Ilmastonmuutoksen vaikutuksena arktisen alueen käytettävyys kauppamerenkulkuun lisääntyy. Arktisten merireittien käytöllä pyritään saavuttamaan merkittäviä aika- ja kustannussäästöjä. Merialueen haasteellisuus lisää kuitenkin liikenteen riskejä. Turvallisuutta lisäävä tieto on hajanaista ja vaikeasti hyödynnettävissä. AI-ARC -hanke pyrkii parantamaan tiedon käytettävyyttä ja lisäämään tilannetietoisuutta alueen olosuhteista ja riskeistä hyödyntämällä tekoälyä.

Arktisen alueen tulevaisuuden haasteet

Nykypäivän merenkulkijoilla ja viranomaisilla on käytössään valtava määrä tietoa, jota tallennetaan, käytetään ja jaetaan toisistaan erillisissä tietojärjestelmissä ja -verkoissa. Saatavilla olevaa tietoa ei kuitenkaan kyetä käyttämään täysimääräisesti hyödyksi johtuen pääasiassa kahdesta keskeisestä syystä.

Ensimmäinen haaste on se, että merkittävä tieto ”hukkuu” valtavaan käytössä olevaan tietomassaan. Tämän vuoksi on tarpeen kehittää älykäs keino käsitellä tätä tietoa. Erottelemalla tietomassasta automaattisesti erityisen tavallisuudesta poikkeava tieto, luodaan merenkulkijoille ja viranomaisille mahdollisuus saada jo varhaisessa vaiheessa ennakkovaroitus mahdollisista riskeistä ja poikkeamista.

Toinen haaste liittyy tiedonsiirron ja tallennuksen mahdollistaman valtavan tietomassan vaikeaan hallittavuuteen ja hajanaisuuteen. Jotta päätösten tekeminen ei viivästy ja se perustuu mahdollisimman validiin tietoon, tulee tietoa kyetä suodattamaan, lajittelemaan ja hakemaan tekoälyä hyödyntämällä. Muussa tapauksessa seuraukset voivat olla katastrofaaliset etenkin syrjäisellä ja luontoarvoiltaan herkällä arktisella alueella.

AI-ARC -hankkeen toteutus

Laurea TKI-johtaja Isto Mattila toimii hankkeen koordinaattorina ja samalla Laurea vastaa 1. työpaketin (Project management) toteutuksesta. Kaikkiaan hankkeessa on viisi työpakettia. Laurean AI-ARC -tiimi tulee koostumaan 6-7 henkilöstä. Laurea tunnetaan luotettavana hankkeiden koordinoijana. Tiimillämme on runsaasti kokemusta kansainvälisistä merellisistä yhteistyöhankkeista. Sen lisäksi tiimimme jäsenillä on kokemusta merellisen turvallisuuden kehittämisestä myös arktisista olosuhteista jo neljältä vuosikymmeneltä. Osaamisemme kattaa merellisen turvallisuuden kummatkin osa-alueet eli meripelastuksen (safety) ja niin sanotun kovan turvallisuuden (security).

Kaikkiaan hankkeen konsortioon kuuluu 22 partneria 12 maasta. Pääosa konsortion jäsenistä on Euroopan Unionin maista, mutta mukana on myös edustus Turkista, Iso-Britanniasta, Norjasta ja Islannista. Partnereiden joukossa on yliopistoja, tutkimuslaitoksia, teollisuuden edustajia ja operatiivisia loppukäyttäjiä.

Hankkeen kokonaisbudjetti on noin seitsemän miljoonaa euroa, mistä Laurean osuus on noin 850 k€. Hanke aloitetaan virallisesti syyskuussa 2021 Suomessa järjestettävällä tilaisuudella (kickoff meeting). Hankkeen kokonaiskesto on 30 kuukautta, joten hanke valmistuu helmikuussa 2024.

Hankkeen tavoitteena on parantaa turvallisuutta tekoälyä hyödyntämällä

AI-ARC -hankkeen päätavoitteena on luoda innovatiivinen, kestävä, tehokas ja käyttäjäystävällinen tekoälypohjainen järjestelmä, joka vastaa edellä mainittuihin haasteisiin ja tarjoaa laadukkaan tilannetietoisuuden päätöksenteon tueksi ja turvallisuuden lisäämiseksi kaikille merenkulkualan toimijoille lisäämättä kuitenkaan työmäärää. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi konsortio käyttää pohjana kaikkia saatavilla olevia merenkulkuun liittyviä tietolähteitä kuten AIS (Automatic Identification System), Copernicus (European Union’s Earth Observation Programme), VDES (VHF Data Exchange System) ja käsittelee niistä saatua tietoa tekoälyä hyödyntäen.

