi.pdf(15.9.2001).

FITS (2001). FITS - Finnish Research and Development Programme on In-telligent Transport Systems Infrastructure and Services. Liikennetelematiikanrakenteiden ja palvelujen tutkimus- ja kehittämisohjelma 2001 � 2004. Oh-jelman Internet-sivut: http://www.vtt.fi/rte/projects/fits/ (15.9.2001).

Hautala R., Lähesmaa J., Kummala J., Bäckström J., Nurmela M., Vesala T.(2001). Standardien rajapintojen määrittely liikennetietojen välitykseen. Lii-kenne- ja viestintäministeriön mietintöjä ja muistioita B 15/2001. Helsinki: Lii-kenne- ja viestintäministeriö.

HIIT (2001). NAVI-ohjelma. Säädöspuitteet-tukiprojektin Internet-sivut:http://www.hiit.fi/de/saadospuitteet/indexfin.html (15.9.2001)

ITS America. (2000). News. SERTI-Cell Phone as Probes Project. Internet-sivut:http://www.itsa.org/itsnews.nsf/$All/E45A74C1E02DCB3A852569220072FE35?OpenDocument (15.9.2001).

KAREN (2000). European ITS framework architecture. issue 1.0 (CD). Euro-pean Comission. DG Information Society. Applications relating to transportand tourism.

LVM (1999). Liikenne- ja viestintäministeriön tiedotteita. Viestintä.18.3.1999.Liikenne- ja viestintäministeriön Internet-sivut: www.mintc.fi (15.9.2001).

Lähteenmäki (2001). Jaakko Lähteenmäen paikannusmenetelmien esittely-kalvot projektin työpajassa 1. 17.4.2001.

MLW (2001). Mobile Location Workshop. June, 2001 Espoo. Esitelmäai-neisto saatavissa: http://location.vtt.fi/mlw2001

Mäkinen P., Ruoti K., Lähesmaa J., Lehtonen M., Oinas J., Ristola T., AppelK. (2000). Liikennetelematiikan kansallinen järjestelmäarkkitehtuuri. Arkki-tehtuurikuvaus. Liikenneministeriön mietintöjä ja muistioita B 5/2000. Helsin-ki: Liikenneministeriö.

Navi (2001a). NAVI-ohjelma 2000-2002. Henkilökohtainen navigointi. Ohjel-man Internet-sivut: http://www.vtt.fi/virtual/navi/ (15.9.2001).

Navi (2001b). NAVI-ohjelman teemaseminaari: Henkilökohtaisen navigoinninoikeudelliset ja eettiset puitteet. 2.10.2001. Samuli Simojoki/ Helsinki Institutefor Information Technology.

Rainio A. (2000). Henkilökohtainen navigointi. Markkinat, teknologia ja so-vellukset. Espoo: VTT Tiedotteita 2037. Valtion teknillinen tutkimuskeskus.

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 43LÄHDELUETTELO

Syrjärinne J. (2001a). Studies of modern techniques for personal positioning.Thesis for the degree of Doctor of Technology. Tampere: Tampere Universityof Technology.

Syrjärinne (2001b). GPSWorld Online verkkosivut. Wireless-Assisted GPS.Keeping Time with Mobiles by Jari Syrjärinne:http://www.gpsworld.com/0201/0201syr.html (15.9.2001).

TEKES (2001). TEKES verkkosivut. Teknologiayhteistyöllä maailmalle. Si-jainti ja yksityisyys paikannuksessa. Paikannusteknologiassa edelleen avoi-mia oikeudellisia kysymyksiä:http://www.tekes.fi/julkaisut/maailmalle/artikkelit/paikannusteknologia.html(15.9.2001).

Tiehallinto (2000). Tiehallinnon liikenteen hallinnan toimintalinjat. Helsinki:Tiehallinto, Liikenteen palvelut.

Tiehallinto (2001). Liikenteen seurannan valtakunnallinen esiselvitys. Tiehal-linnon selvityksiä 19/2001. Helsinki: Tiehallinto, Liikenteen palvelut.

USW (2001).U.S. Wireless Internet-sivut:http://www.uswcorp.com/USWCMainPages/our.htm (15.9.2001).

44 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLiite 1 LIITTEET

9 LIITTEET

Kysely: GSM-paikannusta hyödyntävän matka-aikapalvelun pilo-tointi

1. Kyselyn tarkoitus ja luonne

Tähän kyselyyn lähetettyjen vastausten tarkoitus on antaa lisä-tietoja päätöksentekoon. Päätös koskee Tiehallinnon suunni-telmaa toteuttaa GSM-paikannusta hyödyntävä matka-aikapalvelu keväällä 2002.

