OV SAAL als systeem8 201534OV SAALals systeemMet systems engineering bouw je beter. Systems enginee-ring is een werkwijze die het samenspel tussen eisen enontwerpen structureert en daarmee bijdraagt aan eensuccesvolle en beheersbare realisatie van complexevraagstukken. Niet voor niets speelt de methode eenbelangrijke rol bij het in vele opzichten gecompliceerdeproject OV SAAL.Systems engineering in de betonbouw (3)Serie artikelenDit is het derde artikel van een serie over systemsengineering. De eerste twee artikelen (resp. FeddeTolman & Jeroen van Beek en Fedde Tolman)vormden een inleiding. In dit derde artikel wordtde meerwaarde van de systematiek verduidelijktaan de hand van een voorbeeld: OV SAAL. Involgende afleveringen volgen meerdere casussen.De Zuidas, het kantorengebied rond de A10-Zuid in Amster-dam, ontwikkelt zich tot het belangrijkste internationale zaken-centrum van Nederland. Daarnaast groeit Almere tot 2030 met60 000 nieuwe woningen. Het openbaar vervoer op het trajectSchiphol?Amsterdam?Almere?Lelystad (OV SAAL) heeftdan ook een flinke uitbreiding nodig voor het groeiend aantalreizigers.Naast oplossingen in het logistieke domein (bijv. langeretreinen) is op basis van onderzoek besloten dat er ook aanpas-singen in de infrastructuur noodzakelijk zijn om deze groei tekunnen faciliteren. Een van deze aanpassingen betreft hetverdubbelen van het aantal sporen (van twee naar vier sporen)OV SAAL als systeem 8 2015 351 Nieuwe situatie Riekerpolder2 Plattegrond van het traject Schiphol-Amsterdam-Almere-Lelystad (OV SAAL)tussen station Duivendrecht en Aansluiting Riekerpolder,kortweg de Zuidtak van Amsterdam. Andere aanpassingen opde corridor Schiphol?Lelystad zijn in Weesp, Almere en Lely-stad gepland. Vanwege het gebruik van systems engineeringwordt in dit project gesproken over systemen: het gaat hier dusom een deel(systeem) van het grotere vervoerssysteemwaarmee mensen op de corridor Schiphol?Lelystad wordenvervoerd.Het ontwerpprocesOm in een korte periode in een complexe omgeving te kunnenbouwen, heeft ProRail ervoor gekozen het project OV SAALdirect in twee allianties aan te besteden. Dit was nieuw omdatvoorgaande allianties waarbij ProRail was betrokken, het initia-tief tot het sluiten van een alliantie pas na aanbesteding van eenD&C-contract werd genomen. Gezien de nieuwigheid van decontractvorm en het feit dat de doorlooptijd van het completeproject beperkt was, is ervoor gekozen een solide technischebasis voor het project te leggen met behulp van systems enginee-ring. Dit laat natuurlijk niet onverlet dat bij andere contractvor-men ook gekozen zou zijn voor het werken op basis van systemsKoen SchmitzProRailType projectorganisatieProRail wil een professionele opdrachtgever zijn. ProRail wil daarom contractenwaarin per project het beste van opdrachtgever en opdrachtnemer wordtgemobiliseerd en gebundeld in een projectorganisatie gericht op de specifiekekenmerken van het project. Als het gaat om een eenvoudig en overzichtelijkinfrastructureel project is bijvoorbeeld D&C geschikt. Gaat het echter om eencomplex en dynamisch infrastructureel project dat het uiterste vergt vanopdrachtgever en opdrachtnemer, dan is de alliantie bij uitstek het middel ompartijen goed met elkaar te laten samenwerken. Alliantiecontracten zijn in deNederlandse bouwwereld nog geen gemeengoed. Voor nog maar weinig groteinfrastructurele werken zijn alliantiecontracten afgesloten.Alliantie: gelijke belangenEr zijn diverse betekenissen voor het woord`alliantie'in omloop. ProRail verstaatonder een alliantie een samenwerkingsvorm tussen opdrachtgever ProRail eneen opdrachtnemer voor ??n specifiek project. Hierbij ontstaat