Bringing BIM to your railway projects
Photo: Jørg Westermann, Norsk Bane AS
3D-Export von Signalen, nachbearbeitet mit der Unreal-Spiele-Engine und im Kontext zur Überprüfung von Sichtungsproblemen dargestellt [mit Genehmigung von Norconsult Norge AS und Bane NOR]
© 2023 DVV Media Group GmbH , Artikel erschienen in «Signal und Draht», November 2023 (S. 16-26).
3D export of signals, post-processed using the Unreal gaming engine and shown in context for verification of sighting issues [with permission from Norconsult Norge AS and Bane NOR]
© 2023 DVV Media Group GmbH, Article published in «Signal und Draht», November 2023 (p. 16-26)
RC 2023.2 exporte désormais vos modèles au format IFC. Les formats d’exportation IFC les plus utilisés sont disponibles : IFC2x3, IFC4 et IFC4.3.
Il est désormais facile de faire correspondre les formules Lua entre les objets :
(1) Sélectionnez les objets qui ne contiennent pas les formules mises à jour…
(2) Vous pouvez vérifier dans le gestionnaire d’objets quels sont les résultats des formules actuelles (par exemple, des formules de “nom” différentes).
(3) …Exécutez la nouvelle commande RC-FaireCorrespondreLesFormules…
(4) …Sélectionnez ensuite un objet contenant les bonnes formules Lua.
(5) Vous pouvez à nouveau vérifier que tous les objets possèdent désormais les formules Lua correctes.
Créez des poste d’aiguillage pour votre signalisation, avec un contrôle total des paramètres d’enclenchement des itinéraires ferroviaires et des itinéraires de manœuvre, ainsi que de la présentation des tableaux.
Avez-vous déjà été ennuyé par des objets dont la valeur kilométrique est “NaN” (Not a Number) parce que la voie ou le fil de contact à laquelle / auquel ils appartiennent zigzague exactement à l’endroit où se trouve l’objet ? RailCOMPLETE 2023.2 calcule l’adresse linéaire des objets même dans de telles zones mortes, comme spécifié dans ISO 19148:2012. La valeur kilométrique est prise à partir du point d’inflexion de l’axe, puis RailCOMPLETE calcule un décalage longitudinal et latéral basé sur la direction de l’axe à l’approche du point d’inflexion.
Avec le nouveau débogueur de RailCOMPLETE version 2023.2, la programmation et le débogage du code Lua sont un jeu d’enfant ! Définissez des points d’arrêt, visualisez les valeurs des variables et voyez comment votre code Lua s’exécute – pas par pas.
RC 2023.2 exportiert Ihre Modelle jetzt in IFC. Die am häufigsten verwendeten IFC-Exportformate sind verfügbar: IFC2x3, IFC4 und IFC4.3.
Der Abgleich von Lua-Formeln zwischen Objekten ist jetzt ganz einfach:
(1) Wählen Sie die Objekte aus, die die aktualisierten Formeln nicht enthalten…
(2) Sie können im Objekt-Manager überprüfen, welche Ergebnisse die aktuellen Formeln haben (z.B. unterschiedliche ‘Name’-Formeln).
(3) …Führen Sie den neuen Befehl RC-AbgleichenDerFormeln aus…
(4) …Wählen Sie dann ein Objekt aus, das die richtigen Lua-Formeln enthält.
(5) Prüfen Sie noch einmal, ob alle Objekte nun die richtigen Lua-Formeln besitzen.
Erstellen Sie Stellwerke für Ihre Signalisierungsentwürfe, mit voller Kontrolle über die Parameter der Zug- und Rangierfahrstraßen und der Tabellendarstellung.
Haben Sie sich schon einmal über Objekte geärgert, die als Kilometerwert “NaN” (Not a Number) erhalten, weil das Gleis oder die Oberleitung, zu der sie gehören, genau dort Zickzack läuft, wo sich das Objekt befindet? RailCOMPLETE 2023.2 berechnet die lineare Adresse von Objekten auch in solchen toten Zonen, wie in ISO 19148:2012 festgelegt. Der Kilometerwert wird aus dem Knickpunkt der Strecke entnommen, und dann berechnet RailCOMPLETE einen Längs- und Querversatz auf der Grundlage der Richtung der Strecke, wenn sie sich dem Knickpunkt nähert.
Mit dem neuen Debugger in RailCOMPLETE Version 2023.2 ist das Programmieren und Debuggen von Lua-Code ein Kinderspiel! Setzen Sie Haltepunkte, zeigen Sie Variablenwerte an und sehen Sie, wie Ihr Lua-Code ausgeführt wird – Schritt für Schritt.
RC 2023.2 eksporterer nå modellene dine til IFC. De mest brukte IFC-eksportformatene er tilgjengelige: IFC2x3, IFC4 og IFC4.3.
Det er nå enkelt å matche Lua-formler mellom objekter:
(1) Velg de objektene som ikke inneholder de oppdaterte formlene…
(2) Du kan sjekke i Object Manager hva resultatene av de aktuelle formlene er (for eksempel ulike “navn”-formler).
(3) …Kjør den nye kommandoen RC-MatchFormulas…
(4) …Velg deretter et objekt som inneholder de riktige Lua-formlene.
(5) Kontroller igjen at alle objektene nå har de riktige Lua-formlene.
Opprett sikringsanlegg for dine signaldesign, med full kontroll over tog- og skifteveier, forriglingsparametere og tabellpresentasjon.
Har du irritert deg over objekter som får «NaN» (Not a Number) som kilometer-verdi fordi sporet eller kontaktledningen det tilhører går i sikk-sakk akkurat der objektet befinner seg? RailCOMPLETE 2023.2 beregner lineær adresse til objekter også i slike dødsoner, som spesifisert i ISO 19148:2012. Kilometer-verdien blir hentet i linjens knekkpunkt, og så beregner RailCOMPLETE en longitudinal og lateral offset ut i fra linjens retning på vei inn til knekkpunktet.
Med den nye debuggeren i RailCOMPLETE versjon 2023.2 blir programmering og feilsøking av Lua-kode en lek! Sett breakpoints, se variablers verdier og se hvordan Lua-koden utføres – steg for steg.
RC 2023.2 now exports your models to IFC. The most used IFC export formats are available: IFC2x3, IFC4 and IFC4.3.
Matching Lua formulas between objects is now made easy:
(1) Select the objects that don’t contain the updated formulas…
(2) You may check in the Object Manager what the current formulas’ results are (for instance – different ‘name’ formulas).
(3) …Run the new RC-MatchFormulas command…
(4) …Then select an object that has the right Lua formulas in it.
(5) You may check again that all objects now possess the correct Lua formulas.
Create interlockings for your signalling designs, with full control over train routes and shunting routes interlocking parameters and table presentation.
Have you been annoyed by objects that get “NaN” (Not a Number) as a kilometer value because the track or overhead contact line it belongs to zigzags exactly where the object is located? RailCOMPLETE 2023.2 calculates the linear address of objects also in such dead zones, as specified in ISO 19148:2012. The kilometer value is taken from the kink point of the line, and then RailCOMPLETE calculates a longitudinal and lateral offset based on the direction of the line as it approaches the kink point.
The new debugger in RailCOMPLETE version 2023.2 makes programming and debugging Lua code a breeze! Set breakpoints, view variable values and see how your Lua code executes – step by step.
Vi lever i en tid med rivende digital utvikling på alle fronter. I enkelte bransjer har dette gitt et skrikende behov for ny kompetanse, og nå også innenfor infrastruktur. Etter 14 år som elektriker med fagbrev valgte Kristine Jensen Wendt å satse på en videreutdanning ved Fagskolen Oslo som ville gi henne et fortrinn i arbeidslivet. Ettersom hun lenge har jobbet med jernbane falt valget på oss i RailCOMPLETE som samarbeidspartner i en av hennes skoleoppgaver.
«Å jobbe tett opp mot næringslivet innenfor min bransje er viktig og nyttig. Det er slik vi lærer mest om det som rører seg der ute. Heldigvis fikk jeg et tips av Bane NOR om å snakke med Claus Feyling i RailCOMPLETE, og det var rett og slett gull verdt. Ikke bare fikk jeg jobbet med en veldig god aktør i markedet – jeg fikk jo en privatlærer med på kjøpet!»