Tähän kyselyyn vastaaminen ei sido vastaajia myöhemminmahdollisesti lähetettävien tarjouspyyntöjen suhteen.

Kyselyn perusteella ei valita pilotin toteuttajaa.

Vastaukset käsitellään luottamuksellisesti Tiehallinnossa (ks.kohta 4.).

2. Kyselyn kohde

Kyselyn kohde on pilottiversio GSM -paikannusta hyödyntä-västä matka-aikapalvelusta. Pilotit toteutetaan valtatiellä 4 vä-lillä Lahti - Heinola ja Kehä I:llä välillä Otaniemi - Pukinmäki.Yhteysvälit ja seurantalinkit on esitetty liitteinä olevissa kartois-sa.

3. Vastaukset

Vastauksien tulisi sisältää vapaamuotoisesti esitettynä seuraa-vat asiat:

• Kuvaus palvelun teknisestä ratkaisusta, erityisesti käyte-tystä paikannusmenetelmästä sekä sen tarkkuudesta. Tek-niselle kuvaukselle voivat aiheuttaa rajoituksia mahdollisetsalassapitovelvoitteet, joita palvelun kehittämiseen saattaaliittyä. Käytetyt menetelmät ja tekniikat voivat osittain kuu-lua yrityssalaisuuden piiriin.

• Kuvaus palvelun toteuttamiseen osallistuvista organisaati-oista sekä yhteyshenkilön nimi ja yhteystiedot.

• Koko pilotin kustannusarvio seuraavien luokkien mukaan:A) < 100 000 mk, B) 100 000 � 300 000, C) 300 000 � 600000 D) > 600 000.

Vastauksissa tulee eritellä pilottikohteet toisistaan. Vasta-uksen voi antaa koskien vain toista tai molempia pilotti-kohteita.

Vastaukset pyydetään toimittamaan perjantaihin 14.9.2001klo 16.00 mennessä tieinsinööri Timo Karhumäelle osoit-

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 45LIITTEET Liite 1

teeseen: Tiehallinto / Liikenteen palvelut, PL 33, 00521HELSINKI tai sähköpostilla [email protected].

4. Vastausten luottamuksellisuusVastauksessa tulee ilmoittaa selkeästi, mitkä vastauksen osatovat julkisuudessa hyödynnettävää avointa tietoa ja mitkä osatovat luottamuksellista salaista tietoa. Avointa tietoa voidaanhyödyntää esiselvityksen yhteydessä.

5. Pilotin yleiset tavoitteet

Pilotille voidaan tässä vaiheessa määritellä seuraavat tavoit-teet:

• Pilotin tulee tuottaa ensisijaisesti luotettava matka-aikaestimaatti pilottikohteissa esitetyillä linkeillä ja yhteys-väleillä

• Pilotin tulisi tarjota vertailukohde nykyisille rekisteritunnuk-sen tunnistamiseen perustuville järjestelmille

• Pilotin pohjalta pitäisi pystyä arvioimaan matkapuhelinpai-kannuksen kustannustehokkuutta sekä mittaustuloksia ver-rattuna nykyisiin järjestelmiin.

Lisäksi hyvä pilotti�• � toimii Suomessa käytössä olevissa matkapuhe-

linoperaattoreiden GSM-verkoissa• � tukee käytössä olevaa matkapuhelinkantaa• � täyttää liikenteen seurannan tarkkuudelle asetetut

vaatimukset• � takaa yksityisyyden suojan• � on taloudellisesti kannattavalla pohjalla kaikkia osa-

puolia silmällä pitäen.

6. Pilotin tiedolliset ja laadulliset tavoitteet

Pilottipalvelun pitäisi tuottaa Tiehallinnolle ainakin seuraaviatietoja ajantasaisesti:

• yksittäiset matka-aikahavainnot suunnittain kultakin linkiltäja yhteysväliltä (lähtöaika, saapumisaika)

• mittauksiin perustuva keskimääräinen matka-aika sovituiltatieosilta suunnittain (linkit, yhteysvälit)

Tiedonsiirron määrittely tehdään tarkemmin pilottia käynnistet-täessä.

Keskimääräinen matka-aika halutaan liikenteen hallinnanedellyttämällä laatutasolla:

• valtatiellä 4 tarkkuus ± 5% ja tiedon päivitysväli enintään 5minuuttia

• Kehä I:llä tarkkuus ± 5% ja tiedon päivitysväli enintään 1minuutti.

mailto:[email protected]

46 Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussaLiite 1 LIITTEET

7. Pilotin aikatauluun liittyvät tavoitteet

Alustavasti mietityn aikataulun mukaisesti tarjouspyynnöt lä-hetettäisiin joulukuussa 2001. Tarjousaika on noin 1 kuukausi.Valinta tehdään tammikuussa 2002. Tiehallinto voi hyväksyäyhden tai useampia tarjouksia pilotin toteuttamiseen yhdessätai molemmissa kohteissa.

Pilottipalvelun tulee olla täysin toiminnassa ajanjaksolla 25.3.2002 - 30.6.2002. Pilottipalvelun mahdollisesta jatkamisestasovitaan erikseen.

8. Pilotin rahoitus

Tiehallinto on mahdollisen pilotin tilaaja ja päärahoittaja. Pilotitvoivat olla liikenne- ja viestintäministeriön FITS -ohjelman pal-velupilotteja. Tällöin myös ministeriö voi osallistua hankkeenrahoittamiseen. Yritys voi hakea rahoitusta tuotekehitykseenmyös TEKESistä (esim. NETS-ohjelma).

9. Tausta-aineisto

Vastauksen laatimista varten annetaan tiedostomuodossa seu-raava tausta-aineisto:

• Raporttiluonnos Tiehallinnon teettämästä esiselvityksestä'Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikenteen seu-rannassa'

• Liikenteen seurannan valtakunnallinen esiselvitys• Tiehallinnon liikenteen hallinnan toimintalinjat• Tiehallinnon toimittama aineisto pilottikohteiden linkeistä ja

liittymäväleistäTiehallinnon selvitykset nykyisistä Kehä I:n ja Vt 4: rekisterikil-pien tunnistukseen perustuvista matka-aikojen mittausjärjes-telmistä.

10. Lisätietoja

Lisätietoja antavat tieinsinööri Timo Karhumäki, puh. 0204 22448 / [email protected] ja tieinsinööri Sami Luoma0204 22 2406 / [email protected].

LIITTEET

Raporttiluonnos: "Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikenteen seu-rannassa" (pdf-tiedosto)Raportti: "Rekisterikilpien tunnistamiseen perustuva liikenteen automaattinenmatkanopeuden seuranta" (pdf-tiedosto)Raportti: "Vt 4 Lahti-Heinola matka-ajan seuranta- ja informaatiojärjestelmäntoiminnan arviointi" (pdf-tiedosto)Raportti: "Tiehallinnon liikenteen hallinnan toimintalinjat" (pdf-tiedosto)Raportti: "Liikenteen seurannan valtakunnallinen esiselvitys" (pdf-tiedosto)

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa 47LIITTEET Liite 1

Kartta Kehä I:n havaintopisteistä (wmf-tiedosto)Kartta vt 4:n havaintopisteistä (wmf-tiedosto)

JAKELULaitinen Heikki VTT TietotekniikkaLähteenmäki Jaakko VTT TietotekniikkaLaitakari Ismo Benefon OyjMurto Juhani NokiaHakkarainen Harri DNA Finland OyKalliovaara Timo DNA Finland OyPitkänen Kaija Kuopion Puhelin OyjKnuuttila Olli Radiolinja Oy AbHalttunen Lasse Finnet-liitto rySamuel Salmenlinna Locus Portal CorporationTero Heinonen Locus Portal CorporationJärvi Hannu Sonera OyjJakonen Jari Sonera OyjSeija Tiainen Sonera Oyj

L

iite

2Li

iken

teen

hal

linna

n pa

lvel

uide

n si

sällö

stä

johd

etut

vaa

timuk

set l

iiken

teen

seu

rann

alle

(laa

dittu

työp

ajas

sa 6

.6.2

001)

Tied

on s

isäl

tökä

yttä

jära

japi

nnas

saTa

rvitt

ava

liike

nnet

ieto

Tark

kuus

vaat

imus

(E =

mitt

ausv

irhe)

Palv

elu

/To

imin

toLo

ppuk

äyttä

jäLi

iken

neke

skus

Muo

kattu

(cal

cula

ted)

Mita

ttu(m

easu

red)

