Automatiserad Utsättning och Upptagning av Sidomarkeringsskärmar. Förstudie

Transkript

1 Automatiserad Utsättning och Upptagning av Sidomarkeringsskärmar Förstudie

2 Förord Arbete på vägarna innebär stora säkerhetsrisker för personalen som utför vägarbete. Enligt Trafikverket har 1723 trafikolyckor inträffat vid olika typer av vägarbeten i Sverige under åren Tre av de totalt 31 döda i de 26 dödsolyckorna vid vägarbeten var vägarbetare. Etableringen av ett vägarbetsområden i samband med vägarbete är ett mycket riskfyllt arbetsmoment vid vägarbete då många arbetsmomentet utförs manuellt med behov av personal på vägen med begränsad skyddsutrustning. Anläggningsbranschen har nyligen kommit överens om nollvisionen för allvarliga skador på arbetsplats. Ett sätt att uppnå nollvisionen är att automatisera de mest riskfyllda arbetsmomenten vid etablering och avetableringen av vägarbetsområdena, nämligen uppsättning och upptagningen av trafikanordningar. Föreliggande rapport presenterar resultatet av ett utvecklingsprojekt som syftar till att Identifiera de preliminära krav och önskemål för en maskin som kan etablera/avbetalar trafikanordningar vid vägarbetsområden utan behov av personal på vägen. Undersöka vilka tekniska lösningar finns på marknaden. Projektet utfördes av Svevia och finansierades av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF).

3 1 Bakgrund Arbete på vägarna innebär stora säkerhetsrisker för personalen som utför vägarbete. Enligt Trafikverket 1 har 1723 trafikolyckor inträffat vid olika typer av vägarbeten i Sverige under åren Tre av de totalt 31 döda i de 26 dödsolyckorna vid vägarbeten var vägarbetare. Etableringen av ett vägarbetsområden i samband med vägarbete är ett mycket riskfyllt arbetsmoment vid vägarbete då många arbetsmomentet utförs manuellt med behov av personal på vägen med begränsad skyddsutrustning. 2 Syfte Syftet med denna förstudie är att: Identifiera de preliminära krav och önskemål för en maskin som kan etablera/avbetalar trafikanordningar vid vägarbetsområden utan behov av personal på vägen. Undersöka vilka tekniska lösningar finns på marknaden. 3 Mål Målet med projektet är att minska risken för personalen vid etablering och avetablering av en avstängningar vid vägarbetsområden. 4 Problembeskrivning Skyltar och andra anordningar ska sättas upp under etablering av vägarbetsområden. Under denna process är det oftast personal ute på vägarna vilket är ett mycket riskfyllt arbete. Trots de säkerhetsrutiner som finns, t.ex., TMA-fordon placeras ut för att undvika att personalen ska blir påkörd, alla ska utrustas med varselkläder osv, förekommer det fortfarande dödsolyckor i samband med påkörningar. Detta kan undvikas genom att inte ha personalen på vägarna under etableringsprocessen. 5 Metod Denna förstudie baserades på data som insamlade huvudsakligen genom att intervjuar med: Vägarbetare, arbetsledare, och platschefer hos entreprenörer som arbetar med trafikanordningar Projektledare och trafikingenjörer hos beställarorganisationer Leverantörer av material och maskiner som används för trafikanordningar Total 25 intervjuer utfördes under två månader. Två typer av intervjuer har använts i studie: singelintervjuer och gruppintervjuer med s.k. open-ended questions för att ge de intervjuade personerna möjligheten att utrycka sig utan styrning. En marknadsundersökning utfördes syfte att identifiera befintliga tekniska lösningar som används för automatisering av etablering och avetablering av trafikanordningar. 5 Krav och önskemål De preliminära krav och önskemål som togs fram baserad på data som samlades in genom intervjuerna är redovisade i tabell

4 Tabell 1: Preliminära kravspecifikation. Kravspecifikation Egenskap Mätvärde Krav/Önskemål Rank (1-5) Pris Så billigt som möjligt Önskemål 5 Utvecklingskostnader Max 0,5-1Mkr Krav 3 Lagringskapacitet Minst 240 sidomarkäringsskärmar Krav 5 Kunna sätta ut/ta upp sidomarkäringsskärmar på både sidor av fordonet (80 st av varje typ) Justerbar Krav 5 Ska kunna sätta ut/ta upp sidomarkäringsskärmar om den kör fram eller bak Justerbar utrustning Önskemål 3 Kunna lagra minst 3 olika typer av sidomarkäringsskärmar Inga personal på vägen Tvättning av sidomarkäringsskärmarna ska ske automatiskt Lagring av sidomarkäringsskärmarna i fordonet/på flaket Växelflak Säkerhet för föraren mot påkörning Lagringsutrymme ska vara delbar/justerbar Helautomatiserad process, ingen manuellt arbete ska behövas Tvättning ska ske i samband man upptagning av skyltarna Lagring av sidomarkäringsskärmarna ska ske i fordonet Maskinen ska kunna lagras seperat från fordonet så fordonet kan användas till andra ändamål Fordonet ska kunna skydda föraren vid eventuella påkörningar Krav 4 Krav 5 Önskemål 3 Krav 5 Krav 4 Krav 4 Livslängd Så långt som möjligt Önskemål 4 Godkänt för användning i Uppfylla alla krav på arbetsfordon Krav 5 Sverige enligt Svenskt lag Lättanvänd Inga större utbildningar krävs för Krav 4 användning av fordonet Datorstyrt utplacering av sidomarkäringsskärmar GPS sändarna på skyltarna Önskemål 2 Helautomatiserad process för hela vägarbetsområdet Alla sorts sidomarkäringsskärmar kan sättas ut i alla etapper av etableringsområdet Önskemål 6 Befintliga tekniska lösningar En marknads undersökning som genomfördes inom denna studie visar att det redan finns tekniska lösningar för utsättning och upptagning av koner som uppfyller en del av de krav och önskemål som finns i tabell 1. Alla lösningar är utvecklad i syfte att

5 Att förbättra arbetsmiljön genom att: o Att göra arbetet med utsättning/upptagning av trafikanordningar säkrare. o göra arbetet bekvämare, då tunga lyft har eliminerats Att öka lönsamheten för entreprenad företagen genom att: o slippa betala för flera arbetare som göra arbetet manuellt. o utföra arbetet snabbare. Lösningarna är dock inte utvecklad för att hantera sidomarkeringsskärmar. För att spara tid och utvecklingskostnader bör man överväga möjligheten till att bygga om och utveckla de befintliga lösningarna för att kunna hantera sidomarkeringsskärmar. Av den anledning, innevarande teknik utvärderades i denna studie. 6.1 Autocone 500 Skillnaderna mellan vägarbete i USA och Sverige är många, men strävan att få ner antalet dödsolyckor är väldigt lik. Därför har Centreville Manufacturing Inc utformat och tillverkat Autocone 2 (Bild 1 och 2). Maskinen består i huvudsakligen av en lagringsenhet, en robotarm och en styrenhet som kan monteras på ett flak eller en stor släpkärra. Lagringsenheten är en roterande cylinder med plats för koner i flera rader. Med hjälp av robotarmen kan koner sättas ut och tas upp båda sidorna av maskinen och i två riktning. Autocone är CE-märkt och tillverkas i två storlekar- Autocone 130 och Autocone 500 med plats för 103 respektive 500 koner. Kapaciteten för utsättning/upptagning är 15 km/hr med en c-c avstånd på 15m mellan konerna. Inga kostnader förknippad med på-och avlastning av koner till en lastbil, då konerna kan lagras i magasinet. Bild 1: Autocone 130 fordonet med magasinet. 2

6 Bild 2: Autocone 500 utplaceringsaggregat. En uppenbar brist med denna lösning är att den bara kan sätta ut och ta upp koner, och i Sverige är användning av koner ovanligt för omledning av trafik och avstängning av körfält. Dock så finns det möjlighet att bygga om magasinet för svenska sidomarkeringsskärmar, men om det är lönsamt att göra det krävs en djupare livscykelkostnadsanalys. Innevarande Autocone har ingen påkörningsskydd. Andra brister redovisas i sektion Mobile Automatic Roadblock System (MARS) Ett system som är godkänd för användning i Europa, men inte Sverige, är systemet MARS från Trafiq 3. Maskinen består huvudsakligen av en lagringsenhet en robotarm och en styrenhet samt en demonterbar påkörningsskydd. MARS kan användas för utsättning och upptagning av koner på båda sidorna utan behov av personal på vägen. En stor fördel med MARS är att den har demonterbar påkörningsskydd som kan sättas ut på vägen automatiskt innan man börjas med att sätt ut konerna. MARS är också utrustad med ett demonterbart farthinder som kan sättas ut på vägen innan man börjar med utsättning av trafikanordningen. Utsättning och upptagningen sker med en hastighet på km/hr Bild 3: M.A.R.S systemet med tillhörande TMA enhet. 3

