Tieliikenteen automaation vaikutuksia liikennejärjestelmässä ja kehityssuuntia

Ajoneuvojärjestelmillä voi olla sekä tarkoitettuja että tarkoittamattomia vaikutuksia. Automaation vaikutuksia arvioitaessa tulee muistaa, että järjestelmien tarkoitettujen, välittömien vaikutusten lisäksi, niillä saattaa olla myös välillisiä ja tahattomia vaikutuksia ajoneuvon kuljettajan lisäksi muiden tienkäyttäjien toimintaan. Lisäksi järjestelmien vaikutukset kuljettajien toimintaan saattavat muuttua pitkän käyttöajan mittaan. Tällaiset käyttäytymismuutokset ovat yhteydessä onnettomuusriskiin. Järjestelmät voivat myös vaikuttaa liikkumisen määrään, valittuun kulkumuotoon sekä valittuihin reitteihin.

Teknologian tutkimuskeskus VTT on arvioinut tieliikenteen automatisoitumisen vaikutuksia Suomessa (Innamaa ym. 2015). Tarkastelun pääkohteina olivat järjestelmien hyväksyttävyys, kuljettajan käyttäytyminen sekä vaikutukset liikennevirtaan ja liikennejärjestelmätasolla. Selvityksessä tarkasteltiin autonkuljettajan päätöksentekotasoja - strategista, taktista ja operationaalista. Tarkastelu osoitti, että taktisen tason kuormitus vähenee automaation lisääntymisen alkuvaiheessa ja täysin automaattisessa liikenteessä ihmisen kapasiteetti vapautuu lähes kokonaan muihin tehtäviin kuin auton ajamiseen. Tehtäviä siirtyy taktiselta tasolta auton hoidettavaksi, kun auto hoitaa etäisyyden, nopeuden ja tiellä pysymisen. Osa tehtävistä voi siirtyä strategiselle tasolle kuten matkan suunnittelu ja ajamiseen liittyviä valintoja tehdään aikaisempaa enemmän jo ennen liikkeelle lähtöä. Innamaan ym. mukaan ennen laajan automaation toteutumista suuria ongelmia näyttää syntyvän taktisen tason yllättävistä kuormituspiikeistä, kuljettajan tilannetietoisuuden säilyttämisestä sekä sopivan sisäisen mallin valitsemisesta ja toimintastrategian toteutumisesta tilanteissa, joissa niitä tarvitaan.

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

Vaikutusten arviointia liikennejärjestelmässä vaikeuttaa se, että automaattitasoja ja -toimintoja ja käyttötapauksia on erilaisia. Näillä on edelleen eri käyttäjiä, erilaisissa ympäristöissä ja tilanteissa. Automaattiajoneuvot voivat esimerkiksi muuttaa käyttäjän kokemusta matkaan käytetystä ajasta, kun sen aikana voi tehdä muita asioita kuin ajaa. Muuttuneen kokemuksen tai arvioinnin perusteella käyttäjä voi hyväksyä pidemmät matka-ajat ja matkojen pituudet. Lisäksi käyttökokemukseen vaikuttaa automaatiokehityksen taso: kuinka usein ja kuinka valmiina kuljettajan on oltava valmiina ottamaan auto hallintaansa vai hoitaako automaattiajoneuvo itse kaikki toiminnot toiminta-ympäristössään ja -alueellaan.

Automaation vaikutukset liikennejärjestelmässä riippuvat siis viime kädessä siitä, mitkä automaation käyttötapaukset yleistyvät, ei ole vain yhtä automaation kehityspolkua. Esimerkiksi henkilöauton käytön automatisoituminen voi tapahtua montaa eri polkua pitkin. Vaikutukset ovat erilaisia, mikäli automaattiajoneuvot ovat tulevaisuudessa pääosin yksityiskäytössä verrattuna siihen, että ne ovat enemmän yhteiskäytössä (kukin käyttäjä varaa ajoneuvon oman käyttöönsä tietyksi ajaksi) tai jaetussa käytössä (käyttäjä varaa ajoneuvon tietyllä matkalle joko yksin tai muiden käyttäjien kanssa). Edelleen automaattiset henkilöautot esimerkiksi robottitaksit voivat toimia täydentäen joukkoliikennettä (esim. syöttöliikenteenä joukkoliikenteen terminaaleihin ja pysäkeillä) tai ''kilpaillen'' joukkoliikenteen kanssa, jolloin ne voivat vähentää joukkoliikenteen käyttöä. Suomalaisten automaattisten bussien kokeilujen tuloksia on koottu raporttiin ''Automaattisten bussien kehityspolku osaksi kustannustehokasta joukkoliikennettä'' (Riihentupa ym. 2021). Raportissa arvioidaan, että vuoteen 2030 mennessä automaattibussit ovat teknisesti valmiita toimimaan monenlaisissa olosuhteissa (kuva 1). Lisäksi arvioidaan, että jo ennen sitä automaattibussit voivat yleistyä etenkin kiinteillä reiteillä, jos palvelukonseptit saadaan kehitettyä toimiviksi ja palvelut kustannustehokkaiksi.

Tavarankuljetuspuolella automaattiset pientavarakuljetukset voivat tehostaa niin sanottua viimeisen kilometrin jakelun logistiikkaa ja vähentää ihmisten tavaran ja ostosten hakumatkoja. Pidemmällä aikavälillä raskaiden ajoneuvojen niin sanottu letka-ajo tai jopa itsenäisesti moottoriteillä kulkevat automaattiset rekat voivat kehittyä niin pitkälle, että ne mahdollistavat kuljettamisen kustannustehokkaasti ja vähemmin liikenteellisin häiriöin vähäliikenteisinä aikoina esimerkiksi öisin. Sama koskee automaattisia kunnossapitotöitä.

Komission rahoittama L3Pilotti-hanke (2017-21) tutki automaattisen ajamisen mahdollisia vaikutuksia mm. kulkutavan valintaan, reitinvalintaan ja sujuvuuteen. Arvioissa mukana olleet toiminnot olivat ajoneuvoissa jo olevia, moottoriteillä ja kaupunkialueilla käytettäviä SAE-tason 3 automaattisia toimintoja, jotka pitävät ajoneuvon omalla kaistalla tai tekevät kaistanvaihtoja sekä pitävät turvallisen etäisyyden edellä olevaan ajoneuvoon. Lisäksi mukana oli pysäköintitoimintoja. Tutkimuksessa mukana olleet järjestelmät olivat käytettävissä sekä valoisalla että pimeällä ja sekä hyvässä säässä että kevyessä sateessa.

Tutkimuksen mukaan automaattitoiminnot parantavat todennäköisesti matkustamisen laatua mahdollistamalla ajamiseen liittymättömät toiminnot ja lisäämällä matkustusmukavuutta. Käyttäjät mainitsivat usein varsinkin vapaa-ajan toiminnan ja vuorovaikutuksen matkustajien kanssa automatisoidun ajon aikana suoritettaviksi toimiksi. Toisaalta kokemus matkan laadusta riippuu yksittäisestä matkustajasta, ja jotkut matkustajat voivat myös kokea, että automaattitoiminnot heikentäisivät heidän matkansa laatua. Autot, joissa on automaattitoiminto, voivat helpottaa ajamista vaativissa tai stressaavissa olosuhteissa, esimerkiksi ruuhka-aikoina tai väsyneenä. Näin ollen kuljettajat voivat olla halukkaita ajamaan enemmän näissä olosuhteissa. Yhdeksän kymmenestä osallistujasta hyväksyisi lisämatka-ajan ruuhka-aikaan, jos heidän ei tarvitsisi ajaa itse. Matkustajat voivat osittain siirtyä julkisen liikenteen tai aktiivisten matkustusmuotojen käytöstä autolla ajamiseen, vaikka useimmat matkustajat eivät odota vaihtavansa joukkoliikennettä tai aktiivisia matkustusmuotoja automaattitoimintojen käyttöönoton/saatavuuden vuoksi. Pitkien matkojen matkustaminen autolla voi olla houkuttelevampaa. Jotkut matkustajat voivat myös alkaa tehdä täysin uusia matkoja. Suurin osa osallistujista ei kuitenkaan odota matkustamisen lisääntyvän.

Edelleen L3Pilot- hankkeen tulosten mukaan SAE tason 3 automaattitoiminnoilla on potentiaalia tasoittaa liikennevirtaa ottamalla käyttöön ihmiskuljettajiin verrattuna vakaampi ajokäyttäytyminen. Yleensä automatisoidun ajokäyttäytymisen odotetaan olevan konservatiivisempaa ihmiskuljettajiin verrattuna, mikä johtaa pitempiin ajoaikoihin ja pienempiin kiihtyvyys- ja hidastuvuusarvoihin. Lisäksi automatisoitujen ajoneuvojen odotetaan noudattavan nopeusrajoituksia. Alhaisemman ja tasaisemman ajonopeuden odotetaan vähentävän päästöjä ja polttoaineen kulutusta. L3Pilot-hankkeen simulaatiot ja skaalaustulokset osoittivat, että hyödyt ovat mahdollisia suurilla liikennemäärillä, erityisesti moottoriteillä. EU27+3-tasolle skaalattuina odotetut vaikutukset olivat kaiken kaikkiaan positiivisia, mutta pieniä (alle 1 %:n vähennys CO2-päästöissä ja alle 3 %:n vähennys energiantarpeessa), koska suurin osa ajoneuvokilometreistä ajetaan vähäisillä liikennemäärillä. Vaikutuksen matka-aikaan ja viivästyksiin Euroopan tasolla arvioitiin olevan pieni, alle 2 %. Paikallisella tasolla suurempia vaikutuksia voidaan havaita esimerkiksi säännöllisesti ruuhkaisilla kaupunkien moottoriteillä.

Kaiken kaikkiaan automaation vaikutuksista eri käyttötapauksissa tarvitaan lisätietoja.