Digital collaborations and entrepreneurship – the role of shareconomy and crowdsourcing in the era of smart city

The thesis begins with the classical cooperation and transfers it to the digital world. This work gives a detailed overview of the young fields of research smart city, shareconomy and crowdsourcing and links these fields with entrepreneurship. The core research aim is the finding of connections between the research fields smart city, shareconomy and crowdsourcing and entrepreneurial activities and the specific fields of application, success factors and conditions for entrepreneurs. The thesis consists of seven peer-reviewed publications. Based on primary and secondary data, the existence of entrepreneurial opportunities in the fields of smart city, shareconomy and crowdsourcing could be confirmed. The first part (publications 1-3) of the thesis are literature reviews to secure the fundamental base for further research. This part consists of newly created definitions and an extreme sharpening of the research fields for the near future. In the second part of the thesis (publications 4-7), empirical field work (in-depth interviews with entrepreneurs) and quantitative analyses (fuzzy set/qualitative comparative analysis and binary logistic regression analysis) contribute to the field of research with additional new insights. Summarizing, the insights are multi-layered: theoretical (e.g. new definitions, sharpening of the research field), methodical (e.g. first time application of the fuzzy set/qualitative comparative analysis in the field of crowdfunding) and qualitative (first time application of in-depth interviews with entrepreneurs in the fields of smart city and shareconomy). The global research question could be answered: the link between entrepreneurship and smart city, shareconomy and crowdfunding could be confirmed, concrete fields of application could be identified and further developments could be touched upon. This work strongly contributes to the young fields of research through much-needed basic work, new qualitative approaches, innovative methods and new insights and offers opportunities for discussion, criticism and support for further research.

Specification of a smart meter/actuator description mechanism & development of a mobile application

Home Automation holds the potential of realizing cost savings for end users while reducing the carbon footprint of domestic energy consumption. Yet, adoption is still very low. High cost of vendor-supplied home automation systems is a major prohibiting factor. Open source systems such as FHEM, Domoticz, OpenHAB etc. are a cheaper alternative and can drive the adoption of home automation. Moreover, they have the advantage of not being limited to a single vendor or communication technology which gives end users flexibility in the choice of devices to include in their installation. However, interaction with devices having diverse communication technologies can be inconvenient for users thus limiting the utility they derive from it. For application developers, creating applications which interact with the several technologies in the home automation systems is not a consistent process. Hence, there is the need for a common description mechanism that makes interaction smooth for end users and which enables application developers to make home automation applications in a consistent and uniform way. This thesis proposes such a description mechanism within the context of an open source home automation system – FHEM, together with a system concept for its application. A mobile application was developed as a proof of concept of the proposed description mechanism and the results of the implementation are reflected upon.

Developing smart services by Internet of Things in manufacturing business

Manufacturing companies have passed from selling uniquely tangible products to adopting a service-oriented approach to generate steady and continuous revenue streams. Nowadays, equipment and machine manufacturers possess technologies to track and analyze product-related data for obtaining relevant information from customers’ use towards the product after it is sold. The Internet of Things on Industrial environments will allow manufacturers to leverage lifecycle product traceability for innovating towards an information-driven services approach, commonly referred as “Smart Services”, for achieving improvements in support, maintenance and usage processes. The aim of this study is to conduct a literature review and empirical analysis to present a framework that describes a customer-oriented approach for developing information-driven services leveraged by the Internet of Things in manufacturing companies. The empirical study employed tools for the assessment of customer needs for analyzing the case company in terms of information requirements and digital needs. The literature review supported the empirical analysis with a deep research on product lifecycle traceability and digitalization of product-related services within manufacturing value chains. As well as the role of simulation-based technologies on supporting the “Smart Service” development process. The results obtained from the case company analysis show that the customers mainly demand information that allow them to monitor machine conditions, machine behavior on different geographical conditions, machine-implement interactions, and resource and energy consumption. Put simply, information outputs that allow them to increase machine productivity for maximizing yields, save time and optimize resources in the most sustainable way. Based on customer needs assessment, this study presents a framework to describe the initial phases of a “Smart Service” development process, considering the requirements of Smart Engineering methodologies.

RCOS: Real time context sharing across a fleet of smart mobile devices

Today, biodiversity is endangered by the currently applied intensive farming methods imposed on food producers by intermediate actors (e.g.: retailers). The lack of a direct communication technology between the food producer and the consumer creates dependency on the intermediate actors for both producers and the consumers. A tool allowing producers to directly and efficiently market produce that meets customer demands could greatly reduce the dependency enforced by intermediate actors. To this end, in this thesis, we propose, develop, implement and validate a Real Time Context Sharing (RCOS) system. RCOS takes advantage of the widely used publish/subscribe paradigm to exchange messages between producers and consumers, directly, according to their interest and context. Current systems follow a topic-based model or a content-based model. With RCOS, we propose a context-awareness approach into the matching process of publish/subscribe paradigm. Finally, as a proof of concept, we extend the Apache ActiveMQ Artemis software and create a client prototype. We evaluate our proof of concept for larger scale deployment.

Haminan ja Kotkan rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016-2021

Tässä suunnitelmassa on käsitelty Kymijoen vesistöalueella mahdollisesti toteutuvaa harvinaista tulvaa ja sen vaatimia tulvariskiä vähentäviä toimenpiteitä. Suunnitelmassa on esitetty erilaisia ennakkotoimenpiteitä, joilla parannetaan valmiutta tulvatilannetta varten. Suunnitelma sisältää myös tulvatapahtuman aikana ja sen jälkeen toteutettavia toimenpiteitä. Tulvaa on ajateltu tapahtumana, joka aiheuttaa väistämättä vahinkoja. Tulvariskien hallinnan kannalta on olennaista, että tulvasta aiheutuvat vaikutukset eivät kuitenkaan uhkaa ihmisten henkeä tai terveyttä ja yhteiskunnan välttämättömät palvelut kuten vedenjakelu, sähkö, lämpö ja sairaanhoito toimivat. Tulvariskien hallintasuunnitelman mukaisia toimenpiteitä toteutetaan tulevien kuuden vuoden aikana (2016–2011). Suunnitelma päivitetään vuonna 2021.

Helsingin ja Espoon rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016 - 2021

Suomen vesistöjen varsilla ja merenrannikolla on 21 tunnistettua merkittävää tulvariskialuetta. Kullekin merkittävälle alueelle on laadittu tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä Helsingin ja Espoon rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma sisältää tavoitteet ja toimenpiteet pääkaupunkiseudun ranta-alueiden sekä lähisaariston tulvariskien minimoimiseksi. Suunnitelman laatimista varten nimetyssä ryhmässä ovat olleet edustettuna Uudenmaan liitto, Helsingin ja Espoon kaupungit, Helsingin ja Länsi-Uudenmaan pelastuslaitokset sekä Uudenmaan ELY-keskus. Lisäksi työssä on ollut mukana asiantuntijaroolissa Helsingin Seudun Ympäristöpalvelut –kuntayhtymä HSY. Keskeisiä sidosryhmiä on kuultu tarpeen mukaan. Helsingin ja Espoon ranta-alueet ovat monimuotoisia vaihdellen jyrkistä kalliorannoista aina ruovikkoisiin ja mataliin merenlahtiin. Osa alavista mereen laskevista puroista ulottuu pitkälle sisämaahan laajentaen meritulvan vaikutusaluetta jopa useita kilometrejä rannikosta. Pääkaupunkiseudulle tyypillisesti ranta-alueita peittää yhä tihenevä asutus. Rannikon läheisyydessä sijaitsee asutuksen lisäksi mm. useita teollisuuden ja yhdyskuntatekniikan kohteita, alavia teitä sekä satamia. Helsingin erityispiirteenä ovat lisäksi maanalaiset tilat ja tunnelit. Tulvariskien hallinnan tavoitteena on mm. asuinrakennusten, vaikeasti evakuoitavien kohteiden, yhdyskuntatekniikan rakenteiden, merkittävien liikenneyhteyksien, satamien, ympäristölle vahingollisten kohteiden, kulttuuriperintökohteiden sekä muun rakennuskannan turvaaminen merenpinnan noustessa. Lisäksi tavoitteena ovat mm. omaisuusvahinkojen minimoiminen sekä ilmastonmuutoksen huomioon ottaminen tulvaturvallisessa rakentamisessa. Tavoitteisiin pyritään varautumisen lisäksi sekä tulvan aikana että tulvan jälkeen tehtävillä toimenpiteillä. Toimenpiteet eivät ole ristiriidassa vesienhoidon tavoitteiden kanssa. Helsingin ja Espoon rannikkoalueella eräs keskeisimmistä tulvariskiä vähentävistä toimenpiteistä on tulva-alueiden ja ilmastonmuutoksen huomioiminen maankäytön suunnittelussa. Tulvavaara-alueille rakentamista tulee lähtökohtaisesti välttää, ja toimintojen sijoittamisessa tulee ottaa huomioon suositukset alimmista rakentamiskorkeuksista. Olemassa olevien riskikohteiden osalta tulee varmistua ajantasaisista ja toimivista varautumissuunnitelmista. Asukkaiden omatoimisen varautumisen edellytyksiä tulee parantaa mm. tulvatietoisuutta lisäämällä. Suunnitelmassa on tunnistettu myös useita alueellisia ja paikallisia suojaustarpeita.

Plan för hantering av översvämningsriskerna i Helsingfors och Esbo kustområde för åren 2016 - 2021

Längs de finländska vattendragen och den finländska havskusten har identifierats 21 områden med betydande översvämningsrisk. För varje område med betydande översvämningsrisk har utarbetats en plan för hantering av översvämningsrisker. Den här planen för hantering av översvämningsrisker i Helsingfors och Esbo kustområde innehåller mål och åtgärder för att minimera översvämningsriskerna i huvudstadsregionens strandområden och i den närmaste skärgården. I gruppen som utsetts för att utarbeta planen har ingått företrädare för Nylands förbund, städerna Helsingfors och Esbo, Helsingfors och Nylands räddningsverk samt NTM-centralen i Nyland. Dessutom har Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster HRM deltagit i arbetet i egenskap av expert. Viktiga intressentgrupper har hörts enligt behov. Strandområdena i Helsingfors och Esbo har en mångformig natur som varierar från branta klippstränder till vassbevuxna och grunda havsvikar. En del av bäckarna som mynnar ut i havet från de låglänta landskapen når sig långt in i landet vilket gör att det område som påverkas av havsöversvämningar sträcker sig till och med flera kilometer från kusten. Strandområdena i huvudstadsregionen karaktäriseras av en allt tätare bosättning. I närheten av kusten finns utöver bosättning även bland annat flera industri- och samhällsteknikobjekt, låglänta vägar och hamnar. Därtill är underjordiska utrymmen och tunnlar typiska drag för Helsingfors. Målet med hanteringen av översvämningsriskerna är bland annat att trygga bostadsbyggnader, objekt som är svåra att evakuera, samhällsteknikstrukturer, viktiga trafikförbindelser, hamnar, objekt som är farliga för miljön, kulturarvsobjekt och annat byggnadsbestånd om havsvattenståndet stiger. Därtill har man bland annat som mål att minimera egendomsskadorna och att beakta klimatförändringen i det översvämningssäkra byggandet. Man strävar mot målen genom beredskap samt genom åtgärder såväl under som efter översvämningen. Åtgärderna strider inte mot målen för vattenvården. En av de viktigaste åtgärderna som minskar översvämningsrisken i Helsingfors och Esbo kustområde är beaktandet av översvämningsområden och klimatförändringen i planeringen av markanvändningen. Utgångspunkten är att man bör undvika byggande i områden med översvämningsrisk och vid placeringen av funktioner bör man beakta rekommendationerna för lägsta grundläggningsnivå. I fråga om riskobjekt bör man säkerställa att det finns uppdaterade och fungerande beredskapsplaner. Förutsättningarna för invånarnas egen beredskap ska förbättras bland annat genom ökad medvetenhet om översvämningar. I planen identifieras också flera regionala och lokala skyddsbehov.

Loviisan rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma vuosille 2016 - 2021

Suomen vesistöjen varsilla ja merenrannikolla on 21 tunnistettua merkittävää tulvariskialuetta. Kullekin merkittävälle alueelle on laadittu tulvariskien hallintasuunnitelmat. Tämä Loviisan rannikkoalueen tulvariskien hallintasuunnitelma sisältää tavoitteet ja toimenpiteet Loviisan keskustan, Loviisanlahden ranta-alueiden sekä lähisaarten tulvariskien minimoimiseksi. Suunnitelman laatimista varten nimetyssä ryhmässä ovat olleet edustettuna Uudenmaan liitto, Loviisan kaupunki, Itä-Uudenmaan pelastuslaitos sekä Uudenmaan ELY-keskus. Lisäksi työssä ovat olleet mukana asiantuntijaroolissa Fortum Power and Heat Oy:n Loviisan voimalaitos ja Säteilyturvakeskus STUK. Keskeisiä sidosryhmiä on kuultu tarpeen mukaan. Loviisa on Uudenmaan alueen itäisin kunta ja eräs alueen keskeisimmistä asutuskeskuksista. Keskusta-alue sijoittuu Loviisanlahden pohjukkaan ja sen länsireunalle. Lisäksi tiivistä rakentamista on Valkon ja Vårdön alueella keskustan eteläpuolella. Loviisanlahden itäpuolisko on pääasiassa kallioista ja metsäistä, ja alueen rakennuskanta muodostuu pääasiassa harvassa sijaitsevista vapaa-ajan asunnoista. Hästholmenin saarella sijaitsee Loviisan ydinvoimalaitos. Tulvariskien hallinnan tavoitteena on mm. asuinrakennusten, vaikeasti evakuoitavien kohteiden, ydinvoimalaitoksen, yhdyskuntatekniikan rakenteiden, merkittävien liikenneyhteyksien, sataman, ympäristölle vahingollisten kohteiden, kulttuuriperintökohteiden sekä muun rakennuskannan turvaaminen merenpinnan noustessa. Lisäksi tavoitteena ovat mm. omaisuusvahinkojen minimoiminen sekä ilmastonmuutoksen huomioon ottaminen tulvaturvallisessa rakentamisessa. Tavoitteisiin pyritään varautumisen lisäksi sekä tulvan aikana että tulvan jälkeen tehtävillä toimenpiteillä. Toimenpiteet eivät ole ristiriidassa vesienhoidon tavoitteiden kanssa. Loviisan rannikkoalueella eräs keskeisimmistä tulvariskiä vähentävistä toimenpiteistä on asukkaiden tietoisuuden lisääminen mm. talouksiin jaettavan tulvaohjeen avulla. Loviisan keskustan tulvapenkereen tausta-alueen tulvariskien pienentämiseksi pengertä on tarpeen korottaa nykyisestä. Tulva-alueet ja ilmastonmuutos tulee ottaa huomioon maankäytön suunnittelussa. Tulvavaara-alueille rakentamista tulee lähtökohtaisesti välttää, ja toimintojen sijoittamisessa tulee huomioida suositukset alimmista rakentamiskorkeuksista. Olemassa olevien riskikohteiden osalta tulee varmistua ajantasaisista ja toimivista varautumissuunnitelmista. Svartholman ja Loviisan maalinnoituksen tulvaherkkyydet tulee selvittää. Loviisan ydinvoimalaitoksella varaudutaan jo nykyisellään tässä suunnitelmassa esitettyjä tulvia huomattavasti harvinaisempiin tulvatilanteisiin. Mahdolliset harvinaisista tulvista voimalaitokselle aiheutuvat häiriötilanteet voivat johtaa lähinnä sähköntuotannon leikkaantumiseen.

Luoteis-Pirkanmaan viisaan ja turvallisen liikkumisen suunnitelma 2016

Luoteis-Pirkanmaan viisaan ja turvallisen liikkumisen suunnitelma on laadittu yhteistyössä kuntien, ELY-keskuksen, Liikenneturvan ja poliisin kanssa. Suunnitelman alussa on esitetty kiireiselle lukijalle sivun yhteenveto ja johdatus työn sisältöön. Seudun onnettomuuksiin, asukkaiden ja koululaisten koettuun turvallisuuteen ja liikenneturvallisuustyön nykytilanteeseen on pureuduttu luvussa 2. Vuosina 2010–2014 Luoteis-Pirkanmaan alueella kuoli keskimäärän vuosittain kolme ja loukkaantui 42 henkilöä. Nykytilan analyysien pohjalta sekä valtakunnalliset ja alueelliset linjaukset huomioiden seudun liikenneturvallisuustyölle asetettiin visio, onnettomuuksien vähenemätavoite ja painopistealueet (luku 3). Tavoitteena on, että vuoteen 2025 mennessä liikennekuolemissa päästään nollatasoon ja loukkaantuneita on enintään 33 (lähtötaso 52). Seudulla tapahtuvista liikenneonnettomuuksista aiheutuu nykyisin vuosittain noin 26 miljoonan euron kustannukset, joista kuntien osuus on noin 4–5 miljoonaa euroa. Suunnitelmassa esitetyt toimenpiteet on yhdessä kuntien, ELY-keskuksen ja sidosryhmien kanssa kohdistettu valittuihin painopistealueisiin (luku 4). Suunnitelmaan sisältyy toimenpide-ehdotuksia liittyen yhteistyöhön, liikennekasvatukseen ja -tiedotukseen, liikenneympäristön parantamiseen, liikenteen valvontaan sekä liikenteen ja maankäytön suunnitteluperiaatteisiin. Liikenneympäristön turvallisuutta parantavien toimenpiteiden pääpaino on pienehköissä ja kustannustehokkaissa toimenpiteissä. Suunnitelman toteuttamisen vastuu jakautuu toimenpiteen luonteesta riippuen kuntasektorille, ELY-keskukselle, Liikenneturvalle, poliisille ja muille sidosryhmille. Suunnitelman vaikutustenarvioinnin perusteella voidaan todeta, että liikenneympäristöön kohdennetut toimet tuottavat merkittäviä onnettomuusvähenemiä, mutta valtatien 3 kokonaisvaltainen parantaminen on ensiarvoisen tärkeää koko seudun turvallisuustilanteen kannalta (luku 5). Asetettujen tavoitteisiin pääseminen edellyttää erittäin suuria panostuksia kaikilla iikenneturvallisuustyön osaalueilla, ja erityisesti liikennekäyttäytymiseen ja yhteistyöhön kohdistuvien toimenpiteiden osalta. Erityisesti liikennekäyttäytymisen muutoksella saavutettaisiin liikenneympäristön toimenpiteisiin nähden moninkertainen hyöty. Seudulla tullaan ottamaan käyttöön keväällä 2016 liikenneturvallisuustoimija, joka yhdessä kuntien ja ELY-keskuksen kanssa vastaa suunnitelman toteutumisen ja vaikutus seurannasta (luku 6).