Ny metod för kartläggning av vegetation längs järnvägen

När riktlinjerna mellan uppdragsgivare och utförare är oklara behövs forskning i ämnet.

Roger Nyberg disputerade vid Edinburgh Napier University, Skottland den 15 oktober 2015. Doktorsavhandlingen "Automatisk detektering och karakterisering av vegetation längs järnvägen", behandlar främst hållbara metoder för att skapa ett underlag för planering av underhållsåtgärder. Projektet, som hör till forskningsprofilen Komplexa system – mikrodataanalys, startade under våren 2010 och idén väcktes av ett verkligt behov.

– Jag kontaktade en underhållsentreprenör i Borlänge, Scandinavian Track Group AB, och frågade vilka problem de hade gällande sina underhållsuppdrag. De kunde identifiera tre olika problem varav ett handlade om att mäta och identifiera vegetationen längs järnvägen. Eftersom jag håller på med computer vision (datorseende), dataanalys och maskinintelligens insåg jag att dessa tekniker skulle kunna möjliggöra att enklare hitta växter längs järnvägen.

Det problem som Roger Nyberg identifierade var att Trafikverket, som ägare till järnvägsnätet i Sverige, inte vet hur stor växtlighet det är längs banvallen och vad som växer. Detta medför ett problem när anbud läggs av underhållsentreprenörer. Hur mycket jobb måste läggas ner för att underhålla avsedd sträcka och med vilken metod ska oönskad växtlighet tas bort? Och när vet man att det utförda uppdraget är tillräckligt bra?

– Eftersom det inte funnits kvantitativa riktlinjer så har underhållsentreprenörerna haft svårt att veta när jobbet är klart, säger Roger. Trafikverket har i sin tur haft svårt att kontrollera det utförda arbetet. Så i korthet är målet med min avhandling att hitta metoder för att mäta vegetationen längs järnvägen och tydliggöra aktuell status för alla parter. Vid en upphandling ska både uppdragsgivaren och entreprenören veta hur mycket växtlighet som finns på den aktuella sträckan, vad som växer och hur mycket som ska finnas kvar efter att jobbet är utfört.

Den vanligaste metoden för att bekämpa växligheten på banvallen är idag att bespruta. Alla växter kan dock inte kontrolleras med de bekämpningsmedel som är tillåtna.

– De växter man helst inte vill ha på och nära banvallen är barrträd, berättar Roger. De försvinner inte av besprutningen, det som händer är att årsskotten dör medan själva plantan fortsätter att växa. Om man i förväg kan kartlägga var det finns större mängder barrträd så är det en mycket bättre idé att kontrollera dem mekaniskt, alltså att man rycker upp dem. Växtligheten försvinner och man minskar andelen kemikalier i naturen.

För att komplicera underhållsarbetet ännu mer så har EU tagit fram direktiv om biologisk mångfald. Längs järnvägen vinns många ovanliga plantor eftersom miljön där är speciell. Dessutom för tågen med sig fröer från andra länder. Det gäller att hitta de plantor som ligger i farozonen för utrotning.

Ytterligare svårigheter vid underhåll av järnvägen är ägandefrågan. Staten äger några meter av marken bredvid banvallen men har underhållsansvar för ett betydligt större område.

– Man mäter från mitten av banvallen och staten äger marken tio meter ut, på båda sidorna. Underhållsansvaret sträcker sig dock till 20 meter ut från mitten av banvallen. Det här betyder att det finns en mängd markägare som man eventuellt måste föra en diskussion med. I det här projektet har jag koncentrerat mig på växtligheten direkt på banvallen.

Under de fem år som Roger Nyberg jobbat med sitt projekt har det blivit många resor längs landets 14 000 kilometer järnväg. Vegetationen har scannats av, bilder har tagits. Bildresultaten har sedan jämförts med manuella mätningar av mängden vegetation. Det visade sig att det är svårt för människor att vara överens om utfallet av dessa mätningar. Att använda maskinseende gör mätningarna mer objektiva.

– Jag har testat hur man kan använda kamerasensorer och arbetat fram metoder för att mäta vegetationen samt utarbetat algoritmer för automatiserad bildbehandling. Nästa steg blir troligen att försöka hitta metoder för att mäta mängden vegetation hela sträckan på 20 meter från banvallens mitt. Men det blir i ett nytt projekt.

Roger Nyberg har under projektperioden forskat till 50 procent, övrig tid håller han föreläsningar inom informatik och datavetenskap. Han studerade själv på Högskolan Dalarna innan det blev hans arbetsplats.

– Jag började läsa Datateknologi 1998. Under första året upptäckte jag hur extremt roligt det var att studera. Jag är nyfiken av mig och ville lära mig mer så det kändes naturligt att stanna kvar som anställd. Om man vill fortsätta lära sig saker så finns det ingen bättre plats att vara på än här.

Text och bild: Tina Sjöström