1 Inleiding

Eind 2018 is het COB in het kader van het tunnelprogramma gestart met de voorbereidingen voor een uitgebreid onderzoek naar mogelijkheden om tunnelrenovaties in de komende jaren veilig, duurzaam, effectief en met zo min mogelijk hinder voor weggebruikers, te laten plaatsvinden. Er zijn twee werkgebieden gedefinieerd die hiervoor het meest kansrijk lijken:

• Hinderarm renoveren
• Digitaal aantonen

In december 2018 is een startdocument ‘Hinderarm renoveren en digitaal aantonen’ opgesteld, op basis waarvan negen werkgroepen in januari 2019 aan de slag zijn gegaan. Deze werkgroepen bestaan uit tunnelspecialisten afkomstig uit alle gelederen binnen de tunnelindustrie. De bijdragen van de werkgroepen zijn in twee documenten verzameld, waarvoor dit groeiboek er een is.

Het doel van dit groeiboek ‘Hinderarm renoveren’ is alle professionals die betrokkenen zijn bij een tunnelrenovatie te inspireren tot nieuwe ideeën en oplossingsrichtingen. Ook is er een stappenplan voorgesteld dat projecten kan helpen hun weg te vinden in de complexe puzzel die het renoveren nu eenmaal blijkt te zijn. Dit stappenplan is te vinden in 5 Stappenplan renovatiemethode.

Dit groeiboek is géén handleiding renoveren. Bij elk tunnelproject spelen andere factoren die een eigen oplossing vergen. De opstellers van dit document hebben uit de rijke ervaringen die ze hebben opgedaan bij diverse nieuwbouw- en renovatieprojecten hun kennis willen bundelen en delen in dit document. Op veel plaatsen in dit groeiboek worden werkwijzen en oplossingen gepresenteerd die in bepaalde situaties hebben gewerkt, maar op andere plekken of andere omstandigheden misschien wel niet het gewenste resultaat geven. En naast werkwijzen of oplossingen zijn in dit document ook vaak de vragen, twijfels en onzekerheden die de opstellers bezig hielden en houden terug te vinden. Altijd zelf blijven nadenken is dus het devies.

2 Waarom renoveren?

Veel van onze infrastructuur is gebouwd vanaf de jaren zestig en is ondertussen dus al behoorlijk lang in gebruik. Er kunnen allerlei redenen zijn die de gedeeltelijke of gehele renovatie van een tunnel noodzakelijk maken. Die komen in dit hoofdstuk aan de orde:

• Levensduur: de tunneltechnische installaties (TTI) zijn vaak al op het einde van hun verwachte technische levensduur en civieltechnisch zijn veel tunnels op de helft van de verwachte levensduur.
• Verandering in wet- en regelgeving.
• Inhaalslag uitgesteld onderhoud.
• Standaardisatie in de bediening.
• Klimaatverandering.
• Nieuw geïdentificeerde risico’s door veranderende omgeving van tunnel.
• Verandering in mobiliteit.
• Cybersecurity maatregelen.

2.1 Einde levensduur tunneltechnische Installaties

De TTI van veel tunnels in Nederland zijn aan vervanging toe. Door een toename van veiligheidseisen aan tunnels zijn er in de afgelopen vijfentwintig jaar veel technische voorzieningen bijgekomen. Naast de bekende installaties als ventilatie, pompen en verlichting, kan gedacht worden aan filedetectie en filevermijdingssystemen, omroepinstallaties, camerasystemen en installaties voor een veilige vluchtweg. Vanaf begin jaren negentig zijn in de tunnels de geïntegreerde bedienings- en besturingsinstallaties toegevoegd. Deze installaties stellen bedienaars en beheerders in staat het verkeer in de tunnel en de techniek daarin te beheersen. Deze bedieningen vinden ook steeds meer plaats op afstand in verkeerscentrales, wat ook weer eisen stelt aan de wijze van bedienen.

Een aantal van de installaties die niet meer onderhouden konden worden, zijn in de loop der jaren al wel vervangen. Ook zijn installaties aangepast op de vereisten van de Europese tunnelwetgeving. Maar met name de omvangrijke en complexere (deel)installaties zoals energievoorziening, ventilatie, bediening en besturing wachten op vervanging. Deze zijn in veel gevallen niet meegegroeid met de ontwikkelingen.

Bij renovaties moeten wegtunnels ook direct op het niveau gebracht worden van de Nederlandse veiligheidsvoorschriften, die op enkele punten verder gaan dan de Europese regelgeving. Daarnaast kunnen tunnelbeheerders aanvullende voorschriften opgesteld hebben die ook voor de bestaande tunnels geïmplementeerd moeten worden (bestaande rijkstunnels uitvoeren volgens Landelijke Tunnelstandaard bijvoorbeeld).

2.2 Halverwege levensduur civiele constructie

Veel tunnels zijn civieltechnisch op de helft van de theoretische levensduur van honderd jaar. De komende jaren moet er onderzocht worden hoe deze constructies zich handhaven en welk levensduurverlengend onderhoud er nu noodzakelijk is om de tunnels de komende dertig jaar zonder grote ingrepen te gebruiken. Belangrijke factoren hierin zijn de degeneratie van materialen en zettingen als gevolg van de losse bodemstructuur in Nederland, alsook de toename van verkeersintensiteit. Binnen het tunnelprogramma van het COB zijn initiatieven gestart op dit onderwerp.

2.3 Onverwacht einde levensduur

Wat de technische restlevensduur van de tunnel en zijn deelsystemen is (zowel civiel, ICT als installaties), is meestal niet echt bekend en wordt nog te vaak pas vlak voor of tijdens een renovatie duidelijk. De tunnels in Nederland worden periodiek geïnspecteerd en daaruit blijkt dat de constructieve veiligheid op korte termijn geborgd is, maar het met zekerheid voorspellen van de scope van een renovatie blijkt zeer moeilijk. Ook is het zeer lastig voorspellingen te doen voor de levensduur op langere termijn. Duidelijk is wel dat installaties beduidend minder lang meegaan dan beton en dat installaties ook een zeer diverse levensduur kennen, vooral de installaties die een grote ICT-component in zich hebben. Denk daarbij aan de diverse software-updates met aanpassingen in de hardware die dan nodig blijken.

2.4 Verandering in wetgeving

Naar aanleiding van de tunnelrampen in de Alpentunnels (Mont-Blanc- en Tauerntunnel) is de Europese tunnelwetgeving aangescherpt. Deze Europese wetgeving is vervolgens door de lidstaten vertaald in nationale wetgeving. Voor Nederland betreft dit de Wet aanvullende regels veiligheid wegtunnels (Warvw), de bijbehorende regeling (Rarvw) en de tunnelspecifieke eisen uit het Bouwbesluit. In deze wetten is vastgelegd aan welke eisen een tunnel dient te voldoen (technisch, organisatorisch, veiligheidsbeheer). Hierbij is onderscheid gemaakt tussen tunnels korter dan 250 meter, tunnels tussen de 250 en 500 meter en tunnels langer dan 500 meter. Bovendien geldt voor tunnels die in beheer zijn bij het Rijk een gestandaardiseerde uitrusting (vastgelegd in de Rarvw).

Om invulling te geven aan de wettelijke eisen heeft Rijkswaterstaat de Landelijke Tunnelstandaard (LTS) opgesteld voor tunnels in het rijkswegennet. Voldoet een tunnel aantoonbaar aan deze LTS en dus aan de tunnelwetgeving, dan is daarmee de tunnel veilig genoeg en kan door het bevoegd gezag de openstellingsvergunning verleend worden. De LTS is in beginsel geschreven door Rijkswaterstaat en voorgeschreven voor rijkstunnels. Daaropvolgend hebben de gemeenten Amsterdam en Den Haag een vergelijkbare standaard opgesteld voor de onder hun beheer vallende tunnels. ProRail heeft in de vorm van een ontwerpvoorschrift, OVS00201, ook een vergelijkbare standaard voor spoortunnels opgesteld.

2.5 Uitgesteld onderhoud

Hoewel Nederlandse tunnels een hoog onderhoudsniveau hebben, komt het toch voor dat deelinstallaties onverwacht uitvallen of gerenoveerd moeten worden door onverwachte slijtage of uitgesteld onderhoud. Tunnels zijn veelal eigendom van de overheid en die is afhankelijk van de budgetten die door ‘de politiek’ beschikbaar worden gesteld. In tijden van crisis of expansie van de infrastructuur heeft onderhoud niet altijd de aandacht die het nodig heeft.

Een andere reden kan zijn dat een renovatie gepaard gaat met omvangrijke noodzakelijke afsluitingen die niet te combineren zijn met andere infraprojecten. Ook kan het zijn dat de urgentie om aan de slag te gaan, niet gevoeld werd. Zolang de tunnel en de techniek erin het blijft doen, heeft een ander project misschien prioriteit. Een laatste reden kan het zijn dat er wel bekend is dat er werkzaamheden uitgevoerd moeten worden, maar dat er sprake is van uitstelgedrag omdat de impact erg groot is.

2.6 Standaardisering in bediening

Als gevolg van uniformeren van de tunnelinstallaties, zoals beschreven in de verschillende standaarden, zijn nieuwe tunnels zeer vergelijkbaar wat betreft bediening. Hiermee is het centraliseren van bediening beter mogelijk. Oudere tunnels kennen nog allemaal eigen bedieningssystemen die soms sterk van elkaar verschillen. Het is vanuit meerdere oogpunten zeer wenselijk dat de bediening van tunnels zoveel mogelijk gelijk getrokken worden door uniforme primaire processen (UPP’s).

• Het bevordert de veiligheid: in het geval van een incident of calamiteit is het zeer wenselijk dat de verkeersleider altijd dezelfde handelingen moet en kan uitvoeren, onafhankelijk van de tunnel waarbij dit speelt.
• Het is effectiever: verkeersleiders bedienen vaak meerdere tunnels tegelijk, wat effectiever wordt als de bediening van de tunnels aan elkaar gelijk is in plaats van per tunnel verschillend.
• De kwaliteit en het niveau van getraindheid neemt toe.
• Het is efficiënter: het opleiden en bijscholen van verkeersleiders wordt vele malen efficiënter als zij voor een generieke manier van tunnelbediening kunnen worden opgeleid in plaats van dat zij een opleiding per tunnel moeten volgen.
• Ook toekomstige flexibiliteit is een belangrijk onderwerp gezien de verwachting dat de wegverkeersleiders zoals we die nu kennen in de toekomst ook hele andere toezichthoudende taken zullen krijgen.

2.7 Klimaatverandering

De opwarming van de aarde veroorzaakt klimaatwijzigingen. Is ons tunnelsysteem wel bestand tegen extreme regenval of juist droogte? Hoe spelen zaken als verzilting van het grondwater een rol voor de tunnelconstructie? Welke maatregelen moeten we nemen om onze tunnels klimaatbestendig te maken? Een stijgende zeespiegel kan ook van invloed zijn op de primaire waterkeringen waarvan de tunnels vaak een onderdeel uitmaken. Hoe willen we omgaan met veranderingen in de fossiele brandstoffen? Hoe passen we onze tunnel aan op duurzame energiebronnen? Allemaal vragen die nu op ons afkomen. Als we dan toch aan het werk moeten met ons areaal, is dit wellicht hét moment, zodat ook direct maatschappelijke kwesties aangepakt worden.

Veel van de onderwerpen die met klimaatverandering te maken hebben (meestal de civiele aspecten) zullen elders in het tunnelprogramma van het COB terugkomen. In dit document beperken we ons tot de technische installaties.

2.8 Verandering in mobiliteit

Sinds de ingebruikname van tunnels is het verkeer aanzienlijk toegenomen. Meer verkeer door de tunnel geeft grotere risico’s op incidenten. In de loop der jaren is het voorzieningenniveau (installaties in de tunnel) daarom ook toegenomen. Zeker in de oudere tunnels zie je dat installaties als voedingssystemen gegroeid zijn, kabelvoorzieningen overvol raken en technische ruimtes uitpuilen van de installatiekasten.

Daarnaast is de samenstelling van het verkeer gewijzigd. Vrachtwagens zijn groter geworden, er rijden meer elektrische auto’s, en voertuigen worden voorzien van nieuwe technologie. ‘Smart mobility doet’ zijn intrede.

Deze ontwikkelingen hoeven geen aanleiding te zijn om een tunnel te renoveren, maar bij de opgave die voor ons staat kunnen ze wél reden geven om na te denken over hoe we de tunnel gaan vormgeven. Hoe kan een nieuwe technologie bijvoorbeeld geïntroduceerd worden zonder de bestaande installaties helemaal overhoop te moeten gooien? Is het mogelijk om nu al rekening te houden met een eventueel ruimtebeslag voor nieuwe installatiekasten, voedingen, koeling etc.?

3 Randvoorwaarden tunnelrenovatie

Er zijn een aantal randvoorwaarden die de aanpak en uitkomst van de renovatieopgave bepalen:

• Veilige tunnels
• Acceptatie door bevoegd gezag
• Veilig werken
• Beperken verkeershinder
• Modulair ontwerpen en realiseren
• Duurzaamheid
• Smart mobility
• Cybersecurity
• Veranderingen in mobiliteit
• Areaalgegevens

In de volgende paragrafen worden deze aspecten uitgewerkt.

3.1 Veilige tunnels

Voor het veilig gebruik van een tunnel zijn er in de wet en aanvullende documenten eisen gesteld aan het voorzieningenniveau in de tunnel, zie onder meer de webpagina ‘Tunnelveiligheid’ van Rijkswaterstaat.

Voor een deel staat in de wet- en regelgeving specifiek voorgeschreven hoe de veiligheid geborgd moet worden. In een aantal gevallen staat het ook functioneel beschreven. Dit geeft dus ruimte om tijdens renovaties het veiligheidsniveau tijdelijk anders in te richten en te waarborgen. Ook is er in een aantal gevallen ruimte om met procesmatige maatregelen in plaats van techniek tijdelijk een vergelijkbaar veiligheidsniveau te realiseren. Kan de veiligheid niet worden geborgd, dan zal besloten moeten worden de tunnel af te sluiten. Deze paragraaf schetst een aantal mogelijke scenario’s en geeft een aantal best practices.

Uiteraard dienen de tunnelbeheerder en bevoegd gezag tijdelijke afwijkingen van de eventueel aanwezige openstellingsvergunning overeen te komen en vast te leggen. Voor rijkstunnels zijn binnen de LTS een aantal documenten opgenomen waar verdere informatie hierover wordt gegeven.

3.1.1 Definities en uitgangspunten met betrekking tot veiligheid

• Tunnelveiligheid betreft de veiligheid van gebruikers in tunnels, geformuleerd op basis van functionaliteit (functional based): als aan alle functies op voldoende wijze wordt voldaan, is de tunnel voldoende veilig.
• ‘Voldoende veilig’ betekent het borgen van de veiligheid voor gebruikers en omgeving met enerzijds een geaccepteerde (kleine kans) ten aanzien van groepsrisico en anderzijds de constructieve integriteit. Deze kans is vastgelegd in de Warvw en bedraagt 0,1/N2 per kilometer tunnelbuis per jaar. N staat voor het aantal slachtoffers onder de weggebruikers waarbij dat aantal 10 of meer bedraagt. De kans dient bepaald te worden volgens een voorgeschreven methode (kwantitatieve risicoanalyse, QRA).
• Voor tunnels die in het beheer zijn bij het Rijk geldt bovenop de eisen uit het Bouwbesluit dat er een gestandaardiseerde uitrusting toegepast dient te worden (Warvw, art. 6a en 6b en Rarvw art. 13 en 13a). Dit geldt niet voor tunnels waarvoor op 1 juli 2013 reeds een tracébesluit genomen is of die voor 1 juli 2013 zijn opengesteld of opengesteld zijn geweest (Warvw art. 18, lid 3).
• Alle veiligheidsvoorzieningen dienen het functionele veiligheidsdoel en vormen geen doel op zichzelf.
• Veiligheidsvoorzieningen zijn binnen bovenstaande definitie tevens functioneel uitwisselbaar (binnen de wettelijke kaders), waarbij de tunnelveiligheid geborgd blijft.
• Het veiligheidsniveau kenmerkt zich bij gegeven definities en functies door: goed is goed genoeg (veilig is veilig genoeg), aangetoond met de QRA.

Mogelijkheden om het veiligheidsniveau tijdens renovaties in te vullen:

• Minimaal noodzakelijke voorzieningenniveau
• Compenserende maatregelen

3.1.2 Minimaal noodzakelijke voorzieningenniveau

Een mogelijke aanpak is de tunnel in gebruik te houden terwijl enkele veiligheidsvoorzieningen buiten gebruik genomen worden. Met een functionele analyse wordt het veiligheidsniveau geobjectiveerd en wordt beoordeeld of het veiligheidsniveau bij uitschakeling van installaties of voorzieningen in voldoende mate geborgd blijft. Hiervoor bestaan verschillende methoden.

Wat is het, wat kan het? Wat is het niet, wat kan het niet?

• De QRA en FSE zijn beoordelingsstrategieën. De QRA is een statistische methodiek om inzichtelijk te maken wat de kans op slachtoffers is, gegeven een aantal geschetste scenario’s en beheersmiddelen. FSE geeft een onderbouwing dat het geëiste veiligheidsniveau behaald wordt, bijvoorbeeld door het toepassen van compenserende maatregelen en functie-redundantie van installaties inzichtelijk om daarmee het veiligheidsniveau in elke renovatie/onderhoudsfase te kunnen beoordelen.
• Het is een objectivering van het veiligheidsniveau. Voldoende is goed genoeg (ten tijde van onderhoud en renovatie).
• Het is geen vrijbrief om willekeurig alle noodzakelijke veiligheidsvoorzieningen tijdelijk buiten gebruik te nemen, waarbij het functionele framework niet meer is geborgd en onverantwoorde veiligheidsrisico’s worden genomen.
• Tijdens renovatie/onderhoud wordt (bewust) niet volledig aan de huidige ‘wettelijke prescriptieve lijst van veiligheidsvoorzieningen’ voldaan, maar wordt wel aan de bovenliggende veiligheidseisen voldaan.

Voordelen

• Een mogelijk voordeel is dat een tunnel niet bij alle renovaties/onderhoud (vierkant) dicht hoeft, terwijl in het kader van gelijkwaardige invulling van functies toch aan het veiligheidsniveau kan blijven worden voldaan.
• Veiligheid wordt geobjectiveerd en is terug bij de engineers en niet bij de juridische compliance-officers.
• De belemmeringen van de veiligheidsrichtlijnen en -normen, met prescriptieve eisen ten aanzien van veiligheidsvoorzieningen, vormen geen belemmering meer tijdens renovaties.

Nadelen

• Kennis van beoordeling van veiligheid in de gehele keten is nodig bij alle besluitvormers en men moet over ‘de eigen veiligheidsschaduw’ heen durven stappen.
• Het is een statistische benadering, onoordeelkundig gebruik van de rekenmethodiek zou kunnen leiden tot keuzes die ‘op papier kloppen’ maar in de praktijk onvoldoende veiligheid bieden.
• Risico is dat interpretatie van het effect van de maatregelen veel discussies met andere stakeholders zoals vergunningverleners en bevoegde gezagen kunnen opleveren.

Overige voorwaarden en effecten

• Het project moet deze methodiek op tijd oppakken en bespreekbaar maken en door alle stakeholders ontvankelijk worden verklaard (dit kan een verandering in mindset vereisen).
• Ook vergt het sterke besluitvormers die niet gaan voor ‘de meest veilige keuze van het sec juridisch voldoen aan alle veiligheidsinstallaties’ maar voor functioneel acceptabele oplossingen.
• De opdrachtnemer zal meer vrijheid hebben in het bepalen van een goede werkmethodiek en zich hiermee kunnen onderscheiden zonder dat de standaarden belemmerend zijn. De opdrachtnemer moet wel over kennis beschikken aangaande de beoordeling van alle veiligheidsfuncties.
• Contracten moeten wel extra mogelijkheden bieden aan gegadigden/opdrachtnemers om inventieve compenserende veiligheidsmaatregelen en strategieën van onderhoud/renovatie te kunnen aanbieden.

3.1.3 Compenserende maatregelen

Wanneer van een installatie is bepaald op welke wijze deze bijdraagt aan de veiligheid, kan worden gekeken of deze bijdrage op een andere wijze kan worden ingevuld.

Bijvoorbeeld door:

• bestaande systemen een extra invulling te geven;
• het bieden van een alternatief met eenzelfde resultaat;
• de tunnel tijdelijk anders te positioneren in de vervoersketen.

Het meest eenvoudige voorbeeld is een tijdelijk quick-response of quick-intervention team, dat bijvoorbeeld bij renovatie of onderhoud aan het bluswatersysteem in een tunnel, nabij de tunnelmond wordt opgesteld en bij (brand)incidenten direct kan interveniëren en repressie inzet, waardoor het incident in de kiem gesmoord wordt. Deze quick-response compenseert de afwezigheid van een bluswatervoorziening, doordat de snellere interventie de kans op doorontwikkelende bedreigende brandincidenten wordt geminimaliseerd. De veiligheid is zodoende op gelijkwaardige wijze geborgd en renovatie of onderhoud kan plaatsvinden.

Twee voorbeelden van een ‘gelijkwaardige functievervulling’:

• Bij het niet functioneren van de overdruk in het middentunnelkanaal (vluchtgang) kan onder bepaalde voorwaarden als alternatieve strategie naar de naastgelegen verkeerskoker worden gevlucht. Hierbij dient dan wel in de aanliggende buis tijdig een verkeersvrije reservering te zijn (al reserveren op voorhand bijvoorbeeld) en dient ook aandacht te zijn voor de rookverdrijving. Vluchtenden kunnen dan een veilig gebied bereiken zonder dat de vluchtgang nodig is.
• Bij landtunnels kan ook voorzien worden in uitgangen direct naar maaiveld, die alleen ten tijde van onderhoud en renovatie worden opengesteld. De vluchtroute direct naar het veilige maaiveld, met korte vluchtafstanden, biedt een gelijkwaardige veiligheid bij het niet aanwezig of functioneel zijn van de vluchtbuizen in langsrichting. De uitgangen kunnen relatief eenvoudig met beperkte functionaliteit worden ontworpen en ingepast.

Voorbeeld van een ‘redundante functie-invulling’:

Bij het niet functioneren van het stilstandsdetectiesysteem kan ook via de CCTV het verkeer in de tunnel actief gemonitord worden, waardoor er tijdig ingegrepen kan worden. Aanvullend kan een 50 km/u-regime worden ingesteld, waarbij de verkeers/veiligheidsrisico’s worden gemitigeerd.

Voorbeeld van ‘tijdelijk anders positioneren’:

Door tijdens de werkzaamheden in de tunnel vrachtverkeer niet toe te staan (zoals is toegepast bij de Piet Heintunnel), is de mogelijke brandlast bij een calamiteit vele malen minder, waardoor de benodigde ventilatiecapaciteit ook minder mag zijn. Ook kan men de toegestane snelheid verlagen of rijstroken uit het verkeer halen om daarmee de kans op incidenten en/of de impact daarvan te verminderen.

3.2 Acceptatie door bevoegd gezag

Vanuit eerdere verkenningen met bevoegde gezagen (BG) weten we dat het verkrijgen van acceptatie door deze belangrijke groep stakeholders de toepasbaarheid van nieuwe werkwijzen en methoden sterk kan beïnvloeden of bepalen. Dit geldt zowel voor hinderarm verbouwen als voor digitaal aantonen en digitaal oefenen. Het is dan ook cruciaal dat voor elk van de in deze COB-werkgroepen ontwikkelde werkwijzen en methoden onderstaand kader als randvoorwaardelijk wordt meegenomen.

• Het BG moet tijdig zijn geïnformeerd over het toepassen van nieuwe werkwijzen en methoden.
• Werkwijzen en methoden moeten voorafgaand duidelijk zijn vastgelegd en afgestemd met het BG op minimaal de volgende aspecten:
  • Wat kan met deze aanpak worden bereikt (en wat niet)?
  • Welke middelen worden gebruikt en hoe komen ze overeen met de werkelijkheid (en wat kan niet?). De virtuele uitwerking moet in principe volledig overeenkomen met de werkelijkheid (visualisatie, mens-machine-interface/MMI, gebruikte instrumenten/communicatiemiddelen, enz.). Eventuele afwijkingen moeten voorafgaand duidelijk zijn aangegeven en afgestemd.
  • Tijdstippen en tijdsduur van de toepassingen.
  • Welke aspecten dienen alsnog fysiek te worden doorlopen in de tunnel?
• Acceptatie- en afkeurpunten moeten eenduidig zijn vastgelegd. Het traject moet volledig gedocumenteerd en verifieer-, traceer- en reproduceerbaar zijn.

