GeoBIM RAPPORT TILL STS UTVECKLING AV METODER FÖR RATIONELL OCH SNABB UTVÄRDERING AV GEOTEKNISKA UNDERSÖKNINGAR SLUTRAPPORT 2017-06-20
UPPDRAG 921457, TRUST 4.1 Utveckling av metoder för rationell och snabb utvärdering av geotekniska undersökningar Titel på rapport: Titel Status: Koncept Datum: 2017-06-20 MEDVERKANDE Kontaktperson: STS Birgitta Olofsson Uppdragsansvarig: Kvalitetsgranskare: Mats Svensson, Tyréns Pål Hansson, Tyréns REVIDERINGAR Revideringsdatum 2017-06-20 Version: Version 0 Initialer: Namn, Företag Tyréns AB 205 19 Malmö Besök: Isbergs gata 15 Tel:010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.nr: 556194-7986 2017-06-20
FÖRORD Det var en gång, närmare bestämt 2008 i projektet Södertunneln i Helsingborg, som några entusiastiska geoteknikmedarbetare visade att det var möjligt att samla alla georelaterade undersökningsdata i en och samma databas för att sedan visualisera dem tillsammans med den planerade järnvägstunneln. De drivande var Henrik Möller och Olof Friberg. Responsen från uppdragsgivarens experter var, med professor Leif Bjelm som tongivande: - Det är ju så här det ska gå till. Positiv feed back som tog oss vidare. Resten av historien berättas i föreliggande rapport. Det som då var resultatet av ett mycket stort manuellt arbete har idag, nio år senare, utvecklats till det som vi kallar för GeoBIM-konceptet. Konceptet syftar till att hålla ordning på och tillgängliggöra geotekniska data för alla de aktörer som har behov av geoteknisk information i stora och små infrastrukturprojekt. Konceptet utgör också informationsbasen för alla de tillämpningar som behövs i projekt och i förvaltande organisationer. GeoBIM är sannolikt State of the art i världen. GeoBIM-konceptet har stora förutsättningar att förändra arbetssättet både för Tyréns alla medarbetare som dagligen använder georelaterad information geoteknik, berg, förorenad mark, grundvatten, väg, järnväg men också för hela geobranschen. GeoBIM erbjuder ett verktyg som skapar förutsättningar för att på ett mer kvalitetssäkert och effektivt sätt än idag ta fram underlag avseende undergrunden. Detta kan sedan användas tillsammans med den hantverksskicklighet som vi alla besitter för att tolka undermarksförhållandena, och att använda dem rätt, för att så optimalt som möjligt designa de anläggningar och byggnader som till sist är vårt bidrag som samhällsbyggare. Vi får helt enkelt mer tid att lägga på det vi är bäst på och som vi tycker är roligast att jobba med. Som ofta med forskning och utveckling har det under GeoBIM-resans gång också utvecklats många nya idéer och tankar på hur vi kan ta GeoBIM ännu längre, bland annat har det blivit tydligt att vi behöver lära oss att beräkna osäkerheterna i de 3D-modeller av undergrunden vi nu har fått möjlighet att på ett enklare sätt än tidigare ta fram. Detta arbete är redan påbörjat. Det är med stor tacksamhet till Sven Tyréns Stiftelse som GeoBIM-projektets slutrapport nu stolt levereras. Helsingborg 22 juni 2017 Mats Svensson Uppdragsansvarig 3(25)
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 BAKGRUND... 6 2 TRUST... 7 2.1 TRUST 4.1...7 2.1.1 GEOBIM... 7 2.1.2 OSÄKERHETER AVSEENDE MEKANISKA PARAMETRAR... 7 3 GEOBIM (TRUST 4.1)... 8 3.1 VISION OCH MÅL...8 3.2 ORGANISATION...8 3.3 ARBETSSÄTT...8 3.4 KOMMUNIKATION...9 3.5 UTVECKLAT KONCEPT...9 3.5.1 EN GENERELL ÖPPEN DATABASMODELL... 9 3.5.2 AUTOMATISERING AV DATAHANTERINGEN... 9 3.5.3 VISUALISERING AV UNDERSÖKNINGSDATA FRÅN EN GEOBIM-DATABAS... 9 3.6 AFFÄRSMODELL... 10 3.7 IMPLEMENTERING... 10 3.7.1 EXTERNT... 10 3.7.2 INTERNT... 11 3.8 UPPDRAG/PROJEKT... 11 3.8.1 ESS... 12 3.8.2 VARBERGSTUNNELN... 13 3.8.3 NORRBOTNIABANAN... 14 3.8.4 OSTLÄNKEN, DELEN OLP4... 15 3.8.5 TVÄRFÖRBINDELSE SÖDERTÖRN... 16 3.8.6 MALMÖ NYA SJUKHUS - NSM... 17 3.8.7 VÄG 23... 18 3.8.8 HELSINGBORGS STAD... 19 3.8.9 NYHAMNEN... 20 4 FRAMGÅNGSFAKTORER OCH LÄRDOMAR... 21 4.1 FRAMGÅNGSFAKTORER... 21 4.2 LÄRDOMAR... 21 5 FORTSATT ARBETE... 22 5.1 UTBILDNING OCH KUNSKAPSSPRIDNING... 22 5.2 UTVECKLING AV FULL BIM-FUNKTIONALITET GENOM ATT KOPPLA ALLA OBJEKT TILL COCLASS-SYSTEMET... 22 4(25)
5.3 UTVECKLING AV OSÄKERHETSMODELLER FÖR DE GEOMODELLER SOM TAS FRAM... 22 5.4 GEOBIM I KARTPORTALEN MED ALLA TYRÉNS GEOUNDERSÖKNINGAR ENKELT TILLGÄNGLIGA VIA KARTA... 23 6 PUBLIKATIONSLISTA... 24 6.1 KONFERENSARTIKLAR... 24 6.2 BRANSCHTIDNINGAR... 24 6.3 WEB-SIDA... 24 6.4 FILMER... 25 5(25)
1 BAKGRUND Behovet av att ha alla geotekniskt relaterade data i ett projekt eller i en organisation samlade i en gemensam databas har funnits i branschen länge. I samband med Tyréns uppdrag Södertunneln, Helsingborg, 2008, växte insikten fram att det är möjligt att visualisera alla digitalt tillgängliga geotekniskt relaterade data i 3D i ett och samma verktyg och därmed få ett betydligt bättre underlag än tidigare för att bestämma/tolka den mest troliga geomodellen. Arbetet som gjordes i Södertunnel-uppdraget krävde väldigt mycket handpåläggning och manuellt trixande med data för att få in allt i samma (GIS)-programvara, med tillhörande risk för misstag. Men vi visade att det var möjligt och vi förstod att grunden för ett effektivt verktyg var en formatneutral lättanvänd databas där alla geotekniskt relaterade data i ett projekt eller en organisation kunde sparas och förvaltas. 2012 sattes en ansökan om FoU-projekt med rubriken Utveckling av metoder för rationell och snabb utvärdering av geotekniska undersökningar ihop. Via en sk Match making- träff som arrangerades av Formas den 7 juni 2012 kom projektförslaget att ingå som ett av 10 delprojekt under paraplyet TRUST TRansparent Underground STructures, där de övriga huvudaktörerna var KTH, LTU, LU, CTH (Sveriges ByggUniversitet SBU) - samt UU, se figur 1.1. Samtliga 10 delprojekt skickade den 7 september 2012 in individuella ansökningar till Formas inom utlysningen GeoInfra. I december 2012 erhöll 8 av delprojekten finansiering från Formas. Tyréns projektgrupp erhöll samtidigt finansiering från Sven Tyréns Stiftelse, vilket också utgjorde en del av den 50%-iga medfinansiering som Formas krävde. Figur 1.1 TRUST-projektet byggs upp av 9 delprojekt samt ett koordinerande projekt, men med en tydlig och väl genomarbetad inbördes koppling. Tyréns har även en stor del i delprojekt 2.1. Inget projekt står eller faller med något annat. 6(25)
2 TRUST Bakgrunden till TRUST är att med ett växande väg- och järnvägsnät blir det allt viktigare att bygga kostnadseffektiva undermarksanläggningar som är säkra, miljövänliga, energisnåla och lätta att underhålla. Det är därför angeläget att utveckla och implementera nya och förbättrade metoder och tekniker för planering, projektering och byggande av undermarksanläggningar. Visionen för TRUST är att främja forskning om hållbar utveckling av urban underjordisk infrastruktur utveckla förbättrade metoder och verktyg för planering, konstruktion och byggande av undermarksanläggningar TRUST är ett av Sveriges största geoteknikrelaterade FoU-projekt, genom tiderna med en budget på 75 miljoner kr och pågår under åren 2013-2017. Projektet var ett samarbete mellan forskare på universiteten och specialister i branschen. Projektet engagerar bland annat 10 doktorander och ca 40 seniora forskare. Projektledare är Maria Ask, professor vid avdelningen för Geovetenskap och miljöteknik vid Luleå Tekniska Universitet (LTU). Medverkande organisationer är: ABEM Instrument AB Chalmers Tekniska Högskola Kungliga Tekniska Högskolan, KTH Lunds Universitet, LU Luleå Tekniska Universitet, LTU NCC Sveriges Geologiska Undersökningar, SGU Trafikverket Tyréns AB Uppsala Universitet Århus Universitet Projektet bedrivs i 8 olika delprojekt och det har genomförts fältstudier och fältmätningar i bl.a. infrastrukturprojekten Varbergstunneln, Förbifart Stockholm, Östlig förbindelse, samt vid Äspö HRL. 2.1 TRUST 4.1 Delprojektet TRUST 4.1 består i sin tur av två delar delen GeoBIM som drivs helt av Tyréns, och den andra delen Osäkerheter avseende mekaniska parametrar som drivs av KTH, avdelningen för Jord- och Bergmekanik. 2.1.1 GeoBIM I denna del bedrivs utveckling av en databas för hantering av alla geotekniskt relaterade data från metoder som förekommer i infrastrukturprojekt. Visionen har redan från början varit att databasen ska bli världens bästa databas för geotekniskt relaterade data. Denna del finansieras helt av STS-medel med en budget på 4,5 miljoner SEK. 2.1.2 OSÄKERHETER AVSEENDE MEKANISKA PARAMETRAR Denna del avser utveckling av en modell för hantering av osäkerheter på valda geotekniska mekaniska parametrar, med fokus på skjuvhållfasthet i lera. Detta arbete bedrivs i form av ett doktorandprojekt med Anders Prästings som industridoktorand från Tyréns. Denna del finansieras till 100% av Formas-medel. Denna del avrapporteras ej vidare i detta dokument. 7(25)
3 GeoBIM (TRUST 4.1) 3.1 VISION OCH MÅL Visionen är att GeoBIM ska bidra till ett hållbart samhällsbyggande och robusta undermarksanläggningar genom en effektiv informationshantering och en optimering av undersökningsbehovet. Målen med GeoBIM är att: bidra till ett effektivare informationsutbyte i hela samhällsbyggnadsprocessen ge bättre möjlighet till riskvärdering i infrastrukturprojekt vara användarvänligt vara kompatibelt med SGIs Geoteknisk Sektorsportal medföra ordning och reda i de geotekniska datamängderna vara flexibilitet med avseende på komplettering med nya undersökningsmetoder 3.2 ORGANISATION Mats Svensson från affärsområdet mark och anläggning i region Syd har verkat som ansvarig för uppdraget/projektet. Till uppdraget har en styrgrupp varit knuten. Styrgruppen har bestått av följande personer: Mats Svensson, Affärsutvecklare MA, Tekn Dr Geoteknik/Geofysik, Tyréns AB Pål Hansson, Stabschef region syd, Tekn lic BIM, Tyréns AB Pär Hagberg, Avd chef BIM/GIS, Tyréns AB Olof Friberg, konsult, BIM/GIS, Tyréns AB För att stärka och bredda kompetensen kring projektet har det också varit en referensgrupp knuten till projektet. Referensgruppen har bestått av: Lovisa Moritz, Geotekniker, Enhetschef Geo, berg och överbyggnadsteknik, Trafikverket Leif Bjelm, Professor, Teknisk Geologi, Lunds Universitet Jan Ludvigsson, Vianova GeoSuite AB och utvecklingschef Geoteknik Bengt Hansson, Geotekniker/Affärschef MA Väst, Tyréns AB Utöver ovanstående personer har ett tjugofemtal personer inom Tyréns deltagit i projektet. 