Loading...

De Onderbreking

Meten is weten

Meten is weten

Mobiele oven test brandweerbaarheid Maastunnel

Utrecht, DOMunder

Aantoonbare veiligheid met standaard ICT proces

Wetsvoorstel BRO naar tweede kamer

Effectief voorspellen faaltijden tunneltechnische systemen

De glazen bol van Liander

Rotterdam, Stationsgebied

Interactief met bodeminformatie

SOS: Meer meten met infrarood

Kennisbank

Meten is weten

Ondergronds bouwen is teamwerk. Vernieuwingen zijn succesvol als we samen vraagstukken uitpluizen en doelen stellen. Tussen ‘waar gaat het om’, ‘wat gaan we doen’ en ‘wat zijn de consequenties daarvan’ moeten we flink verzamelen, meten en bepalen. 

In de wereld van de civiele techniek en ruimtelijke ordening wordt om de meest uiteenlopende redenen gemeten. Meten is onlosmakelijk verbonden met kennisontwikkeling. We verzamelen gegevens om voorspellingen te doen, of om ze juist te controleren. De betekenis van data geeft zich echter niet zomaar prijs. We hebben analyses en interpretaties nodig om de datastroom te duiden. Ook dát hoort bij meten.

Mobiele oven test brandweerbaarheid Maastunnel

April dit jaar zette Gemeentewerken Rotterdam een mobiele oven in om de brandweerbaarheid van de Maastunnel te testen. Een primeur. Het gebruik van deze oven scheelt testtijd en zorgt voor meer realistische onderzoeksdata. En de Maastunnel? Die blijkt nog steeds aardig stand te houden tegen een flinke brand.

25 mei 2012 | AUTEUR: Armand van Wijck

De mobiele oven is een geesteskindje van Efectis, Nederlands onderzoekscentrum voor brandveiligheid. “Het gaat om de allereerste mobiele oven ooit. Een kleine variant van de onverplaatsbare ovens die we in het lab gebruiken”, licht productmanager Martin Vermeer van Efectis toe. “De mobiele oven is bedoeld voor het testen van de brandwerendheid van de dragende structuren van een tunnel. Voorheen moesten onze klanten zelf proefstukken maken en die meenemen naar het lab. Daar stellen we de stukken bloot aan gesimuleerde omstandigheden ten tijde van brand. Nu we in de tunnel zelf kunnen meten, weten we zeker dat data als vochtigheid en drukspanning in het beton representatief zijn.”

Testopstelling met mobiele oven in de Maastunnel te Rotterdam. (Foto: Efectis)

De kubusvormige oven heeft een verhit oppervlak van ongeveer één vierkante meter en gebruikt propaan als brandstof. Vermeer vertelt dat de oven gemaakt is van lichtgewicht, brandwerend plaatmateriaal waardoor het apparaat gemakkelijk in positie te brengen is. “Je kunt de oven horizontaal of verticaal richten, waardoor je zowel aan de tunnelwand als aan het plafond kunt beproeven. Hij kan op iedere hoogwerker gemonteerd worden, zoals ook bij de Maastunnel gebeurd is. Daar testten we aan het plafond op vier meter hoogte”, aldus Vermeer.

“De luchtstroming in de oven wordt zodanig gereguleerd dat je over de vierkante meter die open is, een uniforme temperatuurverdeling krijgt. Zo zal het kleine beproefde oppervlak zich gedragen alsof er een groot vuur in een tunnel woedt. De opstelling is echter niet geschikt voor het testen van ventilatiesystemen en rookproductie, daar zijn andere methoden voor.”

De mobiele oven is ook voorzien van een speciale ovencamera, waarmee het mogelijk is om direct in de oven te filmen en het gedrag van de constructie te bekijken. Alle temperaturen in het beton en in de oven worden real-time opgeslagen waardoor de uitvoerder en opdrachtgever de data direct kunnen bekijken.

Testresultaten Maastunnel

De Maastunnel zal de komende jaren een grootschalige renovatie ondergaan. Gemeentewerken Rotterdam gebruikt de testresultaten van de mobiele oven om de benodigde dikte voor nieuwe, brandwerende tunnelbekleding te bepalen.

Efectis heeft twee type ovens gemaakt: een lichtere oven kan een temperatuur tot maximaal 1150°C aan, waardoor het de brandveiligheid kan testen met betrekking tot de standaard-brandkromme. De zwaardere oven kan de hoge Rijkswaterstaat-brandkromme aan, die een maximale temperatuur van 1350°C kent (zie hiernaast). Met de zwaardere oven is de Maastunnel getest.

Het testobject was het tussenplafond in het landgedeelte van de tunnel, waarboven het ventilatiekanaal zit. In de opbouw van het tussenplafond bevinden zich ook chamotte-tegels, die ten opzichte van beton meer isolerend zijn en dus mogelijk een bijdrage leveren aan de brandwerendheid van het tussenplafond.

Links het resultaat van het beton direct na blootstelling aan RWS-brandkromme gedurende 120 minuten (max. 1350 graden) – het beton gloeit nog duidelijk na. De rechter foto toont hoe het plafondgedeelte eruit ziet nadat het is afgekoeld. (Foto’s: Efectis)

De data lieten zien dat het onbeschermde tussenplafond een één uur durende Rijkswaterstaat-brand prima kan hebben, maar een twee uur durende Rijkswaterstaat-brand is zonder enige vorm van brandwerende bescherming vooralsnog niet mogelijk. Vermeer: “Na 2 uur heb je wel bijna een gat door het tien centimeter dikke beton heen gebrand, waarbij er geleidelijk stukken beton vanaf knallen. Dit fenomeen wordt spatten van beton genoemd (zie hiernaast). Dat ziet er heftig uit, maar het is het eerste stukje plafond dat opgeofferd mag worden en na een brand meteen gerepareerd kan worden zonder verdere consequenties voor het behoud van de tunnel.” Ook het tussenplafond werd een uur lang blootgesteld aan een standaard brandkromme. Daarbij bleef de betonstructuur vrijwel volledig in tact.

Ondergronds schatkamer Domplein

Op het Utrechtse Domplein is een ondergronds publiekscentrum gebouwd over en om archeologische overblijfselen heen. Zo blijft belangrijk archeologisch erfgoed in situ bewaard, terwijl het tegelijkertijd toegankelijk is voor publiek. Het publiekscentrum, DOMunder en ook wel Schatkamer Domplein II genoemd, is sinds juni 2014 open en toont tweeduizend jaar geschiedenis van het Domplein. Tal van 3d-reconstructies, foto’s en films laten zien hoe het gebied er vanaf de Romeinse tijd heeft uitgezien.

DOMunder is aangelegd op de plek waar archeologen in de jaren dertig en veertig van de vorig eeuw hebben gegraven. Alleen in deze ‘geroerde grond’ van het Domplein – dat een van de drieëntwintig rijksarcheologische monumenten in Nederland is – mocht opnieuw worden gegraven. Het betreft een gebied van circa 350 vierkante. De aanwezigheid van de vele archeologische overblijfselen in de grond onder het Domplein bemoeilijkte de bouw van het publiekscentrum en zorgde voor onzekerheid. Zo kon elke onverwachte vondst in de ondergrond invloed hebben op de constructie en om nieuwe oplossingen vragen.

Afgebakend gebied

Voorafgaand aan de bouw is een uitgebreide nulmeting gemaakt van de staat van de omliggende bebouwing, waaronder de 112 meter hoge Domtoren. Hiervoor is onder meer gebruikgemaakt van drones met camera’s. Vervolgens is met informatie over eerdere deelopgravingen, grondradar, een 3D-laserscan, sonderingen en nieuwe proefsleuven en –ontgravingen het werkgebied nauwgezet in kaart gebracht. Dat maakte het mogelijk om zonder verstoring van de archeologische overblijfselen een damwand in de grond te drukken rondom het afgebakende gebied.

Toch zijn er tijdens de werkzaamheden interessante vondsten gedaan. Zo werden skeletten, munten, een grafsteen uit 1397 van een vicaris van de Domkerk. Deze zijn nu voor de bezoekers van het centrum te bewonderen.

Dakconstructie

De volgende stap was het aanbrengen van de dakconstructie. Deze bestaat uit een betonnen stempelraam met uitsparingen voor een aantal glasvensters. Voor deze constructie is gekozen, omdat onder het stempelraam de archeologische ontgravingen konden worden gedaan – waarbij de grond via de uitsparingen werd afgevoerd – en het stempelraam daarnaast de mogelijkheid bood om de bouwput snel af te dekken als het Domplein beschikbaar moest zijn voor grootschalige evenementen zoals de opening van de Vrede van Utrecht. Uiteindelijk is het stempelraam geïntegreerd in het definitieve betondek.
De dakconstructie steunt op een aantal uit 1480 daterende pilaren van het middenschip van de Domkerk, dat in 1674 door een storm werd verwoest. Het dak rust daarnaast op de damwand en drie extra toegevoegde funderingspalen. Deze extra palen maakten het mogelijk dat de dikte van het betondek kon worden beperkt tot 350 millimeter en bij niet-dragende pijlers zelfs tot 200 millimeter.

Bouwkundige maatregelen

De archeologen hebben tot een diepte van vijf meter onder het maaiveld de geschiedenis blootgelegd. Om te zorgen dat er bij de opgravingen niets mis ging, zijn diverse bouwkundige maatregelen genomen. Zo is vooraf met groutinjecties en ijzeren pinnen de stabiliteit van een romaanse constructie van veldkeien veiliggesteld. Verder werd de vochthuishouding van de kleilagen continu in de gaten gehouden en waren vooraf compensatiemaatregelen vastgesteld zodat bij een eventuele calamiteit direct kon worden ingegrepen.

Tweeduizend jaar geschiedenis

In DOMunder wordt nu tweeduizend jaar geschiedenis verteld. Het verhaal omvat de Romeinse tijd vanaf het jaar 47, de kerstening en kerkenbouw door Willibrord (695 ), de inval van de Noormannen (920), de bouw van de Dom (1023) en de storm die het middenschip vernielde (1674). In de blootgelegde kleilagen zijn de asresten aan te wijzen van het door Germanen verwoeste castellum tijdens de opstand in het jaar 69.

Loopt de weg naar aantoonbare tunnelveiligheid via standaardisatie van ICT-processen?

De veiligheid van verkeerssystemen is voor een groot deel afhankelijk van ICT. Dat is zeker bij tunnels het geval. Maar wat als ICT-systemen falen? Wat betekent dat voor de veiligheid? Hoe kun je garanderen en aantonen dat falende ICT-systemen de veiligheid van de tunnelgebruiker niet bedreigen? En is een standaard ICT-proces daarbij de gedroomde oplossing?

Jørgen Heinrich (Movares) stelt dat de nieuwe Landelijke Tunnelstandaard (LTS) de eerste voorzichtige stappen zet richting een gestructureerd proces voor het creëren van veilig werkende software. Er worden echter nog geen standaard processen gevraagd voor het maken, verifiëren en in dienst stellen van software voor tunneltechnische installaties. Als het gaat om de inherente veiligheid van bijvoorbeeld een treinbeveiligingssysteem, draait het altijd om het aantonen van het veilig falen van de hardware en de software. Zeker in de huidige wereld waarin steeds meer software wordt gebruikt om beveiligingssystemen te bouwen, is het aantonen van de veilige en correcte werking van de software cruciaal. Vindt dit nu ook z’n weg naar tunnels? Jørgen Heinrich en Auke Sjoukema (ProRail) praten over nut en noodzaak van een standaard ICT-proces.

Is een standaard proces noodzakelijk om de goede werking van ICT-systemen aan te tonen?

Auke Sjoukema: “Bij ProRail zijn we erachter gekomen dat er ten aanzien van standaards en uniformiteit op het gebied van tunneltechnische installaties verbeteringen noodzakelijk zijn. Ten behoeve van adequaat beheer willen we documenten beter op orde hebben en ervoor zorgen dat tunnels op een uniforme manier bediend en beheerd  worden. Op dit moment kijken we vooral naar processen. De aantoonbaarheid van ICT-systemen is daar wel een onderdeel van, maar staat nu niet boven aan de agenda.”

Jørgen Heinrich: “In de LTS en het nieuwe Ontwerpvoorschrift Tunnels van ProRail worden voorzichtige stappen gezet om ook voor tunnels een gestructureerd proces te creëren. Er wordt gevraagd om een proces dat past binnen de IEC-61508 resp. NEN-EN 50126(de internationale functionele-veiligheidsnormen), of een equivalente oplossing. Dit dient te leiden tot een gestructureerde wijze van het maken, verifiëren en in dienst stellen van de tunnelinstallaties door de opdrachtnemer. Maar de eis betekent ook het nodige voor de opdrachtgever. deze zal namelijk veel strenger moeten toezien op het nakomen van de procesafspraken en het geleverd krijgen van de bewijzen voor correcte en veilige werking. Alleen een proceseis stellen is niet voldoende om een cultuur van veiligheid en aantoonbaarheid te verkrijgen.”

Er wordt kennelijk (nog) niet om zo’n standaard gevraagd. Hoe komt dat?

Jørgen Heinrich: “Er wordt niet expliciet om gevraagd, maar een standaard zou wel een logisch gevolg zijn van de vraag naar aantoonbare beschikbaarheid en veiligheid. Het heeft te maken met volwassenheid van de markt. Je ziet dat er steeds meer op basis van systems engineering wordt gewerkt. Daar volgt uit dat je duidelijke afspraken wilt maken.”

Auke Sjoukema: “Standaardiseren past inderdaad bij de wens om steeds meer te certificeren en valideren. Je moet een bepaalde mate van betrouwbaarheid kunnen aantonen. Daarom sluit ik ook niet uit dat een standaard ICT-proces gevraagd zal gaan worden voor tunneltechnische installaties. Wellicht is er nu nog sprake van onderschatting van het afbreukrisico. Voor treinbeveiligingsystemen zien we een heel strikte normering.  De aanpak bij tunneltechnische installaties is gebaseerd op de certificeringseisen vanuit het Bouwbesluit, onder andere voor brandmeldinstallatie, rookwarmteafvoer en  bluswatervoorziening,  en de Europese eisen voor validatie uit de TSI Safety in Railwaytunnels.”

Wat zou de volgende stap moeten zijn om tot een standaard te komen?

Auke Sjoukema: “Het belang van standaardisatie staat zeker al op de agenda. ProRail heeft nu de interne opdracht om een nieuw treinstilstanddetectiesysteem te ontwikkelen voor de Willemsspoortunnel in Rotterdam. We kijken verder dan alleen die tunnel, door een ‘kookboek’ te ontwikkelen met daarin de receptuur die voor alle tunnels toepasbaar is. Zo komen we tot eenduidige afhandeling.”

Jørgen Heinrich: “Het bewustzijn is absoluut aanwezig. Het ‘kookboek’ dat Auke noemt, kan zeker een goede volgende stap zijn. Daarin leg je de functionaliteit vast, zodat je per tunnel een keuze kunt maken. Dan voorkom je de discussie over wel of geen sprinkler en ga je terug naar de functie. Wil je een brand in een bepaalde tijd kunnen bestrijden, of moet de tunnel zodanig zijn gebouwd dat deze bestand is tegen een brand?”

