Spatial planning and transportation engineering
Kohti mallipohjaista liikennesuunnittelua
Helsingin kaupungin toimenpideohjelma
Laura Kankaanpää
Diplomityö 2021
Copyright ©2021 Laura Kankaanpää
Tekijä Laura Kankaanpää
Työn nimi Kohti mallipohjaista liikennesuunnittelua
Koulutusohjelma Spatial planning and transportation engineering Vastuuopettaja/valvoja Prof. Raine Mäntysalo
Työn ohjaaja(t) DI, Tiina Perttula
Yhteistyötaho Ramboll Finland Oy, Helsingin kaupunki
Päivämäärä 31.12.2021 Sivumäärä 91 + 5 Kieli Suomi Tiivistelmä
Tietomallintaminen ei ole vielä yleisesti osana liikennesuunnittelua eikä nykyinen liikennesuunnitteluprosessi myöskään tue mallipohjaista suunnittelua. Tämä ti- lanne on myös Helsingissä, missä liikennesuunnittelua on tehty teknisesti hyvin sa- manlaisena viimeisten vuosikymmenien ajan. Vakiintuneeseen, mutta vanhanai- kaiseen suunnitteluprosessiin liittyy myös ongelmia muun muassa liikenne- ja ka- tusuunnittelun väliseen tiedonsiirtoon liittyen. Osa näistä ongelmista voitaisiin rat- kaista kehittämällä liikennesuunnittelua vastaamaan tietomallipohjaiselle suunnit- telulle asetettuja vaatimuksia. Näin voidaan myös hyödyntää tietomallintamisen mahdollistamia etuja infrahankkeiden eri osa-alueilla.
Tässä diplomityössä perehdytään siihen, miten tietomallintaminen osana liikenne- suunnittelua voisi helpottaa ja tehostaa liikenne- ja katusuunnittelun välistä tie- donsiirtoa. Lisäksi tutkitaan, miten liikennesuunnittelun tietomallintamista voitai- siin hyödyntää myös muissa yhteyksissä, kuten osana kaupunkimallia.
Nykyinen suunnitteluprosessi ja sen sisältämät toiminnot tekevät tietomallintami- sen kytkemisen osaksi suunnittelua kuitenkin erittäin haasteelliseksi. Tästä johtuen liikennesuunnittelun kehittäminen kohti mallipohjaista suunnittelua vaatii toi- menpiteitä. Näitä toimenpiteitä varten on diplomityössä laadittu sen lopulla esitel- tävä toimenpideohjelma.
Avainsanat Inframallintaminen, BIM for infra, liikennesuunnittelun tietomallintami- nen, liikennesuunnittelu, liikennesuunnitelma osana kaupunkimallia
Author Laura Kankaanpää
Title of thesis Towards model-based transport planning Programme Spatial planning and transportation engineering Thesis supervisor Prof. Raine Mäntysalo
Thesis advisor(s) Tiina Perttula, MSc. (tech)
Collaborative partner Ramboll Finland Oy, City of Helsinki
Date 31.12.2021 Number of pages 91 + 5 Language Finnish
Abstract
Building information modelling is not commonly a part of a transport planning pro- cess. Also in the city of Helsinki the transport planning process is based on the pro- cedures decided in the late 90s. This established planning process and its features have issues in the data transit process between transport planning and street de- sign, for example. Building information modelling and the benefits from it can be a solution to the problems in data transfer and –management.
This thesis aims to get familiar with building information modelling and how it can ease and enhance data transfer between transport planning and street design. In addition, in this thesis it is examined how a model based transport plan can be uti- lized in different contexts. This context can be a 3D-city model, for instance.
The current performance of planning process and the framing of its content does not make it easy to include building information modelling in them. Because of this, there is a need for new procedures that are described in the operational procedure presented at the end of this thesis.
Keywords Building information modelling, BIM for transport, transport planning, 3D- city model
Esipuhe
Tämän opinnäytetyön on tilannut Ramboll Finland Oy ja olen erittäin kiitollinen mahdolli- suudesta toteuttaa tämä projekti ja kehittää omia ammatillisia taitojani työurani alkutaipa- leella. Haluan kiittää myös Helsingin kaupungin liikenne- ja katusuunnitteluyksikköä siitä, että tällainen yhteistyössä tehty opinnäytetyö oli mahdollinen. Erityiskiitos Heidi Piiroiselle, joka ehdotti aihetta, sekä Kati Kiyancicekille, joka oli mahdollistamassa yhteistyön konsultin ja kaupungin välillä. Esitän suurimmat kiitokseni korvaamattomalle ohjaajalleni Tiina Pert- tulalle, joka rohkaisi ja tuki minua koko prosessin ajan. Iso kiitos myös valvojalleni Raine Mäntysalolle erittäin tärkeistä kommenteista sekä neuvoista erityisesti diplomityön kieli- asuun ja rakenteeseen liittyen.
Haluan myös kiittää kaikkia haastatteluihin osallistuneita ajastaan, jonka ansiosta opinnäy- tetyön toimenpideohjelman laatiminen oli ylipäätään mahdollista.
Kiitän myös rakasta aviomiestäni Aukustia ja vanhempiani heidän tuestaan sekä erityisesti siitä, että päädyin noin kuusi vuotta sitten hakemaan tälle alalle. Kiitos myös rakkaille ystä- villeni Villelle ja Veeralle, jotka ovat toimineet tärkeänä vertaistukena prosessin ajan. Vii- meisimpänä, muttei vähäisimpänä kiitän nelijalkaista karvaista lastamme Dinoa siitä, että hän muistutti minua nousemaan ylös koneen äärestä ja lähtemään ulkoilemaan säännöllisin väliajoin.
Espoossa 31.12.2021
Laura Kankaanpää
Sisällys
Tiivistelmä Abstract Esipuhe
Lyhenteet ja käsitteiden määrittely
1 Johdanto ... 1
1.1 Tutkimuksen taustat... 1
1.2 Tavoitteet ...2
1.3 Tutkimuksen rajaukset ...4
1.4 Tutkimuksen lähestymistavat ...4
2 Kirjallisuuskatsaus... 6
2.1 Tietomalli ... 7
2.1.1 Infran tietomallintaminen ja inframalli ... 12
2.1.2 Inframallintamisen hyödyt ... 14
2.1.3 Inframallintamiseen- ja tietomallipohjaiseen suunnitteluun siirtymisen haasteet ... 17
2.2 Vaatimukset mallipohjaiselle liikennesuunnittelulle ... 18
2.2.1 Yleiset inframallivaatimukset (YIV) ... 19
2.2.1.1 Lähtötietoaineisto ... 19
2.2.1.2 Suunnittelu ... 22
2.2.1.3 Suunnitelma- aineiston laadunvarmistus ja sen luovuttaminen ... 23
2.2.2 InfraBIM-nimikkeistö ... 24
2.2.3 Inframodel ... 26
2.2.4 Helsingin kaupungilta tulevat vaatimukset mallipohjaiselle liikennesuunnittelulle ... 27
3 Liikennesuunnittelu ja kaupunkimalli ... 30
3.1 Kaupunkimallista yleisesti ... 31
3.2 Liikennesuunnitelma osana kaupunkimallia... 36
Yhteenveto kirjallisuuskatsauksesta ... 39
4 Nykytila-analyysi ... 42
4.1 Tutkimusmenetelmät ... 42
4.2 Liikennesuunnittelun ja sen tietomallintamisen nykytila Suomen kaupungeissa 44
4.2.1 Vantaa ... 47
4.2.2 Espoo... 49
4.2.3 Helsinki ... 51
4.3 Liikennesuunnittelun tietomallintaminen kansainvälisellä tasolla ... 59
5 Toimenpiteet tietomallipohjaiseen liikennesuunnitteluun siirtymiseksi ... 64
5.1 Tiedonsiirto ja –hallinta ... 65
5.2 Liikennesuunnitelman sisältö sekä suunnitelmassa käytetty nimikkeistö ja numerointi ... 69
5.2.1 Suunnitelmissa käytetty nimikkeistö ja numerointi ... 69
5.2.2 Liikennesuunnitelman sisältö ... 71
5.3 Suunnitteluprosessi ja sen vaiheet ... 73
5.4 Suunnitteluohjelmisto – Novapoint-pilotti ... 76
6 Tutkimuksen luotettavuuden arviointi ... 79
7 Yhteenveto ... 81
Lyhenteet ja käsitteiden määrittely
Lyhenteet
2D Kaksiulotteinen digitaalinen kuva tai teksti (Engl. 2- dimensional) 3D Kolmiulotteinen digitaalinen kuva tai teksti (Engl. 3- dimensional) BIM Tietomalli tai tietomallintaminen (Engl. Building information model/mo-
delling)
CAD Tietokoneavusteinen suunnittelu (Engl. Computer aided design) CIM Infran tietomallintaminen (Engl. Civil information modelling)
CityGML Kolmiulotteisen rakennetun ympäristön käsittelemisen ja tallennuksen avoin standardi
dgn Bentleyn suunnitteluohjelmistojen tukema CAD-tiedostomuoto dwg Autodeskin suunnitteluohjelmistojen tukema CAD-tiedostomuoto
LandXML Infra- ja maanmittaustiedoille yleisesti käytetty kansainvälinen maanra- kentamisen XML-pohjainen määrittely
Like Liikenne- ja katusuunnitteluyksikkö
LOD CityGML-standardin mukainen kaupunkikohteen tarkkuustaso (Engl. le- vel of detail)
PDF Ohjelmistoriippumaton, siirrettävä tiedostomuoto. (Engl. portable docu- ment format)
XML Loogisella rakenteella määritetty tietojen merkitäkielien standardi xls Taulukkolaskentaohjelman luoma tiedosto
YIV Yleiset inframallivaatimukset
Käsitteiden määrittely
3D-malli Jonkin rakenteen kolmiulotteinen mallinnus ilman malliin liitettyjä omi- naisuustietoja.
BuildingSMART Avoin, kansainvälinen yhteenliittymä avointen tiedonsiirtoformaattien, ja niiden käyttöönoton edistämiseksi.
Digitaalinen kakso- nen
Tarkka virtuaalinen malli, jota voidaan pitää kopiona jostain todellisen elämän kohteesta tai prosessista.
InfraBIM-nimik- keistö
Infrarakenteiden ja -mallien elinkaaren kattavat numerointi- ja nimeämis- käytännöt.
Inframalli Infrarakenteen tietomalli.
Inframodel LandXML-standardiin perustuva avoin menetelmä infran tietojen siir- toon.
Kaupunkimalli Useimmiten CityGML-standardin mukainen tietomalli kaupungista maas- toineen, pintoineen, kasvillisuuksineen ja kaupunkikohteineen
Koneluettava data Tieto, joka on koneellisesti käsiteltävässä muodossa.
Mallipohjainen Soveltamistapa tiedonkäsittelyä varten, jossa esim. katualue kuvataan tie- tokonesovelluksilla mallina ja sen ominaisuustietoina. Sovellukset pysty- vät tulkitsemaan mallin sisältämiä tuotetietoja.
Microstation CAD-piirtämiseen tarkoitettu suunnitteluohjelmisto infran ja liikenteen suunnitteluun, rakentamiseen ja ylläpitoon.
Novapoint Autocad-pohjainen suunnitteluohjelmisto infran ja liikenteen suunnitte- luun, rakentamiseen ja ylläpitoon.
Ominaisuustieto Esimerkiksi kohteeseen liittyviä yksilöiviä, paikantavia, ajoittavia ja kuvai- levia tietoja.
Reaaliaikainen tie- donsiirto
Voimassa olevan ja ajantasaisen tiedon siirtäminen muun muassa muiden projektin osallisten saataville.
Suunnitelmamalli Infrarakenteen tai -järjestelmän tietomallin osa, joka kattaa suunnitteli- joiden suunnitteluratkaisut.
Tiedonsiirto Tyypillisesti tiedonsiirtotiedoston välityksellä tapahtuva tiedosiirto.
Tietomalli Tiettyä kohdetta kuvaavat tiedot tietomallin mukaisesti jäsennettynä, ja tallennettuna tietona, tietokonesovelluksilla tulkittavissa olevassa muo- dossa.
Yhdistelmämalli Eri tietomalleista yhdistetty tietomalli.
Yleiset inframalli- vaatimukset
Inframallinnukselle laaditut yleiset ohjeet ja vaatimukset.
1
1 Johdanto
1.1 Tutkimuksen taustat
Helsingin kaupungin liikennesuunnittelun toimintamallit eivät sovellu tietomallipohjaiseen suunnitteluun eivätkä liikennesuunnitelmat jatkojalostu nykyisellään kaikkiin katusuunnit- telun tarpeisiin. Erityisesti tiedon siirtoon liittyvien standardien puute aiheuttaa merkittäviä aukkoja liikenne- ja katusuunnittelun rajapinnassa. Tiedonsiirron helpottamiseksi ja no- peuttamiseksi sekä tietokatkosten ehkäisemiseksi on myös olennaista löytää ne toimintata- vat, joilla tietoa pystyttäisiin siirtämään koneluettavassa muodossa. Tietomallintaminen työkaluna mahdollistaa osapuolten ainutlaatuisen yhteistoiminnan ja yhteisen tiedon hyö- dyntämisen, kuten useissa infran tietomallintamista koskevissa julkaisuissa ja tutkimuk- sissa on todettu (Acerra ym. 2020; Yong, 2021; Hyvärinen, 2010). Liikennesuunnittelussa tuotettua tietomallia voidaan hyödyntää paremmin katusuunnittelun lähtöaineistona, kun tieto on yleisesti ymmärrettävässä muodossa, yhteisesti sovitussa paikassa, sovitusti jäsen- neltynä sekä helposti jatkojalostettavissa. Yleisten standardien noudattaminen mahdollistaa lisäksi liikennesuunnitelman käytön useammassa eri tarkoituksessa, kuten osana kaupun- kimallia.
Liikenne- ja katusuunnittelun rajapinnassa ilmenevien tiedonsiirtoa koskevien ongelmien lisäksi merkittävä epäkohta on se, ettei tämän hetkistä liikenteen suunnitelmamallia voida suoraan hyödyntää osana yhdistelmämallia. Kuten yleisiä inframallivaatimuksia koskevassa julkaisussakin (BuildingSMART Finland, 2019a) tuodaan esiin, yhdistelmämalli on erityi- sen tärkeä tekniikkalajien yhteensovituksessa ja vuorovaikutuksessa koko hankkeen elin- kaaren ajalla. Jotta aineisto olisi mahdollista yhdistää samaan malliin, tulee eri tekniikkala- jien suunnitelmamallien olla yhtenäistettävissä tarpeellisin osin. Käytännössä ongelma voi liittyä esimerkiksi liikenne- ja katusuunnittelun toisistaan poikkeavaan nimikkeistöön, jol- loin käytetyt tietotekniset sovellukset eivät tulkitse mallissa esitettyä tietoa oikein.
Projekteihin liittyvät riskit ovat suuremmat ja odottamattomat seuraukset todennäköisem- piä, jos suunnitteluvaiheessa ei pystytä riittävän ajantasaiseen tiedonsiirtoon eri tekniikka- lajien välillä. Tiedonsiirto projekteissa on usein riittävän reaaliaikaista silloin, kun suunni- telmista on aina saatavilla voimassa oleva versio. Lisäksi, kun kaikkien tekniikkalajien suun- nitelmamallit ovat yhtenäistettävissä, voidaan muun muassa geometriatietoja ja muita se- manttisia ominaisuuksia siirrellä eri ohjelmisto- ja sovellusalustoilla. (Acerra ym. 2020;
Yong, 2021; Cheng ym.2015) Suunniteltaessa liikennejärjestelyitä tai liikenteen ohjausta olisi tärkeää tarkastella myös esimerkiksi katualueen korkeustasoja, mikä määrittelee pal- jolti sen, mitä maastoon on mahdollista toteuttaa. Jos liikennesuunnittelussa ei ole huomi- oitu näitä tekijöitä, voidaan suunnitelmia joutua iteroimaan useampaan kertaan muiden tekniikkalajien suunnitelmien päivittyessä, mikä lisää muun muassa tehottomuutta.
2
Erityisesti 3D-muodossa olevan tiedon yleistyminen myös infran suunnittelussa on luonut tarpeen inframallivaatimusten määrittelylle. Vaikka tietomallinnus ja sen mukana tulleet vaatimukset ovat olleet tiedossa jo useamman vuoden myös infra-alalla, on niiden käyttöön- otto liikennesuunnittelun osalta vielä alkutekijöissään. Tämä johtuu erityisesti siitä, että tie- tomallinnus (BIM) on luotu alun perin selkeämmin rajattavien ja pinta-alaltaan pienempien kohteiden mallinnusta varten (Obergriesser & Borrmann, 2012). Sen sijaan monimutkaisen, useita eri järjestelmiä sisältävän ja vaikeasti rajattavan infrastuktuurin tietomallintaminen on huomattavasti monimutkaisempi ja moniulotteisempi prosessi. Tämän lisäksi standar- dardien ja tiedon puute hidastaa tietomallintamisen käyttöönottoa koko infran alalla (De- loitte, 2017) Infrastruktuurin osien, kuten liikennesuunnittelun, tietomallintamiseen on kuitenkin myös Helsingin kaupungin syytä pyrkiä. Sen avulla voidaan saavuttaa useita hyö- tyjä erityisesti suunnitteluvaiheessa, mutta myös koko hankkeen elinkaaren aikana (Cheng, 2016; Ruikar, 2015; Bradley ym.2016).
Tietomallipohjaiseen liikennesuunnitteluun siirtymistä Helsingissä voidaan perustella myös kaupungin datastrategiassa kuvatuilla tavoitteilla. Datastrategian päätavoite on lyhy- esti se, että kaupunki pystyisi tuottamaan maailman käytettävintä ja käytetyintä kapunki- dataa vuoteen 2025 mennessä. Osatavoitteista erityisesti ”Asiakkaiden palvelutarpeita voi ennakoida datan avulla”, ”Helsinkiä johdetaan ajantasaisen tiedon pohjalta” ja ”Dataa jaka- malla vilkastutetaan elinkeinoelämää” koskevat myös liikennesuunnittelun tiedonhallintaa.
(Helsingin kaupunki, 2021b) Datastrategian tavoitteisiin voidaan vastata muun muassa sillä, että tietomallintamisen avulla voidaan seurata katualueita koko niiden elinkaaren ajan, helpottaa voimassa olevan tiedon siirtoa ja lisätä avoimen tiedon määrää. Lisäksi tietomal- lintamiseen liittyviä tavoitteita on asetettu myös yleisesti kaupunkiympäristön toimialalle, jonka alla liikenne- ja katusuunnitteluyksikkö toimii. Likessä (liikenne- ja katusuunnittelu- yksikkö) vuonna 2019 laaditun tietomallinnuksen käyttöönoton projektisuunnitelmassa ta- voitteena on edistää tietomallinnusta kaikissa Liken projekteissa.
1.2 Tavoitteet
Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, miten liikennesuunnittelun tietomallinta- misella voidaan parantaa liikenne- ja katusuunnittelun rajapinnassa tapahtuvaa tiedonsiir- toa ja, miten tietomallintaminen voidaan tuoda osaksi liikennesuunnittelua.
Jotta päätavoite on mahdollista saavuttaa, pyritään ensin vastaamaan kysymyksiin liittyen kahteen osatavoitteeseen. Todellisen tutkimusongelman ymmärtäminen edellyttää kattavan teoreettisen taustan ja tätä hyödynnetään erityisesti ensimmäisen osatavoitteen saavutta- miseksi. Tutkimuksessa pyritään vastaamaan ensimmäiseen osatavoitteeseen liittyviin tut- kimuskysymyksiin:
1. Mitä hyötyä on liikennesuunnittelun tietomallintamisesta?
2. Mitkä ovat keskeisiä tekijöitä liikennesuunnitelmien tietomallintamisessa?
3
3. Mitä vaatimuksia tietomallinnukselle on asetettu eri tahoilta?
4. Miten liikennesuunnittelun lopputuotosta voidaan hyödyntää osana kaupunkimal- lia?
Toinen tutkimuksen osatavoite on selvittää, mitä toimenpiteitä vaaditaan siirryttäessä as- teittain tietomallipohjaiseen liikennesuunnitteluun. Tässä olennaiset tutkimuskysymykset ovat seuraavat:
5. Millainen liikennesuunnitelmamalli on optimaalinen katusuunnittelun lähtötietona?
6. Mitä toimenpiteitä tarvitaan liikennesuunnittelun viemiseksi tietomallipohjaiseksi?
Tutkimuskysymyksiin vastaamalla voidaan laatia Helsingin kaupungin liikennesuunnitte- lun pohjaksi kolmivuotinen toimenpideohjelma, jonka mukaisesti kaikki tarvittava suunnit- teluaineisto voidaan siirtää liikennesuunnittelusta katusuunnittelun lähtötiedoksi osana yh- denmukaista tietomallia. Kun katusuunnittelun lähtöaineisto on osana kattavaa ja standar- dien mukaista mallia, on muun muassa tiedon käytettävyys ja jatkojalostettavuus huomioitu heti prosessin alussa. Muuttamalla nykyisiä kaupungin liikennesuunnittelun käytäntöjä voi- daan mahdollistaa myös suunnitelmien monipuolisempi käyttö, esimerkiksi osana kaupun- kimallia. Muutokset vaikuttavat myös merkittävästi koko prosessin aikaiseen tiedonkul- kuun aina lähtötiedosta valmiin kaupunkiympäristön käyttöön ja kunnossapitoon.
Tässä tutkimuksessa esitetyt realistiset toimenpiteet perustuvat pääosin kaupungin lii- kenne- ja katusuunnittelijoiden tarpeisiin ja olemassa oleviin resursseihin. Erityisesti aika- ja kustannusresurssit rajaavat mahdollisten toimenpiteiden sisältöä ja määrää. Tavoitteena on, että ensimmäiset toimenpiteet toteutetaan jo vuoden 2022 aikana ja, että laajemmat muutokset realisoituvat vuoden 2024 loppuun mennessä. Jotta toimenpiteiden toteutta- mista ja muutosten vaikutuksia voidaan seurata, tarkoituksena on nimetä vastuuyksiköt tai vastuuhenkilöt toimenpideohjelman eri osia varten.
Lisäksi myös liikennesuunnittelussa on tärkeää noudattaa koko infra-alan mallinnuskäytän- töjä. Toimenpiteissä onkin otettu huomioon BuildingSmart- Finlandin vuonna 2016 julkais- tut ja 2019 päivittyneet yleiset inframallivaatimukset. Kuten vaatimuksia käsittelevässä jul- kaisussa on sanottu, mallinnusta ja mallien tietosisältöä koskevia vaatimuksia on tarpeel- lista noudattaa. Tällöin tiedot siirtyvät halutulla tavalla eri tekniikkalajien, kuten liikenne- ja katusuunnittelun, rajapinnassa (BuildingSMART Finland, 2019a). Vaatimusten osalta toimenpiteissä keskitytään erityisesti inframodel-tiedonsiirtoformaatteihin ja InfraBIM- ni- mikkeistöön.
4
1.3 Tutkimuksen rajaukset
Tämä tutkimus keskittyy liikenteen tietomallintamisen nykytilaan ja tietomallintamisen mahdollistamiin muutoksiin tiedonsiirrossa liikenne- ja katusuunnittelun rajapinnassa.
Vaikka liikennesuunnittelussa tehty tietomallinnus vaikuttaa myös muiden tekniikkalajien suunnitteluun sekä muun muassa infran rakennus- ja kunnossapitovaiheeseen, tämä tutki- mus rajautuu liikennesuunnittelun lopputuotoksen hyödyntämiseen katusuunnittelussa ja kaupunkimallissa. Tutkimuksessa on myös tarkoitus selvittää erityisesti se, miten Helsingin kaupungin liikennesuunnittelussa huomioidaan inframalleihin liittyvät vaatimukset, jotka pohjautuvat BuildingSMART Finlandin julkaisuihin. Nykytila- ja esikuva-analyysi rajautu- vat kansalliselle tasolle muun muassa erilaisista suunittelusysteemeistä ja laeista johtuen.
1.4 Tutkimuksen lähestymistavat
Tämän tutkimuksen tieteelliset lähestymistavat ovat saaneet vaikutteita suunnittelupohjai- sesta tutkimuksesta ja konstruktiivisesta tutkimusotteesta. Suunnittelupohjainen tutkimus on kehittynyt opetusjärjestelmien suunnittelusta ja tämän tutkimuksen aihe liittyykin ope- tussuunnitteluun tai opetusjärjestelmien suunnitteluun, vaikka ne koskevatkin usein ope- tusohjeita. Konstruktiivinen tutkimusote on hyvin saman tapainen lähestymistapa, jolla py- ritään ratkaisemaan jokin käytännönläheinen tosi elämän ongelma tuottamalla innovatiivi- nen konstruktio. Molemmissa lähestymistavoissa tutkijat tekevät tiivistä yhteistyötä käytän- nön edustajien kanssa ja suunnittelupohjaisessa tutkimuksessa tutkijoilla voi olla myös hy- vin aktiviinen rooli itse suunnittelijoina, kuten tässäkin tutkimuksessa. (Kiviniemi, 2015;
Lukka, 2000) Osana edellä mainittuja tieteellisiä lähestymistapoja osa tutkimuksen tieto- pohjasta hankittiin haastattelututkimuksella. Tämän avulla saatiin kartoitettua liikenne- ja katusuunittelijoiden suunnitteluprosessin nykytilaa ja tietomallintamiseen liittyvää osaa- mista. Kuten Hirsjärvi & Hurme (2008) toteavat, haastattelu on sopiva tutkimusmenetelmä ennalta vähän kartoitetulla ja tuntemattomalla alueella. Haastattelun avulla voidaan syven- tää ja selventää saatavilla olevaa tietoa aiheeseen liittyen, kun haastateltavilta kysytään hei- dän omia mielipiteitään tutkimuksen kohteesta.
Wang & Hannafin (2005) määrittelevät suunnittelupohjaisen tutkimuksen järjestelmäl- liseksi, mutta joustavaksi menetelmäksi käytäntöjen parantamiseksi. Suunnittelupohjainen tutkimus kannustaa käyttämään monimenetelmälähestymistapoja analyysien tekemisessä, mikä on tämän tutkimuksen kannalta erittäin olennaista. Suunnittelupohjaisessa tutkimuk- sessa tutkimusmenetelmät vaihtelevat prosessin vaiheiden mukaan eikä suunnittelupoh- jaista tutkimusta voida itsessään pitää tutkimusmenetelmänä.
Konstruktiivinen tutkimusote on taas mahdollisesti selkein kuvailla itse prosessin kautta. Se sisältää seitsemän vaihetta, joista neljää ensimmäistä on sovellettu tässä tutkimuksessa. En- siksi on olennaista löytää käytännön ongelma, jota on analysoitu aikaisemmassa kirjallisuu-
5
dessa. Toisessa vaiheessa selvitetään kohdeorganisaation ja tutkijan sitoutuminen projek- tiin pitkällä aikavälillä, jotta iteratiivinen prosessi on mahdollinen. Tämän jälkeen tutkijan on varmistettava itselleen käytännön ja teorian syvällinen tuntemus tutkimusaiheesta pe- rinteisin kenttätutkimusmenetelmin, kuten haastattelututkimuksen avulla. Viimeisessä vai- heessa innovoidaan ratkaisumalli ja kehitetään ongelman ratkaiseva konstruktio. Tässä pro- jektin vaiheessa myös selvitetään se kannattaako projektia enää jatkaa. Jos sopiva konstruk- tio löytyy, voidaan pohtia ratkaisun soveltamisalaa, mutta ilman toimivaa konstruktiota tä- hän vaiheeseen ei voida siirtyä. (Lukka, 2000)
Sekä suunnittelupohjaisen tutkimuksen lähestymistapoja että konstruktiivista tutkimus- otetta on molempia käytetty tässä tutkimuksessa aina kirjallisuuskatsauksesta toimenpide- ohjelman laatimiseen. Konstruktiivisen tutkimusotteen ensimmäinen vaihe on löytää jokin käytännön ongelma, jota on käsitelty ensimmäisessä, toisessa, kolmannessa ja kuudennessa luvussa. Seuraavaa vaihetta konstruktiivisesta tutkimuksesta on käytetty luvussa 7, kun on määritelty toimenpiteiden toteuttamisesta vastaavat kohderyhmät. Kolmas vaihe on tutki- jan teorian ja käytännön syvällisen tuntemuksen hankkiminen, joka on tehty luvuissa 2, 3, 4, 5 ja 6. Viimeinen vaihe on toteutettu luvussa 7, kun on luotu toimenpideohjelma liiken- nesuunnittelun viemiseksi tietomallipohjaiseksi. Tässä luvussa on myös määritelty toimen- piteet jatkossa. Suunnittelupohjaista lähestymistapaa taas sovellettiin muun muassa suun- niteltujen toimenpiteiden ja nykytila-analyysin iteroinnissa haastattelujen pohjalta.
Tätä työtä varten suunnittelupohjainen tutkimus ja konstruktiivinen tutkimusote tarjosivat tutkijalle puitteet suunnittelukäytäntöjen kehittämiselle ja toimenpideohjelman laatimiselle aktiivisella roolilla sekä teorian, että käytännön pohjalta. Lähestymistavan tärkeimpiä ot- teita olivat tutkijan aktiivinen rooli suunnittelukokonaisuuden parantamisen mahdollista- miseksi. (Wang & Hannafin, 2005; Lukka & Tuomela, 1998) Olennainen osa oli myös teo- rian ja käytännön merkitys kehityksen perustana sekä toimenpideohjelman muokkaaminen teemahaastattelun pohjalta. Valitsin haastattelutyypeistä teemahaastattelun, sillä sen avulla voitiin rajata haastattelu tiettyyn aihepiiriin, mutta sitä voitiin tarkastella eri näkökulmista.
6
2 Kirjallisuuskatsaus
Tässä luvussa käsitellään ensimmäisiä osatavoitteita ja vastataan tutkimuskysymyksiin 1-4 sekä määritetään tämän tutkimuksen teoreettinen tausta. Yksi valikoiduista tutkimusmene- telmistä oli kirjallisuuskatsaus, jota hyödynnettiin vastaamaan edellä mainittuihin tutki- muskysymyksiin. Tämä johtuu siitä, että näihin kysymyksiin liittyviä aiheita on käsitelty useissa eri kansainvälisten tieteellisten lehtien artikkeleissa ja tutkimuksissa sekä muissa tieteellisissä julkaisuissa. Tutkimuksessa käytetyt lähteet ovat löytyneet pääasiassa Google Scholar- hakutoiminnolla ja käymällä läpi jo löydetyissä julkaisuissa mainitut lähteet. Ylei- simmin käytetyt hakusanat olivat seuraavat: ”BIM for transportation”, ”BIM for infrastruc- ture”, ”BIM and transportation engineering”, ”transport planning and data modelling”, ”lii- kennesuunnittelu ja tietomallintaminen”, ”city modelling and transportation” sekä ”infra- mallintamisen vaatimukset”. Lähteet valikoituivat niiden arvioidun asiaankuuluvuuden pe- rusteella.