3.3 ARBETSSÄTT Projektet har präglats av ett kreativt och effektivt arbetssätt. Framgångsfaktorerna är framförallt kopplade till ett tvärtekniskt angreppssätt, ett individuellt engagemang och ett konsekvent projektledningstänk. Det tvärtekniska upplägget bygger på en bra blandning av kompetenser, geoteknisk allmänbildning, bra kännedom om branscherna som berör geoteknik- och miljögeo-området, samt en hög teknisk kompetens inom området BIM/GIS/Databas. Även kompetenser inom projektledning, strategiska frågor och affärsmodellering har bidragit till projektets resultat. Det individuella engagemanget är kopplat till ett antal eldsjälars glöd och utvecklingsintresse och att det i projektgrupperna finns ett antal överbryggare med stor kunskap inom både geoteknik och BIM/GIS. Ett konsekvent projektledningstänk har bidragit till en hög effektivitet och ett kvalitetssäkrat genomfört projektarbete. Här kan nämnas fördelen med en liten styrgrupp med fyra medlemmar vilket ger korta ledtider till beslut och vidare till genomförande. Användningen av hjälpmedel som ATR-planer kopplade till tid och ekonomi samt prognoser baserade på earned value har gett möjligheter till en väl genomförd styrning av projektet, som i sin tur borgat för en bra måluppfyllelse. 8(25)
3.4 KOMMUNIKATION Från det tidigare tekniskt väl genomförda FoU-projektet MaLaGa gjordes lärdomen att alldeles för lite kraft och medel lades på att kommunicera och marknadsföra vad som utvecklades. Därför beslutade vi i GeoBIM-projektet att redan i ett tidigt stadie lägga stor kraft på den delen. Exempel på aktiviteter som har utförts är: Egen websida för TRUST, med undersidor för varje delprojekt Ca 100 presentationer har hållits allt från interna fikapresentationer till stora branschdagar och internationella konferenser Artiklar i branschtidningar Artiklar till vetenskapliga konferenser Youtube-filmer - både med fokus på GeoBIM samt gemensamma TRUST-filmer För en komplett lista med artiklar, filmer etc, se kapitel 6. 3.5 UTVECKLAT KONCEPT 3.5.1 EN GENERELL ÖPPEN DATABASMODELL Kärnan i GeoBIM-konceptet är en generell öppen databasmodell designad för att hantera alla typer av geotekniska, miljögeotekniska samt hydrogeologiska undersökningsdata. Modellen är också tillräckligt flexibel för att kunna hantera data från eventuella nya framtida undersökningsmetoder. Samtidigt som modellen måste vara flexibel nog att hantera alla typer av undersökningsmetoder behöver den också optimeras för effektiv in- och utdatahantering. Dessa villkor är till stor del motstridiga och har varit den största utmaningen i databasdesignen. En redovisning av databasmodellen finns tillgänglig i en separat rapport. Fördelen med databasmodellens homogena struktur i figur 3.1 nedan tydliggörs genom ett mindre antal kommunikationspilar, jämfört med en traditionellt uppbyggd databas, som vardera representerar en automatiserad digital överföringslänk in och ut ur databasen. Figur 3.1 Illustration av antalet överföringslänkar utan (t.v.) och med (t.h.) en homogen databasmodell som centrumhub. 3.5.2 AUTOMATISERING AV DATAHANTERINGEN För att hantera de stora datamängder som geotekniska undersökningar innehåller har ett antal automatiserade script utvecklas i verktyget FME. I princip har projektet tagit fram ett 10-tal script för indatahantering (undersökningsmetoder) samt ett 10-tal script för utdatahanering (modellerings- och visualiseringsformat). Alla scripten kan köras på en lokal projektdatabas och ett urval av de mest standardiserade scripten kan köras i en helt molnbaserad version av den enskilde geoteknikern eller BIM-samordnaren i ett projekt. De ibland långa väntetiderna för att en specialist ska anpassa geotekniska data för modellering och utvärdering har därmed blivit eliminerade. 3.5.3 VISUALISERING AV UNDERSÖKNINGSDATA FRÅN EN GeoBIM-DATABAS Den samlade informationen i en GeoBIM-databas kan visualiseras på tabellformat, karta samt som 3D-vy, se figur 3.2. Alla projektmedlemmar och förvaltningsorganisationer kan via en webbaserad portal (www.geobim.se) få en överblick av projektets data. 9(25)
