RAMBØLL

Vi sætter fart på jernbanedesign – og vinder naboernes gunst – med VR, GIS og BIM

MED FREMTIDEN I TANKERNE

Del historien med andre

Stillet til rådighed af Rambøll

Automatisering og avancerede visualiseringsteknologier optimerer komplekse jernbanedesignprojekter i Skandinavien

Rambøll anvender integreret digitalisering for at løse de mange udfordringer inden for jernbanedesign i byerne – fra opnåelse af offentlighedens tilslutning med virtual reality (VR) og augmented reality (AR) til udvikling af design med data fra geografiske informationssystemer (GIS). Den danske virksomhed anvender BIM-værktøjer (Building Information Modeling) til automatisering og optimering af designprocessen. Som resultat opnår de færre fejl, mere effektiv koordinering mellem projektets teams og forbedret kommunikation med kunder og lokalsamfundet.

Virtual reality forbinder lokalsamfundet med jernbanedesign

Gennem sin karriere har Mantas Smidtas – teknologileder hos det globale ingeniør-, design- og konsulentfirma Rambøll – tilegnet sig vigtig erfaring om, hvordan man eliminerer offentlighedens bekymringer i forbindelse med udviklingen af jernbaneprojekter, f.eks. den norske statsbane Bane NORs udvidelse af Hensetting-Østfoldbanen.

Østfoldbanen-projektet omfatter 2,2 kilometer jernbane og to jernbanestationsdesign placeret i og omkring større byer, hvor mere end 80% af nordmændene bor. Bane NOR stræber efter at skabe et sikkert, punktligt system for passagerer og gods på denne bystrækning og at levere så meget jernbane for pengene som muligt. Projektet kompliceres af befolkningstætheden, som vokser støt med 0,5-1%, hvilket svarer til yderligere 50.000 borgere om året.

En gengivelse af Bane NORs Hensetting-Østfoldbanen-jernbaneudvidelse. Rambøll anvender BIM-værktøjer til at automatisere og optimere jernbanedesignprocessen. Stillet til rådighed af Rambøll.

Til et borgermøde om projektet delte en borger sine bekymringer om, at hans hjem lå meget tæt på et sted, hvor landskabsarkitekterne var i gang med at bygge et stort støjværn. På 2D-kortet så støjværnet kæmpestort ud. "Det lignede faktisk et bjerg," fortæller Mantas. "Vi gav ham VR-briller på, der fik ham til at se, at han slet ikke ville kunne se støjværnet fra sit hus på grund af træerne." På trods af mandens indledende skepsis forsvandt hans bekymringer, da han så støjværnet ved hjælp af VR.

VR og digitale 3D-modeller har vist sig at være et kraftfuldt værktøj, når det drejer sig om at opnå lokalsamfundets: "Vi præsenterer et foreløbigt design til borgermøderne," siger Mantas. "Vi afbilder en model på en skærm og stiller VR-briller til rådighed, så folk kan betragte modellen fra forskellige vinkler."

Præcise geografiske data definerer forholdene

GIS giver Rambøll et nøjagtigt overblik over data for infrastruktur, bygninger, vand, jordbundsforhold og vegetation, hvilket muliggør design i en simulering af den virkelige verden. Kombinering af disse data med et digitalt kort hjælper med at finde geografiske sammenhænge i dataene, hvilket giver bedre resultater og fremmer vidensdeling.

Til et borgermøde oplever borgerne den nye jernbane i virtual reality. Stillet til rådighed af Rambøll.

Rambøll anvender ArcGIS Online-platformen fra Esri (Environmental Systems Research Institute) på sine kontorer i 35 lande: Medarbejderne kan trække GIS-data fra et hvilket som helst område for at udarbejde detaljerede kort med flere lag og en nøjagtighed på ned til 20 cm. Tilføjelse af GIS-datalag til intelligente modeller ved hjælp af BIM (Building Information Modeling) hjælper Rambøll med at mindske fejlmarginerne for designprojekter såsom Bane NOR-jernbanen – hvilket reducerer risici betragteligt. Virksomheden anvender Autodesk Connector, så ArcGIS kan tilføje GIS-data til digitale designmodeller.

GIS-værktøjer forbedrer kommunikation på alle stadier og hjælper projektets teams med at planlægge optimale løsninger på problemer såsom diffus byspredning og indgreb i miljøet. 3D-kortet over byggepladsen for Hensetting-Østfoldbanen indeholdt data for 35.000 træer, som viste sig at være et afgørende samtaleemne hos borgerne. Oplysninger om træernes klassificeringer, højde, radius, densitet og afstand til bopælene understøttede planlægningen af effektive støjværn langs jernbanestrækningen og bevarede samtidig de naturlige omgivelser.

Jernbanedesign bliver mere effektivt

Rambøll, som blev grundlagt i Danmark i 1945, havde det, virksomheden kalder for en disruptiv tilgang til design af Hensetting-Østfoldbanen-projektet: Fire systemkomponenter – køreledning, skinne, signaler og støjværn – blev for første gang integreret med fokus på automatisering og data.

Et designlag, der viser lydanalyser langs jernbanestrækningen. Stillet til rådighed af Rambøll.

Rambøll delte projektet op i fire store, indbyrdes forbundne segmenter: parametrisk konstruktion, automatiseret model skabelse, designrevidering og datavisualisering ved hjælp af Autodesk Dynamo Studio, Inventor, Revit, InfraWorks, BIM 360, Forge og Civil 3D.

Teamet arbejdede under tidspres og designede projektets tidlige stadier sideløbende med senere stadier. Det var en udfordring at finde tilstrækkeligt med kompetente medarbejdere på tværs af disciplinerne – kædelinje, skinne, vej, bro og signal – som hurtigt kunne tage effektive arbejdsgange og værktøjer i brug.

Datavisualisering og -indsamling forstærkede designeffektiviteten dramatisk og forbedrede i sidste ende kundeoplevelsen. Et intuitivt og interaktivt dashboard sætter teams i stand til at evaluere udviklingen, analysere design og modtage kontekstuel feedback via modelgrafik og data.

Indsamling af data forbedrer kommunikationen

Rambølls datarige designmiljø indsamlede data fra mange kilder. For at hjælpe kunderne med at visualisere designmulighederne skabte teamet fordybende interaktive oplevelser med Unity-software og eksporterede derefter data til RealVideo-streamingvideo- og Filmbox-filformater (henholdsvis RVX og FBX). "Vi anvender det integrerede VR-værktøj, men vi eksporterer også data til RVX via Unity, så vi kan udarbejde VR-modellerne og levere dem til kunden som et frit tilgængeligt open source-format," siger Mantas.

En overlejring af augmented reality puster liv i en 3D-printet jernbanemodel. Stillet til rådighed af Rambøll.

Denne proces sørgede for samkøringsevne med programmer til parametrisk konstruktion såsom InfraWorks. "Med den løsning, vi udviklede, er vi i stand til at indsamle data fra Revit, Dynamo Studio og Civil 3D og tilføje disse data til InfraWorks med alle metadata," siger Mantas. "Vi benytter os af dette for at kommunikere med kunder. Da det blev et designrevideringsværktøj, udviklede vi en API [Application Programming Interface] for at overføre data til BIM 360, hvor de er klar til åbning i Forge."

Et interaktivt dashboard drevet af Microsofts PowerBI viste data, der hjalp teamet med at evaluere udviklingen, analysere overordnede nøgletal og få kontekstuel feedback. "Designrevideringsværktøjet fungerede som en blåstempling for os," siger Mantas. "Det at have flere data på samme sted muliggør hurtigere beslutningstagen. Hvis jeg kan indsamle flere oplysninger, gør jeg det – især, når vi har fri adgang til oplysninger og kan undgå flere fejl. Det er det, det hele handler om."

Automatiserede arbejdsgange reducerer designtimer markant

Rambøll designede arbejdsgange, der kunne skaleres, efterhånden som projekternes antal af discipliner steg fra fem til 12 eller flere. Ved hjælp af parametrisk konstruktion som grundlag kan projektets teams integrere alle projektarbejdsgange i én digital platform, der automatiserer mange af de manuelle arbejdsopgaver.

En sådan automatisering øger produktiviteten, men det kræver indhold af høj kvalitet at opnå pålidelige resultater. Revits indholdsbibliotek for genanvendelige filer til jernbaneprojekter tilbød tre detaljeniveauer: lav, middel og høj. Teammedlemmerne kunne vælge det fornødne niveau.

kørelednings teamet, der var ansvarlige for design af den elektrificerede jernbanes strømkabler, statuerede et eksempel på forbedrede, automatiserede arbejdsgange. Den uudholdeligt langsommelige opgave med at placere kørelednings master manuelt blev forenklet til ét klik. Teamet har oplyst, at brugen af Revit-biblioteket sparede dem for 440 designtimer og gjorde dem i stand til at arbejde 2,2 gange hurtigere. "Nu hvor vi har et virkelig godt bibliotek i Revit, kan vi lave køreledninger syv eller flere gange hurtigere," siger Mantas.

Automatisering sparer tid, men Mantas er af den overbevisning, at kommunikation er nøglen til bedre planlægning, design og resultater. Og ikke blot for mennesker, der taler med mennesker. "Det betyder bedre kommunikation mellem Rambøll og kunder, mellem Rambøll og softwareudviklere og mellem software løsninger."

For Hensetting-Østbanen-projektet hjalp kommunikation med at optimere og effektivisere designprocessen, mens kunderne blev inddraget tidligere i processen end førhen. "I dette projekt taler vi ikke om at spare tid," siger Mantas. "Vi siger i stedet til kunderne, at vi kan give dem bedre kvalitet på samme tid."