Marika Hautala
Marjo Heikkilä
Pentti Eteläaho
Marjut Koskela
Viranomaisten kriittistä viestintää tutkivassa PRIORITY-hankkeessa tuotettiin arvokasta tietoa tietoliikenneverkkojen ja ICT-teknologioiden, kuten tekoäly, IoT ja 5G-viestintä, hyödyntämisestä aidoissa käyttötilanteissa. Tutkimustyössä otettiin erityisesti huomioon laajakaistapalveluiden saatavuuden haasteet, käyttäjälähtöisyys kriittisen viestinnän erilaisissa tarpeissa, viestinnän turvallisuus, sekä privaattiverkkojen ja kaupallisten verkkojen yhteistoiminta.
Hankkeen pyrkimyksenä oli tuottaa osaamista, uusia innovaatiota ja yhteistoimintamenetelmiä teknologiatutkimukselle, viranomaisille ja teknologiatoimittajille. Priority-hanke päättyi vuoden 2021 loppuun. Tämä artikkeli kertoo eri toimijoiden yhteistyöstä hankkeen viimeisessä kenttätestissä sivuten samalla keskeisimpiä kokonaistuloksia.
– Hankkeen aikana testattiin ja osoitettiin käytännössä toimiviksi ratkaisuja laadukkaan paikallisen radiopeiton toteuttamiseksi. Käyttökohteina voivat olla viranomaisten operaatiot alueilla, joilla syystä tai toisesta nykyisen viranomaisverkon peitto on puutteellinen. Samoin voidaan ratkaisuja käyttää maa- ja metsätaloudessa laajakaistayhteyden varmistamiseksi syrjäisillä alueilla, kuvailee PRIORITY-hanketta koordinoivan Oulun yliopiston langattoman tietoliikenteen tutkimuskeskuksen (CWC) tutkimuspäällikkö Harri Posti (2021) tutkimustyötä.
Yhteistoiminnan menetelmäksi valittiin käyttäjälähtöiset kenttätestit. Hankkeessa tehtiin kolme eri kohderyhmälle suunnattua kenttätestitapahtumaa oikeisiin toimintaympäristöihin. Kaikki kolme kenttätestiä toimivat tärkeässä roolissa hankkeen tutkimustyössä ja viestinnässä. Kenttätesteissä saatiin tietoa teknologioiden toiminnasta haastavassa ympäristössä ja ongelmatilanteita voitiin aidosti simuloida.
Hankkeen viimeinen kenttätesti pidettiin marraskuussa 2021 Oritkarin satama-alueella ja Stora Enson Nuottasaaren tehdasalueella Oulussa. Satama-alueelle tuotiin erilaisia paikallisia verkkoratkaisuja, joista pystyttiin muodostamaan yksi verkkojen kokonaisuus tukemaan viranomaisten viestintää suuronnettomuustilanteessa. Hankkeen kenttätesteissä tutkittiin kyberturvateknologioita ja kommunikaatioratkaisuja, jotka tukivat muun muassa robottien, traktoreiden ja dronejen etäohjausta sekä ympäristön sensorointia.
Ammattikorkeakoulu yhteistoiminnan kehittäjänä
– Centria-ammattikorkeakoululle PRIORITY-hankkeen kenttätestien koordinaattorin tehtävä antoi mahdollisuuden kehittää menetelmiä käyttäjälähtöiseen teknologiatutkimukseen, pääasiallisen tavoitteena olleen teknologiatutkimuksen lisäksi, kertoo Centrian TKI-päällikkö Marjo Heikkilä (2021). Centria tutki kriittisten palveluiden integroimista siirrettäviin privaattiverkkoihin. Yhtenä tavoitteena oli selvittää, kuinka tilannetieto saadaan siirrettyä reaaliaikaisesti kaikille kentällä toimiville viranomaisille. Hanke vahvisti Centrian tutkimustiimin droneosaamisaluetta; Centrian vastuulla olivat kenttätestien aikana dronen kuvansiirtoon ja ohjaukseen liittyvät testilennot sekä lämpökameralennot ja niiden demonstroiminen.
Tarina tutkimuksen ja viestinnän tueksi
Ennen jokaista testaustapahtumaa kirjoitettiin kriittistä kommunikaatiota kuvaava skenaario tutkimuksen ja viestinnän tueksi. Kolmannen skenaarion aiheena oli satama-alueella tapahtuva myrkkyvuoto. Skenaariossa anturi reagoi myrkkykontin vuotamiseen antaen hälytyksen hätäkeskukselle. Hälytyksen jälkeen pelastusviranomaiset saapuvat onnettomuuspaikalle ja luovat nopeasti oman paikallisen verkon tukiasemien avulla. Näin taataan operaatioalueella rajatulle joukolle laadukas radiopeitto, jolla voidaan varmistaa riittävä palvelunlaatu ja siten tehostaa operatiivista toimintaa sekä eri viranomaisten välistä yhteistyötä. Skenaarion pohjalta rakennettu kenttätesti taltioitiin videolle. – Oli mielenkiintoista tietoliikennetutkijalle päästä kurkistamaan viranomaisen tehtäviin ja arkeen kenttätestien aikana, toteaa Heikkilä kertoessaan roolistaan päivystävänä palomestarina kenttätestitapahtumassa.
Suomen Puolustusvoimat mukana merkittävänä yhteistyökumppanina
Puolustusvoimat tuki rahallisesti PRIORITY-hankkeen tutkimuksellista osuutta, koska 5G-teknologian hyödynnettävyys osana sotilastietoliikenneratkaisua on nähty varteenotettavana laajasti maailmalla.
– On selvää, että operatiiviset joukot tarvitsevat viestijärjestelmät, jotka toimivat ankarankin elektronisen sodankäynnin olosuhteissa, mutta vastaavasti myös taaempana toimivat esikunnat, tukikohdat ja varikot voivat hyödyntää 5G-tekniikkaa sen uusin ominaisuuksin. Puolustusvoimat ei ota mitään operatiivista järjestelmää käyttöön ilman laajoja kenttäkokeita. PRIORITY-hankkeen testitapahtumat voidaan nähdä kenttäkokeina, miten 5G-verkot suoriutuvat tietoliikennealustana tilanteissa, joissa Puolustusvoimat toimii yhdessä muiden viranomaisten kanssa kriisinhallinnan alueella, sanoo Puolustusvoimien erikoistutkija Heikki Rantanen (2021).
Kolmannessa kenttätestissä pystyttiin selvittämään kontista vuotavan myrkyllisen aineen laatu, vuotojen laajuus ja eteneminen Centrian Unitree A1 -robottikoiran ja sen selkään kiinnitetyn lämpökameran ja Puolustusvoimien kemiallisen sensorin avulla. Samalla testattiin myös kustannustehokasta tapaa sensoreiden liittämiseksi 4G/5G-verkkoon ja sitä kautta sensoridatan tuomista tilannekuvajärjestelmään. Erilaiset sensorit ja tilannekuvajärjestelmät ovat keskeinen osa tulevaisuuden järjestelmiä.
PRIORITY-hanke tuotti tutkimuksellista ja testaustapahtumien kautta käytännönläheistä mittauksin todennettua tietoa 5G -teknologian soveltamismahdollisuuksista osana Puolustusvoimien tietoliikenneratkaisua.
– Puolustusvoimat on tänä päivänä merkittävä VIRVE-viranomaisverkon käyttäjä ja vuoteen 2025 mennessä toimintansa aloittava uudistettu ratkaisu VIRVE 2.0 perustuu 5G-tekniikkaan. Edellisestä johtuen myös 5G-verkkojen todennettu ja mitattu suorituskyky kiinnostaa meitä. Käytännön esimerkkinä PRIORITY-hankkeen kenttätesteissä käytetty taktinen kupla (Tactical Bubble) on hyvin käyttökelpoinen ja uutta suorituskykyä tuottava alueellinen ratkaisu tuomaan tilapäistä lisäkapasiteettia Puolustusvoimien tietoliikenneratkaisuun, kertoo Rantanen.
PRIORITY-hankkeessa on suuri joukko tutkimuksellisia ja teollisia osapuolia, jotka toimivat 5G-tekniikan alueella. On nähtävissä, että 5G-standardiin määritellyt Mission Critical -toiminteet (puhe, data ja video) ja tulevat viranomaistietoliikennettä tukevat lisämäärittelyt luovat oman liiketaloudellisen potentiaalin ja markkinat, joissa myös suomalaiset yritykset voisivat olla mukana. – PRIORITY-tutkimuksen kautta Suomeen syntyy osaamista, kansallista omavaraisuutta ja toivottavasti liiketoimintaa edellä kuvatulla 5G-soveltamisalalla. Mikäli tutkimuksen ja kenttäkokeiden kautta voimme jopa tukea 5G-standardin uusien versioiden määrittelyä, odotuksemme ovat täyttyneet erinomaisesti, pohtii Rantanen.
Monikanavareititin etäohjattavan traktorin tietoliikenneyhteytenä
Vaarallisen kontin siirtäminen turvalliselle alueelle tapahtui etäohjauksen avulla. PRIORITY-hankkeen konsortiosta Agco Suomi Oy toi testaustapahtumaan Valtra-traktorin, jota voitiin ohjata verkon kautta. Etäohjaukseen tarvittava videokuva välittyi pilvipalvelimen kautta tehokasta reititintä apuna käyttäen, joka takasi etäohjaukselle parhaan mahdollisen kaistan.
Goodmill Systems Oy:n monikanavareititin toimi etäohjattavan traktorin tietoliikenneyhteytenä. Reitittimestä oli testissä yhteys Internetiin, Elisan paikalliseen verkkoon, sekä Digitan ja Centrian paikallisiin kupliin. – Yhteydet ovat päällä aina kun verkko löytyy. Kun traktori liikkui, se pystyi aina jotain yhteyksistä käyttämään ja saumattomasti vaihtamaan sen mukaan, mikä käytettävistä yhteyksistä oli kulloinkin vahvin, kertoo Espoon Perkkaassa sijaitsevan Goodmill Systems Oy:n aluejohtaja Atte Kivistö (2021).
Monikanavaisuudessa verkkojen kantamia pystytään yhdistämään ja samaan aikaan laajentamaan verkkoa. – Niillä on yleensä päällekkäisyyksiä paljon, jolloin reitittimen avulla voidaan käyttää luotettavinta verkkoa ja kyvykkyyttä, tarkentaa Kivistö.
Goodmill Systems kokee saaneensa PRIORITY-projektin aikana uusia arvokkaita kontakteja, joiden kanssa käydään jo uusia keskusteluja. – On erityisen tärkeää näkyvyyden kannalta olla tällaisissa jutuissa mukana, joissa on isoja kaupallisia yrityksiä, koska olemme pieni toimija. Mukana on myös muita merkittäviä tahoja, kuten esimerkiksi Oulu-Koillismaan pelastustoimi. He pääsivät tutustumaan laitteisiimme saaden niistä mahdollisesti myös ideoita, joiden avulla rakentaa monikanavaisten tietoliikenneyhteyksien varaan nykyisiä ja tulevaisuuden toimintojaan. Pelastustoimelle ovat tänä päivänä tietoliikenneyhteydet entistäkin tärkeämpiä ja hekin mahdollisesti näkevät ratkaisumme tarpeellisuuden, pohtii Kivistö.
Organisaatio ei tullut kenttätestiin kokeilemaan omia laitteitaan, koska ne eivät enää teknistä selvitystyötä toiminnallisuutensa puolesta kaivanneet. – Me olimme uudessa ympäristössä vain laitteita verifioimassa ja se on mielenkiintoinen juttu. Hienoa oli nähdä myös itse harjoitus konkreettisesti ja esimerkiksi Bittiumin taktisia juttuja ja Valtran etäohjauspiste, kuinka ne toimivat, toteaa Kivistö. Hän pitää henkilökohtaisesti verkostoitumista hankkeen suurimpana antina.
VTT toi projektiin merkittävää tietoturvaosaamista
Tietoturvamonitorointi oli yksi VTT:n tutkimuksen kohteista PRIORITY-hankkeessa. Monitorointikomponentin avulla nähdään, jos verkossa on tietoturvan kannalta epäilyttävää toimintaa. – Kolmanteen kenttätestiin se sopi, koska kysymyksessä oli hiukan laajempi monen teknologian ja organisaation yhteistoiminta. Silloin pitää miettiä enemmänkin tahattomia ja tahallisia sisäpiirin uhkia, joita pyritään havaitsemaan ja niihin reagoimaan jollain autonomisella tavalla, avaa VTT:n teollisen kyberturvallisuuden tutkija Jani Suomalainen (2021).
VTT tutki PRIORITY-hankkeessa myös satelliittibackhaulia (verkon osaa, joka kommunikoi Internetin kanssa [toim. huom.]), jota voidaan tarvita maaseutumaisilla alueilla silloin, kun kaupallista verkkoa ei ole saatavilla. Satelliittibackhaul on silloin yksi mahdollinen tapa saada verkkoyhteys keskitettyihin palveluihin. VTT toi lisäksi kolmanteen testaustapahtumaan oman pitkän kantavuuden mahdollistavan 700 megahertsin kuplan tukemaan satama-alueelle rakennettua verkkojen kokonaisuutta (Suomalainen 2021).
Mukanaolo hankkeessa antoi tutkimuslaitokselle ymmärrystä viranomaisten tietoliikenne- ja tietoturvatarpeista. – Jos teknologioiden kehitystä miettii, niin kyllä pääsimme viemään eteenpäin ja syventämään osaamista sellaisissa asioissa, joita me olemme VTT:llä aikaisemminkin tutkineet. Nyt on kyvykkyyttä tarjota kyseisiä teknologioita muillekin asiakkaille, toteaa Suomalainen.
Projekti on kasvattanut Suomalaisen osaamispääomaa myös henkilökohtaisella tasolla. – Minulla oli aikaisempaa taustaa näissä 5G- ja tietoturva-asioissa, mutta nyt pystyn näkemään entistä paremmin niitä tietyn asiakasvertikaalin näkökulmasta. On tärkeää ymmärtää, miten verkkoa pitää kustomoida ja räätälöidä eri asiakkaille ja mikä on tietoturvan tärkeys asiakkaiden näkökulmasta, painottaa Suomalainen, joka teki PRIORITY-projektin aikana merkittävää tietoturvatutkimusta.
Oulun Satama tarjosi autenttisen testausympäristön
Satamatoiminta on osa kriittistä infraa. Oulun Satama Oy:llä onkin pitkä historia erilaisesta viranomaisyhteistyöstä. Organisaatio haluaa myös tukea TKI-toimintaa sen kaikilla rintamilla mahdollisuuksien mukaan. – Haluamme suhtautua positiivisesti kaikkeen verkkokehittämiseen. Emme varsinaisesti olleet PRIORITY-hankkeessa alusta asti mukana, mutta saadessamme pyynnön kenttätestin suorittamisesta meillä, niin ilman muuta halusimme edistää tämän kaltaista kehittämistyötä. Pelastus- ja ympäristöviranomaiset ja puolustusvoimat ovat meille myös tärkeitä yhteistyökumppaneita. Teemme mielellämme yhteistyötä, avaamme arkemme haasteita ja pohdimme yhdessä erilaisten toimijoiden kanssa, miten haasteita voisi ratkoa, kertoo Oulun Sataman digitalisaatiopäällikkö Mira Juola (2021), joka johtaa ja vetää digitalisaatioon liittyviä kehittämisprojekteja organisaatiossa.
– Käytännössä tehdään paljon yhteistyötä sataman sidosryhmien, kuten meidän toimijoiden ja asiakkaiden kanssa. Teemme myös TKI-puolen hankkeita ja kehitämme satamadatan pilvipalvelupohjaista alusratkaisua, jossa meillä on käyttöliittymänä mobiiliapplikaatio ja digitaalinen kaksonen. Keräämme dataa satamatoiminnoista, olosuhteistamme ja liikennevirroista ja välitämme sitä monikanavaisesti meidän loppukäyttäjäväelle, täydentää Juola, joka vastaa Oulun Satamassa digitalisaation ohella myös markkinoinnista, viestinnästä, sekä talous- ja HR-prosesseista.
Satamatoiminta on globaali ilmiö ja Juola näkee skaalautuvuutta ja hyötyjä löytyvän laajemminkin. – Juurikin tällaiset paikalliset verkkoratkaisut, mitä PRIORITY-hankkeessa tutkittiin, niin ne ovat tietysti tosi merkittäviä kriittisen toiminnan kannalta. Ulkoalueilla kun toimitaan ja asiat liikkuvat, niin tämmöinen mobiliteetti kaikessa tekemisessä on tärkeää. (Juola 2021)
Merkittäviä hanketuloksia kansallisesti ja kansainvälisesti
Kolmannen kenttätestin aikaan talvi oli aikaisessa ja tuuli puhalsi Oulun satamassa navakasti mereltä. Kylmästä säästä huolimatta inspiroiva satamaympäristö vauhditti konsortion onnistuneeseen kenttätestiin ja tuloksiin. – Viimeinen kenttätesti opetti, että etäohjauksen kannalta on tärkeää taata pienet viiveet sekä kattava verkon peitto operoitavalla alueella. Kenttätestissä saatiin rakennettua toimiva järjestelmä suuronnettomuustilanteisiin. PRIORITY-hanke mahdollisti monipuolisen yhteistyön usean eri toimijan kanssa kriittisen kommunikaation alalla niin kansallisesti kuin kansainvälisesti. Hankkeessa tehtiin hienoa yhteistyötä tutkimuksen, yritysten ja loppukäyttäjien välillä, pohtii Heikkilä.
– Seuraavaksi uskomme, että kumppaniyritykset edelleen jalostavat ratkaisuja tuotekehityksessään. Aihe on kansainvälisesti kiinnostava ja odotamme positiivista vaikutusta myös kumppaneidemme vientiliiketoimintaan, täydentää Harri Posti. Lisätietoa hankkeen toiminnasta voi lukea nettisivuilta (https://criticalbroadband.fi/), jotka jäävät elämään myös hankkeen jälkeen.
Centria-ammattikorkeakoulun lisäksi hankkeeseen kuului tutkimuslaitoksista hanketta koordinoiva Oulun yliopisto, VTT, Jyväskylän ammattikorkeakoulu ja Turun ammattikorkeakoulu. Lisäksi mukana oli 15 yritystä ja viranomaisia. Hankkeen yhteistyötahoja olivat Airbus, Agco Suomi, Bittium, Digita, Exfo, Goodmill Systems, Keysight, Liikenne- ja viestintävirasto Traficom, Suomen Puolustusvoimat, Keski-Pohjanmaan ja Pietarsaaren alueen pelastuslaitos, Elisa, Erillisverkot, Fairspectrum, Verkotan sekä Maa- ja metsätaloustuottajain Keskusliitto. Projekti on ollut osa Business Finlandin Digital Trust -ohjelmaa.
Lähteet
Heikkilä, M. 2021. TKI-päällikön ja langattoman tietoliikenteen asiantuntijan haastattelu 15.11.2021. Centria-ammattikorkeakoulu Oy. Ylivieska.
Juola, M. 2021. Digitalisaatiopäällikön haastattelu 12.11.2021. Oulun Satama Oy. Oulu.
Kivistö, A. Goodmill Systems Oy:n aluepäällikön haastattelu 8.11.2021. Oulu.
Posti, H. 2021. Oulun yliopiston langattoman tietoliikenteen tutkimuskeskuksen (CWC) tutkimuspäällikön haastattelu 15.11.2021. Oulu.
Rantanen, H. 2021. Suomen Puolustusvoimien erikoistutkijan sähköpostihaastattelu 9.11.2021.
Suomalainen, J. 2021. VTT:n teollisen kyberturvallisuuden tutkijan haastattelu 8.11.2021. Oulu.
Marika Hautala
TKI-asiantuntija
Centria-ammattikorkeakoulu
Puh. 040 487 5812
Marjo Heikkilä
TKI-päällikkö
Centria-ammattikorkeakoulu
Puh. 044 449 2507
Pentti Eteläaho
Kehitysinsinööri
Centria-ammattikorkeakoulu
Puh. 044 449 262
Marjut Koskela
Projektipäällikkö
Centria-ammattikorkeakoulu
Puh. 040 729 9937