optimaalsamenspel omdat de belangen van partijen gelijk zijn.12aansluitingRiekerpolderStation Zuidgebied ZuidasStation RAIStationDuivendrechtaansluitingUtrechtboogAmstelSchinkelOV SAAL als systeem8 201536klantwensklantwenssysteemeisen-specificatiesysteemeisenspecificatieProRailuitwerking dooralliantierealisatie dooruitvoerend aannemerontwerpgerealiseerdsysteemgerealiseerdsubsysteemgerealiseerdecomponentengerealiseerdelementsubsysteemeisen-specificatiesubsysteemontwerpcomponenteisen-specificatiecomponentontwerpelementeisen-specificatieelementontwerpvalidatie(behoefte)verificatie/validatie(eisen/gebruikerseisen)keuren &testent.o.v.ontwerpdecomponeren integrerenkeuren &testent.o.v.ontwerpeisenopdrachtgeverklantwensklantwenswensenstakeholdervalidatievalidatieverificatie/validatieverificatie/validatievalidatiekeuren &testent.o.v.ontwerpverificatie/validatie(eisen/gebruikerseisen)(eisen/gebruikerseisen)eisen/gebruikerseisen)3 Schema CRS-FIS-VS, waarin: CRS = klanteisenspecificatie(Client Requirement Specification); FIS = FunctioneelIntegraal Systeemontwerp; VS = Vraagspecificatie4 Het integrale V-model5 Station DuivendrechtZuidAsDok zorgden voor wijzigingen in de projectscope. Doorde systematische inrichting van het werk was steeds snelinzichtelijk te maken wat de gevolgen van de wijzigingen warenen kon worden besloten of de wijziging kon worden gehono-reerd. Hierdoor bleef het project beheersbaar.Het opstellen van het FIS, de CRS en de VS zijn de eerste activi-teiten binnen het systems engineering proces, zoals dat in hetzogeheten `V-model' is beschreven (fig. 4). Het FIS en de VSzijn door de allianties en de bijbehorende uitvoerende aanne-mers verder uitgewerkt. Hierover meer in een volgend artikelin deze serie.Het FIS is een integraal ontwerpproduct waarin verschillendedisciplines zoals kunstwerken, spoorontwerp, bovenleiding entreinbeveiliging samenkomen. Bij het opstellen van het FIS isdan ook veel aandacht besteed aan de raakvlakken tussen allebetrokken disciplines. Het denken en werken in systemen washierbij van groot belang. De genoemde disciplines werkenafzonderlijk van elkaar weliswaar op hun eigen wijze allemaalsystematisch. De crux zat er echter in dat in vorige projectenbleek dat deze afzonderlijke werkwijzen niet noodzakelijk opelkaar aansloten. Het denken in systemen gaf de verschillendetechnische disciplines een gezamenlijke taal en leverde eenbelangrijke bijdrage aan de integraliteit van ontwerp.engineering. Deze solide basis werd gevormd door een robuustSchetsontwerp in de vorm van een Functioneel IntegraalSysteemontwerp (FIS) en een klanteisenspecificatie (ook welClient Requirement Specification (CRS) genoemd) waarin alleklanteisen waren beschreven. Het FIS omvatte onder meer1:1000-tekeningen van het spoorontwerp, schetsontwerpen vande kunstwerken en een eerste opzet van de locaties van deseinen. De CRS beschreef de context van het project en debehoefte van alle belanghebbenden in de vorm van (klant)eisen.Bij het opstellen van het FIS is expliciet gecontroleerd of hetontwerp aan alle eisen uit de CRS voldeed, waardoor de zeker-heid werd verkregen dat het ontwerp een adequate invulling isvan deze klanteisen. De eisen die zijn opgenomen in deVraagspecificatie (VS) zijn alle traceerbaar afgeleid van de CRSof het FIS (fig. 3). Hiermee is bij een wijziging van een eissteeds inzichtelijk welke ontwerpproducten daardoor wordengeraakt en vice versa. Van het geheel van eisen, ontwerpen ende relaties daartussen werd periodiek een momentopnamegemaakt in de vorm van een projectbaseline, zodat steedshelder was welke informatie op welk moment vigerend was.Het project bevond zich voor de contractering