Nya digitala lösningar förändrar vårt sätt att designa, bygga och underhålla järnvägar. Resultatet är ökad säkerhet för såväl järnvägsarbetare som resenärer, skriver James Colclough.
Att resa med tåg är ett av de mest avkopplande och samtidigt stimulerande sätten att resa — i en tyst kupé, försjunken i en bok eller i djupa tankar samtidigt som man ser världen rusa förbi. Ny teknik och nya ingenjörsmetoder har gjort tågresandet mycket säkrare de senaste decennierna, men olyckor inträffar dessvärre fortfarande och drabbar såväl resenärer som järnvägsarbetare.
Den digitala tidsåldern erbjuder en uppsättning nya teknologier till järnvägsingenjörer. Digitala lösningar och uppkoppling mellan dataset ger konstruktörer, entreprenörer och operatörer ökade möjligheter att förbättra säkerheten.
För att kunna nyttja fördelarna med den nya teknologin, är det viktigt att få till grunderna rätt. En grund bestående av robusta informationshanteringssystem och -processer är centralt, i kombination med ett team med rätt beteenden, som backas upp av ledningen och organisationen.
Utgå från grunden
Järnvägsindustrin använder redan digitala teknologier såsom visualisering av design i 3D. Den digitala designgenomgången, som använder en så kallad federerad modell (i vilken de separata modellerna kombineras till en), är ett centralt koncept inom byggnadsinformationsmodellering (BIM). Den ger projektgruppen en holistisk överblick över konstruktionen, vilket även omfattar säkerhetsaspekter och risker. Även om processen är etablerad, har dess användning för att kartlägga säkerhetsrisker och faror endast långsamt tagit fart.
Nya teknologier skapar också ökad säkerhet för järnvägsarbetare. Åtkomsten till platser för att göra undersökningar, under designfasen och byggandet, har alltid inneburit risker för järnvägsarbetare, men med nya och smarta uppkopplade enheter kan personalen undvika riskabla miljöer, samtidigt som datainsamlingen blir mer effektiv.
Vid Old Oak Common, till exempel — en planerad järnvägsstation i nordvästra London som, när den öppnar år 2026, kommer att vara en av de största järnvägsknutarna i den engelska huvudstaden — använder ingenjörer drönare så att människor kan undvika farliga miljöer. Det tog drönaroperatörer två dagar att ta 3 000 foton, ur vilka ingenjörerna hämtade data till en 3D-modell. Vad som normalt hade krävt åtta veckors manuellt arbete kunde klaras av under sex timmars flygning.
Nya metoder för fjärrundersökning av tillgångarnas skick utvecklas också, så som avancerade spårundersökningar, sensorer, inhämtning av digitala data från satelliter, och genom att utveckla smartare tillgångar som själva tar fram informationen. Bland metoderna finns 3D-utskrifter för att skapa strukturer som använder en ”självläkande” lysande resin/harts som reparerar sprickor samtidigt som de låter underhållståg med kameror passera och inspektera området som repareras. Samtliga metoder minskar säkerhetsrisker eftersom personalen inte behöver vara på plats.
Informerande säkerhetsrapporter
Under konstruktionsfasen kan intressenterna identifiera risker som teamen kan ställas inför vid konstruktion, drift och underhåll av tillgångar. BIM-modeller fångar dessa risker och faror med projektet, och möjliggör därmed strategier för att minska dem. Teknologier så som VR-headset (virtual reality) och simulatorer man kan gå in i, förbättrar också bedömningen av designmodeller. Med hjälp av teknologierna kan ingenjörerna ikläda sig rollen som resenärer på plattformar eller i tåg, för att uppleva om de känner sig trygga och analysera riskerna.
BIM-modellen kan också användas vid planering av konstruktion och logistik (4D) för att göra olika säkerhetsbedömningar. Genom att länka konstruktionsprogrammet till modellen kan planeraren följa fordonens rörelsemönster, för att identifiera när störningar uppstår och när fordonets rörelse kan utgöra en risk. Kommunikationen med designer och konstruktörer banar effektivt väg för en sådan BIM-modell.