Hoe moet zo’n standaard ICT-proces tot stand komen? Wie bepaalt?

Jørgen Heinrich: “Bij treintunnels is het vanzelfsprekend ProRail die bepaalt. Dat is dan de opdrachtgever.”

Auke Sjoukema: “Maar dan moeten we wel eerst ons huis op orde hebben. Daarna kunnen we aan dit soort optimalisaties gaan denken. En dat gaat misschien wel sneller dan we denken. Spoorzone Delft levert hopelijk een aantal best practices op die we snel kunnen invoeren.”

Tot slot. Komt zo’n standaard ICT-proces er ook echt?

Jørgen Heinrich: “Ja, dat gaat er komen. Het zou voor de branche en de belastingbetaler goed zijn als er voor het hele proces, vanaf het pakket van eisen, via engineering en bouw tot beheer aan toe, een uniforme aanpak komt. Dat levert meer kwaliteit en scheelt veel faalkosten.”

Auke Sjoukema: “Ja, maar ik weet nog niet met welke diepgang. Het ‘kookboek’ van ProRail zal nooit hetzelfde zijn als dat van Rijkswaterstaat. Maar de processen zijn wel gelijk, en daarin kun je van elkaar leren.”

 Reacties uit het netwerk

Daan Dörr, consultant industriële automatisering:

“Movares en Prorail denken in dezelfde richting als de dienst Stadsbeheer van gemeente Den Haag; zij beogen iets soortgelijks met de Haagse Tunnel Standaard (het ICT deel van de LTS voor stadstunnels).

Veilig werkende software vraagt om standaardisatie (hergebruik van al eerder gerealiseerde en bewezen software) én het in veilige toestand komen van de processen bij het falen van een hardware ICT-onderdeel. Dat laatste heeft alles te maken met de autonome bedrijfszekerheid van een onderdeel en de hardware-architectuur waarin deze is geplaatst.

Software zelf kan niet falen, het is immers niet aan slijtage onderhevig. Van belang is dat software goed is ontworpen en getest, zodat de beoogde tunnelveiligheid met behulp van programmatuur wordt bereikt. ‘Standaard’ software (waaronder systeemsoftware) en ‘standaard’ architectuur (waaronder standaardpakketten) zijn dus sleutelwoorden. Fabrikanten leveren verschillende veelvuldig toegepaste ‘standaards’, het is evident dat het gebruik daarvan meer zekerheid geeft over de goede werking.

Waar de LTS besturingsfunctionaliteit (veelal software) beschrijft, sluit deze niet aan op standaards van leveranciers. Technisch is dit geen probleem, met behulp van applicatiesoftware is alles te bouwen. De LTS heeft vooral een stap gemaakt bij de standaardisatie van de technische processen (TTI’s). De automatisering zal echter voor elke tunnel anders uitpakken. Daar valt veel te halen voor wat betreft veiligheid, en dan niet alleen bij de bouw maar ook bij de verwerking van updates van systeemsoftware.

Bij de Haagse Tunnel Standaard (HTS) wordt geprobeerd meer gebruik te maken van de standaard mogelijkheden van besturingsystemen en wordt door opdrachtnemers zelf gemaakte apparatuur (dit zijn feitelijk geen COTS-producten) uitgesloten. Ook zijn de besturingsarchitecturen en details voor de MMI verder gespecificeerd, tevens worden de applicaties die daaruit volgen eigendom van de opdrachtgever. Hergebruik van (bewezen) software bij verschillende tunnels is zo beter te organiseren.”

Wetsvoorstel voor basisregistratie ondergrond (BRO) naar Tweede Kamer

In december 2008 besloot het toenmalige kabinet tot de invoering van een basisregistratie ondergrond (BRO): een nationale databank met gegevens over de ondergrond. Een wetvoorstel hierover ligt nu bij de Tweede Kamer.

15 januari 2014

Op 10 januari jl. heeft minister Schultz van Haegen (IenM) een wetsvoorstel naar de Tweede Kamer gestuurd dat voorziet in een basisregistratie met bodem- en ondergrondgegevens (BRO). Het gaat hierbij om gegevens over de geologische en bodemkundige opbouw van de ondergrond, ondergrondse constructies en gebruiksrechten in relatie tot de ondergrond. Ondergrondse (delen van) bouwwerken als parkeergarages en kelders of infrastructuur als tunnels vallen buiten het bereik van de basisregistratie. Dat geldt eveneens voor kabels en leidingen in de ondergrond, waarvoor registratie al via de Wet informatie-uitwisseling ondergrondse netwerken (WION) geregeld is.

De basisregistratie bouwt voort op twee bestaande landelijke systemen: DINO van TNO, met geowetenschappelijke gegevens over de diepe en ondiepe ondergrond van Nederland, en BIS van Alterra, waarin kaarten zijn opgenomen over verschillende aspecten van bodem en grondwater. Hierdoor bevat de BRO reeds gegevens vanaf het moment van oprichting.

Betrokken partijen

De Minister van Infrastructuur en Milieu is de houder van de basisregistratie ondergrond. Het operationeel beheer is in handen van de Geologische Dienst Nederland, onderdeel van TNO. De primaire verantwoordelijkheid voor het leveren van relevante gegevens ligt bij de bronhouders. Dat zijn de bestuursorganen die in het kader van de uitvoering van een publiekrechtelijke taak of bij de uitvoering van werkzaamheden gegevens verkrijgen die in BRO thuishoren. Bijvoorbeeld gemeenten die voor het opstellen van een bestemmingsplan bodemonderzoek (laten) uitvoeren of een provincie die een watervergunning voor het onttrekken van grondwater verleent.

Voor bestuursorganen betekent de BRO dat zij gegevens over de ondergrond, die onder het bereik van de BRO vallen, verplicht aan de BRO moeten aanleveren. Dat geldt echter alleen voor nieuwe gegevens die dateren van na de inwerkingtreding van de voorgestelde wet.

Gebruik

Aangezien de BRO gratis via internet toegankelijk is, kan iedereen van de gegevens gebruikemaken. Bestuursorganen krijgen de plicht om van de BRO gebruik te maken wanneer zij een gegeven of model nodig hebben dat daarin als authentiek is opgenomen. In de wet ligt vast welke gegevens van de basisregistratie authentiek zijn. Authentieke gegevens en modellen zijn onderworpen aan intern en extern kwaliteitsonderzoek, zodat ze zonder nader onderzoek bij de uitvoering van publiekrechtelijke taken te gebruiken zijn.

Burgers en bedrijven hoeven overheden geen gegevens meer te verstrekken die reeds als authentiek gegeven in de BRO zijn opgenomen (met uitzondering van enkele gevallen). Maar een bedrijf dat voor een vergunningaanvraag voor de uitvoering van een werk gegevens over de ondergrond nodig heeft, kan daarbij niet volstaan met een verwijzing naar de BRO: het bedrijf dient zelf te beoordelen welke gegevens uit de BRO het daarvoor wenst te gebruiken.

Effectief voorspellen faaltijden tunneltechnische systemen

Tegenwoordig is voorspelbaar onderhoud steeds belangrijker vanwege de overheersing van verouderende assets in de nationale infrastructuur. Om falen te voorkomen zonder onnodige investeringen, wordt er gestreefd naar zo veel mogelijk precies op tijd ingrijpen, voordat een systeem verwacht zou falen. Yoanna Nedelcheva heeft voor haar afstuderen aan de TU Delft onderzoek gedaan naar methoden voor het effectief voorspellen van faaltijden voor systemen in tunnels.

Een ontwikkeling in infrastructureel onderhoud is prestatiegericht onderhoud. Het nadeel van deze aanpak is kennisasymmetrie. Omdat de aannemer zelfstandig de onderhoudsactiviteiten definieert en verricht, deelt de klant weinig kennis. Wanneer de klant de data-eigenaar is, kan de aannemer beperkt worden in het inzichtelijk maken van systeemproblemen, omdat ze vaak geen toegang tot de bijbehorende data hebben.

