• Suomi

    Olemme ohjaneet sinut vastaavalle paikalliselle sivustolle, josta löydät paikalliset hinnat ja kampanjat ja jossa voit tehdä ostoksesi verkossa.

    Stay on our U.S. site

Keyboard ALT + g to toggle grid overlay

Norconsult

Infrastruktuurin innovaattorit tehostavat tunnelien suunnittelua VR-pelien avulla

Tulevaisuutta rakentamassa

JAA TÄMÄ KERTOMUS

Kuvat: LimbForge

Virtuaaliset ympäristöt näyttävät todelliset suunnitteluongelmat ennen rakentamista

Infrastruktuuriprojekteissa kaikki on suurta: hinta, aikataulut, laajuus ja ennen kaikkea riskit. Kun arkkitehtuuri-, rakennesuunnittelu- ja suunnittelukonsulttiyhtiö Norconsult suunnitteli uuden rautatietunnelin lähelle Norjan Bergeniä, se teki suuresta riskistä pienemmän hyödyntämällä kriittisessä ja hankalassa suunnitteluympäristössä kehittynyttä teknologiaa – rautateiden merkinantojärjestelmää. Estääkseen puutteellisten merkkien ja signaalien aiheuttamat kalliit rakentamisen viivästykset Norconsult käytti infrastruktuurin suunnittelussa 3D-mallinnusta ja VR-pelillistämistä. Tavoitteena oli nähdä potentiaaliset suunnitteluongelmat ennalta. Sen luoma interaktiivinen peliympäristö on nostanut suunnittelun arvioinnin, validoinnin, optimoinnin ja hyväksynnän tehostamisen uudelle tasolle.

Suuri organisaatio startup-yrityksen hengessä

Jo vuonna 1929 perustettu Norconsult on Norjan suurin monialainen tekninen konsulttiyritys. Se käyttää osaamistaan muun muassa lentoasemien, julkisten tapahtuma-areenoiden, öljykenttien, maanteiden, sairaaloiden, patojen, siltojen, rautateiden ja tunnelien suunnitteluun ja rakentamiseen. Nämä ovat kuitenkin vain murto-osa yrityksen laajasta 20 000 projektin portfoliosta.

Sandvikassa lähellä Osloa päätoimipaikkaansa pitävällä Norconsultilla on lähes 3 300 työntekijää globaalisti 88 toimistossaan. Vaikka suuri koko on sille etu, se voi olla myös haitta: mitä suurempi organisaatio on, sitä hitaammin se liikkuu. Saadakseen toimintaansa huomattavasti pienemmän ja ketterämmän yrityksen ilmapiiriä Norconsult perusti sisäisen tiimin nimeltä Bleeding Edge. ”Tiimissä on 30–40 innovatiivista työntekijää, jotka edistävät teknologian kehittämistä, jotta voimme tehostaa työtapojamme ja tarjota asiakkaillemme entistä parempaa tuotetta”, kertoo rakennusinsinööri ja tietomallinnuksen koordinaattori Thomas Angeltveit, joka korostaa 3D-mallinnuksen ja -teknologian tärkeyttä Norconsultin menestyvässä kuljetusliiketoiminnassa. ”Pyrimme olemaan niin hyviä kuin pystymme käyttämällä aina uusimpia teknologioita.”

Tietomallinnuksen koordinaattori Thomas Angeltveit Norconsultin rautatietiimistä on työskennellyt Ulrikenin tunneliprojektissa vuodesta 2015 alkaen. Kuva: Norconsult AS.

Eroon talouden pullonkaulasta

Bergensbanenina tai Bergen Linenä tunnettu Norjan rautatie Oslon ja Bergenin välillä on 500 kilometriä pitkä ja kulkee henkeäsalpaavien maisemien keskellä. Se ei ole pelkästään yksi maisemiltaan upeimmista Euroopan rautateistä vaan myös taloudellisesti tärkeä, sillä se yhdistää kaksi Norjan suurinta kaupunkia. On tärkeää, että junat kulkevat sitä pitkin nopeasti, helposti ja turvallisesti.

Reitin viimeinen osuus Arnan ja Bergenin välillä kulkee Ulriken-vuoren läpi menevän 7,8 kilometriä pitkän Ulrikenin tunnelin kautta. Tämä vuonna 1964 rakennettu tunneli on Pohjois-Euroopan vilkkaimmin liikennöity yksiratainen tunneli, ja se on ollut ongelmallinen pullonkaula vuosien ajan. ”Nykyisen tunnelin kapasiteetti ei riitä tarvittavalle määrälle junia” täyttämään matkustaja- ja kuljetusliikenteen tarpeet, Angeltveit kertoo. Vuonna 2010 Norconsult aloitti Norjan valtion rautatieviranomaisen Bane NOR:n kanssa projektin, jossa on määrä kaksinkertaistaa kapasiteetti rakentamalla toisen Ulrikenin tunnelin ensimmäisen viereen.

Projektin on määrä valmistua vuonna 2022. Se asettaa merkittäviä haasteita rakentajille, sillä heidän täytyy porata uusi tunneli Ulriken-vuoren läpi. Samalla täytyy myös uudistaa nykyinen tunneli ja siihen liittyvät rautatieasemat aiheuttamatta häiriöitä nykyiselle rautatieliikenteelle.

Havainnekuvassa Bergenin asema, Bergen Linen pääteasema. Kuva: Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni.

Rautatien turvallisuus ennen kaikkea

Luodakseen uuden Ulrikenin tunnelin aiheuttamatta häiriöitä vanhalle tunnelille ja rautatiepalveluille Bane NOR:n täytyy käyttää 1 800-tonnista tunnelinporauskonetta (TBM). Siltä kestää 18 kuukautta kaivaa kovaa kalliota, jonka päällä Ulriken-vuori lepää. Tämä on ensimmäinen kerta, kun TBM:ää on tarkoitus käyttää rautatietunnelin poraamiseen Norjassa, missä on ollut tapana käyttää perinteistä louhintaa. Kestää 18 kuukautta kaivaa kovaa kalliota, jonka päällä Ulriken-vuori lepää.

Tämän kaltaisessa suuressa infrastruktuuriprojektissa ei ole vain teknisiä haasteita vaan myös hallinnollisia esteitä. Rautatieprojekteissa yhden suurimmista kompastuskivistä muodostavat viranomaisten hyväksynnät merkki- ja signaalijärjestelmälle, joka on ensisijaisen tärkeä rautateiden turvallisuuden kannalta. ”Rautatieprojekteissa signaalijärjestelmälle on vaikeinta saada hyväksyntää”, Angeltveit sanoo. ”Tämä johtuu siitä, että se on rautatien ydin. Sillä hallitaan kaikkea. Ellei junankuljettaja näe signaalia ja ajaa liian pitkälle tai ei pysähdy, koko junajärjestelmä suljetaan.”

Tunnelinporauskone läpäisemässä Ulrikenin vuorta Bergenissä 29. elokuuta 2017. Kuva: Warren Eversley/Bane NOR/Norconsult AS.

Pelipohjainen järjestelmä

Norconsult pyrki selättämään Ulrikenin tunneliprojektin vaikeat suunnittelu- ja rakennushaasteet rakentamisen tietomallinnuksen (BIM) avulla. Se auttoi yritystä tehostamaan eri osa-alueiden koordinointia. ”Rakentamisen tietomallinnus on tärkeä menestystekijä projekteissamme, sillä kehitämme uusia teknologioita nyt erittäin nopeasti”, Angeltveit sanoo. Tietomallinnuksen mallit tunneliprojektia ja asemauudistuksia varten luotiin AutoCAD-, Civil 3D- ja Revit-ohjelmistoilla hyödyntäen lisäksi Navisworks-ohjelmistoa yhteistyöhön rakennustiimien kanssa.

Signaalijärjestelmään liittyvien hallinnollisten haasteiden ratkaiseminen vaati toisenlaista lähestymistapaa. Tarvittavien hyväksyntöjen saaminen on niin vaikeaa saada siitä syystä, että signaalit asennetaan tyypillisesti vuosia ennen kuin kuljettajat pääsevät niitä testaamaan. Tästä syystä virheet ovat yleisiä. Angeltveit mietti sitä, olisiko hyväksynnät helpompi saada, jos junankuljettajat pääsisivät testaamaan signaaleita aiemmin.

Saadakseen asiaan selvyyden hän päätti yhdistää tietomallinnuksen mallit virtuaalitodellisuuteen luodakseen peliympäristön, jossa junankuljettajat voisivat "ajaa" tulevilla raiteilla ennen niiden rakentamista. ”Meillä oli mallit kaikille osa-alueille – samat mallit, jotka annoimme alihankkijoille – ja sijoitimme ne pelimoottoriin”, Angeltveit kertoo. Tiimi animoi 3D-mallit 3ds Max -ohjelmistolla ja laajensi niitä laserkeilauksella kerätyillä todellisen maailman tiedoilla, kuten junan ohjaamon pohjapiirustuksella, käyttäen ReCap-ohjelmistoa.

  • Mukaansatempaavassa VR-pelissä kuljettaja pääsee "ajamaan" uuden Ulrikenin tunnelin läpi simuloidussa ohjaamossa, joka on luotu 3D-laserkeilaamalla todellinen juna.

  • Käyttäjät ajavat reittiä ja arvioivat radan metrimerkintöjen avulla etäisyyttään lähimmästä signaalista sekä merkitsevät ongelmia signaalein pelin aikana.

  • Junankuljettajat kehottivat siirtämään joitakin tunnelissa olevia signaaleja näkyvyyden parantamiseksi. Näin säästettiin merkittäviä rahasummia, kun muutokset tehtiin ennen rakentamista.

  • Virtuaalisessa ympäristössä näkyvät myös tunnelissa olevat valaisimet ja laitteet, minkä ansiosta voidaan suorittaa kriisitilanteiden simulaatioita ja käyttö- ja huoltotoimintojen tukikoulutusta.

  • Drone-tilassa nähdään uudistettu, Ulrikenin tunnelin sisäänkäynnin tuntumassa sijaitseva Arnan asema lintuperspektiivistä.

Kuvat: Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni

Valtava potentiaali

Pelissä junankuljettajat ajoivat virtuaalisia raiteita yhdyskuntasuunnittelijoiden valvonnassa. Valvojat arvioivat samalla merkkien ja signaalien sijoittelua. Virtuaalinen ympäristö tuntuu siltä ”kuin olisi siellä oikeasti”, Angeltveit sanoo. ”Tämä on valtava etu, kun yritetään saada hyväksyntää jollekin, mitä ei ole vielä rakennettu”. Iteratiivisessa suunnitteluprosessissa suunnittelijat jalostivat ja optimoivat signaalijärjestelmää. ”Työskentely junankuljettajien kanssa antoi meille paremman ymmärryksen heidän ajatteluprosessistaan”, hän jatkaa. ”Hyödyimme heidän todellisesta junankuljetuksen kokemuksestaan.”

Myös Bane NOR on saanut pelistä lisähyötyä visuaalisena tietona pelastustyöntekijöitä varten. Pelaamalla peliä drone-tilassa eli liikkumalla projektissa miehittämättömässä ilma-aluksessa henkilöstö voi tutustua evakuointireitteihin tai simuloida kriisitilanteita. Samanlaiset mukaansatempaavat ympäristöt voivat auttaa projektityöryhmiä ennustamaan toiminnallisia ja ylläpidollisia tarpeita. Tämä auttaa suunnittelemaan rakennuksia ja infrastruktuuria, jotka on optimoitu loppukäyttäjille. ”Tämä tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia”, Angeltveit sanoo.

Video: Norconsult AS / Bane NOR / Baezeni (2:18 min)

Parempi ja turvallisempi tunneli kuin koskaan

Tunnelin rakentaminen etenee kohti vuodelle 2022 ajoittuvaa valmistumistaan saavutettuaan vuonna 2017 välitavoitteen, kun TBM sai poraustyönsä valmiiksi Ulriken-vuoren läpi. Kun uusi kaksiraiteinen rautatie on valmis, entistä enemmän junia voi kuljettaa entistä enemmän ihmisiä ja rahtia Arnan ja Bergenin välillä, entistäkin nopeammin ja tiheämmin välein.

Sillä välin tietomallinnuksen, virtuaalitodellisuuden ja pelialustojen yhdistelmästä on jo tullut tuottoisa Norconsultille, joka voitti kolmannen palkinnon AutoDeskin 2017 AEC Excellence Awards (englanti) -kilpailussa. Angeltveitin mukaan VR-peleistä on saatu etuja, kuten virtaviivaistettu viranomaistarkistusten prosessi, jonka ansiosta hyväksynnät saadaan vuosia nopeammin kuin tavallisessa menettelyssä. Toisena hyötynä on sidosryhmien entistä vahvempi sitoutuminen, sillä peli on auttanut jopa ei-teknisiä käyttäjiä saamaan käsityksen projektisuunnitelmista. Lisäksi on saatu alennettua kustannuksia, kun on voitu välttää virheitä ennen rakentamista jälkikäteen tehtävien korjausten sijaan.

Ehkä kaikkein suuri etu on kuitenkin itse tunneli, joka pelin ansiosta tulee toimimaan parhaalla mahdollisella suorituskyvyllä pitkään sen jälkeen, kun rakennustyöntekijät ovat poistuneet paikalta. ”Loppujen lopuksi meidän avullamme saadaan paremmat ja turvallisemmat tunneli ja asemat kuin koskaan aiemmin”, Angeltveit sanoo.

Arnan aseman uudistus työn alla, juna tulossa nykyisestä tunnelista ja uusi tunneli vasemmalla. Kuva: Ingvild Eikeland/Bane NOR/Norconsult.

Uusia tuulia tulevaisuuden infrastruktuurin suunnitteluun

Ulrikenin tunnelin onnistumisen pohjalta Norconsult on tehnyt VR-pelillistämisestä vakiomenettelyn kaikissa rautatieprojekteissaan tukeakseen signaalijärjestelmien suunnittelua ja hyväksyntää. Yritys myös tutkii muita käyttötapauksia. Esimerkiksi eräässä kaupungin pikaraitiotieprojektissa Norconsult käyttää VR-peliä palautteen keräämiseen raitiovaununkuljettajilta voidakseen optimoida pyörien ja hälytysajoneuvojen liikennekaistat. Asiakkaat puolestaan käyttävät mukaansatempaavia VR-ympäristöjä pitäessään esityksiä ylimmälle johdolle ja yhteiskunnallisille sidosryhmille. VR-visualisonnin avulla heidän tärkeän tukensa ja sitoutumisensa saaminen on entistä helpompaa ja heidät saadaan innostumaan helpommin.

On myös helppo nähdä, miten VR-pelillistäminen voi pitkällä aikavälillä ohjata suunnittelua reagoivasta suunnittelusta ennakoivampaan suuntaan. ”Meille se on ollut käänteentekevä uudistus”, Angeltveit sanoo. ”Kun tarjoamme interaktiivista virtuaalitodellisuutta tietomallinnuksen malliemme ohessa, se todella ravistelee vallitsevaa tilaa perinteisesti konservatiivisella alalla.”

VR-renderöinti signaaliasettelusta Bergen Linen varrella. Kuva: Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni.

Liittyvät tuotteet

Hakutuloksia ei voida näyttää juuri nyt. Yritä myöhemmin uudelleen.