Tietomallipohjaisen automaation kehittäminen rautatien maarakennustyöhön

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli määritellä rautatien maarakennustyön koneohjaukseen tarvittava toteutusmalli sekä kehittää perusteet tietomallipohjaiseen rakentamistyön laadunvalvontaan.

Rautatien toteutusmalli ja sen laaduntarkastusta kuvattiin maarakennustöiden laajuudessa täydentämällä tienrakentamisen alueella aiemmin tehtyä määrittelyä. Toteutusmallin suunnittelua kokeiltiin todellisissa rakennusprojekteissa. Rakennustyön tietomallipohjaisen laadunvalvonnan kehittämismahdollisuuksista tutkittiin laadunvalvonnan peruslähtökohtia, nykyisten koneohjausjärjestelmien toteumamittaustoimintoja sekä mahdollisuuksia kehittää tuotantoprosessiin ennakoiva ja sisäänrakennettu laadunohjausmenetelmä.

Rautatien maarakennustöiden toteutusmalli koostuu työtehtävän perus- ja tunnistetiedoista, mittalinjan geometriatiedoista, oleellisten rakennusosien kolmioiduista pintamalleista ja taiteviivaketjuista. Toteutusmallitiedostot nimetään tarkasti määritellyllä tavalla, joka mahdollistaa mallien mahdollisimman helpon löytämisen ja tunnistamisen. Mallit tallennetaan vastaavasti työssä määriteltyihin hakemistoihin. Taiteviivat ja rakennepinnat numeroidaan ja nimetään InfraBIM-nimikkeistöä noudatellen, mutta puutteiden osalta tarkemmin diplomityössä määritellyllä tavalla. Toteutusmalli voidaan kuvatulla laajuudella ja tarkkuudella tallentaa ja siirtää toteutusprosessiin tällä hetkellä avoimella LandXML-standardin mukaisella Inframodel2-formaatilla ja sen seuraavilla versioilla.

Maarakennustöiden laadunvalvonta perustuu pääsääntöisesti perinteiseen rakennekerrosten poikkileikkauksen mittaamiseen ja poikkeamien laskentaan 20 m välein. Tietomallipohjainen laadunvalvonta sisältää toteutusmallin laadunvarmistuksen, työmaan paikannusjärjestelmän ja koneohjausjärjestelmien seurantakalibroinnit, kerrosrakenteiden toteumamittaukset, poikkeamien laskennat ja vertailut toleransseihin. Perinteisiä toteumamittauksia erillismittausjärjestelmin voidaan tietomallipohjaisessa prosessissa vähentää. Kerrosrakenteiden toteumamittauksia voidaan tehdä koneohjausjärjestelmien toteumamittaustyökaluilla jopa automaattisesti. Järjestelmät kykenevät yhä enemmän kontrolloimaan sekä oman toimintansa tarkkuutta ja luotettavuutta että parantamaan maarakennustöiden laadunvalvonnan toimivuutta ja kattavuutta. Myös poikkeamien laskenta ja toleranssivertailu voitaisiin viedä havainnolliseen tietomalliympäristöön.