in een verande-rende omgeving. Gewijzigde inzichten voor het spoorontwerpbinnen de ProRail-organisatie en naastliggende projecten zoalsCRSVSFIS34OV SAAL als systeem 8 2015 375Om het werken met systemen voor dit project toe te lichten,wordt een aantal voorbeelden uitgewerkt.Het subsysteem Zuidtak is op het hoogste niveau beschreven ineisen in termen van onder meer aantal treinen per uur perrichting, rijtijden voor deze treinen en opvolgtijden (de tijdtussen twee opvolgende treinen) (eis-0001, zie tabel 1). In hetFIS zijn deze eisen vertaald in een spooralignement (de liggingvan het spoor in xyz-co?rdinaten) met bijbehorende seinen.Om dit spoorsysteem te kunnen dragen, zijn ook kunstwerkenen een aardebaan ontworpen.Spooralignement en seinenHet spooralignement en de locaties van de seinen (eis-0202 eneis-0206) zijn bindend voorgeschreven aan de alliantie doorProRail. Door deze ontwerpen bindend voor te schrijven, heeftProRail, bij contracteren, de zekerheid dat de gewenste rij- enopvolgtijden en treinaantallen worden gerealiseerd. Daarnaastwerd de mogelijke optimalisatiewinst voor de alliantie op ditgebied als gering gezien.Om, bij de verdere uitwerking van de ontwerpen, een alliantietoch de gelegenheid te geven het alignement of de seinplaatsingte optimaliseren, zijn wel de eisen die betrekking hebben op decapaciteit van het trac? opgenomen. Hierbij was het uitgangs-punt dat al was aangetoond aan deze eisen te voldoen met hetvoorgeschreven alignement en seinplaatsing. Wanneer de alli-antie toch wilde afwijken van het alignement of de seinplaatsing,diende de alliantie aan te tonen dat aan deze capaciteitseisenwerd voldaan.Ontwerp kunstwerken en aardebaanHet ontwerp van de kunstwerken en de aardebaan is slechtsinformatief meegegeven aan de alliantie. Dit omdat juist hierinde kennis en kunde van de aannemer tot optimalisaties kanleiden.De twee bestaande sporen van het systeem Zuidtak liggen 5 tot8 m boven maaiveld. Al het kruisend verkeer kruist de sporendan ook onderlangs. De twee nieuwe sporen komen opdezelfde hoogte te liggen als de bestaande sporen. Er zijn dus alkruisingen tussen het spoor en de onderliggende infrastructuur(fiets- en voetpaden, (snel)wegen en waterwegen) aanwezig.Het FIS heeft binnen het project drie functies:1.Aantonen dat de gestelde eisen (en daarmee de gewenstevervoerscapaciteit) kunnen worden ingevuld.2.De basis voor de planologische procedures, zoals een Trac?-besluit.3.Aantonen dat het systeem maakbaar is met de bijbehorendeinschatting van de investeringskosten.Op basis van de CRS en het FIS zijn de Vraagspecificaties voorde alliantiecontracten opgesteld (fig. 3). De Vraagspecificatiesbestonden uit eisen en enkele onderdelen van het FIS. ProRailwas hierbij verantwoordelijk voor de juistheid van alle onder-delen van de VS. De allianties zijn verantwoordelijk voor deverdere uitwerking van de eisen en de ontwerpen. De eisen uitde Vraagspecificatie en het FIS zijn door de allianties verderuitgewerkt tot uitvoeringsontwerpen, die vervolgens door deuitvoerend aannemer waar nodig nog verder zijn uitgewerkt envervolgens gerealiseerd. Het proces van het verifi?ren vanontwerpen tegen (afgeleide) eisen liep hierbij natuurlijk ookdoor.Systemen binnen OV SAALDe primaire behoefte die ten grondslag ligt aan het projectOV SAAL is het laten groeien van de gemeenten Amsterdam,Almere en Lelystad langs de SAAL-corridor. Het project geefthier invulling aan door de spoorinfrastructuur z? aan te passendat er meer reizigers over de corridor kunnen wordenvervoerd. In systemen gesproken: het vervoerssysteem wordthier dus verbeterd door het aanpassen van het subsysteemInfrastructuur OV SAAL. Het systeem