Klimatanpassning av järnvägsinfrastruktur i urbana miljöer

Syftet med projektet är att säkerställa en robust, säker och motståndskraftigt järnväg i urbana miljöer utsatta för framtida klimatförändringar.

För stadsplanering är det viktigt att undersöka "Hur klimatförändringar kan påverka framtida investeringsplaner för byggande, drift och underhåll av stadsjärnvägsnät för att säkerställa en hållbar stadsutveckling?" och "Vilka kommer att krävas policyer och åtgärder inom design, konstruktion, drift och underhåll för att säkerställa robust och motståndskraftig drift för att anpassa sig till klimatförändringarna för kort- och långsiktiga scenarier?", och "Vilka är de förväntade utmaningarna relaterade till företag och styrning för klimatanpassning av byggd miljö?”.
Målet med projektet är att förbättra motståndskraften hos stadsjärnvägsinfrastruktur från ogynnsamma framtida klimatförhållanden genom att implementera en klimatanpassningsstrategi i design, konstruktion, drift och underhåll. Syftet kommer att uppnås genom att utveckla en lösning som integrerar stadsjärnvägsinfrastruktur med klimatförändringsmodeller och satellitbilder och klimatdata. Det finns också ett behov av att använda ny teknik, t.ex. digitalisering, och AI och satellitteknik för att stödja stadsplanerare och transportförvaltningsbyråer att identifiera och implementera nödvändig anpassningsplanering för stadsjärnvägsinfrastruktur.
Detta projekt tar upp följande kortsiktiga mål:

• Bättre förståelse för klimatpåverkansmekanismen, orsakssamband och trendprognoser för klimatförändringar för stadsjärnvägsnät
• Utveckla en robust lösning för stadsjärnvägsinfrastruktur genom att integrera klimatförändringsmodeller och satellitdata i drift- och underhållsplanen
• Utveckla kostnadsnyttoanalyser för klimatanpassning av stadsjärnvägar
• Klimatförändringsrisk- och sårbarhetsanalyser för stadsjärnvägsnät
• Skala upp projektet och bygg projektkonsortium internationellt genom att samarbeta med olika länder och intressenter för att attrahera finansiering från EU:s ramverk, Horizon Europe, etc.

Den långsiktiga effekten av projektresultaten är:

• Underlätta medvetenheten om klimatförändringarnas effekter och integrera utvecklade lösningar för att underlätta ekonomi och affärsmodeller
• Stärka forskningen inom hållbar byggd miljö. på nationell nivå och EU-nivå
• Stärka samarbetet mellan olika stadsplanerare, transportexperter och samhällen som är intresserade av klimatförändringarnas effekter på medborgarnas liv
• Förbättra motståndskraften hos stadsjärnvägsnäten genom klimatanpassning
• Underlätta ändring och utveckling av nationell policy och reglering.

Metodiken som implementerats i projektet kan ha betydande effekter med mer än 10 % minskning av störningar på grund av klimatet och 5-10 % drift- och underhållskostnader på grund av det tidiga larmsystemet (exklusive den andrahandssamhälleliga kostnaden).

WP1: Projektledning

Denna WP består av projektledning, interna och externa uppföljningar, samordning av uppgifter, anpassning av resultat, och upprättandet av ett korrekt kvalitetssystem säkerställer att målen för projektet kommer att uppnås.

WP2: Datainsamling och förbearbetning

Denna WP behandlar insamling av olika data såsom underhållsdata för järnvägsinfrastruktur, järnvägsstation och dräneringssystem och metrologisk data behöver samlas in för tre fallstudier sedan 2000. Dessutom kommer intervjuer och frågeformulär att distribueras till experterna och samhället. Sammantaget kommer vi att följa Living Labs tillvägagångssätt för datainsamling, experiment och utvärdering av denna lösning.

WP3: Klimatförändringar och extrema väderhändelser för urban infrastruktur

Denna WP syftar till att beskriva klimatförändringseffekter som är relevanta för stadsjärnvägssystem. SMHI undersöker intern variabilitet i temperatur- och nederbördtrender i flera decennier. Två scenarier kan utformas som kort och lång sikt, till exempel 2020-2049 och 2071-2100.

WP4: Tillståndsbedömningsmetod för deformationer

Anpassa InSAR-teknik (Interferometric Synthetic Aperture Radar) för järnvägsinfrastruktur för att kontinuerligt upptäcka deformationer med hjälp av radarbilder tagna av satelliter som kretsar runt. Men också, hur deformation över ett större område påverkar järnvägen och hur den kan detekteras med andra datainsamlingsmetoder med LiDAR (Light Detection and Ranging) och GNSS (Global Navigation Satellite System).

WP5: Klimatförändringar inducerade förändringar i strukturellt beteende på grund av förändringar i snölaster

Omfattningen av denna WP är att mäta och bedöma effekten av förändringar i snöfall på befintliga strukturer. Planen är att mäta snölasten på tak, jämföra den med befintliga föreskrifter och använda data för att utvärdera påverkan på det strukturella beteendet. Data kan vidare användas för att generera prediktiva modeller för strukturell prestanda genom att integrera den i en digital tvilling av strukturen.

WP6: Integrerad metod för att bedöma klimatrisk och anpassningsåtgärder

En integrerad metod för att bedöma klimatanpassning för järnvägar implementeras baserat på Adaptive Evaluation Framework (AEF). Analyser av tillförlitlighet, tillgänglighet, underhållbarhet och säkerhet (RAMS) kommer att utföras dynamiskt baserat på klimatmodelleringsscenarier, kostnadsnyttoanalyser och LCC för att berika varningsinformationen. Sårbarhetsanalys genomförs också för hållbar och effektiv minskning och hantering av klimatrisker.

WP7: Alert Management System (AMS) för stadsjärnvägsinfrastruktur

Huvudresultatet av denna WP är att designa en AI-baserad AMS för klimatkonsekvensbedömningar och avvikelsedetektering. De nuvarande AMS är deterministiska regelbaserade, men genom att öka antalet påverkan och krav på en högre tillgänglighet utan att offra säkerheten krävs det att man definierar trösklar och parametrar som automatiskt kan härledas från infrastrukturens tillstånd.

WP8: Kommunikation, spridning och kompetensuppbyggnad

Huvudmålet med denna WP är att säkerställa ett effektivt samarbete för hållbart kompetensbyggande i vårt samhälle genom kunskapsdelning och utbyte av utbildningsmaterial inom fyrfaldig helix. Resultat och resultat av detta tvärvetenskapliga forskningsprojekt kommer att kommuniceras via anordnande av workshops och webbseminarier och på projektets hemsida.

Partners: Trafikverket, The Arctic University of Norway, InfraNord, JVTC, SMHI, LTU, bnear, Transport Region Stockholm, University of Aberdeen, Vinnova och WSP.

Amir Garmabaki, Adithya Thaduri och Uday Kumar