Heikki Ihasalo, Professori (Professor of Practice) Petri Jantunen, Tohtorikoulutettava Eemi Salo, Diplomityöntekijä. Raportti

Samankaltaiset tiedostot
LUONNOS. Heikki Ihasalo, Professori (Professor of Practice) Petri Jantunen, Tohtorikoulutettava Eemi Salo, Diplomityöntekijä.

Talotekniikan avoimet tiedonsiirtorajapinnat

Kiinteistöjen paloturvallisuuden ajankohtaispäivät 2016 Muuttuva ympäristö ja teknologian haasteet Palontorjunnan laitteistot Lauri Lehto,

IoT (Internet-of-Things) - teknologian hyödyntäminen rakennuksien paloturvallisuuden kehityksessä ja integroidussa älykkäässä ympäristössä

Järjestelmäarkkitehtuuri (TK081702)

Järjestelmäarkkitehtuuri (TK081702) Avoimet web-rajapinnat

Järjestelmäarkkitehtuuri (TK081702) Web Services. Web Services

IoT-tieto virtaamaan ja tehokkaasti hyödyksi

Kiinteistöjen turvallisuuden paras suojakeino. EcoStruxure Security Expert. se.com/fi/ecostruxure-security-expert

Tietojärjestelmien integroiminen hyödyntämällä palvelupohjaista arkkitehtuuria. CASE: Metropolia. Jaakko Rannila & Tuomas Orama 1

Älykäs rakennus nyt ja tulevaisuudessa

Tilannekatsaus. bsf Inframallintamisen päivä Teemu Lehtinen,

Liite 1: KualiKSB skenaariot ja PoC tulokset. 1. Palvelun kehittäjän näkökulma. KualiKSB. Sivu 1. Tilanne Vaatimus Ongelma jos vaatimus ei toteudu

TIETOMALLIT YLLÄPITOON

Rakennusautomaatio ja mallinnuksen hyväksikäyttö energiankulutuksen seurannassa. Mika Vuolle TKK, LVI-tekniikan laboratorio

TOIMIJAREKISTERIN TOTEUTUKSEN JA YLLÄPIDON HANKINTA - HANKINNAN YKSI- LÖINTI HUOM!

Tiedonsiirto- ja rajapintastandardit

Avoimet standardit ja integraatio

Yhteentoimivuusvälineistö

Yhteentoimivuusalusta: Miten saadaan ihmiset ja koneet ymmärtämään toisiaan paremmin?

KIRA digi uudistaa rakennusalaa. Inspiroidu betonista seminaari Teemu Lehtinen,

IoT-järjestelmän ja ulkovalaistuksen ohjauksen hankinta -markkinavuoropuhelutilaisuus

OPINTOJAKSO K0094 Integroidut järjestelmät 2ov

Smart Tampere

Toiminnalliset ja ei-toiminnalliset vaatimukset Tunnus (ID) Vaatimus Vaatimuksen

Avoimen ja jaetun tiedon hyödyntäminen. Juha Ala-Mursula BusinessOulu

DIGIBONUSTEHTÄVÄ: MPKJ NCC INDUSTRY OY LOPPURAPORTTI

ENERGIA ILTA IISOY / Scandic Station

KIRA-digi esittely. Tietoinfran, prosessien ja palveluiden kehittäminen. Teemu Lehtinen,

Suomi.fi-palveluväylä

Smart Tampere Tero Blomqvist

VBE II Tulosseminaari Teknologian valmiusaste. Virtuaalirakentamisen Laboratorio Jiri Hietanen

Koulut kuntoon Espoon sisäilma-hackathon kokeilu. Jaana Suonsaari, kehittämispäällikkö / Espoon kaupunki, konsernihallinto palvelukehitys

Suomen avoimien tietojärjestelmien keskus COSS ry

Aurinkoenergiajärjestelmien etäseurantajärjestelmä

DIGIBONUSTEHTÄVÄ: JYRSINTÄ NCC INDUSTRY OY LOPPURAPORTTI

Turvallinen etäkäyttö Aaltoyliopistossa

Linked Events. Tapahtumarajapinta. Aleksi Salonen

Terveisiä Teille tuleville rakentajille Vuoreksen asuntomessurakentajilta

Uponor C-46 -lämmönsäädin. Säätilan mukaan kompensoituva ohjain vesikiertoisiin lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmiin

Avoimen MaaS-ekosysteemin työpaja

Kiinteistönhallinta Talotekniikan ammattilaisen toimiala, joka sisältää kiinteistötoimintoja, suunnittelua tai rakentamista.

Avoin tiede ja tutkimus (ATT-hanke)

Modernia tekniikkaa asumiseen

RIL Käyttäjälähtöinen älyrakennus. Julkistamisseminaari suunnittelu, rakentaminen, käyttö ja ylläpito

Infran omaisuudenhallinnan rajapintahanke (ja tietoportaali) Saara-Maija Pakarinen Espoon kaupunki SKTY syyspäivät 2017

Yhteentoimiva.suomi.fi - palvelukokonaisuuden ja työkalujen esittely

Tieliikenteen tilannekuva Valtakunnalliset tiesääpäivät Michaela Koistinen


SÄHKÖTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA 2010

Vaatimusmäärittely Ohjelma-ajanvälitys komponentti

Tulevaisuuden rakennusten energiapalvelut tuottajan näkökulmasta. Rakennusten energiaseminaari 2014 Jarno Hacklin

ECA - EduCloud-allianssi. Äidinkielen ja kirjallisuuden opetuksen foorumi

Mitä avoimuus oikeasti on yhteensopivuus vai yhteistoiminnallisuus. Annual Report Jukka Karhu Aluepäällikkö/South Finland

Pilviväylä projekti

Kehittyvän ympäristön ja teknologian haasteet

Kansallinen koodistojen siirtoformaatti

Alkuraportti. LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO TIETOJENKÄSITTELYN LAITOS Ti Kandidaatintyö ja seminaari

Automaatiojärjestelmät Rakennusautomaatiotason valinta Laatija: Sakari Uusitalo, TAMK

Järjestelmäarkkitehtuuri (TK081702) Lähtökohta. Integroinnin tavoitteet

Vastuullisuusmallin tausta ja tavoitteet

Yhteentoimivuusalusta ja Sanastot-työkalu

TIETOHALLINTOLAKI (LUONNOS) Korkeakoulujen IT-päivät Erityisasiantuntija Olli-Pekka Rissanen

suomi.fi Suomi.fi-palveluväylä

Projektin tilanne. Tavaraliikenteen telematiikka-arkkitehtuuri Liikenne- ja viestintäministeriö

Kyberturvallisuus kiinteistöautomaatiossa

Avoimen ja yhteisen rajapinnan hallintasuunnitelma v.1.4

Rajapinnat kuntajärjestelmissä #Kuntamarkkinat

Alkuraportti. LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO TIETOJENKÄSITTELYN LAITOS CT10A Kandidaatintyö ja seminaari

Koneenrakennuksen ja talonrakennuksen digitaalisten tuoteprosessien vertailu. Seminaariesitelmä , Tampere

Plusenergia klinikka Tavoitteena hyvä energiatulevaisuus Suomelle Erkki Aalto

Tuotannon laitteiden käyttöasteen seuranta

Tiedon avaamisen työpaja 6.5.

JHS-järjestelmä ja avoimet teknologiat. Tommi Karttaavi

Tampere Tiedon keruu ja hyödyntäminen kaupunkiympäristössä

Liikenneviraston uusiomateriaali-iltapäivä

Työpaja Lähes nollaenergiarakennus (nzeb) tavoitteet ja. käsitteet, suuntaviivat kansallisella tasolla

Mikä on digitaalinen suunnitelma. Petri Niemi Finnmap Infra Oy

KuntaGML rajapinnat Kuopiosta: Neljä prosessia - neljä rajapintaa

TaTe-toimivuustarkastelu ja toimivuustarkastuskortti Laatija: Pirkko Pihlajamaa TAMK

Ympäristölainsäädäntö seuranta ja vaikuttaminen Loppuraportti - tiivistelmä

Pilotti: Lumitöiden estekartoitus. Pilottisuunnitelma

Internet-pohjainen ryhmätyöympäristö

Sini Metsä-Kortelainen, VTT

TALO JA TURVATEKNIIKKA TULIPALOSSA: NYKYTILANNE JA TULEVAISUUS

Data käyttöön! Ministeriön datapolitiikka osana työ- ja elinkeinopolitiikkaa

Älykäs automaatio ja teollinen internet

TIMECON UNISON SUJUVAA TURVALLISUUDEN HALLINTAA

Suomi.fi-palvelutietovaranto

Korkeakoulujen yhteentoimivuusmalli

Sähköpäivä Kiinteistöautomaatio; Kysynnän jousto - Rajapinnat. Veijo Piikkilä Tampereen ammattikorkeakoulu

VTJkysely-palvelu. Sovelluskyselyiden rajapintakuvaus

Rakennusautomaation käytettävyys. Rakennusautomaatioseminaari Sami Karjalainen, VTT

Digitalisaatio mahdollistajana. KEHTO-foorumi, Lahti Teemu Lehtinen

Infrastruktuurin hyödyntäminen työryhmä Jaana Mäkelä Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakoulu

Visma Nova Webservice Versio 1.1 /

Yhteentoimivuutta edistävien työkalujen kehittäminen

Maastotietokannan ylläpito

Transkriptio:

Raportti Heikki Ihasalo, Professori (Professor of Practice) Petri Jantunen, Tohtorikoulutettava Eemi Salo, Diplomityöntekijä Aalto-yliopisto Postiosoite Käyntiosoite Puhelin 09 47001 aalto.fi Sähkötekniikan korkeakoulu PL 13000 Maarintie 8 etunimi.sukunimi@aalto.fi Älykkäiden rakennusten teknologiat ja palvelut 00076 AALTO Espoo Y-tunnus 2228357-4 VAT FI22283574 Kotipaikka Helsinki

Raportti 2 (6) Sisällysluettelo 1 Johdanto... 3 2 Menetelmät... 3 3 Tulokset... 4 3.1 Rajapinnat... 4 3.2 Tiedonkuvausmenetelmät... 5 4 Jatkotoimet... 6

Raportti 3 (6) 1 Johdanto Talotekniset järjestelmät (kuten rakennusautomaatio-, valaistus-, jäähdytys- ja turvajärjestelmät) ovat pitkään olleet suljettuja ratkaisuja perustuen laitetoimittajien omiin tiedonsiirtoprotokolliin. Integraatiot eri järjestelmien välillä ovat olleet räätälöityjä ratkaisuja ja siten nämä ovat olleet kalliita toteuttaa. Kehitystä järjestelmien avoimuudessa on tapahtunut kenttäväylätasolla (antureiden ja toimilaitteiden välinen viestintä), mutta avoimuus järjestelmätason integraatiossa on vasta aluillaan. Järjestelmien tuottaman tiedon laajempaa hyödyntämistä vaikeuttaa myös se, että tiedon merkitys on kuvattu järjestelmissä eri tavalla. Tiedon kuvaus vaihtelee jopa rakennusprojektista toiseen ja siten järjestelmäintegraatioissa tiedot joudutaan linkittämään yksitellen järjestelmästä toiseen. Tämä tekee tiedon hyödyntämisestä työlästä, hidasta ja kallista. Kiinteistöjen dataan perustuvien palveluiden ja ekosysteemien kehittymisen mahdollistamiseksi tulisi mittausdatan olla saatavilla koneluettavassa muodossa standardissa rajapinnassa. Tässä hankkeessa esitetään vaatimukset ja esimerkkiratkaisut käytettäville rajapinnoille ja tiedonkuvantamismenetelmille, joilla tieto saataisiin virtaamaan eri järjestelmien välillä. 2 Menetelmät Hanke toteutettiin neljässä vaiheessa: nykytilakatsaus, asiantuntijahaastattelut, työpajat sekä kokeiluhankkeet. Nykytilakatsauksella selvitettiin eri tiedonsiirtoprotokollien ja tiedonkuvausmenetelmien historiaa, nykytilaa ja tulevaisuuden näkymiä, sekä ominaisuuksia, markkina-alueita ja -osuuksia. Ominaisuuksien selvittämisessä pääpaino oli tiedonsiirtomenetelmissä, datamallissa sekä tietoturvassa. Nykytilakatsauksen lähteinä käytettiin tieteellisiä tutkimuksia, artikkeleita alan merkittävimmistä julkaisuista ja protokollien vastuuorganisaatioiden julkaisuja sekä niiden verkkosivuja. Asiantuntijahaastatteluilla selvitettiin tiedonsiirtorajapintojen käyttöä ja ominaisuuksia, tulevaisuuden näkymiä sekä tietoturvaan liittyviä asenteita, uhkia sekä suojautumiskeinoja. Asiantuntijahaastatteluihin osallistui 14 henkilöä kymmenestä organisaatiosta. Tiedonkuvausmenetelmien nykytilasta pyrittiin keräämään tietoa haastatteluin, mutta haastateltavaksi ei saatu henkilöitä, joilla olisi asiantuntemusta erityisesti taloteknisten järjestelmien tiedonkuvaukseen soveltuvista menetelmistä. Kahden työpajan avulla kartoitettiin alan toimijoiden kokemuksia ja mielipiteitä. Avoimiin työpajoihin osallistui yhteensä 51 asiantuntijaa 35:stä organisaatiosta. Pilottihankkeilla varmistettiin menetelmien toiminta pienessä mittakaavassa. Pilottihankkeisiin valittiin kokeiltavaksi nykytilatutkimuksen, haastattelujen ja työpajan perusteella lupaavimmat menetelmät.

Raportti 4 (6) 3 Tulokset 3.1 Rajapinnat Hankkeessa määritettiin käytettävältä ylätason rajapinnalta vaadittavat ominaisuudet, joiden avulla järjestelmien välinen tiedonsiirto ja käsittely olisi sujuvaa. Määritettyjen ominaisuuksien on tarkoitus toimia suuntaviivana alan toimijoille Suomessa. Ominaisuuksissa pyrittiin huomioimaan alan eri toimijoiden näkökulmat. Edellä asetettujen tavoitteiden täyttymiseksi tulee rajapinnalla olla seuraavat ominaisuudet: - Avoimuus - Standardisoitu - REST-arkkitehtuurityyliä käyttävä - Tietoturvallinen - Helppokäyttöinen - Yksinkertainen - Selkeästi määritelty - Reaaliaikainen Avoimuudella pystytään lisäämään rajapinnan yhteensopivuutta sekä skaalautuvuutta. Avoimuudella saavutetaan luotettavuutta sekä kustannusten pienenemistä. Standardisointi mahdollistaa luotettavan sekä yhteensopivan rajapinnan. Standardisoinnilla pystytään myös vaikuttamaan tietoturvaan. REST-arkkitehtuurityyli on yksinkertainen sekä tehokas tiedonsiirtotapa. REST parantaa yhteensopivuutta sekä helpottaa integrointia. REST-arkkitehtuurityyliä käyttävät ratkaisut ovat mahdollista implementoida, vaikka implementoijalla ei olisi kattavaa tietämystä talotekniikan järjestelmistä. Tietoturva tulee olla yksi rajapinnan lähtökohdista. Tieturvan tulee olla helposti ja tehokkaasti rakennettavissa. Tietoturvan tulee olla yksiselliteisesti määritelty. Suurin osa vaatimuksiin vaikuttaneista tahoista näki reaaliaikaisuuden tärkeänä. Reaaliaikaisuus mahdollistaa laajat sovelluskohteet sekä käyttäjäystävällisen toteutuksen. Tiukimpia reaaliaikaisuusmääritelmiä ei voida kuitenkaan saavuttaa REST-arkkitehtuurityylillä, vaan tällöin tulee valita jotakin toista arkkitehtuurityyliä käyttävä toteutus. Edellä mainitut vaatimukset suurimmalta osalta täyttäviä protokollia olivat KNX WS ja BACnet/WS ja obix, joista jokaisella oli omat vahvuutensa ja heikkoutensa. Taulukossa 1 on vertailtu näiden protokollien ominaisuuksia.

Raportti 5 (6) Taulukko 1. Rajapintojen ominaisuuksien vertailu Ominaisuus KNX WS BACnet/WS obix REST / SOAP / WebSocket Kyllä/Kyllä/Kyllä Kyllä/Kyllä/Ei Kyllä/Kyllä/Kyllä Objektien ryhmittelymahdollisuus Kyllä Kyllä Kyllä Tapahtumailmoitus Kyllä Kyllä Kyllä Historiatiedot Ei Kyllä Kyllä Yhteensopivuus muiden Kyllä Kyllä Kyllä protokollien kanssa Reaaliaikaisuus Kyllä Ei Kyllä Turvallisuus KNX IP Secure ja KNX Data Secure TLS / OAuth 2.0 Ei (TLS:n käyttöä suositellaan) Protokollista valittiin testattavaksi KNX WS ja BACnet/WS vähäisten aikaisempien käyttökokemusten vuoksi. Pilottihankkeiden perusteella KNX WS ja BACnet/WS todettiin alustavasti lupaaviksi menetelmiksi kyseisessä testiympäristössä. 3.2 Tiedonkuvausmenetelmät Hankkeessa löydettiin useita kiinteistöalalla olemassa olevia tiedonkuvausmenetelmiä, kuten IFC, CObie, SAREF, Haystack ja Brick Schema. Kiinteistön taloteknisten laitteiden toiminnan ja mittapisteiden mittaustiedon esittämiseen näistä soveltuvat ainoastaan kaksi viimeistä. Haastattelujen perusteella näiden molempien käyttö on Suomessa lähes olematonta, mutta Yhdysvaloissa Haystackin käyttö on lisääntymässä. Tiedonkuvauksen tärkeimpiä ominaisuuksia on koneluettavuus ja tulkittavuus. Koneluettavissa, menetelmä kuvaus ja sen tiedon yksiselitteinen tulkittavuus mahdollistavat tiedon kuvauksen muuntamisen järjestelmästä toiseen. Hankkeessa määritettiin tiedonkuvausmenetelmältä vaadittavat ominaisuudet, jotka hyödyttäisivät mahdollisimman monia alan toimijoita ja tuottaisivat riittävän kattavan kuvauksen. Ominaisuuksissa pyrittiin huomioimaan mahdollisimman monta näkökulmaa, jotka osoittautuivat hyvin toimijakohtaisiksi. Määritettyjen ominaisuuksien on tarkoitus toimia suuntaviivana alan toimijoille Suomessa. Hankkeessa määritettiin tiedonkuvausmenetelmälle seuraavat vaatimukset: - Kuvauksen esittäminen rakenteisessa muodossa, esim. XML pohjainen - Standardisoitu kattava ja päivittyvä nimikkeistö - Mahdollistaa mittapisteiden, laitteiden, laiteryhmien, tilojen, rakennusten ja niiden välisten suhteiden esittämisen - Mittapisteistä tulee kuvata vähintään: - Mittausyksikkö - Sijainti: koordinaatit, tila ja mahdollinen laite - Mittauksenottohetki - Esitettävä vähimmäisvaatimukset kuvattavista järjestelmien ominaisuuksista Tiedonkuvausmenetelmistä Haystack valittiin pilotoitavaksi sen teknisen soveltuvuuden ja Brick Schemaan verrattuna tämän hetkisen oleellisesti suuremman tunnettuuden vuoksi. Haystack täyttää suurimman osan edellä luetelluista vaatimuksista.

Raportti 6 (6) 4 Jatkotoimet Haystack perustuu tiedonkuvantamiseen tagein. Haystackin tämän hetkinen nimikkeistö on osittain kattamaton, mutta se kehittyy jatkuvasti. Menetelmä tarjoaa tasot mittapisteiden, laitteistojen, laiteryhmien ja rakennusten ja niiden välisten suhteiden esittämiseen. Haystackissä suhteiden esittäminen ei ole hierarkkinen eikä suhteiden suuntaa ole muutenkaan mahdollista kuvata. Toisaalta suhteiden suunta on lähes kaikissa tapauksissa pääteltävissä. Haystack mahdollistaa mittapisteiden mittaustietojen yksiköiden, ajan, mahdollisten laitesuhteiden ja ilmanvaihtoalueen esittämiseen. Haystackissä ei ole kuitenkaan valmista sanastoa tilojen ja sisäkoordinaattien esittämiseen. Tästä huolimatta Haystackissä on mahdollista käyttää itse määritettyjä nimikkeistöjä, joiden avulla tilat ja sisäkoordinaatit voidaan esittää. Haystack suosittaa joidenkin laitteiden osalta vähimmäismittapisteiden ja ominaisuuksien esittämisestä, mutta se ei esitä vaatimuksia eikä suosituksia läheskään kaikkien laitteistojen osalta eikä rakennustasolla. Hankkeessa mukana ollut yritys testasi Haystackia ja se totesi menetelmän edellä mainittuja puutteita lukuun ottamatta toimivaksi kyseisessä ympäristössä. Menetelmää sovellettiin muun muassa rakennusautomaation tuottaman mittausdatan liittämiseen visualisointimalliin, joka onnistui käyttäen itsekehitettyä räätälöityä koordinaatti- ja tila nimikkeistöä. Hankkeessa kokeillut rajapintaratkaisut ja tiedonkuvantamismenetelmät ovat uusia ja varsin tuntemattomia Suomessa eikä niistä ole kertynyt paljoa käyttökokemuksia. Pilottikohteiden perusteella testatut menetelmät todettiin alustavasti lupaaviksi testiympäristössä, mutta käyttökokemuksia tulisi kerätä lisää, jotta niiden toimintaa pystytään arvioimaan tarkemmin varsinaisissa käyttöympäristöissä. Esitetyt tiedonkuvantamismallit eivät määrittele vähimmäistasoa tiedonkuvaukselle eikä mahdollista sisäkoordinaattien esittämistä standardilla tavalla. Tulevaisuudessa tulisi laatia tarkat standardit ja vähimmäisvaatimukset tiedonkuvaukselle, jota voitaisiin käyttää kilpailutusasiakirjojen liitteenä, joilla varmistettaisiin rakennusautomaatiojärjestelmien tuottavan ymmärrettävää ja standardia tietoa. Tulevaisuudessa rajapintaprotokollille ja tiedonkuvausmenetelmille vaatimuksia tulevat asettamaan myös rakennusten liittäminen muiden alojen laitteiden ja esineiden tietoverkkoihin, kuten älykkäisiin sähköverkkoihin tai liikennejärjestelmiin. Eri aloilla käytettävät protokollat poikkeavat toisistaan ja tulevat todennäköisesti vaatimaan uusia tai olemassa olevien ratkaisujen kehittymistä, jotta tieto rakennusten ja muiden esineiden välillä saadaan virtaamaan.