Infrastructuur OV SAALis ook weer onderverdeeld in verschillende subsystemen,waarvan het systeem Zuidtak binnen dit project is uitgewerkt.Het systeem Zuidtak is gerealiseerd door twee allianties. Deallianties waren geografisch gescheiden door station Amster-dam Zuid. Deze knip in contracten volgde zo veel mogelijk ?maar niet altijd ? de demarcatie tussen de verschillende deel-systemen binnen het systeem Zuidtak. Het komt dus voor datbeide allianties samen ??n deelsysteem (bijv. de treinbeveiliging)realiseren.Meer over OV SAALMeer over het project OV SAAL ende bijbehorende techniek staat inhet Cement-themanummer OV SAAL dat inoktober 2014 is verschenen (Cement 2014/6). Deartikelen uit dat nummer zijn online beschikbaarop www.cementonline.nl.OV SAAL als systeem8 201538Gezamenlijke taalHet werken met systems engineering bij OV SAAL heeftProRail als opdrachtgever geholpen een heldere en gerichtevraag aan marktpartijen te stellen, waarmee aantoonbaar eenpassende invulling aan de initi?le klantvraag kon wordengegeven.Door te denken in systemen en hun bijbehorende functies inplaats van in objecten, is het mogelijk geweest de samenhangtussen de diverse betrokken disciplines te borgen. Het denkenin systemen geeft de diverse technische disciplines een gezamen-lijke taal en levert een belangrijke bijdrage aan de integraliteitvan ontwerp. Er is daarom ge?ist dat de bestaande functionaliteiten in standblijven. Hiermee werd bedoeld dat de nieuw te realiserenkunstwerken eenzelfde kruising (met een gelijk profiel van vrijeruimte) mogelijk moesten maken als de bestaande kunstwerken(eis-0382 en eis-0383).Door deze eisen waren de kunstwerken dus aan de bovenzijdegekaderd door het spooralignement en aan de onderzijde doorhet profiel van vrije ruimte van de naastliggende bestaandekunstwerken. Verder was de belasting vanuit het spoorverkeerook voorgeschreven (eis-0420). Binnen deze kaders van boven-en ondergrens en belastingen stond het de alliantie vrij een zooptimaal mogelijk kunstwerk te ontwerpen.Tabel 1 Voorbeelden uitwerking vervoerssysteemID: Eis-0001 faciliteren railverkeer bron onderliggende eisen eisinitiatorHet systeem dient voldoende capaciteit te hebbenom de gespecificeerde lijnvoeringen af te kunnenwikkelen.Eis-0143, Eis-0118, Eis-0154,Eis-0405, Eis-0416, Eis-0202CMID: Eis-0202 geleiden, railverkeer bron onderliggende eisen eisinitiatorHet systeem dient railverkeer te geleiden conform desporenlay-out zoals is opgenomen in het FIS (Tab 41).Eis-0001 Eis-0124, Eis-0203, Eis-0206,Eis-0210, Eis-0331 Eis-0379IMID: Eis-0206 handhaven alignement, algemeen bron onderliggende eisen eisinitiatorHet systeem dient een alignement van de sporen tehebben dat verticaal en horizontaal voldoet aan deeisen gesteld in vigerende voorschriften en het theo-retische alignement opgenomen in het MX model.Eis-0202 Eis-0208 IMID: Eis-0420 dragen verkeersbelasting, D4 V100 bron onderliggende eisen eisinitiatorHet systeem dient belastingen voortkomend uitexploitatie van treinen met een laststelsel D4/V100conform UIC Fiche 700 af te kunnen dragen.Eis-0119 Geen CMvoorgeschreven verificatiemethode: analyse (berekeningen)ID: Eis-0382 doorkruisen omgeving bron onderliggende eisen eisinitiatorHet aan te leggen systeem dient de omgevingongehinderd te doorkruisen.Eis-0612 ,Eis-0196, Eis-0383 IMID: Eis-0383 kruisen verkeersroutes bron onderliggende eisen eisinitiatorHet systeem dient verkeersroutes te kruisen conformde huidige functionaliteit of met inachtneming vangoedgekeurde plannen.Eis-0382 Eis-0179, Eis-0384 IMvoorgeschreven verificatiemethode: documentinspectie (lijst met huidige doorrijhoogtes/ ontworpen en gerealiseerde doorrijhoogtes)