Digitaaliset kaksoset avaavat uuden maailman kaupunkisuunnitteluun

Tampereen Hervannan automaattisen liikenteen testialue on osoitus siitä, mihin suuntaan kaupunkisuunnittelussa tulevaisuudessa liikutaan. Alueen digitaalinen kaksonen on monipuolinen ja lähestyttävä työkalu uusien palveluiden suunnitteluun.

Napin painallus ja olet perillä: Edessäsi ruudulla avautuu lintuperspektiivistä kolmiulotteinen mallinnus Tampereen Hervannasta. Kun liu’ut hiiren avulla lähemmäs katutasoa, näet mallin olevan yllättävänkin tarkka. Liikennemerkit ja bussipysäkit ovat tarkasti paikallaan, sääolot seuraavat oikeaa maailmaa. Toinen napin painallus ja olet mallin sisällä auton kyydissä. Voit ajaa sillä ympäriinsä ja kytkeä tarpeen mukaan nähtäväksesi erilaisia tietovirtoja, oman käyttötarkoituksesi mukaan. 

Lähitulevaisuudessa digitaalisten kaksosten avulla luodut palvelut tulevat näkymään yhä useammassa yhteydessä tavallisten kaupunkilaisten elämässä.

Digitaalinen kaksonen on kuin kasvava ja kehittyvä hiekkalaatikko kaupunkisuunnittelun avuksi, kehikko jonka päälle rakentaa oikean maailman palvelut. Lähitulevaisuudessa digitaalisten kaksosten avulla luodut palvelut tulevat näkymään yhä useammassa yhteydessä tavallisten kaupunkilaisten elämässä. Niiden globaali markkina-arvo on kasvamassa huimaa vauhtia – varovaisimmissakin arvioissa se tulee kymmenkertaistumaan seuraavan viiden vuoden aikana. 

Tähän kehitykseen on myös Suomessa lähdetty vauhdilla mukaan. Kaupunkisuunnittelun kaksoskokeiluja onkin toteutettu Tampereen ohella muun muassa Helsingissä ja Oulussa, jonka satamasta Sitowise toteutti tarkan mallinnuksen.

Digitaalisia kaksosia on hyödynnetty muun muassa laivanrakennuksessa ja tehtaiden linjastojen suunnittelussa jo vuosien ajan. Nyt ilmiö on ottanut tuulta alleen myös kaupunkisuunnittelussa. Kaupunkien suorittamien kaupunkitilojensa 3D-mallintamisen myötä on digitaalisista kaksosista tullut aiempaa helpompi ja kevyempi malli suunnittelun tueksi. Tampereen Hervannassa tämä tarkoittaa muun muassa itseohjautuvien autojen kouluttamista.

Itseohjautuva ajoneuvo käy ajokoulun digitaalisesti

Raitiovaunuliikenne aloittaa Tampereella toimintansa tämän vuoden elokuussa. Osana tätä, otetaan raitiotien syöttöliikenteen avuksi itseohjautuvia ajoneuvoja, jotka kuljettavat kaupunkilaisia raitiovaunupysäkeille.  Ne kiertävät noin neliökilometrin kokoista aluetta Ahvenisjärven ympäristössä. Digikaksosen tehtävä on toimia alustana, jossa ajoneuvot koulutetaan liikkumaan oikeassa ympäristössä turvallisesti.

– Tämä pilottihanke linkittyy laajempaan eurooppalaiseen SHOW (SHared automation Operating models for Worldwide adoption) -hankkeeseen, jossa pilotoidaan automaattisen liikenteen ratkaisuja, ja jossa me toimimme Suomen koordinaattorina. Tampereen kaupunki tukee vahvasti älyliikenteen kehittämistä, ja kaikki kaupungin tähän liittyvät hankkeet tukevat toisiaan, Sitowisen projektipäällikkö sekä ITS Factory -älyliikenneverkoston koordinaattori Laura Riihentupa sanoo.

Sitowisen tuottama Hervannan digikaksonen näkyy käyttäjän suuntaan yhteenkoottuna visualisointina monesta eri tietovirrasta, yhdistettynä helposti lähestyttävään graafiseen näkymään. Ensimmäisestä kaksosesta Tampereen alueella ei kuitenkaan ole kyse. Muun muassa raitiovaunujen kuljettajien koulutuksessa ollaan hyödynnetty kaupunkitilan mallintamista.

