Smart pavement maintenance and infrastructure operation through digital twins : Case study for Norvik Port, Sweden

There is an urgent need to make the way in which people and goods move more sustainable. Though pavements are one of the key components of road transportation networks and logistics systems, they are usually overlooked in systemic sustainability analyses. This means major downtimes for ad-hoc reparations and a general practice of higher resource and energy expenditure in critical transportation infrastructure, which in turn even leads to adverse consequences for actors in the transportation network. Though technological developments are rapidly advancing in the transport-, sensing-, and computational fields, such advances are rarely systemically implemented or exploited for infrastructure maintenance planning. Technologies that make the road itself 'smart' are still in a pilot- or project phase and are still generally underutilized on a larger scale. There is a significant risk that possible sustainability benefits on changes in the vehicle side (e.g., towards an autonomous or electrical vehicle fleet) are overshadowed by the continuous sustainability losses from the lack of changes on the infrastructure maintenance side. Pathways are therefore needed to show how such technologies can be embedded in the daily and long-term management of transport infrastructure to improve the sustainability of the entire transportation chain. For this reason, the ELISA project (Energy Effective Logistics and Infrastructure Systems Assessment for Cargo Port) started in 2019, with a focus on the recently built port of Norvik in the south of Stockholm for the development of a digital twin model. The project constituted a team of KTH researchers with different backgrounds that, together with stakeholders from the port, focused on developing and demonstrating how a digital twin of the port could be made as realistic as possible and thus contribute to the necessary paradigm shift. This thesis is one of the three research projects that were part of the ELISA project that, together, aimed
Det finns ett stort behov av att göra sättet på vilket människor och gods förflyttar sig mer hållbart. Även om vägbeläggning är en av de viktigaste komponenterna i vägtransportsnät och logistiksystem, så bortses de vanligtvis i systematiska hållbarhetsanalyser. Detta innebär betydande "downtime" för ad hoc-reparationer och en generell praxis med högre resurs- och energiförbrukning inom kritisk transportinfrastruktur, vilket i sin tur leder till ogynnsamma konsekvenser för aktörer inom transportnätverket. Även om teknologiska framsteg snabbt sker inom transport-, sensor- och datavetenskapliga områden, så implementeras sådana framsteg sällan systematiskt eller utnyttjas för planering av infrastrukturs underhåll. Teknologier som gör själva vägen "smart" befinner sig fortfarande i pilot- eller projektstadiet och används inte i större utsträckning. Det finns en betydande risk att potentiella hållbarhetsvinster genom förändringar på fordonssidan (till exempel mot en flotta av autonoma eller elektriska fordon) skuggas av de kontinuerliga hållbarhetsförlusterna på infrastrukturs underhållssidan. Därför behövs det sätt för att visa hur sådana teknologier kan integreras i daglig och långsiktig förvaltning av transportinfrastruktur för att förbättra hållbarheten i hela transportkedjan. Av denna anledning startade projektet ELISA (Energy Effective Logistics and Infrastructure Systems Assessment for Cargo Port) år 2019, med fokus på den nyligen byggda hamnen Norvik i södra Stockholm för utvecklingen av en digital tvillingmodell. Projektet bestod av ett team av KTH-forskare med olika bakgrunder som tillsammans med intressenter från hamnen arbetade med att utveckla och demonstrera hur en digital tvilling av hamnen kunde göras så realistisk som möjligt och därigenom bidra till det nödvändiga paradigmskiftet. Denna avhandling är en av de tre forskningsprojekt som ingick i ELISA-projektet och som tillsammans syftade till att erbjuda en systematisk väg framåt för godstransportsystem o
QC231030
ELISA