Luvun ensimmäisessä osassa 2.1 luodaan kokonaisvaltainen ymmärrys siitä, mihin tieto- mallintamisella ja tietomallilla yleisesti viitataan ja mitä tietomallintamisella sekä tietomal- lilla tässä tutkimuksessa tarkoitetaan. Lisäksi perehdytään siihen, mitä on infran tietomal- lintaminen ja mitkä ovat inframallintamisen hyödyt ja haasteet.
Osassa 2.2 taas käsitellään infran tietomallintamiselle asetettuja vaatimuksia, jotka jakau- tuvat ulkoisiin ja sisäisiin vaatimuksiin. Ulkoiset vaatimukset ovat pitkälti yleisiä inframal- livaatimuksia ja siihen liittyviä osia, kuten InfraBIM-nimikkeistö ja Inframodel. Inframal- lintamista koskevat vaatimukset ovat pohjana suunnitelluille toimenpiteille liikennesuun- nittelun viemiseksi tietomallipohjaiseksi. Sisäiset vaatimukset tai oikeastaan toiveet taas koskevat katusuunnittelun toiveita liikennesuunnitteluvaiheeseen liittyen.
Tämän jälkeen luvun kolme ensimmäisessä osassa käsitellään tietomallintamiseen perustu- vaa kaupunkimallia ja seuraavassa osassa liikennesuunnitelmaa osana sitä. Lopuksi kirjal- lisuuskatsauksen tiedot ja siihen pohjautuvat havainnot kootaan yhteen osana diplomityön tavoitetta.
7
2.1 Tietomalli
Eri tahot määrittelevät tietomallin eri tavoin eikä sille ole mitään virallista määritelmää.
Määritelmä riippuu erityisesti sen määrittelijän koulutuksesta ja omasta kokemuksesta tie- tomallien parissa. Usein tietomalli kuitenkin käsitetään rakennuksen tietomalliksi (engl.
building information model) tai niiden tietomallintamiseksi (engl. Building information modelling). BIM on vakiintunut lyhenne näille molemmille. Vaikka BIM on alun perin ke- hitetty 1970-luvulla rakennuksiin liittyvien tietojen varastointiin ja hallinnointiin, on sen huomattu soveltuvan myös muille aloille, kuten infran mallintamiseen. Tietomallintamista voidaan siis käyttää mukautettuna myös rakennelmien kuten kaupunkiympäristön digitaa- liseen visualisointiin, joka sisältää kohteen ominaisuustietoja (Väylävirasto, 2021). Kuten Obergriesser & Borrmann (2012) kuvailevat julkaisussaan, tietomallinnuksen omaksumi- nen myös muille tekniikan aloille perustuu tietomallintamisen merkittäviin etuihin. Heidän mukaansa tietomallinnuksen avulla on mahdollista luoda, toimittaa ja muokata semanttista ja geometrista tietoa niin, että eri toimijat, kuten tekninen suunnittelu, arkkitehtuuri, ra- kentaminen ja taloushallinto pystyvät kaikki käyttämään samaa mallia. Acerra ym. (2021) kirjoittavat julkaisussaan, että tietomallintamisen suuri suosio perustuu myös siihen, että suunnittelutapa kattaa kaikki projektin vaiheet.
Tietomallintamisen omaksuminen muille aloille, kuten infrastruktuurin mallintamiseen on luonut tarpeen muun muassa uusille suunnitteluohjelmistoille, työkaluille, ohjeille ja ter- mistöille. Infran tietomallintaminen pohjautuu kuitenkin samoihin periaatteisiin ja tapoi- hin hallita tietoa, kuin rakennustenkin tietomallintaminen, mutta poikkeavuudet liittyvät erityisesti mallin geometrioihin sekä ominaisuutietojen tyyppiin. Näistä eroavaisuuksista, joita käsittelen tarkemmin luvun osassa 2.1.1, johtuen infran tietomallia ja tietomallinta- mista on alettu kutsua omilla termeillä rakennusten tietomalleista poiketen. Näitä ovat muun muassa CIM (Civil information modelling) sekä BIM for infra. Myöskään infran tie- tomallintamiselle ei ole yhtä virallista termiä ja tässä tutkimuksessa inframallintamisella viitataan infran tietomallintamiseen. Vaikka BIM ja inframallintaminen eroavatkin jonkin verran toisistaan, koskee suurin osa tietomallintamiseen liittyvistä asioista yhtä lailla mo- lempia. Seuraavissa kappaleissa kuvaamani asiat koskevat siis yleisesti tietomallintamista, jos toisin ei ole mainittu.
Useiden eri lähteiden mukaan tietomalli on rakennusprosessin ja rakennuksen koko elin- kaaren tietojen säilytystä ja hallintaa digitaalisesti (Tekla, 2021; Autodesk, 2021; NBS, 2016), mutta sama pätee myös rakenteiden, esim. katualueiden tietomallintamiseen. Digi- taalinen malli kokoaa ja järjestää voimassa olevia ominaisuustietoja kohteesta. Parhaimmil- laan kaikki hankittu ja luotu tieto kulkee mallinnettuna koko kohteen elinkaaren ajan, joka helpottaa suunnittelua, rakentamisesta ja ylläpitoa. Kuten kuvasta 2.1 näemme, ominai- suustiedot voivat olla hyvin eri tavoin esitettyjä tekniikkalajista ja tietotyypistä riippen. Mal- lin ominaisuustietoilla pyritään täydentämään kohteesta luotua virtuaalimallia eikä malleja
8
ilman ominaisuustietoja tai malleja, jotka eivät siirrä muutosta automaattisesti toisiin nä- kymiin, lueta osaksi tietomalleja. Tietomallintaminen on myös automatisoitua tiedon käyt- tämistä, mikä tehostaa tiedonsiirtoa eri tekniikkalajien välillä ja parantaa näin koko proses- sia. (Tekla, 2021)
Kuva 2.1. Esimerkki rakennuksen tietomallista Autodesk Revitillä. (Furtado, 2021)
Jotta rakennuksen tai rakenteen ominaisuustiedot kulkisivat tietomallissa koko hankkeen elinkaaren ajan, tulisi BIM-tekniikkaa käyttää projektin jokaisessa vaiheessa. Tietomalleissa voidaan prosessin eri vaiheissa arkistoida, luoda, koordinoida, jakaa ja esimerkiksi päivittää tietoa. Tämä tieto voi lisäksi olla kaksi- tai kolmiulotteisena, ja se voi liittyä muun muassa geometrioihin, kustannuksiin tai muihin tietotyyppeihin. (Sampaio, 2015) Kuvassa 2.2 on havainnollistettu rakennusprosessi BIM-tekniikalla, mikä tukee älykkään tiedon luomista rakentamisesta ylläpitoon. Suunnitteluvaiheessa pyritään luomaan mahdollisimman realis- tinen kuva rakennuksesta ominaisuustietoineen. Tähän vaiheeseen kuuluvat muun muassa kohteen simulointi sekä prototyyppien muodostaminen ja analysointi. Rakentamisvai- heessa BIM-tekniikalla pystytään tehokkaaseen tiedonvaihtoon tiedonhallinnassa, rakenta- misen seurannassa ja koordinoinnissa toimittajien kanssa. Erityisesti suunnittelu- ja raken- nusvaiheessa tietomallien käyttö on olennaista, sillä näin pystytään vaikuttamaan parhaiten projektin aikatauluihin ja tehokkuuteen (Autodesk, 2021b).
9
Paras hyöty tietomallinnuksesta saadaan, kun tietomallia aletaan työstää heti projektin alussa, kuten edellisessä kappaleessa kuvasin. Tietomallintaminen voi kuitenkin alkaa pro- jektin missä vaiheessa tahansa ja sitä voidaan täydentää tarpeellisin osin projektin edetessä.
Myös lähtötietoaineiston pitäminen ajan tasalla on olennainen osa projektia. BIM- teknii- kalla pystytään korvaamaan joitakin perinteisiä dokumentteja, mutta vieläkään kaikkien toimitettavien dokumenttien sisältämän tiedon mallintaminen ei ole mahdollista. Kuvassa 2.2. on YIV- julkaisussa esitetty infraprojektin kulku yleisellä tasolla sekä projektin eri vai- heissa tuotettavat mallipohjaiset aineistot. (BuildingSMART Finland, 2019a) Liikenne- ja katusuunnittelun kannalta olennaisimmat vaiheet ovat tietysti esisuunnittelu- ja yleissuun- nitteluvaihe sekä näitä seuraava tie-, katu-, rata- ja puistosuunnitteluvaihe. Näissä vaiheissa tulee huolehtia, että lähtötietoaineisto on riittävä ja ajan tasalla, suunnitelmamallit ovat oh- jeiden mukaisia, kommunikaatio tekniikkalajien välillä on toimivaa ja tarvittava dokumen- taatio on tehty.
Kuva 2.2. Infraprojektin yleisentason vaiheet ja projektin eri vaiheissa tuotettavat mallipohjaiset aineistot. (BuildingSMART Finland, 2019a)
Tietomalli kattaa myös kohteen käytön ja ylläpidon. Sen avulla voidaan ennakoida hyvin näihin liittyviä toimenpiteitä, kun koko elinkaaren ajalta kerätty tieto on tallessa yhdessä mallissa tai tuotavissa helposti osaksi yhdistelmämallia. (CHEMEX Ventures, 2019) Ra- kennuksen tietojen säilyttäminen ja hallitseminen yhdessä tietomallissa on mahdollista, koska rakennukset on usein mahdollista rajata hyvinkin tarkasti muusta ympäristöstä.
Sama ei päde infran tietomallintamiseen. Inframallissa kaikki muutokset ovat vahvasti kyt- köksissä rakennettuun ympäristöön ja uusi suunniteltava alue liitetään osaksi jo olemassa olevaa infraverkostoa. Koska infran hankkeet ovat pieni osa laajaa systeemiä, tarvitaan nii- den käytön ja ylläpidon seurantaan useita eri tietomalleja, jotka ovat yhteensovitettavissa yhdistelmämalliin. Muun muassa Väylän vuonna 2019 julkaiseman Velhon avulla on mah- dollista tarkastella useita erilaisia tietomalleja kaikkien Suomen väylien elinkaaren ajalta yhdestä järjestelmästä (Väylävirasto, 2020). Vastaavanlaisille järjestelmille olisi tarvetta myös pienemmässä mittakaavassa, jotta suunnitelmien parempi yhteensovittaminen olisi mahdollista.
10
Kuva 2.3. Elinkaariajattelu BIM- tekniikalla. (Muokattu julkaisusta Cibuslkie ym. 2018) Kaiken ominaisuustiedon varastoiminen mallissa ei ole kuitenkaan usein tarpeen tai kan- nattavaa. Jos tavoitteena on esimerkiksi laskea maastomallin ja suunnitelmamallin välisiä massoja, ei kustannuksiin liittyviä tietoja todennäköisesti tarvita osaksi mallia. Tietomallin- taminen tekee kuitenkin monet perinteisen mallintamisen vaiheet tarpeettomiksi, sillä tie- tomallista löytyvä data on aina helposti muunneltavissa ja saatavilla vakioiduissa tiedonsiir- toformaateissa. Useimmiten projekteissa tarvitaan tietojen hankkimiseksi ja hyödyntä- miseksi monia eri tiedostoja ja eri tiedostoformaatteja. Esimerkiksi infraprojekteissa lähtö- tiedot ja suunnitteluaineistot ovat lähes poikkeuksetta monessa eri tiedostossa ja tiedosto- formaatissa, joista yleisimpiä ovat pdf, xls, dgn ja dwg. Vaikka lähtötietoaineisto jouduttai- siinkin hankkimaan eri tiedostoista eri muodoissa, voidaan kaikki harmonisoida koneluet- tavaan muotoon, jolloin muissa projektin vaiheissa tietoa ei tarvitse etsiä useampaan ker- taan monesta eri paikasta. (Macadam & Zak, 2017) Tulevaisuudessa mallinnuksen lähtötie- toaineisto on todennäköisesti jo suurilta osin valmiiksi harmonisoitua.
Julkaisussa”Building information Modelling (BIM) application for an existing road inf- rastructure” tuodaan esiin, että tietomalleilla on myös useita erilaisia käyttöyhteyksiä sekä sivumerkityksiä. BIM voidaan mieltää esimerkiksi tuotteeksi, yhteistyöprosessiksi tai elin- kaarenhallintaa koskevaksi prosessiksi. (Acerra ym. 2021) Usein BIM on kaikkea edellä mai- nittua, mutta sitä ei ole tarvetta nähdä aina samalla tavalla. Projektista riippuen, tietomal- linnuksen avulla voidaan esimerkiksi ainoastaan pyrkiä minimoimaan kustannuksia tai py- symään aikataulussa. Olennaista on kuitenkin se, että BIM täyttää sille asetetut vaatimukset, eli on jonkin rakennettavan tai olemassa olevan rakenteen kopio digitaalisessa muodossa sisältäen ominaisuustietoja. Kuten Costin ym. (2018) artikkelissaan mainitsevat, tietomallia
11
ei pidä kuitenkaan sekoittaa esimerkiksi kohteen 3D- malliin, sillä BIM perustuu kohteesta saatavaan informaatioon, joka voidaan esittää muun muassa kolmiulotteisena.
Sen lisäksi, että tietomalli säilöö kaiken projektin tiedon digitaalisesti yhteen paikkaan ja helpottaa projektin osallisten teknistä työtä, se myös parantaa merkittävästi näiden välistä kommunikointia. Hyvässä ja toimivassa projektissa pyritään parantamaan ymmärrystä eri tekniikkalajien välillä ja tämä voidaankin usein ratkaista sillä, että projektissa on yksi yhtei- nen kieli (Aaltonen & Pekkinen, 2015). Kun kaikki informaatio tuodaan yhdistelmämalliin, vaikka se olisi alun perin tuotettu muualla, pystyvät projektin osalliset löytämään kaiken tiedon yhteensovitetussa muodossa. Yhdistelmämallissa varastoitu ja hallittava tieto mah- dollistaa myös sen, että siitä saadaan otettua ulos erilaisia tiedostoja riippuen siitä, millaista tietoa halutaan ja kenelle (Hollermann ym.2012). Lisäksi Hollermann ym. painottavat ar- tikkelissaan, että esimerkiksi projektin aikataulu ei usein pidä, jos kaikki keskittyvät täysin vain omaan suunnitelmaansa. Tämä johtuu muun muassa siitä, että jotkin tarvittavat muu- tokset eri tekniikkalajien suunnitelmissa voivat käydä ilmi vasta sitten, kun suunnitelmat on tuotu yhteiseen havainnollistavaan malliin.
12 2.1.1 Infran tietomallintaminen ja inframalli
Infran tietomallintaminen tarkoittaa infrastruktuurin digitaalista mallintamista. Mallin ta- voitteena on koko infran kohteen elinkaaren aikaisen tiedon hallinta. Infran tietomallinta- misella pyritään luomaan 3D- malli infrastruktuurille, mikä sisältää kohteeseen kytköksissä olevia moniulotteisia ja geometrisia kaupunkikohteita ja näihin liittyviä semanttisia tietoja.
Lopputuloksena syntyy infran tietomalli, eli inframalli. Tässä CIM yhdistää digitaaliset mal- linnusjärjestelmät, kuten GIS:n ja BIM:n, jotta toisistaan poikkeavat ominaisuustiedot saa- taisiin tuotua osaksi yhdistelmämallia. Lisäksi infran tietomallintamisessa yhdistetään kau- punkien ja infran suunnitteluun erikoistuneet työkalut, kuten ArcGIS, Autodesk Revit, Au- toCad Civil 3D, Microstation, Infraworks ja Power Inroads. (Uzokov, 2021)
Vaikka tietomalleihin ja -mallintamiseen liittyvät asiat koskevat usein sekä rakennusten-, että infran tietomallintamista, on näiden ohjeistuksia ja vaatimuksia pyritty kehittämään alan tarpeiden mukaan spesifimmiksi. Esimerkiksi rakennusten tietomalleissa ei ole ym- märrettävästi tarpeen mallintaa teiden eri rakennekerroksia eikä infraa ole mahdollista mal- lintaa kokonaan erillisenä objektina. Al Heyari (2017) tuo myös esityksessään esiin, että ra- kennusten mallintamista voidaan pitää vähän, kuin kappaleiden mallintamisena (engl. solid modelling), kun taas infran mallintaminen on suurimmilta osin pintojen mallintamista (engl. mesh/surface modelling). Geometrioiden ja tietotyyppien poikkeavuudet rakennus- ten- ja infran mallien välillä ovat lähes aina merkittäviä. Tämä luo erilaisia tarpeita suunnit- teluohjelmistoille ja mallien sisältövaatimuksille. Esimerkiksi tien 3D- malli (kuva 2.3) on horisontaalinen visualisointi, jossa z- koordinaatit ovat x- ja y- koordinaatteihin verratuna huomattavasti suurempia ja y- koordinaatit vaihtelevat paljon mittapaalujen välillä.
Kuva 2.4. Esimerkki tien 3D- mallista suunniteltuna AutoCad Civil 3D:llä. (Khizar, 2020)
13
Jotta infrastruktuurien suunnittelussa pystyttäisiin huomioimaan mahdollisimman moni suunnitelman toimivuuteen vaikuttava tekijä, on tietomallien sisältämällä ominaisuustie- dolla todella suuri rooli. Infrastruktuurien toimivuutta ei ole helppo arvioida ainoastaan 3D- mallin avulla, sillä järjestelmän toimivuuteen vaikuttavat olennaisesti kaikki sen osat ja nii- den väliset suhteet. Tässäkin BIM:n ja CIM:n välillä on olennainen ero, sillä rakennuksilla ei ole niin vahvaa kytköstä muihin ympäristön osiin ja toiminnallisuuksiin. Tällöin pelkkä 3D- malli voi kertoa hyvinkin paljon rakennuksesta osana muuta ympäristöä. (Acerra ym.
2021)
Merkittävä eroavaisuus BIM:n ja CIM:n välillä on myös projekteihin osallistuvat sidosryh- mät (Al Heyari, 2017). Rakennukset ovat useimmiten yksityisessä ja julkisessa omistuk- sessa, jolloin myös rakennusprojektissa osallisina ovat molemmat. Varsinkin Helsingissä kaupunki omistaa suuren osan maa-alueista ja yritykset vuokraavat maan kaupungilta. Sen sijaan tiet ja katualueet ovat kunnan omistuksessa, jolloin julkisella puolella on projekteissa suurin rooli. Kuitenkin esimerkiksi katualueiden suunnittelussa tilataan usein palveluita konsulteilta, jolloin myös yksityinen puoli on edustettuna. Jos projektissa on edustajia use- ammasta eri yrityksestä ja julkiselta puolelta, mahdollisesti hyvinkin paljon toisistaan eroa- vat sidosryhmien tavoitteet tulee yhteensovitettua tietomallissa heti projektin alussa.
Infrastruktuurin elinkaari sisältää käytännössä samat vaiheet kuin kuvassa 2.2 on esitetty ja tätä voidaankin käyttää kuvaamaan myös inframallintamisen elinkaarta. Myös elinkaa- riajattelussa on kuitenkin huomioitava se olennainen poikkeavuus, että rakennusta voidaan pitää tuotteena, kun taas infrastruktuuri on järjestelmä, joka mahdollistaa toimintaa (Hyvä- rinen ym. 2010). Elinkaaren vaiheet ovat siis usein huomattavasti monimutkaisempia ja mo- niulotteisempia infraprojekteissa, kuin esimerkiksi talon rakennusprojekteissa. Tämä vai- kuttaa suoraan muun muassa mallin laajuuteen sekä projektin aikatauluihin ja kustannuk- siin. Nämä taas vaikuttavat itse tietomalliin ja siihen liittyviin vaatimuksiin.
Inframallin sisältöä ja sen ominaisuuksia koskevat vaatimukset ovat hyvin olennainen osa sen käyttöä. Standardeihin perustuvien vaatimusten noudattamisella varmistetaan infra- mallintamisen mahdollistamat hyödyt, kuten eri tekniikkalajien välisen kommunikaation parantaminen sekä projektiin liittyvien riskien ja kustannusten pienentäminen. Inframal- linnusta koskevat ohjeet ja vaatimukset tekevät myös suunnitteluvaiheesta rutiininomai- semman ja tehokkaamman, kun suunnitelmat tehdään aina samojen periaatteiden mukaan.
Inframallia ja –mallintamista koskevia vaatimuksia ja ohjeita käsittelen tarkemmin luvussa 2.2, mutta seuraavissa luvun osissa perehdytään inframallintamisen hyötyihin ja sen haas- teisiin.
14 2.1.2 Inframallintamisen hyödyt
Kuten useissa eri tutkimuksissa ja infraprojekteissa on todettu, tietomallintamisen hyödyt ovat merkittäviä useilla eri infraprojektin osa-alueilla. Inframallintamista voidaan hyödyn- tää monenlaisten rakennettujen ympäristöjen suunnittelussa, rakentamisessa, käytössä ja ylläpidossa. Inframallintaminen soveltuu erityisesti projekteihin, joissa on runsaasti erilai- sia malleja ja paljon ominaisuustietoja, kuten useimmissa katuhankkeissa. Myös Gulin ym.
(2020) painottavat julkaisussaan, että koko ajan ollaan menossa kohti digitaalista tie- ja katualueiden konseptia, jonka keskeinen osa on tietomallintaminen. Heidän mukaansa il- man tietomallintamista on mahdotonta hallita minkään infrastruktuurin osan suunnitte- lua, rakentamista, käyttöä tai ylläpitoa. Tietomallintamisen avulla infraprojekteissa voi- daan esimerkiksi:
Pienentää projektiin liittyviä riskejä ja kustannuksia: Todellisuutta vastaa- valla tietomallilla voidaan tuottaa esimerkiksi turvallisuus- ja riskien hallinta-analyy- sejä, joiden pohjalta voidaan tehdä tarvittavia korjauksia suunnitelmiin. Tällöin voi- daan välttyä kokeiluilta sekä virheiltä rakennusvaiheesa. (Costin ym. 2018) Liikenne- suunnittelussa virtuaalimallin, liikennemäärien ja muiden olennaisten liikennetieto- jen avulla voidaan helpottaa ruuhkien seurausten ja liikenteen ohjauksen tarpeiden havainnollistamista jo yleissuunnitteluvaiheessa. Tietomallintaminen karsii lisäksi projekteista paljon tehotonta ja tuottamatonta työtä. Kun tietoa siirrellään suunnit- telijoiden välillä ohjelmasta toiseen, suunnittelija tekee turhaa työtä esimerkiksi kar- siessaan suunnitelmaa ja viritellessään piirustusten esitysteknisiä yksityiskohtia. Täl- laiset pieniltä tuntuvat muutokset vievät tosi asiassa paljon projektiin käytetyistä suunnittelukustannuksista, minkä välttäminen on mahdollista tietomallintamisella.
(Hyvärinen ym. 2010)
Lyhentää projektiin käytettyä kokonaisaikaa: Muun muassa tietomallintami- sen mahdollistama tiiviimpi yhteistyö projekteissa vaikuttaa myös olennaisesti ris- keihin ja kustannuksiin. Kun kaikilla projektin osallisilla on voimassa oleva tieto myös muista suunnitelmista tekniikkalajinsa ulkopuolelta, voidaan tarvittavat muu- tokset tehdä omiin suunnitelmiin projektin aikataulun puitteissa. (Acerra ym. 2020) Tietomalli helpottaa myös projektin sisäistämistä sen missä vaiheessa tahansa kaik- kien sidosryhmien osalta, kun 3D- malli ja ominaisuustiedot ovat havainnollistetta- vissa samassa paikassa (Palmer & Pressley, 2010). Koneluettavan datan määrän kasvu tietomallintamisen yleistyessä pienentää myös suunnittelijoilta vaadittavia re- sursseja. Kone tekee tietomallin avulla muun muassa suurimman osan hyvin spesi- feistäkin laskutoimituksista ja tietomalli voi toimia myös koneluettavana ohjeena ra- kennusvaiheessa, jolloin suunnitelman toteutus on tehokkaampaa ja lopputuloksesta tulee suunnitelmaa vastaava. (Al Heyari 2017; Macadam & Zak, 2017)
Parantaa osallisten ja eri tekniikkalajien välistä kommunikaatiota: Riittä- vän kommunikaation puute projekteissa johtuu usein monesta eri tekijästä, joista
15
varmasti yleisimpiä ovat niin sanotusti yhteisen kielen puute sekä hankaluudet konk- reettisessa tiedonsiirrossa. Liikenne- ja katusuunnittelun osalta haasteet kommuni- kaatiossa voivat liittyä muun muassa siihen, että liikennesuunnittelu tapahtuu 2- ulotteisena, kun taas katusuunnittelu pääosin kolmiulotteisena. Vaikka kaikkea tie- toa ei olekaan tarpeen havainnollistaa kolmiulotteisena, sen avulla on helpompi hah- mottaa todellista ympäristöä ja suunnittelua rajoittavia tekijöitä. Esimerkiksi kalte- vuuksien ja näkemien huomioiminen on liikennesuunnittelussa hyvin ollennaista, mutta se on erittäin hankalaa ilman 3D- mallia. Jos myös liikennesuunnittelua teh- täisiin kolmiulotteisena niin, että se voitaisiin tuoda helposti yhdistelmämalliin, saa- taisiin otettua tehokkaammin huomioon kaikki suunnittelua rajoittavat tekijät ympä- ristössä ja muiden tekniikkalajien osalta.
Toinen projektin kommunikaatiota olennaisesti heikentävä tekijä on usein tekniikka- lajien välisen yhteisen kielen puute. Kuten muun mussa Holler ym. (2012) kirjoittavat julkaisussaan, useimmiten projektin eri tekniikkalajia edustavilla ryhmillä on kaikilla hyvin erilaiset taustat, kokemukset ja mahdollisesti myös tavoitteet. Jos kaikki kes- kittyvät tekemään vain omaa tekniikkalajia koskevia suunnitelmiaan ilman yhteen- sovittamista ei myöskään voida odottaa yhtenäistä lopputulosta. Standardien mukai- nen tietomallintaminen mahdollistaa avoimen ja neutraalin suunnittelun, joka tukee eri tekniikkalajien välistä yhteentoimivuutta ja sillä voidaan vastata kommunikaa- tiota koskeviin haasteisiin.
Lisätä reaaliaikaista tiedonsiirtoa: Reaaliaikaisen eli voimassa olevan tiedon siirtyminen projekteissa ei ole itsestään selvyys. Esimerkiksi ongelmat tiedostojen yhteensovittamisessa, yhteisesti sovittujen toimintamallien puute ja resurssipula hi- dastavat merkittävästi tiedonsiirtoa. Tämä voi realisoitua esimerkiksi niin, että jon- kin tekniikkalajin uusimmat suunnitelmat eivät ole paikassa, josta ne löytyvät hel- posti ja avoimesti tai ne eivät ole yhteensovitettavassa. Tämä ongelma käy ilmi myös monesta tutkimuksen yhteydessä tehdystä liikenne- ja katusuunnittelijoiden haastat- teluista. Tietomallintamiseen liittyvissä vaatimuksissa käsitellään näitä asioita ja vas- tataan tiedonsiirtoa koskeviin ongelmiin. Vaatimusten mukaan voimassa olevan tie- don tulee olla yhteisesti sovitussa paikassa ja muodossa, jolloin tiedonsiirto on mah- dollisimman reaaliaikaista (BuildingSMART Finland, 2019a).
Vastata paremmin kestävänkehityksen asettamiin haasteisiin: Kuten myös Helsingin kaupunkistrategiassa 2017-2021 on todettu, kaupungin keskeisin tehtävä on turvata kestävä kasvu (Helsingin kaupunki, 2021a). Osana kestävää kasvua ovat myös kestävä rakennetun ympäristön suunnittelu, johon kuuluu liikennesuunnittelu.
Tietomallintamisen avulla voidaan muun muassa ehkäistä ruuhkien syntymistä pie- nentämällä näin liikenteestä syntyviä päästöjä. Tällä voidaan vaikuttaa ekologiseen kestävyyteen, mutta myös muiden kestävän kehityksen osa-alueiden huomioon otta- minen tehostuu tietomallintamisessa. Muun muassa sosiaalista kestävyyttä voidaan
16
parantaa huomioimalla kaupunkilaiset paremmin alueellisessa liikennesuunnitte- lussa. Konkreettisesti tämä voisi tarkoittaa esimerkiksi alueen asukkaisiin ja heidän liikkumiseen liittyvien tietojen sisällyttämistä tietomalliin sekä näiden huomioimista suunnittelussa.
Yllämainittujen ja muiden inframallintamisen kokonaishyötyjen saavuttaminen edellyttää tietomallin käyttöä projektin alusta loppuun. Sen lisäksi tulee huomioida inframallinnuk- selle asetetut vaatimukset sekä yleisesti käytetty nimikkeistö ja termistö, mitä käsittelen lu- vussa 2.2.
17
2.1.3 Inframallintamiseen- ja tietomallipohjaiseen suunnitteluun siirtymisen haas- teet
Vaikka infran tietomallintamiseen liittyy huomattavia etuja muun muassa projektin riskei- hin, kustannuksiin, aikatauluihin sekä kommunikaatioon liittyen, on infran tietomallinta- misessa myös haasteita. Merkittävä syy sille, miksi inframallintaminen ei ole vielä niin ke- hittynyttä, kuin esimerkiksi rakennusten tietomallintaminen on se, että inframallintamista on tutkittu huomattavasti vähemmän aikaa, kuin muuta tietomallintamista. Tämä taas joh- tuu pääosin siitä, että keinojen löytäminen monimutkaiseen järjestelmään kuuluvan osan tietomallintamiselle on ollut hidasta. Todennäköisesti tämä tulee vaatimaan kokonaan uu- denlaisen järjestelmän sekä toimintamallit tietojen hallinnalle ja näitä kehitetään jatkuvasti teknologian kehittyessä. Pelkkä tekniikan ja järjestelmien kehittyminen ei kuitenkaan riitä, vaan alalla on sovellettava näitä käytännössä. Tämä taas aiheuttaa oman haasteensa, sillä nykyiset toimintamallit infrastruktuurien mallintamiselle ovat hyvin kangistuneita, vaikka- kaan eivät vakiintuneita. Haasteet inframallintamiseen ja tietomallipohjaiseen tiedonhallin- taan siirtymisessä koskevat erityisesti seuraavia asioita:
Muutoksen pelko ja yleisen tiedon puute: Usein ensimmäinen haaste tietomal- lipohjaiseen tiedonhallintaan siirtyessä liittyy muutoksen pelkoon. Sen hetkiset toi- mintatavat ovat useimmiten ongelmista huolimatta vahvasti juurtuneita ja muutos voi tuntua liian suurelta. Näin työntekijöiden tottumuksiin perustuva vastarinta han- kaloittaa ja hidastaa tietomallintamiseen siirtymistä. (Damian & Yan, 2008) Jotta muutosvastarintaa voitaisiin ehkäistä, tulee tässäkin tutkimuksessa tuoda selvästi esiin tietomallintamisen mahdollistamat hyödyt ja korostaa toimenpideohjelmassa käytäntöä. Muutoksen eteenpäin viemisessä tulee myös soveltaa muutosjohtamisen prosessia. Lyhyesti, olennaista muutosjohtamisessa on tunnistaa nykytila, tehdä sel- väksi miksi ja miten muutos tapahtuu ja tehdä suunnitelma muutokselle aikataului- neen (Hughes, 2016).
Resurssipula: Uusien toimintatapojen opettelu vaatii aina työntekijöiltä paljon re- sursseja, mikä haastaa heitä kaikkien muiden kiireiden keskellä. Tässä tapauksessa olisi erittäin tärkeää pystyä tarkastelemaan pitkän aikavälin muutosta, mikä taas kas- vattaa motivaatiota muutoksen vaatimiin toimenpiteisiin. Resursseja vaaditaan pal- jon myös toimenpiteistä vastaavilta henkilöiltä tai tahoilta ja koulutukselta. On erit- täin tärkeää huolehtia, että erityisesti kaikki työntekijät saavat selkeää ja yksityiskoh- taista tietoa uusista toimintatavoista, jolloin muutosten toteuttaminen vaatii vähem- män resursseja heiltä. (Damian & Yan, 2008)
Riittävän kommunikaation puute: Tietomallintaminen parantaa itsessään pro- jektien sisäistä kommunikaatiota, mutta vaatii myös tiivistä yhteistyötä projektin osallisilta. Kuten Obergriesser & Bormann (2012) tuovat esiin julkaisussaan, yhtenä keskeisenä ongelmana tietomallintamiselle on se, että eri tekniikkalajien edustajat
18
työskentelevät hyvin itsenäisesti omien suunnitelmiensa parissa. Kommunikaatio- ongelmat ovat yleisiä erityisesti suurissa hankkeissa, joissa on useita osallisia ja si- dosryhmiä, ja tiedonsiirto tapahtuu vain pienempien ryhmien välillä. Obergriesser &
Bormann mainitsevat julkaisussaan myös, että tietomallintamisen edellytyksenä on se, että kaikki tieto on hankkeen sisällä ja sidosryhmille saavutettavaa, avointa ja neutraalia. Tämä on myös keskeinen osa yleisiä inframalli vaatimuksia (Buil- dingSMART Finland, 2019a)
Vähäinen tutkimustieto: Liikennesuunnittelun tietomallintamista on tutkittu vasta hyvin vähän verrattuna muun muassa rakennusten ja tunnelien tietomallinta- miseen. Koska suoraa tutkimustietoa ja –tuloksia esimerkiksi liikennesuunnittelun tietomallintamisesta on julkaistu vähän, on siitä mahdollisesti koituvia hyötyjä pei- lattava muun infran tietomallintamisen mahdollistamiin hyötyihin. Puute saatavilla olevasta spesifistä tutkimustiedosta herättää varmasti epäilyksiä erityisesti tietomal- linnuksen käytännön hyödyistä ja tämä taas kasvattaa muutosvastarintaa. Tässäkin muutosta johtavilla henkilöillä ja tahoilla on suuri rooli, jotta muutoksen tarve on huolellisesti ja uskottavasti perusteltu aiemman tutkimustiedon vähäisestä määrästä huolimatta.
Jokaiseen isompaan muutokseen liittyy poikkeuksetta prosessia hidastavia tekijöitä, mutta tärkeää on se, että nämä eivät muodostu esteiksi. Varsinkin Helsingin kaupungin kaltaisessa todella suuressa organisaatiossa pienetkin muutokset realisoituvat hitaasti eikä näitä vält- tämättä haluta toteuttaa muun muassa byrokratiaan liittyvien haasteiden takia. Olennaista onkin tarkastella toimenpiteiden laatimisen yhteydessä sitä, miten haasteisiin pystytään vastaamaan tarvittavalla laajuudella.
2.2 Vaatimukset mallipohjaiselle liikennesuunnittelulle
Liikennesuunnitelmien toimiessa tärkeänä lähtöaineistona erityisesti tilantarpeen arvioin- nissa, on niille asetettu sekä ulkoisia, että sisäisiä vaatimuksia. Ulkoiset vaatimukset tieto- mallipohjaisessa suunnittelussa tulevat pääasiassa yleisistä inframallivaatimuksista (YIV) tiedonsiirtoformaatteihin, nimikkeistöön ja numeristoon sekä tiedon jäsentelyyn ja hallin- taan liittyen. Näitä käsitellään tämän luvun osissa 3.1, 3.2 ja 3.3.
Mallipohjaiseen suunnitteluun liittyviä sisäisiä vaatimuksia liikennesuunnittelulle ei ole vielä määritelty Helsingin kaupungilla. Tämä johtuu siitä, että liikennesuunnittelmia teh- dään vielä perinteisesti kaksiulotteisina. Nykyisten perinteisten liikennesuunnitelmien si- sällölle on kuitenkin useita vaatimuksia, jotka tulevat suurimmilta osin määräyksistä, laeista sekä tekniikkalajeilta, jotka käyttävät liikennesuunnitelmia lähtötietonaan. Sisäisissä vaati- muksissa keskitytään erityisesti siihen, mitä kaikkia vaatimuksia mallipohjaiselle liikenne- suunnittelulle voisi olla suunnitelmamallin jatkokäyttö huomioiden. Jatkokäytön kannalta erittäin tärkeässä roolissa on katusuunnittelu, jonka asettamat vaatimukset pohjautuvat
19
pääosin katusuunnittelijoiden ja projektipäälliköiden haastatteluissa esiin tuomiin tarpei- siin.
2.2.1 Yleiset inframallivaatimukset (YIV)
Tietomallien käyttö infra-alalla alkoi vasta 2000-luvun alussa, kun tiedonsiirtoformaattia Inframodel alettiin kehittää. Suomessa kehitystä vauhditti vuonna 2009 alkaneet Infra TM- ja InfraTIMANTTI-hankkeet, joiden tavoitteena oli, että kaikki suuret infran haltijat tilaisi- vat vain mallipohjaista palvelua vuoteen 2014 mennessä. Mallipohjaisia palveluja voitaisiin hyödyntää kaikissa projektin vaiheissa suunnittelun tilauksesta kunnossapitovaiheeseen asti. Vaikka kaikkiin hankkeiden tavoitteisiin ei voitu vastata, näiden pohjalta kehittyi vuonna 2014 julkaistut YIV:t, InfraBIM-nimikkeistö ja ohjeet Inframodel3-tiedonsiirtofor- maatin käyttöönotosta. (Rakennustieto, 2014) Näiden vaatimusten ja ohjeiden kehittämi- sestä ovat vastanneet eri maissa BuildingSMART-yhteistyöorganisaatiot, joiden tavoitteena on standardisoida tietomallinnus kolmella eri lähestymistavalla. Nämä lähestymistavat ovat terminologian, digitaalisten tiedostoformaattien ja työprosessien yhteensopivuus. (Bor- mann, A. & Obergriesser, M. 2012)
YIV muodostuu kolmesta eri tiedonhallintakokonaisuudesta, jotka ovat mallinnusvaati- mukset, nimikkeistö ja formaatit. Tavoitteena on, että nämä kaikki kolme kokonaisuutta oli- sivat yhteneväiset projektin kaikissa eri vaiheissa, jolloin mallinnus infra-alalla eli infran tiedonhallinta on toimivaa. Erityisesti tiedonhallintaan kuuluvan kommunikaation osalta on myös tärkeää, että inframallintamiseen liittyvä sanasto on määriteltyä ja vakiintunutta.
Tällöin voidaan välttää parhaiten mallinnuksen käsitteisiin liittyviä sekaannuksia. YIV:n oh- jekokonaisuuteen kuuluu viisi eri vaihetta: yleinen osa, lähtöaineisto, suunnittelu, rakenta- minen ja ylläpito. Yleisessä osassa käsitellään inframallintamista koskevat ohjeet ja vaati- mukset yleisellä tasolla. Lähtöaineisto- osa käsittelee lähtöaineiston sisältöä ja muodostus- prosessille asetettuja vaatimuksia. Suunnitteluvaiheen ohjeissa ja vaatimuksissa keskitytään nimensä mukaisesti suunnitteluvaiheeseen. Projektin rakennusvaihe pitää sisällään muun muassa rakentamiseen liittyvän tiedonhallinnan, mallien tarkastuksen, työmaan perustami- sen ja digitaalisen luovutusaineiston tietosisällön. (BuildingSMART Finland, 2019a) Tässä tutkimuksessa keskitytään ohjekokonaisuuden kolmeen ensimmäiseen vaiheeseen.
2.2.1.1 Lähtötietoaineisto
Projektin lähtötietoaineistolla on todella merkittävä rooli koko hankkeen elinkaari huomi- oiden, sillä sen lisäksi, että lähtötietoaineisto pitää sisällään projektin alussa kerättävät läh- töaineistot, se on myös tapa koota, muokata, hallita ja luovuttaa hankkeen lähtöaineistoa.
Tavoitteena on saada muokattua lähtöaineisto projektin eri osa-alueita ja vaiheita mahdol- lisimman paljon hyödyttävään muotoon. Tässä on tärkeää huomioida suunnitteluvaiheen lisäksi myös rakennusvaihe ja sen tarpeet. Lähtötietoaineistoa tarvitaan siis koko hankkeen
20
elinkaaren ajan ja se päivittyy sitä mukaa, kun uutta tai tarkempaa tietoa on saatavilla. (Buil- dingSMART Finland, 2019a)
Lähtötietoaineistoon liittyvät ohjeet ja vaatimukset ovat erityisesti tämän tutkimuksen kan- nalta tärkeitä, sillä liikennesuunnittelussa laadittu liikenteen ohjaus- tai liikennejärjestely- suunnitelma toimivat lähtöaineistona katusuunnitelmalle sekä monelle muulle tekniikkala- jille. Huomioiden tutkimuksen päätavoite, eli selvittää, miten tietomallintamisen avulla voi- taisiin saada parempi lähtötietomalli katusuunnittelun pohjaksi, on erityisen tärkeää nou- dattaa YIV:a heti projektin alusta asti. Olennaisinta on huomioida, että katusuunnitteluun toimitettava aineisto on vaaditun-laista ja vaaditussa paikassa. Toisaalta taas on muistettava myös se, että liikennesuunnittelun pohjaksi tarvitaan myös itsessään lähtöaineistoa, jonka kokoamisen, muokkaamisen ja hallitsemisen on oltava ohjeiden mukaista.