Seur

anta

linki

npi

tuus

E %

Mah

dolli

sest

i pilo

tissa

sove

lletta

vapa

ikan

nusm

enet

elm

ä

TIED

OTU

SLI

IKEN

TEEN

SUJU

VUU

DES

TATi

eliik

enne

järje

stel

mä

n liik

enne

tilan

ne ja

lyhy

enai

kavä

linen

nust

e

• Li

iken

netil

anne

-luok

kalin

kkik

ohta

ises

tija

/tai

yhte

ysvä

leitt

äin

nyky

tilan

ne ja

ennu

stet

tu ti

lann

e(5

�60

min

)•

Mat

ka-a

ika

yhte

ysvä

leitt

äin

• Li

iken

netil

anne

-lu

okka

kut

enlo

ppuk

äyttä

jälle

• Lu

okitu

ksen

peru

stan

a ol

evat

tunn

uslu

vut k

uten

liiken

nem

äärä

,ke

skin

opeu

s,m

atka

-aik

a,ku

orm

itusa

ste,

kesk

inop

eude

n ja

vapa

anliik

enne

virra

nno

peud

en s

uhde

(SPR

)•

Tunn

uslu

kuje

nke

hity

ssuu

nta

Mitt

ausp

iste

essä

kust

akin

mitt

ausj

akso

sta

(1m

in)

• Ko

kona

isliik

enne

mää

rä•

kesk

inop

eus

tai

taso

itettu

kesk

inop

eus

Link

kiko

htai

sest

i•

mat

ka-a

ika

• m

atka

nope

us•

mitt

ausp

iste

iden

tiedo

ista

yhd

iste

ttyke

skin

opeu

s ta

ita

soite

ttuke

skin

opeu

s

Mitt

ausp

iste

essä

mita

taan

kais

tako

htai

sest

i•

ajon

euvo

noh

itus,

ohitu

saik

a ja

nope

us•

ajon

euvo

n /

laitt

een

�sor

men

jälk

i�m

atka

-ai

kam

ittau

kses

sa

TY1:

5 �

10 k

mTY

2: 2

0 �1

00 k

mTY

3: 1

� 5

km

TY4:

0,5

� 3

km

5 10 5 5

Toim

inta

ympä

ristö

ön (T

Y) 1

ja 2

• C

ell-i

d•

Cel

l-id

+ R

x•

Cel

l-id

+ Ta

• C

ell-i

d +

Rx

+ Ta

• D

atab

ase

Cor

rela

tion

Toim

inta

ympä

ristö

ön 3

ja 4

• Ed

ellis

ten

men

etel

mie

n su

uren

aha

aste

ena

on v

aadi

ttava

t lyh

yet

linkk

ipitu

udet

• G

PS: E

rityi

sryh

mie

n kä

ytös

sä ja

seur

anna

ssa

mm

. am

mat

tiliik

enne

,ko

ordi

naat

tien

lähe

tys

• D

atab

ase

Cor

rela

tion

Seur

aava

t men

etel

mät

ede

llyttä

vät

laaj

assa

käy

töss

ä vi

elä

inve

stoi

ntej

a jo

ko in

fraa

n ta

ioh

jelm

isto

ihin

, mut

ta o

vat

kuite

nkin

var

teen

otet

tavi

ava

ihto

ehto

ja tu

leva

isuu

dess

a.•

Mm

. A-G

PS, T

OA,

E-O

TD

Toim

inta

ympä

ristö

tTY

1 =

Moo

ttoriv

äylä

tTY

2 =

Päät

eide

n ru

nkov

erkk

oTY

3 =

Päät

ieve

rkon

ong

elm

akoh

teet

TY4

= Pä

äkau

punk

iseu

tuTY

5 =

Muu

t suu

ret k

aupu

nkis

eudu

tTY

6 =

Muu

t tie

t

L

iite

2Ti

edon

sis

ältö

käyt

täjä

raja

pinn

assa

Tarv

ittav

a lii

kenn

etie

toTa

rkku

usva

atim

us(E

= m

ittau

svirh

e)Pa

lvel

u /

Toim

into

Lopp

ukäy

ttäjä

Liik

enne

kesk

usM

uoka

ttu(c

alcu

late

d)M

itattu

(mea

sure

d)Se

uran

talin

kin

pitu

usE %

Mah

dolli

sest

i pilo

tissa

sove

lletta

vapa

ikan

nusm

enet

elm

ä

TIED

OTU

SLI

IKEN

TEEN

HÄI

RIÖ

ISTÄ

Tiet

otie

liiken

nejä

rjest

elm

ässä

ole

vist

aod

otta

mat

tom

ista

jam

uist

a hä

iriöi

stä

(onn

etto

muu

det,

este

et, t

apah

tum

at�

)