Data-gestuurde prognoses zijn een veelbelovende techniek om bovenstaande uitdagingen te beheersen. Ten eerste, het analyseert het faalgedrag van systemen. Daarom leveren de resultaten van de analyses de benodigde informatie om voorspelbaar onderhoud mogelijk te maken. Ten tweede, een dergelijke analyse kan helpen om de communicatie tussen de klant en de aannemer te optimaliseren wanneer de klant de data-eigenaar is. De klant kan data-gestuurde prognostische analyses verrichten en zijn analyseresultaten delen met de aannemer. Dat helpt de aannemer om zijn plannen te optimaliseren, zonder de gegevens van de klant direct te zien.

De resultaten van analyses de benodigde informatie om voorspelbaar onderhoud mogelijk te maken.

Tunnels in Nederland hebben de hoge beschikbaarheidseis van 98%. Verder hebben de kritieke systemen binnen tunnels vaak een complex faalgedrag. Ze worden beïnvloed door diverse externe factoren en andere systemen waarvan ze afhangen. Daarom is voorspelbaar onderhoud relevant en kunnen prognoses nuttige informatie over tunnelsystemen leveren.

Onderzoek

De vraag is: welke categorie van data-gebaseerde prognostische methoden kan worden gebruikt voor het effectief voorspellen van faaltijden voor systemen in tunnels? Om een antwoord hierop te geven, is onderzoek verricht aan de hand van de data van vier grote tunnels in Nederland over een periode van acht jaar. Rijkswaterstaat is daarbij de data-eigenaar. Falen, operatie, storingen en conditiemonitoring worden als datapunten in eventlogs geregistreerd.

Twee categorieën prognostische methoden zijn geselecteerd als passende methodiek voor de gegeven context en het dataformat. Simpele tijdreeksmethodes (STRM) analyseren alleen op basis van faaltijden. Deze methodes zoeken een trend en extrapoleren de trend in de toekomst om faalvoorspellingen te maken. Proportional hazards modelling (PHM) gaat verder door rekening te houden met andere gebeurtenissen en en te zoeken naar het effect daarvan op faalgedrag.

De gekozen STRM zijn twee vaak gebruikte technieken binnen betrouwbaarheidstheorie: de homogene en niet-homogene poissonprocessen, en drie bekende voorspellingstechnieken, namelijk simple exponential smoothing, de Holt-methode en de Holt-Winters-methode. Voor PHM wordt de veel gebruikte klassieke Cox-methode toegepast, evenals de varianten met lasso, ridge en elastic net regularisation. De geregulariseerde varianten hebben als doel om de relatieve effecten van andere gebeurtenissen op faalgedrag te corrigeren in gevallen waar het model weinig faalregistraties heeft om van te leren.

Resultaten

Om de prestaties van deze methoden te meten, is gekeken naar de toepassing op pompsystemen. Dit zijn kritieke systemen in tunnels die direct van invloed zijn op de algehele beschikbaarheid van een tunnel. Hierbij is een faal gedefinieerd als ‘water op het wegdek’; ook als de hoeveelheid water klein is en het de verkeerdoorstroming niet verstoort.

De prestaties van de methoden zijn gemeten op basis van hun voorspellende kracht. Die bestaat uit twee componenten, namelijk de gemiddelde kwadratische fout van de faalvoorspellingen en de dekkingskans van hun betrouwbaarheidsinterval. De gemiddelde kwadratische fouten per methode voor de vier tunnels zijn verbeeld in de onderstaande figuur. De PHM-methoden presteren opmerkelijk goed met kleine gemiddelde kwadratische fouten en hoge dekkingskansen. Voor 93% van de falen was er een faalindicatorgebeurtenis. Verder vonden 71% van deze faalindicaties plaats binnen een paar uur voor de faalgebeurtenis. Deze informatie zou voorspelbaar onderhoud faciliteren. STRM daarentegen, presteren slecht vanwege hun grote gemiddelde kwadratische fouten en kleine dekkingskansen. Voor drie van de vier tunnels was de gemiddelde kwadratische fout vergelijkbaar met de gemiddelde tijd tussen twee falen. Daarom zijn STRM voor deze context geen effectieve faalvoorspellingsmethoden.

Concluderend is PHM de prognostische categorie die effectief kan worden toegepast voor systemen in tunnels met eventlogs. Verder heeft PHM de toegevoegde waarde van aanvullende informatie over andere gebeurtenissen. Die kan worden gebruikt om het fysieke systeem beter te begrijpen en te onderhouden. Daarnaast kan het verschil van de effecten tussen de faalindicatoren numeriek vergeleken worden. Deze verschillen kunnen gebruikt worden om de kansschattingen in betrouwbaarheidsanalyses (zoals FMECA en FTA) objectiever te maken en daardoor de onderhoudsplannen te optimaliseren.

De verticale as toont de fouten in dagen (400 tot -300 dagen), de horizontale as geeft de falen in de originele volgorde weer. Het is duidelijk te zien dat de PHM-methoden (de laatste vier kolommen) goed presteren: de faalindicaties kloppen zeer goed met de  daadwerkelijke falen. (Bron: scriptie Yoanna Nedelcheva)

De glazen bol van Liander

Calamiteiten voorkomen, de betrouwbaarheid vergroten en inzicht krijgen in toekomstig gedrag van klanten. Netbeheerders willen om allerlei redenen naar een hogere voorspelbaarheid van hun netwerken. Netbeheerder Liander heeft een model ontwikkeld dat aan de hand van metingen in de praktijk wordt gevalideerd, en dat aan de hand van die metingen steeds slimmer wordt.

De voorspelbaarheid van netwerken wordt steeds belangrijker. “In het licht van de energietransitie waarbij elektriciteit steeds vaker decentraal wordt opgewekt en het netwerk als gevolg van nieuwe energiebronnen (zon, wind, warmtepompen) op een andere manier wordt belast, hebben we meer informatie nodig om gericht te kunnen investeren in onze netwerken”, zegt consultant Hein van de Wijgert van Liander. “Consumenten worden producenten, wat betekent dat je niet langer een top-downbenadering kunt hanteren. We gaan steeds meer naar decentralisatie van systemen. Op die ontwikkeling anticiperen wij. Bij dreigende piekbelasting is van oudsher de reflex om zwaardere kabels aan te leggen. Dat zal op sommige plekken nog steeds aan de orde zijn, maar met behulp van slimme modellen kunnen we veel meer gebiedsgericht werken. Ons zogeheten ANDES-model biedt trendanalyses over de inzet van warmtebronnen, zon en wind. Op basis van specifieke kenmerken kunnen we voorspellen in welke wijken of gebieden vermoedelijk groei van toepassing van zonne-energie zal plaatsvinden. Dat leidt tot belastingsprofielen tot op wijkniveau, aan de hand waarvan we de impact op het netwerk kunnen bepalen.”

ANDES

Het ANDES-model (advanced net decision support) biedt inzicht in de huidige en toekomstige netbelasting, waarmee Liander de impact van lokale veranderingen op het net (als gevolg van de energietransitie) tijdig ziet aankomen. Doel is om investeringen in de netten zoveel mogelijk uit te stellen of te voorkomen en om de leveringszekerheid te verhogen. Het model is voortdurend in ontwikkeling. Praktijkmetingen worden gebruikt om het model te valideren en verder te verfijnen.

