Kan 3D modeller bidra til bedre drift og vedlikeholdsinnspill i planprosessen?

Abstract

En vegs livsløp består av flere faser; planleggingsfasen, byggefasen og driftsfasen. I hver av fasene er det flere prosesser som må utføres før vegen skal bil til. Hver prosess skal kvalitetssikre vegens trase og utforming. Videre skal vegen fungere på en god og trafikksikker måte, og det er derfor viktig at det planlegges slik at drift og vedlikehold kan utføres på en optimal og effektiv måte igjennom hele året. I håndbok N100 (Statens vegvesen, 2019) står det at «Veg- og gateanlegg skal utføres slik at drift og vedlikehold kan utføres effektivt og sikkert». Det er altså et krav om å ta hensyn til drift og vedlikehold når vegen planlegges. Retningslinjene sier derimot lite om hvordan dette kan gjøres, og det er opp til vegplanleggeren å inkludere det i sitt arbeid.

I litteraturen er det funnet en del publisert litteratur om viktigheten av drift og vedlikehold i planfasen, men hvordan drift og vedlikehold skal inkluderes er ikke beskrevet på samme måte. Statens vegvesen (Statens vegvesen, 2018) påpeker i håndbok R760 viktigheten av å komme tidlig inn i vegprosjekt. Jo tidligere en kommer inn i vegprosjektet, jo større er muligheten for å påvirke prosjektet uten at kostnadene øker nevneverdig. Staten vegvesen har også laget en erfaringssamling (Statens vegvesen, 2013), hvor gode og dårlige drift- og vedlikeholdsløsninger blir presentert med både bilde og kommentarer. Etter inspirasjon fra jernbanen, har Vegdirektoratet utviklet RAMS-analyser for både tunnel (Vegdirektoratet, 2015) og veg i dagen (Johansen, 2019), slik at prosjektene sjekkes opp mot pålitelighet, tilgjengelighet, vedlikeholdsbehov og sikkerhet. På den måten kan drift og vedlikehold bli premissgivende når en ny veg skal planlegges. I denne oppgaven skal en metode for å inkludere drift og vedlikehold i planprosessen. Formålet med studien er å undersøke om potensielle drift og vedlikeholdsutfordringer er lettere å oppdage ved å bruke en VR-modell i stedet for tradisjonelle 2D-tegninger, og hvor i planprosessen det ville vært nyttig med en slik gjennomgang. Studien kartlegger også hva det som er ønskelig og nødvendig av informasjon for at en slik gjennomgang skal være optimal.

Oppgaven tar utgangspunkt i vegprosjektet omregulering av Elgeseter gate i Trondheim kommune. I alt 17 deltakere, med ulik bakgrunn innen vegfaget, deltok i et forsøk hvor hver deltaker enkeltvis skulle utføre en drift og vedlikeholdsgjennomgang av vegprosjektet. Gjennomgangen utføres to ganger, først en gang ved å bruke 2D-tegninger og andre gang ved å bruke en VR-modell. Hver gang det ble nevnt en hindring eller en utfordring knyttet til drift og vedlikehold, ble det notert ned. Hver gjennomgang varte i maks 20 minutter. Etter at gjennomgangene var utført, ble deltakerne bedt om å svare på et evalueringsskjema. Skjemaet, sammen med antall registrerte hindringer eller utfordringer, dannet grunnlaget for videre analyse. Det ble oppdaget 81,3% flere hindringer og eller utfordringer ved bruk av VR-modell enn ved bruk av 2D-tegningene. Videre analyse av faktorer som arbeidsbakgrunn og erfaring fra drift og vedlikehold understrekte dette. Ved å bruke VR-modell klarte en med 2-5 års erfaring med drift og vedlikehold i snitt å oppdage flere hindringer enn det en med over 20 års erfaring klarte ved hjelp av 2D-tegningene. Uavhengig av om en arbeidet hos en driftsentreprenør, byggherre/konsulent eller i en kommune, var snittet for antall registrerte hindringer omtrent det samme ved bruk VR-modellen. Ved bruk av 2D-tegninger var det derimot et stort sprik mellom driftsentreprenører og de to andre arbeidsgruppene på antall registrerte hindringer.

Svarene fra evalueringsskjemaene forsterket svarene i resultatet. Helhetsinntrykket av det ferdige prosjektet og detaljer som «blir borte» på tegningene gjorde det lettere å oppdage utfordringer knyttet til drift og vedlikehold i VR-modellen. Samtlige deltakere synes bruk av VR-modell for drift og vedlikeholdsgjennomgang kan være nyttig metode å bruke i fremtiden, og ønsket at gjennomgangen skulle utføres minst to ganger i løpet av planprosessen. En gang i reguleringsplanfasen, for å sikre tilstrekkelig areal, og en gang i byggeplanfasen, for å luke vekk dårlige valg som blir detaljert og planlagt.

Ved å se resultatene og svarene fra evalueringsskjemaet i sammenheng er det derfor tydelig at det er betydelig lettere å oppdage potensielle drift og vedlikeholdsutfordringer i VR-modellen enn på 2D-tegningene.

The life cycle of a road consists of several stages; the planning phase, the construction phase and the operational phase. The first two phases includes several processes that must be done before the road is finished and the operational phase starts. Each phases must ensure the quality of the road design, to make sure that the road functions as intended. Therefore, it is important to include operations and maintenance in the planning and the construction phase. Handbook N100, from the Norwegian Public Roads Administration (2019), stats that “Roads shall be designed so operation and maintenance can be preformed efficiently and safely”. This means that maintenance and operation factors are required focus when planning roads. However, the guidelines does not say how this should be done.

There are published a lot of operation and maintenance literature. Some includes the planning phase, like the Norwegian Public Road Administrations handbooks. In handbook R760 (Statens vegvesen, 2018) it’s pointed out the importance of early involvement of maintenance and operation in road projects. The earlier the involvement the easier it is to change a solution without increasing the cost. In 2013 the Norwegian Public Road Administration (Statens vegvesen, 2013) made a collection of good and poorly solutions in the maintainability and operation perspective. The idea was to use the collections of experience to help the road planners to choose good solutions. Following inspiration from railway, the Directorate of Public Road has developed RAMS-analyses for tunnels (Vegdirektoratet, 2015) and roads (Johansen, 2019) to make sure the projects are reliable, available, maintained and safe to use. This makes sure that operation and maintenances factors become a priority in planning of a new road.

This thesis includes a new method to involve operation and maintenance in the planning phase The purpose of the study is to investigate whether potential operation and maintenance challenges are easier to detect by using a VR-model instead of traditional 2D-drawings, and to see where such a review can be included in the planning phase. The study also identifies which information that is necessary in order to do the review properly.

The thesis is based on a reregulation of Elgeseter street in Municipality of Trondheim. The experiment had 17 participants, who had different backgrounds in the road industry. Each participants did the experiment individually, where they should do a review of the road project with focus on operation and maintenance. The review was done twice, once using 2D-drawings and a second time with using a VR-model. Once a operation and maintenance challenges was discovered, it was written down. Each review lasted a maximum of 20 minutes. After, the participants were asked to fill out an evaluation form. Together, the evaluation form and the number of challenges registered, form the basis for further analysis. In total, more than 81.3% challenges, tide to operation and maintenance, were found when using VR-model instead using 2D-drawings. Further analysis of different factors as work background or experience from operations and maintenance, emphasized it. By using the VR-model, could a person with 2-5 years of experience on averages discover more obstacles than what a person with over 20 years of experience could by using 2D-drawings. Regardless one worked at an operation contractor, aa a consultant or in a municipality, the average number of barriers registered were pretty much the same when using VR-model. By using 2D-drawings there quite a different between the average number of barriers registered between working at an operation contractor and the other two working groups.

The responses from the evaluation forms reinforced the results. The overall impressions of the finished project and details that easily “gets lost” in drawings were two things the participants mention that were easier to detect in the VR-model. All of the participants found that using the VR-model for an operation and maintenance review of the project could be a useful method in the future, and the review should be done at least twice in the planning process. Once in the zoning phase, to ensure sufficient area of operation and maintenance chores, and once in the construction phase, to ensure good solutions when the last details are planned.

By looking at the results and the responses from the evaluation forms together, it is clear that is considerably easier to detect potential operations and maintenance challenges and obstacles when using a VR-model than using 2D-drawings.