RAMBOLL

Rautatiesuunnittelun tehostaminen ja kansalaisten hyväksynnän saavuttaminen virtuaalitodellisuuden, paikkatietojärjestelmän ja tietomallinnuksen avulla

TULEVAISUUTTA RAKENTAMASSA

Jaa tämä tarina

Kuva: Ramboll

Automaatio ja edistyneet visualisointitekniikat tehostavat monimutkaisia raidejärjestelmien suunnitteluprojekteja Skandinaviassa

Ramboll käyttää integroituja digitaalitekniikoita kaupunkirautateiden suunnittelun erilaisissa haasteissa, kuten virtuaalitodellisuutta ja lisättyä todellisuutta yleisön osallistamisessa ja paikkatietojärjestelmää suunnittelun tehostamisessa. Tanskassa perustettu yritys automatisoi ja optimoi suunnitteluprosessinsa tietomallinnuksen työkaluilla. Tuloksena virheitä on vähemmän kuin ennen, koordinointi projektiryhmien välillä on tehokkaampaa ja viestintä asiakkaiden ja paikallisyhteisöjen jäsenten kanssa toimii paremmin.

Yleisön osallistaminen virtuaalitodellisuuden avulla

Mantas Smidtas, kansainvälisen suunnittelu- ja konsultointiyrityksen Rambollin tekniikkajohtaja, on oppinut urallaan monia tärkeitä asioita siitä, miten rauhoitella kansalaisten rautatieprojekteihin liittyviä reaktioita. Kokemusta hänellä on esimerkiksi Norjan valtion yhtiön Bane NORin Hensetting–Østfoldbanen-ratahankkeesta.

Østfoldbanen-ratahanke kattaa 2,2 kilometriä rautatietä ja kaksi asemaa suurten kaupunkien ympäristössä alueella, jolla yli 80 % norjalaisista asuu. Bane NORin tavoitteena on luoda tällä kaupunkiradalla turvallinen ja täsmällinen raidejärjestelmä matkustajille ja rahdille sekä tarjota mahdollisimman paljon vastinetta rahalle. Projektia hankaloittaa alueen tiheä asutus, jonka väestö kasvaa tasaisesti 0,5–1 % vuodessa. Tämä merkitsee noin 50 000:ta ihmistä vuosittain.

Havainnekuva Bane NOR Hensetting–Østfoldbanen-ratahankkeesta. Ramboll käyttää tietomallinnustyökaluja rautatien suunnitteluprosessin automatisointiin ja optimointiin. Kuva: Ramboll.

Hanketta koskevassa asukaskokouksessa asukas oli huolissaan siitä, että koti oli lähellä paikkaa, johon maisema-arkkitehdit rakensivat suurta meluestettä. 2D-kartalla este näytti valtavalta. ”Se oli kuin vuori”, Smidtas sanoo. ”Laitoimme hänelle VR-lasit, joilla hän huomasi, ettei hän näe sitä puiden takaa lainkaan.” Esteen katseleminen virtuaalitodellisuuden avulla lievensi ensi alkuun varsin skeptisen asukkaan huolta.

Digitaaliset VR- ja 3D-mallit ovat osoittautuneet tehokkaiksi työkaluiksi paikallisyhteisöjen osallistamisessa: ”Tuomme alustavan suunnitelman yhteisökokouksiin”, Smidtas sanoo. ”Meillä on malli seinällä ja VR-lasit valmiina, ja ihmiset voivat sitten katsoa suunnitelmaa eri kulmista.”

Perustana tarkat maantieteelliset tiedot

Paikkatietojärjestelmän avulla Ramboll saa tarkat tiedot alueen infrastruktuurista, rakennuksista, vesistöistä, maaperästä ja kasvillisuudesta, joten suunnittelu perustuu todellisiin olosuhteisiin. Kun nämä tiedot linkitetään digitaaliseen karttaan, voidaan havaita tietojen maantieteelliset yhteydet ja näin tuottaa parempia tuloksia sekä edistää tiedon jakamista.

Asukaskokouksessa asukkaat tarkastelevat uutta rautatietä virtuaalitodellisuudessa. Kuva: Ramboll

Ramboll käyttää Esrin (Environmental Systems Research Institute) ArcGIS Online -alustaa toimistoissaan 35 maassa. Työntekijät voivat hankkia GIS-tietoja mistä tahansa alueesta ja luoda yksityiskohtaisia, monikerroksisia karttoja 20 senttimetrin tarkkuudella. GIS-tietokerrosten lisääminen älykkäisiin malleihin tietomallinnuksen avulla auttaa Rambollia pienentämään virhemarginaalia suunnitteluprojekteissa, kuten Bane NORin ratahankkeessa, sekä vähentämään merkittävästi riskejä. Yhtiö käyttää Autodesk Connector for ArcGIS -ohjelmaa paikkatietojen yhdistämisessä digitaalisiin suunnittelumalleihin.

Paikkatietotyökalut parantavat viestintää kaikissa vaiheissa ja auttavat projektitiimejä suunnittelemaan optimaaliset ratkaisut esimerkiksi kaupunkirakenteen hajautumisen tai luonnontilaiseen ympäristöön rakentamisen aiheuttamiin ongelmiin. Hensetting–Østfoldbanen-hankkeen 3D-kartta sisälsi tietoja 35 000 puusta, mikä osoittautui ratkaisevaksi keskustelunaiheeksi asukkaiden kanssa. Tiedot puiden luokituksista, korkeuksista, paksuuksista, tiheyksistä ja etäisyyksistä koteihin auttoivat suunnittelemaan tehokkaat meluesteet rautatien varrelle siten, että luonnonmukaisia elinympäristöjä voitiin suojella.

Rautateiden suunnittelu tehostuu

Tanskassa vuonna 1945 perustettu Ramboll otti Hensetting–Østfoldbanen-hankkeen suunnittelussa uudenlaisen lähestymistavan. Järjestelmän neljä komponenttia – ajojohdin, raiteet, signaalit ja meluesteet – integroitiin ensimmäistä kertaa, ja suunnittelussa keskityttiin automaatioon ja tietojen hyödyntämiseen.

Suunnittelukerros, joka näyttää radan äänianalyysin. Kuva: Ramboll.

Ramboll jakoi projektin neljään keskeiseen osa-alueeseen: parametrisen sisällön luomiseen, mallinnusautomaatioon, suunnitelmien tarkistukseen ja tietojen visualisointiin, jotka olivat kaikki yhteydessä toisiinsa Autodeskin Dynamo Studion, Inventorin, Revitin, InfraWorksin, BIM 360:n (englanniksi), Forgen ja Civil 3D:n avulla.

Koska aikataulu oli tiukka, tiimi suunnitteli projektin alkuvaiheet rinnakkain myöhempien vaiheiden kanssa. Haastavaa oli kuitenkin löytää tarpeeksi monta erikoisaloihin, kuten ajojohtimiin, raiteisiin, maanteihin, siltoihin ja signaaleihin, erikoistunutta asiantuntijaa, jotka pystyivät nopeasti omaksumaan entistä tehokkaampia työnkulkuja ja työkaluja.

Tietojen visualisointi ja yhdistäminen paransi merkittävästi suunnittelun tehokkuutta ja lopulta paransi myös asiakaskokemusta. Intuitiivisen ja interaktiivisen koontinäytön avulla tiimit voivat arvioida edistymistä, analysoida suunnitelmia sekä saada asiayhteyttä koskevaa palautetta mallien grafiikan ja tietojen avulla.

Tietojen yhdistäminen parantaa viestintää

Rambollin suunnitteluympäristö keräsi tietoja monista lähteistä. Auttaakseen asiakkaitaan visualisoimaan eri suunnitelmavaihtoehtoja tiimi loi monitasoisia vuorovaikutustoimintoja Unity-ohjelmalla ja vei sitten tiedot RealVideo (RVX) -suoratoistovideomuotoon ja Filmbox (FBX) -tiedostomuotoon. ”Käytämme integroitua VR-työkalua, mutta lisäksi viemme tiedot RVX-muotoon Unityn avulla, luomme VR-malleja ja toimitamme työkalun asiakkaalle avoimen lähdekoodin muodossa”, Smidtas sanoo.

Lisätyn todellisuuden kerros herättää 3D-tulostetun raidemallin eloon. Kuva: Ramboll.

Tämä prosessi mahdollisti yhteensopivuuden parametrisen sisällön luontisovellusten, kuten InfraWorksin, kanssa. ”Kehittämämme ratkaisun avulla voimme koota tietoja Revitistä, Dynamo Studiosta ja Civil 3D:stä sekä lisätä nämä tiedot ja kaikki niiden metatiedot InfraWorksiin”, Smidtas sanoo. ”Viestimme tämän avulla asiakkaidemme kanssa. Kun siitä tuli tarkistustyökalu, kehitimme ohjelmointirajapinnan, jotta tiedot saatiin BIM 360:een Forgessa avaamista varten.”

Microsoftin PowerBI:n kautta toteutetusta interaktiivisesta koontinäytöstä tiimi näki tietoja, joiden avulla he pystyivät arvioimaan edistymistä, analysoimaan keskeisiä suorituskyvyn indikaattoreita ja saamaan asiayhteyttä koskevaa palautetta. ”Suunnittelun tarkistustyökalu oli meille todiste konseptin toimivuudesta”, Smidtas sanoo. ”Kun paljon tietoa on samassa paikassa, päätöksiä voidaan tehdä nopeasti. Jos voin saada lisää tietoa, ehdottomasti sitä hankin – varsinkin, kun tieto on vapaasti saatavilla ja voimme välttyä uusilta virheiltä. Siitä tässä on kyse.”

Automatisoidut työnkulut lyhentävät suunnitteluaikoja

Ramboll suunnitteli työnkulkuja, jotka voitiin skaalata, kun projektit laajenivat viidestä kahteentoista tai useampaan erikoisalueeseen. Parametrisen suunnittelumallinnuksen avulla projektitiimit voivat integroida kaikki projektin työnkulut yhdeksi digitaaliseksi alustaksi, joka automatisoi useita manuaalisia vaiheita.

Tällainen automaatio parantaa tuottavuutta, mutta luotettavien tulosten saaminen vaatii laadukasta sisältöä. Ratahankkeen uudelleenkäytettävien tiedostojen Revit-sisältökirjastossa oli kolme yksityiskohtatasoa: pieni, keskitaso ja suuri. Tiimin jäsenet saattoivat valita vaaditun tarkkuuden.

Sähköistetyn rautatien virtakaapelien suunnittelusta vastaava ajojohdintiimi on hyvä esimerkki nopeutetuista ja automatisoiduista työnkuluista. Erittäin hidas työvaihe, jossa pylväät sijoitettiin paikoilleen manuaalisesti, muuttui yhden napin painalluksen pituiseksi. Tiimi kertoo säästäneensä 440 suunnittelutuntia ja työskennelleensä 2,2 kertaa aiempaa nopeammin Revit-kirjastoa käyttämällä. ”Nyt kun meillä on todella hyvä kirjasto Revitissä, voimme rakentaa nämä ajojohtolinjat vähintään seitsemän kertaa nopeammin kuin ennen”, Smidtas sanoo.

Automaatio säästää aikaa, mutta Smidtasin mukaan tehokas viestintä on avain parempaan suunnitteluun ja parempiin tuloksiin. Eikä vain viestintä tiimin jäsenten kesken. ”Viestintä on tehokkaampaa myös Rambollin ja sen asiakkaiden välillä, Rambollin ja ohjelmistokehittäjien välillä sekä eri ohjelmistotuotteiden välillä.”

Hensetting–Østfoldbanen-hankkeessa viestintä auttoi optimoimaan suunnitteluprosessin, tehostamaan sen vaiheita sekä saamaan asiakkaat mukaan työnkulkuun aikaisemmin. ”Tässä projektissa ei ole keskeistä puhua ajan säästämisestä”, Smidtas sanoo. ”Sen sijaan haluamme korostaa, että nyt voimme tarjota asiakkaillemme parempaa laatua samassa ajassa.”