ANDES brengt scenario’s in beeld voor macro-ontwikkelingen op het gebied van zonnepanelen, elektrisch vervoer en warmtepompen. De penetratie van de verschillende ontwikkelingen wordt per postcodegebied in kaart gebracht op basis van onder andere demografische en planologische ontwikkelingen en ontwikkelingen bij grootverbruikers. Op basis daarvan wordt per gebied de impact op het net berekend. Meetdata worden gebruikt om inzicht te krijgen in huidige belasting van het net en de mate waarin de netcapaciteit wordt benut. Zo komen capaciteitsknelpunten in beeld.

Bijdragen aan verduurzaming

Data gebruiken om gebiedsgericht werken en daarmee ook elektriciteitsverbruik te verevenen, kan bijdragen aan optimalisatie van netwerken en de verduurzamingsdoelstellingen van afnemers. Hein van de Wijgert: “Wij zitten bij bijvoorbeeld gemeenten als gesprekspartner aan tafel, waar het gaat om het bepalen van de optimale energiemix. Vanuit onze systemen kunnen we grootverbruikers informatie verschaffen waarmee zij kunnen sturen op verbruik. Heel concreet kan dat betekenen dat we op basis van de beschikbare ruimte op het net adviseren ten aanzien van de locatie van een datacenter. In Amsterdam praten we mee over de bouwopgave voor vijftig duizend nieuwe woningen. Wij hebben er belang bij zo vroeg mogelijk betrokken te raken bij ruimtelijkeordeningsplannen, omdat we daarmee desinvesteringen kunnen voorkomen en tot betere afstemming in de operationele uitvoering kunnen komen. Ook op andere thema’s, zoals de energievoorziening van tunnels en andere ondergrondse infrastructuur, zouden wij vanuit datagedreven netbeheer een rol kunnen spelen.”

Scrummen in het lab

“Met behulp van datagedreven netbeheer willen we al onze processen beter en slimmer maken”, vertellen Hein van de Wijgert en collega Denny Harmsen. “Daarbij hebben we vier doelstellingen: hogere klanttevredenheid, gerichter investeren, verhoging van de leveringszekerheid en verlaging van de operationele kosten. Waar we vroeger meer techniekgedreven waren, werken we nu veel meer vanuit businessdoelen. Die doelen moeten meetbaar zijn, maar we werken niet met complete dashboards waarmee we alle processen continu monitoren. Voorlopig is ons doel om het elke dag een beetje beter te doen. Simpelweg omdat we nog moeten ontdekken wat digitalisering ons exact gaat opleveren. In Noord-Holland-Noord brengen we allerlei uitrolprojecten op het gebied van digitalisering versneld samen, zodat we daar integraal ervaring kunnen opdoen met alle meetdata die daar beschikbaar komen.”

“We moeten nog ontdekken wat digitalisering ons exact gaat opleveren.”

Noord-Holland-Noord is het voorlooprayon voor de ideeën die in het Liander Control Lab (LCL) in Haarlem worden uitgewerkt. In het LCL scrummen mensen van de afdelingen Netmanagement, Netcare, Assetmanagement, Klant & Markt en IT naar nieuwe data-toepassingen. Vaak zijn de daarvoor benodigde data al aanwezig. Een van de ideeën die worden uitgewerkt, is het in een overzicht bijeenbrengen van verschillende informatiestromen, zodat bedrijfsvoerders sneller een analyse kunnen maken. In de praktijk ontstaat een wisselwerking tussen het LCL en het voorlooprayon. Zo worden in Noord-Holland-Noord versneld slimme meters aangeboden aan gebruikers die zijn aangesloten op intelligente middenspanningsruimtes. De gecombineerde data van de slimme meters en de middenspanningsruimtes kunnen helpen om storingen sneller op te lossen.

Storingen voorkomen

Het paradepaardje van de recente ontwikkelingen bij Liander is de Smart Cable Guard (SCG). Het systeem om stroomstoringen in tijd en plaats te kunnen voorspellen, is ontwikkeld in samenwerking met DNV GL, Enexis en Locamation. Met een proef in Friesland is al aangetoond dat de SCG daadwerkelijk stroomstoringen kan voorkomen. Denny Harmsen: “Het systeem biedt een oplossing voor stroomstoringen die het gevolg zijn van kortsluiting in ondergrondse kabelverbindingen, en kan meer dan de helft van alle stroomstoringen voorkomen.”

Smart Cable Guard

De Smart Cable Guard meet verstoringen in middenspanningskabels. Er wordt een signaal door de kabel gestuurd. Verstoring van dat signaal door deelontlading op de plaats waar kortsluiting aanstaande is, wordt zowel aan het begin (A) als aan het eind (B) van de kabel gemeten. Door te berekenen wat het verschil in tijd is die het signaal nodig heeft om A en B te bereiken, kan exact worden bepaald waar de verstoring zich bevindt.

 

 

Op de totale betrouwbaarheid van de elektriciteitsnetwerken is het effect overigens alleen in cijfers achter de komma uit te drukken. Met een betrouwbaarheid van 99,995% zijn de nog resterende verbetermogelijkheden klein. Denny Harmsen: “De impact van een stroomstoring op klant en samenleving is echter groot. Een gemiddelde stroomstoring betekent dat duizend klanten meer dan een uur hinder ondervinden. Daarom hanteert Liander het uitgangspunt dat elke storing er een te veel is. Het Smart Cable Guard-meetsysteem kan minuscule verstoringen in het middenspanningskabelsysteem tot op een meter nauwkeurig detecteren en lokaliseren, waarmee voorspeld kan worden of er binnen enkele weken kortsluiting zal ontstaan. Het systeem geeft dan tijdig een waarschuwing, zodat reparatie kan plaatsvinden voordat de stroomstoring optreedt.”

Liander verwacht veel van de SCG. Niet alleen in terugdringing van het aantal storingen, maar ook ten aanzien van een hogere voorspelbaarheid van de prestaties van het gehele netwerk. Met de verzamelde data wordt tegelijkertijd kennis opgebouwd over faalfrequenties, faalmechanismen en het gedrag van ondergrondse assets (oud én nieuw) voorafgaand aan een storing. Die informatie kan bijvoorbeeld leiden tot onderzoek naar andere technieken of materialen.

Stationsgebied Rotterdam

Na jaren van bouwactiviteiten is op 13 maart 2014 het vernieuwde station Rotterdam Centraal geopend. Het station is niet alleen bovengronds drastisch aangepakt; ondergronds is er gewerkt aan de aansluiting van de RandstadRail op het Rotterdamse metronet, een nieuw ondergronds metrostation, een grote fietsenstalling onder het stationsplein, de nieuwe Weenatunnel en een vijflaags parkeergarage onder het nabijgelegen Kruisplein.

De grondige aanpak van Rotterdam Centraal is onderdeel van de Nieuwe Sleutelprojecten (NSP): integrale stedelijke projecten op en rond de Nederlandse stations met een HSL-aansluiting. Groeiende reizigersaantallen vormden de aanleiding voor de grootscheepse verbouwing van Rotterdam Centraal en omgeving. De verwachting is dat het aantal reizigers dat dagelijks gebruik maakt van dit vervoersknooppunt rond 2025 zal zijn toegenomen van de huidige 110.000 tot circa 320.000. De groei komt onder meer door de aansluiting op het Europese net van hogesnelheidstreinen en de aansluiting op de lightrailverbinding RandstadRail.

Boortunnel RandstadRail

RandstadRail is de lightrailverbinding tussen Rotterdam, Den Haag en Zoetermeer. Voor het traject tussen Rotterdam en Den Haag is voor een groot deel gebruik gemaakt van de Hofpleinlijn, de voormalige heavyraillijn van de NS. Alleen voor het laatste stuk naar Rotterdam Centraal is een nieuwe drie kilometer lange ondergrondse verbinding aangelegd. Deze bestaat uit twee enkelsporige tunnels die grotendeels als boortunnel zijn uitgevoerd. Deze geboorde tunnelbuizen hebben een buitendiameter van 6,5 meter.