Figur 3.2 Informationen i GeoBIM-databasen på tabellformat, i karta samt som 3D-modell. Alla vyer finns samlade i en projektbaserad webbportal. 3.6 AFFÄRSMODELL För GeoBIM-konceptet har en affärsmodell utvecklats. Modellen bygger på en generisk modell framtagen av the Boston Consulting Group. Modellen innehåller två huvuddelar som i sin tur bryts ner i vardera tre områden. 1. Värdeerbjudande (value proposition) a. Målgrupper (target segment) b. Produkt- & tjänsteerbjudande (product/service offering) c. Intäktsmodell (revenue model) 2. Verksamhetsmodell (operating model) a. Värdekedja (value chain) b. Modell för kostnader (cost model) c. Organisation (organization) Modellen illustreras i figur 3.3 nedan. Figur 3.3 Illustration av affärsmodell. Den kompletta affärsmodellen finns tillgänglig i en separat rapport. 3.7 IMPLEMENTERING Implementering av GeoBIM-konceptet har gjorts successivt. Framgångsfaktorn har varit att kunna visa ett proof of concept. 3.7.1 EXTERNT Aningen paradoxalt har det varit enklast att implementera GeoBIM-konceptet i de allra största infrastrukturprojekten. Skälet har sannolikt varit att TRV har ställt krav på en BIM-leverans av undermarksinformation utan att ha svar på hur detta ska göras. När vi har kunnat visa ett fungerande system som svarar mot leveranskraven har det anammats av både TRV och påverkade kompetensområden internt geoteknik, berg, väg etc. 10(25)
3.7.2 INTERNT Med de stora externa uppdragen som lokomotiv har det funnits goda exempel att visa upp. Detta har gjort att det successivt har väckts ett intresse från medarbetarna inom de georelaterade kompetensområdena att själva börja använda GeoBIM Det vill vi också ha. Bättre drivkraft för implementering än det finns inte. 3.8 UPPDRAG/PROJEKT GeoBIM-konceptet har, efter en inledande state of the art analys inom området, utvecklats successivt genom användning i Tyréns pågående externa uppdrag. De olika delarna i konceptet har utvecklats och testats modul för modul. De uppdrag i vilka GeoBIM, i varierande omfattning, har utnyttjats redovisas nedan. Omfattning och resultat i ett urval av dessa uppdrag redovisas i efterföljande underkapitel. Att bedriva utveckling i skarpa projekt med tillhörande leveranskrav har varit krävande men nödvändigt i syfte att producera en fullständig och behovsanpassad slutprodukt. ESS (Byggskede, SKANSKA/ESS) Varbergstunneln (Järnväg, TRV) Akalla-Barkarby (Tunnelbana) Norrbotniabanan (Järnväg, TRV) Ostlänken, delen OLP4 (Höghastighetsjärnväg, TRV) Tvärförbindelse Södertörn (Väg, TRV) Malmö Nya Sjukhus-NSM (Förvaltning, Regionfastigheter) Väg 23 (Breddning av väg i Kronoberg, TRV) Helsingborgs stad (Förvaltning) Nyhamnen (Stadsutveckling, Malmö stad) Bostik, Helsingborg (Miljögeoteknik/Sanering) Äspö HRL (SKB) Kv Färgaren (Uppdrag & FoU / MIRACHL) Hagfors-tvätten (FoU MIRACHL) Boden (FoU MIRACHL) Ekodukt Lemmeströtorp (Väg, TRV) Svarte (Stadsutveckling, Ystad kommun) 11(25)
3.8.1 ESS Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X Skede Byggskede med entreprenör, projektering och uppföljning. Kostnad (i uppdrag) Cirka 500 Beställare Skanska Om uppdraget Anläggning för världsledande forskning inom partikelfysik, se figur 3.4. Projektet är unikt då arbetet med att uppföra anläggningen görs innan dess innehåll i form av installationer är färdigutvecklade, varför stora krav ställs på flexibilitet under tidspress. Figur 3.4 Vy över planerad ESS-anläggning. GeoBIM i uppdraget Ingen regelrätt GeoBIM-databas har nyttjats då uppdraget utfördes innan GeoBIM-databasen var utvecklad. Modellering av bergmodell med hänsyn tagen till flera olika typer av geoundersökningar och med hjälp av modelleringsverktyget MicroMine har genomförts. En högkvalitativ bergmodell var av yttersta vikt i projektet då sättningskraven är unika för anläggningen. Utöver bergmodellen visualiserades även undersökningsresultatet genom nyttjande av TyrEngine, vänstra delen av figur 3.5. Under entreprenaden följdes bergmodellens kvalitet upp genom att det faktiska utfallet av slagna pålar adderades till modellen, och kompletterande pålning kunde utföras vid för långa pållängder, högra delen av figur 3.5. Figur 3.5 TyrEngine-visualisering av bergmodell och undersökningsdata (vänster) samt faktiskt installerade pålar och tolkad bergmodell (höger). 12(25)
3.8.2 VARBERGSTUNNELN Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud (X) X X Skede Projekteringsskede Kostnad (i uppdrag) Cirka 500 Beställare Trafikverket Om uppdraget Projekteringsuppdrag för järnvägstunnel under Varberg med samtliga undermarksdiscipliner representerade i projektet från Tyréns (Geo, Berg, Hydro, FO). I projektet nyttjades geofysik (seismik, resistivitet och markradar) som ett viktigt modelleringsunderlag. Bergtäckning och svaghetszoner i berget utgör stora utmaningar för projektet. Figur 3.6 Planerad dragning av Varbergstunneln (järnväg), figur från TRV. GeoBIM i uppdraget Ingen regelrätt GeoBIM-databas har officiellt nyttjats då beställaren ej insåg behovet inledningsvis. Under projektets gång upprättades likväl en GeoBIM-databas för att effektivt hantera de stora datamängderna samt leverera enligt uppställda krav. Modelleringsarbetet utfördes med hjälp av MicroMine och visualisering gjordes genom leveranser till samordningsmodell, se figur 3.7. Projektets komplexitet visade behovet av ett ändamålsenligt geomodelleringsverktyg hanterat av geomodelleringskunnig utförare då en inledande traditionell metodik inte gav tillfredsställande resultat. Figur 3.7 Geotekniska undersökningspunkter och modell visualiserad i samordningsmodellen. 13(25)