Kristin forteller at hun ikke bare lærte om selve modelleringen i samarbeidet med Claus, men også om krav og regler. «Mye av det han kan er ingeniørmat innen jernbaneprosjektering, så det var en spennende bonus å få med seg inn i både læringen og oppgaven.»
Nettopp det å lære mer og ikke minst få med seg noe mer av hva man faktisk kommer til å møte der ute, er noe av det viktigste med Fagskolen Oslos oppbygging. «Da vi startet opp dette studiet i 2008 var det fullt fokus på BIM-konstruksjon for bygg og mindre anlegg,» sier Steffen Øpstad Hamborg, BIM-faglærer ved Fagskolen Oslo. «Etter hvert har næringslivet gitt klare signaler på behovet ved andre retninger, og det er klart at det er viktig for oss å da se på nettopp dette.» Steffen har lang fartstid fra skolen og forteller om en utvikling og etterspørsel som bare vokser. «Strengt tatt kan du si at studiet først fokuserte mest på selve bygget gjennom BIM-konstruksjon, så alt som var inne i det gjennom BIM-Installasjon – og nå har vi rettet søkelyset på det utenfor gjennom BIM-Anlegg Infrastruktur. Det stilles stadig høyere krav til kompetanse fra byggherrenes side, og vi vil at studentene kan være med å besvare denne kompetansen.»
Denne etterspørselen prøver Steffen og de andre ved Fagskolen Oslo å møte. «Skolen vil alltid arbeide med å møte næringslivet og bransjens behov, derfor gjør vi vårt ypperste for å innføre nye løsninger og programvare som studentene vil tilegne seg i løpet av skoleåret.
Vi fokuserer på å undervise studenter slik at de leverer god kvalitet med høy nøyaktighet og kontroll over data, uavhengig deres fremtidig rolle i arbeidslivet.»
RailCOMPLETE er en løsning som kan bidra til dette i undervisningen og som er meget relevant i forhold til næringslivet. «At programvareleverandører strekker seg langt for å tilby gratis studentversjon og opplæring for sin BIM-programvare er veldig positivt for både oss og studentene» sier Steffen.
Kristine og de andre studentene kjenner på viktigheten av å være oppdatert på programvarefronten. «Jeg vil anbefale at man lærer litt om mange programmer for å være forberedt på hva man møter der ute» sier Kristine. «Det finnes så mange plug-ins og ulike måter å gjøre ting på, så det å få en bred erfaring med mange programmer er trolig en nøkkel for å kunne tilpasse seg det arbeidslivet vi kommer ut i.»
Claus Feyling er daglig leder i RailCOMPLETE og er tydelig på at samarbeidet med Fagskolen Oslo og Kristine Wendt har vært viktig for firmaet bak programvaren, Railcomplete AS. «Vi ønsker å komme i kontakt med skoler og studenter for at de skal kjenne vår programvare, kunne bruke denne og etterlyse denne når de kommer ut i arbeidslivet. Når ulike roller og fagdisipliner innenfor jernbane-BIM bruker RailCOMPLETE,vil arbeidet få en mye bedre samordning og arbeidsflyt, noe som igjen gir en mer effektiv arbeidshverdag.»
Railcomplete AS ønsker å nå bredere ut enn til Fagskolen Oslo «Derfor tilbyr vi nå rimelige studentlisenser til skoler over hele landet – send oss en e-post om dette er lyder interessant.» sier Claus Feyling
RailCOMPLETE har blitt utviklet siden 2014 i samarbeid med ledende norske rådgiverbedrifter og er nå en komplett verktøykasse for elektrodisiplinenes behov innenfor BIM.
Se firmaets visjon og produktvideoen.
We live in a time of rapid digital development on all fronts. In some industries, this has resulted in an urgent need for new expertise, and now also in infrastructure. After 14 years as a qualified electrician, Kristine Jensen Wendt decided to pursue a further education programme at a professional education institution, Oslo Fagskole, which would give her an edge in the workplace. As she has worked with railways for a long time, she chose us at RailCOMPLETE as her partner for one of her school assignments.
“Working closely with the business community in my industry is important and useful. That’s how we learn the most about what’s going on out there. Fortunately, I got a tip from Bane NOR to talk to Claus Feyling at RailCOMPLETE, and that was simply worth its weight in gold. Not only did I get to work with a very good player in the market – I got a private tutor in the bargain!”