 Tampereella on käytetty digitaalisia kaksosia jo muutaman vuoden ajan ja kaikki Tampereen keskustan uudet alueet on mallinnettu jo aiemmin. Muun muassa uusien talojen paikat pystyy näkemään digitaalisesti jo etukäteen, mikä toimii hyvin suunnittelun apuna.

Jari Ikonen, Business Tampere  

Jotta kaksonen tuottaa luotettavaa tukea vaativiin kokonaisuuksiin, kuten itseohjautuvien autojen kouluttamiseen, toteutetaan se korkein laatustandardein, mahdollisimman tarkasti oikeaa maailmaa noudattaen. Projektin osalta tärkeä yhteistyökumppani oli Teknologian tutkimuskeskus VTT, joka muun muassa mallinsi kaupunkikuvassa arkisuudessaan huomaamattomia objekteja, kuten liikennemerkkejä ja pysäkkejä, sekä mittasi alueen 5G-testiverkon kantavuutta.

– Hervannan projektissa tarkkuus oli parhaimmillaan jopa 10 senttimetrin luokkaa. Näin voitiin varmistaa, että esimerkiksi liikennemerkkien ja joukkoliikenteen pysäkkien reunat osuvat mallissa juuri niihin kohtiin, missä ne sijaitsevat oikeassakin maailmassa, VTT:llä automatisoidun liikenteen parissa erikoistutkijana toimiva Kimmo Kauvo kertoo.

Sensorit ja kasvavat datavirrat kehitystyön tukena

Kaupunkisuunnitteluun digitaaliset kaksoset ovat tulleet usean viime vuosien aikana tapahtuneen teknologisen kehitysloikan myötä. Niin 3D-mallintaminen, sensoridatan saatavuus ja määrä kuin taustalla toimivan teknologian standardisointikin ovat tätä nykyä sillä tasolla, että mallin toteuttaminen on helpompaa kuin koskaan aiemmin. 

– Myös tietoliikenneyhteydet ovat kasvaneet niin nopeiksi, että kaikkialla olevista sensoreista saatavaa dataa voidaan hyödyntää liki reaaliajassa. Tampereen kaupunki on edelläkävijä rajapintojensa avaamisessa ja uusien palvelujen pilotoinnissa. Muun muassa liikennevalojen data on avoimessa jaossa kiinnostuneille, Riihentupa kertoo.

Myös pelimoottorit ovat kehittyneet entistä tehokkaammiksi kaupunkisuunnittelun työkaluiksi.

– Hervannan digitaalinen kaksonen toteutettiin Unity-pelimoottorilla, joka soveltuu tätä nykyä myös tämän luokan projekteihin. Moottorien huima kehitys on osaltaan ollut vaikuttamassa digitaalisten kaksosten yleistymiseen.

Tekninen asiantuntija Niko Moreira, Sitowise

Sitowisellä on runsaasti niin aiemmista projekteista kertynyttä kuin jatkuvasti kehittyvää asiantuntemusta digitaalisten kaksosten tuottamisesta. Projektissa mukana ollut Sitowisen nuorempi suunnittelija Elena Lassila tekee muun muassa niistä parhaillaan diplomityötään. Itse digitaalinen kaksonen toimii Sitowisen AURA-virtuaaliympäristössä, johon on liitetty kaikki mallinnuksessa ja mittaamisessa syntynyt data helposti visualisoitavaksi ja hyödynnettäväksi. Lopputuotteesta pääsevät kuitenkin hyötymään myös muut, sillä digitaalisen kaksosen synnyttämä 3D-mallinnus tulee yleiseen käyttöön.

– Tässä projektissa on ehdottomasti ollut mukana selkeä yleishyödyllinen näkökulma. Me Sitowisellä yritämme edistää avointa digitaalisuutta ja sen hyödyntämistä erilaisissa liiketoimintamalleissa mahdollisimman laajasti. Myös tämä digitaalinen kaksonen luo pohjan lukemattomille uusille kaupunkitilojen digitalisoitumista hyödyntäville käyttötarkoituksille, Moreira lisää.