Kuva 2.5. YIV:n mukainen tapa jäsennellä ja nimetä lähtötietoaineisto kansiorakenteessa. Tämä kuva sisältää vain liikennesuunnittelun kannalta olennaiset lähtötiedot. (Muokattu Buil-
dingSMART Finlandin (2019a) julkaisusta)
Inframallin lähtötietoaineistoa koskevissa ohjeissa lähdetään siitä, että kaikki projektin kan- nalta olennainen raaka-aine ja lähtötieto ovat löydettävissä, saatavilla ja muokattavissa hel-
21
posti kaikille projektin osallisille. Selkeällä kansiorakenteella, jossa on käytetty standardoi- tuja kansionimiä ja –rakennetta saavutetaan suuria etuja tiedonhallinnassa koko projektin aikana. Kuvassa 2.5 on esitetty liikennesuunnittelun kannalta olennaiset YIV:n mukaiset lähtötietoaineistot ja niiden paikka kansiorakenteessa. Lähtöaineisto ja raaka-aine-kokonai- suudet koostuvat viidestä eri alaluokasta. Raaka-aine-kansio pitää sisällään kaiken muok- kaamattoman, eli ”raa’an” tiedon, joka siirtyy pientenkin alkuperäiseen aineistoon tehtyjen muokkausten jälkeen osaksi lähtöaineistoa. Tätä raaka-aineeseen kohdistuvaa muokkausta kutsutaan harmonisoinniksi ja tämän jälkeen lähtötietoaineisto on käytettävissä hankkeen suunnittelun lähtötietona (BuildingSMART Finland, 2019a)
Liikennesuunnittelun kannalta olennaisin maastomalleihin liittyvä lähtöaineisto on maan- pintamalli. Nykyään maanpintamallia tarkastellaan liikennesuunnittelun lähtötietona mel- kein aina ainoastaan kaksiulotteisena kantakartan sisältämien korkeuskäyrien pohjalta.
Tästä on havaittavissa useimmiten riittävän tarkasti erilaiset luiskat ja kallistukset, jotka vaikuttavat liikennesuunnitelmiin. Maa- ja kallioperän osalta riittää useimmiten, että tar- kastetaan maaperän laatu muun muassa suunniteltuja fyysisiä ajohidasteita varten. Raken- teiden ja järjestelmien osalta tärkein lähtöaineisto liikennesuunnittelulle ovat nykyiset väy- lärakenteet ja -linjaukset. Toisaalta näidenkään tarve lähtöaineistona kaupungin liikenne- suunnittelussa ei ole kovin yleistä, kun vain harva Helsingin kaupungilla tehtävistä infra- projekteista vaikuttaa liikenneväyliin. Suurin osa hankkeista siis vaikuttaa pienempiin ka- tualueisiin. Temaattinen lähtöaineisto, kuten kaava-aineistot, ympäröivä maankäyttö ja eri- laiset selvitykset ovat todennäköisesti tärkeimpiä liikennesuunnittelun lähtötietona. Usein liikennesuunnittelua tehdään asemakaavahankkeiden yhteydessä ja kaava määrittelee reu- naehdot liikennesuunnittelulle. Myös muun muassa meluselvitysten rooli on hyvin keskei- nen, kun suunnitellaan esimerkiksi sitä, mistä liikenne tontille kannattaa ohjata. Ymmärret- tävästi myös lupa-aineistot sekä suunnitteluperusteet ovat kaikkien tekniikkalajien kannalta olennaisia, koska ne määrittelevät loppujen lopuksi sen, mitä voidaan toteuttaa.
Lähtöaineiston ja raaka-aineen tiedostoformaatin tulee myös olla sellainen, että se soveltuu kaikkien tekniikkalajien käyttöön. Useimmiten raaka-aine pitää harmonisoida uuteen tie- dostomuotoon, jotta sitä voidaan käyttää suunnitelmamallin pohjalla. Tämä voi tarkoittaa käytännössä muun muassa sitä, että jokin uudemmalla versiolla tallennettu raaka-aine jou- dutaan muuttamaan vanhempaan tiedostoformaattiin, jotta sitä voidaan käyttää kaikilla suunnitteluohjelmilla. Esimerkiksi liikennesuunnitelmia tehdään kaupungilla Microstatio- nin versiolla V8i SS10, jolla voidaan avata vain dwg- ja dgn-tiedostoja, jotka on tallennettu vuoden 2013 versiolla. YIV:ssä ei oteta kantaa muun muassa lähtötietoaineistoissa käytet- tyihin tiedostomuotoihin tai -versioihin, mutta näihin liittyen tulee huomioida itse projektin ja sen osallisten tarpeet.
22 2.2.1.2 Suunnittelu
Kuten YIV-julkaisussakin sanotaan, mallipohjaisen suunnittelun hyödyt korostuvat erityi- sesti kaavoitushankkeissa, joissa tarvitaan kunnallisteknisiä suunnitelmia asemakaavatyön tueksi (BuildingSMART Finland, 2019a). Julkaisun mukaan tämä auttaa hahmottamaan muun muassa kunnallistekniikan tilan tarvetta, minkä pohjalta voidaan määrittää parhaiten soveltuvat ja kustannustehokkaimmat kunnallistekniset ratkaisut jo kaavoitusvaiheessa.
Myös liikenteen ohjauksen ja –järjestelmien vaatima tilan tarve määrittää paljolti katualu- een tilan tarpeen, ja suunnittelua tehdäänkin kaavoituksen kanssa tiiviissä yhteistyössä eri- tyisesti tämän takia. Tietomallintamisen tarkoituksena on suunnitteluvaiheessa erityisesti toimivamman yhteensovittamisen mahdollistaminen ja tiedonhallinnan parantaminen tä- män avulla. Suunnitteluvaiheessa keskeistä on siis tekniikkalajien jatkuva yhteensovittami- nen, kuten myös aiemmin tässä tutkimuksessa on mainittu. Suunnitelmamallien yhteenso- vittaminen voi tapahtua muun muassa tuomalla eri tekniikkalajien suunnitelmat samaan malliin, eli yhdistelmämalliin. Yhteensovitusta varten on myös joitakin tätä varten luotuja ohjelmia. Näitä ei kuitenkaan aina tarvita, jos kommunikaatio tekniikkalajien välillä on tar- peeksi tiivistä ja yhteensovittamiseen voidaan hyödyntää yhdistelmämalleja.
Tietomallinnuksella on erilaisia tavoitteita suunnittelun eri vaiheissa, mitkä on huomioitu vaatimuksissa ja ohjeissa. Suunnittelun ensimmäisessä vaiheessa, eli esisuunnitteluvai- heessa on tarkoitus löytää toteuttamiskelpoiset vaihtoehdot ja tehdä alustava vaikutusten arviointi. Tässä vaiheessa voidaan esimerkiksi tarkastella tarvetta uudelle suojatielle jollain katualueella, mutta ei vielä tarkempia kriteereitä suojatiehen liittyen. Yleissuunnitelmavai- heessa vaihtoehtovertailu jatkuu, mutta sitä tarkennetaan. Liikenteen yleissuunnitelmasta voitaisiin esimerkiksi havaita, että jokin paikka tien ylitykselle ei olekaan sopiva huonojen näkemien aiheuttaman turvallisuusriskin takia ja päätettäisiin toteuttaa jokin muu vaihto- ehto. Kolmannessa vaiheessa, eli tie-, rata-, katu- ja puistosuunnitelmavaiheessa suunnitel- mien tekniset ratkaisut mallinnetaan sille tasolle, että niiden avulla tuotettu aineisto mah- dollistaa haltuunoton. Käytännössä tämä voisi tarkoittaa esimerkiksi suunnitelmamallin vii- meistelyä niin, että se sisältäisi suojatien ja ympäröivän katualueen tarkat geometriat ja omi- naisuustiedot. Tätä suunnitelmamallia voitaisiin hyödyntää muiden tekniikkalajien lähtö- tietona. Viimeinen vaihe koskee rakennussuunnittelua ja tässä oletetaan, että edelliset vai- heet on toteutettu sovitusti ohjeiden mukaan. (BuildingSMART Finland, 2019a)
Suunnitteluvaiheen aineistot on jaettu kuuteen tietomallipohjaisen suunnittelun kannalta olennaiseen alakansioon. Nämä alakansiot koskevat itse prosessia, laatuaineistoa, lähtötie- toaineistoa, suunnitelmamallia, suunnitelmadokumentteja sekä oheisaineistoa (kuva 2.6).
”Prosessi”-kansion tulisi sisältää esimerkiksi liikennesuunnitelmienkin kannalta olennaiset hankekohtaiset asiakirjat ja kokousaineistot. Laatuaineistot taas sisältävät tietomallien laa-
23
dun varmistukseen liittyviä dokumentteja, kuten sisäisen tarkastuksen ja itselle luovutuk- sen. Lähtötietoaineisto toimii suunnittelun perustana koko hankkeen ajan ja tähän liittyviä vaatimuksia on käsitelty edellisessä luvun osassa. Suunnitteluvaiheen osalta suurin osa YIV:sta koskee suunnitelmamallia ja sen sisältöä. Liikenteen ”suunnitelmamalli”-kansion alapuolella tulisi olla ainakin taustakartat, kuten suunnitelmakartta, katu-/tielinjat sekä maisemaa ja muuta ympäristöä koskevat mallit, geometrioista ylin yhdistelmäpinta sekä katselupaketeista yhdistelmämalli. Suunnitelmadokumenttien alla on myös liikennesuun- nittelussa tarvittavat hankkeen suunnitelmapiirustukset ja dokumentit. Viimeisenä on kan- sio oheisaineistolle, joka sisältää muun muassa melu- ja muut selvitykset.
Kuva 2.6. Liikennesuunnittelun kannalta olennainen YIV:n mukainen tietoaineistojen jaottelu ja sisältö. (Muokattu BuildingSMART Finlandin (2019a) julkaisusta)
Liikennesuunnittelijan tehtävänä on huolehtia siitä, että vähintään kuvan 2.6 sisältämä ai- neisto on myös tuotettu YIV-ohjeiden sekä hankekohtaisten vaatimusten mukaisesti tai se on harmonisoitu sovitun mukaiseksi. Tämän noudattaminen koskee erityisesti suunnitel- mamallia, eli inframallia, jonka laadunvalvojana suunnittelija itse toimii. Suunnitelmien laatimisessa ja näihin liittyvän tiedon hallinnassa on myös ehdotonta noudattaa InfraBIM- nimikkeistön ohjeistuksia.
2.2.1.3 Suunnitelma- aineiston laadunvarmistus ja sen luovuttaminen
Ohjeiden ja vaatimusten mukaan toteutetusta suunnitelma-aineistosta ei ole hyötyä, jos sitä ei luovuteta tarkastettuna eteenpäin. YIV-julkaisun mukaan laadunvarmistuksen tavoit- teena on välttää luovutettavien inframallien suurimmat puutteet ja virheet. Luovutusvai- hetta ja tiedonsiirtoa koskevilla ohjeilla taas pyritään huolehtimaan siitä, että luovutettava
