De Zweedse gemeente Gävle kon de bezoekers van de evenementen en wedstrijden in de stad nauwelijks nog aan. Een consortium met Technolution werd ingeschakeld om een intelligente wisselstrook voor bussen uit te werken. Die is nu gereed – mét de Nederlandse technologie DVM-Exchange en MobiMaestro.
Gävle is met z’n 70.000 inwoners een relatief kleine stad. Maar de gemeente, 200 kilometer boven Stockholm, vervult voor de regio wel een belangrijke ‘evenementenrol’: er staat een ijshockeystadion, een voetbalstadion, een paardenracebaan en een grote evenementenhal.
Op piekmomenten is het voor Gävle een hele uitdaging om het verkeer van en naar het evenementengebied soepel door te laten lopen. De toegangsweg naar het gebied is een normaal tweerichtingswegvak. Er is een systeem om met kantelborden de inrichting van de weg aan te passen op ‘aankomend verkeer’ of ‘vertrekkend verkeer’, met een aangewezen busstrook in één richting. Maar het ontbreken van de andere rijrichting voor bussen plus de afwikkeling van grote aantallen auto’s zorgden té vaak voor vertraging en overlast. De stad ging daarom op zoek naar een nieuwe oplossing waarbij in ieder geval de bussen in beide richtingen gefaciliteerd worden.
De uitvraag
De indeling rond de bestaande infrastructuur biedt geen ruimte om er een busstrook bij te maken. Om dan toch flexibel in te kunnen spelen op vertrekkende en arriverende bussen deed Gävle een uitvraag voor een oplossing met een dynamische buswisselstrook, die in beide richtingen te gebruiken is. Standaard zou de wisselstrook erop gericht moeten zijn de bussen weg te leiden van het evenemententerrein. Maar om (terugkerende) bussen ook weer toe te laten tot het gebied, moet de busstrook kort van rijrichting kunnen veranderen – zie figuur 1. Dat wisselen moet uiteraard veilig gebeuren: onder geen beding mogen er bussen gelijktijdig in tegengestelde richtingen rijden. Gävle wilde bovendien een volledig automatische oplossing, maar met de mogelijkheid om bij onverwachte situaties terug te kunnen vallen op handmatige bediening.
Deels Nederlandse technologie
Op basis van de uitvraag van Gävle stelde Technolution half 2019 een systeem voor dat de dynamische buswisselstrook veilig en volledig automatisch bestuurt. Technolution maakt hierbij goed gebruik van bestaande technologie, die voorziet in centrale en lokale intelligentie. De aangeboden, geaccepteerde en inmiddels ook opgeleverde busstrookoplossing bestaat uit de volgende, deels ook Nederlandse componenten:
- Sensoren. Radardetectoren houden de bezetting van de busstrook nauwkeurig in de gaten. Het systeem ‘weet’ dus wanneer de strook vrij is en er veilig van richting kan worden veranderd.
- DRIP’s. Om de bussen en de overige weggebruikers goed te informeren zet Technolution DRIP’s in. Ze staan op cruciale locaties en geven de toestandsinformatie van de wisselstrook weer, met (indien van toepassing) het inrijverbod.
- PLCnext. Voor de lokale intelligentie is een PLCnext-systeem van Phoenix ingericht: Technolution heeft hierop de besturingsapplicatie van de busstrook geïmplementeerd. De PLC is lokaal verbonden met de sensoren en DRIP’s. Het systeem is ook gekoppeld met de centrale bediening (op afstand) – zie hieronder.
- Netwerkserver. Een speciale netwerkserver mapt de GPS-locaties van de bussen automatisch op een onderliggende kaart. Op basis van deze informatie schat de server de aankomsttijden bij de busstrook in.
- MobiMaestro. Dit Nederlandse verkeersmanagementsysteem regelt de automatische centrale bediening. De netwerkserver levert de aankomsttijden van de bussen aan MobiMaestro aan, die op basis daarvan bepaalt wanneer de buswisselstrook open moet voor bussen richting het evenement. MobiMaestro legt dit als verzoek neer bij de PLCnext. Die handelt dat verder lokaal af: een check of de strook daadwerkelijk vrij is van verkeer (via de radardetectoren) en de aansturing van de DRIP’s om het buswisselstrookverzoek te realiseren.
MobiMaestro houdt via een grafische gebruikersinterface ook de lijn open met de verkeerscentrale.