• H

äiriö

- ja

tapa

htum

atie

dot

e, jo

ka s

isäl

tää

tiedo

t: hä

iriön

tyyp

pi, p

aikk

a,ke

sto,

vaik

utuk

set,

vaih

toeh

tois

etre

itit

• Ti

lann

e oh

i-ti

eto

• H

äiriö

ilmoi

tuks

et•

Maa

stos

tasa

adut

tilan

neilm

oitu

kset

• Ka

mer

akuv

a•

• Va

rmis

tettu

häiri

ötie

to•

• Ilm

oitu

kset

tieve

rkol

laol

evis

tahä

iriöi

stä

• Ka

mer

akuv

a(im

age)

• Li

ittym

äväl

i•

Ajor

ata

(2-

ajor

atai

silla

teillä

)

• G

PS•

Vira

nom

aise

n ta

i tie

nkäy

ttäjä

npu

helim

en p

aika

nnus

, ilm

oitu

ksen

tapa

htue

ssa,

koo

rdin

aatti

en lä

hety

s

Seur

aava

t men

etel

mät

sov

elle

ttavi

ssa

�pai

kann

uspy

yntö

tapa

uksi

ssa�

.Vi

rano

mai

sen

tai t

ienk

äyttä

jän

paik

annu

s, il

moi

tuks

en ta

paht

uess

ata

i pyy

nnös

tä.

• C

ell-i

d•

Cel

l-id

+ R

x•

Cel

l-id

+ Ta

• C

ell-i

d +

Rx

+ Ta

• 11

2 pa

ikan

nuks

en ja

paik

annu

smen

etel

män

sove

ltam

inen

• D

atab

ase

Cor

rela

tion

Jos

tavo

ittee

na o

n sa

avut

taa

tark

kapa

ikka

on

GPS

tällä

het

kellä

sove

ltuvi

n m

enet

elm

ä.

Seur

aava

t men

etel

mät

ede

llyttä

vät

laaj

assa

käy

töss

ä vi

elä

inve

stoi

ntej

a jo

ko in

fraa

n ta

ioh

jelm

isto

ihin

, mut

ta o

vat

kuite

nkin

var

teen

otet

tavi

ava

ihto

ehto

ja tu

leva

isuu

dess

a.•

Mm

. A-G

PS, T

OA,

E-O

TD

L

iite

2Ti

edon

sis

ältö

käyt

täjä

raja

pinn

assa

Tarv

ittav

a lii

kenn

etie

toTa

rkku

usva

atim

us(E

= m

ittau

svirh

e)Pa

lvel

u /

Toim

into

Lopp

ukäy

ttäjä

Liik

enne

kesk

usM

uoka

ttu(c

alcu

late

d)M

itattu

(mea

sure

d)Se

uran

talin

kin

pitu

usE %

Mah

dolli

sest

i pilo

tissa

sove

lletta

vapa

ikan

nusm

enet

elm

ä

TIED

OTU

STI

ETÖ

ISTÄ

Tiet

o tie

n ra

kenn

us-,

para

nnus

-, ho

ito- j

apä

älly

stys

töis

tä y

ms.

liiken

nettä

hai

ttaav

ista

toim

ista

Myö

ser

ikoi

skul

jetu

kset

jaVA

K ku

ljetu

kset

• Ti

etyö

tiedo

te,

joka

sis

ältä

ätie

dot:

paik

ka,

kest

o,va

ikut

ukse

t, ha

itta

vaih

toeh

tois

etre

itit

• Ti

etyö

kart

ta(p

aper

i ja

inte

rnet

)

• Ti

etyö

tieto

kant

a•

Tied

otte

et•

Sym

bolit

kartt

apoh

jalla

• Va

rmis

tettu

tiet

oty

ömaa

nsi

jain

nist

a•

Ilmoi

tust

enpä

ivity

stie

työt

ieto

kant

aan

• Ilm

oitu

kset

urak

oits

ijoilt

aty

ömaa

nsi

jain

nist

a•

• Ti

etyö

n al

kuja

lopp

upis

te•

< 0,

5 km

• G

PS•

Vira

nom

aise

n ta

i tie

nkäy

ttäjä

npu

helim

en p

aika

nnus

, ilm

oitu

ksen

tapa

htue

ssa,

koo

rdin

aatti

en lä

hety

s

Seur

aava

t men

etel

mät

sov

elle

ttavi

ssa

�pai

kann

uspy

yntö

tapa

uksi

ssa�

.Vi

rano

mai

sen

tai t

ienk

äyttä

jän

paik

annu

s, il

moi

tuks

en ta

paht

uess

ata

i pyy

nnös

tä.

