De nieuwe verbinding tussen Houten en de A12 komt er op papier, in de praktijk én virtueel. Aannemer Dura Vermeer, die het project op 19 februari 2013 gegund kreeg, maakt bij het ontwerp, de aanleg en het beheer en onderhoud gebruik van een Bouw Informatie Model (BIM). Een bijzondere keuze, want bij infraprojecten zijn BIMs lang niet zo gebruikelijk als in de woningbouw.
Kort gezegd is een Bouw Informatie Model (BIM) een digitaal 3D-model van het te realiseren object, waarin alle relevante informatie is opgeslagen. In het BIM van een nieuwbouwhuis kun je bijvoorbeeld opzoeken waar het raam komt, hoe groot het is en welke materialen er gebruikt worden. Omdat alle betrokken partijen in hetzelfde model werken, zijn de data altijd compleet en up-to-date. Met name in de woningbouw kan een BIM winst opleveren, omdat de modelonderdelen vaak herbruikbaar zijn (voor tien ramen hoef je er maar één te modelleren). Bij infraprojecten speelt dit voordeel in mindere mate en staat de toepassing van BIM nog in de kinderschoenen.
Procescoördinator Mark van der Meer: “Voor het project bij Houten, de N421, hebben we om meerdere redenen gekozen voor een BIM. Het is allereerst een communicatiemiddel naar de omgeving en de opdrachtgever. Hinderbeperking is één van onze projectdoelstellingen en het was een belangrijk criterium bij de gunning. Ten aanzien van fasering, logistiek en werkwijze hebben we een aantal beloftes gedaan. Met het BIM kunnen we die beter nakomen en laten zien dát we ze nakomen. Je kunt straks heel precies laten zien wat er bij mensen voor de deur gebeurt, waar de bouwwegen lopen, welke tijdelijke constructies er zijn. Bovendien is duidelijk wanneer er werkzaamheden zijn, want de fasering verwerken we ook in het model.”
Het BIM voor het project in Houten bevat ook ondergrondse objecten, zoals de tunnel die bij de Achterdijk wordt aangelegd. “Toen die aan het model werd toegevoegd, bleek dat het voorkeurstracé van de provincie voor kabels en leidingen precies de folieconstructie doorkruist”, legt Jeroen Vels, 3D-modelleur en BIM-specialist, uit. “Dat geeft mogelijke lekkagepunten die je wilt voorkomen.” Met de visualisaties uit het BIM gaan ze nu samen met de provincie een oplossing bedenken. Van der Meer: “Zonder BIM zouden we deze raakvlakken minder snel hebben vastgesteld: je vindt ze nu direct als je aan het ontwerpen bent, en niet pas erna, als je plannen met elkaar gaat vergelijken.”
Volgens de heren heeft een BIM zeker een meerwaarde voor ondergrondse aspecten, omdat daar de meeste risico’s zitten. Tegelijkertijd kunnen onzekerheden in de bodem het model minder betrouwbaar maken, of valt dat mee? Vels: “Het klopt dat je sommige dingen niet exact in een BIM kunt vastleggen. Van kabels en leidingen is de diepte bijvoorbeeld nergens geregistreerd. Maar de x/y-locatie wel, dus op die plek voeg je de kabel toe aan het model en dan kun je schuiven met de diepte. Als we ergens problemen vermoeden, gaan we met proefsleuven na hoe diep de kabel in de praktijk ligt.”
“De grondopbouw leggen we nog niet vast in het BIM, die is te onzeker. In het DINOloket staat vooral puntinformatie en je kunt verschillende punten niet zomaar met elkaar verbinden: dat een zandlaag bij punt A en punt B op diepte X ligt, wil niet zeggen dat de laag overal tussen A en B op diepte X ligt. De puntinformatie uit het DINOloket en onze eigen sondeerresultaten kun je wel toevoegen om projectinformatie centraal te houden. Ik zie constructeurs echter nog niet het BIM raadplegen voor sondeerwaarden, zo ver zijn we nog niet”, aldus Vels.
Ook gaat het BIM nog niet de bouwplaats op. Als het ontwerp klaar is, worden voor de uitvoerders 2D-tekeningen uitgedraaid. “Onze sector is conservatief, je kunt niet zomaar met een 3D-model komen aanzetten. Ook bouw- en woningtoezicht is gewend op een bepaalde manier hun tekeningen te krijgen”, vertelt Vels. “De tekeningen worden wel uit het model gegenereerd, dus als er iets in het model verandert, verandert dat ook op de tekeningen. Toch is hier veel winst te boeken. Ik ben nu de helft van de tijd kwijt aan het modelleren en de andere helft aan het maken van tekeningen. Op de modelleertijd kun je niets verdienen, want die heb je altijd nodig, maar het maken van tekeningen kan sneller. In de toekomst gaat het model wellicht mee naar de bouwkeet en printen ze daar de tekeningen die ze nodig hebben.”
Over het algemeen gaat een BIM over één bouwwerk, maar zeker in het geval van infraprojecten staat een constructie zelden op zichzelf. Bij het project van Dura Vermeer gaat ProRail bijvoorbeeld aan de slag met een spoortunnel. “Hun tunnel loopt straks onder onze weg door. Omdat de aanbesteding nog loopt, is er verder nog weinig bekend, maar om de raakvlakken te beheersen, zullen we telkens als zij een fase af hebben, de tunnel verwerken in ons model. Het is even afwachten hoe gedetailleerd we dat kunnen doen en wat de kwaliteit van het model is, maar zo willen we het wel insteken”, zegt Van der Meer.
