University of Oulu

Ruoppauksen tietomallipohjaisen automaation kehittäminen

Saved in:
Author: Virtanen, Henna1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Mechanical Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.3 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201403151208
Language: Finnish
Published: Oulu : H. Virtanen, 2014
Publish Date: 2014-03-17
Physical Description: 87 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Heikkilä, Rauno
Reviewer: Heikkilä, Rauno
Description:

Tiivistelmä

Diplomityön tavoitteena oli kehittää vesiväylähankkeiden ja ruoppauksen tietomallipohjaista toimintaprosessia ja tiedonsiirtoa. Osatavoitteena oli kokeilla aiemmin tehtyä toteutusmallimäärittelyä ruoppauksen koneohjauksessa sekä päivittää määrittelyä kokeilussa tehtyjen havaintojen pohjalta. Toisena osatavoitteena oli selvittää tietomallipohjaisen laadunvalvonnan kehittämismahdollisuuksia ruoppausalalla.

Toteutusmallimäärittelyä kokeiltiin Helsingin Länsisataman ruoppaushankkeessa. Koneohjauskokeilua varten muodostettiin kolmioverkkopintamalli, jolla määritettiin satamasta poistettavan saven tavoitepinta. Ruoppauksen tietomallipohjaisen laadunvalvontamenetelmän perustana ja vertailukohtana käytettiin tie- ja katurakentamiseen tehtyä mallipohjaista laadunvalvontamenettelyn ohjetta. Lisäksi tilaajilta ja urakoitsijoilta kerättiin tietoja määrittelyn avuksi. Toteumamallin lisäksi määriteltiin yleispiirteisesti ylläpitoaineiston tietosisältöä.

Toteutusmallimäärittely havaittiin ruoppauskokeilussa toimivaksi. Koneohjaus toimi suunnitellulla tavalla virheettömästi. Kehittämisen tarvetta havaittiin siirrettävien tietojen nimeämisessä. Alkuperäisessä määrittelyssä toteutusmallilla tarkoitettiin kaikkea toteutukseen vaadittavia mallipohjaisia tietoja. Selkeyden vuoksi toteutusmallin tulisi sisältää ainoastaan väylän tai satama-altaan suunnitellut rakennepinnat. Kaikki toteutukseen tarvittavat mallipohjaiset ja muut aineistot nimettiin toteutusaineistoksi.

Toteumamallin nimeämisessä todettiin tärkeäksi noudattaa samaa periaatetta kuin toteutusmallissa. Tie- ja rautatierakentamisessa toteumamalli tällä hetkellä määritellään suunnitelmavirheistä korjatuksi suunnitelmamalliksi. Ruoppausalalla toteumamalli määritellään yleisesti toteutetun pohjan kaikuluotaamalla mitatuksi malliksi. Toteuma-aineisto sisältää toteumamallin lisäksi alueen havaitut maalajitiedot, lohkareisuustiedot, louhittujen alueiden sijainnit, kokemusperäiset tiedot ja muut aineistot. Ylläpitoaineistoa tarvitaan väylien ylläpidossa sekä alueella tehtävien myöhempien ruoppausten yhtenä lähtötietona. Ylläpitoaineisto sisältää pohjan luodatun pintamallin, maalajitiedot, lohkareisuustiedot, louhittujen alueiden sijainnit sekä muut kokemusperäiset tiedot.

Edistykselliset ruoppausurakoitsijat kykenevät nykyisillä järjestelmillään ja osaamisellaan hyödyntämään tietomalleja sujuvasti ja tehokkaasti. Tilaajien tarpeita ja mahdollisuuksia tietomallipohjaiseen toteutuksen ja toteumien seurantaan tulisi kehittää esimerkiksi sopivaa pilvipalvelumenettelyä käyttäen. Kaikuluodatut toteumamallit voidaan tallentaa tilaajan nykyisiin rekistereihin, joissa on havaittu erilaisia jatkokehitysmahdollisuuksia.

see all

Development of model-based automation for dredging

Abstract

The goal of this master’s thesis was to develop the model-based process and information transfer of fairway and dredging projects. The first specific objective was to test the earlier made definition of as-planned model in dredging machine monitoring systems. Based on this test the goal was to update the first definition of as planned model. The second specific objective was to examine the development possibilities of model-based quality management in dredging industry.

The first definition of as-planned model was tested at the dredging of West Harbour in Helsinki. For the machine monitoring test was created a 3D triangle mesh surface model that defined the target level of polluted clay removal. When defining the model-based quality management in dredging the model-based quality management instruction for road and street construction was used for basis and comparison. Information was also collected from the subscribers and contractors to back up the as-built model definition. Addition to as-built model definition the information contents maintenance material was generally defined.

In the machine monitoring test the as-planned definition was detected to work functional. Machine monitoring worked flawlessly as planned. The need for improvement was though detected in the naming of the conveyable files. In the original as-planned definition the as-planned data meant all the data needed for execution. To clarify naming in the future it’s suggested that as-planned model only consists of the structural surfaces of the fairway or harbour. The rest of the model-based and other materials should be named as as-planned material.

It was detected that when naming the as-built model the same rules should be followed as when naming the as-planned model. At road and railway construction as-built model is at this moment defined as a design model which is corrected with the design mistake. At the dredging industry this is not accurate and overall as-built model is defined as the actualized seafloor model detected by Multibeam acoustic surveying. The as built materials should consists of as-built model, detected soil type information, boulder information, the locations of blasted areas, experiential information and other files. The maintenance material is needed when up keeping the fairways and as start-up information for later dredging works in the same area. Maintenance material consists of the seafloor model detected by Multibeam acoustic surveying, soil type information, boulder information, the locations of blasted areas and experiential information.

Advanced dredging contractors are able to use their existing systems and know-how to for utilizing information models proficiently and effectively. The subscribers’ needs and opportunities in the model-based execution should be developed further for example using a suitable cloud service. Echo sounded as-built models can be stored in to existing registries of the subscriber but there were founded different development possibilities.

see all

Subjects:
Copyright information: © Henna Virtanen, 2014. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.