Droonikaupungin digikaksonen: taivaalla on tilaa, mutta sen turvallinen käyttäminen vaatii järjestelyjä

Droonikaupungin digikaksonen -kokeilussa Sitowise, Hydetek ja Business Tampere hahmottelivat yhteisiä sääntöjä ja rakenteita droonien lennättämiseen alailmatilassa. Hankkeessa oli kyse nimenomaan drooneista, joita lennätettäisiin automaattisesti, näköyhteyden ulkopuolella. Tulokset visualisoitiin Sitowisen AURA 3D -virtuaaliympäristöön.

Kokeilua varten virtuaalisesta alailmatilasta varattiin droonien lennättämiseen alue, joka sijaitsee 50:n ja 120 metrin välissä. Dynaamiseen 3D-virtuaaliympäristöön sijoitettiin drooneja varten esimerkiksi lentoputkia ja niiden risteysalueita, vertiportteja eli lähtö- ja laskeutumispaikkoja, drooneilla kuljetettavien tavaroiden noutopaikkoja sekä droonien turvalaskeutumispaikkoja.

– Mallimme lentoputket ovat yhteisesti sovittuja väyliä, joilla voi lentää ilman että täytyy tehdä lentosuunnitelmia, tarkistaa rajoituksia tai maariskejä, kertoo kokeilussa asiantuntijana toiminut Hydetekin yrittäjä Mika Hyytiäinen.

Lentoputkien ideana onkin, että niiden suhteen riskienarviointi ja lentosäännöt on jo mietitty valmiiksi. Jos siis suunnittelualueella sijaitsee vaikkapa päiväkoti pihoineen, lentoputki ohjaa drooniliikenteen kulkemaan turvallisesti kohteen ohi. Samaan tapaan lentoputkien suunnittelussa voidaan ottaa huomioon mitkä tahansa kohteet, joissa droonien lennätys on rajoitettua tai kokonaan kiellettyä.

– Lentoputket näyttävät rajoituksilta, mutta ne ovat oikeasti automaattisen drooniliikenteen mahdollistajia. Muuallakin saa lentää, mutta putkissa se on tehty mahdollisimman yksinkertaiseksi, Hyytiäinen huomauttaa.

Aivan kuten tieliikenne, myös drooniliikenne vaatii risteyksensä, jotta laite pääsee siirtymään lentoputkesta toiseen. Ihmisen silmissä drooniristeys näyttää monimutkaiselta ja vie paljon tilaa: lentoputkia on mallissa paljon ja kaikki liitynnät eri putkien välillä pitää mahdollistaa.

Droonia sen sijaan ei monimutkaisuus haittaa, sillä lentoreitti annetaan laitteelle koordinaattipisteinä, joita se sitten seuraa.

Vertiport, noutopiste, turvalaskupaikka

Vertiport eli droonien maakytkentäpiste on yksi drooniliikenteen edellytys – paikka josta droonit lähtevät lentoon, johon ne käytön jälkeen laskeutuvat, ja jossa niitä huolletaan ja kuormataan.

Tampereen kaupungin tulisikin varautua vertiporttien kaavoittamiseen ja rakentamiseen. Logistiikkayrityksillä voisi olla myös yksityisiä vertiportteja, mutta nekin vaativat kaupungin käsittelyn.

– Julkishallinnon pitäisi perustaa tietty määrä maakytkentäpisteitä heti, kun drooniliikenteessä alkaa tapahtua. Näin erilaiset yritykset, myös pienemmät, pääsisivät hyödyntämään tätä liiketoiminnassaan, Hyytiäinen sanoo.

Lisäksi tarvitaan noutopisteitä, joista asiakkaat voisivat hakea droonikuljetuksilla tilaamansa tavarat. Malliin niitä sijoitettiin kaksi kappaletta, mutta esimerkiksi Hervannan kokoisella alueella voisi olla vaikka sata noutopistettä. Myös niiden sijoittelu vaatii kaupungilta suunnittelua ja osallisten kuulemista. Droonikuljetusten noutopaikka lähellä kotia olisi nimittäin toisaalta kätevä, mutta toisaalta voisi lisätä lähialueen liikennettä.

Malliin kuuluvat myös droonien turvalaskupaikat. Niitä tarvitaan siltä varalta, että esimerkiksi ohjausyhteys drooniin katkeaa. Silloin laite hakeutuu ennalta ohjelmoidusti lähimpään turvalaskupaikkaan, osaa välttää lentokieltoalueet ja onnistuu todennäköisesti laskeutumaan hallitusti, vaikka kukaan ei ohjaa sitä.

Droonikaupungin digikaksonen -kokeilussa päädyttiin suosittelemaan, että kaupungin kannattaisi tehdä ns. ilmakaavoitus eli lentoputkien ja muiden rakenteiden suunnittelu hyvissä ajoin.