Daarnaast moet voor iedereen duidelijk zijn en geborgd worden dat de onafhankelijkheid en integriteit van de bevoegde gezagen en hun adviezen nooit ter discussie mogen komen te staan.

3.3 Veilig werken

Bij werken aan tunnels is de focus de veiligheid en beschikbaarheid van de weggebruikers. Daardoor dreigt de arboveiligheid in het geding te komen. Veiligheid moet integraal benaderd worden. We kennen een aantal veiligheidsaspecten:

• Tunnelveiligheid
• Verkeersveiligheid
• Arboveiligheid

Er dient een weloverwogen afweging gemaakt te worden tussen de diverse veiligheidsaspecten. De afwegingen moeten leiden tot een aanvaardbaar risiconiveau, en werkwijzen en keuzen dienen vastgelegd te worden in het integraal veiligheidsplan. Dit plan wordt primair opgesteld in de planfase door de opdrachtgever, gaat mee naar opdrachtnemer en evolueert tijdens het project.

Tunnelveiligheid beslaat het veilig kunnen gebruiken van een tunnel met aspecten zoals bescherming tegen calamiteiten, organiseren van zelfredzaamheid bij calamiteiten en veilig kunnen handelen voor o.a. hulpdiensten. Hierover wordt in de wetgeving en gekoppelde documenten voldoende gesproken. Indien de tunnelveiligheid niet voldoende gewaarborgd kan worden, dienen verkeersmaatregelen of beheersmaatregelen toegepast te worden.

Het aspect verkeersveiligheid betreft in deze context de toename van de veiligheid op het onderliggende wegennet in het geval de tunnel wordt afgesloten, zeker als dat voor langere tijd is. Toenemende verkeersdruk op de omleidingsroutes geeft een hogere gevaarzetting. Kruispunten en rotondes worden drukker en er moet rekening gehouden worden met verhoogde risico’s voor langzaam verkeer. Zeker als er overdag of langdurige omleidingen ingesteld moeten worden moet dit aspect beschouwd worden. Hoe wordt omgegaan met de verkeersafwikkeling tijdens gehele of gedeeltelijke afsluiting van een tunnel(buis) kan worden vastgelegd in een verkeersmanagementplan. Dit plan dient vroegtijdig besproken te worden met het verantwoordelijk bestuur.

Met arboveiligheid wordt bedoeld de veiligheid van de mensen die werkzaamheden verrichten in of aan de tunnel, zoals de werknemers die verkeersmaatregelen plaatsen of in het werkvak werken (waarbij een slechte verkeersdiscipline eerder regel dan uitzondering lijkt). Ook aspecten zoals werkomstandigheden en tunnelmilieu vallen onder arboveiligheid. Vaak wordt er in de nacht gewerkt onder tijdsdruk, wat veilig werken onder druk zet. Volgens de Nederlandse wetgeving (Arbeidsomstandighedenwet) dient al bij het vormgeven van een renovatie aandacht besteed te worden aan de arboveiligheid.

De opdrachtgever is in hoge mate verantwoordelijk voor een veilige uitvoering. Middels de BTO-keuzes (bouwkundige, technische en organisatorische) draagt de opdrachtgever medeverantwoordelijkheid voor een veilige werkomgeving.

3.4 Beperken verkeershinder

De bestaande tunnels vormen een belangrijke schakel in de afhandeling van het verkeer. Vrijwel zonder uitzondering zal afsluiting van een tunnel leiden tot ingrijpende gevolgen voor de mobiliteit en zal dit indirect ook grote maatschappelijke schade veroorzaken. Als voorbeeld is voor de Eerste Heinenoordtunnel berekend dat de schade rond de twee miljoen euro per werkdag kan bedragen.

Om de impact van de verkeershinder tijdens een renovatie te beperken, zijn diverse mogelijkheden denkbaar. Het hoofdstuk 4 Renovatiemethode gaat hier verder op in.

3.5 Modulair ontwerpen en realiseren

Met modulair ontwerpen en realiseren wordt bedoeld dat het gehele tunnelsysteem wordt opgedeeld in logische bouwblokken. Die bouwblokken worden dan verbonden via vastgestelde koppelvlakken. Omdat er een logische opbouw is, kan op termijn een onderdeel eenvoudiger worden vervangen.

Modulair ontwerpen en realiseren is niet per se een randvoorwaarde voor een renovatie. Het geeft echter onmiskenbaar een aantal (grote) voordelen:

• Voorkomen grootschalige renovaties in de toekomst Als een tunnel eenmaal is opgebouwd volgens een bepaalde structuur, dan is het vervangen van een bouwblok veel eenvoudiger te realiseren. Modulariteit zou zelfs kunnen leiden tot het vervallen van de noodzaak voor grootschalige renovaties met in plaats daarvan vervangingen binnen het reguliere beheer en onderhoud. Dit geldt zeker als bij de eerstkomende renovatie rekening gehouden wordt met zaken als extra bouwruimte, voeding en (netwerk-)infrastructuur.
• Beperken ontwerp inspanning Zeker als een beheersorganisatie meerdere tunnels in beheer heeft, kan een eenduidig en modulair concept voordelen opleveren. De eerste keer zal er een goed ontwerp gemaakt moeten worden (zoals altijd) maar de volgende tunnels kunnen grotendeels gekopieerd worden. Door dit repeterende effect zal het ontwerp, maar ook validatie en verificatie voor de volgende tunnels eenvoudiger worden, waarbij de betrouwbaarheid (kwaliteit) van het geheel zal toenemen.
• Eenvoudiger beheer en onderhoud Als meerdere tunnels volgens dezelfde methodiek zijn opgebouwd, wordt het ook eenvoudiger om er onderhoud aan te plegen. Beheerprocessen kunnen uniform worden uitgevoerd en zaken als reservedelen en/of toekomstige vervangingen kunnen eenvoudiger worden georganiseerd.
• Aantoonbaarheid veiligheid Als meerdere tunnels op eenzelfde wijze worden opgebouwd, is het ook mogelijk om de aantoonbaarheid van de veiligheid uniform te organiseren. Discussies met bevoegde gezagen kunnen worden voorkomen, ook bij toekomstige (kleinschalige) vervangingen.

Het onderwerp modulair ontwerpen en realiseren komt terug in de hoofdstukken 7 Systeemarchitectuur en 8 Basisinstallaties.

3.6 Duurzaamheid

De minister van IenW heeft in een brief aan de Tweede Kamer verklaard dat alle landelijke infrastructuur in 2030 energieneutraal moet zijn. Aangezien tunnels nu nog vaak energieslurpers zijn, betekent dit dat een renovatie ook altijd een duurzaamheidsdoelstelling zal meekrijgen. Een energiereductie van minimaal vijftig procent kan redelijk eenvoudig bewerkstelligd worden, zo blijkt uit de door het COB-netwerk opgestelde Maatregelencatalogus energiereductie. Dit groeiboek wordt veelvuldig gebruikt. Voorlopig lijkt het niet waarschijnlijk dat puur gebaseerd op duurzaamheidsdoelen een tunnelrenovatie wordt opgezet, maar de politiek zou dit wel kunnen gaan eisen.

De laatste jaren hebben diverse opdrachtgevers en opdrachtnemers initiatieven ontplooid waarbij sterk wordt ingezet op energiereductie. Enkele voorbeelden zijn de Rottemerentunnel (Rijkswaterstaat), de Victory Boogie Woogietunnel (gemeente Den Haag) en de RijnlandRoute (provincie Zuid-Holland). Deze nieuwbouwprojecten hebben diverse leerervaringen opgedaan die ook bij renovaties veelal toepasbaar zijn. Vanuit Rijkswaterstaat wordt bij de renovatie van de Eerste Heinenoordtunnel ook ingezet op het lokaal opwekken inclusief duurzaam bufferen van energie voor het dagdagelijks gebruik (= verbruik exclusief calamiteitenbedrijf). Tijdens en na de aanbesteding (voorjaar 2020) zal hierover meer bekend worden.

3.7 Cybersecurity

Net als bij nieuwbouw is bij renovatie de digitale weerbaarheid een belangrijk aandachtspunt voor alle betrokkenen. Digitale weerbaarheid, ofwel cybersecurity, is het streven naar het voorkomen van schade veroorzaakt door verstoring, uitval of misbruik van ICT en/of industriële automatisering (IA) en, indien er toch schade is ontstaan, het herstellen hiervan. De schade kan bestaan uit aantasting van de betrouwbaarheid, beperking van de beschikbaarheid of schending van de vertrouwelijkheid en/of de integriteit van opgeslagen informatie.

Wordt een tunnel volledig afgesloten en losgekoppeld van zijn omgeving (denk aan verkeerscentrale, het Rijkswaterstaat-netwerk, enz.) dan hebben we te maken met een duidelijke en eenduidige situatie. Bij renovaties hebben we met betrekking tot cybersecurity te maken met een continu wisselend beeld, zoals wisselende locaties, wisselende ontwikkel- en operationele systemen, oude en nieuwe technieken, deels oude en nieuwe interfaces, om nog maar te zwijgen over de hoeveelheid betrokken partijen. Op elk moment en in elke situatie moet de digitale weerbaarheid zijn aangetoond en geborgd. Denk daarbij niet alleen aan de IA-systemen, maar ook aan toegang tot ruimten en locaties, ingezet personeel, ontwikkelsystemen en gereedschappen (laptops). Ook is van belang waar en op welke wijze data is opgeslagen (ook tijdens de ontwikkeling).

Vanwege de grote invloed in alle fases van een renovatie, wordt cybersecurity in de werkgroep ‘Hinderarm renoveren’ als randvoorwaarde gezien voor alle bouwfasen en alle betrokkenen. Voor verdere informatie en de uitwerking van de digitale weerbaarheid wordt verwezen naar de COB-werkgroep ‘Cybersecurity’ en de daar ontwikkelde handreiking.

3.8 Veranderingen in mobiliteit

De bevolkingsgroei in de steden zal tot een navenante groei aan mobiliteit leiden, en het aandeel elektrische en andersoortig aangedreven voertuigen zal groeien. Dit heeft belangrijke consequenties voor de ontwerp- en renovatieopgave van tunnels:

• Veiligheidsopgaven veranderen. Nieuwe brandstoffen en transportvormen zorgen voor extra veiligheidsopgaven. Niet alleen in tunnels, maar binnen het hele stedelijke systeem. Het gaat niet meer alleen om tunnelveiligheid, maar om integrale veiligheid binnen de stad. Binnen het COB wordt aan dit onderwerp gewerkt in het project ‘Van object- naar systeemveiligheid’.
• Bouwen op en naast tunnels en meervoudig benutten van de (onder)grond worden de trend. De ruimte naast en op wegen is bijna de enige plek waar een stad kan groeien. Dat vraagt om slim meervoudig ruimtegebruik en slim integraal ontwerpen van een tunnel in zijn omgeving. In steden ontstaat extra mobiliteitsdruk doordat een relatief groot deel van de vervoerstijd binnen steden plaatsvindt. Van alle autokilometers in Nederland wordt 21% binnen de bebouwde kom gereden, terwijl van de totale reistijd 39% binnen de bebouwde kom wordt besteed. Los van de autonome groei van de automobiliteit is er bovendien sprake van toename van kleinschalig goederenvervoer doordat er steeds meer aankopen via internet worden gedaan. Vooral in steden leidt die toename tot extra congestie, CO2-uitstoot en fijnstofproblematiek. Het beter benutten van de ondergrond en het benutten van de ruimte op (snel)wegen zal noodzakelijk zijn om steden leefbaar en economisch gezond te krijgen en te houden.

Er is nog veel onzekerheid over de gevolgen van de ‘smart mobility’-ontwikkelingen en de snelheid waarmee veranderingen zich voltrekken. Bij aanleg en renovatie van tunnels, waarbij de doorlooptijd van idee tot realisatie tien jaar of langer kan beslaan, kan de genoemde onzekerheid verlammend werken. We kunnen met zekerheid stellen dat de tunnel die vandaag bedacht wordt, bij oplevering niet meer aan de dan geldende eisen en verwachtingen zal voldoen. We weten ook dat tunnels als gevolg van automatisering steeds meer onderdeel zullen gaan uitmaken van verkeersnetwerken en -systemen.

Het is nog niet duidelijk hoe de ontwikkeling van zelfrijdende auto’s zal verlopen. De overgang naar overwegend elektrische auto’s en de invloed hiervan op de voorzieningen in tunnels kan ook een factor van betekenis zijn. Het lijkt reëel om ervan uit te gaan dat het in de toekomst mogelijk wordt om auto’s veel dichter op elkaar te laten rijden. Daardoor neemt de capaciteit van wegen toe en kunnen rijstroken smaller worden. Het is echter onbekend op welk moment dat mogelijk is. Ook is nu nog niet te voorspellen wanneer slimme in-car veiligheidssystemen de rol van de veiligheidssystemen in tunnels (gedeeltelijk) kunnen overnemen en of er nadien nog specifieke veiligheidssystemen voor tunnels nodig zijn. Een andere vraag is of systemen die voor tunnels zijn ontwikkeld in de toekomst voor integrale wegsystemen te gebruiken zijn. En biedt de snelle ontwikkeling van sensortechnologie mogelijkheden om het beheer van tunnels te optimaliseren en de beschikbaarheid te vergroten?

Aangezien we de antwoorden op zulke vragen nog niet weten, lijkt het wenselijk om het hele proces rond aanleg en renovatie van tunnels zodanig in te richten dat tussentijdse aanpassing mogelijk is.

3.9 Areaalgegevens

Het is bijna een gegeven dat de areaalgegevens van tunnels, zeker als ze wat ouder zijn, niet optimaal of compleet zijn. Momenteel is het gebruikelijk om het ontwerp van een tunnel in deelstappen uit te voeren en de tunnel ook in stappen te testen. In vroeger tijden was dat minder gebruikelijk, dus het is vaak lastig om te achterhalen hoe zaken bedacht waren.

Civiele tekeningen bij de oudere tunnels zijn vaak nog handmatig getekend op kalk, en berekeningen zijn slechts deels of niet aanwezig. Maatvoeringen en geografische posities zijn niet nauwkeurig genoeg. Tekeningen van de installaties zijn vaak getekend in Autocad en door de loop van de jaren ook niet altijd even goed bijgehouden. Al met al dus geen goede uitgangspositie, die zeker bij de voorbereiding van een project aandacht vraagt.

Bij het opleveren van een tunnel na een (volledige) renovatie zijn er veel mogelijkheden om het vanaf dat moment goed te doen. Bij aanvang van een renovatieproject zal er goed nagedacht moeten worden over manieren om het probleem van het ontbreken of onvolledig zijn van de gegevens op te lossen. Voor meer informatie wordt verwezen naar 10 Digitaal aantonen als cruciale randvoorwaarde en naar het groeiboek Digitaal aantonen.

4 Renovatiemethode

Dit hoofdstuk licht de varianten van een tunnelrenovatie toe. Er worden een aantal voor- en nadelen tegen elkaar afgezet voor de wijze waarop een renovatie kan worden ingericht. Welke methode het beste past, hangt af van veel factoren die per tunnel ook heel anders kunnen zijn. De diverse mogelijke keuzes kunnen per tunnelproject anders uitvallen.

De meest bepalende keuze is in hoeverre er in de renovatie ook grootschalige civiele werkzaamheden uitgevoerd moeten worden. Werkzaamheden aan de civiele hoofdconstructie vergen al snel meer tijd dan in reguliere vensters beschikbaar is. Naast nachten en weekeinden is het vaak nog wel mogelijk om een tunnel een paar weken af te sluiten in een vakantieperiode, maar gezien de verkeersintensiteit is dat bij steeds meer tunnels eigenlijk ook al geen optie. Is het werk opdeelbaar in kleinere tijdseenheden, dan zijn er nog wel mogelijkheden te vinden.

Is opdelen niet mogelijk, dan is er geen andere optie dan de tunnel(buis) af te sluiten voor de tijd die nodig is. Reden daarvoor kan zijn dat de constructiewerkzaamheden dermate ingrijpend zijn dat tussentijds geen regulier verkeer mogelijk is of dat door het ontbreken van voorzieningen de veiligheid niet geborgd is.

In 4.1 Ombouwvarianten zijn diverse varianten voor een renovatiewijze geschetst, met tot slot een samenvattend overzicht. Hierin wordt ook aangegeven of de variant geschikt is voor langdurige werkzaamheden.

4.1 Ombouwvarianten

Bij het renoveren van een tunnel zijn er een aantal varianten denkbaar:

• Big-bangrenovatie (werkzaamheden uitvoeren in een continue afsluiting)
• Microrenovatie (gesegmenteerd vervangen)
• Parallel opbouwen (nieuw voor oud)
• Renovatie per buis
• Afsluiting rijrichting
• Tegenverkeer

4.1.1 Big-bangrenovatie

Bij een big-bangrenovatie wordt de tunnel (of een tunnelbuis) voor langere tijd voor het verkeer afgesloten. Omdat de tunnel toch niet gebruikt wordt voor wegverkeer, gelden eigenlijk alleen de arbo-omstandigheden als veiligheidseis en kan een opdrachtnemer vrijuit aan het werk. Het werken aan civiele constructies of verwijderen van de TTI is mogelijk. Langdurige civiele werkzaamheden kunnen worden uitgevoerd en de oude installaties kunnen eerst worden verwijderd, waarna de nieuwe installaties weer kunnen worden opgebouwd en getest.

Voordelen:

• Er hoeft in het werk geen rekening gehouden te worden met wegverkeer. Denk wel na over de hulpdiensten; vaak dient er één rijstrook beschikbaar te blijven of snel vrijgemaakt te kunnen worden.
• Veilig werken in de tunnel (controleerbare arbo-omgeving), afzettingen en omleidingen kunnen ‘stevig’ neergezet worden.
• Netto kortere doorlooptijd.
• Voor de omgeving duidelijke verkeersmaatregelen, lange tijd dezelfde situatie.
• Omdat veel systemen vervangen moeten worden, is er ook de kans om de architectuur van de tunnel zodanig in te richten dat in de toekomst met microrenovaties gewerkt kan worden.
• Werk kan in een continu proces uitgevoerd worden.
• Lagere kosten voor de werkzaamheden in de tunnel.
• Er kan (ook) overdag gewerkt worden, de effectiviteit van arbeidsinzet is daarmee hoger dan in andere varianten.

Nadelen:

• (Zeer) grote impact op het verkeer, grote verkeersstagnatie is mogelijk, tenzij er goede omleidingsroutes mogelijk zijn.
• Gevaarzetting op de omleidingsroutes.
• Relatief hogere kosten voor verkeersmaatregelen.
• Eenmaal begonnen is er geen weg terug (risico op niet-repareerbare uitloop bij tegenvallers).

4.1.2 Microrenovatie

Bij een microrenovatie worden slechts één of enkele systemen tegelijk vervangen. Als de stappen niet te groot worden gekozen, blijft de impact hiervan klein en controleerbaar. Bij een juist concept kunnen deze werkzaamheden in korte tijdvakken worden uitgevoerd en kan optimaal gebruikgemaakt worden van verkeersluwe perioden.

In zijn kleinste vorm wordt een nieuwe component/onderdeel uitgewisseld binnen het reguliere onderhoudsinterval. In zijn maximale vorm worden een systeem (of een beperkt aantal systemen tegelijk) vervangen door eerst nieuw (parallel) op te bouwen en te testen en dan in een korte afsluiting in gebruik te nemen. Ook kleine software-aanpassingen kunnen op deze wijze gedaan worden.

Voordelen:

• Werkzaamheden in de verkeersbuizen kunnen op low-impacttijden uitgevoerd worden, hinderarm.
• Omleidingen duren kort en vallen in verkeersluwe tijdsvensters, waardoor gevaarzetting op de omleiding beperkt blijft.
• Naarmate er meer sprake is van een duidelijke systeemarchitectuur kan de vervanging efficiënter worden uitgevoerd (meer aantoonbaar, minder risico, minder hinder, minder impact in systeem, minder arbeid).
• Systemen kunnen vervangen worden op moment dat ze er aan toe zijn (passend op levensduur).
• Vervangingen kunnen worden uitgevoerd binnen het reguliere onderhoudsproces of kleinschalige projecten.
• Updates/wijzigingen van gebruik zijn sneller in te plannen en uit te voeren.

Nadelen:

• De sleutelsystemen (voeding, communicatie en besturing) dienen wel flexibel genoeg te zijn en een zekere modulariteit te kennen.
• Er dient voldoende ruimte te zijn om nieuw naast oud op te bouwen (kan beperking geven op aantal tegelijk om te bouwen systemen)
• Indien de systeemarchitectuur niet helder is, is er veel ‘reversed engineering’ en testen noodzakelijk om de bestaande situatie goed te doorgronden.
• Doordat er vaker gewerkt wordt binnen kleine tijdslots, zullen mogelijk vaker kortdurige afzettingen geplaatst moeten worden. Ook is het werkvak gevoeliger voor automobilisten die door de afzettingen rijden. Veelal zal er gewerkt moeten worden in de nacht. De arbo-omstandigheden zijn dus minder gunstig.
• Sterk variërende verkeersmaatregelen; dat kan lastig zijn voor de omgeving.
• Over de hele linie zullen de kosten hoger zijn doordat er langer een team mensen met vervangingen bezig is.
• Onderhoudspersoneel en bedienaars zullen telkens moeten worden opgeleid op de nieuwe omgeving.
• Het bijhouden van areaalgegevens vergt meer aandacht.
• Nachtelijke werkuren zijn duur, vaak kan ook maar een beperkt aantal uren gewerkt worden waardoor niet een complete ‘shift’ gemaakt kan worden. In de praktijk blijken de totale arbeidsuren tot drie keer hoger te zijn dan daguren.

4.1.3 Parallel opbouwen

In deze variant worden alle te vervangen installaties tegelijk en in zijn geheel parallel opgebouwd en zover als mogelijk integraal getest. De tunnel blijft operationeel op de oude installaties. In een relatief korte periode worden de oude voorzieningen buiten bedrijf gesteld en worden de nieuwe gekoppeld aan het actieve tunnelsysteem. Een beperkte subset van testen wordt opnieuw uitgevoerd, waarna de tunnel weer in gebruik kan worden genomen. Hierna worden de oude installaties verwijderd.

Vooral voor de ophanden zijnde grote renovaties is dit een kansrijke werkwijze. In de meeste gevallen moeten veel -zo niet alle- systemen vervangen worden. Omdat er in een aantal gevallen ook aan meerdere tunnels in dezelfde regio gewerkt moet worden, zijn er ook niet veel tijdsvensters beschikbaar.

Een belangrijke randvoorwaarde voor deze werkwijze is wel dat er voldoende ruimte (fysieke ruimte in de tunnel en dienstgebouwen) moet zijn om de nieuwe systeemkasten, kabels, etc. te kunnen opbouwen.

Voordelen:

• Werkzaamheden in de verkeersbuizen kunnen op low-impacttijden uitgevoerd worden, hinderarm.
• Omleidingen duren kort en vallen in verkeersluwe tijdsvensters, waardoor gevaarzetting op de omleiding beperkt blijft.
• Voor de buitenwereld (bedienaars, hulpdiensten, beheer) is er één helder moment waarop de tunnel wordt gemigreerd.
• Omdat er veel systemen vervangen worden, is er ook de kans om de systeemarchitectuur van de tunnel zodanig in te richten dat in de toekomst met microrenovaties gewerkt kan worden.

Nadelen:

• Er moet voldoende bouwruimte aanwezig zijn of gemaakt worden.
• Extra kabelvoorzieningen kunnen nodig zijn.
• Voor de tijdelijke situatie is meer elektrisch vermogen en koelvermogen nodig. Er zal dus een zekere mate van overdimensionering voor de basisinstallaties nodig zijn.
• Werken in een tunnel waar de bestaande installaties betrouwbaar operationeel moeten blijven, is complex. Zeker oudere kabels zijn gevoelig voor bewegingen.
• Doordat er vaker gewerkt wordt binnen kleine tijdslots zullen mogelijk vaker kortdurige afzettingen geplaatst moeten worden. Ook is het werkvak gevoeliger voor automobilisten die door de afzettingen rijden. Veelal zal er ook gewerkt moeten worden in de nacht. De arbo-omstandigheden zijn dus minder gunstig.
• Wisselende verkeersmaatregelen; dat is minder duidelijk voor de omgeving.

4.1.4 Buis-voor-buisaanpak

Enkele van onze tunnels bestaan uit meer dan één verkeersbuis in dezelfde rijrichting of beschikken over een wisselbuis. Het is denkbaar om bij deze tunnels de buizen een voor een om te bouwen. De hinder kan op deze wijze beperkt worden; niet alle verkeer hoeft te worden omgeleid. Toch kan redelijk vrijuit gewerkt worden in de afgesloten tunnelbuis.

Er dient wel specifieke aandacht te zijn voor de situatie rondom de vluchtroute, en zal het aanvalsplan bij calamiteiten in elke fase goed beschouwd moeten worden. Ook zal er goed naar de bediening gekeken moeten worden en zal er aandacht nodig zijn voor de opleidingen. De impact voor het besturingssysteem (of mogelijk het oude en het nieuwe door elkaar) kan groot zijn, de integrale werking van de tunnel moet wel in elke situatie geborgd zijn. Ook moet rekening gehouden worden met benodigde vergunningen zoals omgevingsvergunning en openstellingsvergunning en de veiligheidsdocumentatie per fase.

Voordelen:

• Deze variant is ook toepasbaar als er grootschalig civiel werk gedaan moet worden in de buis.
• Er hoeft in het werkvak geen rekening gehouden te worden met wegverkeer.
• Veilig werken in de tunnel (controleerbare arbo-omgeving), afzettingen en omleidingen kunnen ‘stevig’ neergezet worden.
• Omdat veel systemen vervangen moeten worden, is er ook de kans om de systeemarchitectuur van de tunnel zodanig in te richten dat in de toekomst met microrenovaties gewerkt kan worden.
• Werk kan aaneengesloten uitgevoerd worden.
• Er kan (ook) overdag gewerkt worden.
• Lerend vermogen van de eerste op volgende buizen.

Nadelen:

• Grote impact op het verkeer, grote stagnatie is mogelijk, tenzij er goede omleidingsroutes mogelijk zijn.
• Diverse wisselingen van het verkeersmaatregelen (gewenning).
• Hoge kosten voor verkeersmaatregelen.
• De aanpak van buis-overstijgende systemen vraagt veel extra aandacht en is in sommige gevallen niet mogelijk.
• Mogelijk zijn er extra vergunningen en tunnelveiligheidsdocumenten nodig.

4.1.5 Afsluiting rijrichting

Het is mogelijk om de tunnel in één richting geheel af te sluiten en alle benodigde werkzaamheden uit te voeren. De andere buis is dan beschikbaar voor het verkeer in de andere richting. Hierbij is dan nog weer de keuze om elke buis zijn ‘eigen’ richting te laten behouden of, zoals bij de Maastunnel, een voorkeursrichting te behouden, in dat geval de richting naar het Dijkzichtziekenhuis.

Nadat de werkzaamheden in de eerste buis zijn afgerond kan deze gelijk op de nieuwe besturing in gebruik genomen worden en kan de andere buis worden afgesloten. Vervolgens wordt de tweede buis opgebouwd en in gebruik genomen.

In een situatie zoals bij de Maastunnel moet in een van de buizen tijdelijk een aantal installaties andersom werken. Dit heeft als nadeel dat er ofwel dubbele installaties nodig zijn of dat bij de laatste migratie installaties omgedraaid moeten worden. Bij beide varianten zal er goed nagedacht moeten worden over vluchtwegen en calamiteitenbestrijding. Zo zal de brandweer bij brand moeten aanvallen vanuit de buis waar gewerkt wordt.

Voordelen:

• Deze variant is ook toepasbaar als er grootschalig civiel werk gedaan moet worden in de buis.
• Er hoeft in het werkvak geen rekening gehouden te worden met wegverkeer.
• Veilig werken in de tunnel (controleerbare arbo-omgeving), afzettingen en omleidingen kunnen ‘stevig’ neergezet worden.
• Omdat veel systemen vervangen moeten worden, is er ook de kans om de systeemarchitectuur van de tunnel zodanig in te richten dat in de toekomst met microrenovaties gewerkt kan worden.
• Werk in een buis kan aaneengesloten uitgevoerd worden.
• Er kan (ook) overdag gewerkt worden.

Nadelen:

• Complexe situatie met vluchtwegen en aanvalsplan calamiteiten.
• Grote impact op het verkeer, maar mogelijk zijn er voor één rijrichting eenvoudiger omleidingsroutes te realiseren.
• Hoge kosten voor verkeersmaatregelen.
• Een deel van de tunnel blijft operationeel.
• De aanpak van rijrichting-overstijgende systemen (bv. vloeistofafvoer) vraagt veel extra aandacht en is in sommige gevallen niet mogelijk.
• Mogelijk zijn er extra vergunningen en tunnelveiligheidsdocumentatie nodig.

4.1.6 Tegenverkeer

Hoewel in Nederland niet vaak toegepast, is de werkwijze om één buis af te sluiten en de andere buis in te zetten in beide richtingen een mogelijke variant. In de buis die afgesloten wordt, kunnen alle benodigde werkzaamheden uitgevoerd worden, terwijl al het verkeer door de andere buis rijdt. Deze werkwijze is interessant als het verkeersaanbod zodanig is dat dit kan worden afgehandeld op één rijstrook. Voor onderhoudswerkzaamheden is deze aanpak niet ongebruikelijk, omdat hier gekozen kan worden voor verkeersluwe periodes en kortdurende werkzaamheden. Wel zullen veel installaties hierop ingericht moeten worden. Vooral de calamiteitensituaties zullen goed beschouwd moeten worden. Wat is de vluchtroute, hoe om te gaan met rookafvoer en wat is het aanvalsplan?

In Nederland wordt in principe geen tegenverkeer toegestaan, zie Bouwbesluit, artikel 6.45, verkeerstechnische aspecten tunnelbuis:

• Lid 2. In een wegtunnelbuis is geen tweerichtingsverkeer toegestaan.
• Lid 3. In afwijking van het tweede lid is tweerichtingsverkeer toegestaan indien is aangetoond dat eenrichtingsverkeer in verband met fysieke, geografische of verkeerstechnische omstandigheden niet mogelijk is en het tweerichtingsverkeer met voldoende veiligheidswaarborgen is omgeven.
• Lid 4. Bij toepassing van het in het derde lid bedoelde tweerichtingsverkeer, is de wegtunnelbuis in ieder geval voorzien van een systeem voor permanent toezicht en een systeem voor de afsluiting van rijstroken en is de toegestane maximumsnelheid ten hoogste 70 km per uur.

Op basis van dit artikel zal dus veel aandacht gegeven moeten worden aan het aantonen dat eenrichtingsverkeer (in de tijdelijke renovatieperiode) niet mogelijk is en het tweerichtingsverkeer voldoende veilig kan worden toegepast.

Voordelen:

• Bij een enkele tunnel kan deze methode ruimte geven om een renovatie uit te voeren.
• Er hoeft in het werkvak geen rekening gehouden te worden met wegverkeer.
• Veilig werken in de tunnel (controleerbare arbo-omgeving), afzettingen en omleidingen kunnen ‘stevig’ neergezet worden.
• Vervangingen kunnen worden uitgevoerd binnen het reguliere onderhoudsproces.
• Updates/wijzigingen van gebruik zijn sneller in te plannen en uit te voeren.

Nadelen:

• De gevaarzetting voor het wegverkeer is bij deze variant is groot, maar kan beheerst worden door aanvullende risicomitigerende maatregelen zoals snelheidsaanpassingen, tijdelijk omleiden vrachtwagens en/of gevaarlijke stoffen, begeleiding en handhaving.
• De tunnelbuis waar het verkeer doorheen rijdt, zal geschikt moeten zijn om verkeer in beide richtingen op veilige wijze te faciliteren. Veel installaties zullen tweezijdig uitgevoerd moeten worden.
• Een deel van de tunnel blijft operationeel. Werken in een tunnel waar bestaande installaties betrouwbaar operationeel moeten blijven, is complex. Zeker oudere kabels zijn gevoelig voor bewegingen.
• De aanpak van buis-overstijgende systemen vraagt veel extra aandacht en is in sommige gevallen niet mogelijk.

4.1.7 Overzicht renovatie wijze

Welke renovatiewijze het best past bij een project is afhankelijk van veel aspecten. Voor elk project zullen die aspecten afgewogen moeten worden. Het past niet in de context van dit groeiboek en de rol van het COB om deze afweging te maken. Wel worden ter inspiratie een aantal aspecten benoemd. In hoofdstuk 5 Stappenplan is een stappenplan geschetst dat een project kan helpen een keuze voor een renovatiewijze te maken en inzicht te verkrijgen in de omvang van de verkeershinder.

Aspecten die een rol kunnen spelen bij het bepalen van een renovatiewijze (niet uitputtend):

Deze en aanvullende aspecten zouden in een tabel kunnen worden opgenomen en vervolgens gescoord kunnen worden per methode.

4.2 Big-bangrenovatie vs. microrenovatie

Installaties zullen op gezette tijden vervangen moeten worden. Zolang de installaties niet te ingewikkeld zijn, lukken die vervangingen wel met beperkte impact. Er zijn in het verleden diverse vervangingen geweest waar het verkeer niet zoveel last van had. Dat betekende echter niet dat het daarom eenvoudig was. Door de verwevenheid van de systemen, besturing en voeding dienden de betrokkenen goed te onderzoeken hoe dingen in elkaar steken. Bij gebrek aan betrouwbare areaalgegevens is dat vaak lastig. Het is ook niet altijd mogelijk om in de software duidelijk te zien welke stukken code bij welke installaties horen. Elke vervanging is daarom dus ook een risico.

Voor de complexere installaties zoals voeding en het bedienings- en besturingssysteem is een deelvervanging eigenlijk nog nooit uitgevoerd. Gezien de vele raakvlakken met alle systemen is dat ook in feite niet beheersbaar uit te voeren. Zie voor meer informatie het groeiboek Renoveren kun je leren.

Om de bestaande tunnels te renoveren, zullen we misschien nog eenmaal moeten kiezen voor een big-bang-achtige aanpak. Maar kunnen we er dan voor zorgen dat dit de laatste keer is?

In deze paragraaf worden de overwegingen voor een grote (allesomvattende) renovatie afgezet tegen het vaker uitvoeren van kleinschaliger vervangingen, mogelijk in het reguliere beheer-en-onderhoudsproces. Hiertoe wordt vanuit de diverse disciplines gekeken naar de mogelijke overwegingen. Wellicht geeft deze afweging voedingsbodem om de keuze te maken nu net even wat meer te doen om later met minder te kunnen.

4.3 Toekomst-flexibel renoveren

Waar de vorige paragraaf nog vooral gaat over de afweging voor een komende renovatie, richt deze paragraaf zich op maatregelen die nu genomen kunnen worden om te voorkomen dat we op termijn weer een dergelijke renovatieopgave zullen krijgen. Natuurlijk zullen in de toekomst ook installaties of installatiedelen vervangen moeten worden, maar welke maatregelen kunnen nu al genomen worden om die vervangingen dan op microniveau te kunnen doen?

Willen we het in de toekomst mogelijk maken om met minder hinder en op het juiste moment installatie(delen) te vervangen, dan zullen we nu de tunnels volgens een zekere systeemarchitectuur moeten opbouwen. Als we daarbij ook nog meer inhoudelijk gaan beschrijven op welke wijze de diverse systemen gekoppeld moeten worden aan de voeding en de besturing, dan wordt het ook mogelijk om in de toekomst redelijk eenvoudig vervangingen van installaties en componenten uit te voeren.

Nadrukkelijk wordt gesteld dat deze uniformering niet automatisch ook het voorschrijven van producten is. Binnen een bepaalde voorgeschreven architectuur kunnen producten van meerdere leveranciers toegepast worden. Ze zullen dan wel ontworpen moeten zijn op de uitgangspunten van die architectuur.

Ook om functionele wijzigingen in de toekomst beter te kunnen doorvoeren, dient beter beschreven te worden hoe een tunnel is opgebouwd. Het hebben van een back-up van de software is niet voldoende. Het gaat om de werking/gedrag. Om dit beter te kunnen overdragen, dient de functionaliteit gedocumenteerd te worden. Gezien de complexiteit en omvang is dit documenteren op papier bijna niet meer te doen. Er is zeker ondersteuning nodig in de vorm van ontwikkelmethodieken en instrumenten voor ontwerp, beheer en onderhoud. Het document ‘Digitaal aantonen’ gaat hier verder op in.

In 7 Systeemarchitectuur worden de mogelijkheden geschetst voor de architectuur van opbouw van een tunnelsysteem.

4.4 Inzet testomgeving

Voor het testen van installaties en de samenhang van werking wordt/werd bij nieuwbouwtunnels veel tijd ingeruimd. Het testen wordt in de planning opgenomen en zolang het verkeer nog niet gewend is aan de nieuwe tunnel is dat geen probleem. Ondertussen zie je dat bij DBFM-contracten al veel buiten de tunnel getest wordt, om na inbouw de tunnel sneller in gebruik te kunnen nemen.

Bij de bestaande tunnels is het hooguit mogelijk om de tunnel voor een paar weken buiten dienst te nemen en dan eigenlijk alleen als het echt niet anders kan, bijvoorbeeld vanwege civiele werkzaamheden. Bij een renovatie waarin veel systemen in een korte tijd vervangen worden en/of grote wijzigingen nodig zijn zoals het vervangen van het besturingssysteem, is het afsluiten voor de werkzaamheden en testen geen optie. Ook niet als er al parallel is opgebouwd. Er moeten zoveel testen worden uitgevoerd dat de totale stremming te lang wordt. Ook is het niet mogelijk om in een groter aantal kortere stremmingen te werken, omdat wel telkens de tunnelveiligheid geborgd moet worden.

Een oplossing is het inrichten van een representatieve testomgeving buiten de tunnel. In de hele testketen worden de systemen na het ontwerp van boven naar beneden (vanaf het voorontwerp tot het uitvoeringsontwerp) telkens getest in groter samenstel. Het begint vaak bij de fabrikant van componenten of deelsystemen. Op een gegeven moment moeten die deelsystemen bij elkaar komen en in onderlinge samenhang worden getest. Bij het inrichten van een testomgeving (testcentrum) kunnen al deze systemen opgesteld worden waarna het (langdurige) testen kan beginnen. Ook is het mogelijk om bedienend personeel alvast te trainen, een aantal calamiteitenscenario’s te doorlopen met de hulpdiensten en het onderhoudspersoneel kennis te laten maken met de nieuwe technieken.

Nadat de testen in de testomgeving zijn uitgevoerd, kunnen de installaties worden verplaatst naar de tunnel, waar dan alleen nog de nieuwe toevoegingen (de definitieve bekabeling en de fysieke tunnel) hoeven te worden getest. Dat kan dan eventueel nog weer parallel aan de bestaande installaties zoals eerder beschreven. De tijd dat een tunnel afgesloten dient te worden voor testen en trainen kan met een testomgeving sterk gereduceerd worden.

Voor tunnelbeheerders die meerdere tunnels moeten renoveren, kan het inrichten van een testomgeving meer voordelen bieden. Bij de eerste tunnels zal er nog veel geleerd moeten worden over het testen, de testscripts en het trainen van betrokken personen. Bij de tweede tunnel zal dat al een stuk eenvoudiger zijn. Bij de derde tunnel is al bijna sprake van routinematig werken. Dit kan leiden tot minder inzet van (schaars) personeel, het kan de kwaliteit van het testresultaat verhogen en het kan ook helpen om de openstellingsvergunning efficiënter voor alle partijen te verkrijgen. In het geval van Rijkswaterstaat, waar in een een paar jaar tijd zeven tunnels gerenoveerd moeten worden, kan het inrichten van een testcentrum grote voordelen bieden.

Het document ‘Digitaal aantonen’ gaat dieper in op het vormgeven van een testomgeving. Ook wordt er gekeken naar alternatieven voor het opstellen van alle installaties, bijvoorbeeld door inzet van simulaties en virtual-realitytoepassingen.

4.5 Veiligheidsfuncties tijdens renovatie

Deze paragraaf geeft een visie op de functies die altijd beschikbaar moeten zijn tijdens een renovatie. Bij een renovatie zullen installaties worden verwijderd; er zal bepaald moeten worden hoe lang deze buiten bedrijf kunnen zijn, waarmee een aantal functies en processen niet gewaarborgd kunnen worden.

Door van tevoren met de stakeholders af te stemmen welke functies er nodig zijn, kan bepaald worden wat de minimale veiligheidseis is. Hierin kan voor rijkstunnels worden gekeken naar de in de LTS benoemde veiligheidskritische functies (VKF’s) en faaldefinities. Voor niet-rijkstunnels kan vanuit de QRA een opzet worden gemaakt waarbij gekeken zal worden naar de overall-veiligheid die vanuit de wet wordt geëist. De QRA is opgelegd vanuit de Warvw, in artikel 6. Tevens zal er een beschouwing moeten worden gemaakt t.o.v. de huidige vergunning.

4.5.1 Landelijke Tunnelstandaard (LTS)

Vanuit de LTS zijn drie VKF’s aangemerkt:

VKF Tunnelventilatie

Het automatisch inschakelen van de tunnelventilatie op voldoende niveau in de calamiteitenbuis onder gegeven condities. Voor tunnels waarbij de vluchtroute door de ondersteunende buis voert, tevens het automatisch inschakelen van de tunnelventilatie op voldoende niveau in de ondersteunende buis.

VKF Veilige vluchtroute

Het automatisch in gereedheid brengen van de vluchtroute onder gegeven condities. Dit betreft onder andere het inschakelen van de overdrukventilatie als onderdeel van de veilige vluchtroute en het ver- en/of ontgrendelen van vluchtdeuren, voor zover van toepassing voor de vluchtroute, als ook het inschakelen van verlichting in de veilige ruimte en de incidentbuis en inschakelen van de dynamische vluchtroute indicatie. Voor tunnels waarbij de vluchtroute door de ondersteunende buis voert, tevens het afsluiten voor verkeer van de ondersteunende buis, alsmede het inschakelen van de verlichting en dynamische vluchtroute indicatie in de ondersteunende buis.

VKF Voorkomen onbeheerst afsluiten

Het voorkomen van het neerlaten van een afsluitboom zonder dat de door de afsluitboom overspannen rijbanen zijn beveiligd door middel van een rood tonend verkeerslicht (VRI) en een snelheidsverlaging is ingesteld middels een MTM maatregel en/of een voorwaarschuwing middels ingeschakelde J32-borden.

In ‘Systeemontwerp / Faaldefinities’ (LTS versie 1.2.5, bijlage 20 van het systeemontwerp) worden de faaldefinities van functies t.b.v. borging tunnelveiligheid beschreven. Het falen van specifieke functies wordt ingedeeld in vier categorieën. Elke categorie heeft zijn eigen hersteltijd, met eventueel een compenserende maatregel.

In principe wordt er beschreven dat faaldefinities niet bedoeld zijn als minimale technische beschikbaarheidseisen voor een voorziening, waardoor je er geen gebruik van zou kunnen maken om te bepalen welke installaties eventueel een lagere prioriteit heeft. Wel kan eventueel de zwaarte van een deelinstallatie ingeschat worden, met name voor de herstelcategorieën 1 en 2, maar misschien ook 3. Omdat de faaldefinities opgezet zijn voor een constante controle op de beschikbaarheid en het falen hier in principe niet meegerekend kan worden, kan er vanuit de tunnelbeheerder, gekeken naar de risico’s t.o.v. de bouwperiode, besloten worden om eventuele risico’s te accepteren. Hierbij kan bekeken worden welke functies er een lange hersteltijd hebben of welke compenserende of risicoreducerende maatregelen eventueel ingevuld kunnen worden.

Uitsnede uit 20.2, blz. 269:

De faaldefinities zijn van invloed op de beschikbaarheid van de tunnel. Immers, als een voorziening zodanig in storing raakt dat de tunnelveiligheid faalt, dan moet die storing worden gerepareerd en daarvoor moet de tunnel in veel gevallen gedeeltelijk of geheel worden afgesloten. Verder kunnen ook de beheersmaatregelen, die door de tunnelbeheerder worden genomen om de extra veiligheidsrisico’s voor de weggebruikers door de storing van de voorziening te compenseren of reduceren, leiden tot een beperkte beschikbaarheid van de tunnel/verkeersbuis; te denken valt aan het instellen van een snelheidsbeperking als de verlichting faalt, of het omleiden van vrachtverkeer of de gevaarlijke stoffen bij een falende tunnelventilatie.

4.5.2 Bouwbesluit, Warvw en Rarvw

Het Bouwbesluit wordt gebruikt als er een bouwvergunning wordt aangevraagd waaraan de installaties na openstellingsvergunning moeten voldoen. Bij een verbouwing van een tunnel dient echter de vergunningverlener van de destijds uitgegeven openstellingsvergunning overtuigd te worden/blijven dat de tunnel blijft voldoen aan de destijds afgegeven vergunning.

De Warvw en de Rarvw gelden in principe voor elke wegtunnel langer dan 250 meter, waarbij een deel van de Rarvw, artikel 13, alleen geldt voor rijkstunnels. Hierbij is echter wel van belang dat de in de QRA gestelde basisveiligheidseis gehaald dient te worden. Vanuit de Warvw heeft de tunnelbeheerder een cruciale rol in de besluitvorming, waarbij advies moet worden aangevraagd bij de veiligheidsbeambte.

4.5.3 QRA

De QRA wordt gebruikt om een kwantitatieve risicoanalyse te maken van de volgende minimale veiligheidseis (artikel 6.1 Warvw): De kans op slachtoffers in de tunnel is blijkens een risicoanalyse niet groter dan 0,1/N2 per kilometer tunnelbuis per jaar. Waarbij «N» het aantal dodelijke slachtoffers onder de weggebruikers per incident is en waarbij dat aantal 10 of meer bedraagt.

Door gebruik te maken van specifieke ‘knoppen’ waaraan gedraaid kan worden, kan gekeken worden met welke maatregelen de veiligheidseis gehaald kan worden. Hierbij kan gedacht worden aan een lagere snelheid in de tunnel of het mijden van (bepaalde) vrachtwagens, eventueel gekoppeld aan specifieke tijdsblokken. Bij het niet of minder aanwezig zijn van detectiesystemen in de tunnel, zoals een verkeersdetectiesysteem, kan bijvoorbeeld een tijdelijke videowall opgebouwd worden waarbij volledig overzicht over de tunnel gegeven wordt met de camerabeelden. Een belangrijk aandachtspunt voor deze optionele tijdelijke maatregel is dat een tunnel operator niet honderd procent van de tijd gefocust kan zijn op de videobeelden, waarbij hij hierin dus aanvullend in ondersteund dient te worden. Een systeem waar aan gedacht kan worden is bewegingsdetectie vanuit een videosysteem.

Aanvullende processen

De QRA, die vanuit de wet wordt voorgeschreven, richt zich puur op de veiligheid. Naast veiligheid zijn er een aantal onderdelen die niet vergeten moeten worden. Door middel van het uitvoeren van een scenarioanalyse kan gekeken worden naar specifieke processen zoals:

• Verkeersafwikkeling
• Incidentbeheersing
• Zelfredding
• Hulpverlening

Bovengenoemde processen dienen, aangestuurd vanuit de tunnelbeheerder, in een team uitgezocht te worden. Het team kan onder andere bestaan uit:

• De tunnelbeheerder
• Het projectteam
• De verkeersleiding
• Bevoegd gezag
• Veiligheidsregio, openbare hulpdiensten (OHD)
• Veiligheidsbeambte

Met bovenstaande aanvullingen kan, naast de QRA, een volledig beeld verkregen worden van de minimale in stand te houden installaties.

5 Stappenplan renovatiemethode

Bij het opstellen van dit groeiboek bleek het erg lastig om alle aspecten die een rol spelen bij een renovatie met betrekking tot hinderbeperking te kunnen duiden en te combineren. Dit hoofdstuk beschrijft daarom een stappenplan dat kan helpen om tot een optimale renovatiemethode te komen. Ook geeft het een mogelijkheid om de effecten van maatregelen te kunnen beoordelen. Omdat elk project zijn eigen afwegingen heeft, kan in dit document hooguit een richting worden gegeven ter inspiratie.

Het stappenplan zoals geschetst, is ontstaan tijdens de planfase van de renovatie van de Eerste Heinenoordtunnel en de planfase Programma tunnelrenovaties Zuid-Holland (PTZ) en heeft de projecten geholpen om inzicht te krijgen in de diverse aspecten. In het voorjaar van 2020 zal vooral PTZ de methode verder uitbouwen en kan de opgedane ervaring reden zijn om dit groeiboek aan te vullen.

Stappen 1 t/m 4 gaan over het verzamelen van gegevens, die vervolgens via stap 5 en 6 tegen elkaar afgewogen kunnen worden. De toelichting volgt onder de figuur.

Stap 1: Activiteiten in de tunnelbuis

Wat is de scope van de renovatie? Welke installaties dienen vervangen te worden? Hoe is de verwevenheid van die installaties in de tunnel? Wat is de kwaliteit van de areaalgegevens, wat moet er nog uitgezocht worden? In vrijwel alle gevallen zal er sprake zijn van renovatie of vervanging van installaties, maar vaak zijn er ook civiele opgaven. Civiele werkzaamheden zijn al snel bepalend voor de benodigde afsluitingen, zowel in duur als omvang, en daarmee dus ook voor de verkeershinder.

Om inzicht te krijgen in de staat van de tunnel zou gebruikgemaakt kunnen worden van resultaten van het COB-project ‘Risico’s in kaart’. In dit project heeft een breed panel van betrokkenen een overzicht gemaakt van de mogelijke risico’s die kunnen optreden in een tunnel en de werkwijzen om te onderzoeken of die risico’s ook kunnen optreden.

Onderzoek in de tunnel ook de mogelijkheden voor parallel opbouwen: bouwruimte, kabelwegen, beschikbaarheid en uitbreidbaarheid van de energievoorziening en koelvermogen.

Op het moment dat de scope bekend is, kunnen de volgende stappen ondernomen worden:

• Benoem alle installaties die vervangen moeten worden, maar ook de eventuele civiele werkzaamheden.
• Zet alle activiteiten die nodig zijn om de vervangingen en civiele werkzaamheden uit te voeren in een tabel en onderzoek of de benodigde activiteit een ononderbroken activiteit moet zijn of dat deze deelbaar uitgevoerd kan worden. Het betreft hier niet alleen de daadwerkelijke vervangingen of reparaties, maar ook zaken ter voorbereiding, zoals inmeten, testen en sloop van oude delen.
• Bepaal van elke installatie/activiteit op welke wijze deze bijdraagt aan de veiligheid van de tunnel en of er alternatieven zijn om de veiligheid (tijdelijk) anders in te vullen. Is het echt nodig om de tunnel(buis) voor die activiteit af te sluiten?
• Bepaal of er mogelijkheden zijn om activiteiten uit te voeren die tussentijdse openstelling van de tunnel toestaan (bv. een dag met een ventilator minder waarbij een vervanging in twee verschillende afsluitingen uitgevoerd kan worden).
• Bepaal van elke installatie welke activiteiten in de tunnel(buis) moeten plaatsvinden en/of welke activiteiten geen invloed (hoeven te) hebben op het verkeer.
• Bepaal op welke plek de activiteit moet plaatsvinden en onderzoek in hoeverre activiteiten naast elkaar uitgevoerd kunnen worden (logistiek management).

Als werkzaamheden opdeelbaar zijn in perioden die passen in nacht- of weekendafsluitingen is er veel meer flexibiliteit in keuzes voor afsluiten. Zijn werkzaamheden niet opdeelbaar of wordt het werk daarmee te inefficiënt, dan rest er niet veel meer dan de tunnel(buis) af te sluiten voor langere periode.

Stap 2: Mogelijke tijdsvensters

Naast gegevens over de tunnel is er ook informatie nodig over de omgeving. Dit is nodig voor het bepalen van tijdsvensters waarop een afsluiting zou kunnen plaatsvinden.

Verkeersgegevens:

• Is bekend wat de verkeersintensiteit is van de tunnel op verschillende momenten? Beschouw hier niet alleen de werkdagen, maar ook weekeinden, het verkeersbeeld over het jaar, de invloeden van seizoenen, vakantieperiodes.
• Welke omleidingsroutes zijn beschikbaar? Pak bijvoorbeeld een landkaart en teken de varianten in. Onderzoek welke capaciteit die omleidingsroutes hebben en beschouw ook daarvan de verkeersintensiteiten.
• Als bekend is wat de maximale intensiteit van een omleidingsroute is, wordt het mogelijk om op bepaalde tijdstippen te bepalen of het verkeer dat normaal door de tunnel gaat over de omleiding gevoerd kan worden. Dit kan mogelijkheden geven om ook buiten de voorspelbare nachtelijke uren werkzaamheden uit te voeren. Het kan aangeven welke ‘venstertijden’ er zijn om in de tunnel(buis) te werken. Dat kan per rijrichting anders zijn.

Afhankelijkheden:

Wie zijn de gebruikers van de tunnel, wat zijn de afhankelijkheden van bedrijfsmatige activiteiten of maatschappelijke afhankelijkheid van de tunnel? Een tunnel heeft naast een functie in het verkeerswegennet ook vaak een bijzondere functie in de omgeving. Zo ligt de Tweede Heinenoordtunnel in de route van de groenteveiling in Barendrecht en wordt deze buis vooral in de zeer vroege ochtend veel gebruikt door landbouwers. De Sytwendetunnel zal juist in de weekeinden van grote invloed zijn op de vervoersstromen naar de Mall of The Netherlands die in Leidschendam wordt ontwikkeld. De Maastunnel bleek een zeer belangrijke rol te hebben op de ambulanceroutes naar het Dijkzicht Medisch Centrum. Dit soort gebruik zal op andere tijden dan spitsuren ook het nodige vragen van de tunnel.

Ook is in het verleden gebleken dat bij tunnels met meerdere functies en vervoersmodaliteiten (weg, spoor, tram, fiets, voetgangers), de verwevenheid van installaties en voorzieningen een renovatieproject sterk kunnen compliceren.

• Zijn er factoren in de omgeving die bepaalde venstertijden kunnen beïnvloeden?
• Zijn er andere projecten in planning of uitvoering die invloed kunnen hebben op het afsluiten van de tunnel?
• Kan met de omgeving overlegd worden wat de hoeveelheid hinder is die men nog acceptabel zou vinden op andere momenten? Gezien de grote renovatieopgave het komende decennium, zal men er toch aan moeten wennen dat het niet zonder overlast kan. Als voorbeeld: bij de voorbereiding van de renovatie van de Eerste Heinenoordtunnel bleek de omgeving zich best bewust van de noodzaak tot renovatie en bleek er een acceptatie te zijn van afsluitingen van een aantal weken in de zomer van 2023 en 2024.

Stap 3: Veiligheidsaspecten

Zolang er verkeer door de tunnel rijdt, dient deze te voldoen aan de tunnelwet en de vastgestelde veiligheidseisen. In elke fase moet aantoonbaar zijn dat aan die eisen voldaan wordt en de tunnelbeheerder zal in staat moeten zijn om die aantoonbaarheid te borgen.

Het is als tunnelbeheerder sterk aan te bevelen om in de planfase met het bevoegd gezag te overleggen wat de plannen zijn en hoe de veiligheid geborgd gaat worden tijdens de renovatie.

• Is er sprake van een ‘wezenlijke wijziging’ zoals in de Tunnelwet bedoeld wordt?
• Op welke wijze zal het project aantonen dat het ontwerp zal gaan voldoen en wanneer gaat er getest worden? Kunnen nieuwe technieken hier worden toegepast (digitaal aantonen)?
• Op welke wijze zal het project aantonen dat de veiligheid tijdens de renovatie voldoende geborgd is?
• Op welke wijze gaan de hulpdiensten betrokken worden bij de renovatie?
• Wanneer worden de nieuwe installaties in gebruik genomen en matcht dat met de openstellingsvergunning? Het zou erg zonde zijn als de tunnel na renovatie niet in gebruik genomen mag worden omdat de openstellingsvergunning ontbreekt.
• Wanneer wordt het bedienend personeel opgeleid? Belangrijk hierbij is dat, wanneer de renovatie in meerdere stappen wordt uitgevoerd, voor iedere stap mogelijk nieuwe of aangepaste opleidingen moeten worden gegeven.
• Als er sprake is van een wijziging in het aanvalsplan voor hulpdiensten, wanneer gaat dat dan in? En ook hier geldt dat bij uitvoering in meerdere stappen, voor iedere stap mogelijk een nieuw of aangepast aanvalsplan beschikbaar én bekend moet zijn.
• Willen de hulpdiensten extra oefeningen uitvoeren?

De renovatieopgave voor alle tunnels in het Nederlandse taalgebied is erg groot. Naast de rijkstunnels en de tunnels van bijvoorbeeld gemeente Amsterdam is er ook een grote opgave rondom Antwerpen. En naast de renovatieopgave voor tunnels zijn er ook nog de nodige andere objecten in de infrastructuur die gerenoveerd moeten worden. Met het teruglopen van beschikbare technici zal het belangrijk zijn om het werk aantrekkelijk te maken. Eindeloos werken in de nacht hoort daar zeker niet bij. Daarnaast hebben ook opdrachtgevers een grote wettelijke verantwoordelijkheid voor het veilig uitvoeren van werkzaamheden.

Het is dus zaak om ook een brede overweging te maken over het moment waarop werkzaamheden uitgevoerd moeten worden en op welke wijze dat dan gedaan moet worden.

• Is het echt nodig om alle werkzaamheden in de nacht te laten uitvoeren? Nachten zijn verzwarend voor het personeel en gezinnen. Vooral de thuisreis na een nacht werken is een gevaarlijk moment. Er zijn genoeg verhalen over mensen die elkaar op de terugweg bellen om maar wakker te blijven.
• Tunnelafsluitingen staan meestal onder tijdsdruk, de tijdsvensters zijn vaak kort. Vaak is er een perverse (economische) prikkel om met minder hinder te werken. Dit staat op gespannen voet met veilig en kwalitatief werken. Opdrachtgevers beseffen vaak niet dat deze prikkel een arbeidsrisico introduceert en dus een afweging is waarvoor de opdrachtgever verantwoording draagt.
• Is bekend wat de arbeidsomstandigheden zullen zijn (luchtkwaliteit, fijnstof, lawaai etc.)? Op welke wijze kan dit worden beïnvloed om om het werk wat aantrekkelijker te maken?
• Uiteraard dienen zaken als Chroom-6, PFAS etc. in kaart gebracht te zijn voor aanvang van het werk, omdat dit het werk en doorlooptijd zwaar beïnvloed. Denk aan de belasting van werken met extra beschermingsmiddelen en de angst voor gezondheidsrisico’s.
• Kan aandacht besteed worden aan het veilig kunnen afsluiten van (delen van) de tunnel? Elke maatregel geeft risico! Zijn er (innovatieve) oplossingen om deze gevaarzetting te verminderen?

Uit deze overweging kan een soort veiligheids- en gezondheidsplan volgen dat per renovatiewijze voor de specifieke tunnel van toepassing is en in de overall-afweging een juiste plek krijgt.

Stap 4: Projectbelangen

Om de mogelijkheden te kunnen afwegen, is het ook van belang te weten welke bewegingsruimte een project heeft. Daarbij spelen niet alleen zaken als budget en planning een rol, maar ook eventuele politieke en bestuurlijke doelstellingen. Wat heeft men bijvoorbeeld over voor hinderbeperkende maatregelen? En wat is, bijvoorbeeld bij stadstunnels, de politieke of bestuurlijke betekenis van een tijdelijk, of misschien zelfs permanent, verbod van gevaarlijke stoffen en/of vrachtverkeer door de tunnel. Ook zaken als de financiering van het project en de gewenste aanbestedings- en contracteringsstrategie kunnen sterk bepalend zijn voor de bewegingsruimte.

Tot slot zijn ook de ontwikkelingen op de totale inframarkt belangrijk. Het is ondertussen bekend dat het aantal beschikbare arbeidskrachten minder wordt en dat de opgave de komende jaren zeer groot zal zijn. Is er een marktanalyse beschikbaar?

Stap 5: Analyseren

Maak een inschatting per activiteit van het aantal arbeidsuren dat voor het geheel en voor de eventuele opdeling nodig is (bepalen of opdelen efficiënt is). In welk tijdschema past een activiteit? Zie ook 6.2 Logistiek management.

Als bekend is welke activiteiten in de tunnel uitgevoerd moeten worden en hoeveel tijd deze kosten, dan kunnen die gegevens gematcht worden op de verschillende renovatiemethoden. Om de hoeveelheid werk te beperken, kan in een eerste slag mogelijk al bepaald worden welke renovatiewijze kansrijk is en welke niet/minder, door alleen in grotere lijnen te kijken naar de activiteiten en de grote lijnen van de omgeving en de hinder die het gaat opleveren. Er vallen dan zeer waarschijnlijk al een aantal varianten af.

Stap 6: Afweging

Een tabel met de activiteiten enerzijds en de renovatiewijzen anderzijds, gecombineerd met de beschikbare tijdsvensters en andere factoren (veiligheid, projectbelangen), geeft inzicht in de omvang van de hinder. Er zullen hieruit voorkeursvarianten naar boven komen. Vervolgens kan men, bv. gebruikmakend van de suggesties uit dit groeiboek, onderzoeken welke maatregelen kunnen helpen om de hinder te verminderen. Hieruit zouden ook onderbouwingen kunnen voortkomen voor het doen van investeringen. Als bijvoorbeeld inzichtelijk wordt dat de activiteit ‘inmeten in de tunnelbuis’ vijfhonderd uur afsluitingen veroorzaakt, dan is een investering in een 3D-scan wellicht een goed idee.

De uitdaging zal zijn om de diverse aspecten tegen elkaar af te wegen. Verkeershinder is redelijk goed in kaart te brengen, de maatschappelijke kosten daarvan ook, maar hoe weeg je die af tegen aspecten als arboveiligheid of politieke doelstellingen? Afwegingen zullen per project bepaald moeten worden. Elke opdrachtgever zal ook zijn eigen voorkeuren hebben.

6 Mogelijkheden in proces, management en organisatie

Dit hoofdstuk geeft een aantal mogelijke oplossingsrichtingen om, binnen proces, management en organisatie, met minder hinder te renoveren. De diverse thema’s worden los gepresenteerd, maar kunnen in een juiste mix helpen de projectdoelstellingen te halen.

6.1 Tijd

Centrale vragen in dit thema: Wat is het minst ongunstige moment om werkzaamheden uit te voeren? Hoe kan ik dat moment beïnvloeden? Welke maatregelen kan ik bedenken?

Om een goede afweging te maken, is het belangrijk om een analyse te maken van de momenten in de tijd die zich het beste lenen voor de uitvoering van de verbouwingswerkzaamheden. Het uitgangspunt is dat de hinder voor het verkeer tot een minimum wordt beperkt. Hierbij liggen nacht- en weekendafsluitingen voor de hand, maar mogelijk zijn er specifieke perioden gedurende de dag of gedurende het jaar waarin de verkeersintensiteit lager is, waardoor een periodieke of zelfs een reguliere afsluiting mogelijk is, de ‘heartbeat’ van het verkeer volgend.

Bij vervangingen van TTI blijken de meeste werkzaamheden zich niet in de tunnelbuis af te spelen. Afhankelijk van de aard van de TTI zal gemiddeld ongeveer de helft van het werk zich buiten de tunnel of in de technische ruimte van het dienstgebouw afspelen. Zo’n 40% van de werkzaamheden speelt zich af in de dienstgang van het middentunnelkanaal en slechts 10% van het werk zit daadwerkelijk in de tunnelbuis zelf (montage en het uitvoeren van testen).

Vanwege deze eigenschap zijn de volgende overwegingen te maken:

• De mogelijkheid om een deel van de verbouwing parallel te laten plaatsvinden terwijl de tunnel volledig in operatie is, inclusief de voorzieningen en randvoorwaarden die hiervoor nodig zijn. Onderdeel hiervan zijn de werkzaamheden die vanuit de dienstgebouwen en het middentunnelkanaal kunnen plaatsvinden.
• De mogelijkheden om werkzaamheden uit te voeren terwijl de tunnel gedeeltelijk in operatie is en de wijze waarop hier invulling aan kan worden gegeven.
• De effecten van hinderarme modulaire verbouwing op de totale doorlooptijd van de verbouwing van een tunnel, zodat goed overwogen kan worden besloten wat de beste aanpak is.
• Een analyse van de mogelijkheden om een langere levensduur van een tunnel en de systemen in de tunnel te realiseren, waardoor het aantal benodigde renovaties in de tijd wordt beperkt.
• Vervangingen van systemen hoeven niet per se allemaal tegelijk uitgevoerd te worden in een grote renovatie. Bij een juist ontwerp zouden installaties ook binnen normaal onderhoud vervangen kunnen worden op tijdstippen dat een installatie eraan toe is. Zie ook B1.3 Heartbeats, waarin de heartbeat van de tunnel wordt toegelicht.
• Verdelen van werkzaamheden overdag, ‘s nachts en de weekenden.
• Meer gebruikmaken van vooraf in de fabriek of montagehal samengestelde onderdelen (voor- assemblage 8 Basisinstallaties) zodat een kortere montagetijd in het veld bereikt kan worden. Kijk hierbij bijvoorbeeld naar de rail- en vliegtuigbouw en maak zoveel mogelijk gebruik van stekerbare verbindingen. Dit verlaagt de kosten bij vervanging van defecte componenten.

De komende jaren zullen diverse projecten uitgevoerd moeten worden. Al die projecten moeten op elkaar worden afgestemd en zijn soms al jaren van tevoren ingepland. Het is dus belangrijk dat een ontwerp- en inkooptraject geen vertraging oploopt om die planning te halen. Daarbij is het zo mogelijk nog belangrijker om na de afsluiting op het gecommuniceerde moment weer open te gaan. De ‘planningsbetrouwbaarheid’ is dus van groot belang, naast uiteraard de betrouwbaarheid van de werking.

6.2 Logistiek management

Zeker bij een grotere renovatie zal men veel werkzaamheden moeten uitvoeren. Gezien de vaak korte toegestane periodes van hinder door werkzaamheden zullen al snel meerdere werkploegen tegelijk aan de slag moeten. Dit vergt de nodige afstemming. De uitdaging begint pas echt als er sprake is van meerdere werkploegen tegelijk in bijvoorbeeld. een middentunnelkanaal terwijl de tunnel gewoon open is: altijd kans op vluchtende mensen, smalle doorgang, toegang alleen aan de uiteinden, veelal met smalle trappen. Werkzaamheden, werkruimte, werkploegen, tunnelveiligheid en materiaalstromen zitten elkaar al snel in de weg, wat kan leiden tot vertragingen en onrust. Plannen is dan ook veel meer dan een aantal blokjes in een spreadsheet.

Bij een tunnelrenovatie waar alles onder tijdsdruk staat wordt het inrichten van degelijk logistiek management dan ook beschouwd als een eerste vereiste. Het idee is om specifiek voor dit doel een ‘logistiek manager’ te benoemen die op het niveau van de technisch manager en contractmanager staat. Reden hiervoor is dat de klassieke werkvoorbereider veelal minder mandaat en middelen heeft om goede en passende maatregelen te nemen.

In deze context wordt het vakgebied logistiek management slechts aangehaald als aandachtspunt met een aantal aspecten ter inspiratie:

• Het verdelen van het werk in taken waarbinnen locatie, tijdstip en tijdsduur een rol krijgen.
• Inrichten van werkplekken rondom een taak, waarin aspecten als werkruimte en toe- en afvoer van personeel, materieel en materiaal een rol krijgen.
• Inrichten van een proces waarbij de veiligheid en arbo-aspecten binnen de taak, maar ook over de taken heen, bewaakt worden.
• Inrichten van een proces waarbij de invloed van uitvoeren van taken wordt beschouwd tegen de tunnelveiligheid.
• Inrichten van een systeem van werkvergunningen waardoor bovenstaande ook geborgd kan worden. Gebruik dit systeem ook voor voortgangsbewaking en kwaliteitscontrole.
• Zeker bij grotere werken of tijdkritische werken, gebruikmaken van 3D-simulaties voor bijvoorbeeld controles op workspace-collisions, het trainen van mensen en planningsaspecten.
• Bij repeterend werk is het zaak het proces niet te verstoren. Zitten dingen incidenteel tegen, laat de reguliere werkploeg dan doorgaan en zet een oplosteam in.
• Zet een robuust team in; zorg ervoor dat medewerkers elkaar (deels) kunnen vervangen, zodat ziekte kan worden opgevangen. Houdt eventueel mensen als back-up achter de hand.

6.3 Project- of programma-aanpak

6.3.1 Omschrijving

Renovaties kunnen geprogrammeerd worden in een meerjarenplan voor meerdere tunnels in samenhang met werkzaamheden aan andere delen van het verkeerssysteem, al dan niet in een programma-aanpak. Het uitvoeren van renovaties in meerdere tunnels/objecten gedurende een vooraf vastgestelde (langere) periode biedt een aantal kansen:

• Zodanige standaardisatie van producten en processen dat grootschalige vervanging tijdens onderhoud mogelijk is.
• Het mee-programmeren van renovaties/grootschalige vervanging in het meerjarenonderhoud van de tunnel.
• Verdere integratie is mogelijk door het onderhoud (en daarmee ook de vervanging) over meerdere tunnels op elkaar af te stemmen.

Voordelen:

• Minder (extra) hinder voor omgeving.
• Veel meer uniformiteit in ontwerp en uitvoering.
• Hogere efficiency; meer werk met minder mensen kunnen doen.
• Grotere voorspelbaarheid van beschikbaarheid en kasstromen over de jaren. In een meerjarenplanning over meerdere tunnels ligt vast in welke tunnel op welk moment een installatie vervangen wordt. Hierdoor is ook schaalvergroting mogelijk.

Nadelen:

• Renovatie over langere periode uitgesmeerd.
• Budgetten moeten beschikbaar zijn op de geplande renovatiemomenten.
• Schaalbaarheid is afhankelijk van de omvang van de renovatie. Civiele renovaties zullen lastig door te voeren zijn gedurende de korte onderhoudsperiodes.

6.3.2 Overwegingen

• Hoe om te gaan met tussentijdse wijziging/toevoeging van functionaliteit? Dan eerst parallel bouwen, daarna testen en vervolgens opleveren in meerdere fases?
• Hoe past dit op het huidige renovatievraagstuk, waarbij op relatief korte termijn veel renovaties moeten plaatsvinden? Is dit afhankelijk van de omvang van de renovatie?
• Bundelingen van stremming voor een tunnelrenovatie met andere werkzaamheden op datzelfde traject.
• Afstemming van stremmingen op hoofdverkeersaders.

Een visie voor de lange termijn is nodig:

• Renovatie niet meer als apart project zien, maar als onderdeel van een langdurige (onderhouds)opgave.
• Renovatie niet per object uitvoeren, maar per onderdeel van het areaal (bijvoorbeeld in alle tunnels binnen het beheersgebied de CCTV vervangen).
• Keuzes afwegen op het gebied van:
  • Contractomvang (gebiedsgericht vs. objectgericht)
    • Wat is effect op verkeersmanagement?
    • Grootte van het contract (hoeveel tunnels in één contract?)
  • Scope (welke systemen kunnen gebiedsgericht vervangen worden?)
    • Wat zijn randvoorwaarden t.a.v. doorstroming en veiligheid?
    • Wat is het te verwachten inkoopvoordeel?
  • Contractlooptijd: de contractlooptijd moet lang genoeg zijn om de renovaties volgens programma te kunnen uitvoeren, maar ook weer niet te lang.
• Overwegen één tunnel als pilot te gebruiken.
• Per tunnel afwegen of een big-bang- of microrenovatie verstandiger is.
• Ook een visie op assetmanagement is nodig. Beheer en onderhoud van het areaal in een bepaald gebied krijgt een relatie met renovatie in hetzelfde gebied

6.3.3 Effecten en risico’s

Effect op behalen doelen aanbesteder

• Doelen stellen voor langere termijn.
• Minder hinder, maar langere doorlooptijd
• Constant niveau van veiligheid en kwaliteit van de tunnel als geheel.
• Gedurende contractperiode vaste scope.
• Spreiding van financiën in de tijd.
• Betere voorspelbaarheid van doorstroming/financiën in de tijd (mits ‘Stick to the plan’).
• Op lange termijn uniformiteit in technische oplossingen/functies (één opdrachtnemer op meerdere objecten zal op deze objecten zoveel mogelijk dezelfde keuzes maken).

Effect op voorbereiding

• Ongeplande renovaties/wijzigingen moeten ingepland worden in de onderhoudscyclus van de tunnel.
• Configuratiemanagement moet op orde zijn en blijven.

Effect op organisatie van tunnelbeheerder/eigenaar

• Inhoudelijke deskundigheid van de opdrachtgever is nodig om de resultaten te kunnen beoordelen.
• Deskundigheid op het gebied van assetmanagement is nodig om de juiste contractscope te definiëren en de aanpak van de opdrachtnemer te beoordelen.
• Deskundigheid op het gebied van tunnelveiligheid en verkeersmanagement is nodig om de effecten van de aanpak te beoordelen.
• Kennis van contractmanagement is nodig om de juiste contractvorm te kiezen.

Effect op contract- en aanbestedingsstrategie

• Het renovatieprogramma moet vertaald worden naar projecten die op de markt gezet worden (meerjarencontracten over meerdere objecten).
• Rekening houden met wat past binnen de Europese regelgeving m.b.t. uniformering/standaardisering.
• Rekening houden met het moment van aanbesteding (denk aan lopende onderhoudscontracten).
• De relatie tussen onderhouden en renoveren wordt strakker. Overwogen moet worden onderhoud en renovatie in één contract op de markt te zetten (beheercontract met gedefinieerd kwaliteitsniveau bij oplevering).
• Grootschalige renovatie/functiewijzigingen na afloop van contract. Dit betekent dat de contractperiode niet te lang moet zijn om functiewijzigingen tijdig te kunnen doorvoeren.
• Contractomvang moet passen bij de marktpartijen.

Effect op technisch management/projectbeheersing

• Verregaande standaardisatie van componenten/modules.
• Managen van gestandaardiseerde techniek.
• Weten wat leverbaar is in de markt, zodat binnen de standaardisering wel vernieuwing aangejaagd/ beoordeeld kan worden.

Effect op stakeholders en omgeving

Stakeholders moeten vroeg in de afstemming betrokken zijn, om het effect van de uit te voeren werkzaamheden op doorstroming en veiligheid in het hele gebied en over een langere termijn te beschouwen. Er zijn mogelijk meerdere objecten kortstondiger, maar in tijd sneller achter elkaar minder beschikbaar. Dit vraagt dat niet alleen naar de objecten gekeken wordt, maar ook naar de omgeving. Zijn er bijvoorbeeld evenementen gepland in deze periode?

Risico’s

• Risico van uitgestelde vervanging financieel maken. Vooruitschuiven van onderhoud, waardoor een ‘onderhoudsberg’ ontstaat.
• Risico m.b.t. kennis van bestaande areaal (configuratiemanagement).
• Risico op wijzigingen kunnen effect hebben op het programma. Dit kan tot een domino-effect leiden (als één renovatie-onderdeel vertraagd, vertraagd het hele programma)

6.4 Spoorwereld

Het spoorsysteem is een complex systeem met veel installaties, interfaces en een hoge gevraagde beschikbaarheid. De instandhouding van het spoorsysteem heeft veel parallellen met de renovatieopgave voor wegtunnels. Deze paragraaf geeft op basis van verschillende voorbeelden van werken uit de spoorwereld, die zijn gericht op het minimaliseren van hinder, samenwerking tussen de partijen en het voorkomen van knelpunten in systeemintegratie, suggesties voor ‘anders denken en werken’

6.4.1 Voorbeelden

Buitendienststellingen

In de spoorwereld wordt gewerkt met buitendienststellingen ofwel treinvrije periodes (TVP’s). Deze worden minutieus, met behulp van vijfminutenplanningen, voorbereid en zorgen ervoor dat de infrastructuur ook tijdens onderhoud en renovatie zoveel mogelijk in bedrijf blijft. De werkzaamheden tijdens de TVP’s zijn zo kort mogelijk en volledig voorbereid in werkplannen. Uitgangspunt is dat de testen aan de infrastructuur worden beperkt tot het strikt noodzakelijke. Hiermee worden de kosten van niet-beschikbaarheid fors gereduceerd.

Deze werkwijze is onderdeel geworden van ‘het dna’ van spoormensen. Voor wegtunnelrenovaties is het interessant om te kijken welke aspecten van deze aanpak kunnen bijdragen aan het reduceren van stremmingen en verkeershinder.

Eenvoudige interfaces tussen veiligheids- en overige systemen

De systemen van spoorbeveiliging hebben een hoge mate van veiligheid. Doorgaans zijn dit SIL4-systemen. Het veiligheidsniveau van andere systemen is lager. Neem als voorbeeld een spoorbrug met een mechanische en hydraulische aansturing. Van een dergelijke brug wordt alleen de vergrendeling opgenomen in de spoorbeveiliging. De interface tussen de grendel en de spoorbeveiliging bevat slechts drie of vier in- en outputs (I/O’s). Door de scheiding van deze functies is het in het ontwerp en in de renovatie mogelijk om onderhoudsactiviteiten en vervangingen uit te voeren zonder afbreuk te doen aan het veiligheidsniveau.

Gebruik van typicals bij interfaces

Een metrolijn zoals de Noord/Zuidlijn heeft meerdere stations met vergelijkbare installaties. Deze stations en installaties worden aangestuurd door een ‘verkeerscentrale’ en besturingskamer. De systemen van ondergrondse stations, zoals omroep, camera, brandmeldinstallatie (BMI) en (nood)verlichting zijn vergelijkbaar met een tunnelsysteem. Bij de verschillende stations zijn verschillende aannemers, onderaannemers en leveranciers betrokken, die op basis van functionele specificaties hun eigen afwegingen kunnen maken over I/O’s en installaties. Hierdoor ontstaan problemen met systeemintegratie en onderhoud. Dit is bij metrolijnen opgelost door het uitwerken ‘typicals’ voor interfaces voor de opdrachtgever. Hierin zijn alle I/O’s en contacten tussen de afzonderlijke installaties en de besturing in detail gespecificeerd. Deze zijn kaderstellend voorgeschreven aan de leveranciers.

Releasemanagement

Een tweede aspect dat kan bijdragen aan het reduceren van verkeershinder en faalkosten is releasemanagement, zoals dit bijvoorbeeld is toegepast bij de Noord/Zuidlijn. Kenmerken van releasemanagement zijn dat, binnen UAV-GC-contracten, gezamenlijke mijlpalen met de opdrachtgever, stakeholders en opdrachtnemers worden geformuleerd. Dit gebeurt ook tijdens de uitvoering van de contracten. Hiervoor is een samenwerking van alle partijen nodig en de bereidheid om (binnen de contractuele kaders) waar nodig contractaanpassingen door te voeren. Per release worden startcondities en exitcriteria geformuleerd en er is een proces ingericht om bij afwijkingen hiervan beslissingen te kunnen nemen. Belangrijk hierin is wel dat de opdrachtgever, binnen de contractuele kaders, een actieve rol heeft. Door het project op te knippen in releases, ontstaat ook een iteratief proces om ontwikkeling, testen en releases tijdens het project te optimaliseren.

6.4.2 Wat is het wel/wat kan het wel?

De voorbeelden uit de spoorwereld kunnen worden geïmplementeerd voor wegtunnelprojecten. Ze zijn gericht op het minimaliseren van hinder, samenwerking tussen de partijen en het voorkomen van knelpunten in systeemintegratie. Het is geen ver uitgewerkt of vastomkaderde werkwijze, maar het zijn handvatten die verder kunnen worden uitgewerkt. In potentie kan dit leiden tot een reductie van hinder en verkorting van de doorlooptijd van testen.

6.4.3 Effecten en risico’s

Effect op behalen doelen aanbesteder

De beschreven voorbeelden kunnen de aanbesteder helpen om de doelen te halen. Dit geldt met name voor:

• Het scherp krijgen van eisen
• Beheersing en specificatie van interfaces
• Vroegtijdig testen en reductie van testen
• Samenwerking tussen partijen
• Minimalisatie van hinder

Effect op voorbereiding

Testen van installaties kan parallel aan de civiele bouw. Er ligt hiervoor veel meer nadruk op voorbereiding en stapsgewijs testen. Dit is ook in lijn met de visie op digitaal aantonen, zoals verwoord in het startdocument voor Hinderarm renoveren. Uitgangspunt is dat nieuwe dingen niet voor het eerst worden getest in beschikbare infrastructuur.

Risico’s

De nadruk ligt op kwaliteit en planning: het halen van de doelstelling van een release op de afgesproken mijlpaal. Risico’s liggen in:

• Kosten en doorlooptijd van voorbereiding, omdat uitgangspunt is dat alles wat vooraf getest kan worden, wordt getest. Daar kunnen kosten mee zijn gemoeid. Bijvoorbeeld voor een volledige factory acceptance test (FAT).
• Risico is ook dat door de nadruk op samenwerking en een actieve rol van de opdrachtgever en stakeholders de contractscope vaag wordt. Daar moet een best practice ontstaan voor de werkwijze.
• Niet alle opdrachtnemers beschikken over de benodigde open houding, en doorgaans is dit geen selectiecriterium.

6.4.4 Inspiratie en achtergronden

De twee pijlers van releasemanagement zijn samenwerking en integrale sturing op eisen. Over deze pijlers volgt hieronder als achtergrond wat meer informatie.

Kenmerken van systems engineering (uit leidraad SE):

• Compleet. De specificatie is integraal en loopt over alle disciplines en alle levensfasen van het systeem. Het bevat de bekende onderdelen en alle eisen die men wil stellen. Daarbij is aandacht nodig voor: de omgevingsanalyse en alle belanghebbenden, contextobjecten, interne objecten of systeemdelen, functies, raakvlakken en aspecteisen, prestatie-eisen en ontwerprandvoorwaarden. Het is goed om steeds opnieuw deze invalshoeken inzichtelijk te maken en ze in overeenstemming met elkaar te brengen. Daarbij is het nodig om structuur aan te brengen in de steeds groter wordende verzameling van eisen. Compleetheid vraagt ook aandacht voor de aspecten: betrouwbaarheid, beschikbaarheid, onderhoudbaarheid, veiligheid en gezondheid, omgevingshinder, duurzaamheid, vormgeving, toekomstvastheid en sloopbaarheid.
• Actueel. De specificatie past bij het systeem zoals dat is vastgesteld, horend bij de belanghebbenden en hun belangen op dit moment. Het is goed om nieuwe inzichten vast te leggen, omdat hiermee scope- en contractwijzigingen verderop in het project kunnen worden voorkomen of er goed op kan worden gereageerd.
• Duidelijk. De specificatie is helder geformuleerd, de objecten zijn gedefinieerd en de grenzen inzichtelijk. Eisen zijn hierbij eenduidig. Dat vraagt om aandacht voor de afbakening van en de formulering van eisen. Daarbij dient informatie op de juiste plaats te staan. Ontwerpen en eisen zijn met elkaar verbonden en verificaties tonen dit ook aan. De ontwerpafwegingen dienen te worden gedocumenteerd en gedeeld met alle partijen. Proces- en systeemeisen zijn in de contractspecificatie van elkaar gescheiden.
• Een goede specificatie en/of eis is SMART: specifiek (eenduidig omschreven), meetbaar (wanneer is in kwaliteit het doel bereikt), acceptabel (voor doelgroep en/of management), realistisch (haalbaar) en tijdgebonden (wanneer moet het doel bereikt zijn). De genoemde opsomming maakt duidelijk dat de verantwoordelijkheid voor een goede specificatie nooit bij één persoon kan liggen, maar afhankelijk is van meerdere rollen of partijen. Dit dient in de processen te zijn geborgd.

Kenmerken van samenwerking binnen releasemanagement bij UAV/GC:

• Start direct na gunning het gesprek over releases en mijlpalen.
• Houd als opdrachtgever een actieve rol in stakeholdermanagement.
• Benoem gezamenlijk doel, ieders verantwoordelijkheden, verwachtingen, informatiebehoefte en wees open over sterktes/zwaktes.
• Draag als opdrachtgever actief bij aan het uitwerken van interfaces.
• Wacht niet met discussies tot in stadium van definitief ontwerp.
• Zorg dat je altijd ‘on speaking terms’ blijft. Zo nee, interventie of ingrijpen. Bepaal ook je escalatiemodel voor het geval direct verantwoordelijken er samen niet meer uitkomen.
• Opdrachtgever, denk mee. Wees open als het een probleem voor de opdrachtnemer wordt.
• Problemen direct oplossen. Anders ondermijnen ze samenwerking.
• Direct gezamenlijk omvang van een probleem inventariseren .
• Toon je kwetsbaarheid EN lef. Beter dan stoeremannengedrag.
• Help elkaar met beheersing zonder verantwoordelijkheid over te nemen.
• Niet meegaan met de opdrachtgever als het niet helder is.
• Opdrachtgever en opdrachtnemer kunnen beter samen derde partijen aansturen.
• Doe het verificatie/validatieproces samen en expliciet.
• Op het eind overdragen van projecten verloopt meestal stroef. Betrek stakeholders vroegtijdig (eindgebruiker, onderhoud, nuts).

6.5 Proces conform de WWAT (LTS)

Wat is het wel/wat kan het wel?

In de LTS wordt voor het procesdeel de Werkwijze Aanleg Tunnels (WWAT) voorgeschreven. Ook worden er eisen gesteld in de vorm van generieke proceseisen (GPE). Door toepassing van de WWAT en de GPE kan er een vertaalslag gemaakt worden voor elke renovatieklus: het is een V-model met daarin producten geprojecteerd, geënt op renovatie. Het model zorgt voor:

• Een duidelijke en herkenbare structuur; gestructureerd werken wordt hierdoor geborgd. Dit uit zich in o.a. in een gefaseerde aanpak, van grof naar fijn, voor project en programma toepasbaar (abstractieniveaus).
• Borging in de integraliteit: op het hoogste niveau (integrale systeem) wordt al vastgelegd met welke raakvlakken, risico’s, faseringen, testmethodieken, RAMS-programma, etc. we aan de slag gaan en met welke belangrijke stakeholders we rekening moeten houden.
• Stimulans om eerst te denken dan te doen. Dit voorkomt dat we ‘back to the drawingboard’ moeten (faalkosten, vertraging…). Ook taakstellend voor de opdrachtgever om op belangrijke abstractieniveaus met marktpartijen af te stemmen (te convergeren) naar een optimaal contract.

Elke bijdrage, zowel van deze werkgroep als van elke andere COB-werkgroep, kan geplaatst worden in dit model of heeft een relatie met de producten die in het model staan.

Binnen de LTS wordt klassiek nog gevraagd om documentatie op te leveren conform de JSTD-methodiek op basis van pdf-documenten. Langzaamaan komen er modernere en flexibeler varianten die dezelfde doelstellingen hebben, maar veel efficiënter omgaan met de kostbare manpower.

Voordelen

• Herkenbaar en toetsbaar proces
• Ook in gefaseerde vorm bruikbaar (microrenovaties, meerdere processen naast elkaar)
• Systeemgerichte aanpak
• Goed planbaar en in te richten in een work breakdown structure en werkpakketten
• Vastlegging mogelijk voor toekomstige renovaties (uitrol van een renovatieprogramma, startend met een pilot)

Nadelen/valkuilen

• Risico op een theoretisch model
• Complex
• Verlies van praktische aanpak (‘systeemterreur’)

7 Systeemarchitectuur

7.1 Het belang van systeemarchitectuur

Een systeemarchitectuur geeft structuur aan zowel het analyseren van een bestaand systeem als het ontwerpen van een nieuw systeem. Het maakt daarnaast ook de invulling van de wensen/eisen van de verschillende stakeholders inzichtelijk. Een systeemarchitectuur is dus ook voor niet-technische belanghebbenden een essentiële bron van informatie. Onder een systeem wordt hier op het hoogste niveau een tunnel, een sluis, een brug of een verkeerscentrale verstaan.

Is een systeem volgens een bepaalde systeemarchitectuur gebouwd, dan geeft dit een kader aan het nadenken over vervanging van (deel)systemen en/of het uitbreiden/toevoegen van functionaliteit. Het volgen/aanpassen van de systeemarchitectuur houdt het systeem overzichtelijk voor alle stakeholders. Voor een beheerder met meerdere soortgelijke systemen kan een eenduidige systeemarchitectuur vele voordelen hebben.

Het tot stand komen/wijzigen van een systeemarchitectuur is een iteratief proces dat leidt van gewenste functionaliteit naar uiteindelijk te realiseren oplossing in hardware en software. Van belang is eisen te verbinden aan de te ontwerpen systeemarchitectuur. In het kader van dit document zou het eenvoudig renoveren per deelsysteem een interessante eis zijn.

7.2 Aspecten van systeemarchitectuur

De systeemarchitectuur wordt bepaald door de volgende aspecten :

• Functionaliteit: de primaire functies moet duidelijk naar voren komen in de systeemarchitectuur. Wat moet het systeem allemaal kunnen of doen?
• RAMS: betrouwbaarheid (reliability), beschikbaarheid (availability), onderhoudbaarheid (maintainability) en veiligheid (safety). Aan de hand van deze vier aspecten is voor elk systeem de gewenste kwaliteit van de primaire prestatie te beschrijven, te bepalen en te monitoren gedurende zijn levensduur. Onder ‘onderhoudbaarheid’ vallen naast het periodiek onderhoud ook het renoveren van (deel)systemen die aan het einde van hun levensduur zijn of moeten worden vervangen door systemen met een gewijzigde functionaliteit. (Deel)systemen die bijdragen aan de veiligheid moeten duidelijk herkenbaar zijn in de systeemarchitectuur.
• Segmentering: een systeem met veel herhaling in zijn architectuur kan baat hebben bij segmentering, zeker in het kader van renovatie. De herhaling in een tunnel zit bijvoorbeeld in de locaties van de hulpposten en vluchtdeuren.

7.3 Methoden voor systeemarchitectuur

Het vastleggen van een systeemarchitectuur en het verder uitwerken ervan gebeurt steeds vaker middels model-based systems engineering (MBSE). Hierbij wordt een ontwerp niet meer in tekst beschreven, maar met een aantal diagrammen. Voor de eenduidigheid wordt hierbij gebruikgemaakt van modelleertalen zoals UML en SysML. Bekende pakketten waarin dergelijke modellen kunnen worden vastgelegd zijn Enterprise Architect en ArchiMate.

De systeemarchitectuur moet worden uitgewerkt vanuit het oogpunt van verschillende belanghebbenden, zoals eindgebruikers, ontwikkelaars, systeemingenieur en projectmanagers. Het ‘4+1’-model van Philippe Kruchten is hiervoor goed bruikbaar. Het model is ontworpen voor ‘het beschrijven van de architectuur van software-intensieve systemen, gebaseerd op het gebruik van meerdere, gelijktijdige weergaven’. De vier weergaven in het model zijn logisch, ontwikkelend, procesmatig en fysiek. Daarnaast worden geselecteerde usecases of scenario’s gebruikt om de architectuur te illustreren (de ‘+1’-weergave).

Figuur: ‘4+1’-model van Philippe Kruchten.

De vier hoofdweergaven in het model:

• Logical: de logische weergave heeft betrekking op de functionaliteit die het systeem biedt aan eindgebruikers (UML: klasse en statusdiagrammen).
• Process: de procesweergave behandelt de dynamische aspecten van het systeem, geeft uitleg over de systeemprocessen en de manier waarop ze communiceren, en richt zich op het runtime-gedrag van het systeem. De procesweergave is gericht op gelijktijdigheid, distributie, integrators, prestaties, schaalbaarheid, enz. (UML: activiteitendiagram).
• Development: de ontwikkelingsvisie illustreert een systeem vanuit het perspectief van een programmeur en richt zich op softwarebeheer. Het maakt gebruik van het UML-componentschema om systeemcomponenten te beschrijven (UML: componentenschema en pakketdiagram).
• Physical: de fysieke weergave beeldt het systeem af vanuit het oogpunt van een systeemingenieur. Het betreft de topologie van softwarecomponenten op de fysieke laag en de fysieke verbindingen tussen deze componenten (UML: implementatiediagram).

De architectuur wordt geïllustreerd aan de hand van een aantal usecases of scenario’s, die een vijfde weergave worden; de ‘+1’-weergave in het midden. De scenario’s beschrijven opeenvolgingen van interacties tussen objecten en tussen processen. Ze worden gebruikt om architectonische elementen te identificeren en om het ontwerp van de architectuur te illustreren en te valideren. Ze dienen ook als startpunt voor het testen van een prototype van een architectuur.

7.4 Opbouw systeemarchitectuur

De basis voor de systeemarchitectuur is altijd de gewenste functionaliteit. Deze moet voor de gebruiker van het systeem duidelijk zichtbaar worden. Vanuit de functionaliteit worden toe te passen systemen bedacht. De samenhang van deze systemen wordt uitgewerkt in een system breakdown structure (SBS).Na het uitwerken van de SBS is het zaak voor de diverse systemen te bepalen of ze in hard- dan wel software of een combinatie daarvan worden gerealiseerd. De uitwerking leidt tot een hardware- en software-architectuur.

De hardware-architectuur toont de fysieke componenten van een systeem en hun onderlinge relaties. Het geeft de hardwareleveranciers de mogelijkheid om te herkennen hoe hun componenten in een systeemarchitectuur passen en biedt ontwerpers van softwarecomponenten belangrijke informatie die nodig is voor de ontwikkeling en integratie van software. Door een duidelijke definitie van een hardware-architectuur kunnen de verschillende traditionele technische disciplines (bijvoorbeeld elektrische en mechanische engineering) effectiever samenwerken om nieuwe machines, apparaten en componenten te ontwikkelen en te produceren.

Een software-architectuur is de structuur of set van structuren van een softwaresysteem, bestaande uit software-elementen, de relaties tussen deze elementen en de eigenschappen van beide. Met de term software-architectuur wordt ook vaak gedoeld op een samenhangende beschrijving waarin de voornoemde structuur is gedocumenteerd. De software-architectuur richt zich in de regel op de externe kenmerken van een software-element. Het ontwerp gaat meestal meer in op de interne kenmerken. Een eenduidige scheidslijn tussen software-architectuur en (systeem)ontwerp ontbreekt echter.

Wanneer de systeemarchitectuur in meer of mindere mate herhaling in zich heeft, kan het overwegen van segmentering in de systeemarchitectuur interessant zijn. Een tunnel kent een repeterend patroon van vluchtdeuren en hulppostkasten met bijbehorende systemen ter indicatie. Ook een snelheidsonderschrijdingssysteem (SOS) en de verlichting hebben secties in zich. Bij het SOS zelfs over rijstroken verdeeld. Door deze systemen per segment in een systeemarchitectuur te plaatsen, wordt renovatie per segment mogelijk. Voorwaarde hiervoor is wel dat de basissystemen zoals voeding en communicatie ook deze segmentering volgen. Als uiteindelijk ook in de software van de coördinerende besturing een dergelijke segmentering wordt gerealiseerd, behoort ook hier het updaten per segment tot de mogelijkheden.

Bovenstaand raakt ook de mogelijkheden van modulariteit in de systeemarchitectuur, zeker als hierin de complete functionaliteit van bediening, besturing en bijbehorende hardware kan worden ondergebracht. Modulariteit is ook de basis voor de zogenaamde bouwblokken. Belangrijk bij modulariteit zijn de interfaces, zowel functioneel als fysiek.

7.5 Renoveren vanuit bestaande systeemarchitectuur

Om te komen tot een onderbouwde en gefundeerde aanpak van een renovatie op basis van de gewenste systeemarchitectuur en de specifieke projectmogelijkheden schetsen we de volgende aanpak:

• Vaststellen van de gewenste systeemarchitectuur
• Inventariseren huidige systeemarchitectuur
• Vaststellen impact verschillen gewenste en huidige architectuur
• Vaststellen scope renovatie

Dit doen we door het VTTI-systeem hard- en softwarematig op te delen in onderdelen die binnen het systeem onafhankelijk van andere onderdelen vervangen en/of veranderd kunnen worden. Zulke onderdelen worden ook wel configuration items (CI’s) genoemd. Een CI kan een primitieve systeembouwsteen zijn of een verzameling CI’s die weer een subsysteem vormen. We onderscheiden hardware CI’s (HWCI) en computersoftware CI’s (CSCI). Deze laatste worden ook wel applicaties genoemd. Een HWCI bestaat uit hardware en eventueel embedded software die een specifieke functionaliteit biedt.

7.5.1 Vaststellen gewenste systeemarchitectuur

In onderstaande flowchart zijn de te doorlopen stappen en te stellen vragen weergegeven bij de uitwerking van een gewenste systeemarchitectuur. Voor de duidelijkheid wordt onder de figuur de tekst herhaald.

1. Inventariseer de kleinst mogelijke functionele eenheden (CI’s), zowel voor de hard- als software-architectuur. Bij hardware stoppen met opdelen bij vrij op de markt verkrijgbare producten (commercial of the shelf, COTS-producten), denk daarbij aan sensoren, zoals temperatuur- en lichtintensiteitmeters, en actuatoren zoals ventilator, pomp, lamp, etc.

2. Bepaal of deze eenheid een buy, make of buy and change onderdeel betreft:

• Bij hardware buy-onderdelen (COTS-producten) nagaan of de huidige en toekomstige gewenste functionaliteit en kwaliteitsstandaard door minimaal drie leveranciers kan worden geleverd. Denk bij kwaliteit aan nauwkeurigheid en meetbereik (sensoren) en in het algemeen aan betrouwbaarheid, beschikbaarheid, levensduur, onderhoudbaarheid en veiligheid (RAMS).
• Bij software buy-onderdelen (COTS-onderdelen) nagaan of het internationaal algemeen toegepaste en geaccepteerde software betreft, te denken aan UNIX, Windows, SQL-services, Enterprise Architect, etc. Tevens nagaan of de betreffende versie nog minimaal zeven jaar wordt ondersteund. Indien dit niet het geval is, de keuze heroverwegen.
• Make-onderdelen: wordt het onderdeel in eigen beheer gebouwd of wordt de bouw uitbesteed?
• Buy and change: in dit geval wordt een COTS-product aangepast naar de gewenste functionaliteit. Bij deze variant moet zowel rekening worden gehouden met de aandachtspunten en nadelen van een buy- als van een make-onderdeel. Deze variant betreft dus een ‘special’ en heeft dan ook niet de voorkeur. Indien zich dit voordoet, nogmaals overwegen of kan worden volstaat met de standaardfunctionaliteit van het COTS-product of het geheel toch zelf te bouwen (make).

Noot:

Hiermee bedoelen we niet de PLC met zijn programmeertooling (buy) en het configureren met behulp van de programmeertooling (make).

3. Geef de architecturen schematisch weer. Zie onderstaand een voorbeeld van een verkeerscentrale, zoals uitgewerkt voor de marktconsultatie voor het CHARM-project in 2013.

4. De software-architectuur ‘mappen’ op de hardware-architectuur. Indien deze mapping niet logisch overkomt of op punten conflicteert, deze knelpunten oplossen door nogmaals de stappen 1, 2 en 3 te doorlopen op deze knelpunten.

5. Nadere uitwerking raakvlakken tussen de eenheden (happy en un-happy flow):

• Welke informatie moet worden uitgewisseld (nu en in de toekomst)?
• Welk datatransmissie technologie wordt gehanteerd: push, pull of polling?
• Wat zijn de kritische, primaire en secundaire processen/functies?
• Welke processen/functies zijn tijdkritisch, welke niet en wat zijn hierbij de prestatie-eisen?
• De gegevenskwaliteit:
  • Betrouwbaarheid, beschikbaarheid, onderhoudbaarheid, bruikbaarheid en installeerbaarheid (RASUI: reliability, availability, serviceability, usability, and installability).
  • Functionaliteit, bruikbaarheid, betrouwbaarheid, prestaties en ondersteuning (FURPS: functionality, usability, reliability, performance, supportability) in relatie tot softwarevereisten.
  • Foutopsporing, uitbreidbaarheid, draagbaarheid, schaalbaarheid, beveiliging, testbaarheid en begrijpbaarheid. In software vaak wendbaarheid genoemd.
  • Voor databases: betrouwbaarheid, beschikbaarheid, schaalbaarheid en herstelbaarheid (RASR: reliability, availability, serviceability, recoverability)
  • De hard- en software-architectuur nogmaals op elkaar leggen en controleren. Indien deze controle niet logisch overkomt of op punten conflicteert, deze knelpunten oplossen door nogmaals de stappen 1 tot en met 5 te doorlopen op deze punten.

7.5.2 Inventariseren huidige systeemarchitectuur

Dit omvat het uitwerken van de huidige systeemarchitectuur in de opzet van de gewenste systeemarchitectuur. Dit zal zeker niet resulteren in een een-op-eenvergelijking. In het beste geval komen de interfaces van een verzameling van CI’s overeen. In het slechtste geval liggen de interfaces binnen een ander onderdeel/component.

7.5.3 Vaststellen impact verschillen gewenste en huidige structuur

Op basis van de gewenste en huidige systeemarchitectuur wordt een overzicht met de verschillen opgesteld. Per verschil wordt bijvoorbeeld met behulp van een trade-offmatrix vastgesteld wat de impact is om te komen tot de gewenste systeemarchitectuur. Onderstaand is een mogelijke trade-offmatrix gegeven (deze is slechts een voorbeeld en niet bedoeld om compleet te zijn).

7.5.4 Vaststellen scope huidige renovatie

Op basis van de impactanalyse (trade-offmatrix) wordt de definitieve scope van de renovatie vastgesteld. Indien de ombouw naar de gewenste systeemarchitectuur in fases (lees: meerdere renovaties) wordt gerealiseerd, kan dit worden meegenomen in een meerjarenplan.

7.5.5 Voordelen en nadelen van deze aanpak

Voordelen:

• Systemen met een op componenten gebaseerde architectuur zijn eenvoudig uit te breiden, inzichtelijk, begrijpelijk en bevorderen het hergebruik van bepaalde delen code.
• Aangezien systemen steeds groter worden, neemt het belang van een goede architectuur toe.
• Het documenteren van een software-architectuur vergemakkelijkt het overleg met belanghebbenden (stakeholders), maakt fundamentele ontwerpbeslissingen inzichtelijk, en maakt hergebruik van elementen en patronen uit het ontwerp voor andere projecten mogelijk. Er kan dan zelfs een softwarebibliotheek meegeleverd worden, waardoor uniformiteit nog meer gewaarborgd blijft.
• Door COTS-producten op deze wijze te selecteren, wordt een ‘vendor-lock’ zoveel mogelijk voorkomen en een gelijk speelveld behouden.
• Uitwerking van de gewenste systeemarchitectuur geeft sturing naar verdere standaardisatie.
• Meer zaken op programmaniveau uitvoeren, minder in projecten (kan ook als nadeel worden gezien). Bijvoorbeeld releasemanagement op niveau van programma en/of Enterprise Architectuur.
• Projecten worden minder complex met minder risico’s tijdens systeemintegratie.
• Meer zekerheid op een aantoonbaar werkende en veilige tunnel.
• Meer transparantie in het ontwerpproces van opdrachtnemer.
• Nadat de gewenste systeemarchitectuur organisatie-breed is vastgesteld (zie nadelen), sneller vaststellen van de scope van de renovatie.
• Sneller inzicht in configuratie van tunnels (en ‘common cause’-effecten).
• Door te renoveren op basis van een goed uitgewerkte systeemarchitectuur, mag verwacht worden dat de inspanningen, en dus ook de kosten, bij een latere renovatie lager zijn.

Nadelen:

• Deze aanpak vergt een gedegen en intensieve voorbereiding van de renovatie.
• Uitwerking van de gewenste systeemarchitectuur vergt een eenmalige voorinvestering (hogere projectkosten voor de eerste renovatie).
• De gewenste systeemarchitectuur moet breed worden vastgesteld en worden gedragen door de gehele tunnelorganisatie.
• De gewenste systeemarchitectuur moet centraal worden beheerd en geborgd.
• Wie draagt de verantwoordelijkheid voor het beheer van de systeemarchitectuur, moduledefinities, specificaties, dossiers en implementatie?
• Indien de verantwoordelijk niet goed is geregeld, ontstaan de volgende risico’s:
  • Projecten gaan modules ombouwen/projectspecifiek maken zonder dit te melden.
  • Referentieontwerp wordt niet up-to-date gehouden.
  • Niemand is/voelt zich verantwoordelijk voor de kwaliteit.
• Meer zaken op programmaniveau uitvoeren, minder in projecten (kan ook als voordeel worden gezien). Bijvoorbeeld releasemanagement op niveau van programma en/of Enterprise architectuur.

7.6 Systeemarchitectuur bestaande rijkstunnels

In systeemarchitectuur is er een duidelijk onderscheid in tunnels gerealiseerd vóór en ná de introductie van de Landelijke Tunnelstandaard (LTS). De meeste pre-LTS-tunnelbesturingen zijn gerealiseerd op het Sattline-platform op basis van een tunnelbibliotheek en hebben een architectuur gebaseerd op een of meer PLC’s per civiel object (bijvoorbeeld een verkeersbuis). Het omzetten naar de LTS systeemarchitectuur zal een uitdagende opgave zijn. Tenzij er een methode wordt gevonden voor een geleidelijke overgang van oud naar nieuw lijkt een big-bangrenovatie de voor de hand liggende methode (voorbeeld Velsertunnel). De systeemarchitectuur is binnen de verschillende versies van de LTS ongewijzigd gebleven.

In het project VIT2 is ervaring opgedaan met het vervangen van een aantal deelsystemen (LFV’s) op basis van beperkte aanpassingen aan de coördinerende besturing (CB). Wat betreft hardware is er binnen LTS-tunnels een diversiteit aan platformen waarop de CB is gerealiseerd: PLC-systemen van Siemens, ABB en Schneider alsmede een implementatie op een VMWare Linux Platform door Technolution. Kenmerkend voor de CB zijn de varianten en projectspecifieke afwijkingen van de LTS. De LTS is nog volop in beweging en de ervaring heeft geleerd dat geen enkele tunnel op civiel gebied standaard wordt uitgevoerd, wat vraagt om projectspecifieke aanpassingen.

Een grootschalige renovatie van een volgens LTS gebouwde tunnel is nog niet aanstaande; dit zal een interessante uitdaging worden. Vanuit beheer en onderhoud kunnen er scenario’s worden ontwikkeld om alle tunnels vooraf in ieder geval op hetzelfde niveau te krijgen.

Een CB conform de LTS acteert qua architectuur op meerdere vlakken als ‘the man in the middle’. Dit resulteert in de volgende architectuurkenmerken:

• CB bestuurt het gehele tunnelcomplex: niet alleen de tunnelbuizen, maar ook de dienstgebouwen en bijbehorende terreinen.
• Interactie tussen onderliggende deelsystemen (LFV’s) verloopt altijd via CB.
• CB kent commando’s op functioneel niveau, maar ook commando’s om componenten direct aan te sturen.
• CB verzorgt alle opslag naar de event recorder, zowel voor alarmen/meldingen als voor alle verzamelde meetwaarden.

Deze functionaliteit is ondergebracht in een verzameling nauw samenhangende zelf-omvattende modules (ZOM’s) die samen de coördinerende besturing vormen.

Onderstaande suggesties voor een mogelijk iets andere modulaire software-architectuur zijn ongetwijfeld niet nieuw, maar ze worden hier voor de volledigheid nog eens op een rijtje te zetten. Ze zijn er met name op gericht de renovatieopgave in kleinere hapklare brokken te splitsen die mogelijk min of meer onafhankelijk van elkaar kunnen worden opgepakt. De hieronder gegeven suggesties hebben een willekeurige volgorde. Uitgangspunt blijft wel dat alles via de CB loopt, maar dat een aantal coördinerende taken op een lager niveau (LFV) zijn neergelegd. De CB gaat daarmee op een wat hoger/abstracter niveau acteren.

• Bediening en bewaking dienstgebouwen: bediening en bewaking van dienstgebouwen en omliggende terreinen is niet echt een kerntaak voor de wegverkeersleider. Hij zou ook kunnen worden belegd bij een andere partij middels een eigen dienstgebouw/terreinapplicatie. Algemeen op de markt verkrijgbare gebouwbeheersystemen zullen veel van de gevraagde functionaliteit kunnen invullen. Alleen een algemene status van het dienstgebouw/terrein en een beperkt aantal alarmen worden dan gekoppeld aan de CB. Deze actie zou al vóór de renovatie kunnen worden uitgevoerd. Daarmee verkleint de complexiteit van de echte renovatie.
• Samenvoeging en digitalisering alle spraak: binnen de LTS wordt in communicatie onderscheid gemaakt tussen intercom, noodtelefoon, telefoon en omroep. Met de huidige stand van de techniek zijn al dit soort spraakverbindingen, inclusief audio-opslag en digitale telefoonverbindingen te implementeren in een VOIP/SIP-centrale. Alle verbinding-gerelateerde commando’s alsmede wachtrijen en audio-opslag kunnen hierin worden afgehandeld. Omdat de CB alleen nog maar de status van een dergelijke centrale hoeft af te handelen, leidt dit tot een enorme vereenvoudiging. Een dergelijke digitalisering kan voorafgaand aan een renovatie volledig parallel worden voorbereid.
• Een autonome verkeersbuisafsluiter: de verkeersbuisafsluiter is een samenstel van verkeersmanagementsysteem, waarschuwingsbord, afsluitbomen, verkeerslichten en externe koppeling. De CB verzorgt de functionele afhandeling van het afsluiten van een verkeersbuis door het in een bepaalde volgorde aanspreken van deze objecten. Deze coördinatie kan ook op een lager niveau gelegd worden in een LFV Verkeersbuisafsluiter. De CB kan dan volstaan met functionele opdrachten open/dicht en het bewaken van het proces. Hiermee komt de verkeersbuisafsluiter als afzonderlijke functionele component beschikbaar met een eenvoudigere interface naar de CB. Dit biedt mogelijkheden om in het kader van renovatie een dergelijke functionele component snel voor een tunnel te plaatsen. Zeker als hij ook nog een uitgebreide lokale bediening heeft buiten de CB om. De functie is ook goed te gebruiken als noodbediening. Een autonome verkeersbuisafsluiter zou bovendien een goede ‘bouwblok’-kandidaat zijn.
• Vluchtdeursysteem: rondom de vluchtdeur bevinden zich een aantal systemen (verlichting en audio) die de aandacht van de weggebruiker in geval van een calamiteit naar de vluchtdeur trekken. Deze systemen worden binnen de huidige architectuur door meerdere LFV’s aangestuurd. In de huidige implementaties wordt hier in de tunnel al vaak een module ingezet die een aantal van dergelijke functies combineert. Een en ander zou ook qua systeemarchitectuur kunnen worden overwogen.
• Auto- en handbediening: in de CB wordt zowel auto- als handbediening beschikbaar gesteld. Autobediening is gericht op het vervullen van functionaliteit, handbediening op het direct aansturen van componenten van de LFV. De vraag kan gesteld worden of het noodzakelijk is dat een CB naast het aangeven van (bijvoorbeeld) een gewenst ventilatiepercentage ook in staat moet zijn om iedere ventilator apart handmatig aan en uit te zetten. Dit laatste zou ook door een separate interface op de LFV kunnen worden gerealiseerd.
• Een tunnelbediening met configureerbare commandostructuur: een tunnelbediening met configureerbare menu’s zou tijdens een renovatieproces interessant kunnen zijn. Functionaliteit die in het kader van renovatie onder handen wordt genomen kan dan tijdelijk onbeschikbaar worden gemaakt (‘uitgegrijsd’ voor de kenners). Hiermee zou een tunnelbediening, met bijvoorbeeld voor bepaalde deelsystemen nog niet geteste handbedieningen, toch onder bepaalde condities in gebruik kunnen worden genomen tot een volgend testmoment. Uiteraard hoort hier wel een gedegen risicoanalyse met beheersmaatregelen bij om de veiligheid in de tunnel te waarborgen.

8 Basisinstallaties

Dit hoofdstuk noemt een aantal technisch-inhoudelijke mogelijkheden die kunnen helpen een renovatie efficiënter uit te voeren. Ook worden ideeën aangedragen om in de toekomst gemakkelijker (micro-)renovaties toe te passen. Het hoofdstuk bevat een grote mate van inhoudelijke techniek, maar geeft ook informatie die in de andere disciplines (contract, omgeving) bruikbaar zijn.

8.1 Inleiding

Het klassieke beeld van tunnels is dat er bij het ontwerpen en inbouwen van installaties minder aandacht id voor het vervangen van die installaties. Bij de eerste systemen was dat ook nog niet zo aan de orde. Immers, bij een levensduur van 25 jaar of meer (voor bijvoorbeeld het energiesysteem) had dat amper de aandacht. Gaandeweg zijn er echter systemen bijgebouwd en werden nieuwe zaken ingepast. Ook hierbij waren aspecten als levensduur en vervanging vaak nog weinig van belang. Met de introductie van de besturingssystemen werd het echter al lastiger en vooral de laatste jaren is te zien dat de levensduur meer en meer bepaald wordt door zaken als software-updates en snelle ontwikkeling van (ICT-)technieken. Dat maakt de noodzaak tot een andersoortige opbouw alleen maar groter.

Nu we aan de vooravond staan van grote renovaties, is het ook zaak om eens goed te kijken naar het toekomst-flexibel ontwerpen. Dit hoofdstuk wil daaraan graag een bijdrage leveren.

Tijdens renovaties zijn er een paar thema’s die een sleutelrol spelen:

• Energievoorziening
• Informatie-uitwisseling (netwerk)
• Besturing (als onderdeel van de 3B)
• Bouwruimte
• Kabelvoorzieningen

8.1.1 Energievoorziening

De energievoorziening verzorgt de elektrische voeding voor alle tunneltechnische installaties. In de regel bestaat deze uit een netspanningaansluiting vanaf het openbare net, een noodstroomvoorziening in de vorm van dieselaggregaten of een tweede netvoeding, en een batterijsysteem dat de elementaire installaties van energie blijft voorzien bij uitval van de netvoeding, zolang de back-up niet is opgestart. Veelal wordt in een dienstgebouw middels een laagspanningsverdeler elektriciteit aan de systemen aangeboden. Hiervoor worden veel voedingskabels aangelegd die uiteindelijk aan elke gebruiker in de tunnel energie aanbiedt. In de huidige tunnels resulteert dat in veel kabels waardoor ook veel ruimtebeslag optreedt in de dienstgang. Bij een renovatie is het altijd maar de vraag in hoeverre de bestaande bekabeling kan worden hergebruikt en is er ook vaak het probleem dat bestaande groepenkasten en verdelers vol zijn. Zou men de werkwijze van parallel opbouwen willen toepassen, dan zijn er bovendien tijdelijk extra aansluitpunten nodig.

Een mogelijke toekomst-flexibele oplossing kan zijn om de opbouw/architectuur anders in te richten. Kijkend naar de verdeling van energie valt op dat er een aantal locaties is waar veel zware gebruikers aanwezig zijn en dat door de rest van de tunnel alleen sprake is van lichte verbruikers, maar dan wel in grotere aantallen. Bijvoorbeeld enerzijds de tunnelbuisventilatoren en ingangsverlichting bij de ingang en anderzijds de camera’s door de hele tunnel heen. Ook is er een concentratie van verbruikers nabij de vluchtdeuren in de tunnel en de afsluitbomen buiten de tunnel.

Met de analyse van de locatie van verbruikers ontstaat een soort architectuur waarop een nieuw voedingssysteem kan worden opgebouwd. De zwaardere verbruikers concentreren zich veelal nabij de dienstgebouwen; met het aanbrengen van een aantal extra velden in de laagspanningsverdelers wordt dan de mogelijkheid geboden enkele zwaardere verbruikers extra aan te sluiten. Zwaardere verbruikers blijken vaak toch minder eenvoudig parallel opbouwbaar, maar wel eenvoudiger een-op-een uitwisselbaar.

Voor de distributie door de tunnel kan gedacht worden aan een zich telkens herhalende universele groepenkast, bijvoorbeeld nabij een vluchtdeur. Van hieruit kunnen de kleinere verbruikers gevoed worden en zou men een aantal extra reservegroepen kunnen realiseren. Bij een vervanging kan dan een nieuwe component eenvoudig en voorspelbaar van energie voorzien worden. Als de oude component later verwijderd wordt, komt er weer capaciteit beschikbaar voor een volgende vervanging. In het buitengebied kan voorzien worden in een aantal ‘systeemhuisjes’ waar ter plaatse de lokale gebruikers op worden aangesloten.

Met deze werkwijze kunnen in de toekomst vervangingen eenvoudiger, betrouwbaarder en met minder verkeershinder worden uitgevoerd. In alle gevallen kan worden voorzien in net/noodvoeding als no-breakvoeding, waarbij de vraag van wisselstroom of gelijkstroom niet uitmaakt. Bijkomende voordelen zijn dat er veel minder ombouwruimte nodig is en dat er veel minder kabels nodig zijn. Voor de voedingen buiten zal dat zelfs leiden tot een reductie van de benodigde kabels en tot een energiebesparing, omdat er niet voor elke systeem een eigen kastverwarming gerealiseerd hoeft te worden.

8.1.2 Informatie-uitwisseling (netwerk)

Om de installaties in een tunnel te kunnen bedienen en gebruiken, zijn er nu nog vrij veel kabels nodig. Hoewel er via de bestaande systemen al veel aansluitingen mogelijk zijn in zogeheten ‘distributed I/O’-oplossingen is er sprake van veel dikke kabelbundels. Modernere systemen maken vaak gebruik van ethernet. Daarmee kan het aantal kabels gereduceerd worden.

Helaas blijkt in de huidige praktijk vaak dat elke leverancier een eigen oplossing of protocol hanteert en dat er diverse netwerken naast elkaar bestaan. Omdat elk netwerk ook eigen routers en dergelijke nodig heeft en dergelijke apparatuur veelal een beperkte levensduur kent, geeft dat toch relatief veel onderhoud met eventueel gepaard gaande verkeershinder.

Een mogelijke oplossing is het aanleggen van een universeel systeem voor informatie-uitwisseling. Hierbij kan gedacht worden aan alles tussen het aanleggen van een ‘dark fiber’-glasvezelnetwerk met patchpanelen op strategische locaties tot een intelligent systeem waarop elke soort informatie kan worden aangeboden en doorgegeven naar waar het nodig is. Een voorbeeld van een glasvezelinfrastructuur is het aanleggen van een 96-aderige kabel waarbij de vezelnummers volgens een vast patroon worden toegewezen aan installaties, bijvoorbeeld volgens de SATO-codering (aders 20-29 voor verlichting). Bij de eerste variant kan elke leverancier zijn eigen communicatiesysteem handhaven, maar is er nog redelijk veel randapparatuur nodig, bij de laatste variant dient de tunnelbeheerder een keuze te maken en dienen fabrikanten zich mogelijk aan te passen.

Bij de aanleg van een dergelijke infrastructuur kan/moet er ook aandacht besteed worden aan redundantie. Als alle apparaten gebruikmaken van dezelfde kabels, is er een kans dat bij een kabelbreuk alle systemen uitvallen. Een ringstructuur lost dit probleem op, doordat iedere node van twee zijden bereikbaar is.

8.1.3 Besturingssysteem

De derde belangrijke sleutel voor ombouw is de wijze waarop de individuele tunneltechnische installaties hun informatie uitwisselen met de bediening en besturing (B&B). In bestaande tunnels is dat nog vaak gerealiseerd met remote I/O: aansluitblokjes her en der in de tunnel. Als er componenten of systemen vervangen moeten worden, is het nu noodzakelijk hiervoor de software en hardware van de B&B uit te pluizen, aanpassingen te doen en vervolgens veel testen uit te voeren om te controleren of er geen onbedoelde neveneffecten zijn ontstaan (regressietesten). Bij bestaande tunnels is dat de belangrijkste oorzaak van stremmingen.

Een andersoortige oplossing op basis van een goede 7 Systeemarchitectuur kan hier grote voordelen bieden. Met een juiste architectuur van het besturingssysteem in modulaire opbouw wordt het mogelijk om een nieuw systeem parallel op te bouwen en te testen, waarbij de migratie van oud naar nieuw beperkt kan blijven tot het inprikken van een netwerkstekker.

8.1.4 Bouwruimte

Om verkeershinder te beperken, is het te overwegen om eerst de nieuwe installaties op te bouwen en te testen en pas bij gebleken functioneren de nieuwe installaties in gebruik te nemen en de oude los te koppelen en te ontmantelen. Voor deze werkwijze is bouwruimte nodig; ruimte voor extra kasten en kabels. In de huidige praktijk zijn er vaak 19’ kasten van ca. 1x1x2 meter met deuren. Om nieuwe kasten erbij te plaatsen, is er al snel veel ruimte nodig.

Er zijn verschillende mogelijkheden:

• Onderzoek of er vanuit het verleden (hoe goed bedoeld ook) geen oude kasten zijn achtergelaten die verwijderd kunnen worden (opruimen voor renovatie). Is het wellicht mogelijk om geen complete kasten te laten leveren, maar montageplaten die in bestaande kasten geschroefd kunnen worden?
• Zoek in de dienstgebouwen naar extra ruimte, veelal zijn er wel (al dan niet tijdelijk) ruimtes vrij te maken, zoals een archiefruimte, kantoor of magazijn. Zeker bij grootschalige projecten komen oude ruimtes weer vrij.
• Overweeg of het nog steeds nodig is om een complete kast voor een installatie in te richten. Tegenwoordig bevat een apparatenkast vaak niet veel meer dan een voeding, PLC en een lamp. Kunnen installaties niet bij elkaar in een kast? Moet een apparatenkast nog wel zo groot zijn?
• Overweeg of het nodig is om voor elke functie een eigen pc te hebben. Kunnen er wellicht meerdere applicaties op één pc draaien (datacenters doen niet anders)?

8.1.5 Kabelvoorzieningen

Voor kabelvoorzieningen (kabelgoten, doorvoeringen, mantelbuizen) geldt min of meer hetzelfde als bij bouwruimte: maak ruimte en beperkt nieuw ruimtebeslag.

• Maak extra ruimte door te onderzoeken of er nog oude kabels zijn achtergebleven en die te verwijderen. Wees hierbij wel bewust van het gegeven dat er bij het schuiven met oude kabels een verhoogd risico is op storingen en uitval van installaties.
• Onderzoek wat de mogelijkheden zijn om het aantal nieuwe kabels te beperken. Verderop wordt een aantal suggesties gedaan.
• Overweeg om ook buiten de tunnel kabelvoorzieningen aan te brengen. Componenten worden op vaak voorspelbare locaties buiten de tunnel geplaatst. Als er een voorziening zoals een kabelduct wordt aangelegd en systeemhuisjes worden toegepast, is het graafwerk bij toekomstige vervangingen een stuk minder.

Hieronder volgen enkele mogelijke oplossingen. In alle voorbeelden zal er initieel extra geïnvesteerd moeten worden, maar zullen de baten zich bij elke vervanging daarna manifesteren.

8.2 Sectionering van installaties

Waar het in de vorige paragraaf al ging over servicehubs om het repeterende karakter van de basisinstallaties te schetsen, wordt in deze paragraaf een ontwerprichting gegeven voor de tunneltechnische installaties. In een tunnelbuis komen bepaalde elementen telkens repeterend terug. Om de zoveel meter een vluchtdeur, een hulppost, een camera, een luidspreker etc. Dit repeterende karakter zou als basis kunnen dienen voor ontwerp en uitvoering van werkzaamheden, mogelijk zelfs voor software-opbouw en testen. Zeker als er in korte tijd veel gedaan moet worden, kan het een project helpen met minder hinder te renoveren.

Het is dus mogelijk om een tunnelbuis op te delen in een aantal secties die zich herhalen. Hierdoor is het mogelijk om een ‘typical’ te maken voor een tunnelmoot en die qua ontwerp maar zeker ook voor productie, montage en inbedrijfstelling te herhalen. Hierbij is sprake van sectionering in de lengterichting van de tunnel. Er zijn ook andere secties mogelijk, zoals een ventilatiecluster dat zich een aantal malen herhaald, of een rijbaan, waarvan er een aantal naast elkaar liggen.

Sectionering kan helpen bij het ontwerpen van de installaties, om de werkzaamheden in de tunnel te ordenen en de kwaliteit te verhogen, omdat er meer routine wordt opgedaan en geleerd kan worden van fouten. Een slimme sectionering kan ook in het beheer en onderhoud veel voordelen bieden.

De sectionering kan ook zodanig worden opgebouwd dat een sectie buiten gebruik genomen kan worden zonder andere secties te beïnvloeden. Door handige keuzes te maken, kan de tunnel dus zelfs in dienst blijven bij uitval of bewuste uitschakeling van TTI in een sectie, door de juiste overdimensionering en/of de juiste faaldefinities per deelinstallatie met elkaar vast te stellen. Dit gaat dus zelfs zo ver dat gedeeltelijke besturing buiten gebruik genomen kan worden voor allerlei onderhoudswerkzaamheden en/of upgrades van de functionaliteit.

Een typical of sectie kan ook gesimuleerd/gevirtualiseerd/fysiek nagebouwd worden, waarmee in een vroege fase ontwerpen gereviewd en getest kunnen worden, zowel via de OTAP- als via de OTO-weg. Door een typical/sectie als een architectuurbesluit (architectuurprincipe) binnen een organisatie vast te leggen, borg je kennis en kan bij vervangingen deze architectuur opnieuw toegepast worden in meerdere tunnels, waarbij natuurlijk wel aandacht moet zijn voor de unieke fysieke eigenschappen van de tunnel.

Het is ook niet per se nodig om specifieke producten voor te schrijven: componenten met een vergelijkbare prestatie en een form-fit compatibel interface en montagewijze kunnen een snelle uitwisseling (functieherstel) bij storingen of vervanging mogelijk maken. Een groot voordeel voor beheer en onderhoud!

Verdere uitwerking sectionering

Voor sectionering op rijstrook-rijbaanniveau kan gedacht worden aan:

• Verkeersdetectie
• Dynamische route-informatie
• Hoogtedetectie
• Verkeerssturing, matrixborden (informeren weggebruikers)
• Afsluitbomen met verkeerslichten of stoplichten

Voor sectionering op buisniveau kan gedacht worden aan:

• Vluchtdeurbesturing
• Vluchtwegverlichting en -aanduiding
• Laagspanningsverdeling
• Ventilatie
• Hulpposten
• Tunnelverlichting
• Zichtmeting
• CCTV
• SOS
• Omroep/intercom
• Besturing en lokale netwerkinfrastructuur

Voor andere installaties kan gekozen worden voor een buis- of een tunnelcomplexoplossing. Denk hierbij dan bijvoorbeeld aan:

• Kracht/licht dienstgebouwen
• Brandmeldinstallatie dienstgebouwen
• HVAC: heating (verwarming), ventilation (ventilatie) en air conditioning (airconditioning of koeling)
• Vloeistofpompinstallatie
• Tunnelbesturing

Voordelen

• Meer beschikbaarheid bij storing, sneller functieherstel.
• Meer beschikbaarheid bij regulier onderhoud.
• Eenvoudiger voor onderhoudspersoneel / eenvoudiger overdraagbaar bij wisseling contractpartners.
• Vanaf ontwerp tot demontage repeteerbaar werk.
• Eenvoudiger acceptatie.
• In geval van meerdere tunnels: standaardisatie.

Nadelen

• (Mogelijk) complexere software.
• Meer hardware, overdimensionering.
• Meer noodzaak voor configuratiemanagement.

De scope wordt breder dan de primaire renovatiescope. Zowel de beheer- als de projectorganisatie van de opdrachtgever moet zich hiervan bewust zijn. Er zal dus meer budget in de vorm van tijd en geld beschikbaar gesteld moeten worden.

Effecten

De aanpak kan invloed hebben op diverse aspecten:

8.3 Impact vervangen bestaande installaties bepalen

In dit document is al gesproken over de afweging tussen big-bang- en microrenovaties. Gezien de nog resterende levensduur van bestaande installaties, maar ook de keuze of de tunnel ineens of in delen wordt gerenoveerd, is de vraag hoe individuele installaties vervangen kunnen worden met aandacht voor veiligheid van personeel, tunnelgebruikers en de omgeving.

Als nu een vervanging uitgevoerd moet worden, is het noodzakelijk om (per tunnel) te onderzoeken hoe de systemen zijn opgebouwd, hoe de diverse functies zoals voeding en besturing worden ingevuld en hoe aanpassingen uitgevoerd kunnen worden. Projecten zijn daarom vaak kostbaar en tijdrovend, vooral ook omdat telkens weer aangetoond moet worden dat een tunnel na aanpassingen weer veilig gebruikt kan worden.

In de voorbereiding van de renovaties bij Rijkswaterstaat is een document ‘LFV-vervangingen’ opgesteld dat projectteams een indruk geeft van de mogelijkheden. Dit document kan bij de voorbereiding van een tunnelrenovatie helpen de impact van de ombouw te bepalen. Veel niet-rijkstunnels worden ‘geïnspireerd’ door de LTS, waardoor het een breder geaccepteerd raamwerk is. Voorbeelden zijn de Haagse Tunnelstandaard (HTS) en de Amsterdamse Tunnelstandaard (ATS), groene versie. Ook voor tunnels die niet volgens de LTS gebouwd zijn of worden, kan het document ‘LFV-vervangingen’ inzicht bieden hoe om te gaan met de TTI.

In totaal kent een (rijks)tunnel ca. vijftig functies die in de LTS worden omschreven als logische functievervullers (LFV’s). In het document wordt per LFV een overzicht gegeven van het doel, de te vervullen functie, de wijze waarop de installatie klassiek wordt aangestuurd, hoe volgens de filosofie van de LTS de aansturing zou moeten zijn, op welke wijze eventuele parallelle opbouw zou kunnen plaatsvinden en welke aandachtspunten er daarbij zijn. Ook wordt inzicht gegeven (vanuit het perspectief van de LTS) hoe omgegaan kan worden met de tunnelveiligheid.

9 Projectmanagement

Dit hoofdstuk is uitdrukkelijk niet bedoeld als een algemene inleiding tot dit onderwerp, maar wil, vanuit opgedane ervaring in eerdere renovatieprojecten, inspiratie bieden en waarschuwen voor valkuilen die zich specifiek bij renovaties kunnen voordoen.

Als de mogelijkheden van een renovatieaanpak worden uitgewerkt, moeten de volgende aspecten zeker worden meegenomen:

• Wat zijn de kansen en bedreigingen vanuit het perspectief van algemeen projectmanagement, contractmanagement, omgevingsmanagement, projectbeheersing, technisch management en systeemintegratie?
• Wat zijn de belangen van de stakeholders? Is de oplossing voor hen positief, negatief, roept het dilemma’s op, en zo ja, welke dan?
• Specifiek: wat is het belang van en de visie op de oplossing vanuit het perspectief van bevoegd gezag?
• Specifiek: wat zijn de effecten en benodigde randvoorwaarden vanuit contracteringsperspectief?

9.1 Voorbereiding

Vaststellen doelen van aanbesteder

Het vaststellen van de doelen verschilt per aanbesteder. Het vaststellen van een doel is één ding, het vasthouden tot het eind is een ander. Een op te leveren afwegingskader zou het vaststellen van de doelen van de aanbesteder moeten ondersteunen door een aantal aspecten te behandelen:

• Beoogd gebruik van het systeem, benodigde beschikbaarheid en betrouwbaarheid in de eindsituatie.
• Toegestane hinder tijdens renovatie.
• Benodigde mate van uniformiteit in de bediening. Bediening voor één object, of vanuit één centrale of alle tunnels op dezelfde centrale?
• Onderhoudbaarheid: moet bijvoorbeeld het vervangen van 3B mogelijk zijn zonder hardware-aanpassingen? Moet hardware vervangen kunnen worden zonder 3B-aanpassingen?
• Mate van toekomst-flexibiliteit: hoe kijken we naar het onderhoud en de renovatie over vijftien jaar? Renoveren met of zonder grote stremming?
• In welke mate is platform (on)afhankelijkheid en leveranciers (on)afhankelijkheid toegestaan?
• Wat doe ik zelf en kan ik zelf als assetmanager en projectorganisatie en wat laat ik over aan de markt?

Basis op orde

Een renovatieproject heeft als toprisico: verrassingen tijdens de uitvoering over de staat van het areaal. Dit wordt opgepakt in andere projecten binnen het COB-tunnelprogramma:

• Project ‘Risico’s in kaart’
• Project ‘Constructief falen’
• Project ‘Ken je tunnel’
• Project ‘Van boekenkast naar digitaal’
• Er is al een hoofdstuk over risico’s in oudere constructies opgenomen in het digitale groeiboek Renoveren kun je leren.

Daarnaast richt het project ‘Van realisatie naar exploitatie’ zich specifiek op de afstemming tussen de ontwerp/bouwfase en het beheer/onderhoud.

Implicaties voor organisatie tunneleigenaar

De eigen organisatie moet in staat zijn om de ambities en de doelstellingen waar te maken. Het kiezen voor een bepaalde koers is mogelijk dankzij kennis en kunde in de eigen organisatie, of de keuze leidt tot een aanpassing van de eigen organisatie.

• Welke verantwoordelijkheid voor ontwerp en systeemintegratie kan en wil aanbesteder zelf dragen? Wat is de consequentie van deze keuze voor voorbereiding, uitvoeringsfase en beheerfase?
• Keuze voor doelen heeft impact op de organisatie van project en van assetmanager.
• Waartoe is de eigen organisatie in staat?
• Welke mensen zijn aanvullend nodig?

9.2 Contract en aanbestedingsstrategie

Een contract dat goed past bij de doelstelling werkt als katalysator vanwege de juiste prikkel. Een contract dat niet past, werkt belemmerend en frustrerend. En in alle gevallen is samenwerking tussen partijen van essentieel belang. Het voorstel is om dit aspect onder te brengen bij een specifieke werkgroep die (volgtijdelijk?) de resultaten van zowel de groep ‘Hinderarm renoveren’ als ‘Digitaal aantonen’ reviewt en kijkt naar de volgende vraagstukken:

• Contractvorm kiezen die de doelstelling ondersteunt. Vormen en duur: dienstencontract, E&C, D&C, DBM, DBFM, DBFMO, alliantie, bouwteam. Welke vorm past bij welke doelstelling?
• Prikkels in een contract, aanbesteder krijgt wat hij vraagt, functie van EMVI, prijs versus kwaliteit (BPKV): prikkels op hinder en technische kwaliteit waar de aanbesteder serieus geld voor over heeft, leiden meestal tot een vruchtbare bodem voor nieuwe ontwikkelingen en innovaties. Zeker als er een wisselwerking ontstaat tussen minder hinder en slimme oplossingen in de uitvoering.
• Hoe om te gaan met nevenopdrachtnemers, directieleveringen en inbedding daarvan in modulaire contracten? Dit hangt zeer sterk samen met de verantwoordelijkheid die de opdrachtnemer heeft voor een werkend systeem. Als de opdrachtnemer verantwoordelijk is voor een werkend systeem, is het ook belangrijk dat de opdrachtnemer de gelegenheid heeft om de bouwblokken ‘in te bedden’, bij voorkeur om als onderaannemer in het team te participeren. Als de opdrachtgever deze verantwoordelijkheid zelf houdt, kan iedere partij zijn eigen klus uitvoeren, maar vraagt dit van de opdrachtgever een zeer sterk stuur op een werkend systeem.
• Relatie modulaire renovatie met bestaand onderhoudscontract: dit wordt wel fundamenteel anders. Logisch is om de M-component ook opnieuw aan te besteden of in de renovatieopgave te integreren.
• Onderhoudscontract passend bij modulaire tunnel: langere contractduur in combinatie met een beschikbaarheidsvergoeding prikkelt optimalisatie van renovatie-inspanning.

9.3 Stakeholder- en omgevingsmanagement

Voor ieder project geldt dat er een groot aantal partijen bij betrokken is, allemaal met hun eigen taken, belangen, verantwoordelijkheden en bevoegdheden; de stakeholders. En hoewel alle partijen ‘in the end’ hetzelfde doel hebben, namelijk een optimaal veilige en beschikbare tunnel, lopen de belangen tijdens het project vaak sterk uiteen. Om een project succesvol te kunnen afronden, is het dus zaak om, naast het goed beheersen van alle technische aspecten, ook deze stakeholderkant van het project goed te organiseren en te beheersen. En dat is alleen mogelijk door de eerder genoemde taken, belangen, verantwoordelijkheden en bevoegdheden van iedere stakeholder goed te kennen, te respecteren en te organiseren. In het integraal projectmanagementmodel (IPM-model) is dit een van de belangrijke taken van de omgevingsmanager.

Binnen een project kan een onderscheid worden gemaakt tussen interne en externe stakeholders. Interne stakeholders staan zeer dicht bij het project en/of zijn onderdeel van een van de contractpartners. Externe stakeholders zijn partijen die buiten de direct betrokken partijen staan, maar via andere verantwoordelijkheden of verplichtingen bij het project betrokken zijn.

Veel geleerde lessen met betrekking tot stakeholdermanagement van de renovatie Velsertunnel en de aanpak van de Noord/Zuidlijn zijn verzameld in het digitale groeiboek Renoveren kun je leren, zie hoofdstuk Omgevingsmanagement en communicatie.

9.4 Technisch management en projectbeheersing

Bij het hinderarm renoveren van tunnels is het van belang om onderscheid te maken tussen de werkzaamheden van de verschillende deelgebieden (civiel, installaties, ICT) die bij de renovatie plaatsvinden, omdat deze (mogelijk) een andere aanpak vereisen. Het technisch management moet te allen tijde de integraliteit van het te bouwen/renoveren object bewaken. De volgende aspecten dienen hierbij te worden beschouwd:

• Analyse van de aard van de civiele werkzaamheden die in en rond een tunnel moeten plaatsvinden en de mogelijkheden die er zijn om deze hinderarm uit te voeren.
• Analyse van de werkzaamheden aan de installaties en de ICT.
• Raakvlakken tussen en volgorde van de werkzaamheden van de verschillende deelgebieden.
• Analyse van mogelijke en wellicht noodzakelijke aanpassingen aan een van de deelgebieden die de renovatiewerkzaamheden van een ander deelgebied nu en in de toekomst beter kunnen faciliteren.
• In het digitale groeiboek Renoveren kun je leren is een hoofdstuk opgenomen over planning als instrument bij renovatieprojecten.

9.5 De rol van bevoegd gezag

Bij renovaties zal vrijwel zeker gebruikgemaakt worden van een combinatie van in dit document genoemde oplossingen. Maar welke oplossingen ook worden gekozen, tijdens de renovatie zal, om te voorkomen dat de openstellingsvergunning wordt ingetrokken en pas bij oplevering de nieuwe openstellingsvergunning wordt verstrekt, voldaan moeten worden aan de randvoorwaarden van het bevoegd gezag.

De situatie bij een renovatie-aanpak waarbij de tunnel geheel wordt afgesloten voor het verkeer tot aan de oplevering is vanuit bevoegd gezag gezien redelijk duidelijk, zie de figuur hieronder. Indien de tunnel echter niet geheel dicht gaat tot de eindsituatie (oplevering), betekent dit faseren van de werkzaamheden. Ook het invoeren van digitaal aantonen is een proces waarbij de acceptatie door het bevoegd gezag cruciaal is. Het bevoegd gezag kan dan het standpunt innemen dat bij iedere wezenlijke wijziging een nieuwe aanvraag voor openstelling moet plaatsvinden. Het is daarom noodzakelijk de voorwaarden van het bevoegd gezag voor acceptatie van de gekozen aanpak mee te nemen in het proces.

Figuur: De tunnel afsluiten tijdens renovatie resulteert in drie fases en twee besluitmomenten.

In het digitale groeiboek Renoveren kun je leren is het vergunningsproces bij tunnelrenovatieprojecten uitgebreid beschreven.

9.6 Integraliteit van ontwerp en technische specificaties

Het belang van integraliteit zal voor iedereen duidelijk zijn: een werkend geheel als eindresultaat, niet in ieder project het wiel opnieuw uitvinden met de zekerheid dat telkens een andere afweging gemaakt wordt en minder risico’s op tijd- en kostenoverschrijding. Integraliteit van technische specificaties betekent feitelijk dat er bij de opdrachtgever een integraal eisenpakket wordt opgesteld op het niveau van de diepgang van de uitvraag, om te verifiëren of er een ontwerp gemaakt kan worden dat aan alle eisen voldoet.

• Uitwerkingsniveau van specificaties moet passend zijn op de doelstelling van aanbesteder. Deze bepaalt de mate en diepgang van functionele specificatie en van technische specificatie. Bijvoorbeeld: als alle tunnels uit één centrale bediend moeten kunnen worden en de bediening uniform moet zijn, dan is een volledig functioneel ontwerp en een MMI-ontwerp nodig. Als een LFV of bouwblok ‘plug-and-play’ gerenoveerd moet kunnen worden, vraagt dit naast functionele ook technische en contractuele randvoorwaarden. Ander voorbeeld: als een tunnel met lokale bediening ook bij renovatie (deels) gestremd kan worden, is er geen voorschrift nodig.
• Differentiatie van uitwerkingsniveau op uitvraag MMI/3B/LFV’s/civiel; ook weer afhankelijk van de doelstellingen. Principe is ‘overal waar een bedienaar aan zit’ het uitwerkingsniveau meer in detail specificeren.
• Inbedden van standaards in de uitvraag (LTS, HTS, ATS, cybersecurity, basisspecificaties, voorgeschreven bouwstenen). Hoe meer standaardisering gewenst is, hoe meer ook de standaards met elkaar in lijn gebracht moeten worden vanwege mogelijke tegenstellingen en projecten niet te dwingen tot keuzes op functionaliteit of technische kaders voor raakvlakken tussen modules.
• Integraliteit in technische specificaties TTI, mede afhankelijk van gekozen uitwerkingsniveau. Verwerken van RAMS, cybersecurity, bouwbaarheid, testbaarheid, onderhoudbaarheid, vervangbaarheid, opleiden, trainen en oefenen; zie redenering bij voorgaand punt.
• Specificeren is ook ontwerpen; verificatie en validatie door opdrachtgever moet passend zijn bij mate van diepgang. Hier is dan ook een relatie met de digitale tunneltweeling. Ook de uitvraag moet aantoonbaar veilig zijn en voldoen aan de wensen van de gebruiker.

9.7 Businesscase opstellen

Elk project zal afwegingen kennen die moeten worden voorgelegd aan bestuurlijke beslissers. In veel technisch georiënteerde projecten blijken mensen hier moeite mee te hebben. In de ‘Handleiding publieke businesscase’ van het Ministerie van Financiën wordt een werkwijze geschetst waarmee een brede onderbouwing gemaakt kan worden en waarmee mogelijk sneller een beslissing genomen kan worden.

Een businesscase geeft een analyse van alle bedrijfseconomische aspecten van een project. De bij de financiering of exploitatie betrokken partijen dienen hier afspraken over te maken. Er is bij een businesscase sprake van jaarlijkse kosten, opbrengsten en een eventuele rijksbijdrage. Ook is een businesscase te gebruiken bij het beheersen van een project (monitoren en sturen) en kan deze ingezet worden voor projecten zoals investerings-, sourcings- en (re)organisatievraagstukken. Het inzetten van een businesscase bij scopewijzigingen in een project met impact op een programma is een optie die te overwegen valt.

Een businesscase is een hulpmiddel om:

• tot goede (economische onderbouwd) beslisinformatie te komen;
• navolgbaar verifieerbare en verantwoordbare methodieken, alternatieven en aannames te gebruiken, motiveren en selecteren;
• met een brede blik te kijken;
• gestructureerd te denken;
• en vooral een scherp en duidelijk verhaal naar de bestuur te brengen (zie man in plaatje) en daardoor besluitvorming te ondersteunen.

9.7.1 Stappenplan

9.7.2 Wat is/kan het niet?

Naast de publieke businesscase zijn er andere instrumenten om projecten te beoordelen en te selecteren. Een voorbeeld hiervan is de maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA). Elk instrument heeft zijn eigen specifieke doel en inzetbaarheid. De MKBA beoordeelt projecten vanuit een breed welvaartsgezichtspunt van maatschappelijke kosten en baten. Hierin worden ook effecten op gezondheid, milieu en dergelijke meegenomen. Ook niet-financiële baten en lasten worden hierin gekwantificeerd en financieel gewaardeerd. Het gaat hierbij om de effecten voor de maatschappij als geheel. De publieke businesscase kijkt alleen naar de financiële gevolgen. De MKBA en de businesscase sluiten elkaar daardoor niet uit; een project kan om zowel een MKBA als een publieke businesscase vragen.

Bij Rijkswaterstaat gaat het vaak om projecten die in puur financiële termen voor Rijkswaterstaat niet rendabel zijn, maar die om andere redenen, bijvoorbeeld politieke of maatschappelijke, wel worden uitgevoerd. In de publieke businesscase is de focus specifiek, en in detail, op de financiële effecten voor Rijkswaterstaat in termen van uitgaven, ontvangsten en risico’s.

9.7.3 Voordelen

• Naast de inhoudelijke kant van een businesscase, is ook het proces van totstandkoming van belang. Door vanuit het proces te motiveren welke alternatieven je hebt onderzocht, welke methodieken je hebt gebruikt en van welke aannames je bent uitgegaan wordt de businesscase navolgbaar, verifieerbaar en verantwoordbaar.
• De Handleiding Publieke businesscase van het Ministerie van Financiën geldt als kader voor Rijkswaterstaat. Deze handleiding is primair geschreven voor organisaties binnen de rijksoverheid inclusief agentschappen.

