SmartFlow möjliggör en digital tvilling

Information om infrastrukturen för järnväg och vägar är viktig för många aktörer. Det kan till exempel vara information kring drift och underhåll, underlag vid ombyggnationer, kartproduktion, navigering och trafikstyrning. Informationen behöver alltid vara aktuell, korrekt och fullständig för att vara användbar, idag används ofta begreppet ”digital tvilling” för att beskriva informationen i register där datan lagras.

Det genereras stora mängder data i samband med byggnation av infrastruktur, oftast i form av BIM-modeller. Inventering av befintliga anläggningar, manuellt eller automatiserat, ger ytterligare och betydande bidrag till registren. Dessa data tenderar av olika skäl att bli kvar i de system som används då data skapas trots att det många gånger är av värde att använda dessa data i andra verksamheter.

SmartFlow projektet

Mellan september 2020 och december 2021 drev Triona det av Vinnova/InfraSweden finansierade forskningsprojektet SmartFlow, tillsammans med behovsägarna Trafikverket och Statens vegvesen. Utöver Triona var även Trimble och Ramboll parter i projektet.

Ansatsen i projektet var att utifrån etablerade internationella standarder utveckla en lösning - SmartFlow Server - vilken omvandlar data från infrastrukturprojekt och från inventering av befintlig anläggning till användbar information för olika aktörer och syften. Resultatet blir en digital tvilling med data avseende trafiknät- och dess tillhörande anläggningar. I figuren ovan visas principen för dataflödet i SmartFlow. Etablerade standarder, både formella (ex. ISO, CEN) och de-facto standarder framtagna av branscher, är en förutsättning för effektiva integrationer och utbyten av data mellan olika system och parter som det dataflöde SmartFlow hanterar. Parter kan vara t.ex. infrastrukturägare som trafikverk och kommuner, entreprenörer, konsulter eller andra aktörer inom byggande, drift och underhåll.

Standarder ger effektiva integrationer

De standarder som användes, vilka lägger grunden för effektiva integrationer, främst World Wide Web Consortiums (W3C:s) standarder för Länkade data och Semantisk webb. Dessa standarder är framtagna för att bidra till syntaktisk och semantisk interoperabilitet, dvs förmågan att kunna utbyta data mellan informationssystem med en entydig och överenskommen innebörd. För BIM-modeller användes standarden IFC (ISO 16739-1:2018) och för data från inventering . För hantering av metadata om datamängder användes standarden DCAT kompletterad med tillägget GeoDCAT-AP.

För att tekniskt verifiera lösningen definierades i projektet ett antal testfall tillsammans med Trafikverket och Statens Vegvesen.  , t.ex data om broar, vägtrummor, vägräcken och belysningsstolpar m.m. För svenska testfall användes även klassifikationssystemet CoClass som ett sätt att ensa de olika begreppsvärldarna som förekom i testfallen. För norska testfall användes primärt datakatalogen från Nasjonal vegdatabank som gemensam begreppsvärld.

Teknisk lösning

Den tekniska lösningen utvecklades som en web- och serverplattform, vilken togs fram med hjälp av C#/Microsoft.NET och det öppna programbiblioteket dotNetRDF.

Funktionalitet för åtkomst, bearbetning och lagring av data och metadata enligt W3C:s standarder, hanteras av grafdatabasen GraphDB. Andra viktiga komponenter i lösningen var BIM-Viewer från Trimble för 3D-visualisering av BIM-modeller samt ThinkGeo för kartvisualisering.

Driften baseras på molntjänsten Microsoft Azure.

Värdefullt resultat

Projektet har visat att en lösning som SmartFlow kan komma att vara mycket användbar. Utvecklingen är snabb både när det gäller BIM och inventering av befintliga anläggningar, till exempel med hjälp av AI. Hos infrastrukturägarna hanteras ofta data i flera så kallade ”silo-system”, vilka är specialiserade mot olika områden där de datastrukturer och begrepp som används är unika för respektive system. Traditionellt har datautbyte till och från dessa silo-system utförts med hjälp av unika lösningar.

W3C:s för länkade data och semantisk web ger stora möjligheter att hantera dessa dataflöden på ett generellt plan (d.v.s. exakt det som teknologierna är gjorda för):

• SmartFlow fungerar bra för automatiska översättningar mellan olika standarder, vokabulärer och strukturer/informationsmodeller, d.v.s. för översättningar mellan olika informationsstrukturer, till exempel mellan IFC och den interna strukturen i ett förvaltningssystem, för t.ex. drift och underhåll, trafikinformation och trafikledning m.m.
• SmartFlow medger att begrepp och begreppssamband i hög grad kan beskrivas där domänkunskapen finns, dvs i verksamheten, i stället för att “gömmas” i olika informationssilo-system.
• Standarder för BIM är en nödvändighet för att effektivt kunna tillgodogöra sig data från infrastrukturprojekt.

Därmed ges förutsättningar för en att skapa och arbeta med gemensamma datakällor (masterdata) på ett effektivt och kvalitetssäkrat sätt för infrastrukturens hela livscykel.

Vitboken för länkade öppna data beskriver på svenska grunderna i W3C:s teknologier för länkade data/semantisk web och dess fördelar.

Resultatet av SmartFlow är utförligt beskrivet i slutrapporten från projektet, vilken finns på InfraSwedens hemsida.

Vägen vidare

Både Trafikverket och Statens vegvesen har tagit beslut om att arbeta vidare med resultatet från SmartFlow. Målen är att genomföra ytterligare tester, gradvis öka kunskapen och medvetenhet i dessa organisationer om standarder och teknologier samt att börja införandet av denna typ av lösning för datautbyte till-och-från den egna organisationen. På kort sikt togs följande initiativ;

• Trafikverket arbetar vidare med teknologier och lösningar i ett flertal olika sammanhang, bland annat med kravställning inför leveranser enligt IFC-standarden där data ska transporteras till ett flertal olika informationssystem för vägar, järnvägar, brokonstruktioner, installationer mm.
• Statens Vegvesen arbetar med en Proof-Of-Concept som benämns ”Felles infrastruktur for dataomforming”, vilket är en generell hantering av dataleveranser från Nasjonal Vegdatabank.

Länkar om projektet: 

• Vinnova 
• InfraSweden