Vels: “De volgende stap – maar dat is toekomstmuziek – is een nationale database van BIMs. Je kunt erop wachten dat opdrachtgevers eisen dat je niet alleen de echte weg en kunstwerken oplevert, maar ook het model ervan. De bottlenecks zijn nog welk formaat je moet opleveren en welke informatie je aan het model moet hangen.”
“Op termijn moeten we gewoon van de term ‘BIM’ af. Het principe van 3D-modelleren, centraal opslaan van informatie en koppelen van informatie aan objecten, is iets wat je in de toekomst standaard moet toepassen”, aldus Vels.
De gemeente Den Haag werkt aan een nieuwe verbindingsweg tussen knooppunt Ypenburg (A4/A13) en de Centrumring: de Rotterdamsebaan. Deze weg wordt 3,8 kilometer lang en doorkruist het grondgebied van de gemeenten Leidschendam-Voorburg, Rijswijk en Den Haag. Onderdeel is een geboorde tunnel, de Victory Boogie Woogietunnel, die tweemaal twee rijstroken krijgt en ongeveer 1.860 meter lang wordt.
De Utrechtsebaan is de belangrijkste toegangsweg van Den Haag. Van het verkeer dat de stad dagelijks in- en uitgaat, rijdt veertig procent via deze weg. Dat leidt elke dag tot files die zich vaak uitbreiden naar de omringende snelwegen zoals de A12, A13 en A4. De aangrenzende woonwijken hebben veel last van sluipverkeer. De nieuwe Rotterdamsebaan zorgt ervoor dat de druk op de Utrechtsebaan afneemt en het verkeer zich beter verdeelt. Met de nieuwe weg krijgt het verkeer van en naar Rotterdam, Delft en Ypenburg een alternatief.
De Rotterdamsebaan loopt van het knooppunt Ypenburg richting het noorden, kruist met een tunnel het groene gebied de Vlietzone, het water de Vliet en de woonwijk Voorburg-West en komt uit op de Binckhorstlaan. Daar sluit de nieuwe weg bij de Neherkade direct aan op de Centrumring. Het tracé komt grotendeels overeen met de ligging van de tweede toegangsweg die architect Dudok – die na de Tweede Wereldoorlog de leiding had over de wederopbouw van Den Haag – in zijn plannen had opgenomen. De inpassing van de nieuwe verbindingsweg was een complexe opgave. Uiteindelijk heeft de inspraakprocedure ertoe geleid dat het ondergrondse deel van het tracé driehonderd meter langer wordt dan technisch gezien noodzakelijk is. Met de verlenging is de gemeente tegemoetgekomen aan bezwaren van omwonenden en andere belanghebbenden.
De tunnel, die Victory Boogie Woogietunnel gaat heten, wordt geboord. Hiervoor maakt de aannemerscombinatie (zie rechts) gebruik van de tunnelboormachine waarmee eerder de Sluiskiltunnel is aangelegd. De tunnel wordt 1.860 meter lang, waarbij het geboorde deel een lengte heeft van circa 1.640 meter. De twee tunnelbuizen komen op ongeveer vier meter van elkaar te liggen, krijgen een diameter van ruim tien meter en liggen op het diepste punt 29 meter onder de grond. In iedere buis komen twee rijstroken en tussen de buizen komt om de 250 meter een dwarsverbinding.
De Rotterdamsebaan moet hét voorbeeld van duurzame infrastructuur in Nederland worden. De Combinatie Rotterdamsebaan heeft in het ontwerp veel aandacht besteed aan de verschillende duurzaamheidsaspecten, zoals vormgeving en inpassing in het landschap, luchtkwaliteit en energiegebruik. Een goed voorbeeld is de tunnelmond in de Vlietzone. Hier komt over het dienstgebouw en de tunnelmond een grote overkapping die bestaat uit zonnepanelen. De elektriciteit die hiermee wordt opgewekt, zal worden gebruikt in het dienstgebouw. Een ander voorbeeld is het fine dust reduction system, een systeem waarmee vijftig procent van het fijnstof bij de tunnelmonden wordt afgevangen.
In 2014 is de gemeente gestart met het bouwrijp maken van het tracé en in 2015 is een aantal wegen in de Binckhorst opnieuw ingericht. Eind 2015 is de aanbesteding afgerond en is de opdracht, in de vorm van een design-, built- en maintenancecontract met vijftien jaar onderhoud, gegund aan de Combinatie Rotterdamsebaan. In 2016 heeft de gemeente de laatste voorbereidende werkzaamheden afgerond, waarna de aannemerscombinatie van start kon met het inrichten van de werkterreinen in de Vlietzone, de Binckhorst en het knooppunt Ypenburg.
Het boren van de Victory Boogie Woogietunnel startte half januari 2018. Vanuit de startschacht op het werkterrein in de Vlietzone graaft tunnelboormachine Catharina-Amalia haar weg naar de Binckhorst. Naar verwachting komt ze daar in juni 2018 aan. Vervolgens wordt de machine gedemonteerd en teruggebracht naar de Vlietzone. Nadat de machine weer is opgebouwd, start het boren van de tweede tunnelbuis. De opening van de Rotterdamsebaan staat gepland voor 1 juli 2020.
Om onder de grond alvast ruimte te maken voor de tunnel van de Rotterdamsebaan, moesten grote stroomkabels verlegd worden. De gemeente Den Haag maakte een video over deze indrukwekkende klus. Over een afstand van liefst een kilometer werd tot vijfendertig meter diep onder de grond een gestuurde boring uitgevoerd.
