Vasút- és hídépítés – Korszakváltó digitalizációs projekt emelheti át a 21. századba a fejlesztéseket

A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal pályázatot hirdetett Piacvezérelt kutatás-fejlesztési és innovációs projektek támogatása címmel. Eredményesen pályázott 2021-ben a STRABAG Vasútépítő Kft. vezetésével a Széchenyi Egyetem és a V-Híd Kft. konzorciuma „Az automatizáció és digitalizáció integrálási lehetőségei a vasútépítésben, komplex eljárások kidolgozása a transzparencia növelése érdekében” projektjével.

Utóbbiban célként fogalmazták meg a vonalas létesítmények kivitelezésének digitalizálásának fejlesztését, ami lehetővé teszi:

• az építkezési folyamat felügyeletéhez szükséges virtuális adatmodell létrehozását és
• vizualizációját,
• a kivitelezés haladásának automatizált követését,
• minősítését és elemzését a BIM keretrendszerbe átültetve.

 

 

Cél: Átláthatóság, hatákonyságnövelés, minőségi javulás

A projekt szereplői a fejlesztéstől a kivitelezés minőségének és hatékonyságának javulását és összességében az átláthatóságot és a költséghatékonyságot várják.
A konzorcium beszámolt a projekt megvalósításának eddigi folyamatairól.
A fejlesztést négy fő részre tagolták: az adatgyűjtési folyamat digitalizálására, a virtuális modell építésére, a virtuális modell vizualizációjára és a kivitelezéssel kapcsolatos folyamatok menedzsmentjére, valamint az elszámolások és a minőségbiztosítás digitalizálására.

 

Az első mérföldkő: mérés, adatgyűjtés milliméter pontos képalkotással

A megvalósítás első mérföldköve a vasúti infrastruktúra és műtárgyak felmérésére alkalmas technológiák vizsgálata volt. A hagyományos mérési módszerek mellett, áttekintették a földi lézerszkennelés, a LIDAR technológia és a fotogrammetria (utóbbi a 3 dimenziós világot képezi le 3D-ben a területről vagy objektumról készített felvételek segítségével) alkalmazhatóságát is.

A projekt során egy vasúti vágányszakaszon és egy hídon elvégezték a lézerszkenneres és drónos felméréseket, az adatokat az Autodesk Recap és CloudCompare szoftverekkel feldolgozták.
A szakemberek megvizsgálták az alkalmazott módszerek előnyeit, hátrányait és korlátait is.

 

Összevetették az eltérő eszközökkel végzett adatgyűjtések pontosságát és hatékonyságát.
 

 

A tapasztalatok birtokában javaslatokat dolgoztak ki a vonalas létesítmények és műtárgyak digitális felmérésére. Megvizsgálták a 3D pontfelhők kompatibilitását a BIM modellezéssel és meghatározták a szükséges hardver- és szoftverigényeket.

 

Pontfelhőkből modellek

A második mérföldkövet a projektben a vasúti létesítmények és műtárgyak BIM modellezésének módszertani kidolgozása jelentette. A BIM (Building Information Modeling) építőipari szabványainak elemzése mellett a vonalas infrastruktúra sajátosságaira adaptálták a modellezési technikákat.
Az első szakaszban- egy vasúti pályaszakasz és egy híd felmérése során - előállított 3D pontfelhők felhasználásával BIM modelleket készítettek.
A munkálatok ezen fázisában feltérképezték a BIM szabványokat és az infrastruktúra-specifikus alkalmazásokat. Meghatározták a vonalas létesítményekhez szükséges modellezési követelményeket és részletezettségi szintet.

 

Megvizsgálták a kivitelezés, a költségvetés elkészítése és az üzemeltetés során a BIM modellek felhasználási lehetőségeit.

 

Majd kidolgozták az adatstruktúrát az ütemezés (BIM 4D) és a költségvetés (5D) számára.

 

 

A virtuális- és a kiterjesztett valóság az építőipar szolgálatában

A projekt következő nagy szakasza a virtuális modellek és az adatplatform fejlesztésének specifikálására fókuszált. Ennek során áttekintették a modellek vizualizálási és adatkezelési lehetőségeit, amely során kiemelkedő szempont volt:

• a tervezett és aktuális állapot összehasonlítása,
• a kivitelezés nyomon követése,
• az anyagmozgatás és egyéb logisztikai feladatok optimalizálása
   

Az építési folyamatok támogatására és a hatékonyság növelésére egy digitális adatplatform specifikálása is megtörtént.
A harmadik mérföldkő legfőbb eredményei a virtuális és a kiterjesztett valóság alkalmazási lehetőségeinek meghatározása volt.

 

Egységben az erő – működő rendszerek is összekapcsolódhatnak

Ezenkívül áttekintették a vasút- és műtárgyépítésben a BIM és a GIS (Geographic Information System) rendszerek együttműködésének lehetőségeit. Utóbbi számítógépes rendszerben a földrajzi helyhez kapcsolódó adatokat gyűjtik, tárolják, kezelik és elemzik. A GIS alkalmas az információk megjelenítésére, a földrajzi jelenségek megfigyelésére és modellezésére is.
Szintén ebben a fejlesztési szakaszban készítették el a digitális minőségbiztosítási platform fejlesztési koncepcióját, amely a dokumentációk tárolásának és frissítésének módszerét automatizálja. Az ellenőrzési folyamatok gyorsítása érdekében digitálisan támogathatóvá válik a papíralapú átadás-átvétel.

 

Átláthatóság, csökkenő adminisztrációs és környezeti teher

A projekt negyedik mérföldköve az adatplatform fejlesztését foglalja magában.
A vasúti infrastruktúra fejlesztése, a műtárgy építése során jelentős, egy-egy projektnél akár 5-6 ezer oldalas minőségbiztosítási dokumentáció készül, amelyet több példányban kell benyújtani a megrendelőnek.

 

A fejlesztés célként határozta meg egy korszerű, hatékony digitális platform megalkotását, ami jelentősen növeli az átláthatóságot, csökkenti a papírfelhasználást és az adminisztrációs terheket. Továbbá gyorsítja a döntéshozatalt és támogatja a műtárgy- és vasútépítési projektek minőségbiztosítási folyamatait.
 

 

Támogató háttér a döntéshozatalokhoz

Az új rendszer valós idejű adatrögzítésre és kezelésre alkalmas digitális térképes és adatbázis-alapú platform, amely pontosan dokumentálja az építkezés helyszínén végzett ellenőrzéseket és vizsgálati eredményeket.
A térinformatikai integráció révén a rendszer térképen rögzíti a mintavételi pontokat és a vizsgálati eredményeket és strukturált táblázatokban jeleníti meg az adatokat.

A digitalizált munkafolyamat átláthatóvá teszi a minőségbiztosítási feladatokat.
 

A döntéshozatali folyamatokat támogatja a rendszer automatikus kiértékelést és riportálást végző funkciója. Számos szempont – például idő, szelvényszám, réteg, projektfázis stb. - szerint a felhasználók szűrhetik és elemezhetik az adatokat. A platform egyszerű visszakereshetőséget és auditálhatóságot biztosít a használóinak.
A rendszerben lévő adatok felhasználásával lehetőség van komplett dokumentáció azonnali elkészítésére is, ami támogatja a projekt előrehaladásának indirekt nyomon követését is.

 

További rendszerintegrálással épült tovább a platform

A konzorcium tovább fejleszti a platformot: a tervek között szerepel a minőségellenőrzési mérések és a digitális modellek közötti zökkenőmentes adatcsere. Ezt az építőanyag laboratóriummal történő integrációval érhetik el.
 

A fejlesztők távlati célkitűzése a papíralapú dokumentáció felváltása egy modern, digitális minőségbiztosítási platformmal.

 Ez segíti a jelenlegi folyamatok esetében a hatékonyság növelését, hosszabb távon pedig felkészíti az építőipart a szabályozási és technológiai változásokra.