9.7.4 Nadelen

• De baten van de businesscase komen niet altijd bij de partij terecht die de bekostiging realiseert.
• Er volgt geen kasstroom ten aanzien van de maatschappelijke baten die de terugverdientijd kan onderbouwen.
• Het is niet altijd mogelijke om de waarde vanuit de businesscase te activeren op de balans.
• Het is geen ‘haarlemmerolie’ om besluiten te forceren.
• De maatschappelijke kosten en baten zijn geen onderdeel van de de publieke businesscase en worden daarmee niet meegenomen in de besluitvorming.

9.7.5 Effecten

Effect op project/programmamanagement

• Financieel onderbouwde besluitvorming
• Kansen voor samenwerken over projecten heen
• Uitvoeren businesscase kost tijd

Effect op behalen doelen aanbesteder

De financiële effecten in kosten en baten en de verdeling hiervan over meerdere projecten zijn inzichtelijk.

Effect op voorbereiding

De businesscase faciliteert de discussie over scope en geld en draagt bij aan het wegen van alternatieven.

Effect op organisatie van tunnelbeheerder/eigenaar

Er zal kennis op het gebied van de businesscase ingebracht moeten worden in zowel de projectorganisatie als de beheerorganisatie.

Effect op contract- en aanbestedingsstrategie

Beslissingen vanuit de businesscase zullen als eisen terugkomen in het contract.

Effect op te nemen verkeersmaatregelen

De kosten voor de verkeersmaatregelen lopen mee in de businesscase. De baten komen niet direct bij het project terecht. Het beperken van voertuigverliesuren heeft een indirecte bijdrage aan de economie, maar kan niet direct als waarde worden begroot. De opdrachtgever (financier) kan echter wel een bepaalde waarde toekennen, die dan in de businesscase kan worden meegenomen. Dit kan dan een virtuele bijdrage leveren aan een eventueel positief resultaat.

Effect op stakeholders

Impact op draagvlak besluitvorming. Vragen kunnen worden beantwoord met het doorrekenen en presenteren van alternatieve scenario’s.

Effect op duurzaamheidsdoelstellingen

Duurzaamheid is onderdeel van de businesscase. Door het inzetten van rekentools als Dubocalc kunnen kosten inzichtelijk gemaakt worden. Ook kan de reductie van CO2 in geld gewaardeerd worden en daarmee onderdeel gemaakt worden van de businesscase.

Toekomstbestendigheid:

Volledig, geen project zonder businesscase en geen project zonder positieve businesscase.

Risico’s

Prijsontwikkeling van energietarief, materiaalkosten en kosten van beheer en onderhoud met name bij contractovergang vormt een risico.

10 Digitaal aantonen als cruciale randvoorwaarde

Hinder verminderen bij een renovatie kan ook door de hoeveelheid engineering te beperken (als beheersing van het toenemende personeelsgebrek), de kwaliteit van de areaalgegevens te verbeteren en veel zaken op een digitale, virtuele manier te ondersteunen. Om voor dat laatste de kansen en mogelijkheden te onderzoeken, is er binnen het tunnelprogramma de werkgroep ‘Digitaal aantonen’. Het document dat deze werkgroep heeft opgeleverd, wordt samengevat in dit hoofdstuk. Het complete document is als groeiboek online te vinden.

10.1 Waarom digitaal aantonen als onderdeel tunnelprogramma?

De opstellers van het document geloven dat een belangrijke randvoorwaarde voor hinderarm renoveren zit in het zo veel en zo vroeg mogelijk digitaal aantonen van de wijzigingen in zowel organisatie, processen en technieken. Daarnaast is er bij nieuwbouwprojecten ook veel aandacht voor digitaal aantonen als hulpmiddel om probleemloos open te gaan.

Het probleem bij digitaal aantonen is de begripsverwarring, het gebrek aan kader en het gebrek aan draagvlak bij belangrijke stakeholders als bevoegde gezagen. Met de COB-groep ‘Digitaal aantonen’ is beschreven wat iedere vorm van digitaal aantonen wel en niet is en wat daarvan de voor- en nadelen zijn ten opzichte van regulier aantonen. Hiermee wordt de afweging om tot digitaal aantonen over te gaan, een gewogen besluit waarmee het draagvlak bij belangrijke stakeholders zoals bevoegde gezagen, opdrachtgevers en opdrachtnemers ontwikkeld wordt.

De resultaten:

1. Het formuleren van eenduidige verwachtingen, definities en gezamenlijk ‘kader’ vanuit de experts in het veld (zowel opdrachtgevers als opdrachtnemers): wat bedoelen we precies met digitaal aantonen, hoe ver zijn we, wat doen we en wanneer, en zeker ook: wat kan wel en wat kan niet digitaal worden aangetoond?
2. Het formuleren van de juiste randvoorwaarden vanuit alle stakeholders, in het bijzonder de bevoegde gezagen.
3. Het op gang brengen en faciliteren van een dialoog met, en kweken van vertrouwen bij belangrijke stakeholders zoals bevoegde gezagen.
4. Het ondersteunen van praktijkprojecten bij het nadenken over, visievorming op en etaleren van de mogelijkheden van digitaal aantonen.

10.2 Stand van zaken in de tunnelsector

Digitaal aantonen kent vele vormen en vele gradaties. Testen, als onderdeel van het proces van verificatie en validatie, is cruciaal bij het aantonen dat het tunnelsysteem aan alle wettelijke eisen voldoet. In de huidige projecten wordt een tunnel grotendeels integraal getest wanneer de bouw en installatie van de tunnel gereed zijn. De testen worden uitgevoerd conform het V-model zoals beschreven in de Werkwijze aanleg tunnels (WWAT) als onderdeel van de LTS. Dit V-model is een vereenvoudigde variatie op de traditionele watervalmethode van systems of software engineering en omvat de volgende verificatie- en validatiemomenten:

• (i)FAT: (integrated) factory acceptance test
• (i)SAT: (integrated) site acceptance test
• SIT: site integration test

Het gebruik van het V-Model zorgt ervoor dat tijdens iedere iteratie van het ontwerpproces (VO-DO-UO) wordt nagedacht over het bijbehorende testproces. Daarmee wordt de kwaliteit van verificatie en validatie verbeterd en is een en ander beter traceerbaar. Het is een vrij strak proces dat ook regelmatig leidt tot een langere doorlooptijd vanwege het vaak weer terug moeten naar het begin (bij een wijziging gedurende het proces).

De doorlooptijd van de verificatie en validatie is een belangrijke reden om verder af te wijken van de watervalmethode en het testen meer naar voren te halen, naar de linkerkant van het V-model. Onder andere bij de Coentunnel, Velsertunnel en de in aanbouw zijnde Gaasperdammertunnel is gebruikgemaakt van een dergelijke aanpak.

In projecten worden al verschillende middelen ingezet om digitaal te verifiëren en valideren. Ook is het mogelijk om de middelen in te zetten voor oefen- en opleidingsdoeleinden. Enkele ingrediënten:

• 3/4D-BIM: informatiemanagement, fysieke omgeving.
• Projectmanagementtool: relationele database voor onder andere het eisenmanagement waarin de koppeling van eisen aan objecten/elementen wordt gedaan.
• Simulaties: camerasimulatie, seinsimulatie, crowdsimulatie, zonlichtsimulatie.
• Virtuele omgeving/visualisatie van het object.
• Tools uit de gamingindustrie: VR-bril, hololens.
• Kunstmatige intelligentie / datawetenschap.

10.3 Technische randvoorwaarden

Randvoorwaarde voor het inzetten van virtueel testen bij de testprocessen, opleiding en openstelling is de validatie van het model en de simulatie. Aandachtspunten hierbij:

• Validatie BIM-model van de tunnel (komt het model overeen met de werkelijkheid?)
• Validatie en verificatie van de gebruikte programma’s voor modellering en simulatie.
• Toetskader (meer een voorwaarde voor het openstellingsproces).
• Reproduceerbaarheid virtuele testen.
• Vastlegging van testsysteem en virtuele testen.

10.4 Digitaal aantonen in het grotere geheel

Mogelijkheden met virtuele modellen, gekoppeld aan de besturing (nut en noodzaak gezamenlijk te bepalen):

• Digitaal aantonen van de complete besturingsoftware.
• Validatie van de complete besturingsoftware.
• Ontwikkeling van cameraplannen (camerasimulatie).
• Optimaliseren van ontwerp (draagvlak creëren bij toekomstige gebruikers, bevoegd gezag).
• Testen met behulp van calamiteitenscenario’s.
• Opleiden en training van bedienaars (OTO).
• Beoordelen functionaliteit software-updates.
• Testen software-updates.
• Validatie software-updates.

Bijlage 1 Voorbeeldanalyse projecten Rijkswaterstaat

B1.1 Proces en werkwijze

In de praktijk van de afgelopen jaren zijn tunnelrenovaties individueel aanbesteed. Een aantal projecten is uitgevoerd om installaties aan te passen op de Europese regelgeving of vanwege de noodzaak technisch verouderde systemen te vervangen. Een aantal andere renovaties betroffen de complete tunnel. Telkens is daarbij de focus op het eigen project geweest. De projecten hebben in functionele zin wel de LTS gevolgd en daarmee is waar mogelijk ook wel de systeemarchitectuur aangepast, maar er is te weinig aandacht geweest voor de langere termijn, toekomstig onderhoud en vervangingen. Helaas zien we dit ook te veel bij recente nieuwbouwtunnels. Bij deze projecten is gebleken dat er per project veel energie is gestoken in het ontwerpen en testen en de bijbehorende documenten, maar dat er maar beperkt gebruikgemaakt is van opgedane ervaringen. Testplannen, teststrategie en testresultaten zijn niet structureel uitgewisseld of hergebruikt. Overdracht van kennis en ervaringen bleek veelal afhankelijk van de mensen die overgingen naar volgende projecten; er was hiervoor geen overkoepelende strategie.

Voor het verkrijgen van een openstellingsvergunning worden stakeholders in de ontwerpfase betrokken als gesprekspartner. Na het bouwen van installaties en het testen door het project wordt een integrale test uitgevoerd met de hulpdiensten. Als deze testen zijn uitgevoerd, wordt op basis van ontwerpdocumentatie en testresultaten een vergunningsaanvraag voor openstelling van de tunnel ingediend bij het bevoegd gezag. Vervolgens is er een doorlooptermijn van enkele weken tot enkele maanden van toepassing voordat de vergunning verleend kan worden. Bij nieuwe tunnels en grote renovaties betekent dit dat de tunnel formeel niet gebruikt mag worden. Bij renovaties geeft dit spanningen, omdat de tunnel snel weer open moet.

B1.2 Techniek en architectuur

Tunnels die gebouwd zijn vóór de introductie van de LTS zijn nog niet altijd opgebouwd volgens de nu gangbare drielagenstructuur. De deelinstallaties zijn in de bedienings- en besturingssystemen (B&B) en in de gedistribueerde input/output (I/O) verweven. Klassiek opgebouwde B&B kenmerken zich door een platte architectuur, waarbij middels gedistribueerde I/O over het hele complex alle individuele aansturings- en controlesignalen zijn aangesloten; daar waar dat het beste uitkwam, niet vanuit een structuur/architectuur (technische distributie). Populair gesteld werd een tunnel gebouwd, werden er installaties geplaatst en werd er op die techniek een besturingssysteem gebouwd; ontworpen vanuit de techniek dus.

Het gevolg is dat er in de diverse PLC’s (programmable logic controller, programmeerbare logische sturing) en binnen specifieke I/O-blokken elementen van meerdere installaties tegelijk aanwezig zijn. Het uitwisselen van data over die I/O-blokken en PLC’s is daarmee minder overzichtelijk en vergt bij aanpassingen veel van de programmeurs.

Afhankelijk van de omvang van de tunnel is het aantal I/O’s anders en dat maakt dat er telkens een unieke oplossing per tunnel is. Hierdoor is vervanging van een deelinstallatie erg lastig, omdat je met de nodige aandacht moet uitzoeken hoe e.e.a. in de specifieke tunnel voor de specifiek te vervangen installatie is gebouwd, om te voorkomen dat je andere installaties onbedoeld raakt.

B1.3 Heartbeats

De technische levensduur van deelinstallaties is niet meer allemaal hetzelfde. Voor tunneltechnische installaties kon in het verleden uitgegaan worden van een technische levensduur van vijftien jaar. Dit is ook jaren aangehouden als basis voor investeringen, ontwerpen en onderhoudsplannen. Ervaringscijfers waren per deelinstallatie vaak niet beschikbaar. Een tunnel werd voorzien van nieuwe apparatuur en vervolgens werd er conform het onderhoudsplan alleen regulier preventief onderhoud uitgevoerd, geënt op die vijftien jaar. In de huidige praktijk blijkt dit niet meer realistisch. Oorzaken hiervoor zijn:

• Technologische ontwikkelingen (bv. van analoge camera’s naar digitaal).
• De tunnel is onderdeel geworden van een veel groter netwerk en is daarmee afhankelijk geworden van een grote geheel.
• Veranderingen in wet- en regelgeving.
• Veranderingen in gebruik (bv. toegestaan verkeer of verkeersintensiteit).
• Toename van ICT-componenten met een kortere levensduur in installaties.
• Noodzakelijke software-upgrades en veiligheidsupdates zijn vaak reden om computers en daarmee soms ook installaties te moeten vervangen.

Er zijn dus meer interventiemomenten noodzakelijk en er ontstaat een veel grilliger patroon van vervangingen. In de praktijk worden installaties met de nodige problemen langer in de lucht gehouden of worden installaties juist vervroegd vervangen om ze te kunnen inpassen in een renovatieproject. Gevolg van deze bundeling is een verhoogde kans op uitval en onderhoudskosten of een vervroegde afschrijving.

De heartbeat van de (installaties in de) tunnel:

Elke tunnelbuis kent zijn eigen karakteristiek van verkeersintensiteit. Uitgaand van deze karakteristiek zou je de werkzaamheden die uitgevoerd moeten worden in de tunnel willen inpassen. Met de juiste BTO-keuzes zou je op basis van onderstaande plaatje kunnen kiezen niet alleen in de nacht te gaan werken, maar mogelijk ook overdag met rijstrookafzettingen. Ook meer realistische gesprekken over hoeveel hinder nog acceptabel is voor de omgeving worden mogelijk. Dat deze gesprekken gevoerd moeten worden, blijkt bijvoorbeeld uit de renovatieopgave rondom Rotterdam, waarbij er eigenlijk niet genoeg weekenden zitten in de komende jaren om de klus te klaren.

Op basis van de heartbeat van de installaties en van het verkeer zou je willen en kunnen komen tot een werkwijze waarbij je onderhoud en vervangingen uitvoert in het reguliere beheer- en onderhoudsproces (renovaties ‘klein’ houden).

B1.4 Interpretatieruimte

Ontwerpvrijheid en interpretatieruimte bij de aannemers binnen de grenzen van de LTS zorgt voor variatie in oplossingen en ontwerpkeuzes die niet gunstig zijn op de lange termijn. Binnen de voorschriften van de LTS is een systeemarchitectuur en een zekere mate van techniek voorgeschreven, maar wordt in projecten een grote mate van ontwerpvrijheid aan de aannemers gelaten. Deze aannemers laten zich in de ontwerpkeuzes en interpretaties leiden door voor hen gunstige factoren, zoals producten uit eigen catalogus en gunstige inkoop bij toeleveranciers. Ontwerpkeuzes leiden hierdoor in de regel niet tot oplossingen ten gunste van de onderhoudbaarheid, vervangbaarheid en uniformiteit van de deelinstallaties.

B1.5 Areaalgegevens

De faalkosten bij renovaties en bij beheer en onderhoud komen deels voort uit het ontbreken of niet compleet zijn van de areaalgegevens. Voor bestaande objecten blijkt het moeilijk om voldoende betrouwbare gegevens aan te leveren om zonder al te grote risico’s het werk te kunnen uitvoeren. In het verleden was vaak het bijhouden van de tekeningen voldoende, maar met de toenemende complexiteit dienen ook ontwerpdocumenten, berekeningen, etc. bewaard en actueel gehouden te worden. Voor de huidige renovatieopgave dient hiervoor een oplossing gezocht te worden. Er zal echter ook gezocht moeten worden naar een methodiek om herhaling in de toekomst te voorkomen.

B1.6 Personeel

Om renovaties te plannen, te ontwerpen en uit te voeren, is voldoende gekwalificeerd personeel nodig. Op basis van huidige inschattingen is het de vraag of er voldoende personeel beschikbaar is, zowel bij de beheerder als bij aannemer, om de komende renovaties te kunnen uitvoeren. In het verleden werden projecten los van elkaar uitgevoerd en werd er met verschillende teams, mensen en aannemers gewerkt. Als gevolg van de vergrijzing en andere maatschappelijke ontwikkelingen, ontstaat er een schaarste aan voldoende gekwalificeerd personeel.

Bijlage 2 Leestips

In de afgelopen jaren zijn er veel documenten verschenen die behulpzaam kunnen zijn bij het toepassen van de kennis uit dit document en het groeiboek ‘Digitaal aantonen’.

Voor wie meer wil weten over de achtergrond van maatschappelijke ontwikkelingen en de relatie met tunnels is er de langetermijnvisie op tunnels van het COB-netwerk.

Voor wie meer wil weten over virtueel testen, lees de verkenning die het COB eerder heeft uitgevoerd: Verkorten tunnelafsluiting door virtueel testen. Of de verslagen van de sessies over verificatie en validatie.

Een goed begin als je wilt gaan nadenken over de ‘zachte’ factoren die kunnen bijdragen aan het slagen (of falen) van een project is het document Wederzijdse nieuwsgierigheid interessant.

En een must voor iedereen, omdat dit groeiboek er nauw mee samenhangt: het groeiboek ‘Renoveren kun je leren’ met hoofdstukken over:

• 2 Risico’s in oudere constructies
• 3 Selecteren op basis van KIS
• 4 Planning als instrument bij renovatieprojecten
• 5 Ingrediënten voor een samenwerkingscultuur
• 6 Vergunningsproces bij tunnelrenovatieprojecten
• 7 Omgevingsmanagement en communicatie
• 8 Renoveren met de winkel open

Wie meer wil weten over het maken van afwegingen rondom tunnelafsluitingen in stedelijk gebied heeft de gemeente Amsterdam een interessante methodiek ontwikkeld.

In het kader van duurzaamheid is nog altijd de Maatregelencatalogus energiereductie in tunnels aan te bevelen.

De belangrijkste punten uit de studie ‘Lessons learned VIT2 versus Velsertunnel’:

• Het is mogelijk om LFV’s conform de LTS te koppelen aan oude besturingssystemen. Het is ook relatief eenvoudig om installaties die nog niet vervangen hoeven te worden, te voorzien van een LFV-interface. Daarmee is het ook mogelijk om een installatie relatief eenvoudig te vervangen op het moment dat het nodig is en niet ‘wanneer het uitkomt’.
• Bij het vervangen van een installatie is het belangrijk om ook de gehele omgeving mee te nemen (bv. de voeding); kijk verder dan alleen de LFV.
• Het is belangrijk om een eenduidig technisch koppelvlak te kiezen.
• In de huidige LTS ontbreekt een definitie voor de tunnel-LAN; wil je modulair kunnen bouwen, dient deze er wel te komen.
• Arboveiligheid in de tunnel staat in schril contrast met de druk tot beperken verkeershinder (BTO-keuzes).

Bijlage 3 Relevante projecten in tunnelprogramma

B3.1 Risico’s in kaart en Constructief falen

Het resultaat van inspecties en voorbereidend onderzoek ten behoeve van de uitvraag aan de markt blijkt niet altijd voldoende om verrassingen bij een tunnelrenovatie te voorkomen. Na de gunning voert de aannemer(combinatie) meestal nog eigen onderzoek uit, waarna er (als er civiele zaken blijken tegen te vallen) alsnog een discussie moet plaatsvinden over scope-uitbreiding of planningswijziging. Het COB-netwerk werkt daarom aan een risicochecklist.

Met het project ‘Risico’s in kaart’ (wel onderdeel van het tunnelprogramma, maar niet behorend tot de scope van ‘Hinderarm renoveren’ en ‘Digitaal aantonen’) inventariseert het COB-netwerk met behulp van interviews welke ervaringen zijn opgedaan (en worden opgedaan) bij lopende/afgeronde/voorbereide renovatieprojecten. Ook de lessen vanuit het nieuwe inspectieprogramma van Rijkswaterstaat worden verzameld.

Het doel is een risicochecklist voor tunnelrenovatie, -beheer en -onderhoud op te stellen. Deze checklist moet een hulpmiddel worden voor programmering (lange termijn), scopebepaling van renovaties en de planning van regulier groot- en klein onderhoud. In de risicochecklist (binnen Rijkswaterstaat ‘Wiki’ genoemd) zijn minimaal opgenomen:

• De meest voorkomende risico’s op falen.
• De bijbehorende faalmechanismen.
• De bijbehorende inspectietechnieken met daarin een onderscheid tussen effectiviteit, mate van invloed op de beschikbaarheid, mate van voorspelbaarheid, mate van aantasting integriteit tunnel.

Naar verwachting zijn er risico’s waarvan we de faalmechanismen niet kennen en waarvoor ook nog geen inspectietechnieken zijn. Deze witte vlekken worden doorgespeeld naar het andere COB-project Constructief falen.

Alle output zal onder andere worden vastgelegd in het digitale groeiboek ‘Renoveren kun je leren’. Daarnaast kan de output van dit traject gebruikt worden om de Wiki binnen Rijkswaterstaat te vullen en (deels) geschikt te maken voor openbaar gebruik. Nieuwe renovatieprojecten worden door het COB benaderd om gebruik te maken van het groeiboek en input te leveren door middel van interviews.

B3.2 Van object- naar systeemveiligheid

Door het verdichten van de samenleving, zeker in een stedelijke omgeving, maken tunnels veel meer onderdeel uit van deze omgeving en kunnen zij steeds minder beschouwd worden als losstaande objecten. Uit gesprekken met het netwerk zijn een aantal bevindingen naar voren gekomen:

1. Bij Amsterdam CS blijkt het Bouwbesluit in combinatie met de overige van toepassing zijnde wetgeving niet tot een gevoelsmatig optimale veiligheidssituatie te leiden. Ook in Utrecht (Leidsche Rijn), Haaglanden en Rotterdam zijn voorbeelden bekend waarbij het gevoel bestaat dat de bestaande wetgeving bij meervoudig ruimtegebruik niet tot gevoelsmatig de beste veiligheidsoplossing leidt.
2. Een oorzaak van tekortschietende wetgeving is dat deze is gebaseerd op ervaringen uit het verleden. Veelal is de wetgeving gebaseerd op constructieve en operationele eisen. De huidige samenleving verandert echter snel door de introductie van nieuwe technologieën. Denk hierbij aan de introductie van nieuwe energiedragers, cybersecurity, slimme auto’s (kunstmatige intelligentie) en veranderend menselijk gedrag. Bij metrotunnels zijn er geen eisen in de wetgeving opgenomen over een veilig gebruik van het transportsysteem. Al deze zaken zijn dan ook (nog) niet adequaat verwerkt in wetgeving.
3. Een derde probleem is dat de huidige analyse- en ontwerptools veelal dateren uit de tijd vóór de digitalisering. Het blijkt lastig om menselijk gedrag en softwareontwikkeling op een dusdanige manier te simuleren dat ze bruikbare bouwstenen voor een veilig ontwerp opleveren.
4. Een vierde probleem is de doorlooptijd van projecten. Het duurt vaak lang voordat fysieke infrastructuur wordt opgeleverd, er zijn forse sommen geld mee gemoeid en de houdbaarheid van de voorzieningen wordt gesteld op honderd jaar. Gedurende deze periode verandert er echter veel in de maatschappij. Kunnen we niet zo ontwerpen en bouwen dat projecten ‘veerkrachtiger’ worden en meer adaptief kunnen reageren op de maatschappij?
5. Een vijfde complicerende factor is menselijk: hoe ga je met elkaar om in een project? Uit diverse casestudies blijkt dat er projecten zijn waarbij opdrachtgever en opdrachtnemer tegenover elkaar staan in plaats van samenwerken, vanuit hun eigen rol, om een goed project op te leveren. Gelukkig zijn er ook projecten waarbij prettige menselijke verhoudingen leiden tot onverwachte doorbraken.

Deze opgave wordt opgepakt in het COB-project ‘Van object- naar systeemveiligheid.’ Vragen of dilemma’s op dit gebied vanuit de groepen ‘Hinderarm renoveren’ en ’Digitaal aantonen’ kunnen worden neergelegd bij c.q. worden besproken met de voorzitter van deze groep, Ron Beij.