1 (12) BUILT ENVIRONMENT PROCESS RE-ENGINEERING (PRE) WP5: InfraFINBIM Pilotti: Lumitöiden estekartoitus InfraFINBIM pilottiraportti Muutoshistoria: Versio Pvm Tila (luonnos / ehdotus / hyväksytty) Tekijä(t) Huomautukset (määrittely / toteutus / dokumentointi) 1.0 18.2.2012 Luonnos Eija Heikkilä (EHe) raportointiluonnos 1.1 20.3.2012 Luonnos EHe raportointiluonnos 1.2 26.3.2013 Luonnos Jutta Peura (JPe) kommentit 1.3 26.3.2013 Luonnos Tuula Hakkarainen kommentit (THa) 2.0 27.3.2013 Ehdotus EHe Täydennetty 2.0 9.4.2013 Ehdotus THa Täydennetty (kpl 4.2) 2.0 27.5.2013 Hyväksytty AP5 kommentein 2.0 31.10.2013 Täydennetty ehdotus THa, EHe 2.0 4.11.2013 Hyväksytty AP5 Täydennetty AP5:n kommenttien pohjalta
InfraFINBIM pilottiraportti 2 (12) SISÄLTÖ 1 Johdanto... 3 1.1 Tausta... 3 1.2 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus... 3 1.3 Pilotoinnin osapuolet ja viestintä... 3 2 Pilotin tavoitteet... 3 2.1 Hankkeessa pilotoivat asiat... 3 2.2 Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit... 4 3 Pilotin dokumentointi... 5 3.1 Pilotin kulku... 5 3.2 Tietotekninen ympäristö... 5 3.3 Prosessikuvaus... 5 3.4 InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet... 6 4 Johtopäätökset... 6 4.1 Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet.... 6 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisapluuna... 6 4.3 Jatkotoimenpiteet... 9 Liite A Kokonaisyhteenveto pilotista... 10 Liite B Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot... 12
InfraFINBIM pilottiraportti 3 (12) 1 Johdanto 1.1 Tausta Lumitöissä rikottujen radanvarsilaitteiden korjauksiin käytetään noin 500 000 euroa vuodessa. Vahingot tapahtuvat pääasiassa ratapihoilla, missä laitteita, esim baliiseja, on paljon. Pilotin tavoitteena on tutkia onko "koneohjausta" mahdollista käyttää kunnossapitoon laitteista varoittavana järjestelmänä, jotta vahinkoja voitaisiin vähentää. Järjestelmä saadaan hälyttämään ennalta kartoitetuista kohteista halutun etäisyyden päästä, jolloin lumiaura Tka:n kuljettajalle jää aikaa tarvittaviin väistötoimenpiteisiin. Lumitöiden estekartoitus-pilotti liittyy Infra FINBIM työpakettiin. Työ on tehty VR Track Oy:n toimesta, joka on Suomen johtava radan suunnitteluun, rakentamiseen ja kunnossapitoon erikoistunut yritys. Pilotin toteuttajina ovat olleet VR Track Oy:stä Teppo Rauhala, Kimmo Laatunen, Pasi Kråknäs, Juha Parkkari, Jussi Heikkilä ja Eija Heikkilä. Pilotissa hyödynnettiin Topconin koneohjausjärjestelmää, jonka laitteistotoimittajana toimi Topgeo Oy ja yhteyshenkilönä Jouni Mäki-Tulokas. Pilotti toteutettiin VR Track Oy:llä käytössä olevilla ohjelmistoilla, laitteilla ja koneilla. 1.2 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus VR Track toteutti tämän pilottihankeen Infra FINBIM:iin liittyen ajan jaksolla tammikuu 2012 maaliskuu 2013. Maastomittaukset suoritettiin vuonna 2012 ja lumityöt talvella 2012 ja 2013 Ilmalan ratapihalla sekä Huopalahti-Vantaankoski yhteysvälillä. 1.3 Pilotoinnin osapuolet ja viestintä Pilotti oli VR Track Oy:n sisäinen kehitystyö, josta annetaan Infra FINBIM:iin ehdotukset mittausohjeiden päivitykseen ja nimikkeistön laajentamiseen. Pilotti toteutettiin VR Track Oy:n toimesta ja työssä projektipäälliikkönä toimi Teppo Rauhala. VR Track Oy:stä pilottia tekivät lisäksi Juha Parkkari, Jussi Heikkilä, Eija Heikkilä, Pasi Kråknäs ja Kimmo Laatunen. Laitteistotoimittajana toimi TOPGEO Oy ja yhteyshenkilönä Jouni Mäki-Tulokas. Lumiaura Ratakuorma-auto (Tka:n) kuljettajat olivat VR Track Oy:n omia konekuskeja. Laitteistotoimittaja TOPGEO Oy tarjosi VR Track Oy:lle kattavaa ohjelmistotukea koko pilotin toteutuksen ajan. Tukea saatiin sekä puhelimitse, että opastuksena paikan päällä lumityökohteissa. 2 Pilotin tavoitteet 2.1 Hankkeessa pilotoivat asiat Hankkeessa pilotoidaan kunnossapidon uusia mahdollisia toimintaprosesseja, mm. infratietomallia ja koneohjausta. Pilotissa luodaan lähtötietomalli, josta muodostetaan kunnossapitoon koneohjausmalli. Pilotissa suoritetaan lumitöiden estekartoitus, mittaustiedosta tuotetaan lähtötietomalli, lähtötietomallista tuotetaan koneohjausmalli, jota testataan lumitöiden toteutuksessa TOPCON:in
InfraFINBIM pilottiraportti 4 (12) koneohjausjärjestelmässä. Koneohjauksen toteutusmallia käytetään totutusta poikkeavalla tavalla pelkkänä varoitusjärjestelmänä, eikä niinkään auraustyön ohjauksessa. Pilotin tavoitteena on löytää infran omistajalle mahdollisia keinoja inventoida omaisuuttaan (kartoittaa mm. laitteita ja varusteita) ja näiden tietojen avulla infran omistaja pystyisi hallitsemaan omaisuuttaan paremmin. Vuosittaisten laiteinventointien avulla palveluntuottaja pystyisi tehostamaan omaa toimintaansa ja esim. vähentämään laiterikkoja koneohjauksen avulla. Hankesuunnittelu Suunnittelun ohjaus Rakentamisen valvonta Käyttö, hoito ja ylläpito Kunnon seuranta Lähtötietojen hankinta Suunnittelu Rakentaminen Rakennetun todentaminen Käyttö, hoito ja ylläpito [lähtötieto] [suunnittelu] [toteutus] [toteuma] [ylläpito] [jäännösarvo] Rekisterit Rekisterit [päivitys] Kuva 1. Pilotin sijainti ylätason prosessikartassa. 2.2 Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Ensimmäisenä tavoitteena on tutkia mittaustapoja, joiden avulla esteet saataisiin kartoitettua luotettavasti. Seuraavaksi tutkitaan kartoitetun aineiston hyödyntämistä lumitöissä ja tavoitteena on löytää järjestelmä, jonka avulla vähennetään lumitöissä syntyviä laitevahinkoja. Pilotin riskejä ovat mahdollinen resurssipula, junaliikenneturvallisuus toimittaessa rataympäristössä ja mittausten toteutus junaliikenteen alla. Mahdollista voi olla myös se, että pilotissa ei löydetä toimivaa järjestelmää mitatun aineiston hyödyntämiseen tai että kustannukset kasvavat huomattavasti. Näiden lisäksi henkilöiden sitoutuminen pilottiin on ehkä yksi vaikuttavimmista riskeistä.
InfraFINBIM pilottiraportti 5 (12) 3 Pilotin dokumentointi 3.1 Pilotin kulku Pilotissa tehtiin pilotin aluksi mitatusta aineistosta, joka sisälti radanvarsilaitteiden paikkatiedon ja ominaisuustietoa, koneohjausmalli TOPCON:in järjestelmään. Juha Parkkari, Jussi Heikkilä ja Eija Heikkilä mallinsivat koneohjausmalleja pilotin aikana pilottiin osallistuneiden kesken esiintulleiden kehitysideoiden ja kommenttien perusteella. Valmista koneohjausmallia hyödynnettiin kokeilemalla lumitöissä pilottialueella. Mallien kokeilumahdollisuuksia tka:ssa tarjoutui vain muutamia talvessa, ja kokeilujen väliin jäin näin ollen hyvin aikaa mallien kehittämiseen ja muokkaamiseen kuljettajien antamia kehitysideoita vastaaviksi. Valmiit mallit siirrettiin koneohjausjärjestelmään muistitikulla samalla kun mallia kokeiltiin lumitöissä. 3.2 Tietotekninen ympäristö 3.3 Prosessikuvaus Kartoitetut pisteet luettiin Topcon 3D-Officeen tekstitiedostona, lähtien liikkeelle *gtformaatista, joka on mittalaitteissa tyypillinen formaatti ja helposti muunnettavana *txtmuotoon. Geometrialinjat tuotiin 3D-Officeen *dwg-formaatissa, jossa ne olivat valmiina. Valmis koneohjausmalli tallennettiin Topconin omaan *tp3-formaattiin, jota Topconin 3DMC koneohjausjärjestelmä tukee. Pisteiden koordinaattien lisäksi muu tieto, esimerkiksi pisteen koodista, laitteen tyypistä/nimestä ja pisteen sijainti alueesta/layeristä, oli hidasta muokata tekstieditorilla haluttuun muotoon. Gt-formaatissa kenttien leveys on rajattu (8,8,8,8,16,16,16) ja kun taas 3Dofficessa tiedostojen sisäänluvussa voi itse määrittää kenttien leveyden, jolloin esim. pisteitä havainnollistavat nimet, jotka ovat yli 8 merkkiä pitkiä (Baliisi, V_lämkaap, jne.) voitiin käyttää. Pilotissa tehtiin mitatusta aineistosta koneohjausmalli TOPCON:in järjestelmään. Juha Parkkari, Jussi Heikkilä ja Eija Heikkilä mallinsivat koneohjausmalleja pilotin aikana esiintulleiden kehitysideoiden ja kommenttien perusteella. Valmista koneohjausmallia hyödynnettiin lumitöissä pilottialueella. Kuva 2. Pilotin tiedonsiirto kaaviona. Kaaviosta selviää osapuolet, heidän käyttämänsä ohjelmistot, tiedonsiirto ohjelmistojen ja osapuolien välillä ja käytetyt tiedonsiirtoformaatit.
InfraFINBIM pilottiraportti 6 (12) 3.4 InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet Nimikkeistöistä ja mittausohjeista puuttuu erilaisia ratavarusteita ja haasteet tulevat olemaan nimikkeistöjen ja ohjeiden laajennuksessa. 4 Johtopäätökset 4.1 Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet. Pilotti on ollut lähinnä lähtötilannekartoitus, jonka tavoitteena oli perehtyä asiaan ja etsiä mahdollisia kehityskohteita. Pilotissa saatiin selvitettyä eri estekartoitustapoja. 1. Tehokkaiden esteiden kartoitusmenetelmien selvitys 2. Esteiden kartoitus 3. Estetietojen hyödyntäminen lumitöissä 4. Vahinkojen vähentäminen ja vastuunmääritys 5. Tulosten analysointi ja raportointi Pilotin aikana selvisi, että maastomallin mittausohjeet eivät ole kattavat. Kartoitettavien pisteiden tarpeellisuus ja tallennusmuoto täytyisi selvittää ja tutkia. Mittausohjeet tulisi päivittää niin, että mittausaineistosta saataisiin loppukäyttäjän tarvitsemat tiedot helposti. Tämä tarkoittaa sitä, että koodauksien ja nimikkeistöjen tulisi olla tarpeeksi yksinkertaiset, jotta ohjelmistojen suodatukset toimisivat kunnolla ja tiedonsiirto formaattina käytettäisiin Inframodel3:sta. Osapuolina ovat palveluntuottajat ja infran omistajat. Mittauksien osalta pilotin ympäristö oli erittäin haastava, sillä ratapihalla on jatkuvasti junaliikennettä ja paljon katvealueita, esim. ratapihalla säilytettävät työkoneet ja vaunut. Tässä pilotissa mittauksia toteuttiin omalla jalustallaan seisovalla laserkeilaimella, mutta katvealueet pakottivat toteuttamaan mittaukset paikallisesti hyödyntäen käsikäyttöistä gpsmittalaitetta, jolla laitteet mitattiin yksitellen paikalleen. Mittauksia voisi kehittää enemmän automatisoituun suuntaan, esim. ratatyökoneeseen (tai EMMAaan) liitettävään keilaimeen tai pienlentokonekeilaukseen. Nykyisiä olemassa olevia formaatteja voidaan hyödyntää, mutta Inframodel-formaattiin tulisi kehittää laajennus, joka kattaa radan varusteet. Mittalaitteista pitäisi saada aineisto suoraan IM3-formaatissa, jota voitaisiin käsitellä suoraan ohjelmistoilla ja hyödyntää koneohjausjärjestelmissä ilman, että formaattia täytyy välillä muuttaa. Pilotin loppuraportti toimitetaan Lumoflow:hun ja Infra FINBIM:iin Kimmo Laatuselle jatkotoimenpiteitä varten. Pilotin tuottamat kokemukset ja tiedot ovat hyödyllisiä infran omistajalle sekä kunnossapitoja hoitourakoitsijoille. 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisapluuna InfraFINBIM -hanketta varten VTT on kehittänyt arviointisapluunan, jonka avulla arvioidaan pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksia. Arviointisapluuna on jaettu 11 kategoriaan ja kussakin kategoriassa on kuusi valmiustasoa. Arvioitavat kategoriat ovat seuraavat: A: Procurement and delivery method B: BIM skills
InfraFINBIM pilottiraportti 7 (12) C: Project participant roles D: Process description E: Initial data F: BIM scope G: GIS-BIM integration H: Geometric modelling I: OpenBIM/Standards J: Information delivery management K: As-built information Arviointisapluunaa käytetään eri pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksien vertailuun ja haasteellisuuden arviointiin sekä tavoitteiden asettamisessa ja niiden saavuttamisen todentamisessa. Arviointisapluunan kategoriat ja niiden valmiustasot on esitetty liitteessä B. InfraFINBIM hankkeen alussa arviointisapluunan avulla määriteltiin infrarakentamisen tietomallinnuksen nykytila ja hankkeen jälkeinen tavoitetila. Tulokset on esitetty kuvissa 3 ja 4. Määrittely tehtiin esteidenpoistoryhmässä, johon kuuluivat seuraavat henkilöt: Kimmo Laatunen Harri Mäkelä Antti Karjalainen Juha Liukas Tapani Toivanen Rauno Heikkilä Juha Hyvärinen Tarja Mäkeläinen VR Track Oy Innogeo Oy WSP Oy Sito Lemminkäinen Oyj Oulun yliopisto VTT VTT Kuva 3. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen nykytilasta arviointisapluunan kategorioiden perusteella ennen InfraFINBIM -hanketta.
InfraFINBIM pilottiraportti 8 (12) Kuva 4. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen tavoitetilasta InfraFINBIM -hankkeen jälkeen. Arviointisapluunatutkimus on tehty pilottihankkeen loppuvaiheessa tai hankkeen päättymisen jälkeen haastattelututkimuksena. Haastattelussa pilotin vastuuhenkilö on arvioinut pilotin tason oman näkemyksensä mukaisesti. Lumitöiden estekartoitus -pilotissa arvioinnin tekivät Teppo Rauhala ja Eija Heikkilä VR Track Oy:stä. Haastattelun tulokset on esitetty kuvassa 5. Tuloksista nähdään, että Lumitöiden estekartoitus -pilottihankkeessa saavutettu taso on erittäin hyvä verrattuna infra-alan yleiseen lähtötasoon. Esteidenpoistoryhmän asettama tavoitetila saavutettiin tai jopa ylitettiin kuudessa kategoriassa (B, C, D, F, G, ja J). Tämä on signaali siitä, että pilottiin sitoutuneet tahot ovat ottaneet merkittäviä askelia kohti infrarakentamisen tietomallipohjaista tulevaisuutta. Kategorioissa F ja G valmiustaso arvioitiin ylimmälle tasolle 6. Tämä perustuu kategorian F (BIM scope) osalta siihen, että pilotissa tuotettiin kattava tietomalli hankkeen tarpeisiin huomioiden myös myöhemmät elinkaarivaiheet. On kuitenkin huomattava, että pilotti oli aihepiiriltään suppeahko ja tarvittava tietomalli suhteellisen yksinkertainen. Kategorian G (GIS-BIM integration) suhteen valmiustasoarvio perustuu siihen, että tietomalli on integroitu paikkatietoympäristöön ja käytetään RTKtarkkuutta. Tavoitetilaa alemmalle tasolle jäätiin kategorioissa A, E, H ja I. Näissäkin kategorioissa päädyttiin kuitenkin pääosin alan yleistä lähtötilannetta paremmalle tasolle. Kategoria K (as-built information) ei ole relevantti tässä pilottihankkeessa, koska se keskittyi kunnossapidon toimintaprosessien pilotointiin ja kunnossapidon koneohjausmallin muodostamiseen lähtötietomallin pohjalta. Tämä näkyy kuvassa 5 kategorian K arvona 0.
InfraFINBIM pilottiraportti 9 (12) Kuva 5. Lumitöiden estekartoitus -pilotin tulokset. 4.3 Jatkotoimenpiteet VR Track Oy ei ole vielä tehnyt päätöksiä pilotin jatkotoimenpiteistä.
LIITE A 10 (12) Liite A Kokonaisyhteenveto pilotista Taulukko 1. Pilotin nimi Yhteenveto pilotista Lumitöiden estekartoitus Lumitöiden estekartoitus Pilotin tyyppi Pilottihanke Pilottihankkeen kuvaus Tutkitaan lumitöiden esteiden kartoitukseen tehokkaita menetelmiä ja selvitetään estetietojen hyödynnettävyyttä infran omistajalle ja muille toimijoille. Piloitointi toteutetaan Ilmalan ratapihalla ja Huopalahti-Vantaankoski yhteysvälillä Aikataulu Tammikuu 2012- maaliskuu 2013 Toteutusmuoto Pilotoitavat prosessit Hankemuoto -esteiden kartoitus -kartoitetun aineiston hyödyntäminen - mallin muodostus - mallin hyödyntäminen työkoneessa Hankesuunnittelu Suunnittelun ohjaus Rakentamisen valvonta Käyttö, hoito ja ylläpito Kunnon seuranta Lähtötietojen hankinta Suunnittelu Rakentaminen Rakennetun todentaminen Käyttö, hoito ja ylläpito [lähtötieto] [suunnittelu] [toteutus] [toteuma] [ylläpito] [jäännösarvo] Rekisterit Rekisterit [päivitys] Osapuolet ja käytettävät ohjelmistot VR Track Oy esteiden kartoittaja VR Track Oy koneohjausmallin tuottaja, optimointi VR Track Oy lumitöiden toteuttaja TOPGEO Oy laitetoimittaja, koneohjaus TOPCON 3D Office (*.txt, *.dwg, *.tp3) 3D Win (*.txt, *.dwg) Tekla Civil (*.txt, *.dwg, *vgp,) Excel (*.txt) Note Pad (*.txt)
LIITE A 11 (12) Note Pad ++ (*.txt) Pilotoitava(t) asia(t) ja pilotin tavoitteet 1.Tehokkaiden esteiden kartoitusmenetelmien selvitys 2.Esteiden kartoitus 3.Estetietojen hyödyntäminen lumitöissä 4.Vahinkojen vähentäminen ja vastuunmääritys 5.Tulosten analysointi ja raportointi Tietomallin käyttö hankkeessa Mitatusta aineistosta on tehty koneohjausmalli TOPCON:in järjestelmään. Juha Parkkari, Jussi Heikkilä ja Eija Heikkilä mallinsivat koneohjausmallin, jota hyödynnettiin lumitöissä pilottialueella. Pilottihankkeen erityispiirteet suhteessa tietomallinnukseen Keskeisimmät kehitysaskeleet ja niihin liittyvät odotukset Koneohjausjärjestelmää hyödynnetään ennakoivana varoitusjärjestelmänä. - Löydetään uudet mittaustavat, joiden avulla esteet saadaan kartoitettua luotettavasti - Tutkitaan mitatun aineiston hyödyntämistä lumitöissä - Tavoitteena löytää järjestelmä, jonka avulla vähennetään syntyviä laitevahinkoja. Keskeisimmät esiin nousseet ongelmat ja kehitystarpeet - Infra FINBIM-nimikkeistöstä puuttuu ratavarusteita, nimikkeistöä tulisi laajentaa - Ratavarusteiden mittaamiseen liittyvää mittausohjetta tulisi kehittää - Ratavarusteiden mittausmenetelmää tulisi kehittää - Mittausaineisto tulisi saada avoimessa formaatissa, Inframodel3
LIITE B 12 (12) Liite B Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot Lisätietoja arviointisapluunasta: tarja.makelainen@vtt.fi