Bedömning av operativa risker
En datarik BIM-modell ger stora fördelar inom drift och underhåll, och bidrar till att bedöma specifika risker. Teknologier som visar signaler gör det exempelvis möjligt för konstruktörer att granska spårsträckor där tågföraren kan ha dålig uppsikt över signalerna.
Överlagring av videoinnehåll med information i BIM-modellen ger också ett kraftfullt, visuellt och analytiskt verktyg för att förbättra säkerheten. En detaljerad BIM-visualiseringsmodell kan förbättra förarutbildningen genom en helt verklighetstrogen simulering.
Bra register ger tillgångsägare rätt information, i rätt format, exakt när de efterfrågar den. Att utveckla en komplett och konsekvent tillgångsdatabas — som börjar i designfasen, innan den överlämnas till operatörer — är nyckeln. Det kan också ge akuttjänster sådan information som kan bidra till att rädda liv vid en olycka.
Kartläggning av faror
Byggaktiviteter kan ofta vara farliga och digitala teknologier kan identifiera risker i förväg. Smarta sensorer som bärs på arbetsplatsen kan registrera ett flertal faror, såsom luftföroreningar och gifter, och varna arbetare eller andra personer när de befinner sig i, eller närmar sig, fara.
Den digitala omvandlingsprocessen förändrar också hur data samlas in, där mobiltelefoner och läsplattor ersätter penna och papper. AECOMs team använder sig av geofencing för att hantera geospatial information i projekten. Geofencing använder GPS-teknik för att skapa virtuella, geografiska gränser, vilket gör det möjligt för ingenjörer att lägga till faror (som finns kartlagda i systemen eller hämtas från BIM-modellen) som varningar. Om en person kommer in i, eller befinner sig nära en av dessa platser, skickar mjukvaran en varning till hans eller hennes mobilenhet. Detta fungerar även som visuellt verktyg vid säkerhetsgenomgångar och kommunicerar till arbetslagen vilka risker de möter.
En säkrare framtid
Digitala lösningar kan förbättra säkerheten genom hela tillgångens livscykel, från början till slutet (inklusive rivning). Digital automation och ökad anslutning av data är nästa steg, vilket bygger vidare på grunderna från BIM nivå 2. Med säkerhet som en prioritet, kommer företag och branschen att i ökad grad använda artificiell intelligens (AI) och andra innovativa teknologier för detta ändamål.
Utvecklingen av mer detaljerad och uppkopplad data är dock en säkerhetsrisk i sig. I Storbritannien, till exempel, måste företagen följa regeringens riktlinjer gällande hanteringen av säkerheten för tillgångsinformation. Vi har alla ett ansvar för att upprätta digitala försvar som skyddar oss.
Den sista pusselbiten är de beteendemässiga förändringar som krävs för att börja tillämpa det digitala arbetssättet. När organisationer sätter säkerheten främst, går teknologin, processer och människor samman för att fullt ut nyttja den betydande möjlighet som branschen nu står inför.
Federerad modell
En federerad modell är en sammanslagning av separata modeller som tagits fram av olika arbetsgrupper (ofta designdiscipliner). Modellen ger designteamen en holistisk 3D-överblick och skapar förståelse för olika integrationsproblem. Den underlättar också för andra BIM-aktiviteter och är en viktig aspekt i projektets kvalitetsprocess.
Byggnadsinformationsmodellering (BIM)
Byggnadsinformationsmodellering (BIM) är ett mycket omfattande begrepp som beskriver processen med att skapa och hantera en digital modell av en byggnad eller infrastrukturtillgång. Det finns ett flertal olika mognadsgrader av BIM:
Utöver nivåerna, innehåller modellen även följande viktiga dimensioner:
