Tieto on avainasemassa siinä, että niin väylien kunnossapito kuin niiden suunnittelu ja rakentaminenkin voivat onnistua parhaista mahdollisista lähtökohdista. Niinpä enemmän ja parempaa väylätietoa tarkoittaa myös parempaa palvelutasoa väylien käyttäjille sekä säästöjä esimerkiksi kunnossapidon kustannuksiin.
”Väylätiedonhallinnan visio lähtee siitä, että haluamme päästä yhä enemmän ennakoivaan kunnossapitoon. Yksinkertaistettuna siis korjata infraa jo ennen kuin se on rikki. Proaktiivisella toiminnalla saamme samalla rahalla tehtyä enemmän kuin pelkästään reagoimalla tilanteisiin”, kertoo väylätietojen hallinta -yksikön päällikkö Jari Myllärinen Väylävirastosta.
2020-luvun tavoitteena on rakentaa ensin väyläverkon digitaalinen malli, joka antaa kattavan ja ajantasaisen tilannekuvan väylien tilasta, olosuhteista ja liikenteestä. Tietojen ylläpidon ja laadunhallinnan prosessit automatisoidaan. Mallin käyttö kohentaa väyläomaisuuden hallintaa, sujuvoittaa liikennettä, parantaa liikenneturvallisuutta ja edistää liikenteen automaatiota.
”Väyläverkon digitaalinen malli on kolmiulotteinen mallinnustapa eri väylille. Nykyjärjestelmässä väylät on kuvattu pääasiassa kaksiulotteisina viivoina, mutta tulevaisuudessa ainakin väyläverkon keskeisimmät osat mallinnetaan huomattavasti tarkemmin”, Myllärinen sanoo.
Digitaalisen mallin tietojen varaan rakennetut automaatiot tekevät digitaalisen kaksosen
Kun digitaaliseen malliin sitten lisätään myös väylien kunto- ja ennustemalleja vaikkapa tien pinnan kulumisesta, voidaan alkaa puhua digitaalisesta kaksosesta. Tavoitetilassa myös digitaalisessa kaksosessa olisi nähtävissä, kun fyysisellä väylällä tapahtuu jokin muutos. Aina ei siis tarvitsisi erikseen mennä paikan päälle katsomaan esimerkiksi väylän kuntoa.
”Fyysisen väyläinfrastruktuurin virtuaalinen kopio mahdollistaa kattavan ja ajantasaisen tilannekuvan sekä historian ja ennustemallien hyödyntämisen toimintojen ohjaamisessa, suunnittelussa ja päätöksenteossa. Voimme myös tehdä simulointeja ja tarkastella erilaisia skenaarioita pidemmällä tähtäimellä vaikkapa tietyntyyppisen sään yleistyessä”, Myllärinen avaa.
Digitaalisen kaksosen tarkoitus on alkaa ohjata perustoimintoja koneälyn ja -oppimisen sekä kehittyneiden algoritmien avulla. Etuja ovat oikea-aikaisen kunnossapidon ja suunnitteluratkaisujen elinkaaren simuloinnin lisäksi muiden muassa häiriöiden ja poikkeamien ennakointi. Siten niihin on mahdollisuus varautua entistä paremmin.
Ensimmäisillä portailla kohti visiota
Tällä hetkellä Väylävirastossa määritellään sitä, kuinka tarkalla tasolla väylät pitää mallintaa, jotta digitaalisen mallin ja lopulta kaksosen hyöty-kustannussuhde olisi mahdollisimman hyvä. Tämä tarkoittaa muun muassa tarvittavien yksityiskohtien määrittämistä, sillä pelkästään maanteillä on satoja eri omaisuuslajeja päällysteistä liikennemerkkien varsiin.
”Meidän on tunnistettava infran kriittiset komponentit, ja sen jälkeen niistäkin mallinnetaan tarkemmin lähinnä liikenteellisesti tärkeimmät osuudet. Yksi esimerkki ovat päärataverkon vaihteet. Digitaalinen malli rakentuu siis siten, että mentäessä kohti ylempää liikenneverkkoa nousee myös mallinnuksen tarkkuus. Mutta edes pääväyliltä emme voi mallintaa tarkasti aivan kaikkea”, Myllärinen muistuttaa.
Tavalla tai toisella koko virastoa läpileikkaava projekti alkoi toden teolla vuonna 2021, joten nyt ollaan vasta ensimmäisillä portailla kohti vision ja lopulta digitaalisen kaksosen toteutumista. Ensin on kerättävä enemmän ja laadukkaampaa tietoa väyläverkosta. Väylävirastossa digitaalista mallia hyödyttävää työtä tekee vähintään välillisesti kymmeniä ihmisiä.
”Tieto-osaston työnyrkki kytkee ylätason visiota arkitekemiseen. Käytännössä tietoa tuotetaan hankkeiden, projektien ja urakoitsijoiden kautta. Projektissa onkin kyse myös tiedontuotannon prosessien tehostamisesta: voimme esimerkiksi laittaa urakoitsijan ajoneuvoon kameran tai skannerin, joka kerää tietoja ihan muuta tarkoitusta kuin kunnossapitoa varten”, Myllärinen kertoo.
Mahdollisimman suuri hyöty yhteiskunnalle
Digitaalisen mallin on tarkoitus olla laajentunut ja systematisoitunut vuosikymmenen puolivälissä. Vuosina 2025–26 voidaan myös saada jo ensimmäisiä kokemuksia digitaalisesta kaksosesta, kun syntyneeseen malliin aletaan lisätä kaksosen elementtejä. Vuonna 2030 väyläverkon tärkeimpien osien on tarkoitus olla mallinnettu digitaaliseksi kaksoseksi.
”Projektin ytimessä on mahdollisimman suuri hyöty yhteiskunnalle. Siksi keskitymme ensin kohtiin, joissa on merkittävin hyöty-kustannussuhde. Tiedolla johtaminen ottaa vuosikymmenen aikana ison harppauksen eteenpäin, sillä digitaalisen kaksosen tarkoitus on myös ehdottaa erilaisia toimenpiteitä. Se perustaa ehdotuksensa reaaliaikaiseen dataan, historiatietoon sekä erilaisiin ennustemalleihin”, Myllärinen selvittää.
Kunnossapidon, suunnittelun ja rakentamisen lisäksi digitaalisesta kaksosesta on hyötyä myös luonnon monimuotoisuuden kannalta, kun toimenpiteitä esimerkiksi vieraslajien torjumiseksi voidaan kohdistaa tehokkaammin lisääntyneen tiedon myötä.
”Myös kiertotalous on yksi mielenkiintoinen näkökulma. Tavoitteenamme on tehostaa komponenttien käyttöä, ja digitaalisen kaksosen avulla voisi mahdollisesti hyödyntää esimerkiksi rautatievaihteen jäljellä olevaa käyttöikää hiljaisemmalla rataosalla, jos se vaihdetaan vilkkaalla rataosalla jo ennakoivasti uuteen”, Myllärinen spekuloi.
Teollisuus edelläkävijänä, liikenneverkoissa olemme kärkijoukoissa
Digitaaliset kaksoset ovat jo pitkään olleet käytössä teollisuudessa, jossa on mallinnettu esimerkiksi koneita tai niiden osia. Liikenneverkkojen digitaalisia kaksosia ei ole vielä muualla maailmassa tiettävästi tehty ainakaan siinä mittakaavassa, johon Väyläviraston visio nyt tähtää.
”Aihe kuitenkin kuplii liikennesektorilla ja on paljon esillä. Hieman samaa ideaa löytyy kaupunkiympäristöjen digitaalisista kaksosista, joita maailmalla jo on. Joka tapauksessa liikenneverkkojen suhteen olemme digitaalisen mallintamisen osalta ainakin kärkijoukoissa”, Myllärinen toteaa.
Työsarkaa kuitenkin riittää vielä vuosien ajaksi kohti väylätiedonhallinnan visiota ja digitaalista kaksosta. Väylävirasto vastaa osaltaan koko liikennejärjestelmän digitaalisesta kaksosesta: väyläinfran kaksonen on osa laajempaa kokonaisuutta, eli sen on oltava yhteensopiva esimerkiksi Fintrafficin tuottaman liikenteen digitaalisen kaksosen kanssa. Suunta on selkeä, mutta yhdestä asiasta voidaan olla varmoja.
”Manuaalityötä tarvitaan myös digitaalisen kaksosen syntymän jälkeen. Ihmisen on tehtävä päätökset toimenpiteistä ja myös käytännön kunnossapitotyöt vielä pitkään”, Myllärinen päättää.
Lue myös
- Pääjohtaja Wihlman: Toimiva liikennejärjestelmä vahvistaa huoltovarmuutta ja kilpailukykyä
- Analytiikka jalostaa tietoa päätösten pohjaksi
- Mitä sinun tulisi tietää väylähankkeiden arvioinnista?
- Väyläkortit uudistuvat digitaalisiksi
- Väylähankkeiden lakisääteisten suunnitelmien käsittely ja vuorovaikutus sujuvasti uudessa palvelussa
- ”Kuin veisi viestikapulaa eteenpäin” – BIM-työkalu mahdollistaa yhden luukun periaatteen