3.8.3 NORRBOTNIABANAN Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X X Skede Projekteringsskede Kostnad (i uppdrag) Cirka 500 Beställare Trafikverket Om uppdraget Projekteringsuppdrag för järnvägssträckning Umeå-Dåva. Undermarksdiscipliner representerade i projektet från Tyréns (Geo & Hydro) samt Pöyry (Berg). Trafikverket ställde redan i upphandlingsskedet långtgående krav på undermarksbim (GeoBIM) och samtolkning över teknikdiscipliner. I projektet nyttjades geofysik (seismik och markradar) som ett viktigt modelleringsunderlag. Figur 3.8 Norrbotniabanans geografiska placering. GeoBIM i uppdraget GeoBIM som en molnetlösning möjliggjorde rationell delning av data mellan Tyréns, Pöyry och beställare. En intressant följdeffekt är att Pöyry under projektet har efterfrågat möjligheten att nyttja GeoBIM i fler av deras egna projekt. Modelleringskraven från Trafikverket var i projektet högt satta och förutom bergmodell har också jordmodeller levererats (underkant lös mark samt överkant och underkant sulfidjord). Figur 3.9 Geotekniska undersökningspunkter och geomodell visualiserad i samordningsmodellen. 14(25)
3.8.4 OSTLÄNKEN, DELEN OLP4 Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X (X) X (X) Skede Projekteringsskede Kostnad (i uppdrag) Cirka 1 000 Beställare Trafikverket Om uppdraget Projekteringsuppdrag för Höghastighetsbana, del OLP4. Trafikverket ställde redan i upphandlingsskedet vissa krav på undermarksbim (GeoBIM). Uppdraget utförs i samarbete med ÅF där uppdraget delas lika. GeoBIM-delen utförs dock enkom av Tyréns. Figur 3.10 Ostlänkens schematiska geografiska placering. GeoBIM i uppdraget Projektet pågår och inledningsvis har GeoBIM-databasen nyttjats för att hålla ordning och säkerställa kvalitet bland de stora datamängderna i projektet. Visualisering har skett dels genom leverans till spelmotorn Unreal och dels till samgranskningsmodellen (Microstation). För projektets fortsättning finns i skrivande stund ambitionen att uppgradera användningen av GeoBIM till att nyttja samtliga delar av GeoBIM-konceptet (molnetlösning och modellering). Figur 3.11 Tolkad bergmodell och geotekniska Jb sonderings-punkter (Jord-Berg) visualiserade i TyrEngine. 15(25)
3.8.5 TVÄRFÖRBINDELSE SÖDERTÖRN Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X Skede Projekteringsskede Kostnad (i uppdrag) Proof of concept 100 Beställare Trafikverket Om uppdraget Projekteringsuppdrag för vägsträcka inklusive tunnlar och broar. Trafikverket ställde redan i upphandlingsskedet vissa krav på undermarksbim (GeoBIM). Uppdraget utförs med underkonsult på Geoteknik i form av Iterio. Tyréns utför det geotekniska fältarbetet. Figur 3.12 Aktuella korridorer för Tvärförbindelse Södertörn (väg) som undersöks. GeoBIM i uppdraget Projektet pågår (2017) och GeoBIM har implementerats som ett mindre proof of concept inledningsvis. Visualisering har skett via leverans till samgranskningsmodell. Det inledande resultatet har varit uppskattat och fortsättning kommer att ske, där hela GeoBIM-konceptet implementeras med påbyggnaden att slutleverans skall ske till Trafikverkets förvaltningssystem Redbex. Figur 3.13 Utsnitt ur webkartan i GeoBIM-portalen för Tvärförbindelse Södertörn, med all geoinformation tillgänglig. 16(25)
3.8.6 MALMÖ NYA SJUKHUS - NSM Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X X Skede Projekteringsskede & förvaltning Kostnad (i uppdrag) 250 Beställare Regionfastigheter Om uppdraget I utvecklingen av Region Skånes hälso- och sjukvård ingår att rusta upp och bygga ut sjukhusen för att kunna erbjuda bättre vård i moderna miljöer. Projekteringsuppdragets utmaningar för undermarksdelarna är huvudsakligen relaterade till hanteringen av grundvattensituationen och områdespåverkan. Figur 3.14 Planerade byggnadskroppar inom projekt NSM - Nya Sjukhuset i Malmö, en arkitektillustration. GeoBIM i uppdraget Projektet pågår och GeoBIM har implementerats som en molnetlösning i syfte att möjliggöra för beställaren att förvalta sin geoinformation efter projekteringsuppdragets avslut. Visualisering har skett via en webmodell och som leveranser av modellerat resultat till projektörer och konstruktörer. Figur 3.15 Modell över bergets överyta visualiserad med undersökningsdata, ur GeoBIM-portalen för NSM. 17(25)
3.8.7 VÄG 23 Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X X Skede Projekteringsskede Kostnad (i uppdrag) 60 Beställare Trafikverket Om uppdraget Ett mindre projekt i form av en breddning av Väg 23 på sträckan Älmhult-Ljungstorp. Undermarksrelaterade utmaningar är i huvudsak bestående av flera torvområden samt en befintlig torvtäkt i anslutning till breddningen. Beställaren ställde i förfrågan krav på undermarksbim (GeoBIM). Figur 3.16 Väg 23 delen Älmhult-Ljungstorp. GeoBIM i uppdraget Projektet pågår och GeoBIM har implementerats som en molnetlösning. Visualisering har skett via leveranser av modellerat resultat till projektörer och konstruktörer samt samgranskningsmodell. Intressant för uppdraget var att geoinformationen redan till första samgranskningsmötet fanns inkluderat i samgranskningsmodellen med en tidig modellering av torvområden. Figur 3.17 Tidig geomodell framtagen till första samgranskningsmodellen. 18(25)
3.8.8 HELSINGBORGS STAD Delar av GeoBIMkonceptet som använts Skede Kostnad (i uppdrag) Beställare GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X Förvaltningsskede 100 + abonnemang Trafikverket Om uppdraget Helsingborg Stad har som ambition att förvalta sin undermarksinformation och nyttja GeoBIM som ett förvaltningssystem där alla utförda geotekniska undersökningar läggs in efter avslutat projekt. Ambitionen är att undermarksinformationen skall kunna nyttjas i det tidiga planeringsskedet, under projekteringsskedet och i byggskedet. Figur 3.18 Utsnitt ur webkarta med alla undersökningspunkter och rapporter klick- och nedladdningsbara i projektet Helsingborgs stads GeoBIM-portal. GeoBIM i uppdraget Projektet pågår och en viktig del i projektet är att visa värdet av undermarksinformationen samt möjligheten att göra den tillgänglig och begriplig även för icke geokunniga. Därför har bl.a. en VR-modell för Helsingborg tagits fram vilken inbegriper GeoBIM-data. Ytterligare en viktig fråga är att Helsingborgs Geodata skall göras till s.k. Öppen Data varför en koppling gjorts till Branschens Geotekniska Arkiv för den delmängd av geoteknisk data som kan hanteras i denna lösning. Figur 3.19 Test av VR-modell för centrala Helsingborg, med både geotekniska och miljögeotekniska undersökningspunkter samt flera olika geomodeller inlagda. 19(25)
3.8.9 NYHAMNEN Delar av GeoBIMkonceptet som använts GeoBIM-databas Modellering Visualisering The Cloud X X X X Skede Planeringsskede Kostnad (i uppdrag) Proof of concept 100 Beställare Malmö Stad Om uppdraget Nyhamnen är det område som ligger norr om Centralstationen i Malmö och sträcker sig ut till Västkustvägens början i öster och inkluderar Posthusplatsen, Ångbåtsbron, Stockholmskajen och Frihamnskajen. Total areal för exploateringsprojektet är 77 hektar och beräknas pågå till år 2045. Undermarksrelaterade utmaningar i projektet är huvudsakligen kopplade till okända föroreningar och befintliga undermarkskonstruktioner. Figur 3.20 Illustration över möjlig utveckling av området Nyhamnen i Malmö. GeoBIM i uppdraget Projektet är i ett inledningsskede och beställarens ambition är att samtliga leverantörer av undermarksinformation skall leverera via GeoBIM-portalen för att säkerställa kvalitet och tillgänglighet. Eftersom projektet är stort, komplext och kommer att sträcka sig över lång tid krävs en modern lösning där olika aktörer ges möjlighet att effektivt hämta och lämna information. Vidare vill Fastighetskontoret att geoförutsättningarna skall införlivas i planeringen av området i syfte att möjliggöra smarta val redan i planeringsskedet. Figur 3.21 Utsnitt ur webmodellen i 3D över Nyhamnen, med åtkomst från projektets GeoBIM-portal. 20(25)
4 FRAMGÅNGSFAKTORER OCH LÄRDOMAR 4.1 FRAMGÅNGSFAKTORER GeoBIM bedöms som ett mycket framgångsrikt FoU-uppdrag. Karaktären är mer Utveckling än forskning. Framgångarna utgörs av: Leverans av utlovad produkt Leverans på tid och budget GeoBIM-konceptet är redan implementerat och fullskaletestat vid leverans Leveransen omfattar en affärsmodell och en betalningsmodell Starkt varumärkesbyggande inom segmentet BIM för undermarksbyggande både i Sverige och internationellt State of the art i världen Orsaken till framgångarna bedöms vara: Kärna med medarbetare av karaktären eldsjälar Stor allmänbildning inom geoområdet med förmåga att hålla både helikopterperspektiv och hög detaljeringsgrad Hög kompetens inom BIM/GIS/Databas-området BIM/GIS-medarbetare med god förståelse för den geotekniska processen Tillräckligt liten och tight styrgrupp för att bibehålla snabba ledtider Stark projektstyrning via ATR-plan, månatliga uppföljningar, samt strategisk ledning Ett från allra första början kontinuerligt och mycket aktivt informationsspridande i branschen och internt på Tyréns 4.2 LÄRDOMAR Vad kunde ha gjorts ännu bättre? Idén med TRUST-paraplyet var att respektive delprojekt skulle ha genomfört studier och undersökningar vid ett flertal gemensamma i branschen pågående infrastrukturprojekt, med Förbifart Stockholm som huvudsakligt projekt. Idén var då att GeoBIM-projektet skulle utgöra knutpunkten för alla data, dvs alla projekt skulle leverera data till GeoBIM-projektet, vilket via den utvecklade databasen sedan skulle tillgängliggöra varje delprojekts information till samtliga delprojekt. Av flera skäl blev det väldigt svårt att bibehålla den tanken, några av skälen var: Mycket svårt att få tillstånd från Byggherre/Beställare (läs TRV) att få utföra mätningar både i projekterings- och byggskedet i de planerade projekten, trots förankring i god tid med den yttersta projektledningen hos TRV. Särskilt tydligt var det i Förbifart Stockholm. Mycket svårt att få övriga delprojekt att leverera data enligt givna specifikationer (filnamn, dataformat etc). Samtliga övriga delprojekt drevs av akademiska avdelningar. För att hantera ovan utnyttjades projekt som Tyréns redan jobbade med, tex Varbergstunneln och ESS. Lärdomen är således att utnyttja projekt där vi själva har makt över skeendet, dvs direkt kan vara med och påverka beslut om att få tillgång till data och projekt. Genom att utnyttja Varbergstunneln hjälpte vi tex flera av de övriga TRUST-projekten med att få tillgång till pågående uppdrag och nödvändig referensinformation. Lärdomen är att i dylika projekt ha en aktiv partner med som har direktingång i pågående projekt. Kombinationen Konsult Akademi visade sig vara en mycket bra kombination. Internt i projektgruppen hade uppdraget en period med förhållandevis låg produktivitet vilken var direkt kopplad till resursbrist. En faktor som oftast är svår att hantera och där god resursplanering sannolikt är den bästa lösningen. För att nå en kraftfull implementering av vad som utvecklas och således få tillräcklig pay back på satsade medel krävs det en mycket stor del av informationsspridning och kommunikation av vad som utförs och av resultat och färdig produkt. Bedömningen är att detta är en minst lika viktig aktivitet som den tekniska. Båda behöver varandra, ingen klarar sig ensam. En uppskattning är 21(25)
att pengen för kommunikation, marknadsföring, implementering och utbildning måste vara lika stor som den peng som läggs på att utveckla det tekniska. 5 FORTSATT ARBETE Den fortsatta utvecklingen av GeoBIM-konceptet kommer huvudsakligen att bedrivas längs fyra olika spår: Utbildning och kunskapsspridning internt och i branschen Utveckling av full BIM-funktionalitet genom att koppla alla objekt till CoClass-systemet Utveckling av osäkerhetsmodeller för de geomodeller som tas fram En Tyréns-gemensam geoteknikdatabas där Tyréns alla geoundersökningar finns inlagda som en del av vår interna Kartportal. 5.1 UTBILDNING OCH KUNSKAPSSPRIDNING GeoBIM-konceptet bedöms ha uppnått en tillräcklig grad av mognad, funktionalitet och acceptans hos både användare och uppdragsgivare (beställare) för att klassas som både ett fullgott dagligt verktyg för geotekniker och som ett för geotekniker till stora delar nytt arbetssätt. Den redan vida användningen av GeoBIM i pågående uppdrag är ett tydligt tecken på det. Under 2017-2018 planeras internt inom Tyréns MA både breddutbildning av användare samt specialister som kan ta rollen som GeoBIM-samordnare i kommande uppdrag. En pilotutbildning genomförs inom MA i region Öst i september 2017. Målsättningen är sedan att i kompetensområdet Geotekniks regi utveckla utbildningen för att kunna erbjuda denna till hela MA via Utbildningsportalen. 5.2 UTVECKLING AV FULL BIM-FUNKTIONALITET GENOM ATT KOPPLA ALLA OBJEKT TILL CoClass-SYSTEMET GeoBIM-konceptet möjliggör och erbjuder ett tydligt och strömlinjeformat arbetssätt för att ta fram s.k. geomodeller, dvs ett geometriskt bestämt objekt eller volym som också innehåller information avseende dess egenskaper, tex ett avgränsat område med lera med en viss skjuvhållfasthet. För att uppnå full geoteknisk BIM-funktionalitet som går att kombinera med närliggande BIM-modeller inom tex väg och konstruktion behöver dock ett klassificeringssystem för undermarksdata och undermarksobjekt utvecklas. Idag saknas ett sådant (allt under markytan klassas som planteringsjord). Ovan mark finns idag BSAB-systemet och här har nyligen version 1.0 av klassificeringssystemet CoClass introducerats på marknaden, som en ersättare till BSAB. Inget av dessa system innehåller idag någon detaljerad information om undermarksförhållandena. Tyréns GeoBIM-grupp har tillsammans med TRV, Skanska, SLL och SGI lämnat in en ansökan till Formas om att utveckla CoClass med undermarksinformation. Ansökan har lämnats in inom utlysningen Digitalt samhällsbyggande med innovationskraft. Svar på ansökan har utlovats till 21 juni 2017. Vid bifall förväntas stöd från Sven Tyréns Stiftelse. 5.3 UTVECKLING AV OSÄKERHETSMODELLER FÖR DE GEOMODELLER SOM TAS FRAM Vid de allra flesta presentationer av geomodeller i 3D från olika uppdrag har frågan -Hur säker är vi på den här modellen då? dykt upp. Idag kan vi inte i detalj svara på den frågan. Intressant är att frågan inte uppkommer beroende på att mängden data som 3D-modellen baseras på har förändrats jämfört med den datamängd vi använder när vi tar fram 2D-modeller, dvs profiler i 2D, utan enbart på att det vid en 3D-visualisering blir väldigt tydligt hur stor eller liten omfattningen på undersökningsdata är i förhållande till framtagen 3D-modell. Av det skälet har det under projektets gång vuxit fram ett tydligt behov av att komplettera GeoBIM-konceptet med en modul som också kan ta fram osäkerhetsmodeller för geomodellerna. Ett arbete med att förankra behovet av ett verktyg för osäkerhetsmodeller i branschen har sedan en tid pågått och några potentiella partners är tillfrågade, bland annat KTH, NGI och TRV. I juni 2017 pågår framtagning av en projektskiss för att ansöka om medel från TRVs BIG-program samt sannolikt BeFo. Vid bifall förväntas stöd även från Sven Tyréns Stiftelse. 22(25)
5.4 GeoBIM I KARTPORTALEN MED ALLA TYRÉNS GEOUNDERSÖKNINGAR ENKELT TILLGÄNGLIGA VIA KARTA Visionen är att alla Tyréns genomförda geoundersökningar ska finnas klickbara via en webkarta i Kartportalen på TyrNet. Vi vet att alla medarbetare inom kompetensområdena Geoteknik, Förorenad mark, Berg, Väg och Järnväg drömmer om en sådan funktion eftersom den skulle förenkla och optimera vårt arbetssätt enormt. Idag finns det i våra system ingen funktion för geografisk sökning av vad som har utförts tidigare inom aktuellt område. Vi vet hur det tekniskt ska lösas och vi vet vilka resurser som krävs för att kvalitetssäkra alla de undersökningar som finns i våra regionala arkiv innan de släpps in i den gemensamma databasen. Det som saknas är ekonomiska medel för att utföra jobbet. Med ett Tyréns-gemensamt geotekniskt arkiv skulle vi utöver det markant förbättrade bakgrundsunderlaget inför varje nytt anbud också få ett fantastiskt demonstrationsobjekt att marknadsföra. Detta skulle innebära att GeoBIM skulle kunna ta ännu ett steg mot att bli en nationell geoteknisk databas. 23(25)
6 PUBLIKATIONSLISTA 6.1 KONFERENSARTIKLAR Ask M., et al, 2014, TRUST Sveriges största Geo-FoU någonsin, Grundläggningsdagen 2014, Proceedings, pp 17-28, March 2014 Svensson M., 2015, GeoBIM for optimal use of geo data, Sustainable Exploitation of the Subsurface, London, British Geological Society, 20 21 May 2015 Svensson M., 2015, GeoBIM för ett effektivare undermarksbyggande, Position 2015 Innovationer för samhällsbyggande, Stockholm, 17-19 mars, 2015 Svensson M., 2016, GeoBIM a tool for optimal use of geotechnical data, Gruv och Mineral, Stockholm, 25-26 Januari 2016 Svensson M., 2016 GeoBIM for optimal use of geotechnical data, Nordic Geotechnical Meeting, 25-27 May, Reykjavik, 2016 Svensson M., 2016, The GeoBIM concept enabling an efficient data handling, The underground space challenge, SKB/NGL Conference, Kalmar, Sweden, 10-11 October, 2016 Svensson M., 2016, GeoBIM as a tool for 3D geotechnical modelling, NordMin Nordic 3D geological modeling workshop, Trondheim, Norway, 8-10 November, 2016 Svensson M., 2017, GeoBIM för effektiv hantering av geotekniska data i projekt och förvaltning, Bergmekanikdagen, Stockholm, 13 Mars 2017 Svensson M., 2017, Är du säker?, Grundläggningsdagen 2017, Proceedings, March 2017 Svensson M., Friberg O., 2017, GeoBIM - a tool for optimal geotechnical design, Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Seoul 2017 Svensson M., Friberg O., 2017, GeoBIM for infrastructure planning, Near Surface Geophysics, Malmö 3-7 September 2017 (submitted) 6.2 BRANSCHTIDNINGAR Svensson M., 2015, GeoBIM Optimalt utnyttjande av geotekniken i stora infrastrukturprojekt, Bygg och Teknik, No 1, January 2015 Svensson M., Hedlund U., 2015, 3D-teknik från spelbranschen visualiserar samhällsbyggnadsprojekt, Framtidens infrastruktur, Intervju, 28 September, 2015 Svensson M., 2016, GeoBIM Ny metodik för riskhantering och framtagning av geomodell i 3D, Bygg och Teknik, No 1, January 2016 Svensson M., 2016, Välkommen till underjorden, Samhällsbyggaren nr 1 2016 Svensson M., 2017, Är du säker? Samhällsbyggaren nr 1 2017 6.3 WEB-SIDA På TRUST-projektets website www.trust-geoinfra.se beskrivs GeoBIM-projektet under delprojekt TRUST 4.1 under http://trust-geoinfra.se/delprojekt/4-1/index.html. 24(25)
6.4 FILMER Ett flertal filmer inom TRUST-projektet har producerats under projektets gång, med mer eller mindre fokus på GeoBIM. Samtliga nås via www.trust-geoinfra.se. En allmänt beskrivande TRUST-film: http://trust-geoinfra.se/delprojekt/1/index.html. GeoBIM-filmer: Maria Ask, projektledare TRUIST och professor LTU, berättar status TRUST efter halva projekttiden: https://www.youtube.com/watch?v=nmxicev0coq Andreas Pfaffhuber, Head of Geo surveys, NGI, och Mats berättar om behovet av BIM och ordning och reda på geodata i infrastruktur-branschen: https://www.youtube.com/watch?v=3i_kdfv2igc Mats berättar om behovet av ett bättre verktyg för att visualisera geotekniska undersökningsdata och tolkade modeller: https://www.youtube.com/watch?v=gnd4ppljb6m Detaljerad visualisering av hur geofysiska undersökningsdata och tolkningar kan visualiseras. Projekt Södertunneln (utan speakerröst): https://www.youtube.com/watch?v=lrzqa411c7c Detaljerad visualisering av hur geotekniska undersökningsdata kan visualiseras. Projekt Södertunneln, Helsingborg (utan speakerröst):: https://www.youtube.com/watch?v=bee3k6rd-dy Den officiella GeoBIM-filmen, vilken beskriver det färdiga GeoBIM-konceptet: https://www.youtube.com/watch?v=rjlzhjjruxw (svenska) https://www.youtube.com/watch?v=vmpyxhafb_m&feature=youtu.be&list=pldqvijzskl8_gfd_dg 2GGtRHzbCEdlT_B (engelska) 25(25)