Esri draagt met digital twin bij aan duurzaamheid en veiligheid Utrecht Centraal

Esri Nederland biedt met een innovatiesprint een praktische kennismaking met digital twins en mogelijkheden ervan om kansen op onder andere het gebied van duurzaamheid, veiligheid en ontwerp te ontdekken. Een van de eerste innovatiesprints is onlangs in samenwerking met ProRail uitgevoerd. Het doel hierbij was niet de oplossing vinden voor een specifiek probleem, maar om verrast te worden door de vooralsnog onbenutte mogelijkheden van (geografische) data en digital twins.

In de innovatiesprint zijn beide partijen aan de slag gegaan met de bestaande datasets uit verschillende bronnen om te verkennen welke mogelijkheden er zijn voor verschillende toepassingen van deze gegevens. ProRail verzamelt als spoorbeheerder heel veel data van alle assets op en om het spoor en stelt deze ook beschikbaar in Esri’s Levende Atlas, de database voor locatiedata die vrij toegankelijk is. Een volgende stap is het ontwikkelen van een digital twin van het spoor en de omgeving van het spoor.

3D-mesh van Utrecht

De dataset ‘3D-mesh van Utrecht’ is ontwikkeld door Kavel10, dat door middel van luchtfotografie een gebied nauwkeurig in beeld brengt en een fotorealistische 3D-weergave realiseert. Deze data diende als uitgangspunt van de innovatiesprint om gedurende een week verschillende scenario’s uit te werken. De 3D-mesh is aangevuld met asset-informatie die beschikbaar is in de Levende Atlas, zodat deze informatie eenvoudig is op te vragen. Drie thema’s stonden centraal: het vergroten van de duurzaamheid, het verhogen van de veiligheid, en het maken van integrale ontwerpbeslissingen.

Niels van der Vaart, manager innovatie en portfolio-ontwikkeling bij Esri Nederland: “Meestal werken we vanuit een concreet vraagstuk aan een oplossing waarbij geografische data een ondersteunende rol speelt. In deze innovatiesprint is de insteek andersom: uitzoeken wat mogelijk is als we al die beschikbare informatie visualiseren en analyseren. Met de uitkomsten van de innovatiesprint kunnen de deelnemers langs hun collega’s bij ProRail van duurzaamheid, stationsbeheer en verkeersleiding, om hen te inspireren en te kijken waar een digital twin daadwerkelijk waarde kan toevoegen en welke prioriteiten er zijn om dit toe te passen.”

Duurzaamheid

ProRail wil toewerken naar energieneutrale stations. Op meerdere stations, waaronder Utrecht Centraal, zijn daarvoor op de daken van de perrons, traversen en fietsenstallingen al zonnepanelen geplaatst. Om te ontdekken waar nog meer zonnepanelen geplaatst kunnen worden om de duurzaamheidsdoelstellingen te behalen, is een hoogtemodel gebruikt en op basis daarvan een zonnepotentie-analyse gemaakt. Hierbij is niet alleen rekening gehouden met de oriëntatie en ligging van de vlakken, maar ook met de objecten eromheen en de schaduw daarvan.

Door de zonnestand te simuleren in het model is in een oogopslag duidelijk waar de meeste winst is te behalen. Zo bleek onder meer dat de overdekte trappen aan de zuidkant van het station een hoge zonnepotentie hebben. Het model staat toe om gelijk de beschikbare oppervlakte te meten, zodat meteen duidelijk is hoeveel zonnepanelen eventueel geplaatst kunnen worden.

Veiligheid

Tijdens de innovatiesprint stond binnen het thema veiligheid de machinist centraal. Bij het plaatsen van seinen is het belangrijk dat de machinist deze op tijd kan zien. In het uitgebreide 3D-model is een interactieve zichtanalyse uit te voeren. Hierin is via kleuren duidelijk te maken wat wel en niet zichtbaar is voor de machinist tijdens een volledig af te leggen traject. Zo zijn met deze digital twin ontwerpbeslissingen beter te maken om de veiligheid op en rondom het spoor te verbeteren.

Een ander aspect is drukte op perrons. Mensen moeten zich, ook bij grote drukte, veilig kunnen verplaatsen. Op verschillende perrons worden tellingen gedaan en die aantallen zijn in de digital twin te visualiseren in bijvoorbeeld grotere en kleinere bollen, en met kleuren. Door op deze manier datastromen realtime te visualiseren, krijgt ProRail een duidelijk beeld van de hoeveelheid mensen die zich verplaatsen. En kan er geanticipeerd worden als dat nodig is. Crowd management wordt op die manier veel efficiënter en effectiever ingezet. Ook kan deze informatie bijdrage aan het optimaliseren van de inrichting van de perrons.

Ontwerp

Het hoofdkantoor van ProRail, De Inktpot in Utrecht, kreeg tijdens de kunstmanifestatie Panorama 2000 een UFO op het dak. Er is besloten deze daar te houden. Het kan handig zijn om bij het ontwerpen van een gebouw of het herinrichten van de omgeving te weten wat vanaf waar zichtbaar is. In deze digital twin zijn zichtlijnen aan te brengen om te achterhalen vanaf waar de UFO te zien is.

Maar ook voor het inpassen van een ontwerp in de omgeving kan een 3D-mesh verrijkt worden met BIM-modellen. Door een doorsnede te maken van een gebouw kun je door het gebouw heen kijken en is de inrichting van De Inktpot weer te geven. Op die manier wordt een BIM-bestand in context geplaatst, waardoor binnenruimte en buitenruimte een geheel vormen.

“Innovatiesprints bieden een startpunt voor innovatie, waarin de geografische benadering een cruciale rol speelt. De geografische data brengt verschillende inzichten samen, en dat biedt ruimte voor experimenten. Dé digital twin bestaat ook niet, het is een dynamisch iets waardoor we er juist zoveel kanten mee op kunnen. Elke opgave is uniek zoals blijkt uit bovengenoemde voorbeelden. Het unieke van locatie data is dat die losse digital twins te koppelen zijn, zodat we ook grensoverstijgend te werk kunnen gaan en heel Nederland of zelfs nog meer aan elkaar kunnen linken en verbanden kunnen leggen. Middels een innovatiesprint krijg je al snel zicht op de mogelijkheden; het levert in korte tijd veel resultaten op die je verder kan uitwerken”, aldus Van der Vaart.