Inframallit Suomessa ja muualla, miten rakennettu ympäristö kokonaisuutena määritellään tai mallinnetaan?
mennessä bSF | syys 12, 2016

inframallit-suomessaInfran tietomallit ovat vielä suhteellisen uusi käsite. Ylipäänsä se mitä kaikkea rakennettuun ympäristöön kuuluu ja miten sitä tulisi hallita, ottaa parhaillaan ensimmäisiä kansainvälisiä kehitysaskeleita. Siihen nähden Suomi on jo pitkän aikaa ollut askeleen edellä, kiitos alan toimijoiden aktiivisen kehitystyön buildingSMART Finland:n alaisuudessa sekä sitä edeltäneen infra FINBIM tutkimushankkeen.

Suomessa infran tiedonsiirrossa käytetään Inframodel-formaattia, joka perustuu kansainväliseen LandXMLstandardiin. Taitorakenteiden osalta käytetään IFC-standardia.  Inframodel:n ensimmäinen versio otettiin käyttöön jo 2007 liikenneviraston edeltäjävirastoissa Tiehallinnossa sekä RHK:ssa.  Silloin kuitenkaan aika ei ollut vielä otollinen sen laajamittaiselle käytölle. Vuonna 2014 Liikennevirasto edellytti Inframodelin uusimman version käyttöä hankkeiden tiedonsiirrossa.  Nyt aika sekä ala olivat vihdoin kypsiä tälle. Inframodel:sta on julkaistu vuoden 2016 alussa päivitetty versio ja seuraava askel on sen implementointi käytössä oleviin ohjelmistoihin sekä käyttöönotto. Tämä tapahtunee vuoden 2017 aikana. Avoimen tiedonsiirron lisäksi iso rooli on myös nimikkeistöllä sekä ohjeilla (kuva 1), jotka niin ikään luovat rakentamisen digitalisaation pelisääntöjä. Infra -alan yhteiset mallintamisohjeet tunnetaan nimellä YIV, joka tulee sanoista Yleiset Inframallivaatimukset. Suomessa tehtävä standardointityö buildingSMART Finlandin alaisuudessa on tärkeä tuki kun siirrytään toimimaan kansainvälisillä areenoilla. Ymmärryksen ja oman näkemyksen esiintuominen on välttämätöntä ja on hyvä, että Suomessa on jo valmiina järjestö, jossa on kattava edustus rakennusalan eri toimijoita.

im-1

Kuva 1. Yhtenäinen nimikkeistö sekä YIV ohjeiden mukainen mallintaminen luovat pohjaa avoimelle tiedonsiirrolle.

Infran mallit voidaan käsittää monella eri tasolla. Koska standardit avoimeen tiedonsiirtoon ovat vielä infrarakenteiden osalta kehitysasteella, moni maa mieltää dwg-tiedostot mallintamisen ensimmäiseksi asteeksi. Tätä ei ole syytä väheksyä. Tiettyihin käyttötarkoituksiin pelkästään ratkaisujen yhteensovittaminen tuo jo riittävät hyödyt.  Dwg-formaatti on kuitenkin vain yhden ohjelmiston tuottamaa omaa natiiviformaattia, jota ajansaatossa monet muut ohjelmistot ovat ruvenneet tukemaan. Täysimääräiseen tietojensiirtoon tarvitaan enemmän ja tätä muutosta tehdään avoimia standardeja kehittämällä.

Infran mallit voidaan karkeasti jaotella paikkatietoon sekä itse tietomalleihin. Kaksi infra-alalle merkittävää standardointiyhteisöä ovat BuildingSMARTInternational (myöhemin bSI) sekä Open Geospatial Consortium (myöhemmin OGC) . Näistä bSI:n tarkoituksena on tuottaa IFC-standardeja avoimeen BIMiin ja OGC:n vastuulla on paikkatietojen standardit kuten GML ja CityGML.  Sekä bSI että OGC ovat tunnistaneet yhteistyön tärkeyden infran määrittelyssä ja tämä käy hyvin ilmi molempien käynnissä olevista projekteista. Infran kannalta kiinnostavimpia ovat bSI:n Infraroomissa käynnissä olevat IFC Asset management- ja Infra Overall Architecture -projektit, sekä OGC:n alaisuudessa tehtävä käsitemallin määrittelytyö LandInfra-projektissa. Infra Overall Architecture -projektissa katsotaan bSI- ja OGC-standardeja kokonaisuutena sekä luodaan pelisääntöjä käynnistyvien standardointiprojektien välille. Tällä hetkellä mahdollisia käynnistyviä projekteja viedään eteenpäin kansallisella tasolla. IFC bridge -projektia vetävät ranskalaiset. Korealaiset luovat määrittelyjä IFC road -projektia varten ja Kiina IFC-rail -projektia. Kunhan toistaiseksi nämä kansallisen tason projektit täyttävät tietyt standardiprosessiin kuuluvat kriteerit, ne tulevat virallisiksi Infra room:n projekteiksi. Infra overall architecture projekti sai alkunsa Suomen ja Ruotsin yhteisestä huolenaiheesta ja projektiryhmässä on aktiivinen edustus Suomesta. Asset management -projekti on ensimmäinen vaiheen selvitys niistä vaatimuksista, joita elinkaarenaikainen tiedonhallinta tuo infra IFC:n kehittämiselle. Mikäli kehitystyö keskittyy liikaa vain suunnitteluun ja rakentamiseen voi elinkaarenaikaisen informaation lisääminen muodostua ongelmaksi myöhemmin.  Myös tässä projektissa on mukana suomalaisia. InfraRoomissa on käynnissä myös projektit alingment 1.1, Alignment Deployment,  jotka keskittyvät yhden ”väyläelementin” määrittelyyn ja testaamiseen.

Myös nimikkeistöt ovat merkittävässä roolissa rakennusalan digitalisaatiossa. Tämän hetken haasteena on, että Suomessa infra-alalla käytössä olevilla nimikkeistöillä ei ole suoraa yhteyttä toisiinsa. INFRA 2015 Rakennusosa- ja hankenimikkeistössä, InfraRYLissä sekä InfraBIM-nimikkeistössä on käytetty yhtenäistä nimeämistä mutta numerointi poikkeaa kaikissa nimikkeistöissä toisistaan. Rakennusosanimikkeistö on nelinumeroinen, InfraRYL viisinumeroinen ja InfraBIM kuusinumeroinen. Tämä johtuu siitä, että olemassa olevia nimikkeistöjä on yritetty laajentaa siten, että ne palvelisivat muitakin tarpeita kuin vain kustannus- ja määrälaskentaa. Kunnossapitonimikkeistön teko käynnistettiin vuonna 2015. Nimikkeistön luonnosversiossa korjaamisen nimikkeet noudattavat neljän ensimmäisen numeron osalta rakennusosanimikkeistöä. Lisäerittelyt poikkeavat kuitenkin rakennusosanimikkeistöstä siten, että samalla koodilla tarkoitetaan eri asioita. Suomessa pitäisi nyt ehdottomasti keskittyä luomaan toimiva nimikkeistöjärjestelmä, joka palvelee useita käyttötapauksia. Vanhat nimikkeistöt sellaisenaan sekä niiden laajennusyritykset ovat tulleet tiensä päähän. Kansainvälisesti on olemassa jo standardeja nimikkeistöjärjestelmän kehittämiseen ja luomiseen.

ISO 12006-2:2015 Building construction – Organization of information about construction works – Part 2: Framework for classification -standardi määrittää puitteet (engl. framework) rakennetun ympäristön nimikkeistöjärjestelmän kehittämiseksi. Muun muassa Pohjois-Amerikassa, Iso-Britanniassa ja Skandinaviassa on otettu käyttöön nimikkeistöjä, jotka pohjautuvat alkuperäiseen ISO 12006-2:2001 -standardiin. Uudessa vuonna 2015 julkaistussa versiossa (ISO 12006-2:2015) on otettu huomioon käytössä olevien nimikkeistöjen puutteet sekä tietomallintaminen ja sen vaatimukset nimikkeistölle. Muun muassa Iso-Britannian Uniclass 2015 -nimikkeistö perustuu tähän standardiin. ISO 12006-2:2015 -standardi ei määritä suoraa nimikkeistöä, koska käytännössä kansallisten nimikkeistöjen on mahdoton olla samoja kulttuurierojen ja lainsäädäntöjen vuoksi. ISO 12006-2:2015 toimii hyvänä kehikkona nimikkeistöjärjestelmien kehittämiselle, jotta kansallisissa nimikkeistöissä olisi yhtenäinen linjaus ja niiden vertailu keskenään olisi mahdollista.

ISO 12006-2:2015 -standardin mukaan rakennettu ympäristö koostuu rakennusobjekteista (engl. construction object), joilla on ominaisuuksia (engl. construction properties). Ominaisuudet kuvataan attribuutteina. Lisäksi rakennusobjekteilla on tietty luokittelu, jonka tarkoituksena on luokitella ominaisuuksiltaan samanlaiset objektit samaan luokkaan. Tämä luokittelu on niin sanottu ”type-of relation” -luokittelu (kuva 2). Alimmalla tasolla on kuvattu itse objektit, jotka kuuluvat johonkin ryhmään. Ryhmät voivat kuulua johonkin alaluokkaan, jotka puolestaan kuuluvat johonkin luokkaan. Ominaisuudet ovat objekteihin liittyviä attribuutteja.

im2

Kuva 2. ”Type-of relation” -luokittelu.

Edellä kuvatun luokittelun lisäksi nimikkeistössä voi olla niin sanottu ”part-of relation” -hierarkia, joka on objektien välinen rakennehierarkia. Objektit, kuten rakennusosat, voivat muodostaa yhdessä isomman objektin, kuten kohteen ja kohteet voivat puolestaan muodostaa kompleksin (kuva 3). Yksi objekti voidaan siis jakaa pienempiin objekteihin ja yksi objekti voi olla osa isompaa objektia. Tämä mahdollistaa nimikkeistön käytön hankkeen kaikissa vaiheissa, kun sitä voidaan tarkastella ja käsitellä eri tarkkuuksilla.

im3

Kuva 3. ”Part-of relation” -luokittelu.

ISO 12006-3:2007 Building construction – Organization of information about construction works – Part 3: Framework for object-oriented information -standardi tarjoaa linkin ISO 12006-2 -standardissa ehdotetun nimikkeistörakenteen ja tietomallintamisen välille. buildingSMART Data Dictionary (bSDD) on ISO 12006-3:2007 -standardiin perustuva kansainvälinen nimikkeistö, jota ylläpitää buildingSMART International (bSI). bSDD:sta on aiemmin käytetty nimeä IFD Library (International Framework for Dictionaries Library). bSDD:ssa on määritelty terminologia, jota talonrakennusalalla käytetyssä IFC-tiedonsiirrossa hyödynnetään. bSDD on avoin kirjasto olioista ja niiden attribuuteista. Se mallintaa rakennetun ympäristön olioita kielestä riippumatta. Jokaisella oliolla voi olla monta nimeä, jolloin se voidaan ilmaista eri synonyymeillä tai kielillä. Oletuskielenä tulee kuitenkin aina olla englanti, jotta esimerkiksi ”door” tarkoittaa samaa Suomessa (ovi), kuin Iso-Britanniassa. bSDD määrittää käsitteiden lisäksi olioiden väliset relaatiot eli suhteet sekä olioihin liitetyt attribuutit. bSI:n esittämä konsepti ”avoin BIM” koostuu kolmesta standardista kuvan 4 mukaisesti. Kuvassa esitetty Information Delivery Manual (IDM) on ISO 29481-1:2010 -standardissa määritelty menetelmä/ohje prosessien ja tiedon hallintaan tietomallipohjaisissa hankkeissa.

im4

Kuva 4. IFC, bSDD ja IDM muodostavat avoimen BIMin

Edellä on kuvattu muutamia keskeisessä asemassa olevia standardeja ja kehityshankkeita infran digitaalisen tiedon määrittelemiseksi. Näiden lisäksi on vielä olemassa monia muita standardeja, jotka varmasti ovat jossain roolissa tulevaisuuden tiedonhallinnassa. Omaisuudenhallinnan kannalta merkittäviä ovat ISO 55000 sarjan standardit, jotka ovat saaneet alkunsa brittien PAS 55 -standardista. Myös ”Linked data” ajattelu tarjoaa mielenkiintoisia tulevaisuuden näkymiä.

CEN:ssä toiminta tiedonsiirron standardoimiseen on niin ikään käynnistynyt.  CEN:iin on perustettu tekninen komitea CEN/TC 442 Building Information modeling (BIM), jossa toimii neljä työryhmää (WG). Työryhmissä mietitään mm. mallintamista määrittelevien olemassa olevien ISO-standardien saattamista EN-standardeiksi. Tällöin näistä tulee määrääviä standardeja EU-maissa. Tämän lisäksi työryhmissä tuotetaan teknisiä raportteja mm. roolien selventämisestä, markkinatilanteesta sekä rakentamisen tiedonsiirtoprosesseista.  Monia asia vaatii vielä määrittelyä ja keskustelua ja näissä keskusteluissa kannattaa olla mukana.

Kaiken standardointipöhinän lisäksi myös alan kansainväliset yhteisöt ovat yhä voimakkaammin heräämässä mallinnuksen tiellä. Euroopassa ja globaalistikin mallinnus on useiden järjestöjen yksi pääteemoista. Euroopassa on jo useamman vuoden ajan toiminut kaksi mallinnuksen saralla aktiivista ryhmää: Conference of European directors of roads (CEDR) strateginen ryhmä S3 Standardisation of information in infrastructure sector ja EU komission alaisuudessa toimiva EU BIM task group.  Näistä CEDRin alaisuudessa toimiva ryhmä keskittyy eritoten infraan ja siellä on parhaillaan käynnissä tutkimushanke ”Asset management and BIM”. Tutkimushankkeen yhtenä tavoitteena on luoda Euroopan tasolla yhtenäinen elementtikirjasto väylärakenteille. Työ on vasta alussa ja virallinen startti tapahtuu elokuussa 2016. EU BIM task group on taas koko rakennusalaa koskeva ryhmittymä, jonka tarkoituksena on lisätä julkisten toimijoiden sekä päätöstentekijöiden ymmärrystä BIMistä ja tuoda tietämystä mm. hankintaa silmälläpitäen. Ryhmän visiona on julkisen sektorin tuottavuuden parantaminen ja rakentamissektorin kehittäminen kohti digitaalista rakentamista.

Miksikö tämä kaikki on merkittävää? Maailmassa on jo lukematon määrä valmiita standardeja, jotka määrittävät avointa tiedonsiirtoa ja sen pelisääntöjä. Useat maat ovat lähteneet näitä implementoimaan mm. Ruotsi, Hollanti ja Britannia.   Myös standardien jatkokehittäminen vastaamaan paremmin esimerkiksi tilaajien tarpeita on käynnistymässä.  Avoimet standardit ovat tärkeä askel kohti rakennusalan digitalisaatiota. Standardit eivät yksinään kuitenkaan riitä ratkaisuksi vaan myös ymmärrystä ja osaamista pitää kasvattaa. Näissä keskusteluissa ja ryhmissä on syytä olla mukana. Ne määrittelevät tulevaisuuden digitaalista rakentamista. Lisäksi näkyvyys kansainvälisillä pelikentillä on aina hyväksi. Nyt ei kannata jäädä kinastelemaan omalle hiekkalaatikolle.

Kirjoittajat: Tiina Perttula, Liikennevirasto;  Josefiina Saarnikko, Sito Oy

Linkkejä:

http://buildingsmart.fi/

http://buildingsmart.org/

http://www.opengeospatial.org/

http://www.eubim.eu/

http://www.cedr.fr/home/

https://standards.cen.eu/dyn/www/f?p=204:7:0::::FSP_ORG_ID:1991542&cs=16AAC0F2C377A541DCA571910561FC17F

http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=61753

http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=51622

http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=60553


Tampereen raitiotiehankkeen tietomallinnus
mennessä bSF | syys 6, 2016