Järjestelmä oppii tunnistamaan riskejä hyödyntämällä muun muassa tilastotietoa, tapahtumahistoriaa, vallitsevia olosuhteita, toiminta-aluetta ja tarjoaa loppukäyttäjille vuorovaikutteisen visuaalisen uhka- ja riskitason reaaliaikaisena. Tämä riskiarvio toimii nopean ja optimaalisen päätöksenteon tukena. Järjestelmä antaa valvonta- ja pelastusviranomaisille laadukkaan tilannetietoisuuden lisäksi mahdollisuuden ennakoida havaittujen poikkeamien ja määritettyjen riskitasojen perusteella tulevia tapahtumia ja varautua niihin esimerkiksi varaamalla niihin jo ennalta tarvittavia resursseja. Vakuutusyhtiöt voivat hyödyntää dynaamisesti järjestelmän tuottamia erillisille matkoille laskettuja riskitasoja määrittäessään vakuutusmaksuja. Samaa tietoa voivat hyödyntää myös varustamot suhteuttaessaan kunkin matkan kannattavuutta sen riskeihin.

AI-ARC -hanke noudattaa CISE-järjestelyjä (Common Information Sharing Environment) tiedon jakamiseksi helposti ja turvallisesti, jotta sen mahdollisimman laaja hyödyntäminen merenkulkijoiden ja viranomaisten keskuudessa on mahdollista. CISE on Euroopan Unionin yhteinen vapaaehtoinen merialueiden valvonnan tietojenvaihtoympäristö. Sillä edistetään valvontatietojen vaihtamista ja sitä kautta parannetaan Euroopan Unionin merialueiden valvontatoimien tehokkuutta, laatua, reagointikykyä ja yhteensovittamista.

Miksi juuri arktinen merialue kiinnostaa?

Ilmaston lämpenemisen seurauksena arktisen merialueen jää sulaa ja sen myötä alueen laivaliikenne kasvaa. Arktisen merijään massasta jopa 75 % on sulanut vuodesta 1979, jolloin mittaukset satelliittien avulla aloitettiin ja Arktisen alueen on arvioitu olevan kesäisin sula jo 2040-luvulla (Taalas 2021). Jääalueen pieneneminen lisää myös kiinnostusta alueen taloudelliseen hyödyntämiseen kuten kauppamerenkulkuun, kaivosteollisuuteen, kalastukseen ja turismiin. Nämä tekijät yhdessä ovat saaneet monet valtiot investoimaan näihin mahdollisuuksiin. Tämän seurauksena hallitukset ja laivastot ryhtyvät luonnollisesti suojelemaan maidensa investointeja ja alueita.

Arktisen alueen aktiivisuuden lisääntyminen merkitsee samalla riskiä muun muassa onnettomuuksien, saastumisen ja laittoman toiminnan lisääntymiseen. Arktisen alueen pelastus- ja valvontaresurssit ovat rajalliset ja tilannetietoisuus on heikko. Lisäksi suojasatamia ja suojaisia ankkurointipaikkoja on erittäin harvassa. Alueella ei ole kattavaa VHF- (very high frequency) eikä AIS-verkkoa ja satelliittienkin kattavuus on heikko. Sään ennustaminen alueella on vaikeaa ja merikartoitus on muita alueita epätarkempaa. Kaikki nämä erityispiirteet yhdistettynä haasteellisiin olosuhteisiin tekevät arktisesta merialueesta erittäin vaarallisen alueella liikkuville aluksille.

AI-ARC tarjoaa merenkulkijoille laadukkaan tilannetietoisuuden. Lisäksi se tukee arktisen alueen viranomaisten ulkorajojen valvontaa, laittoman toiminnan paljastamista (ympäristön pilaantuminen, kalastuksen valvonta, ihmiskauppa) sekä etsintä- ja pelastusoperaatioita. Tämä mahdollistetaan analysoimalla eri lähteistä saatuja indikaattoreita ja havaitsemalla toiminnassa poikkeavuuksia tavanomaisesta.

Tietojen jakaminen eri maiden viranomaisten välillä on haastavaa, koska viranomaisilla on erilaiset tehtävät ja yhteistoiminta maiden sisälläkin eri viranomaisten kesken on joissain tapauksissa haastavaa. Maittain kerätyt tiedot eivät ole yhteensopivia aika lainsäädäntö mahdollista niiden vaihtamista maiden välillä.

AI-ARC-ratkaisu tukee entistä tiiviimpää yhteistyötä ja avointa viestintää arktisen alueen valtioiden valvonta- ja pelastusviranomaisten välillä. Tämän myötä arktisen alueen valtioiden poliittisten suhteidenkin on mahdollista parantua ja tietokatkosten aiheuttamien mahdollisten ristiriitojen ja väärinymmärrysten mahdollisuus pienentyä.

Arktisella alueella voi hyödyntää Suomen erityisosaamista

Suomen meriteollisuudella on pitkät perinteet ja osaaminen jäissä kulkevien alusten rakentamisessa on maailman huippulaatua. Suomen telakoilla on rakennettu jäänmurtajia myös muiden kuin Suomen tarpeisiin. Ilmaston lämpenemisen seurauksena arktisen alueen jääpeite ohenee ja sen myötä sekä luoteisen että koillisen reitin liikenne tulee lisääntymään. Liikkuminen arktisella alueella edellyttää kuitenkin aluksilta tiettyjä erityisominaisuuksia, jotka taas vaativat Suomessa olemassa olevaa tietoa ja taitoa. Onko suomalaisella meriteollisuudella tässä iskun paikka?