“Wat we zoeken, is de 1.0-versie van wat wij het Detectiesysteem voor Ondergrondse Infrastructuur (DVOI) noemen.” Wim van Grunderbeek van Gasunie streeft naar een ‘open source’-detectieoplossing voor de ondergrond voor heel Nederland. “Van daaruit willen we een systeem ontwikkelen dat moet leiden tot voor iedereen begrijpelijke 3D-plaatjes van de ondergrond.” De prijsvraag die de Gasunie hiervoor in maart uitschreef, nadert zijn ontknoping.
De vraag naar meer inzicht in de ondergrond volgt uit het Gasunie Network Improvement Program (GNIP), dat in 2013 startte en waarbinnen al het ondergrondse onderhoud voor de komende vijftien jaar is vastgelegd. Wim van Grunderbeek: “We gaan uit van duizenden onderhoudsactiviteiten in de ondergrond. Dat zou betekenen dat we op basis van de Wet informatie-uitwisseling ondergrondse netten (WION) tienduizenden proefsleuven moeten graven, met alle veiligheidsrisico’s van dien. Als we het aantal graafbewegingen met vijfenzeventig procent kunnen reduceren, kunnen we het veiligheidsrisico enorm beperken. En passend in het MVO-beleid van de Gasunie beperken we tegelijkertijd de overlast voor de omgeving en laten we minder sporen achter.”
Maar dat is niet de enige motivatie voor het uitschrijven van een prijsvraag. Van Grunderbeek: “Niet alleen voor Gasunie, maar ook voor de BV Nederland is dit project veelbelovend. Gasunie zoekt een detectiesysteem dat nauwkeuriger is dan wat er nu op de markt is; een systeem dat op de x-, y- en z-as binnen de vijf centimeter nauwkeurig is, en dat bij voorkeur achter in een busje past, zodat er overal op locatie gemakkelijk mee gewerkt kan worden. We willen partijen die niet alleen een sterk, vernieuwend verhaal hebben, maar ook een trackrecord. Het maakt ons niet uit welke techniek er wordt gebruikt. We zoeken vernieuwing en optimalisatie: wie ruikt het innovatiefst?”
“We zitten nu in fase drie van de Europese aanbesteding. Er zijn al veldtesten gedaan. Deze worden door een jury van deskundigen vanuit TU Delft, Wageningen UR, het COB en DNV en twee landmeetkundigen beoordeeld op kwaliteit. Op basis van de uitkomsten willen we deelnemers vragen een plan op te stellen waarmee kan worden voldaan aan de vraag van Gasunie. Dat moet leiden tot veiliger werken, kostenbesparing en een kleinere kans op graafschade. Want ook al is het daar primair niet om begonnen, het DVOI zal ook financieel voordeel opleveren. Zeker voor Gasunie zelf, omdat wij uit veiligheidsoverwegingen altijd gebruikmaken van zuigtechniek, die tot wel vier keer duurder is dan traditioneel graven. Maar bijvoorbeeld ook voor partner Liander en andere partijen die met kabels en leidingen werken, kan dit systeem het aantal proefsleuven beperken en daarmee kosten besparen.”
De prijsvraag is voor Wim van Grunderbeek de eerste stap in het beter, slimmer en eenvoudiger in beeld brengen van de ondergrond. “De 1.0-versie die uit deze aanbesteding volgt, willen we, samen met onder andere Liander, verder uitwerken. Het uitgangspunt is dat we vanuit ‘open source’ verder ontwikkelen om zo te realiseren wat commerciële partijen tot op heden niet gelukt is. Het is nog niet bekend hoe we dat proces precies vormgeven, maar je kunt denken aan een samenwerkingsverband waarin allerlei partijen kunnen participeren. Als einddoel zie ik een systeem waarbij de kraanmachinist op zijn tablet precies kan zien waarin hij aan het werk is.
Met de ervaringen die we in dit traject opdoen, zouden we in een later stadium ook het COB-rapport Kabels en leidingen detecteren zonder graven kunnen herijken. Dan is de cirkel rond, want met dat rapport is het eigenlijk allemaal begonnen. Vragen uit dat rapport hebben we soms letterlijk overgenomen in de Europese aanbesteding.”
“We zijn ervan overtuigd dat er bij reconstructieprojecten meer maatschappelijke waarde kan worden bereikt als we op een andere manier omgaan met de kabels en leidingen. Maar wat die manier is…?” Patricia Rozenblad van de provincie Zuid-Holland benaderde het COB om dat te onderzoeken. De verbreding van N213 lijkt ervan te profiteren.
De reconstructie van een provinciale weg is er doorgaans op gericht de veiligheid, de doorstroming en/of de leefomgeving te verbeteren. De maatschappelijke waarde staat centraal. De partijen die betrokken zijn bij het aan- of verleggen van kabels en leidingen in het gebied hebben naast dat gedeelde belang ook hun eigen belangen en zorgen. Bovendien is er wet- en regelgeving om rekening mee te houden, hoge tijdsdruk, weinig ruimte… Met kabel- en leidingwerk kan meerwaarde gecreëerd worden, maar dat vereist wel creativiteit en geen standaardoplossing. Dat was voor Patricia Rozenblad, projectleider reconstructie N213 van de provincie Zuid- Holland, reden om naar het COB te stappen: “We willen deze opgave in COB-verband onderzoeken, omdat niet alleen provincie Zuid-Holland ermee te maken heeft. Het gaat ons naast een oplossing voor de N213, ook om een structurele verandering. Hoe kunnen we reconstructieprojecten zodanig aanpakken dat het kabel- en leidingwerk bijdraagt aan de maatschappelijke waarde?”
Om de bredere doelstelling te bereiken, is de verbreding van de N213 tussen de Dijkweg en de Middelbroekweg in de gemeente Westland door de provincie naar voren geschoven als pilot. Het is de bedoeling dat dit jaar het aanbestedingstraject van start gaat. De reconstructie moet ervoor zorgen dat de doorstroming van het verkeer verbetert. De fietspaden langs de N213 en de Dijkweg worden ook aangepast, waardoor de beschikbare ruimte voor het verleggen van de kabels en leidingen zeer beperkt is.
Een ‘gewone’ benadering van het kabel- en leidingwerk bij zo’n project zou betekenen dat netbeheerders de opdracht krijgen hun infrastructuur aan de kant te leggen. De kosten komen meestal (grotendeels) voor rekening van de beheerder. Aangezien die er weinig voor terugkrijgt, ligt het voor de hand de meest eenvoudige en doeltreffende oplossing te kiezen. Er is echter best kans dat een andere oplossing meer maatschappelijke waarde had opgeleverd.
Om bij de pilot tot zo’n andere oplossing te komen, organiseerde het COB in samenwerking met APPM een workshop voor alle partijen die op de een of andere manier betrokken zijn bij het kabel- en leidingwerk van de N213: netbeheerders KPN (telefonie/data), Evides (water) en Westland Infra (gas en elektra), gemeente Westland, Flora Holland en de provincie zelf. De workshop had als concreet doel kansrijke oplossingsrichtingen voor het project te ontdekken; het onderliggende doel was te toetsen of een dergelijke aanpak effectief is.
Hoewel de deelnemers tot verschillende ‘kampen’ behoren, hadden ze ongeveer dezelfde visie: ze werken allemaal uiteindelijk voor het maatschappelijk belang, oplossingen zijn nu vaak niet optimaal en de samenwerking en afstemming kunnen beter. Ook zijn de betrokkenen zich bewust van de tegengestelde belangen. Netbeheerders vinden de provincie weinig flexibel (‘er mag niets en wij moeten alles betalen’) terwijl de provincie de netbeheerders behoudend vindt (‘ze denken alleen in beperkingen’). Tijdens de workshop bleek dat deze opvattingen geen belemmering vormen voor een oplossing: de situatie is algemeen bekend, niemand vat het persoonlijk op en er wordt niet moeilijk over gedaan. Door deze acceptatie verliep de workshop soepel en in goede harmonie.
Deelnemers vanuit netbeheerders en gemeente/provincie werden aan elkaar gekoppeld om meer begrip te kweken. De duo’s legden elkaar uit wat hun grootste belang, zorg en risico is, zowel bij de N213 als in het algemeen bij kabel- en leidingwerk. Vervolgens moesten de deelnemers plenair delen wat de ander had verteld. Het was bijzonder om te zien hoe de rollen opeens omdraaien. Provinciemedewerkers die uitleggen dat verleggen niet wenselijk is, bijvoorbeeld omdat het ten koste gaat van andere – vaak belangrijkere – investeringen van netbeheerders. En netbeheerders die vertellen dat kabels en leidingen niet onder de weg mogen om zo toekomstige overlast voor burgers zo veel mogelijk te beperken. Na dit onderdeel van de workshop waren de deelnemers zichtbaar positiever gestemd. De scepsis die er vooraf bij sommigen heerste, was weg of in ieder geval naar de achtergrond verdwenen.
De goede sfeer werd versterkt tijdens ‘Langs de lijn’, een discussie-onderdeel waarbij de deelnemers met een plek langs een lijn konden aangeven in hoeverre ze het eens zijn met een stelling. Er werden soms verrassende posities ingenomen, die vervolgens openhartig werden beargumenteerd. Hierdoor verscherpte het beeld van de situatie: de belangen en zorgen van de partijen werden genuanceerd en verder uitgewerkt. Gezamenlijk werd bijvoorbeeld geconstateerd dat het eerlijker verdelen van de verleggingskosten voor alle betrokkenen een prikkel zou opleveren om naar een maatschappelijk optimale oplossing te zoeken.
Als laatste ‘opwarmertje’ presenteerden twee deelnemers een aantal innovatieve oplossingen waarbij zij betrokken zijn geweest. Marcel Schroots (KPN) vertelde over de lasputten onder de boulevard van Scheveningen en de leidingentunnel onder de Mahlerlaan in Amsterdam (Zuidas). Kees Bergen (provincie Zuid-Holland) haalde de Nagelbrug aan, een project waarbij – met resultaat – veel energie is gestoken in de samenwerking met netbeheerders. Daarna was het tijd om oplossingen te bedenken voor de kabels en leidingen bij de verbreding van de N213. In groepjes van vier schaarden de deelnemers zich rond flip-overs met stiften in de aanslag. Dit leidde tot concrete en gedetailleerde schetsontwerpen. Van complete leidingentunnels tot aparte oplossingen voor kabels en gas- en waterleidingen. Tijdens de bespreking na afloop werd de rode draad zichtbaar: het hoeft niet groots en meeslepend, maar slim en eenvoudig, laat liggen wat kan, probeer de gasleiding onder het asfalt te leggen (nog niet in lijn met het beleid van de provincie), verhuis elektra- en datakabels naar mantelbuizen onder de verharding met toegangsputten aan de kant van de weg.
Patricia Rozenblad is erg blij met het resultaat van de workshop en de manier waarop het is bereikt: “In een eerder stadium waren de meeste deelnemers al eens ondervraagd. Ik kon me best voorstellen dat men hierdoor niet zo enthousiast aan deze nieuwe workshop zou meedoen. Bovendien is het project al zo ver gevorderd dat het bijna zinloos lijkt nu nog iets innovatiefs te willen. Veel deelnemers waren inderdaad sceptisch bij aanvang, maar toch werd er actief bijgedragen. Je zag de houdingen veranderen en het geloof in een goed resultaat groeien. We willen dit momentum vasthouden. Er zijn een aantal actiepunten voor de provincie uitgekomen waar we mee aan de slag gaan. Daarnaast laten we een inschatting maken van de investeringskosten voor de oplossing die er op hoofdlijnen is uitgekomen. Voor de precieze uitwerking gaan we nog om tafel met de nutsbedrijven. Ook moeten we uitzoeken hoe we de aanbesteding en het beheer willen inrichten bij deze oplossing. We zijn er dus nog niet, maar we hebben al meer dan we hadden durven hopen.”
Drinkwaterbedrijf Vitens brengt in zijn waterleidingnet grote aantallen sensoren aan die onder andere de druk, stroomsnelheid en waterkwaliteit continu meten. Slimme analyse van deze enorme stroom aan meetgegevens verschaft het bedrijf meer inzicht en controle. Een gesprek met Jan Gooijer van Vitens en Arjen van Wijngaarden van Anchormen.
“Sensoren in ons drinkwaternet zijn niet nieuw”, vertelt Gooijer. “We gebruiken ze sinds 2012, maar tot voor kort was het aantal sensoren gering. Bovendien deden we relatief weinig met de meetgegevens. Een paar jaar geleden bedachten we dat we waarschijnlijk veel meer informatie uit de data zouden kunnen halen dan we tot dan toe deden. Daarom hebben we eind 2015 via LinkedIn een soort wedstrijd uitgeschreven, een open data challenge. Voor deze wedstrijd hebben we vijf gigabyte aan gegevens beschikbaar gesteld, waarna we data-analisten hebben gevraagd ons te laten zien welke kansen die gegevens van onze druk-, flow-, waterniveau- en waterkwaliteitssensoren bieden om onze bedrijfsvoering te verbeteren. Circa dertig partijen hebben onze data geanalyseerd en hun ideeën ingezonden. De inzending van de data-analisten van Anchormen sprak ons het meest aan.”
“Voor de challenge hebben we krachtige en geavanceerde data-technieken ingezet om patronen in de complexe dataset te herkennen”, zegt Van Wijngaarden. “Op basis van onze analyses zagen we bijvoorbeeld heel duidelijk een dag- en weekpatroon. Tegelijkertijd wisten we niet echt wat we zagen, omdat je daarvoor inhoudelijke kennis nodig hebt van onder andere het drinkwaterdistributieproces en de processen die tot veranderingen van de watersamenstelling leiden. Dit laat zien dat je voor een zinvolle analyse van big data altijd zowel datawetenschappers als inhoudelijke specialisten nodig hebt. Alleen dan kun je je bedrijfsvoering echt verbeteren. Door onze analyse te combineren met de inhoudelijke kennis binnen Vitens konden we bijvoorbeeld aantonen dat een afsluiter dichtstond, terwijl hij open leek te staan.”
Gooijer: “De inzending van Anchormen bevestigde ons vermoeden dat we onze bedrijfsvoering konden verbeteren door slim gebruik te maken van big data. Daarom hebben we dit bedrijf gevraagd om samen met ons proefprojecten uit te voeren om de mogelijkheden in beeld te krijgen. Als eerste hebben we een proef gedaan rond Leeuwarden, waar we al relatief veel sensoren in het drinkwaternet hadden aangebracht. Bij deze proef hebben we gekeken naar de watersamenstelling. Als Vitens dachten we dat deze heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert. Die variatie wordt onder meer veroorzaakt doordat we het Friese drinkwaternet voeden vanuit vijf verschillende drinkwaterproductiebedrijven. Elk bedrijf produceert water met een specifieke samenstelling. Met de waterkwaliteitssensoren kunnen we het water van ieder productiebedrijf afzonderlijk detecteren. Door deze kwaliteitsgegevens te combineren met gegevens over de stroomsnelheid in het leidingnetwerk, kunnen we ook zien hoe het water zich door het netwerk beweegt. En dat blijkt vaak anders te gaan dan we dachten. Zo viel op dat het drinkwater niet altijd de kortste route volgt van bron naar afnemer. Daardoor verblijft het water langer in het netwerk en kan er ongewenste biologische activiteit optreden die uiteindelijk tot bruin water kan leiden. Nu we dat weten, kunnen we bepaalde afsluiters dichtzetten om ervoor te zorgen dat water de snelste route volgt en zo kort mogelijk in het netwerk zit. Ook kunnen we het transport optimaliseren, zodat we ons bestaande netwerk efficiënter gebruiken.”
‘Als Vitens dachten we dat de watersamenstelling heel constant was, maar de data-analyse liet zien dat de samenstelling behoorlijk varieert.’
“Doordat we de watersamenstelling in ons netwerk nu continu kunnen volgen, dienen zich nieuwe kansen aan”, aldus Gooijer. “We kunnen afnemers bijvoorbeeld vooraf waarschuwen als de waterkwaliteit tijdelijk iets minder is. Ook kunnen we onze zakelijke klanten een vaste waterkwaliteit gaan garanderen. Zuivelfabrieken stellen bijvoorbeeld hoge eisen aan de hardheid van het water. Als we straks zien dat er een pakketje water met een andere hardheid richting een zuivelfabriek gaat, kunnen we de betreffende leiding even afsluiten en het water naar afnemers voeren die minder last hebben van variaties in kwaliteit.”
“Een ander proefproject betrof lekdetectie. Door de meetgegevens van druksensoren continu te monitoren, kunnen we grote lekken – waarbij per uur meer dan vijftien duizend liter water weglekt – snel signaleren. Voor kleinere lekken hebben we ook een detectiemethode gevonden. Daarvoor kijken we per balansgebied – bijvoorbeeld een wijk met vijfhonderd woningen – naar het waterverbruik tussen twee en drie uur ‘s nachts. Het verbruik is dan laag en heel constant. Als je dit nachtverbruik langere tijd volgt en ziet dat het in de loop van de tijd geleidelijk toeneemt, dan weet je dat er ergens in het gebied een lek zit. Op deze manier hebben onze operators een tijdje terug een lek in Beetsterzwaag ontdekt.”
“Als je weet dat er ergens een lek in het netwerk zit, dan kun je de globale locatie van het lek bepalen door tijdelijk extra drukmeters te plaatsen of door slim te ‘spelen’ met afsluiters”, legt Gooijer uit. “Vroeger ging je dan vervolgens om de honderd meter graven om de exacte locatie van het lek te vinden. Nu gebruiken we meestal een drone met een infraroodcamera die temperatuurverschillen waarneemt. Het weglekkende water zorgt in de winter lokaal voor een hogere en in de zomer voor een lagere bodemtemperatuur.”
“Het op deze manier benutten van big data zorgt ervoor dat het distributienetwerk voor Vitens niet langer een black box is”, legt Van Wijngaarden uit. “Door de data met slimme algoritmen te analyseren, krijgt het bedrijf inzicht in het functioneren van het leidingennetwerk en kan het gericht gaan sturen. Natuurlijk moet je als bedrijf wel voor elke toepassing vooraf een goede afweging maken tussen de benodigde investering en de verwachte baten. Hoeveel sensoren moet je bijvoorbeeld aanbrengen en welke voorzieningen op IT-gebied zijn nodig? Zo heb je een snelle internetverbinding nodig als je afsluiters realtime wilt bedienen. Wat dat betreft is de werkwijze die Vitens volgt, met eerst een proof of concept, dan een pilot in een deel van het verzorgingsgebied en vervolgens het uitwerken van een businesscase, erg raadzaam.”
“Los daarvan is het goed om te beseffen dat het benutten van big data meer omvat dan het plaatsen van sensoren en het ontwikkelen van algoritmen. Zo veranderen ook de werkprocessen, wat in eerste instantie vaak tot weerstand leidt. Dat betekent dat je veel tijd moet steken in het begeleiden van mensen en moet laten zien dat data-analyse vooral gebruikt wordt als beslissingsondersteunend instrument en ervoor zorgt dat er minder routinematige handelingen nodig zijn.”
Vanuit het Network Operation Center (NOC) in Oss beheert SPIE allerlei telecommunicatienetwerken. Operators bewaken de netwerken dag en nacht en sturen monteurs op pad bij (dreigende) storingen. Volgens Jacco Saaman, Business Development & Innovation, biedt het NOC ook kansen voor live monitoring van installaties en procesoptimalisaties op basis van big data analyses.
“Met de ontwikkeling van zogeheten smart cities wordt supersnelle glasvezelinfrastructuur steeds belangrijker. Dynamische route-informatiesystemen, intelligente openbare verlichting, actuele reisinformatie bij haltes van openbaar vervoer, energiemonitoringsystemen en systemen voor het op afstand bewaken en bedienen van sluizen, bruggen en tunnels vragen om snel en betrouwbaar dataverkeer. Daar zorgen wij voor door de netwerken continu in de gaten te houden en direct in te grijpen als wij een verminderde werking of storing zien of een storingsmelding ontvangen van een klant”, vertelt Ad Schippers, manager van de businessunit Network Solutions van SPIE.
In het NOC in Oss zitten circa acht operators achter bureaus met drie beeldschermen. Tegenover hen staat een paneel met enorme schermen, dat vrijwel de gehele breedte van de ruimte inneemt. Van hieruit beheren zij in ploegendiensten vierentwintig uur per dag en zeven dagen per week voor diverse klanten kabelnetwerken voor data-, telecommunicatie en kabeltelevisie. Ook houden ze de gas-, water- en elektriciteitsnetwerken van diverse recreatieparken in de gaten.
Naast het beheren en operationeel houden van de netwerken zelf, monitort SPIE vanuit het NOC ook steeds vaker actieve netwerkapparatuur. Schippers: “In steeds meer netwerkapparatuur zijn alarmgrenzen ingebouwd die het mogelijk maken om te zien of een apparaat het einde van zijn levensduur nadert. Als we dat zien, vervangen we de apparatuur preventief om uitval te voorkomen. Op een vergelijkbare wijze monitoren we ook steeds vaker installaties die aan het netwerk zijn verbonden en zijn voorzien van sensoren. Door die sensoren kunnen we op afstand vaststellen hoe ze functioneren.”
Zijn collega Saaman vult aan: “De mogelijkheid om installaties live en op afstand te volgen, biedt veel nieuwe kansen. Neem de ventilatoren in een verkeerstunnel. In protocollen is vastgelegd onder welke omstandigheden ze inschakelen, bijvoorbeeld als de snelheidsverschillen tussen twee rijbanen boven een bepaalde waarde komen. In de praktijk blijken de regelparameters zo scherp geformuleerd, dat de ventilatoren vaak aangaan. Dat kost veel energie. Ik ben ervan overtuigd dat we dit soort regelingen op termijn kunnen verbeteren als we vanuit een NOC alle operationele data verzamelen en analyseren.”
Als voorbereiding op deze nieuwe activiteit werkt SPIE onder andere samen met ECN en TNO. Deze kennisinstellingen ontwikkelen slimme algoritmes om tot verbetervoorstellen te komen. Ook heeft SPIE al een aantal experts aangetrokken die over een helikopterview beschikken en goed zijn in het ontleden van vraagstukken en het vinden van logische verbanden. Vaardigheden die in de ogen van Saaman vereist zijn om big data goed te kunnen analyseren. Toch is het bedrijf volgens hem nog niet helemaal klaar voor optimalisaties op basis van big data analyses: “Als je gaat werken met data die voor de bediening van infrastructuur wordt gebruikt, moet je de cyber security ontzettend goed hebben geregeld. We zijn op dit gebied al een heel eind op weg –we zijn bijvoorbeeld hard bezig met de ISO-27001-certificering – maar moeten nog wel een aantal stappen zetten.”
Saaman vervolgt: “Vooral operationele hacking moet je te allen tijde weten te voorkomen. Stel je het nachtmerriescenario maar voor dat een hacker een brug openzet zonder de stoplichten te activeren en de slagbomen neer te laten. De vrees voor dit soort gebeurtenissen is onder andere de reden dat Rijkswaterstaat een eigen glasvezelnetwerk heeft voor de bediening van al zijn infrastructuur en installaties. Toch verwacht ik dat er een moment komt waarop organisaties als Rijkswaterstaat gebruik gaan maken van openbare netwerken. Niet alleen omdat specialisten op het gebied van cyber security schaars zijn, maar ook omdat netwerkbeheer en data-analyse niet tot hun kernactiviteiten behoren. Door deze activiteiten bij een gespecialiseerde partij onder te brengen, kunnen ze zich volledig richten op de dingen waar ze goed in zijn. En het bijkomende voordeel is dat ze niet hoeven te investeren en geen personeel in dienst hoeven te nemen voor het dag en nacht bewaken van het netwerk.”
Met nieuwe technieken en sensoren verandert een kabel van transportmiddel naar informatiebron. Zo kan een glasvezelkabel dienst doen als thermometer of deformaties doorgeven. Fugro ontwikkelde een systeem waarbij tot zestien sensoren via glasvezel verbonden kunnen worden met een optisch meetapparaat, een zogeheten interrogator. Op die manier kunnen voor lange tijd trillingen, hoekverdraaiingen (kanteling), buiging (microrek), geluid en druk worden gemeten, wat inzicht geeft in de levensduur van een constructie.
>> Lees artikel ‘Veilige constructies door slimme glasvezelsensoren’ (pdf, 1MB)
Arnhem is na Almere de tweede Nederlandse stad met een ondergronds afvaltransportsysteem (OAT). De uitvoering van het masterplan Arnhem Centraal, dat was gericht op een grondige herstructurering van het Arnhemse stationsgebied, is benut voor het aanleggen van dit systeem.
Het OAT in Arnhem bestaat globaal uit drie onderdelen: inwerppunten met openingen voor twee verschillende afvalfracties (restafval, en papier en karton), een eindstation met een centrale afzuiginstallatie en een ondergronds netwerk van stalen buizen voor het transport van het afval vanaf de inwerppunten naar het eindstation bij de Zypse Poort.
Het netwerk is opgedeeld in verschillende secties die afzonderlijk in- en uitgeschakeld kunnen worden. De buizen hebben een diameter van vijftig centimeter en zijn in totaal circa 1,2 kilometer lang. Ze lopen voor een deel, samen met andere ondergrondse kabels en leidingen, door een apart aangelegde kabel-en-leidingentunnel.
Afval dat bij een inwerppunt wordt aangeboden, wordt tijdelijk in een buffer onder dit punt opgeslagen. Is deze buffer vol, dan start de centrale ‘stofzuiger’ automatisch op. Als de luchtsnelheid in het betreffende deel van het netwerk hoog genoeg is – circa 70 kilometer per uur – openen kleppen aan de onderzijde van de buffer en valt het afval in de afvoerbuis. Via deze buis wordt het vervolgens afgezogen naar het eindstation, waar het per afvalsoort wordt verzameld in een perscontainer. Als een container bijna vol is, krijgt het afvalverwerkingsbedrijf een oproep om hem af te voeren.
Een belangrijk voordeel van het systeem is dat gebruikers afval 24 uur per dag kunnen aanbieden en de inwerppunten nooit vol zitten. Dat vermindert de kans op zwerfvuil. Daarnaast zorgt het systeem ervoor dat in het drukke gebied rondom het
station geen vuilniswagens hoeven te rijden.
Het eerste deel van het OAT is in 2006 in gebruik genomen. Toen waren alleen de kantoorpanden Park- en Rijntoren aangesloten. Inmiddels is het systeem fors uitgebreid en wordt ook het afval van andere kantoorpanden, circa 150
appartementen, de Pathé-bioscoop, een vestiging van McDonald’s en van de nieuwe OV-terminal en fietsenstalling via het OAT afgevoerd. De hoge deelnamegraad heeft de gemeente Arnhem bereikt door alle bedrijven en projectontwikkelaars in het stationsgebied te verplichten hun panden op het OAT aan te sluiten. Per jaar wordt er circa 500 ton afval ondergronds afgevoerd.
In 2015 heeft CentralNed het Arnhemse systeem geoptimaliseerd. De motoren die de afzuiging aandrijven, zijn voorzien van frequentieregelaars. Dat maakt het mogelijk om het ingeschakelde vermogen nauwkeurig af te stemmen op de gewenste zuigkracht. Verder is de starttechniek verbeterd. Deze maatregelen zorgen voor een energiebesparing van ongeveer vijfendertig procent.
