Digital tvilling av Ryfast-tunnelen i VR for fullskala tunnelsimulering

Utfordring

VIA er den ledende klyngen for tunneler, transport og infrastruktur. De utvikler nye, smarte, sikre og miljøvennlige løsninger for det norske og internasjonale markedet. 

I 2019 åpnet Ryfast-tunnelen, verdens lengste undersjøiske tunell, som binder sammen Ryfylke med Stavanger. Tunnelen er en sentral del av infrastrukturen i Rogaland. Klyngen ønsket å utforske  hvordan gjennomføre nødvendig opplæring og øvelser, uten å stanse tunnelen for ferdsel.  Eksempelvis kurs for yrkessjåfører eller beredskapsøvelser innen brann og redning. 

VIA er i utviklingen av et VR-basert tunnellaboratorium, hvor klynge-medlemmer kan forske, videreutvikle og simulere på sine tjenester. Her så de på mulighetene for å ta i bruk VR for fjernstyrt simulering og trening. 

Klyngen kom til oss med en spennende utfordring: kunne vi sammen utvikle en digital tvilling av Ryfast-tunnelen, for fullskala tunnelsimulering? Siden vi har et av landets fremste mixed reality-miljøer, var dette en veldig spennende oppgave. I samarbeid med VIA fikk vi bidra med vår kunnskap og ekspertise i utviklingen av den virtuelle tunnelen.

Løsning

Med VR kan VIA kjøre kontinuerlig opplæring og testing, i et virtuelt miljø. Her kan medlemmene øve seg på brannslukning i realistiske situasjoner og omgivelser. Brukeren lokaliserer brannslukningsapparat, plukker den opp og går til bilen for å slukke brannen. For å simulere opplevelsen av å stå i tunnelen under drift, kjører det biler i opptil 90 kilometer i timen. 

Applikasjonen er basert på to ulike moduser;

•  scenariobasert 
•  funksjonalitetsbasert

Funksjonalitetsbasert er interaksjonspunktene i VR-applikasjonen. For eksempel ved teleportering, fysisk bevegelse og interaksjon for å gjenkjenne og plukke opp objekter. 

Scenariobaserte moduser i applikasjonen er basert på hendelser. Eksempelvis brannøvelser, trafikksimulering, størrelsessimulering, objektdatabase og lysinstallasjon. 

I applikasjonen finnes det replikasjoner av objektene i Ryfast-tunnelen. Alt fra skilt, vifter, sikringsbokser og taklys. Disse er inspiserbare og brukeren kan hente frem relevant informasjon. 

Applikasjonen er utviklet for enkel interaksjon. Brukerne får ved lys- og lydsignaler bistand til å forstå brukergrensesnittet og utføre oppgaver. Det er også en “tutorial” tilgjengelig, som hjelper brukerne bli kjent med applikasjonen ved oppstart. 

Teknologi

Applikasjonen er designet for det trådløse VR-systemet, Oculus Quest. Dette er et alt-i-ett-VR-system, som er enkelt å sette opp og ta i bruk. Med sin inside-out tracking krever Oculus Quest ingen eksterne sensorer for tracking av brukerens bevegelser. Quest har begrenset med grafisk kraft (GPU og CPU), dette gjenspeiles i den grafiske kvaliteten. For å oppnå best mulig kvalitet med den begrensede datakraften, har vi optimalisert applikasjonen nøysomt. 

Implementeringen av den virtuelle tunnelen er gjort i Unity 3D. Her har vi bygget opp tunnelen og utformet funksjonaliteten og designet. 

For å gjenskape en digital tvilling av Ryfast-tunnelen brukte vi bilder, tekniske detaljer og inspeksjon i tunnelen. Vi fikk også en laserscan av tunnelen, som vi brukte som guide til utforming og plassering av objekter.  Det ble tilsendt 3D-modeller av tunnelens objekter fra leverandører, men de fleste objektene måtte modelleres for hånd av oss. 3D-modellering og teksturering ble i hovedsakelig gjort i Blender.

Verdi for kunden

VR-tunnelen skal illustrere teknologiske muligheter for fjernstyring av tunnel. Gledelig opplever vi allerede at løsningen leverer på målsetningen, forteller Kay Tomas, prosjektleder i Bouvet. Nå kan klyngen gjennomføre kurs og opplæring i realistiske omgivelser – uten å være til hinder for drift og infrastruktur. Dette gjør det enklere å gjennomføre kurs og opplæring på en trygg og forsvarlig måte, og er kostnadseffektivt for samfunnet i sin helhet. 

Den virtuelle tunnelen er et springbrett for videre utvikling. Klyngemedlemmene har nå et grunnlag for nye innovasjonsprosjekter, hvor de kan teste hypoteser og utforske potensielle bruksområder. Det kan være brannvesenet som vil trene på brannsimulering og evakuering virtuelt, eller innholdsleverandører som vil teste sine tjenester i tunnel.