Voor de communicatie tussen MobiMaestro en PLCnext maakt het busstrooksysteem trouwens gebruik van het eveneens Nederlandse DVM-Exchange. Omdat de PLCnext een uitgebreide set aan softwarefuncties kent, met ondersteuning van ontwikkeltalen als Java, was het mogelijk om de complete DVM-Exchange-bibliotheek uit te rollen op het systeem.
In Nederland is DVM-Exchange gemeengoed: dit open protocol wordt hier al bijna tien jaar gebruikt voor de uitwisseling van verkeerskundige opdrachten en informatie tussen netwerkmanagementsystemen. Met dit project in Gävle ontstaat, voor zover bekend, het eerste DVM-Exchange-uitstapje naar het buitenland.
Systeemmodi
Het opgeleverde systeem kent twee modi: centraal en lokaal. Een fysieke sleutelschakelaar op de lokale gebruikersinterface op straat bepaalt in welke modus het systeem draait. Bij uitval van bijvoorbeeld een internetverbinding biedt deze schakelaar een mooie fallback-optie voor de gebruikers: het systeem kan dan lokaal draaien.
In de centrale modus gebruikt het systeem de voorspellingsmodule in de netwerkserver om te bepalen hoe laat de terugrijdende bussen aankomen aan het begin van de strook. Door die informatie tijdig door te zetten, is er tijd voldoende om de weg vrij te maken en kan een bus direct doorrijden. Daarna wisselt de busstrook automatisch terug om het busverkeer dat van het evenemententerrein af wil te faciliteren. De aansturing voor deze centrale modus komt voor rekening van MobiMaestro: daar komen alle data samen, zorgen automatische scenario’s voor de uitvoering en kan de operator in de centrale via de interface een oogje in het zeil houden.
In de lokale modus werkt het volledige systeem zonder connectie naar buiten. De terugkomende bus wordt nu gedetecteerd door een busdetector (radar), de buswisselstrook wordt vrij gemaakt en de bus kan de strook gebruiken. Dit heeft uiteraard als nadeel dat de terugkerende bus niet direct door kan rijden, maar moet wachten tot de busbaan is vrij gemaakt. Deze modus is dan ook de fallback-optie.
Safety-critical systeem
De hierboven beschreven ‘flow’ van het systeem is de zogenaamde ‘happy flow’, de werkwijze zoals het systeem in principe zou moeten werken. Mocht het systeem een probleem constateren, zoals de uitval van een sensor, dan zal de besturing via scenario’s terugvallen op speciale regimes: ‘non-happy flows’. Per scenario controleert het systeem of de busbaan nog veilig kan functioneren en wanneer dit niet het geval is, wordt de busbaan afgesloten en wordt de gebruikelijke verkeerssituatie hersteld.
Uiteraard informeert het systeem dan ook direct de beheerder over de status van de busbaan. Het doel is om de veiligheid van de buswisselstrook te allen tijde te kunnen garanderen – de oplossing is immers een safety-critical systeem.
Samenwerking met (lokale) partijen
Technolution heeft de buswisselstrook niet alleen gerealiseerd. Het fysiek installeren is samen met het Zweedse Saferoad opgepakt. Dit bedrijf is bekwaam in installatiewerk, bekend met de lokale voorschriften en tevens leverancier van on-street equipment, zoals de noodzakelijke DRIP’s, radardetectoren en andere apparatuur.
Technolution kon zich hierdoor concentreren op de integratie en aansturing van de verschillende sensoren en actuatoren. Daarnaast ontwikkelde Technolution de module in de PLCnext én in MobiMaestro om de buswisselstrook aan te sturen. Samen met Gävle zijn de scenario’s ontwikkeld die passen bij de aan- en afvoerstromen van evenementen. Ook het maatwerk van de aanpak bij technische problemen is samen met de verkeerskundigen van Gävle gemaakt.
Ten slotte integreerde Technolution DVM-Exchange met de PLCnext, zodat deze op een standaardwijze ingezet kan worden.
Praktijk
Verschillende testen op locatie hebben duidelijk gemaakt dat het systeem klaar is voor de operationele fase. De gemeente pakt nu de laatste organisatorische uitdagingen aan om de buswisselstrook in te kunnen zetten tijdens de komende evenementen. De stad verwacht de busstrook meerdere keren per week nodig te hebben om de bezoekers en atleten te faciliteren.
____
De auteurs
Mike Fafieanie en Edwin Mein zijn respectievelijk projectmanager en domain architect bij Technolution.
