Seminaariesitelmät Sessio: Tietomallit väylähankkeissa KOKEMUKSIA TIETOMALLIN KÄYTTÄMISESTÄ INFRAHANKKEESSA...2 CASE FINBIM PILOTTI VT8 KOTIRANTA STORMOSSEN...2 TIETOMALLIT TYÖMAALLE...6 VÄYLÄRAKENTEEN TOTEUTUSMALLIN VAATIMUSMÄÄRITTELY OSANA MUUTTAVAA TILAUSKÄYTÄNTÖÄ... 11 TIETOMALLIN KÄYTTÖ JORVAKSEN RATASUUNNITELMAN LAATIMISESSA... 16
Kokemuksia tietomallin käyttämisestä infrahankkeessa Case FINBIM pilotti Vt8 Kotiranta Stormossen Seppo Parantala Merja Sivonen Ramboll Finland Oy Kohteen esittely Suunnittelukohde sijaitsee Vaasan ja Mustasaaren kunnissa. Hanke on yleisesti tunnettu nimellä Sepänkylän ohikulkutie, sillä toteutuksen myötä valtatie siirtyy uudelle linjaukselle Sepänkylän taajaman kohdalla noin 6 km. matkalla. Kohteeseen sisältyy : kaksiajorataisen valtatien suunnittelu noin 8 km matkalla neljän eritasoliittymän suunnittelu katu- ja yksityistieverkkoa noin 6 km siltapaikkoja 10 Kohde on geoteknisesti erityisen haastava johtuen kivisyydestä ja sulfidisavikoista. Hanke toteutetaan ST- urakkana, jossa päätoteuttajana on Skanska Infra Oy ja suunnittelijana Ramboll Finland Oy Oulun toimisto. Kohde on Liikenneviraston kehittämishanke ja valittu RYM Oy: n PRE (Built Environment Process Re engineering) tutkimusohjelmaan yhdeksi Infra FINBIM työpaketin pilottihankkeeksi. Valmisteluvaihe Tavoitteet Pilottihankkeen päätavoitteeksi asetettiin eri suunnitelman osien kokoaminen samaan tietomalliin, suunnittelutoimintojen ja työmaatoimintojen kaksisuuntaiseen tiedonsiirtoon mallipohjaisesti tietomallin vieminen tuotantoon sekä lopputuotemallin laatiminen. Lopputuotemallin avulla seurataan takuuajan ja mahdollisesti takuuajan jälkeisen ajan muodonmuutoksia. Suunnittelun osalta pilotissa on tavoitteena mallintaa suunnitelmat NovaPoint ja TeklaStuctures- ohjelmien avulla ja koota suunnitelman eri osa-alueet samaan tietomalliin (koordinointimalliin). Projektisuunnitelma Aloitusvaihe luodaan pelisäännöt mallien luomiseen ja käyttämiseen järjestetään malleja hyödyntävien ohjelmien käyttökoulutus tehdään excursio Norjaan ja haetaan sieltä käyttökokemuksia Tietomallin sisältö Tietomalliin tallennetaan saatavilla oleva lähtödata: maastopinnat ja maaperätiedot
olemassa oleva kunnallistekniikka tiealueen rajat ja muut tärkeät aluerajaukset Tietomallin lähtötietoja päivitetään sitä mukaan, kun ne rakentamisen myötä varmistuvat tai muuttuvat Tietomalliin mallinnetaan eri suunnitelman osa-alueet: väylämallin leikkauspohjan, yläpinnan ja kerrosrakenteet kuivatusrakenteet siltojen näkyvät pinnat pohjanvahvistusrakenteet; paalulaatat, stabiloinnit valaisinten ja liikenteenohjauslaitteiden jalustat meluntorjuntarakenteet tiekaiteet Tietomallin käyttö Tietomallista tuotetaan mittausaineisto InfraModel 2 mukaisessa LandXML- formaatissa. Hankkeen rakenteiden valmistuttua Tilaaja mittaa kaikki näkyvät pinnat laserkeilauksena. Suunnittelija siirtää mittausaineiston koordinointimalliin ja laatii lopputuotemallin. Suunnitelman laatiminen Suunnitteluprosessin kulku: Suunnittelu väyläsuunnittelu NP 18.1 kunnallistekniikan suunnittelu NP WS:llä geotekniikan suunnitelmat AutoCAd ja Tekla siltasuunnitelmat Tekla Structure Mallin laatiminen mallien yhdistäminen koordinointimalliksi, VirtualMap mallikoordinaattorin rooli mallipalaverit kahden viikon välein suunnitelmaosien tarkastus ja yhteensovittaminen Suunnitelm a piirustukset Mittausainei sto perinteiseen tapaan AutoCad:llä LandXML muotoinen koneohjausaineisto aineiston tarkastaminen 3DWIN:ssä Tahys- aineisto takymetrimittausta varten Miten tietomallipohjainen suunnittelu poikkeaa perinteisestä suunnittelusta? Suunnittelun alkuvaiheessa on tehtävä tarkat ohjeet mallinnuksen periaatteista sekä ohjeistettava suunnittelijat mallipohjaisen suunnittelun tavoitteisiin ja vaatimuksiin. Suunnittelijat on koulutettava ohjelmien käytössä sille tasolle, että he hallitsevat perusteet
mallin rakentamisesta. Tässä vaiheessa on sovittava malliin toimitettavan aineiston formaatti, tarkkuus, mallikoordinaattorin tehtävistä sekä oman työn tarkastusmenettelyistä. Suunnittelutyö on jatkuvasta mallista johtuen selvästi tarkempaa ja samalla hitaampaa, kuin perinteinen poikkileikkaussuunnittelu. Suunnitelmien yksityiskohtien tarkasteluun joutuu käyttämään aikaa, koska kaikki epäjatkuvuuskohdat näkyvät. Aikaisemmin 2d suunnitelmana laaditut suunnitelmaosat, kuten pohjanvahvistukset, melusuojausrakenteet ja kunnallistekniikka suunnitellaan 3d- maailmaan, mikä osaltaan vaatii myös lisää ohjelmisto-osaamista ja työpanosta. Samalla suunnittelijalla on myös mahdollisuus paremmin tarkastella itsenäisesti työnsä laatua. Tietomallipohjaisen suunnittelun ja rakentamisen myötä on sekä suunnitteluun, että työmaalle varattava mallikoordinaattori ylläpitämään ja käsittelemään mallia. Suunnittelussa hänen tehtävänä on koota suunnittelijoiden mallit yhteen ja tarkastaa, että aineisto on oikeassa muodossa ja vietävissä malliin. Työmaan mallikoordinaattori vastaa työkoneille toimitettavasta mittausaineistosta ja hänellä tulee olla valmiudet tuottaa aineistot tietomallista. Määräajoin pidettävien mallipalavereiden myötä suunnitelmien tarkastaminen ja yhteensovittaminen muuttuu jatkuvaksi toiminnaksi. Mallipalavereissa käsitellään suunnitelman sen hetkinen tila, tarkastetaan yhteensopivuus osa-alueittain sekä tehdään tarvittaessa törmäystarkastelut. Mittausaineistojen tuottamisesta on tullut aikaisempaa huomattavasti merkittävämpi osa suunnittelua. Koneohjauksessa käytettävän aineiston oikeellisuus sekä toimivuus ja yhteensopivuus työmaan mittauskaluston kanssa asettavat uusia haasteita. Mallin esittely Vuorovaikutus tilaajan kanssa ja mallin siirtäminen tuotantoon Suunnittelukokouksissa suunnitelmaa käydään läpi mallin avulla. Mallin avulla seurataan suunnittelun edistymistä sekä aineistojen oikeellisuutta ja yhteensopivuutta. Malli tallennetaan määrävälein projektipankkiin, josta se on haettavissa kaikilla, joilla on pääsy projektipankkiin. Mallin katselu voidaan tehdä ilmaissovelluksella. Tavoitteena on, että tuotettava mittausaineisto soveltuu suoraan koneohjauslaitteisiin. Työmaalla on käytössä oma sovellus (SiteTool tai Civil Construction), jonka avulla työmaan mittausvastaava tarkastaa aineiston ja lukee ulos haluamansa väylän mittausaineiston laitetyypille sopivaksi koneohjausta varten. Toimitetaan tietokanta ja väylämalli. Perinteistä gps/takymetrimittausta varten tuotetaan dwg-aineisto työmaalla 3DWIN ohjelmalla tehtävää aineistoa varten. Työn etenemisen myötä maastossa mitataan tarkemittaukset kalliopinnoista ym. lähtötietoja tarkentavat olosuhdetiedot ja toimitetaan suunnittelijalle, joka päivittää tiedot lähtötietomalliin ja edelleen päivittää suunnitelman vastaamaan tarkasti maastoolosuhteita. Rakennetuista väylistä mitataan näkyvät pinnat esim. laserskannaamalla ja mitatun datan perusteella suunnittelija muodostaa kohteesta toteutumamalli. Sen avulla tarkastetaan, miten suunnitellut pinnat vastaavat suunnitelmaa ja tuotevaatimuksia sekä myöhemmin takuuajan jälkeen muodonmuutoksia.
Kokemuksia Suunnitteluprosessin muuttuminen on asettanut uusia haasteita suunnittelijoiden tietotekniselle osaamiselle. Suunnittelijoiden toimiminen tarkasti samojen toimintaohjeiden mukaan on haastava, ja totuttujen toimintatapojen muuttaminen on hidasta. Suunnittelutyön määrä on lisääntynyt johtuen siirtymisestä 3d- maailmaan sekä suunnitelman tarkkuusvaatimusten ja yksityiskohtien suunnittelun lisääntymisestä. Suunnitelmien laatu ja prosessin hallinta ovat parantuneet säännöllisten mallipalavereiden myötä. Mahdolliset virheet yhteensopivuudessa ja laitteistojen törmäyksissä on saatu kiinni jo varhaisessa vaiheessa ja on pystytty sopimaan korjaustoimenpiteistä riittävän ajoissa. Suunnitelman siirtäminen tuotantoon ei toimi vielä toivotulla tavalla. GPS /takymetrimittausta varten tuotetun mittausaineiston tekemisessä käytetyt ohjelmistot (NovaPoint / 3DWIN ) eivät ole yhteensopivia ja aineistin tuottamiseksi on jouduttu hakemaan laitekohtaisia ratkaisuja. Myöskään kaikki mittalaitteet eivät ole yhteensopivia käytetyn ohjelmiston kanssa. LandXML- aineistosta saadaan kokemuksia myöhemmin, kun kerrosrakenteiden rakentaminen käynnistyy. Muissa kohteissa aineisto on kokemuksiemme perusteella toiminut. Työnjohdolle suunnitelmien hakeminen sähköisinä projektipankista on edelleen haaste. Työnjohdolle ei vielä ole käytettävissä työkalua, jolla suunnitelman tarkastelu sähköisenä maastossa olisi mahdollista, joten siltä osin eletään edelleen paperiaikakautta ja suunnitelmat haetaan mapista. Tällöin on vaarana, että tuotannossa eivät ole aina viimeisimmät suunnitelmat, koska viimeisin tieto saattaa olla malliaineistona, ei suunnitelmapiirustuksena.
Tietomallit työmaalle Juha Parkkari VR Track Oy Nykyaikaisen infratyömaan työkoneet on varustettu koneohjausjärjestelmillä, joiden avulla työn tehokkuus ja laatu kiistattomasti paranevat. Tämä on aiheuttanut painetta suunnittelijoille muuttaa nykyistä suunnitteluprosessia. Suunnittelussa on pitkään ollut vallalla toimintatapa, jossa tuotetaan läjä paperia ja jätetään paljon yksityiskohtia työmaan ratkaistavaksi. Koneohjauksen käyttöönotto on ollut positiivinen kannustin myös suunnittelun kehittämisessä, koska se edellyttää suunnittelua tuottamaan jatkuvia ja aukottomia pintamalleja, jolloin hankalia yksityiskohtia ei voida enää jättää työmaan ratkaistavaksi. Projektin kustannuksista suurin osa määräytyy jo projektin alkuvaiheessa, joten panostamalla suunnitteluun hieman enemmän aikaisemmassa vaiheessa, voidaan vaikuttaa myös projektin kokonaiskustannuksiin. Tällöin kokonaisprosessi tehostuu huomattavasti. Merkittävä rooli muutoksessa on myös tilaajalla, jonka täytyy paperisuunnitelmien sijaan tilata suunnittelijalta mallipohjaista palvelua. Tällä hetkellä suunnitteluohjelmistot mahdollistavat monimutkaistenkin yksityiskohtien mallintamisen kohtuullisella työmäärällä. Mallintamisen avulla suunnitelmien laatutasoa saadaan nostettua, koska suunnittelija pystyy tarkastamaan suunnitelman toimivuuden kolmiulotteisesti ja erilaisia mallipohjaisia tarkastuskeinoja käyttäen. Mallintamisella tavallaan pakotetaan suunnittelija tarkastelemaan rakenteita jatkuvana mallina, kun aikaisemmin suunnittelija on tarkastellut suunnitelmaa poikkileikkauksittain esimerkiksi 20 metrin välein. Tämä asettaa korkeita vaatimuksia myös lähtöaineiston, kuten esimerkiksi maastomallin laadulle. Jos maastomalli mitataan poikkileikkauksittain esimerkiksi 50 metrin välein, jää poikkileikkausten väliin runsaasti vaihtelevia maaston kohtia, jolloin muun muassa kuivatusratkaisut eivät välttämättä ole maastoon optimaalisia. Myös urakkalaskennassa epätarkat maastomallit voivat aiheuttaa suuriakin poikkeavuuksia massamääriin. Osassa kohteita mallintaminen tehdään jälkikäteen, jolloin lähtötietona voivat olla esimerkiksi paperiset poikkileikkaukset ja mittalinjan geometria. Tällaisessa kohteessa mallintajan on tarkastettava myös mallin tekninen toimivuus, jolloin kohde joudutaan ainakin osittain suunnittelemaan uudestaan. Kuva 1. Jälkikäteen mallintaminen paperisten suunnitelmien pohjalta.
Varsinkin nuoremmille suunnittelijoille, joilla ei ole vielä valmiuksia hahmottaa paperista suunnitelmaa kolmiulotteisena, on mallintaminen tärkeä työkalu jo suunnittelun aikana. Eri suunnittelualojen mallit voidaan yhdistää samaan koordinointimalliin, jolloin törmäykset ja ristiriidat on helposti löydettävissä sekä visuaalisella tarkastuksella että ohjelmallisella törmäyslaskennalla jo suunnitteluprosessin aikana. Näin virheelliset suunnitelmat eivät päädy työmaalle, jolloin ne aiheuttaisivat paljon suurempia kustannuksia. Suunnittelun laadun parantuminen tähtää koneohjauksen käytön ohella rakentamisen eli lopputuotteen laadun parantumiseen. Ydinajatuksena - rakennetaan kerralla oikein! Kuva 2. Törmäystarkastelu koordinointimallissa. Koordinointimallia voidaan käyttää suunnittelun lisäksi yleisötilaisuuksissa, mikä on huomattavasti paperisuunnitelmia havainnollisempi tapa esitellä suunnitelmaa yleisölle. Koordinointimalli voidaan myös jakaa suunnitteluprojektin internet-sivulla, jossa yleisö voi käydä tutustumassa suunnitelmaan ja jättää omat kommenttinsa suoraan malliin. Kommentin mukana tallentuu näkymä mallista, jolloin suunnittelijan ja tilaajan on helpompi ymmärtää yleisön kommentteja. Kun koordinointimalli on käynyt läpi tarvittavan määrän iterointikierroksia ja kaikki suunnitteluvaiheet, voidaan mallista julkaista aineisto työmaan käyttöön.
Kuva 3. Koordinointimalli on havainnollinen työkalu yleisötilaisuuksissa. Kuva 4. Kolmioverkkoaineisto voidaan julkaista koordinointimallista. Työmaalla koneohjauksessa suunnitelmasta hyödynnetään pintamallit ja taiteviivat, jolloin suunnitelma on suoraan koneen tai koneen kuljettajan käytettävissä ilman erillisiä maastoon merkkausvaiheita. Rakentamisen tarkkuus näin toimien on luonnollisesti huomattavasti parempi, jolloin lopputuotteen laatu parantuu ja materiaaleja säästyy. Tietomalli on myös työnjohdolle visuaalinen työohje sekä hyödynnettävissä
projektipalavereissa, jolloin voidaan varmistua, että jokainen osapuoli hahmottaa tilanteen samalla tavalla. Suunnittelijan mallista tuotettujen koneohjausmallien laatu on tällä hetkellä kirjavaa, koska ohjelmistoilla ja käyttäjillä on omia tapojaan tuottaa aineistoa. InfraFINBIM:ssä ollaan luomassa alalle yhtenäisiä ohjeita tuotemallin laatimiseen, jolloin työmaalla pystytään luottamaan aineiston laatuun. Yhtenäiset nimeämiskäytännöt ja tuotemallien tasalaatuisuus vähentävät hankekohtaisten käytäntöjen luomisen tarvetta. Kuva 5. Pintamalli suunnittelijan tarkastuksessa ennen työmaalle siirtoa. Koneohjausmallit voidaan siirtää suoraan toimistolta etäyhteyden avulla työkoneisiin ja työkoneilla mitatut tarkkeet voidaan siirtää takaisin toimistolle. Etäyhteys mahdollistaa myös koneohjausjärjestelmän näytön tarkastelun ja hallinnan toimistosta käsin. Tämä helpottaa kommunikointia, jos työkoneen kuljettajalla on ongelmia järjestelmän toimivuuden tai mallien kanssa. Työmaan tukihenkilö tai suunnittelija pystyy tekemään tarvittavat korjaukset ilman matkustamista, jolloin ongelmatilanteiden korjaus on nopeaa. Kuva 6. Etäyhteys työkoneisiin.
Jo tällä hetkellä massansiirtojen toteumatieto voidaan kerätä GPS-laitteella suoraan maansiirtokaluston liikkeiden perusteella. Palvelimelle tallentuu kuljetettu maalaji ja paikkatiedot, jotka voidaan tuoda palvelimelta massansiirtojen aikatauluohjelmistoon, jolloin työmaan valmiusasteen seuranta helpottuu paperisiin kuormakirjoihin verrattuna huomattavasti. Kuva 7. Massansiirtojen toteutumatiedon keräys ja reaaliaikainen seuranta. Muutaman vuoden kuluttua työkone voi kommunikoida itsenäisesti suoraan mallipalvelimen kanssa ja noutaa sieltä suunnittelijan julkaisukelpoiseksi määrittelemää aineistoa. Työkone myös havaitsee automaattisesti, jos suunnitelmiin on tullut päivityksiä. Tällöin ei voi enää käydä tilannetta, jossa työmaalla käytetään pari viikkoa vanhoja suunnitelmia. Työkoneesta välittyy myös toteutuman mittaus ja paikannuksen laskennallinen tarkkuustieto automaattisesti mallipalvelimelle, josta annetaan hälytys koneen kuljettajalle ja työnjohdolle, jos määritetyt toleranssit ylittyvät. Haasteena tällaisen digitaalisen toimintakulttuurin luomisessa on useiden laite- ja ohjelmistovalmistajien välinen yhteensopivuus. Tällä hetkellä jokainen keskittyy oman koneohjausjärjestelmän tai suunnitteluohjelmiston ja sen oheispalveluiden kehittämiseen. Alalle täytyisi saada laajemmat kansainväliset standardit, jotta eri valmistajien välinen tiedonsiirto toimisi nykyistä kattavammin.
Väylärakenteen toteutusmallin vaatimusmäärittely osana muuttavaa tilauskäytäntöä Sami Snellman Destia Oy Johdanto Infrarakentamisessa on jo vuosia hyödynnetty työkoneissa 3D-ohjausjärjestelmiä. Yleisesti puhutaan työkoneautomaatiosta, jolla tarkoitetaan tapaa toteuttaa rakennussuunnitelma maastossa toteutus-/koneohjausmallin avulla. Työkoneautomaation yleisesti havaittuja hyötyjä ovat toteutettujen rakenteiden parempi laatu sekä työkohteen läpimenoajan nopeutuminen. Suuret infran haltijat ovat, Infra FINBIM vision mukaisesti, siirtymässä tilaamaan vain mallipohjaista palvelua. Toteutusmalli on suunnittelujärjestelmän suunnitelmamallista muodostettava rakennettavan kohteen (digitaalinen 3D) malli (koneohjausmalli). Nykytilanteessa toteutusmalleille ei ole yksikäsitteistä, riittävän yksityiskohtaista määrittelyä (Tierakentamisen mittaussuunnitelman laatimisohjeessa on samoja periaatteita). Rakentajien saaman aineiston laatu vaihtelee nykytilanteessa todella paljon ja rakentajat joutuvat usein itse laatimaan koneohjaukseen soveltuvia malleja. Pahimmillaan aloitetaan tyhjältä pöydältä 2D kuvista. Tarjouspyynnöissä on hyvin yleisellä tasolla pyydetty koneohjaukseen soveltuvia malleja, esim. mittaussuunnitelma koneohjausmalleineen tai koneohjausmalli InfraModel muodossa. Toteutusmallien sisältö saattaa olla täysin määrittelemättä. Tämä vääristää myös suunnittelukonsulttien välistä kilpailua, kun tarjotaan eri työtä. Myös tilaajien taholta on toivottu selkeätä ohjetta, jonka voisi lisätä osaksi tarjouspyyntöä. Destia laati, osana Infra FINBIM hanketta, Toteutusmallin vaatimusmäärittelyn edellä kuvattuun tarpeeseen. Julkaisussa määritellään maanrakentamisessa käytettävien toteutusmallien sisältö sekä tarkkuusvaatimukset väylien ja alueiden pintojen osalta. Samanaikaisesti on Infra FINBIM:ssä ollut käynnissä toinen ohjetyö, jossa keskityttiin toteutusmallien nimeämiseen ja kooditukseen. Nämä yhdessä ovat ensimmäinen konkreettinen askel kohti Infra FINBIM 2014 visiota. Tavoite Toteutusmallin vaatimusmäärittelyn mukaisten yhtenäisten menettelytapojen myötä on tavoitteena saada rakennussuunnitteluvaiheessa tuotetuista toteutusmalleista yhdenmukaisia ja suoraan työkoneohjausjärjestelmien käyttöön soveltuvia jatkuvia 3Dtoteutusmalleja. Tavoitteena on, että kaikille vaatimusmäärittelyn lukeneille muodostuisi samanlainen käsitys siitä millainen toteutusmallin tulee olla. Tämä puolestaan tasoittaa kilpailutilannetta ja sitä kautta suunnitelmien ja rakentamisen laatu paranee. Vaatimusmäärittelystä on pyritty tekemään käytännönläheinen työkalu sekä suunnittelun tilaajille että suunnittelijoille. Toteutusmallin sisältö Vaatimusmäärittelyssä on pyritty yksityiskohtaisesti ja esimerkein kertomaan mitä mallinnetaan ja mitä ei. Lähtökohtaisesti kaikki kohteen rakennusosat, joiden toteutuksessa voidaan hyödyntää työkoneohjausta, tulee mallintaa. Väylärakenteen toteutusmalli koostuu pääsääntöisesti seuraavista INFRA 2006 rakennusosanimikkeistön (InfraRYL) mukaisista rakennusosista:
1600 Maaleikkaukset ja kaivannot 1800 Penkereet, maapadot ja täytöt 2100 Päällysrakenteen osat Väylän-, sillan- ja geosuunnittelijoiden tulee vuoropuhelulla varmistaa, että kunkin osapuolen laatimat toteutusmallit ovat yhteensopivia. Vastuu mallien yhteensopivuudesta on jokaisella osapuolella. Mallinnettavat taiteviivat Jokaisesta pinnasta mallinnetaan vain ne viivat, joiden kohdalla on rakenteen pinnassa taite. Esimerkiksi ylimmässä yhdistelmäpinnassa maaliviivan kohdalle ei tule taiteviivaa, koska kyseisessä kohdassa tierakenteessa ei ole taitetta, toisin sanoen tien kaltevuus ei muutu. Samalla rakennepinnalla ei myöskään saa olla päällekkäisiä taiteviivoja. Väylän keski-/mittalinja kuitenkin sisällytetään aina malliin, vaikka väylä olisi yksipuolisesti kalteva. Kuva 1. Linja-autopysäkin kohdalla pinnassa oleva taite on mallinnettu (Sami Snellman, Destia Oy). Taiteviivojen ja pintojen nimeäminen ja koodit Eri rakennepinnoilla voi olla samannimisiä ja samalla numerokoodilla olevia taiteviivoja. Jokainen rakennepinta kuvautuu toteutusmallissa omana erillisenä pintanaan. Rakennekerrosten toteutusmallit ovat itsenäisiä pintoja (taiteviiva-aineistoa) eivätkä ne ole riippuvaisia toisistaan, vaikkakin niiden tulee olla keskenään yhteensopivia. Keväällä 2012 lausuntokierroksella olleessa ohjeessa InfraBIM -nimikkeistö (suunnittelu-, mittausja tietomallinimikkeistö), on määritetty toteutusmallien taiteviivojen ja pintojen nimet sekä koodit.
Kuva 2. Toteutusmallin yläpinnan taiteviivat (Kari Lehto, Destia Oy). Toteutusmallin tarkkuusvaatimukset Toteutusmallin tarkkuusvaatimukset voidaan jakaa taiteviivojen ja pintojen jatkuvuusvaatimuksiin sekä taiteviivojen ja pintojen geometrisiin vaatimuksiin. Rakennettavien väylien ja alueiden rakenteiden lopulliset tarkkuusvaatimukset määräytyvät julkaisun InfraRYL - Infrarakentamisen yleiset laatuvaatimukset Osa 1 mukaisesti. Taiteviivan ja pintojen jatkuvuus Toteutusmallissa on erittäin tärkeää, että kaikki taiteviivat ovat jatkuvia ja mielellään yhdensuuntaisia taiteviivoja. Taiteviivojen tulee olla kauttaaltaan jatkuvia myös esimerkiksi liittymäalueilla (myös kiertoliittymät), erkanemis- ja liittymisrampeilla, rakenteen vaihtumiskohdissa jne.. Taiteviivoihin ja pintoihin ei saa muodostua missään epäjatkuvuuskohtia. Myös siis esimerkiksi kaikki liittymäalueet tulee suunnitella siten että päätien taiteviivat yhdistyvät sivutien taiteviivoihin saumattomasti.
Kuva 2. Esimerkkikuvia taiteviivojen jatkuvuudesta liittymäalueella (Sami Snellman, Destia Oy).
Taiteviiva-aineiston geometrinen tarkkuus Taiteviiva-aineiston geometrinen tarkkuus on määritelty rakentajilta saatujen useiden vuosien kokemusten perusteella. Sopivaksi tarkkuustasoksi on nykytilanteessa muodostunut noin 3mm teoreettinen tarkkuus eli 3D -taiteviiva ei saa poiketa laskennallisesta geometrialinjasta yli kolmea millimetriä. Tähän vaatimukseen päästään esimerkiksi noudattamalla taulukon 1 mukaisia taiteviivojen pituuksien tavoitearvoja. Siirtymäkaarien osalta on laadittu vastaava taulukko. Taulukko 1. Tien suuntaisten taiteviivojen tavoitepituudet eri kaarre- ja pyöristyssäteiden arvoilla Toteutusmallin taiteviivojen tavoitepituus eri kaarresäteiden (R) ja pyöristyskaarien säteiden (S) arvoilla Kaarresäde R / Pyöristyssäde S Taiteviivan tavoitepituus (m) 1-39 R / 40 (0,5m minimi) 40-149 1 m 150 999 2 m 1000-3999 5 m 4000-10 m Tilaajalle luovutettava aineisto Vaatimusmäärittely sisältää myös ohjeet mitä suunnittelijan tulee malleista tarkistaa ennen aineiston luovuttamista. Lisäksi on laadittava toteutusmalliselostus, jossa esitetään toteutusmallia koskevat perus- ja tunnistetiedot. Ohjeen periaatteena on, että suunnittelija vastaa mallista. Mikäli siihen työmaalla tehdään muutoksia, niin vastuu siirtyy siltä osin rakentajalle. Luovutettavan aineiston nimeämiseen on esitetty tapa, jossa oleelliset tiedot kävisi ilmi jo tiedoston nimestä. Tiedonsiirtoformaatti on LandXML-standardin mukainen InfraModel2-tiedonsiirtoformaatti. Jatkotoimenpiteet Ohjeistus hyväksytään osaksi normaaleita suunnitteluvaatimuksia ja otetaan käyttöön. Tilaajien tarkastusmenettelyjä tulee vielä tarkastella prosessin näkökulmasta. Seuraavina askelina ovat määrittelyn päivittämien koskemaan myös rata- ja vesiväyliä (työ käynnissä kesällä 2012). Lisäksi pintoihin voidaan lisätä tietoa. Varusteet ja laitteet on osin kuvattu InfraModel:ssa niin hyvin, että niitä voidaan hyödyntää työmailla jo nyt sellaisenaan. InfraModel lisämäärittelyille on myös tarvetta. Toteutusmallin vaatimusmäärittely, edellä kuvatussa muodossa on vasta ensimmäinen askel kohti visiota. Vaatimusmäärittelyn saaminen osaksi normaalia suunnitteluprosessia on kuitenkin välttämätöntä, jotta saadaan hyödyt työkoneautomaatiosta nyt. Ohjelmistotalojen haasteena tulee lähivuosina olemaan aidosti jatkuvien ja aukottomien suunnitelmamallien aikaan saaminen. Tällöin toteutusmallit saataisiin haettua työkoneille suoraan tietokannoista ilman erillisiä työvaiheita, samoin varusteet ja laitteet.
Tietomallin käyttö Jorvaksen ratasuunnitelman laatimisessa Miikka Tast Juka Parkkari VR Track Oy Suunnittelukohde Suunnittelualue sijaitsee Jorvaksen liikennepaikalla Kirkkonummen kunnassa, Pasila - Kirkkonummi rataosalla Km32+200 - Km32+650. Ratasuunnittelu käsittää uuden uusien korkeiden reunalaiturien suunnittelemisen ja uusien pysäköintialueiden suunnittelemisen radan kummallekin puolelle. Liikkumista pysäköintialueille ja laitureille parannetaan uusilla kevyen liikenteen väylillä, sekä nykyisen tasoristeyksen korvaamisella uudella alikäytävällä. Suunnittelu pitää sisällään myös tarvittavan sähkörata- ja turvalaitemuutosten suunnittelun sekä geosuunnittelun. Suunnittelukohteesta oli aiemmin tehty vuonna 2010-2011 Jorvaksen liikennepaikan asemajärjestelyt niminen yleissuunnitelma käyttäen perinteistä 2D-suunnittelumenetelmää. Ratasuunnitelman hallinnollisen käsittelyn ja hyväksymisen jälkeen hanketta jatketaan erillisillä rakennussuunnittelu- ja rakentamisvaiheilla, joissa on tarkoitus käyttää ja päivittää rakentamissuunnitteluvaiheen tietomallia. Kuva 1. Jorvaksen nykyisen liikennepaikan tasoristeys varoituslaitoksella ja matalat laiturit.
Hankkeen taustaa Hanke linkittyy RYM Oy:n PRE -tutkimusohjelman Infra FINBIM - tavoitteet työpakettiin. Infra FINBIM -työpaketin päätavoitteena on tietomalleja ja automaatiota hyödyntävän maailman parhaan uuden toimintamallin ja -prosessin kehittäminen ja systemaattisen käyttöönoton Suomen infrapalveluiden hankinnassa. Tavoitteena on, että erilaisin kehittyneiden mittaus ja suunnittelutyömenetelmin luotuja informaatiorikkaita ja rakenteellisesti älykkäitä tietomalleja voidaan mahdollisimman hyvin käyttää ja hyödyntää kaikissa vaiheissa koko elinkaaren aikana. Tavoitteena on myös kehittää koko infra-alan kansainvälistä kilpailukykyä. Muutoksessa siirrytään perinteisestä vaiheajattelusta älykkääseen koko elinkaaren ja kaikki osa-alueet, toimijat ja toiminnot kattavaan tietomalleja hyödyntävään palvelutuotantoon. Tähän sisältyvät myös uudet hankintatehtävät. Muutoksen seurauksena ja sen avulla alan toimintatavat, yhteistyö, intressipiirien keskinäinen ymmärrys ja suunnittelun, rakentamisen sekä ylläpidon tuottavuus paranevat olennaisesti. Hankinnassa esitetyt valintaperusteet ja kannustimet perustuvat TUKEFIN3-hankkeen sovelluspäivillä alan eri toimijoiden ryhmätöissä tehtyihin esityksiin siitä, kuinka tietomalliin perustuvia suunnitelmia tulisi hankkia tässä hetkessä, jotta suomalainen infra-ala pääsisi seuraavalle kehityskäyrälle tietomallien hyödyntämisessä. Tässä pilottihankkeessa sovelletaan TUKEFIN-konseptin ja Infra FINBIM hankkeiden tuloksia. Hankinnalle oli asetettu seuraavat tavoitteet Liikenneviraston tavoitteiden toteuttamiseksi. Tavoitteiden toteutumista pyrittiin edistämään hankinnan valintakriteereillä ja sopimuskannusteilla. 1. Edullinen kokonaishinta 2. Suunnitelma on esitystavaltaan havainnollinen ja ymmärrettävä 3. Lopputuote täyttää tilaajan asettamat sisällölliset vaatimukset 4. Lopputuote on virheetön Hankinnan valintaperusteet ja sopimuskannusteet Valintaperusteena oli kokonaistaloudellinen edullisuus. Konsultin valinta tehtiin tarjouksen luvatun asiakastyytyväisyyden, tarjoajan työnäytteen tietomallikonseptin toimivuuden, tarjoajan lupaaman mallin virheettömyyden ja tarjotun kokonaispalkkion perusteella. Tarjousten vertailun painoarvot olivat työnäyte 30%, hinta 30%, asiakastyytyväisyys 20% ja virheettömyys 20%. Asiakastyytyväisyydestä tarjoaja lupasi yhden arvosanan välillä 1,0-6,0, jonka perusteella tarjouskilpailussa laskettiin vertailupisteet. Asiakastyytyväisyyden tulevat arvioimaan yleisötilaisuuteen osallistuvat henkilöt. Asiakastyytyväisyydessä arvioidaan tietomalliin perustuvan virtuaalimallin havainnollisuutta ja ymmärrettävyyttä sekä tilaisuuden informatiivisuutta. Mikäli saatu asiakastyytyväisyys on korkeampi kuin luvattu, saa konsultti saa bonusta ja päinvastaisessa tapauksessa sanktiota. Tietomallin virheettömyyttä tarjoaja lupasi asteikolla 1-10, ja kuten asiakastyytyväisyys, virheettömyyskin arvioidaan työn lopussa. Arvion tekevät sama raati kuin tarjouksen työnäytteen arvioinnin. Bonus ja sanktio määräytyy samalla periaatteella kuin asiakastyytyväisyyskin.
Tarjoajan työnäyte tarjousvertailussa arvioitiin raadin toimesta. Arviointikategoriat olivat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Lähtötiedot Mallin laajuus ja käyttö Geometriamalli Yhteensopivuus/standardit Tiedon jakaminen Osaaminen/valmiudet Prosessikuvaus Roolit Innovaatiovalmiudet Kategoriat 1-5 arvioivat saavutettua mallintamisen tasoa ja kategoriat 6-9 arvioivat kuinka työ on tehty ja millaista pätevyyttä hankkeen läpiviennissä on käytetty. Jokainen kategoria arvioitiin asteikolla 1-10. Kuva 2. Tarjouksen aikainen tietomalli Tarjouskilpailun työnäytteen tietomalli Yleissuunnittelun aineisto koottiin yhteen koordinointikuvaan, josta tietomalli muodostettiin. Nykyiset ja suunnitellut väylät saatiin osa syötettyä suoraan suunnitteluohjelman tietokantaan yleissuunnitelman sähköisestä aineistosta. Joidenkin geometriat jouduttiin suunnittelemaan joko yleissuunnitelmien piirustusten mukaan tai sitten suunnittelemalla uudestaan. Raiteet syötettiin radan nykyisenä mittapiirustuksena. Nykyinen silta suunniteltiin mallia varten likimääräisenä nykyisten rakenteiden mukaisesti. Suunnitellut korkeat laiturit rakennettiin pintoina ja nykyiset sähköratapylväät upotettiin objekteina malliin. Maanpintamalli saatiin yleissuunnittelussa käytetyistä maastomallikartoituksista ja digitoimalla pohjakarttaa. Pohjakartan avulla digitoitiin myös suunnittelualueella olevat rakennukset paikalleen. Ratasuunnittelu Ratasuunnittelussa oli käytössä siis alusta lähtien tietomalli, jota käytettiin kokouksissa havainnollistamaan suunnitteluratkaisuja. Alikäytävän rakennettavuuteen kiinnitettiin
huomiota heti alussa. Alikäytävä oli suunniteltu nykyisen tasoristeyksen kohdalle ja rakentaminen tähän kohtaan olisi vaatinut työnaikaisen tasoristeyksen tai jonkin muun korvaavan yhteyden. Päätettiin tehdä vaihtoehtoinen suunnitelma, jossa alikäytävä sijaitsee 30m lännempänä. Myös väylille ja pysäköintipaikoille tehtiin vaihtoehtoiset suunnitelmat tälle vaihtoehtoiselle sillan sijainnille. Vaihtoehtoiselle suunnitelmalle tehtiin oma tietomallinsa, jota kokouksessa oli helppo verrata alkuperäiseen suunnitelmaan. Myös lisäpohjatutkimuksia ohjelmoitiin pohjarakentamisen kustannusten vertailua varten. Tosin jo edellisen suunnitteluvaiheen pohjatutkimuksista oltiin voitu päätellä, että sillan rakentaminen 30m lännemmäksi on todennäköisesti halvempaa. Myös lisämaastokartoituksia tehtiin sillan kuivatusratkaisun varmistamiseksi. Edellisessä suunnitteluvaiheessa sillan kuivatusvedet oli ajateltu johdettavan painovoimaisesti läheiseen ojaan. Lisäkartoituksilla haluttiin varmistaa, että pumppaamoa ei tarvita. Samalla raiteet kartoitettiin tarkemmin lähinnä rakentamissuunnittelua varten. Kuvassa 3 on ote tietomallista, joka tehtiin vaihtoehtoisesta suunnitelmasta. Vertailuvaiheessa ei väylien leikkauksia ja penkereitä vielä tarkisteltu vaan päähuomio oli väylien ja pysäköintialueiden toimivuuden tarkastelussa. Lisäkartoituksia tehtiin myös koordinaatistojärjestelmän vaihtamisen takia. Kirkkonummen kunta on vaihtamassa nykyisin käytössä olevaa VVJ:ää Euref-FIN-koordinaattijärjestelmään. Uusi koordinaattijärjestelmä on syksystä lähtien ETRS-Gk25 ja korkeusjärjestelmänä N2000. Suunnittelualueelle rakennettiin uudet kiintopisteet, joille mitattiin Euref-FIN-koordinaatit ja vaaittiin korot N2000-järjestelmään. Kokemuksia Hyöty tietomallin käytöstä on suurin tilaajalle ja sidosryhmille. Tietomallia katsomalla on helppo nähdä mitä suunnitelma käytännössä tarkoittaa. Suunnittelukokouksissa on helppo käydä suunnittelutilanne läpi eri suunnittelun osa-alueiden kanssa, kun kaikkien osa-alueiden suunnitelmat on nähtävillä samassa mallissa. Jorvaksen ratasuunnittelussa tietomalli päivitettiin aina ennen suunnittelukokouksia ja kokouksissa oli nähtävillä sen hetken suunnittelutilanne. Kokouksia varten ei tulostettu paperisia suunnitelmakarttoja. Ratasuunnittelun aikana järjestetään yleisötilaisuus, johon tehdään malli sen hetken suunnittelutilanteesta. Yleisötilaisuutta ei vielä ole ollut, mutta ennakkoarvio on, että malli helpottaa havainnollistamaan muutoksia Jorvaksen liikennepaikalla. Mitä vähemmän on tottunut katselemaan suunnitelmakarttoja, pituusleikkauksia tai poikkileikkauksia, sitä enemmän tietomalli auttaa ymmärtämään suunnitelmaa. Yleisötilaisuutta varten on malli tarkoitus siistiä, jotta pinnat ovat mahdollisimman paljon todellisen väriset ja näköiset. Tähän ei välttämättä niin paljon kiinnitetty huomiota mallin päivittämisessä suunnittelukokouksia varten. Varsinkin aikaisissa suunnitteluvaiheissa vaarana voi olla yrittää tehdä mallista liian täydellinen. Myös tilaaja voi helposti vaatia tätä. Pitäisi ymmärtää myös mallin tarkkuudessa ero yleissuunnitelman ja rakentamissuunnitelman välillä. Suunnittelijalle mallin käyttö ei juuri lisätyötä tuonut. Suunnittelu tehtiin kuten ennenkin. Ainoastaan mallin koordinaattorin kanssa piti sopia mistä koordinaattori voi hakea suunnitelmat koordinaatiokuvaan, jossa kaikkien eri suunnittelun osa-alueiden suunnitelmat on koottuna. Lisätyötä ja kustannuksia projektille tuo mallikoordinaattorin työ. Tässä suunnittelukohteessa mallikoordinaattorin työtä on ollut aika paljon, mutta se varmasti vähenee jatkossa, kun mallin käyttö suunnittelussa tulee rutiiniksi ja mallin rakentamiseen käytettävän ohjelman osaaminen paranee.