Kristin says that she not only learned about modelling in her collaboration with Claus, but also about requirements and rules. “A lot of what he knows is engineering food in railway design, so that was an exciting bonus to bring into both the learning and the assignment.”
One of the most important aspects of the structure of the school, Oslo Fagskole, is to learn more and, not least, to experience more of what you will actually encounter out there. “When we started this programme in 2008, there was full focus on BIM construction for buildings and small facilities,” says Steffen Øpstad Hamborg, BIM subject teacher at Oslo Fagskole. “Over time, industry has given clear signals of the need for other specialisations, and it’s clear that it’s important for us to look at this.” Steffen has a long history with the school and talks about a development and demand that is only growing. “Strictly speaking, you could say that the programme first focused mostly on the building itself through BIM Construction, then everything that was inside it through BIM Installation – and now we have focused on the outside through BIM Infrastructure. There are ever-increasing demands for expertise from clients, and we want the students to be able to help respond to this expertise.”
Steffen and the others at Oslo Fagskole are trying to meet this demand. “The school will always work to meet the needs of business and industry, so we do our utmost to introduce new solutions and software that students will acquire during the school year.
We focus on teaching students to deliver good quality, high accuracy and control over data, regardless of their future role in the labour market.”
RailCOMPLETE is a solution that can contribute to this in teaching and is highly relevant to the business world. “The fact that software suppliers go to great lengths to offer free student versions and training for their BIM software is very positive for both us and the students,” says Steffen.
Kristine and the other students recognise the importance of being up to date on the software front. “I would recommend that you learn about a lot of programmes to be prepared for what you encounter out there,” says Kristine. “There are so many plug-ins and different ways of doing things, so getting a broad experience of many programmes is probably a key to being able to adapt to the working life we’ll be entering.”
Claus Feyling is the general manager of RailCOMPLETE and is clear that the collaboration with Oslo Fagskole and Kristine Wendt has been important for the company behind the software, Railcomplete AS. “We want to get in touch with schools and students so that they are familiar with our software, can use it and request it when they enter the professional market. When different roles and disciplines within railway BIM use RailCOMPLETE, the work will have a much better coordination and workflow, which in turn provides a more efficient working day.”
Railcomplete AS wants to reach out beyond the Oslo Fagskole “That’s why we now offer affordable student licences to schools all over the country – send us an email if this sounds interesting.” says Claus Feyling.
RailCOMPLETE has been developed since 2014 in collaboration with leading Norwegian consulting companies and is now a complete toolbox for the needs of the electrical disciplines within BIM.
See the company vision and product video.
IFC Rail 4×3
Building Smart International er en organisasjon som standardiserer utvekslingfsormat for byggebransjen. I de senere årene har de utvidet spekteret fra bygninger til langstrakte prosjekter: vei, bro, tunnel og jernbane.
Railcomplete AS har siden 2020 vært fast medlem av standardiseringskomitéen for IFC Rail 4×3 Alignment With Cant. Komitéen har tatt frem krav til utveksling av linjeobjekter. Dette innebærer presise matematiske beskrivelser for horisontalgeometri, vertikalprofil og overhøydeprofil. Det er også blitt arbeidet med å definere hvordan den presise matematiske beskrivelsen skal omsettes til 3D-geometri.
Formålet er å kunne utveksle ikke bare hvordan jernbanespor ser ut i 3D, men også hvordan de er definert innvendig. På denne måten blir det mulig for en moderne IFC-viewer å vise en posisjon ikke bare som XYZ koordinater, men også som spornavn og kilometer-verdi mens man beveger seg omkring i en IFC jernbanemodell.
BSI har organisert en «gaming event» i Roma den 28 mars 2023, i forbindelse med BSI-konferansen 27-30 mars 2023. Formålet er å signalisere til verden at IFC Rail 4×3 er klar til bruk.
Seks programvareprodusenter stiller opp
Det er seks programvareprodusenter som har stilt sine produkter til rådighet, deriblant de tre norske Railcomplete (editoren RailCOMPLETE®), Novapoint Norway (editor en Novapoint®) og Catenda (BIM collaboration tool).
| Tool type | Organisation | Tool for the game | Type |
| Authoring (editor) | ACCA | usBIM Infra | Desktop |
| Autodesk | Civil3D 2023.2 with IFC4.3 update | Desktop | |
| RailCOMPLETE | RailCOMPLETE with IFC Rail 4×3 alpha | Desktop | |
| SierraSoft | SierraSoft Rails | Desktop | |
| Sogelink | Georail | Desktop | |
| Trimble | Trimble Quadri & Novapoint Railway | Desktop | |
| Validator or Viewer | ACCA | usBIM.ids | Web |
| buildingSMART | bSI Validation Service | Web | |
| Catenda | Catenda Hub | Web | |
| ODA | Open IFC Viewer | Desktop | |
| RDF | Geometrical check + IFC validation | Desktop | |
| The Hard Code | IDS checker + editor, IFC checker | Web |
Seks deltagerlag
Deltagere fra mange europeiske jernbaneforvaltninger, samt fra noen enkelt-bedrifter, har meldt seg på.
Seks lag blir satt sammen slik at hvert lag får en jevn sammensetning av erfarne og mindre erfarne brukere. Deretter vil verktøyene ved loddtrekning tilordnes de enkelte lagene. Lagene får en kort introduksjon av «sin» verktøyleverandør.
Oppgavebeskrivelsen – Challenge STN01 – Station 01
Til den fastsatte opppgaven får lagene tre timer på seg til å lage en enkel jernbanemodell, skrive den ut i IFC Rail 4×3 format, validere IFC-filen, og til sist vise den i en IFC viewer.
Oppgaven består i å lage et jernbanespor i horisontalplanet og i vertikalplanet, med varierende overhøyde, og der det settes inn to lys-signaler langs sporet. Sporets kilometerangivelser skal defineres korrekt, og lys-signalene skal plasseres på de angitte kilometer-verdiene.
IFC-filen som skal produseres skal inneholde disse elementene:
Figur 1: RailCOMPLETE kombinerer Business logic (matematisk formulering) og 3D-geometri i én og samme editor
Figur 2: Alignment Manager brukergrensesnitt i RailCOMPLETE – Horisontalgeometri
Figur 3: Alignment Manager brukergrensesnitt i RailCOMPLETE – Vertikalprofil
Figur 4: Alignment Manager brukergrensesnitt i RailCOMPLETE – Overhøyde (Cant)
Og vinneren er…
Dommerpanelet vil bedømme innsats og resultat ut ifra det enkelt lags forutsetninger og det enkelte verktøys modenhet. Dommerpanelet vil kontrollere at de påkrevde elementene i IFC-filen er til stede, med korrekte / fornuftige verdier.
Det venter ære og berømmelse til laget som utpekes som vinner – men hovedvinneren er selve prosessen: Vi gjør sammen en demonstrasjon av at IFC Rail 4×3 omsider har kommet ut av dvalen og er blitt til en realitet.
Veien videre – Model View Definition
IFC er et svært rikt språk og har derfor mange ulike måter å uttrykke det samme konseptet på. For å sikre at ulike verktøyprodusenter forstår IFC-formuleringer på samme måte, slik at datautveksling mellom dem ikke gir tap av informasjon, så arbeides det for tiden med såkalte MVD: Model View Definition. Dette er et regelsett som avsender og mottager skal benytte når IFC-filer lages og når IFC-filer kontrolleres. En gitt jernbaneforvaltning, for eksempel franske SNCF, vil publisere sin egen MVD, som angir alle forventninger og tolkninger som de legger til grunn for IFC datautveksling for sitt franske jernbanenett. Dette vil sikre konsistens over tid mellom dataverktøy.
Se også…
https://www.buildingsmart.org/
https://www.buildingsmart.org/standards/rooms/railway/ticket-to-openbim/
Rome Game Event Tool Providers
https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/
IFC Rail 4×3
BuildingSMART International (BSI) is a standardisation organisation for exchange formats for the construction industry. In recent years, it has expanded its focus from buildings to road and railway projects, including bridges and tunnels.
Railcomplete AS has been a permanent member of the standards committee for Alignments With Cant of the IFC Rail 4×3 standard since 2020. The committee has developed specifications for the exchange of alignment objects, generating accurate mathematical descriptions for horizontal geometry, vertical profile and cant profile. Work has also been carried out to define the rules for translating a precise mathematical description into 3D geometry.
The aim is to be able to exchange not only the appearance of the tracks in 3D, but also the way they are defined internally. It will thus be possible for a modern IFC viewer to display a position not only in XYZ coordinates, but also in the form of a track name and a mileage value, while moving around in an IFC railway model.
During the International Standards Summit, which will be held from 27 to 30 March 2023 in Rome, BSI is organising a Serious Game event to show that the IFC Rail 4×3 standard is ready for use.
Six software producers will be present
Six software companies made their products available, including three Norwegian companies: Railcomplete (publisher RailCOMPLETE®), Novapoint Norway (publisher Novapoint®) and Catenda (BIM collaboration tool).
| Tool type | Organisation | Tool for the game | Type |
| Authoring (editor) | ACCA | usBIM Infra | Desktop |
| Autodesk | Civil3D 2023.2 with IFC4.3 update | Desktop | |
| RailCOMPLETE | RailCOMPLETE with IFC Rail 4×3 alpha | Desktop | |
| SierraSoft | SierraSoft Rails | Desktop | |
| Sogelink | Georail | Desktop | |
| Trimble | Trimble Quadri & Novapoint Railway | Desktop | |
| Validator or Viewer | ACCA | usBIM.ids | Web |
| buildingSMART | bSI Validation Service | Web | |
| Catenda | Catenda Hub | Web | |
| ODA | Open IFC Viewer | Desktop | |
| RDF | Geometrical check + IFC validation | Desktop | |
| The Hard Code | IDS checker + editor, IFC checker | Web |
Six teams
The participants come from various European railway administrations and service companies.
Six teams will be formed. Each team will be a balanced mix of novice and experienced users. Tools will be allocated to each team by lottery and each team will receive a short introduction from “their” tool provider.
Description of Challenge STN01 – Station 01
From the dataset provided, teams will have three hours to create a simple railway model, print it in IFC Rail 4×3 format, validate the IFC file and finally display the railway model in an IFC viewer.
The railway track proposed for this challenge has horizontal and vertical curves and variable superelevation. Two optical signals are to be inserted along the track. The track mileage must be correctly defined, and the optical signals must be placed at specified mileage points.
The IFC file produced shall contain the following elements:
– Identification of the software and its publisher.
– Identification of the company and the employee carrying out the project.
– Name and version of the project.
– Coordinate Reference System.
– Mathematical description of the track alignment in terms of horizontal geometry, vertical profile and cant (superelevation).
– Mathematical description of the linear placement of the two optical signals, with a specified lateral and vertical offset from the track alignment.
– 3D version of the model content. The organising committee dictates the appearance of the optical signals; each supplier is responsible for the 3D appearance of the track.
Figure 1: RailCOMPLETE combines business logic (mathematical formulation) and 3D geometry in a single editor
Figure 2: The Alignment Manager user interface in RailCOMPLETE – Horizontal Geometry
Figure 3: The Alignment Manager user interface in RailCOMPLETE – Vertical profile
Figure 4: The Alignment Manager user interface in RailCOMPLETE – Cant (superelevation)
And the winner is…
The jury will evaluate the effort and the result according to the team and the maturity of the tool used. The jury will check that the required elements are present in the IFC file, and that their values are correct.
Honour and glory await the winning team – but the first winner is the process itself: together we will have demonstrated that the IFC Rail 4×3 standard has become a reality.
The way forward – Model View Definition
The IFC language is extremely rich and therefore there are many ways to express the same concept. To ensure that there is a common understanding of IFC formulations, so that the exchange of data between partners does not result in loss of information, work is underway to specify the Model View Definition (MVD). This is a set of rules to be used by the sender and receiver when creating and checking IFC files. A particular railway administration, such as SNCF, will publish its own MVD, which will specify all the expectations and interpretations it applies to the exchange of IFC data for its own railway network. This will ensure consistency over time between data tools.
See also…
https://www.buildingsmart.org/
https://www.buildingsmart.org/standards/rooms/railway/ticket-to-openbim/
Rome Game Event Tool Providers
https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/