De nieuwe verbinding takt ter hoogte van het Sint Franciscus Gasthuis af van de Hofpleinlijn en passeert vervolgens de spoorlijn Rotterdam-Gouda (de Goudse Lijn), de A20 en het Noorderkanaal. Halverwege het tunneltracé ligt het nieuwe ondergrondse station Blijdorp. Na dit station loopt de tunnel over ruim een kilometer onder de Statenweg en kruist vervolgens het NS-emplacement van station Rotterdam Centraal. Naast dit emplacement sluit RandstadRail aan op het metrostation Rotterdam Centraal en de metrolijn naar Rotterdam-Zuid.

Station Blijdorp. (Foto: Flickr/FaceMePLS)

De boortunnel van RandstadRail is aangelegd door Saturn v.o.f., een aannemerscombinatie bestaande uit Dura Vermeer en Züblin. Het ingenieursbureau van de gemeente Rotterdam deed het vooronderzoek, schreef de bestekken en deed de aanbesteding. Daarnaast heeft het ingenieursbureau zes stations en haltes in eigen huis ontworpen en gerealiseerd.

Aanvullende maatregelen

De geboorde tunnel ligt over vrijwel de gehele lengte in het pleistocene zand. Om dit te realiseren, is tot een diepte van dertig meter geboord. Bij de aansluiting van de boortunnel op de conventioneel gebouwde tunneldelen (de startschacht bij het Sint Franciscus Gasthuis, station Blijdorp en de ontvangstschacht bij Rotterdam Centraal, die alle drie in een open bouwput zijn gemaakt) liggen de tunnelbuizen voor meer dan de helft in relatief slappe kleilagen. Hier zijn aanvullende maatregelen getroffen om ervoor te zorgen dat de tunnel voldoende stabiel ligt. Bij de startschacht is over een lengte van circa zestig meter de slappe grond vervangen door verdicht zand. Aansluitend op dit stuk is de grond over een lengte van zeventig meter versterkt met ‘mixed in place’, een techniek waarbij cement in de grond wordt geïnjecteerd.

Bij de zuidelijke aansluiting van de tunnelbuizen op station Blijdorp bestaan de tunnelwanden over een lengte van ongeveer vijftig meter niet uit betonnen segmenten, maar uit stalen buizen. Voor de overgang van het beton naar het staal, is een kom-nok verbinding toegepast. Voor de aansluiting op de ontvangstschacht bij Rotterdam Centraal is zowel een stalen tunnellining als grondverbetering gebruikt. De grondverbetering is gedaan met jetgrouten.

Boorproces

Het boorproces is in december 2005 gestart nabij het Sint Franciscus Gasthuis, aan de noordzijde van Rotterdam. Vanaf hier is in zuidelijke richting geboord naar station Blijdorp en de ontvangstschacht bij Rotterdam Centraal. Nadat in voorjaar 2007 de eerste tunnelbuis gereed was, is de tunnelboormachine weer teruggebracht naar de startschacht voor het boren van de tweede tunnelbuis. Een jaar later was deze tunnelbuis ook klaar.

Metrostation Rotterdam Centraal

Om metrostation Rotterdam Centraal geschikt te maken voor de aansluiting op RandstadRail is in 2006 begonnen met de bouw van een nieuw station. Het eerste deel was eind september 2009 gereed en vervolgens is het oude, ruim veertig jaar oude station gesloopt om het laatste deel van het nieuwe station te kunnen maken. In augustus 2010 was ook dit deel klaar en sinds dat moment rijden er metro’s tussen het nieuwe metrostation en Den Haag.

Het nieuwe station heeft twee eilandperrons, drie sporen en is rechtstreeks bereikbaar vanuit de stationshal van het treinstation en via ingangen aan het Weena en de Conradstraat. Het is ontworpen door Maarten Struijs van Gemeentewerken Rotterdam en gebouwd door Mobilis|TBI. Het contrast met het oude ondergrondse station is groot. Dit station had één slecht verlicht eilandperron en twee sporen. Het nieuwe station heeft grote perrons, hoge plafonds en veel licht en ruimte.

Bouwmethode

Voor de bouw van het nieuwe metrostation is gekozen voor de wanden-dakmethode. Aan drie zijden zijn diepwanden gemaakt tot een diepte van ruim veertig meter. Op deze diepte ligt de zogeheten Laag van Kedichem, een vrijwel waterdichte kleilaag. Aan de vierde zijde kon geen diepwand worden gemaakt, omdat hier de metrotunnel lag van de lijn naar Rotterdam-Zuid. Bovendien zaten hier grondankers van nabijgelegen gebouwen in de grond. Om de bouwkuip toch te sluiten en vrij te houden van grondwater hebben de experts van Ingenieursbureau Rotterdam aan deze zijde met vloeibare stikstof en pekel een waterdichte ijswand gemaakt. Deze vrieswand van ongeveer 50 meter breed, 40 meter diep en ruim 2,5 meter dik was zodanig vormgegeven dat het metroverkeer er tijdens de bouw door kon rijden. De wand is bijna twee jaar in stand gehouden totdat de de vloer en de wanden van het nieuwe station gereed waren.
(Foto: Via buizen wordt koudemiddel rondgepompt om de grond te bevriezen, via Mobilis)

Fietsenstalling Rotterdam Centraal

Onder het stationsplein is een grote ondergrondse fietsenstalling gebouwd voor meer dan vijfduizend fietsen. Deze stalling heeft een directe verbinding met het ondergrondse metrostation. Gebruikers kunnen hier op de metro stappen of via dit station doorlopen naar trein, bus of tram. Net als het metrostation is de stalling ontworpen door architect Maarten Struijs en gebouwd door Mobilis|TBI. Licht en kleuren zorgen voor een prettige sfeer in de stalling. Het plafond, de kolommen en de wanden zijn wit. De vloer van de hoofdroute is rood, terwijl voor de gangen met de fietsenrekken de kleuren paars, blauw, groen, geel en oranje gebruikt zijn. Dit kleurgebruik maakt het eenvoudiger om je gestalde fiets terug te vinden.

Bouwmethode

Voor de stalling is gebruikgemaakt van de wanden-dakconstructie om overlast op straatniveau zo veel mogelijk te beperken. Aan de noordkant is voor de bouwkuip gebruikgemaakt van de damwanden van het metrostation, en aan de zuidkant van de damwanden van de nieuwe Weenatunnel.

Weenatunnel

Het Weena is een drukke oost-westverbinding voor autoverkeer. Om voor voetgangers een veilige oversteek tussen het stationsplein en het nieuwe Kruisplein te kunnen maken, was het noodzakelijk om al het autoverkeer op het Weena naar ondergronds te brengen. Hiervoor is de oude tweebaanstunnel vervangen door een nieuwe 350 meter lange tunnel met twee tunnelbuizen en totaal vier rijbanen.

De bouw vergde de nodige fasering om ervoor te zorgen dat de trams en het wegverkeer konden blijven rijden tijdens de bouwwerkzaamheden. Als eerste is een overkluizing gemaakt voor de tramsporen over het tunneltracé. Terwijl het verkeer gebruikmaakte van de bestaande tunnel, is aan de zuidzijde hiervan een nieuwe tunnel gebouwd. Toen deze klaar was, is het verkeer hier doorheen geleid en is de bestaande tunnel gesloopt en vervangen door een nieuwe. Vanuit de zuidelijke tunnelbuis loopt er een ondergrondse verbindingsweg naar de Kruispleingarage en de Schouwburgpleingarage.

Kruispleingarage

De Kruispleingarage, de diepste parkeergarage van Nederland, is eind 2013 opgeleverd. Het diepste punt van deze garage ligt op twintig meter beneden NAP. De parkeergarage ligt tegenover Rotterdam Centraal, is 150 meter lang, ruim 30 breed en telt vijf verdiepingen. Er kunnen 760 auto’s in. Het garage is ontworpen door gemeentearchitect Maarten Struijs, die ook de fietsenstalling en het metrostation onder Rotterdam Centraal ontwierp.

In het dak van de Kruispleingarage is een waterberging gebouwd om bij hevige buien water uit de Westersingel tijdelijk op te vangen. Stijgt het water in deze singel meer dan tien centimeter, dan stroomt een deel van het water de berging in. Voor de waterberging is het zogeheten watershellsysteem gebruikt. Dit systeem bestaat uit lichtgewicht koepelvormige elementen waarop een betonvloer wordt gestort. De elementen worden gedragen door kunststof poten die ervoor zorgen dat het gewicht van de vloer en de grond op de waterberging gelijkmatig wordt doorgegeven naar het dak van de parkeergarage.

De Kruispleingarage is bereikbaar vanuit de Weenatunnel. In deze tunnel is een afslag die toegang geeft tot een lange ondergrondse straat met aan het einde een rotonde. Via deze rotonde kunnen auto’s de Kruispleingarage in en ook de verderop gelegen Schouwburgpleingarage. Bovenop de garage ligt het autoluwe Kruisplein. Dit plein is als verbinding tussen binnenstad en station één van de belangrijkste pleinen van de stad.

Interactief met bodeminformatie

Wie de haalbaarheid en opbrengst van een nieuwe aardwarmte-installatie wil weten, moet nu een heel rijtje informatiebronnen raadplegen. In veel gevallen is één blik in de BodemTool straks voldoende. De onlineapplicatie die in opdracht van SKB is gemaakt, combineert bodem- en omgevingsinformatie uit verschillende bronnen, maakt er een 3D-kaart van en laat zien wat de effecten van een maatregel zijn

SKB, voluit Stichting Kennisontwikkeling en Kennisoverdracht Bodem, beschikt over een schat aan informatie over de bodem. Via de website Soilpedia wordt een deel daarvan ontsloten, maar veel diepgaande achtergrondinformatie wordt nooit door de lezers bereikt. Een consortium bestaande uit Ambient/RO2 en StrateGis kreeg daarom de opdracht een slim systeem te ontwikkelen dat bodeminformatie op een geïntegreerde en gebruiksvriendelijke manier toegankelijk maakt. En zo ontstond de BodemTool.

David van den Burg, partner bij Ambient/RO2: “De BodemTool is inmiddels veel méér dan een toegangspoort naar kennis van SKB. Informatie over de ondergrond staat op allerlei verschillende plekken. Het Kadaster beheert bijvoorbeeld gegevens over de bebouwde omgeving, het DINOLoket bevat data over grondlagen, gemeenten hebben informatie over kabels en leidingen, en SKB heeft achtergrondinformatie over WKO-installaties. Dat heeft natuurlijk zijn redenen, maar een eindgebruiker wil deze informatie gebundeld bekijken. De BodemTool biedt deze mogelijkheid.”

Interactief

De gebruiker begint met het kiezen van een gebied. Momenteel zijn er voor Rotterdam Centrum en Leidschendam de meeste data beschikbaar, maar de gebruiker is vrij om zelf een gebied binnen Nederland te selecteren. Vervolgens verschijnen er een 3D-kaart en een toolbox. Met de visualisatiegereedschappen kun je informatie zichtbaar en onzichtbaar maken: wel of geen bebouwing, wel of geen kabels en leidingen, wel of geen bodemverontreiniging, etc. Ook bestemmingsplannen staan erin, evenals drinkwatergebieden, archeologie en ondergrondse bouwwerken.

Screenshot van de BodemTool. (Beeld: Ambient/RO2)

“De BodemTool bevat voor iedere locatie in ieder geval informatie uit het Kadaster, het DINOLoket, de Basisregistratie adressen en gebouwen (BAG) en . De gebruiker krijgt zo inzicht in de stand van zaken, zowel fysiek als beleidsmatig”, vertelt Van den Burg.

Tot zover lijkt de BodemTool op de Atlas Leefomgeving, een website die milieu- en gezondheidsinformatie geïntegreerd aanbiedt. Het grote verschil is de interactiviteit. Waar de gebruiker bij de Atlas alleen informatie kan uitlezen, kan de BodemTool ook reageren op input van de gebruiker. Van den Burg: “Je kunt in de BodemTool maatregelen nemen en kijken wat het effect daarvan is. Wanneer je bijvoorbeeld een waterberging of parkeergarage een gebied in sleept, geeft het systeem aan in hoeverre er conflicten ontstaan en welke impact de maatregel heeft. Er wordt gekeken naar effecten binnen de vijf P’s: people, planet, profit, project en public. Je ziet dus wat de maatregel oplevert qua geld, maar ook wat de consequenties zijn voor de bewoners en het milieu. Uiteindelijk zal dit een belangrijke functionaliteit worden, want als een gemeente bijvoorbeeld een windmolen wil plaatsen, dan kost een haalbaarheidsonderzoek nu veel tijd en geld. Met de BodemTool zou je binnen een dag een vrij goed beeld hebben van geschikte locaties, de knelpunten en de kosten en baten van een dergelijke maatregel. Hiervoor werken we echter nog aan de gebruiksvriendelijkheid.”

“De meeste gebruikers zijn nu goed in staat om met de tool een gebied te onderzoeken. Je merkt daarbij verschil tussen doelgroepen: beleidsmedewerkers ruimtelijke ordening vinden de informatie bijvoorbeeld nuttig en compleet, maar vrij complex, terwijl bodemspecialisten zeggen dat het systeem niet gedetailleerd genoeg is. Naar ons idee hebben we het dus precies goed gedaan,” meent Van den Burg, “maar het kan natuurlijk altijd beter.”

Denkwerk
De BodemTool bestaat grofweg uit twee delen: de interface waarin de gebruiker werkt (de website) en een systeem achter de schermen dat alle gegevens aan elkaar knoopt en er zinnige informatie van maakt. Van den Burg: “Hiervoor worden bestaande modellen gebruikt, waarin we de kennis van SKB hebben verweven. Ook TNO heeft meegewerkt. Zij hebben binnen hun concept Urban Strategy rekenmodellen ontwikkeld om de gevolgen van planologische ingrepen inzichtelijk te maken.”

In het kader rechtsboven is te zien wat de consequenties zijn van het installeren van een hoge temperatuuropslag op deze locatie. (Beeld: Ambient/RO2)

“In Dordrecht is de tool toegepast in een praktijkproject. De gemeente is daar op zoek naar een optimaal tracé voor een mogelijke spoortunnel. Met behulp van de BodemTool kon de gemeente snel zien wat er op verschillende locaties mogelijk is en welke effecten ondergronds bouwen daar zou hebben. Het tracé dat je zo bepaalt, moet je natuurlijk nog nader onderzoeken, maar je hebt vast een goede indicatie”, aldus Van den Burg.

Wenkend perspectief

Omdat de tool nog in ontwikkeling is, zijn SKB en de makers tot nu toe terughoudend geweest met promotie. Er worden kleine bijeenkomsten georganiseerd voor de beoogde gebruikers om te vertellen wat er allemaal mee kan. “Ook vragen we waar nog behoefte aan is, zodat we daar in volgende versies op in kunnen spelen”, zegt Van den Burg. Ondertussen kan iedereen de BodemTool bekijken en gebruiken via www.bodemtool.nl.

Van den Burg ziet de applicatie nu vooral als een ‘wenkend perspectief’: “De basis van het systeem is er: de data zitten erin, er is een methodiek om meer data toe te voegen en er zijn modellen die gegevens aan elkaar koppelen en als informatie ontsluiten. We zijn in principe in staat om binnen een halve dag de relevante data van een nieuwe bronhouder (zoals gemeente, waterschap, provincie) in te lezen en correct te integreren. Ook kun je al spelen met maatregelen. De tool is daardoor al heel bruikbaar in een verkennende fase van een project; het maakt de communicatie gemakkelijker. Maar uiteindelijk zou de tool gebruikt kunnen worden bij het opstellen van (ondergrondse) structuurvisies of het (her)inrichten van een gebied. Dat zie ik over een aantal jaar gebeuren.”

SOS: Meer meten met infrarood

Hoe kan data helpen tunnels veiliger te maken? Bieden nieuwe technieken of inzichten kansen om de veiligheid te verhogen of de veiligheid op niveau te houden met hogere beschikbaarheid of tegen lagere kosten? Ontwikkelingen op ICT-gebied gaan snel. Meer rekenkracht en daaruit volgende snellere verwerking van data, maken het zinvol bestaande oplossingen tegen het licht te houden. In de Westerscheldetunnel is een proef gedaan met infraroodsensoren als basis voor het snelheidsonderschrijdingssysteem (SOS). Daaruit blijkt dat de beperkingen van bestaande systemen met detectielussen, kunnen worden weggenomen.

Het bedrijf Soltegro heeft op eigen initiatief een SOS ontwikkeld en vervolgens de N.V. Westerscheldetunnel bereid gevonden mee te werken aan een proefopstelling. “Ontwikkeling in eigen beheer is wellicht ongebruikelijk”, zegt commercieel directeur Jan-Martijn Teeuw van Soltegro, “maar past wel bij onze werkwijze. Wij positioneren ons tussen ingenieursbureaus en automatiseringbedrijven in. Bij ons werken veel ICT-specialisten, maar ook elektrotechnisch en werktuigkundig ingenieurs. Met die disciplines werken we op een integrale manier aan projecten. En dat brengt met zich mee dat wij ook anders tegen problemen aankijken.”

Manager systems engineering en innovatie Franc Fouchier legt uit wat dat in de praktijk inhoudt: “De ervaring die wij hebben opgedaan in de softwarewereld projecteren we op de civieltechnische wereld. Dat betekent dat je eerst een probleem goed analyseert zonder daarbij al oplossingsrichtingen in het achterhoofd te hebben en pas in tweede instantie kijkt naar de combinatie van technieken die je kunt inzetten om dat probleem op te lossen. In de praktijk is deze aanpak vaak niet mogelijk, omdat bepaalde oplossingen zijn voorgeschreven. Zo staat in de tunnelstandaard dat je voor snelheidsmeting inductielussen moet toepassen. In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig. Daarom konden we het SOS dat we in de Westerscheldetunnel hebben getest ook alleen maar in eigen beheer ontwikkelen.”

“In onze optiek heb je voor een optimale oplossing keuzevrijheid nodig.”

Elk voertuig meten

Met een SOS kan worden gedetecteerd of de snelheid van voertuigen op een willekeurig punt te laag wordt en er daardoor gevaarlijke situaties ontstaan die bijvoorbeeld kunnen leiden tot kop-staartbotsingen. Het gebruik van inductielussen om snelheidsverschillen te detecteren kent een aantal beperkingen. Er wordt alleen gemeten op de plaats van de lus, en defecten aan een inductielus leiden bij vervanging vrijwel altijd tot verminderde beschikbaarheid van de tunnel. Jan-Martijn Teeuw: “Met onze sensoren zijn we in staat elk voertuig in de tunnel uniek te detecteren. Je volgt het bewegende object en dat biedt meer mogelijkheden. Je verzamelt meer informatie. Met behulp van software kun je detecteren of voertuigen afwijkend gedrag vertonen. Het gaat dus verder dan alleen detecteren of een willekeurig voertuig op een bepaalde plaats onder een minimumsnelheid komt. Bovendien kun je door bijvoorbeeld een kapotte sensor een meting missen en nog steeds een betrouwbaar resultaat hebben.”

In de Westerscheldetunnel is het systeem van Soltegro op een deel van het traject geïnstalleerd, naast het bestaande systeem. De wegverkeersleiders hebben beide systemen gemonitord en Soltegro feedback gegeven. In een halfjaar tijd zijn enorm veel meetgegevens verzameld. Daaruit blijkt dat de betrouwbaarheid van het systeem bijzonder hoog is. De mensen van de Westerscheldetunnel hebben beaamd dat het goed heeft gefunctioneerd. “De betrouwbaarheid is cruciaal”, vindt Jan-Martijn Teeuw. “Als systemen te vaak valse meldingen geven, is het gevolg dat wegverkeersleiders het niet meer serieus nemen en ook niet reageren als er wel iets aan de hand is. Dan neemt de veiligheid per definitie af.”

Tijd in plaats van afstand

Implementatie van een SOS met infraroodsensoren vindt, net als bij gebruik van detectielussen, plaats op basis van een risicoanalyse. Bij een steile uitrit, zoals bij de Westerscheldetunnel, mag je verwachten dat de snelheid van vrachtwagens sneller terugloopt. In zo’n situatie zal bij beide systemen sprake zijn van meer meetpunten dan in een vlak deel van de tunnel. Het verschil zit in de meeteenheid. Bij gebruik van detectielussen is er per definitie sprake van afstand. Met de sensoren wordt gemeten in tijd, en is het ook mogelijk om meer dan alleen snelheidsverschillen te detecteren.

Franc Fouchier: “Met infrarood detecteren we bijvoorbeeld ook of al het verkeer ineens naar één baan opschuift. Dat kan voor de wegverkeersleiding een teken zijn dat er sprake is van bijvoorbeeld afgevallen lading, langzaam rijdend verkeer of stilstand. En de data die je verzamelt kun je ook gaan gebruiken om verkeersbewegingen te voorspellen. Het is voorstelbaar dat je met dit systeem ruim van tevoren kunt voorspellen waar en wanneer filevorming ontstaat en dat je vanuit het systeem vervolgens meteen deze informatie naar in-carsystemen verstuurt. Daar kun je overigens de wegverkeersleider als buffer tussen zetten. Het is maar net wat de wegbeheerder wil.”

Gebruikersinterface van het ontwikkelde SOS. (Beeld: Soltegro)

Waar gaat dat naartoe?

“In de wereld van het ‘Internet of Things’ krijgen we steeds meer situaties waarin systemen beslissingen gaan nemen”, vervolgt Franc. “Wij verwachten dat het die kant op gaat. Vandaar onze integrale visie en de keuze om niet de omgeving te detecteren, maar het object dat in die omgeving beweegt. De informatie die door het object wordt gegenereerd, opent nieuwe toepassingsmogelijkheden.” Jan-Martijn Teeuw: “We richten ons nu in eerste aanleg op tunnels, maar er kan natuurlijk veel meer met deze techniek. Je kunt er bijvoorbeeld ook mee detecteren hoe voertuigen in een parkeergarage bewegen. Voor ons is de volgende stap om in gesprek te gaan met beheerders van tunnels waar detectielussen echt niet voldoen. In de praktijk van de tunnelstandaard zie je nu al wel dat er ruimte komt voor projectspecifieke afwijkingen en er wordt al gesproken in termen van ‘standaard of gelijkwaardig’. Daar liggen kansen voor deze vorm van detectie, maar formeel zou de toepassing nu alleen kunnen in niet-rijkstunnels.”

Kennisbank

Artwork: "Library" by Lori Nix | www.lorinix.net

Dit was de Onderbreking Meten is weten

Bekijk een ander koffietafelboek: