BIM, fotografie wykonywane przez drony, luminescencyjne polimery, geoogrodzenia i inne technologie pozwalają na zwiększenie bezpieczeństwa transportu kolejowego na niespotykaną dotąd skalę.
Podróż pociągiem jest jednym z najbardziej relaksujących i ekscytujących sposobów nowoczesnego transportu – w cichym wagonie, w zatopieniu w książce lub pogrążeniu w myślach podczas obserwacji uciekającego za oknem świata. Nowe metody i techniki inżynierskie sprawiły, że podróż koleją stawała się przez dziesięciolecia coraz bezpieczniejsza, co niestety nie zmienia faktu, że wypadki nadal przydarzają się zarówno pasażerom, jak i kolejarzom.
Wiek XXI oferuje inżynierom kolejnictwa cały wachlarz nowych technologii. Rozwiązania cyfrowe i możliwości kojarzenia zbiorów danych dają projektantom, budowniczym i operatorom szansę na osiągnięcie poprawy bezpieczeństwa. Aby móc korzystać z nowych technologii, należy najpierw zapewnić sobie właściwe podstawy. Kluczowy jest fundament w postaci dobrych systemów i procesów zarządzania informacją, a także zbudowanie zespołu reprezentującego właściwe zachowania, mającego wsparcie ze strony zarówno zarządzających, jak i samej organizacji.
© altocumulus – Fotolia.com
Budowanie na fundamentach
Przemysł kolejowy już wykorzystuje cyfrowe technologie w celu wizualizacji projektów w 3D. Cyfrowa analiza projektu, wykorzystująca tak zwany model federacyjny (łączący wszystkie oddzielne modele w jeden), stanowi podstawową koncepcję procesu modelowania informacji o budowie (BIM). Zapewnia ona zespołowi projektowemu holistyczny obraz projektu, w tym wszelkich kwestii związanych z bezpieczeństwem i zagrożeniami. Chociaż sam proces został już zbudowany, jego wykorzystanie do określenia ryzyka oraz zagrożeń dla bezpieczeństwa dopiero powoli nabiera rozpędu.
Nowe technologie to również nowe zabezpieczenia dla pracowników. Wejście na teren przygotowywany pod budowę w celu dokonania pomiarów, a także fazy projektowania i samej budowy od zawsze stanowiły ryzyko dla pracowników. Jednak obecnie nowoczesne, inteligentne i połączone ze sobą urządzenia pozwalają na wycofanie personelu z ryzykownych miejsc i jednocześnie sprawiają, że pozyskiwanie danych jest bardziej efektywne.
Dla przykładu, na terenie Old Oak Common – planowanej stacji kolejowej w północno-zachodnim Londynie, która gdy zostanie otwarta w 2026 r., będzie jednym z największych węzłów kolejowych w angielskiej stolicy – inżynierowie wykorzystują drony likwidujące potrzebę przebywania ludzi w trudnym środowisku. Wykonanie 3 tys. fotografii, z których dane przeniesiono na model 3D, zajęło operatorom dronów dwa dni. To, co normalnie zajęłoby osiem tygodni prac wykonywanych ręcznie, zastąpiono sześcioma godzinami lotów.
Pojawiają się również inne metody zdalnego badania stanu technicznego budowli oraz infrastruktury, takie jak zaawansowane pomiary torów, czujniki badające stan i zmiany zachodzące w konstrukcji, zbieranie danych cyfrowych z satelitów oraz wytwarzanie inteligentnych budowli, które same przekazują informacje. Obejmuje to też druk 3D w celu tworzenia struktur z wykorzystaniem „samonaprawiających się” luminescencyjnych polimerów wypełniających pęknięte materiały i umożliwiających przejeżdżającym pociągom utrzymania ruchu, wyposażonym w specjalne kamery, widzenie naprawianego obszaru. Wszystkie te metody ograniczają ryzyko bezpieczeństwa, umożliwiając wycofanie ludzi z miejsc prowadzenia prac.
Informacyjne analizy bezpieczeństwa
Podczas fazy projektowania interesariusze mogą poznać ryzyka, z jakimi mogą się zetknąć ich zespoły podczas konstruowania, użytkowania i konserwacji budowli i urządzeń. Modele BIM opisują te ryzyka i zagrożenia projektu, co pozwala zespołowi projektowemu na opracowanie strategii ograniczenia ryzyka. Realistyczne technologie odzwierciedlenia rzeczywistości, takie jak technologia rzeczywistości wirtualnej (VR) odbieranej przez zestawy nagłowne lub symulatory chodzenia, również ułatwiają ocenę modeli projektowych. Pozwalają one inżynierom znaleźć się na miejscu podróżnych na platformach lub w pociągach, tak aby doświadczyć, czy czują się bezpiecznie, i przeanalizować ryzyka.
Modele BIM są też użyteczne w planowaniu budowy i logistyki (4D), pozwalając na wnikliwą analizę kwestii bezpieczeństwa. Przykładowo, połączenie programu konstrukcyjnego z modelem BIM pozwala planiście odzwierciedlić sekwencję ruchu pojazdów, określić, kiedy dane miejsce jest zajęte, i ustalić, kiedy ruch pojazdów może powodować ryzyko. Komunikacja z projektantami i wykonawcami w sposób efektywny wytycza drogę dla takiego właśnie modelu BIM.
Ocena ryzyka operacyjnego
Bogaty w dane model BIM oferuje znaczące korzyści dla operacji transportowych i ładunkowych oraz utrzymania ruchu, pomaga także ocenić szczególne ryzyka. Na przykład technologia czytania sygnałów pozwala projektantom na przeanalizowanie odcinków toru, gdzie maszynista może mieć problem ze złą widocznością znaków ruchu kolejowego.
Nałożenie obrazu wideo na informacje w modelu BIM także stanowi bardzo dobre narzędzie wizualne i analityczne podnoszące bezpieczeństwo ruchu. Szczegółowy model wizualizacji BIM może poprawić jakość szkolenia maszynistów, zapewniając im w pełni realistyczną symulację.
Poprawne dane zapewniają właścicielom budowli i urządzeń właściwą informację we właściwym formacie i dokładnie wtedy, kiedy jej potrzebują. Zbudowanie kompletnej i spójnej bazy danych, co się rozpoczyna w fazie projektowania, przed
odbiorem przez operatorów – jest tu elementem kluczowym. Taka baza może również zapewnić służbom ratowniczym informacje, które pomogą uratować komuś życie w razie wypadku.
Mapowanie zagrożeń
Prace konstrukcyjne często są niebezpieczne, a technologie cyfrowe mogą zidentyfikować ryzyka z wyprzedzeniem. Inteligentne czujniki noszone przez pracowników mogą wykrywać liczne zagrożenia, takie jak zanieczyszczenie powietrza, czy toksyny, i ostrzec, że znajdujemy się w strefie niebezpiecznej lub zbliżamy się do niej.
Proces transformacji cyfrowej zmienia również sposób, w jaki zbieramy dane – pióro i papier wypierane są przez telefony komórkowe i tablety. Coraz częściej firmy (np. AECOM) używają do zarządzania danymi geoprzestrzennymi techniki geoogrodzeń. Geoogrodzenia wykorzystują technologię GPS w celu stworzenia wirtualnych granic geograficznych pozwalających inżynierom na dodanie do nich zagrożeń (zmapowanych w systemie lub pobranych z modelu BIM) w postaci „warstw” ostrzegawczych. Jeżeli ktoś wejdzie lub się zbliży do jednego z takich miejsc („warstw”), program uruchomi alarm na jego urządzeniu mobilnym. Czyli geoogrodzenie pozwala wydzielić dany obszar i poddać go wzmożonej kontroli. Do geoogrodzeń należą także narzędzia wizualne (np. kamery) wykorzystywane podczas narad w sprawie bezpieczeństwa, przekazujące zespołom pracującym na miejscu (np. awarii) informacje o ryzykach.
Bezpieczniejszą przyszłość
Rozwiązania cyfrowe mogą poprawić bezpieczeństwo od początku cyklu życia budowli lub urządzenia do jego zakończenia (w tym wyburzenia). Automatyzacja cyfrowa i lepsze powiązanie danych to kolejny krok w kierunku budowy podstaw do BIM Level 2 (poziom 2). Traktując bezpieczeństwo jako priorytet, poszczególne podmioty i cała branża będą coraz intensywniej wykorzystywać sztuczną inteligencję (AI) oraz inne nowoczesne technologie.
Jednakże rozwój coraz bardziej szczegółowych i ściślej powiązanych danych sam w sobie również stanowi ryzyko.
W Wielkiej Brytanii, na przykład, przedsiębiorstwa muszą się stosować do państwowych wytycznych określających sposób zarządzania informacjami bezpieczeństwa dotyczącymi obiektów. My wszyscy ponosimy odpowiedzialność za stworzenie ochrony cyfrowej dla zabezpieczenia nas samych.
Ostatnim ogniwem w tym łańcuchu jest zmiana zachowań niezbędna do wpisania podejścia cyfrowego do wszystkich działań związanych z transportem. Ponieważ organizacje na pierwszym miejscu stawiają bezpieczeństwo, trzeba w tym celu możliwie najlepiej wykorzystać dostępne technologie.
James Colclough