Herontwikkelingsgebied De Nieuwe Stad in Amersfoort beschikt over een eigen ondergronds warmtenet. De vijfentachtig gebruikers van de terreinen en opstallen van de voormalige Prodentfabriek vormen samen een zo veel mogelijk zelfvoorzienende micro-stad, waarvan een eigen biomassacentrale deel uitmaakt. Ontwikkelend belegger Schipper Bosch beheert het ruim twee hectare grote gebied vanuit een overkoepelende duurzaamheidsvisie.
In drie jaar tijd is de Prodentfabriek getransformeerd tot een nieuw stadsdeel met ruimte om te werken, leren en verblijven; een levendige plek met festivals, een poppodium, een restaurant, gedeelde moestuinbakken en een sterke lokale gemeenschap. De bewoners vormen een mix van grote en kleine bedrijven, afkomstig uit verschillende sectoren, variërend van zakelijke dienstverlening en onderwijs tot horeca en cultuur. De huurprijzen zijn marktconform. De brede mix van activiteiten en het streven om fossiele energiebronnen geheel uit het gebied te bannen, hebben een sterke aantrekkingskracht. Terwijl elders in de stad kantoren en bedrijfspanden leegstaan, geldt voor De Nieuwe Stad een wachtlijst.Uitgangspunt is dat de kwaliteit van het gebied blijft groeien. Dat betekent dat de waarde die een gebied heeft voor de gebruikers, blijft toenemen. Energieneutraliteit met behulp van een ringleiding waar verschillende energiebronnen op aangesloten kunnen worden, speelt daarin een belangrijke rol.
Edwin Dalenoord, duurzaamheidsexpert bij Schipper Bosch: “In De Nieuwe Stad zijn we eigenaar van de volledige infrastructuur, inclusief elektriciteit, water, warmte en koeling. Uitgangspunt is dat we het gebruik van fossiele brandstof willen uitbannen. We hebben allerlei alternatieven onderzocht. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar biogasvergisting en rioolwarmte, maar voor effectieve toepassing daarvan zijn er te weinig mensen in De Nieuwe Stad. Inmiddels zijn we erachter gekomen dat vlak naast ons terrein een groot hoofdriool loopt, en onderzoeken we de mogelijkheden om daaruit warmte te winnen. In de zomer gebruiken we het net voor koeling, die we onttrekken aan de leidingen voor grondwaterzuivering.”
“Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken.”
Bart Schoonderbeek, algemeen directeur van Schipper Bosch, vult aan: “We hebben ook onderzocht of we gebruik konden maken van geothermie op twee kilometer diepte. Dat bleek niet haalbaar, maar ik geloof er heilig in. Als we een paar miljoen over hadden gehad, zouden we het zeker hebben gedaan vanuit de overtuiging dat voldoende mensen zouden aanhaken. Het warmtenet gevoed door een biomassacentrale bleek de beste oplossing, vergde minder kapitaal en is flexibeler. We kunnen vanuit de huidige praktijk veel gemakkelijker aansluiten op nieuwe energieconcepten. Zo kijken we ook naar het gebruik van zonneboilers. Op gebouwniveau krijg je dat niet rond, maar op gebiedsniveau red je het wel. Het is enorm verleidelijk om af te wachten en degenen te volgen die het goed doen. Dan verdien je het meest. Maar dat is niet hoe wij in elkaar steken. Wachten heeft geen zin, je moet het gewoon doen.”
Het warmtenet is aangelegd met behulp van gestuurde boringen. Elk gebouw is met een sub-leiding aangesloten op het centrale circuit. Op het hele terrein zijn langs de gevels leidingstraten vrijgehouden, zodat noodzakelijk graafwerk bij uitbreiding en onderhoud effectief, met zo min mogelijk hinder kan plaatsvinden. De brandstof voor de biomassacentrale wordt nu nog ingekocht. Edwin Dalenoord: “Ons eerste doel was de centrale operationeel te maken. We zijn nu aan het onderzoeken hoe we in dat proces nog verder kunnen verduurzamen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van groen- en houtafval van de gemeente, hoveniersbedrijven en aannemers. Dat levert maximaal tweehonderd ton op, terwijl we duizend ton nodig hebben. We schalen dus langzaam op. We hebben ervoor gekozen om een biomassaketel te kopen en gewoon te beginnen, en kiezen daarmee dus ook bewust voor een leerproces.”
De Nieuwe Stad is in alles een lerend project, waarbij aansturing plaatsvindt op basis van de ontwikkelingen van vandaag. De achterliggende droom, gebaseerd op herontwikkeling vanuit de menselijke maat en duurzaamheid, is rotsvast verankerd in de organisatie, maar de weg ernaartoe wordt bepaald door ontwikkelingen en ervaringen. Bart Schoonderbeek: “Het gaat niet om stenen. Dat is dood materiaal. Een gebied als dit is een levend organisme. We hebben De Nieuwe Stad ontwikkeld vanuit hoe we zelf in een stad willen wonen. We denken niet vanuit stenen, maar vanuit mensen. We willen dromen verbinden. We willen mensen in staat stellen hun eigen omgeving mede vorm te geven. Daarvoor moeten gebieden autonoom en begrijpbaar zijn.”
De keuze van Schipper Bosch betekent een bewuste keuze voor vallen en opstaan, maar geeft tegelijkertijd een enorme dynamiek. Bart Schoonderbeek noemt het ‘permanente tijdelijkheid’. “De gewenste kwaliteit is uitgangspunt. Die ambitie is ononderhandelbaar. We zijn vrij recalcitrant. Dat betekent dat we steeds een hele weg te gaan hebben om iedereen te overtuigen. Maar de permanente tijdelijkheid stelt ons in staat om dagelijks bij te sturen. Dat is van enorme meerwaarde.”