Marjo Uusi-Pantti: 5G Momentum uutisia 14.12.2022. Tässä jaksossa kuulette tieliikenteen automatisaatiosta ja sen etenemisen edellytyksistä, IFORGE tutkimushankkeesta, työstä 5G osaamisen lisäämiseksi ja operaattorin 5G terveiset.
Marjo Uusi-Pantti: Liikenne ja viestintävirasto Traficomin johtava asiantuntija Anna Schirokoff mitä tieliikenteen automatisaatio tarkoittaa? Ja mitä se vaatii?
Anna Schirokoff: Ajattelisin, että se tarkoittaa sekä sitä, että ajoneuvoista tulee älykkäämpiä, ne kykenevät toimimaan melko itsenäisesti ja toistensa kanssa liikenteessä, ja sitä, että ajoneuvot saa eri tavoin tietoa vallitsevista olosuhteista ja ympäristöstä, jotta tietäisivät, että mitä niiden tulee tehdä sen lisäksi, että kuljettaja niitä ohjaa.
Mitä sitten automaation edistyminen vaatii, niin hahmottaisin sen kahdessa palasessa. Toinen on se, että autojen pitää tulla edistyksellisimmiksi teknisesti, automaatio lisääntyy ja autot osaavat toimia yllättävissä tilanteissa, jarruttaa tarpeen tullen, pitää ajoneuvon paremmin kaistalla ja pitää halutun ajonopeuden. Sen lisäksi että ajoneuvo osaa teknisesti ja fyysisesti tehdä sen mitä niiden tarvitsee tehdä, ne tarvitsevat tietoa ympäröivästä maailmasta. Ne tarvitsevat tieto muista ajoneuvoista, miten muut ajoneuvot liikkuvat ja toimivat, ja sen lisäksi ne tarvitsevat tietoa ympäristöstä esimerkiksi liukkaudesta, kuopasta tiellä tai tietyöstä mikä on lähestymässä.
Minun roolini tieliikenteen automaation edistymisessä liittyy pitkälti siihen, että ajoneuvot saavat oikeaa tietoa oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Ylipäätään liikenteessä olevaan tietoon liittyy hyvin monta asiaa. Parasta aikaa meillä on selvitys käynnissä siitä, että ajoneuvoille halutaan saada reaaliaikaista tietoa olosuhteista ajoneuvoon välitettävien viestien avulla. Yritämme selvittää mikä kuuluu kenenkin viraston tehtäviin, jotta saamme tällaisia älykkäitä viestejä liikkumaan ja palveluja perustettua. Tällaiset asiat ovat hyvin epäselviä kaikissa maissa. Oikeastaan mikään maa ei ole tietääkseni sitä pohtinut, että kenen viranomaisen tulee tehdä ja mitä.
Tämän lisäksi selvitämme sitä missä tämän kaiken liikenteeseen liittyvän tiedon pitäisi olla, missä muodossa, miten tietoa jaetaan, ja tiedon laatu. Meillä on erilaisia projekteja käynnissä myös missä yritetään määrittää sitä mistä tiedon laatu koostuu, miten olosuhteet havaitaan. Liikenteessä on aina ongelmana se, että ei tiedetä sitä mitä ei havaita, eikä tiedetä sitä mitä pitäisi havaita. Jotenkin pitäisi kuitenkin pystyä arvioimaan sitä, että kuinka luotettavasti havaitaan, kuinka nopeasti tieto saadaan välitettyä tapahtumapaikalta, ja kuinka tarkasti tapahtuman sijainti voidaan ilmaista. Kaiken olosuhdetiedon lisäksi, mikä on muuttuvaa ja reaaliaikaista tietoa, olisi hyvä jo tälläkin hetkellä, että ajoneuvot saisivat tiedot liikennesäännöistä ja etenkin nopeusrajoituksesta, jotta ajoneuvo itse tietäisi mitä ajonopeutta saa ajaa enintään.
Selvitämme myös mitä vaatii, että liikennesäännöt saadaan digitaaliseen muotoon. Tämä ei ole yksikertainen juttu koska osa säännöistä on määrämuotoisia, mutta osa on hyvinkin epämääräisiä sen suhteen, miten niitä pystyttäisi koodaamaan. Tähän nopeusrajoitus esimerkkiin liittyy se, että nopeusrajoitus voidaan ilmaista tienpielessä olevalla nopeusrajoitusmerkillä, mutta nopeusrajoitus voidaan ilmaista myös taajamamerkillä. Eri maiden välillä on eroja siinä millä eri liikennemerkeillä nopeusrajoituksesta kerrotaan. Joissain maissa merkki siitä, että moottoritie alkaa voi jo itsessään sisältää tiedon siitä mikä nopeusrajoitus on. Suomessa se ei sisällä tietoa nopeusrajoituksesta.
Tätä kaikkea kehitystyötä mitä tieliikenteen automaation edistämiseen tehdään, tehdään paljon sekä pohjoismaisessa yhteistyössä että eurooppalaisessa yhteistyössä. NordicWay -hankkeiden sarja muiden pohjoismaiden kanssa, EU:n tukema, missä ollaan nimenomaan kehitetty tätä tiedonvaihtoa ajoneuvojen välillä ja siihen liittyvää problematiikkaa. Hankkeessa on ollut mukana yli kymmenen EU-maata. Hankkeessa on kehitetty paljon tieliikenteen automaatioon liittyviä asioita, kuten tiedon laatuun ja tiedon jakeluun. Tavoitteena on ollut nimenomaan edistää palveluiden harmonista käyttöä Euroopassa sillä tavalla, että palvelut eri maissa noudattaisi samoja yhteisiä periaatteita ja olisi näin yhteen toimivia ja yhteensopivia käyttäjien näkökulmasta.
Aika hyvän tilannekatsauksen siitä, että mikä on tieliikenteen automaation tilanne tällä hetkellä Suomessa voi saada raportista Kuljettajan tukijärjestelmien yleistyminen Suomessa 2022. Käykää katsomassa, niin saatte lisätietoja asiasta.
Marjo Uusi-Pantti: Kiitos Liikenne ja viestintävirasto Traficomin johtava asiantuntija Anna Schirokoff.
Marjo Uusi-Pantti: VTT:n johtava tutkija Seppo Horsmanheimo, mistä IFORGE-tutkimushankkeessa on kyse?
Seppo Horsmanheimo: Kyseessä on VTT:n ja Aallon yhteinen Business Finlandin rahoittama kansallinen tutkimushanke, jonka tavoitteena on parantaa ICT:n avulla sähköverkkojen luotettavuutta ja vikasietoisuutta. Projekti ei pyri kattamaan kaikkia sähköverkon osa-alueita, vaan painopiste on keskijänniteverkoissa ja 5G-teknologian ja tarkan aikatiedon hyödyntämisessä, jakeluverkon monitorisoinnissa, ohjauksessa ja suojauksessa.
Hanke kuuluu ABB:n Green Electrification veturiohjelmaan ja ABB:n lisäksi mukana on sähkönjakeluyhtiö Fingrid, mobiilioperaattorit Telia ja DNA sekä tietoliikennelaitevalmistaja Goodwill Systems. Projekti käynnistyi vuoden 2022 alussa ja keväällä selvitimme keskijänniteverkkoon liittyvien palveluiden liiketaloudellisteknisiä tarpeita ja vaatimuksia. Tämän kartoituksen tuloksena valittiin toteutettavat käyttötapaukset, jotka liittyvät jakeluverkon suojaukseen, vian ilmaisuun ja vikojen paikantamiseen, uusiutuvan energiatuotannon hallintaan ja monitorointiin, taajuusmuuttajien ohjauksen koordinointiin ja 5G millimetriaaltojen käyttöön sähköasemien sisäisessä kommunikaatiossa.
Kesän ja syksyn aikana olemme hankkeessa laajentaneet VTT:n älykäs energia tutkimusympäristön laitteistoa sekä mittaus ja testaus kyvykkyyttä. Tietoliikenteen osalta hyödynnämme VTT:n ja Aallon 5G-testiverkkoja privaattiverkkoina ja DNA:n ja Telian kaupallisia 5G-verkkoja julkisina verkkoina. Tarkan aikatiedon osalta hankkeissamme hyödynnetään VTT:n Mikesin kehittämiä aikasynkronointiratkaisuja ja mittausmenetelmiä, joilla varmistetaan tarkka sähköaseman sisäinen synkronointi sekä mittausnäytteiden aikaleimaus. Mittaus- ja testaustoimintojen lisäksi hankkeissamme on keskeisessä roolissa laajempien käyttötapausten simulointi. Tähän käytetään VTT:n RTDS-reaaliaikasimulaattoria, johon voidaan liittää fyysisiä sähköverkko-, tietoliikenne- ja aikasynkronointilaitteita. Laajojen keskijänniteverkon simulaatioiden avulla selvitämme käyttötapausten toimivuutta tulevaisuuden energiajärjestelmässä sekä haemme vastauksia siihen, kuinka erilaisia sähköverkko-, tietoliikenne- ja aikapalvelukomponentteja tulisi integroida jakeluverkkoon.
Liiketoimintamallitutkimus on tärkeä osa hankettamme, sen kautta syvennämme ymmärrystä vaihtoehtoisista teknisistä kokoonpanoista, eri toimijoiden rooleista sekä suoritamme riskien arviointia eri vaihtoehtojen vaikutuksista tulevaisuuden sähköverkkoihin. RTDS-simulaatioiden ja liiketoimintatutkimustulosten avulla pyrimme välttämään etenkin huonosti skaalautuvia ja taloudellisesti kannattamattomia palvelut -konsepteja. Nykyisissä sähköverkoissa aikakriittisissä palveluissa hyödynnetään pääasiassa langallisia tietoliikenneratkaisuja, mutta langattomien tietoliikennejärjestelmien etuna on alhaisemmat käyttöönotto ja ylläpitokustannukset ja ne tarjoavat myös luontaisesti paremman reduktanssin ja skaalautuvuuden.
Hankkeissamme nimenomaan 5G-teknologia on erityisasemassa, koska se on ensimmäinen alun perin teollisuuskäyttöön ja sen vaatimuksiin suunniteltu mobiiliverkkoteknologia. Hankkeessa me selvitetään käytännön kokeilujen avulla, mitkä ovat nykyisten 5G-verkkojen kyvykkyydet täyttää sähköverkon asettamat luotettavuus- ja aikavaatimukset. Keskeinen tutkimuskysymys on, onko 5G stand alone -verkko riittävän luotettava ja nopea aikakriittiseen sähköverkon suojaukseen. Hankkeessa tutkitaan myös viimeisempien 5G toiminnallisuuksien, kuten millimetriaaltojen käyttöä sähköaseman sisäisessä tiedonsiirrossa, verkon viipalointia liikenteen priorisoimisessa ja local break out -toiminnallisuutta viiveiden pienentämisessä. Sähköverkon älykkyyden kasvaessa tarve käyttää sähköaseman ulkopuolisia datalähteitä kasvaa, jolloin tärkeäksi kysymykseksi nousee, missä datan prosessointi kannattaa tehdä. Päätökseen vaikuttavat hinnan lisäksi sellaiset seikat kuin vasteaika, luotettavuus, joustavuus ja turvallisuus. Hankkeessa tutkimme käytännön kokein mitä etuja ja haittoja on tehdä prosessointia laitteissa, sähköasemalla, reunalaskentana tai pilvipalveluna.
Tulevaisuudessa mobiilioperaattoreiden ja sähkölaitosten roolit ovat muuttumassa ja sähköverkon älykkyyden kasvaessa palveluketjussa on mukana enemmän teollisia toimijoita, esimerkiksi useampia mobiilioperaattoreita. Nämä ketjut vaativat toimiakseen enemmän läpinäkyvyyttä sekä tiedon ja infran jakamista eri toimijoiden välillä. Näihin haasteisiin haetaan vastauksia liiketoimintatutkimuksen kautta haastattelemalla sähköverkko- ja 5G mobiiliverkkotoimijoita.
Lopuksi voin todeta, että tämä hanke ja siinä laajennettu älykäs energiatutkimusympäristö on hyvä perusta kansalliselle ja kansainväliselle yhteistyölle. Ympäristön avulla tietoliikenne- ja sähköverkkotoimijat voivat testata laitteitaan ja palveluitaan ja siten pienentää tutkimukseen ja tuotekehitykseen liittyviä riskejä.
IFORGE-tutkimuksesta kiinnostuneet tervetuloa testaamaan laitteita ja palveluita VTT:n intelligent energy -tutkimusympäristöön.
Marjo Uusi-Pantti: Kiitos VTT:n johtava tutkija Seppo Horsmanheimo.
Marjo Uusi-Pantti: Aalto-yliopiston professori ja FITechin johtoryhmän puheenjohtaja Riku Jäntti mitä uutta Aallon 5G tutkimuksessa ja koulutuksessa?
Riku Jäntti: 5G tutkimuksessa viimeisin asia on se, että me ollaan saatu radiolupa 24 GHz:n taajuusalueelle ja lähdemme rakentamaan paikallisverkkoa. 5G-paikallisverkko on millimetriaaltoalueelle. Meillä on jo koeverkko, tällä hetkellä 3,5 GHz:n 5G stand alone -verkko olemassa. Pääasiallinen käyttötarkoitus on erilaisten vertikaalien testaamisessa. Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikanlaitoksella ollaan rakennettu verkkoinfrastruktuuria, mutta sen pääasialliset käyttäjät löytyvät muilta laitoksilta, muista tutkimusryhmissä. Meillä on Aalto Industrial Internet kampus -organisaatio, joka kokoaa osaajia laajemmin. Siellä on automaatiotekniikan ja robotiikan ihmisiä, jotka käyttävät sitä verkkoa. Sitten on kokoonpano konepaja teollisuuspuolen sovellus ja prosessikemian sovellus, näitä sovelluksia varten on rakennettu testiverkkoympäristöä.
Lisäksi Aallossa on myös itseajava-auto, johon rakennettu 5G-verkkoa ja myöskin ulkotilapeittoa. Kollegat älyliikennetutkimuksen puolelta ovat rakentaneet anturoitua ympäristöä siihen, että auto saa tietoa muiden ihmisten liikkumisesta Lidar:lla tai voidaan ohjata vaikka risteyksen liikennevaloja. Tällä hetkellä 5G-tutkimuksen kärki on sovelluksessa, mutta muutenhan sitten tutkimuksessa alkaa olla painopiste enemmän 6G:n puolella tai 5G advanced feature:issa.
Tutkimuksessa eri vertikaalien osalta on oleellista, että me tehdään sitä läheisessä yhteistyössä yritysten kanssa. Meillä on useampia hankkeita Business Finlandin kuin myös EU-hankkeita missä testiverkkoa sovelletaan erilaisien vertikaalien testaamiseen ja ollaan avoimia yhteistyölle tutkimuksen suhteen. Erityisesti sen suhteen mitä kaikkea 5G:llä voisi tehdä erilaisten prosessien tehostamisen suhteen.
5G alan koulutuksen puolella Aallossa ollaan tekemässä paljon kehitystyötä. Meillä on hiljattain aloittanut uusi informaatiotekniikan kandikoulutusohjelma, joka yhdistää tietoliikennetekniikkaa, signaalinkäsittelyä, koneoppimista, puheen- ja äänenkäsittelyä ohjelmaksi. Samassa yhteydessä ollaan myöskin rakenteita uudistettu niin, että kaksi laitosta on yhdistetty. Meillä on aikaisemmin ollut Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikanlaitos ja Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos ja ensi vuoden alusta lähtien tulee olemaan yksi laitos, Informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos. Kasataan osaaminen yhteen paikkaan, laajennetaan skooppia puhtaasti tietoliikenteestä kattamaan enemmän sovellusalueita, jossa signaalinkäsittely ja koneoppiminen erityisesti on keskeisiä menetelmiä.
Sen lisäksi, jos on informaatiotekniikkaa tai tietotekniikkaa opiskellut, joka on toinen kandiohjelma, mikä antaa hyviä pohjia 5G tekemiseen, voi jatkaa maisterivaiheessa CCIS-maisteriohjelmaa eli computer communication and information sciences. Niissä on hyvin laaja tarjonta erilaisia pääaineita mm. communications engineerin, joka on tietoliikennetekniikka, missä pureudutaan mobiilitekniikkaan hyvin syvälle 5G ja 6G asioihin. Tarjonnasta löytyy laajemmin myöskin ohjelmistotekniikkaa, koneälyä ja myös asioita, joita tarvitaan tulevaisuuden ICT järjestelmien tekemiseen.
Sitten meillä on myös kursseja myös FITech:n puitteissa. FITech tarjoaa 5G-kursseja kenelle tahansa asiasta kiinnostuneille. Taso vaihtelee, voi lähteä ihan ilman että on mitään erityisiä teknisiä pohjia 5G:hen. Kurssi pyrkii antamaan yleiskuvan siitä mitä 5G on. Mutta on myös kursseja, jotka menevät hyvin syvälle itse teknologiaan. Vaikka nimi on FITech 5G, niin kurssitarjonta ei ole pelkästään 5G-teknologiaa, vaan laajemmin myös ohjelmistotekniikan osaamista, jota tarvitaan tietoliikennejärjestelmien toteuttamiseen mm. C ja C++ ohjelmointia on tarjolla.
Toivomme kaikkia kiinnostuneita opiskelemaan erilaisiin ohjelmiin, FITech:n puitteissa tai kandiohjelmiin ja maisteriohjelmiin.
Marjo Uusi-Pantti: Kiitos Aalto-yliopiston professori ja FITech:n johtoryhmän puheenjohtaja Riku Jäntti.
Marjo Uusi-Pantti: Elisan kehitysjohtaja Kimmo Pentikäinen mitä Elisalla on tekeillä 5G:n kanssa juuri nyt?
Kimmo Pentikäinen: 5G tulee olemaan jälleen iso murros 5G-teknologian uudistumisen kautta samalla lailla kuin 3G oli murros ja 4G oli murros. Monesti meiltä unohtuu, miten isosta murroksesta on kysymys yhteiskunnassa. Aikoinaan 3G:n osalta iso murros oli se, että alettiin käyttämään älypuhelimia ja 4G:n osalta murroksessa on ollut itse asiassa videon voittokulku. Tällä hetkellä suuri osa vaikkapa meidän verkkoliikenteestä on videota. Tällä hetkellä ollaan hyvin pitkälti 5G:n murroksessa jo. Me olemme tuoneet markkinoille 40 erilaista 5G-palvelua ja näiden kokemusten kautta ja meidän asiakaspalautteen kautta, saadaan tietoa miten 5G tuo arvoa asiakkaille niin siellä näyttäytyy kolme aaltoa lähitulevaisuudessa.
Pidemmällä ehkä 5 - 7 vuoden aikajänteellä iso murros tulee olemaan, että droneja tullaan käyttämään yhä laajemmin päivittäisessä toiminnassa kuin ehkä tällä hetkellä osataan ajatellakaan. Tähän osittain sisältyy se, että EU:ssa lainsäädäntö tulee muuttumaan ja itse asiassa ensi vuodesta alkaen sertifioiduilla droneilla voidaan tehdä etäohjattuja ja automatisoituja lentoja.