7 Bild 4: M.A.R.S system efter TMA enheten har utplacerats. Det finns också uppenbara brister med denna lösning. Det är också byggt för att placera ut koner, och som tidigare nämnt är användning av koner ovanligt i Sverige. Andra brister redovisas i sektion Egenutvecklat maskin för användning i Sverige Ett projekt som har drivits av Svevia, Skanska och Trafikverket 4 hade i syfte att förbättra säkerheten för den personal, som initialt och även under pågående arbete, arbetar med etablering och uppskyltning samt underhåll vid olika typer av väg-arbetsplatser och då i första hand på det högtrafikerade vägnätet. Lösningen blev en prototyp som består av ett löst flak för lastbil med kran (alt på släp) där kranen har ett avancerat styrsystem som på kommando automatiskt sätter ut och plockar in tillfälliga vägskyltar. Detta system manövreras av chauffören från en mobil handterminal. Figur 1: En konceptskiss på lösningen. Varje skylt förses med en RFID-tag, dvs en elektronisk identitet, som talar ut om exakt vilken skylt det är. Kranen använder RFID:n för att identifiera vilken skylt som ska sättas ut, utifrån en i handterminalen definierad TA-plan. Ett antal sensorer på kranen och vagnen säkerställer dels att arbetet utförs korrekt, dels hindrar människor från att komma i närheten av kranen när den arbetar. Prototypen är utformad i huvudsak för utsättning och upptagning av tillfälliga vägmärken. En anpassning av prototypen för att kunna hantera sidomarkering skärmar kan innebära stora kostnader då 4 &id={7a5e79a7-9a d7-75d458da55d5}&status=5

8 det saknas en bra lagringsenhet och en robotarm med hög kapacitet för utsättning och upptagningen av sidomarkeringsskärmar. 7 Kravanalys av befintliga lösningar Tabell 2 visar fördelar och nackdelar med innevarande tekniska lösningar som studerades i denna förstudie. Tabell 2 Kravmatris Koncept Utvecklingskostnad Kapacitet Max 3Mkr Minst 240 skyltar Utsättning och upptagnin g kan ske på både sidor av fordonet Utsättning och upptagning kan ske på både håll Lagra 3 olika skyltar Inga personal på vägen Justerbar Justerbar Justerbar Hel automati serad process Lagring av skyltarna i fordonet Lagrings kapacitet Växelflak Lagrings möjlighet Säkerhet för föraren vid påkörning Skyddutru stning på fordonet Godkänt för användning i Sverige Uppfyller alla krav för arbetsfordon Lättanvänt Ingen eller lite utbildning behövs Autocone (300 kkr) M.A.R.S system? Egenutvecklat system - (3 Mkr) ? - Godkänd + Inte godkänd - Fakta saknas? Med valda utvärderingskriterier och fastlagda viktfaktorer eller rankning (i detta fall är det de krav från kravspecifikationen i tabell 1) samt definierade betygsskalor för varje kriterium kan den slutliga utvärderingen enligt kriterieviktmetoden användas 5. Detta har gjorts i en matris i tabell 3 där utvärderingskriterier med viktfaktorer lagts in på matrisens rader och lösningsalternativen (befintliga koncept) i dess kolumner. Förutom de kvarvarande lösningsalternativen finns också en teoretisk ideallösning, som får högsta betyg på uppfyllelse av alla kriterier, inlagt. Detta för att kunna jämföra de lösningar som finns till den lösning som önskas. Att läsa av kesselringsmatrisen nedan bör följande förtydligas: w = viktfaktor v = betyg t = w t (betyg för utvärderingskriterium) Rangordningen sker efter den totala betyg har räknats fram för varje lösning. 5 Produktutveckling, Johannesson Hans, Liber, ISBN

9 Tabell 3: Kesselringsmatris Lösningsalternativ Kriterium Egenutvecklad Ideal Autocone 500 M.A.R.S system system w v t v t v t v t Utvecklingskostnad Kapacitet Justerbar upptagning Justerbar utsättning Lagra 3 olika sidomarkäring sskyltar Inga personal på vägen Intern lagring Växelflak Säkert för föraren Godkänt i Sverige Lättanvänt Betyg = t T/Tmax 1 0, , , Rangordning Analys av de befintliga lösningar Problemen med ovannämnda lösningar är följande: 1) Alla studerade lösningar har en viss utvecklingskostnader kopplad till den. Dessa är svåra att beräkna och en innovationsupphandling måste utföras. 2) Alla studerade har utformats för att placera ut koner, och en eventuell ombyggnad kan tillföra onödiga kostnader. En ombyggnation garantera hellre inte att det blir lika effektivt. 3) Både Autocone 500 och MARS placera ut konen ca 0,5 meter ut från fordonet, och justeringsmöjligheterna är närmast obefintligt. Alltså, dessa maskiner kan endast sätta ut koner i en rak linje, detta blir problematiskt eftersom i början av ett etableringsområde brukar sidomarkeringsskärmar sättas ut i form av en chikan. Användning av Autocone 500 och MARS skulle vara begränsat till raka sträckor, och personalen får ändå vara ute på vägen i början av etappen vilket motverka syftet att få bort personalen från vägen. 4) Kapacitet för den ideala maskinen bör kunna placera ut sidomarkeringsskärmar för minst 2 km. Den ideala mängd sidomarkeringsskärmar blir då ca 240 st. 5) För svenska förhållanden behöver fordonet kunna lagra minst 3 olika typer sidomarkeringsskärmar (vänster, höger och vänster/höger). Då är det kanske nödvändigt att utrusta skyltarna med RFIDtaggar, eller har åtskilda sektioner i magasinet där lagring av skyltarna sker. I Autocone 500 och

10 MARS finns ingen möjlighet till ett delat magasin i nuvarande versioner. Den här egenskapen bör övervägas om dessa maskiner ska anpassas till svenska förhållanden. 6) För att spara både tid och pengar måste sidomarkeringsskärmarna kunna lagras i maskinen när de inte brukas. Detta för att spara på lagringsutrymme och tid som behövs för att avlasta de från fordonet. Då är det också nödvändigt att de rengöras vid upptagning från vägen, då damm och andra beläggningar kan göra att sidomarkeringsskärmarna blir så smutsiga att de inte går att använda. Lösningen är att utrusta fordonet med den nödvändiga tvätt utrustning (förslagsvis ett munstycke som sprutar skyltarna med vatten under hög tryck). 7) För att den nya maskinen ska bli så lönsamt som möjligt är det rimligt att maskinen ska placeras på ett växelflak, så fordonet kan användas till andra ändamål under tiden som maskinen inte behövs. Problemet med både Autocone 500 och MARS är att systemet är integrerad i fordonet, medan med den egenutvecklad system är det på ett flak. 8) Säkerhet är en viktig faktor att ta hänsyn till när lösningen ska väljas. Vid en eventuell påkörning bakifrån ska både föraren av arbetsfordonet och föraren av den andra fordonet skyddas på bästa sättet. Då är det rimligt att dessa fordon ska utrustas med en TMA-enhet. MARS har redan det, men det måste utplaceras innan konerna kan sättas ut. Om en TMA enhet kan sättas ut på Autocone 500 eller den egenutvecklat system måste studeras, men med det egenutvecklade systemet är det viktigt att en TMA enhet tas med i utformningen samtidigt som den inte stör utplaceringen av skyltarna. 9)Fordonet ska kunna användas av en lastbilschaufför, och utbildningen i användning av systemet ska inte vara långvarig. Då är både Autocone 500 och MARS systemet bättre lösningar då de kräver ingen utbildning för att använda. Det är troligt att en system med RFID-taggar och en kranarm, som i den egenutvecklade systemet, med tillhörande sensorer skulle kräva mer utbildning i användning av systemet samt mer drift och underhåll på systemet. 8 Slutsatser Anläggningsbranschen har nyligen kommit överens om nollvisionen för allvarliga skador på arbetsplats. Ett sätt att uppnå nollvisionen är att automatisera de mest riskfyllda arbetsmomenten vid etablering och avetableringen av vägarbetsområdena, nämligen uppsättning och upptagningen av trafikanordningar. För att göra vägarbetsplatser säkrare i Sverige krävs innovativa lösningar. Syftet med denna förstudie är att: Identifiera de preliminära krav och önskemål för en maskin som kan etablera/avbetalar trafikanordningar vid vägarbetsområden utan behov av personal på vägen. Undersöka vilka tekniska lösningar finns på marknaden. Baserad på resultatet av denna studie följande slutsatser kan dras: Det finns ett antal befintliga lösningar som används för automatiserad etablering och avetablering av vägarbetsplatser. De befintliga lösningar som finns är alla sina för och nackdelar och behöver större ombyggnationer eller utveckling för att kunna anpassas för svenska förhållanden Om man ska fokusera på att enbart använda den nya lösningen utsättning och upptagning av sidomarkeringsskärmar är Autocone den mest intressant lösningen och bör övervägas att byggas istället för att bygga en egen lösning. Autocone har en fungerade robot arm och en lagringenhet som kan byggas om för att kunna hantera sidomarkeringsskärmar utan behov av omfattande förändringar.

11 Om man väljer att använda den nya lösningen för utsättning och upptagning av alla typer av vägskyltar krävs ytterligare studier på de befintliga lösningarna för att kunna välja den bästa möjliga lösning, en djupare och mer omfattande kravspecifikation, samt en livscykelkostnadsanalys med fallstudier.