Arktisella alueella mahdollisten onnettomuuksien ympäristövaikutukset saattavat olla erittäin tuhoisia ja pitkäkestoisia. Alueen luonto on erittäin herkkää ja olosuhteiden vuoksi ympäristöonnettomuuksien torjuntatoimet haasteellisia. Öljyn kerääminen on jään seasta erittäin vaativa toimenpide ja pitkien vasteaikojen takia öljy ehtii todennäköisesti levitä laajalle alueelle ennen torjuntatöiden alkamista. Suomessa tämä osaaminen on maailman kärkitasoa. Ympäristökeskuksen (SYKE) johdolla on kehitetty öljyn keräämistä jäiseltä merialueelta aktiivisesti ainakin vuodesta 1987, jolloin neuvostoliittolainen tankkeri Antonio Gramsci ajoi karille Porvoon edustalla ja siinä yhteydessä jäiden sekaan pääsi jopa 650 tonnia raakaöljyä. Kehitys- ja tutkimustyössä on vuosien varrella ollut SYKE:n lisäksi tutkimuslaitoksia ja yrityksiä. Kehitystyö on tuottanut vuosien varrella monia sangen kelvollisia öljyn keräämiseen soveltuvia laitteita ja menetelmiä. Tästä hyvänä esimerkkinä ovat Lamour Corporation Ab:n maailman laajuista mainetta saaneet innovatiiviset öljyntorjuntalaitteet. Arktisen alueen liikenteen lisääntymisen edellyttämä onnettomuuksiin varautuminen voisi olla suomalaiselle tietotaidolle mahdollisuus luoda lisää tämän alan kansainvälisesti menestyvää liiketoimintaa. (Pirttijärvi 2021)

Vuonna 1997 Suomen silloisen ulkoministerin Tarja Halosen aloitteesta perustettiin Itämeren alueelle rantavaltioiden yhteinen rajaturvallisuusyhteistyön tiivistämiseen tähtäävä yhteistyöfoorumi BSRBCC (Baltic Sea Region Border Control Cooperation). Tiiviistä yhteistyöstä ja tietojen vaihtamisesta on saatu hyviä kokemuksia jo yli kahdenkymmen vuoden ajalta ja se on lisännyt rajaturvallisuuden ohella myös muuta merellistä yhteistyötä. Itämeren mallia on esitelty muun muassa Tyynenmeren maiden yhteisissä kokouksissa. Suomi on saanut kansainvälistä tunnustusta myös erilaisista rauhanprosesseista ja toiminut vastuullisissa tehtävissä monien vaikeiden konfliktien ratkaisemisessa. Suomella on siis pitkät ja maailmalla laajasti tunnustetut perinteet erilaisten yhteistyömuotojen rakentajana. Tiedonvaihto arktisella alueella mahdollistaa vastaavanlaisen yhteistyömekanismin synnyn.

Arktiseen alueeseen kohdistuu yhä enemmän kiinnostusta ja sen merkitys tulee kasvamaan. Tämä saattaa aiheuttaa jännitettä maiden välillä esimerkiksi luonnonvarojen jakamisesta johtuvien erimielisyyksien takia. Aktiivisella vuoropuhelulla ja tiiviillä yhteistyöllä on mahdollisuus välttää jännitteiden kärjistymistä ja välttää jopa aseellisia yhteenottoja. Lisäksi yhteistyöllä on saavutettavissa hyötyjä muun muassa meripelastuksen koordinoinnissa ja laittoman toiminnan paljastamisessa. Arktisen alueen maiden yhteistyön ja vuoropuhelun sillanrakentajana Suomi voisi toimia aktiivissa roolissa ja vähentää jännitteitä siellä toimivien maiden välillä.

Lopuksi

AI-ARC-hankkeen tavoitteena on siis parantaa merenkulun turvallisuuta arktisella alueella parantamalla tilannetietoisuutta. Toteutuksessa hyödynnetään tekoälyä. Liikenteen lisääntyessä arktisella alueella palveluiden tarve kasvaa. AI-ARC hankkeen myötä Laurea on mukana rakentamassa ensimmäistä arktisen alueen kattavaa yhteistä korkean teknologian tiedonvälitysratkaisua. Tämä avaa mahdollisuuksia myös uusille tutkimushankkeille, jotka taas puolestaan luovat alueelle lisää kaupallisia ICT-palveluita.

Lähteet:

• Horizon 2020 Call: H2020-SU-SEC-2018-2019-2020 (Security), Topic: SU-BES02-2018-2019-2020 Proposal nro 101021271, AI-ARC.
• Taalas, P. 2021. Maailman ilmatieteen järjestö (WMO); Ilmastonmuutos ilmatieteilijän silmin (Tammi 2021, ISBN 978-952-04-1802-1).
• Pirttijärvi, J. 2021. Rajavartiolaitoksen esikunta (puhelinhaastattelu 28.1.2021).