QGIS-lisäosa ja trajektorit liikennelaskennan työkaluina
Helsingin Esplanadilla kolme LiDAR-valotutkaa on tarkkaillut liikennettä marraskuusta 2023 elokuuhun 2024. Datan keräämisen on tehnyt Flow Analytics ja aineisto on lisäksi ladattavissa (edellyttää tunnusten luomista): https://flow-portal.com/. Tuotettua dataa on paljon, ja enää puuttui työkalu sen analysointiin.
Forum Virium Helsingin kanssa teimme projektin, jonka tavoitteena oli kehittää työkalu LiDAR-tutkilla kerätyn liikennedatan analysointiin sekä tehdä pieni analyysi tästä kokeellisesta datasta. Työkalun loppukäyttäjinä tulisi olemaan Helsingin kaupungin liikennetutkijat. LiDAR-tutkat mahdollistavat laajemman liikennedatan keräämisen kuin perinteisemmät liikennelaskentamenetelmät, joten niiden käytön voi olettaa lisääntyvän ja siten niiden tuottaman datan analysointiin soveltuvalle työkalullekin on tarvetta.
Analyysityökalu päätettiin kehittää QGIS-lisäosaksi, joka sai nimen FVH-3T (Forum Virium Helsinki – Traffic Trajectory Toolkit). Lisäosa muodostuu parista painikkeesta ja kolmesta QGIS-prosessointialgoritmista, ja sen käyttö onkin siten hyvin yksinkertaista: Aluksi käyttäjä tuo tutkittavan pistetason QGISiin ja luo tyhjän portti- ja aluetason lisäosien työkalupalkin painikkeilla. Seuraavaksi käyttäjä piirtää portti- ja aluekohteita niihin sijainteihin, joissa hän haluaa tutkia liikennettä.
Kun portti- ja aluekohteet on piirretty, on aika suorittaa prosessointialgoritmi. FVH-3T -lisäosassa on näitä kolme: kaksi on varsinaista liikennelaskentaa varten ja kolmatta voidaan käyttää, kun halutaan exportoida porttien laskemia tietoja JSON-muotoon. Ennen laskennan suorittamista kahdessa “Count trajectories” -prosessointialgoritmissa käyttäjä voi asettaa laskennan ajanjakson sekä kulkutapaluokan. QGIS-lisäosan prosessointialgoritmin ajaminen muodostaa pistedatasta liikeratoja eli trajektoreja ja laskee sekä näille että piirretyille porteille ja alueille liikkumiseen liittyviä tietoja. Prosessointialgoritmi voidaan suorittaa yksittäisajona halutulle ajanjaksolle tai jakaa se pienempiin aikasarjoihin käyttäen QGISin eräajo-ominaisuutta.
Kuten edellä todettiin, prosessointialgoritmin ajaminen piirtää tarkasteltavan aikavälin pistedatasta liikeratoja; suorittaessa liikennelaskentaa alueilla, prosessointialgoritmi muodostaa trajektorit vain alueiden sisällä olevista pisteistä, kun taas porttien prosessointialgoritmia käytettäessä trajektorit piirretään kaikille valitun kulkutapaluokan pisteille kyseisellä aikavälillä.
Trajektoreille lasketaan niiden pituus ja ajallinen kesto sekä keskimääräinen ja maksiminopeus. Jokaiselle käyttäjän piirtämälle alueelle lasketaan sen leikkaavien liikeratojen lukumäärä sekä niiden keskimääräinen nopeus. Näin voidaan tarkastella esimerkiksi risteyksen ruuhkautumista. Porteille lasketaan puolestaan ne leikkaavien trajektorien lukumäärä per suunta sekä leikkaavien trajektorien keskimääräinen hetkellinen nopeus ja kiihtyvyys.
FVH-3T QGIS-lisäosaa voidaan käyttää mm. liikenteen sujuvuuden analysoimiseen yleisellä tasolla sekä tarkempaan yksittäisten liikkujien tarkasteluun. Trajektorien avulla voidaan esimerkiksi tarkastella kuinka tunnollisesti jalankulkijat käyttävät suojateitä vai ylittääkö moni ajotien väärästä kohdasta. Vastaavasti trajektoreista voidaan analysoida käyttävätkö pyöräilijät heille tarkoitettuja pyöräkaistoja vai ajaako moni esimerkiksi jalkakäytävällä. Porttien avulla voidaan tarkastella liikennemääriä, nopeuksia ja kiihtyvyyksiä halutuissa sijainneissa sekä sitä ajavatko jotkin autoilijat tai pyöräilijät vääriin ajosuuntiin. Alueilla voidaan puolestaan analysoida esimerkiksi liikenteen ruuhkautumista risteysalueilla autojen keskimääräisten nopeuksien avulla.
Suorittamassamme pienessä analyysissä havaitsimme esimerkiksi, että autojen liikennemäärät olivat havainnointiajanjaksolla keskimäärin suurimmat perjantaisin ja matalimmat sunnuntaisin. Toisaalta emme havainneet merkittäviä viikonpäiväkohtaisia eroja ajoneuvojen keskimääräisissä nopeuksissa risteysalueilla. Analyysillä oli mahdollista tunnistaa yksittäisiä päiviä, jolloin autojen keskinopeus oli tavanomaista hitaampi risteysalueilla. Nämä olivat päiviä, jolloin alueella on ollut hyvin paljon jalankulkijoita. Esimerkiksi 15.8.2024 on vietetty Helsingin Taiteiden yötä, jonka vaikutukset näkyvät autojen keskinopeudessa.
Jalankulkijoiden liikkeistä havaitsimme sen sijaan esimerkiksi, että vaikka enemmistö käyttää suojateitä tunnollisesti, on kuitenkin melko yleistä ylittää ajorata väärästä kohdasta. Vastaavasti voitiin havaita, että vaikka Esplanadin alueen pyöräkaistat ovat ahkerassa käytössä, osa pyöräilijöistä ajaa jalankulkijoille tarkoitetuilla väylillä.
Projekti oli mielenkiintoinen, eikä vähiten siksi, että pääsimme kokeilemaan itse luomaamme työkalua tositoimissa sekä tutustumaan liikenneanalyysin alkeisiin. Luodun työkalun suurimpia vahvuuksia on, että liikennetutkija pääsee itse määrittelemään portit ja alueet juuri sellaisille sijainneille, joista on kiinnostunut.