Seuraavan 3 - 4 vuoden aikajänteellä erilaisten koneiden etäohjaus tulee olemaan merkittävää liiketoimintaa, tuomaan lisää arvoa yrityksille 5G:n kautta. Tähän liittyen me olemme esimerkiksi tuoneet jo useampi vuosi sitten etäohjattavan traktorin konseptina yhdessä Valtran kanssa, mutta kun puhutaan etäohjattavista koneista, sen ei tarvitse olla iso. Hyvänä esimerkkinä 5G mikroskooppi etäpatologian, tai vaikkapa 5G:n kautta etäohjattava videorobottia jota me ollaan toimitettu sairaalakäyttöön.
Nyt tässä ja tällä hetkellä merkittävä murros millä lailla 5G tuo uutta arvoa yritysasiakkaillemme liittyy itse asiassa reaaliaikaiseen tekoäly-analytiikkaan. Tätä kyseistä palvelua aloimme myymään kesäkuussa ja olemme itseasiassa yllättyneet sen valtavasta suosiosta. Tällä hetkellä sitä käytetään laajasti niin liikenteessä kaupan alalla, rakennusteollisuudessa ja meillä on ollut myös valtavaa kiinnostusta valmistavassa teollisuudessa. Miten sitä tarkoittaa reaaliaikainen tekoäly-analytiikka? Se tarkoittaa sitä, että meillä on mahdollisuus kerätä dataa erilaisiin tekoäly ratkaisuihin, rakennetusta todellisuudesta videokameroiden avulla. Tästä hyvänä esimerkkinä vaikkapa Helsingin satama, joka tällä hetkellä käyttää kyseistä palvelua kaikissa satama-alueillansa sitä kautta he pystyvät keräämään minuutin tarkkuudella liikenne dataa ja sitä kautta ymmärtämään ja optimoimaan heidän infrastruktuuria. Olen hyvin vakuuttunut siitä, että tämän tyyppinen reaaliaikainen tekoäly analytiikka tulee olemaan keskeisenä tekijänä, kun rakennamme digitalisaatiolla kestävää tulevaisuutta. Se mahdollistaa sen, että me pystymme tekemään kaupunkisuunnittelun aivan toisella tavoin, kun olemme perinteisesti tehneet sitä kautta, että meillä on ymmärrystä, että millä tavoin tosiasiassa käytetään infrastruktuuria niin siitä, että miten jalankulkijat käyttää infrastruktuuria siihen, miten vaikkapa raskas liikenne käyttää infrastruktuuria.
On arvioitu, että vuoteen 2050 mennessä suomessa 90% suomalaisista asuu kaupungeissa. Sen takia tämä on tärkeä osatekijä, kun me ollaan miettimässä millä me luodaan hyvää, toimivaa yhteiskuntaa. Itse asiassa mainitsin, että iso tärkeä arvo mitä 5G mahdollistaa lähitulevaisuudessa liittyy dronejen hyödyntämiseen, millä lailla dronet mahdollistavat automaattiset lennot. Tähän liittyen, meille itse asiassa tulee joulukuun lopulla Elisa 5G Showroomiin tuoteratkaisu, joka itse asiassa kykenee toteuttamaan automaattisia dronelentoja sisätiloissa muutaman senttimetrin tarkkuudella.
Tervetuloa katsomaan ja hämmästelemään millä lailla dronejen operatiivisen toiminnan hyödyntäminen ei tarvitse tapahtua ulkona. Se voi tapahtua myös sisätiloissa esimerkiksi sitä kautta, että voidaan automaattisesti eri varastojen varastosaldoja tarkistaa 24/7.
Marjo Uusi-Pantti: Kiitos Elisan kehitysjohtaja Kimmo Pentikäinen.
Marjo Uusi-Pantti: 5G Momentumin uutisista kiitos ja kuulemiin.