• C

ell-i

d•

Cel

l-id

+ R

x•

Cel

l-id

+ Ta

• C

ell-i

d +

Rx

+ Ta

• D

atab

ase

Cor

rela

tion

Jos

tavo

ittee

na o

n sa

avut

taa

tark

kapa

ikka

on

GPS

tällä

het

kellä

sove

ltuvi

n m

enet

elm

ä.

Seur

aava

t men

etel

mät

ede

llyttä

vät

laaj

assa

käy

töss

ä vi

elä

inve

stoi

ntej

a jo

ko in

fraa

n ta

ioh

jelm

isto

ihin

, mut

ta o

vat

kuite

nkin

var

teen

otet

tavi

ava

ihto

ehto

ja tu

leva

isuu

dess

a.•

Mm

. A-G

PS, T

OA,

E-O

TD

L

iite

2Ti

edon

sis

ältö

käyt

täjä

raja

pinn

assa

Tarv

ittav

a lii

kenn

etie

toTa

rkku

usva

atim

us(E

= m

ittau

svirh

e)Pa

lvel

u /

Toim

into

Lopp

ukäy

ttäjä

Liik

enne

kesk

usM

uoka

ttu(c

alcu

late

d)M

itattu

(mea

sure

d)Se

uran

talin

kin

pitu

usE %

Mah

dolli

sest

i pilo

tissa

sove

lletta

vapa

ikan

nusm

enet

elm

ä

YKSI

LÖLI

IKEN

TEEN

HÄI

RIÖ

TILA

NTE

ENH

OIT

AMIN

ENEp

ätav

allis

enliik

enne

tilan

teen

hava

itsem

inen

jatu

nnis

tam

inen

sisä

ltäen

onne

ttom

uude

t.To

imen

pite

isiin

ryht

ymin

en ja

liiken

teen

ohj

aus

norm

aalie

nliik

enne

oloj

enpa

laut

umis

een

saak

ka.

• H

äiriö

tiedo

te•

Varo

itus

ja s

itätä

yden

tävä

vie

sti

tien

varre

ssa

• Li

iken

neva

lo-

ohja

us•

Kais

taoh

jaus

• H

äiriö

ilmoi

tuks

et•

Maa

stos

tasa

adut

tilan

neilm

oitu

kset

• Ka

mer

akuv

a

• Va

rmis

tettu

häiri

ötie

to•

Ilmoi

tuks

ettie

verk

olla

olev

ista

häiri

öist

ä•

Kam

erak

uva

(imag

e)

• G

PS•

Vira

nom

aise

n ta

i tie

nkäy

ttäjä

npu

helim

en p

aika

nnus

, ilm

oitu

ksen

tapa

htue

ssa,

koo

rdin

aatti

en lä

hety

s

Seur

aava

t men

etel

mät

sov

elle

ttavi

ssa

�pai

kann

uspy

yntö

tapa

uksi

ssa�

.Vi

rano

mai

sen

tai t

ienk

äyttä

jän

paik

annu

s, il

moi

tuks

en ta

paht

uess

ata

i pyy

nnös

tä.

• C

ell-i

d•

Cel

l-id

+ R

x•

Cel

l-id

+ Ta

• C

ell-i

d +

Rx

+ Ta

• 11

2 pa

ikan

nuks

en ja

paik

annu

smen

etel

män

sove

ltam

inen

• D

atab

ase

Cor

rela

tion

Jos

tavo

ittee

na o

n sa

avut

taa

tark

kapa

ikka

on

GPS

tällä

het

kellä

sove

ltuvi

n m

enet

elm

ä.

Seur

aava

t men

etel

mät

ede

llyttä

vät

laaj

assa

käy

töss

ä vi

elä

inve

stoi

ntej

a jo

ko in

fraa

n ta

ioh

jelm

isto

ihin

, mut

ta o

vat

kuite

nkin

var

teen

otet

tavi

ava

ihto

ehto

ja tu

leva

isuu

dess

a.•

Mm

. A-G

PS, T

OA,

E-O

TD

ISSN 1457-9871ISBN 951-726-813-0TIEH 3200707

Documents

Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas ... · Juuso Kummala, Risto Kulmala, Raine Hautala, Jari Oinas, Caj Holm: Matkapuhelinpai-kannuksen hyödyntäminen liikennetietojen