– Taivaalla on kyllä tilaa, mutta pitää nähdä aika paljon vaivaa, jotta sen käyttäminen on turvallista, Hyytiäinen tiivistää.

Droonit viranomaisten käytössä

Poliisille droonit ovat jo nyt arjen työväline. Niitä käytetään esimerkiksi etsintöihin, onnettomuus- ja rikospaikkojen dokumentointiin ja tilannekuvan tuottamiseen. Vielä nykyisin laite kulkee auton takakontissa sinne missä sitä tarvitaan. 

Droonikaupungin digikaksonen -kokeilussa viranomaisliikenteelle varattiin omat lentoputkensa, sillä viranomaisetkin haluavat välttää maariskialueita ja käyttää tarvittaessa turvalaskupaikkoja.

– Näin saataisiin heti hälytyksen tullessa liikkeelle täysin automatisoitu lento. Drooni olisi paikalla todennäköisesti nopeammin kuin ensimmäinenkään poliisi- tai paloauto, ja tuottaisi lisätietoa onnettomuudesta tai tulipalosta, Hyytiäinen kertoo. 

Hyytiäinen arvioi, ettei edellä kuvatun kaltaisen tilanteen toteutumista tarvitse odottaa kovin montaa vuotta.  Lisäksi mallissa on viranomaiskäyttöön pikateitä, joita pitkin esimerkiksi kudosnäyte voidaan siirtää sairaalasta laboratorioon leikkauksen aikana. 

Virtuaaliympäristö helpottaa suunnittelua

Tampere on yksi Suomen edelläkävijöistä kaupunkitietomallien kehittämisessä ja tekee yhteistyötä muun muassa Sitowisen kanssa. Sitowisen AURA on dynaaminen pelimoottoripohjainen 3D-virtuaaliympäristö, joka sopii hyvin esimerkiksi juuri drooneihin liittyvien suunnitelmien kokeilemiseen ja kehittelyyn.

– Ilmatilaa ei olisi kovin helppo tutkia ilman 3D-alustaa, jossa pystytään nopeasti tekemään skenaarioita, kertoo palvelupäällikkö Jarkko Männistö Sitowiselta.

Yksi visualisoinnin käyttötarkoitus on päätöksenteon helpottaminen ja nopeuttaminen. 3D-virtuaaliympäristössä niin ammattilaisten kuin tavallisten kaupunkilaistenkin on helppo hahmottaa, miten esimerkiksi drooneille suunnitellut toiminnot vaikuttaisivat kaupunkiympäristöön. Asukas voi siirtää tarkastelupisteen vaikka omalle pihalleen.

– Mallissa pystyy liikkumaan valitsemiinsa kuvakulmiin ja tutkimaan niitä virtuaalisesti. Se on yleensä ketterämpää ja edullisempaa kuin tutkimusten tekeminen reaalimaailmassa. Visuaalisen esityksen taustalla on kuitenkin aina ammattilaisten käyttämä kivenkova data, Männistö kertoo.

Kun droonit lähtevät tulevaisuudessa lentämään vaikkapa tässä kokeilussa kaavailtuja lentoputkia pitkin, jokaisen laitteen kyydissä on paikannussensori. Kaikkien droonien sijainti on siis tiedossa, ja tiedot pystytään palauttamaan kaupunkitietomalliin. Siitä taas nähdään, miten liikenneverkko kehittyy. 

– Kun tulee aika tehdä drooniliikenteeseen muutoksia, niitä voidaan kokeilla turvallisesti virtuaalimaailmassa ja varmistaa esimerkiksi droonien ohjausyhteyden kannalta tärkeän 5G-verkon kuuluvuus, Hyytiäinen sanoo.

Tulevaisuudessa alailmatilan lentokäytävät muodostavat oman liikenneverkkonsa, jota suunnitellaan tietomallipohjaisesti. Käytävät tulevat myös osaksi kaupunkien paikkatietojärjestelmiä ja kaupunkimalleja.

Teksti: Päivi Stenroos

Automaattisen moniasiakasdronepalvelun mahdollistamat uudet liiketoimintamuodot 

• Business Tampereen 1.1.2022–31.10.2023 toteuttama kehittämishanke.
• Pirkanmaan liitto on myöntänyt hankkeeseen AKKE-rahoitusta ja Tampereen kaupunki osallistuu osarahoituksella. 
• Kaupunki hakee yrityksiltä digitaalisia ratkaisuja ennalta määriteltyjen tarpeidensa ratkaisemiseksi. 
• Yrityksille hankkeen kokeilut ovat helppo ja nopea tapa testata ja kehittää ratkaisuja aidossa ympäristössä

Haluatko lisätietoa? He ovat Business Tampereen asiantuntijat: