• Nederland

    We hebben u doorgestuurd naar een vergelijkbare pagina op uw lokale site, waar u de lokale prijzen en aanbiedingen kunt bekijken en online producten kunt kopen.

    Stay on our U.S. site

Keyboard ALT + g to toggle grid overlay

Norconsult

Vernieuwers in infrastructuur gebruiken VR-games om het Scandinavische tunnelontwerp te stroomlijnen

De toekomst van ontwerpen

DEEL DIT VERHAAL

Foto's beschikbaar gesteld door LimbForge

Virtuele omgevingen brengen wezenlijke ontwerpproblemen aan het licht nog voordat de bouw is gestart

Bij infrastructuurprojecten is alles groot: het budget, de planning, de omvang en met name het risico. Toen Norconsult, een adviesbureau op het gebied van architectuur, engineering en ontwerp, een nieuwe spoorwegtunnel in de buurt van het Noorse Bergen ontwierp, wist het bedrijf een groot risico te verminderen door geavanceerde technologie toe te passen op een kritieke maar lastige ontwerpvereiste: het spoorwegsignaleringssysteem. Om kostbare vertragingen bij de constructie door inadequate signaleringen te voorkomen, maakte Norconsult voor het ontwerpen van de infrastructuur gebruik van 3D-modellen en VR-gamificatie om potentiële ontwerpproblemen aan het licht te brengen. De interactieve gameomgeving die door het bedrijf werd ontwikkeld, vertegenwoordigt een nieuwe standaard voor het stroomlijnen van de evaluatie, validatie, optimalisatie en goedkeuring van ontwerpen.

Een grote organisatie cultiveert het karakter van een start-up

Norconsult, dat zijn oorsprong vindt in 1929, is het grootste multidisciplinair technisch adviesbureau van Noorwegen. Het bedrijf wendt zijn expertise aan voor het ontwerp en de bouw van luchthavens, stadions, olievelden, snelwegen, ziekenhuizen, dammen, bruggen, spoorwegen en tunnels om maar een paar van de 20.000 projecten in de uitgebreide portfolio van het bedrijf te noemen.

Norconsult is gevestigd in Sandvika, niet ver van de Noorse hoofdstad Oslo, en heeft bijna 3300 werknemers verdeeld over 88 wereldwijde kantoren. Hoewel de grootte van het bedrijf zo zijn voordelen heeft, kleven hier ook nadelen aan: hoe groter een organisatie, hoe trager deze in beweging komt. Om de ethos van een veel kleiner, flexibeler bedrijf te kanaliseren, heeft Norconsult een intern team met naam 'Bleeding Edge' samengesteld. "Het team bestaat uit 30 tot 40 van de meest innovatieve werknemers die de ontwikkeling van technologie een duwtje in de rug proberen te geven om onze werkwijzen efficiënter te maken en onze klanten een beter product te bieden", legt Bleeding Edge-lid Thomas Angeltveit uit, een bouwkundig ingenieur en BIM-coördinator die het gebruik van 3D-modellen en technologie binnen de bloeiende transportpraktijken van Norconsult evangeliseert. "We proberen zo goed mogelijk advies te geven door gebruik te maken van de nieuwste technologie."

Thomas Angeltveit, BIM-coördinator van het spoorwegteam van Norconsult, werkt al vanaf 2015 aan het Ulrikstunnel-project. Afbeelding ter beschikking gesteld door Norconsult AS.

Een vitale economische ader ontstoppen

De Noorse spoorweg tussen Oslo en Bergen, ook wel de Bergensbanen genoemd, meandert 500 kilometer door een adembenemend Scandinavisch landschap. De spoorlijn is niet alleen een van de meest pittoreske spoorlijnen van Europa, het is ook economisch gezien van vitaal belang, omdat het de twee grootste steden van Noorwegen met elkaar verbindt. Het is essentieel dat treinen de tunnel snel, eenvoudig en veilig doorkruisen.

De laatste etappe van de route, tussen Arna en Bergen, gaat door de Ulrikstunnel, een 7,8 km lange tunnel door de Ulriken. De tunnel uit 1964 is een van drukste enkelsporige spoorlijntunnels in Noord-Europa en vormt al jarenlang een belangrijk knelpunt. "De capaciteit van de bestaande tunnel is niet voldoende voor het benodigde aantal treinen" om aan de behoeften op het gebied van personen- en goederenvervoer te voldoen, aldus Angeltveit. In 2010 startte Norconsult samen met het staatsbedrijf Bane NOR, de Noorse spoorweginfrastructuurbeheerder, een project om de capaciteit van de Ulrikstunnel te verdubbelen door parallel aan de eerste tunnel een tweede tunnel te bouwen.

Het project, dat in 2022 voltooid moet zijn, stelt aannemers voor aanzienlijke uitdagingen. Tegelijkertijd met het boren van de tunnel in de Ulriken moeten de bestaande tunnel en de bijbehorende stations worden gerenoveerd, zonder dat het huidige spoorwegverkeer hier hinder van ondervindt.

Rendering van het station van Bergen, het eindpunt van de spoorlijn tussen Oslo en Bergen. Afbeelding ter beschikking gesteld door Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni.

De prioriteit ligt bij de veiligheid op het spoor

Om een nieuwe Ulrikstunnel te bouwen zonder dat de oude tunnel of de treindienst hier hinder van ondervindt, moet Bane NOR een tunnelboormachine (TBM) van 1800 ton gebruiken om in 18 maanden tijd een tunnel in de rotsen van de Ulriken uit te graven. Het is de eerste keer dat er een TBM voor een spoorwegtunnel wordt gebruikt in Noorwegen, waar conventionele explosieven nog altijd de norm zijn. Het vergt uiteindelijk 18 maanden om de tunnel uit het harde rotsgesteente van de Ulriken te graven.

Tijdens een omvangrijk infrastructuurproject als dit zijn er niet alleen technische uitdagingen, er moeten ook administratieve horden worden genomen. Een van de belangrijkste obstakels bij spoorwegprojecten is het verkrijgen van goedkeuring van de bevoegde instanties voor het signaleringssysteem, dat cruciaal is voor de spoorwegveiligheid. "Het lastigste bij spoorwegprojecten is om goedkeuring voor het signaleringssysteem te verkrijgen", stelt Angeltveit. "Dit komt omdat dit systeem het hart van de spoorweg vormt. Hiermee wordt alles aangestuurd. Als een machinist een signaal niet kan zien en te ver doorrijdt of niet stopt, zal het hele spoorwegensysteem worden platgelegd."

Op 29 augustus 2017 breekt de tunnelboormachine aan de kant van Bergen door de Ulriken. Afbeelding ter beschikking gesteld door Warren Eversley/Bane NOR/Norconsult AS.

Het systeem als game

Om het complexe ontwerp en de uitdagingen bij de bouw van de Ulrikstunnel het hoofd te kunnen bieden, maakte Norconsult gebruik van BIM (Building Information Modeling) om de verschillende disciplines beter te kunnen coördineren. "Aangezien we tegenwoordig heel snel nieuwe technologieën ontwikkelen, speelt BIM een belangrijke rol in het succes van onze projecten", zeg Angeltveit. Er zijn BIM-modellen voor het tunnelproject en de stationsrenovaties gemaakt met AutoCAD, Civil 3D en Revit, samen met Navisworks voor de samenwerking met de constructieteams.

Om de administratieve uitdagingen rond het signaleringssysteem het hoofd te bieden, is er een andere benadering vereist. Wat het zo moeilijk maakt om de benodigde goedkeuringen te verkrijgen, is het feit dat de signaleringen doorgaans pas jaren nadat ze zijn geïnstalleerd, door de spoorwegmaatschappijen kunnen worden getest. Het is daarom heel normaal dat er fouten optreden. Angeltveit vroeg zich het volgende af: als spoorwegmaatschappijen de signalering eerder zouden kunnen testen, zou het dan makkelijker zijn om de goedkeuringen te verkrijgen?

Om dit uit te zoeken, vatte hij het plan op om de BIM-modellen te koppelen aan virtual reality en zo een gameomgeving te creëren waarin machinisten nog voor de aanleg van de toekomstige spoorlijn al over het spoor kunnen 'rijden'. "We beschikten over modellen voor alle disciplines, dezelfde modellen die we de aannemers hebben overhandigd, en hebben deze in een game engine gestopt", legt Angeltveit uit. Het team heeft de 3D-modellen geanimeerd met 3ds Max en gebruikte ReCap om ze aan te vullen met laserscans met praktische informatie over bijvoorbeeld de lay-out van de cabine van de machinist.

  • Een realistische VR-game biedt machinisten de mogelijkheid om in een simulator, een cabine die is gemaakt van 3D-laserscans van een echte trein, door de nieuwe Ulrikstunnel te 'rijden'.

  • Gebruikers rijden de route en gebruiken de metermarkingen in het spoorbed om te bepalen hoe ver ze zich van het dichtstbijzijnde signaal bevinden en geven tijdens het spelen aan of er problemen met signalen zijn.

  • Spoorwegmaatschappijen kwamen met het advies om bepaalde signaleringen in de tunnel te verplaatsen om de zichtbaarheid te verbeteren. Aangezien deze wijzigingen konden worden doorgevoerd voorafgaand aan de constructie, leverde dit een enorme kostenbesparing op.

  • In de virtuele omgeving is ook de inrichting en apparatuur in de tunnel te zien om noodgevallen te simuleren en ter ondersteuning van trainingen voor bedienings- en onderhoudswerkzaamheden.

  • De 'dronemodus' biedt een blik vanuit vogelperspectief op het gerenoveerde station in Arna bij de ingang van de Ulrikstunnel.

Afbeeldingen ter beschikking gesteld door Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni

Groot potentieel

De game bood machinisten de mogelijkheid om over de virtuele spoorweg te rijden onder toeziend oog van bouwkundige ingenieurs, die aan de hand van de prestaties van de machinist de plaatsing van de signalering evalueerden. De virtuele omgeving "doet zeer realistisch aan", legt Angeltveit uit, "en dat is een enorm voordeel wanneer je goedkeuring voor iets probeert te verkrijgen wat nog niet is gebouwd." Middels een iteratief ontwerpproces hebben de engineers het signaleringssysteem verfijnd en geoptimaliseerd."Door met machinisten te werken, kregen we meer inzicht in hun denkproces", gaat hij verder. "We konden profiteren van hun ervaring met het besturen van een echte trein."

Bane NOR had ook baat bij de game als visueel hulpmiddel voor de hulpdiensten. Door de game in de dronemodus te spelen, waarin het project wordt getoond vanuit het perspectief van een onbemand luchtvaartuig, kan het personeel evacuatieroutes verkennen of noodscenario's simuleren. Soortgelijke immersieve omgevingen kunnen projectteams helpen om in te spelen op de operationele en onderhoudsbehoeften, zodat ze gebouwen en infrasturen kunnen ontwerpen die zijn geoptimaliseerd voor de eindgebruikers. "Er liggen hier tal van mogelijkheden om te verkennen", zegt Angeltveit.

Video ter beschikking gesteld door Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni (2:18 min.)

De beste en veiligste tunnel tot op heden

Met het afronden van de tunnelboorwerkzaamheden aan de Ulriken in augustus 2017 werd er een belangrijke mijlpaal in de aanloop naar de voltooiing van de tunnel in 2022 bereikt. Wanneer de tweesporige lijn is voltooid, kunnen meer treinen meer mensen en meer vracht tussen Arna en Bergen vervoeren, met hogere snelheden en frequentere intervallen.

In de tussentijd heeft de driehoeksverhouding tussen BIM, VR en gaming zijn vruchten afgeworpen voor Norconsult, wiens inspanningen werden bekroond met de derde plaats in de infrastructuurcategorie van de competitie 2017 AEC Excellence Awards (Engels) van Autodesk. Volgens Angeltveit heeft het gebruik van VR-games verschillende voordelen opgeleverd, waaronder een gestroomlijnd beoordelingsproces door bevoegde instanties, waardoor de goedkeuringstijd met jaren is ingekort, een groter draagvlak onder belanghebbenden, aangezien de game zelfs niet-technische gebruikers helpt om de projectplannen te visualiseren, en uiteindelijk lagere kosten, omdat eventuele fouten nog voor de daadwerkelijk bouw kunnen worden opgelost en niet achteraf hoeven te worden gecorrigeerd.

Misschien is het grootste voordeel nog wel de tunnel zelf, die dankzij de game ook lang nadat de bouwvakkers zijn vertrokken, topprestaties blijft leveren. "Uiteindelijk kunnen wij bijdragen aan tunnels en stations die beter en veiliger zijn dan ooit", zegt Angeltveit.

Renovatie van het station in Arna, met een trein die uit de bestaande tunnel komt en aan de linkerkant de nieuwe tunnel. Afbeelding ter beschikking gesteld door Ingvild Eikeland/Bane NOR/Norconsult AS.

Signalering van de aanstaande verandering op het gebied van infrastructuurontwerp

Op basis van het eerste succes met de Ulrikstunnel gebruikt Norconsult VR-gamificatie als een standaard werkprocedure voor alle spoorlijnprojecten ter ondersteuning van het signaleringsontwerp en de goedkeuring hiervan. Het bedrijf verkent ook andere toepassingsmogelijkheden. Norconsult maakt bijvoorbeeld voor de aanleg van een tramlijn in de stad gebruik van een VR-gamebeleving om feedback van trambestuurders te krijgen en het ontwerp van de verkeersbanen voor fietsers en hulpdienstvoertuigen op basis hiervan te optimaliseren. Klanten gebruiken de immersieve omgevingen ondertussen in presentaties voor het senior management en de belanghebbenden binnen de gemeenschap, wier kritieke steun en acceptatie makkelijker en met meer enthousiasme kunnen worden verkregen met behulp van VR-visualisaties.

Het is niet moeilijk te begrijpen dat op de lange termijn VR-gamificatie de weg naar een nieuw tijdperk van proactieve in plaats van reactieve ontwerpen zal inleiden. "Dit was voor ons echt een doorbraak", concludeert Angeltveit. "De interactieve VR-ervaring (Virtual Reality) waarin we met onze BIM-modellen voorzien, heeft geleid tot een ernstige verstoring van de status quo binnen een traditioneel conservatieve sector."

VR-rendering van een signaleringslay-out op de spoorlijn tussen Oslo en Bergen. Afbeelding ter beschikking gesteld door Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni.

Gerelateerde producten

De zoekresultaten kunnen op dit moment niet worden weergegeven. Probeer het later opnieuw.