321
CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Deliverable nº: D2.1 ECGA Number: 314031 Project full title: Development of a Smart Framework Based on Knowledge to Support Infrastructure Maintenance Decisions in Railway Corridors

Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND 

FRAMEWORKS  FOR  MAINTENANCE  OPTIMIZATION 

METHODOLOGIES 

 

Deliverable nº: D2.1  

 

 

EC‐GA Number: 314031Project full title:  Development  of  a  Smart 

Framework  Based  on Knowledge  to  Support Infrastructure  Maintenance Decisions in Railway Corridors 

Page 2: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

   

Work Package:  WP2 

Type of document:  Deliverable 

Date:  19/03/2013 

Transport; Grant Agreement No 314031 

Partners:  SINTEF (NO), LTU (SE), VIAS (ES) & ADIF (ES) 

Responsible:  SINTEF (NO) 

Title: 

D2.1. CHARACTERISTICS OF 

DIFFERENT APPROACHES TO AND 

FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE 

OPTIMIZATION METHODOLOGIES 

Version: 1  Page: 0 / 61

 

 

 

 

 

 

 

Deliverable D2.1 CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE 

OPTIMIZATION METHODOLOGIES  

 

 

DUE DELIVERY DATE: M4  ACTUAL DELIVERY DATE: M6  

 

Page 3: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 1 

Document History  Vers.  Issue Date  Content and changes  Author 

0  18/03/2013  First final version  Økland et al. 

 

Document Authors  

Partners   Contributors 

SINTEF Technology & Society  Andreas  Økland,  Andreas  Seim,  Jørn  Vatn,  Stian  Bruaset, 

Hanne  Marie  Gabriel,  Siri  Bø  Halvorsen,  Anandasivakumar 

Ekambaram 

SINTEF Energy Research  Thomas  Welte,  Luis  Aleixo,  Maria  Catrinu‐Renström,  Iver 

Bakken Sperstad, Arne Petter Brede, Jan Tore Benjaminsen 

Luleå University of Technology 

(LTU) 

Diego Galar, Roberto Villarejo, Carl Anders Johansson, Behzad 

Ghodrati 

 

Dissemination level: PU (Public) 

 

Document Approvers  Partners  Approvers 

SINTEF Technology & Society  Arnt Gunnar Lium (chapters 1‐5 and case studies 1, 2 and 3) 

VIAS  Manuel Menéndez 

LTU  Diego Galar 

ADIF  Miguel Rodríguez 

CARTIF  Gregorio Sainz 

OSTFALIA  Martin Krone 

EVOLEO  Pedro Ribeiro 

  

Page 4: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 2 

Executive Summary  

Maintenance optimization for railway  infrastructure needs  to account for regulatory issues as 

well  as  a  multitude  of  operational  and  economic  aspects.  In  transport  corridors  crossing 

national borders,  requirements may  differ which makes holistic maintenance management 

even more  challenging. The  intention of  this deliverable  is  to ensure  that  new methodologies 

and  tools  to  be  developed  in OPTIRAIL  encompass  best  practices  from  other  sectors  and 

industries tailored  and  adapted to the  particular challenges in railway  infrastructure. 

 

Practices in maintenance management, ranging from the overall strategy to the actual execution and 

documentation of maintenance activities, have been studied  in  four  industries with high‐criticality, 

distributed  infrastructure. The four case studies are: Electricity Networks (1), Natural Gas Transport 

Infrastructure  (2),  Infrastructure  for Water Distribution  (3) and Aerospace  (4). This  report presents 

the findings from the studies.  

 

The case studies have been executed in parallel and with a mix of methodologies. State‐of‐the‐art in 

the  four  industries  is  based on  a  literature  review  and  communication with maintenance  experts 

within the respective domains. This is supplemented by a study of actual practices in companies from 

each  respective  industry.  Data  on  actual  practices  have  been  obtained  through  interviews  with 

maintenance personnel from the companies.  

 

There are many aspects of maintenance that can be the subject of optimization, including decisions 

regarding maintenance  intervals,  balance  of  corrective  and  preventive maintenance,  grouping  of 

maintenance activities, and the timing of maintenance and renewal. Academic  literature presents a 

range of methods  for optimization and decision  support  for maintenance of  critical  infrastructure, 

but so far, these have rarely been adopted by the studied industries. 

 

An assessment matrix has been developed to summarize the findings from the four cases. It presents 

a total of 25 common elements related to maintenance identified over the cause of the case studies. 

Tools and methods  from  the studied  industries are presented  in  the assessment matrix  to provide 

further  inspiration  for methods  to be  adopted and applied  to  railway  infrastructure maintenance. 

Each identified element has been allocated to one of five themes; Coordination and Information (1), 

Page 5: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 3 

RCM – Maintenance Strategy  (2), Data  (3), Analysis and Methods  (4) and Decision  support  (5). An 

initial ranking of the  importance of each element has been proposed. The matrix  is  intended to be 

continuously updated throughout the project based on input from the infrastructure administrators 

involved in Optirail. 

 

The  four  industries  in  the  case  studies  operate  under  different  frameworks  regarding  rules  and 

regulations, ownership and responsibility. The purposes of the infrastructure being maintained share 

certain common characteristics; a commodity is transported by the infrastructure (albeit with a slight 

variation in the aerospace case study). Although the actors in each industry share certain additional 

internal features, huge differences within the industries are present. The main factor introducing the 

differences is the organization in the sector and the size of the actors. Generally, larger actors in each 

industry  tend  to  be  closer  to  the  leading  edge  in maintenance  management.  This  involves  the 

development  of  degradation  models  based  on  condition  monitoring‐data,  and  the  ranking  of 

alternative maintenance and renewal projects.  

 

The actors in each industry have adapted to the objectives regarded as most important in their case. 

The assessment matrix  illustrate that although the relative  importance of various objectives related 

to maintenance  differ  between  the  industries,  certain  objectives  are  common  in  all  four  studied 

industries.  Among these are costs incurred by investment, personnel and down‐time, and benefits in 

the form of increased safety or risk levels (reduced probability of unwanted incident and/or reduced 

effect of  incidents) and effects on safety of supply. Effects on  the environment may be positive or 

negative, depending on the projected.  

 

The case partners have adapted to the objectives regarded as most important in their case. For the 

objectives with high importance for rail industry actors, methods from industries where the objective 

is efficiently dealt with should be adapted to rail industry and incorporated in the Optirail tool(s). The 

direct transferability of tools and methods is most relevant from the gas industry. The organization of 

the  sector  share  common  features with  the  rail  sector,  as does  the purpose  and  topology of  the 

infrastructure.  In  the  sector,  cross‐border  and  cross‐organizational  coordination  of  maintenance 

activities  are  successfully managed by  the  infrastructure operator. Maintenance must be planned 

well in advance (the year prior to execution) in order to be categorized as "planned", and the various 

actors in the gas value chain synchronize their maintenance plans in order to keep system down‐time 

Page 6: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 4 

to  the minimum.  The  sector  also  deals  efficiently with  opportunistic  (shadow) maintenance,  e.g. 

event driven maintenance where preventive maintenance is carried out at opportunity.  

 

Reliability‐Based Maintenance is adopted in various degrees in all four industries. With the exception 

of gas  (where RCM  is  integrated  in  the  industry  standards),  it  is mainly  the  larger  companies  that 

have  integrated RCM  in  their maintenance management. A general trend  in all  four case studies  is 

however an  increase  in  the amount of data made available  to contribute  to efficient maintenance 

management. The  increase  is the result of new technologies resulting  in more detailed data on the 

condition  of  the  infrastructure,  as  well  as  better  routines  in  registering  and  storing  data.  The 

representatives  interviewed  in  the case  studies  share  the understanding of  the potential  for more 

effective and efficient maintenance based on use of the available data. There still exists, however, a 

high  degree  of manual  input  and  subjective  reasoning  on  the  state  of  the  infrastructure  and  the 

prioritization of maintenance and renewal activities. 

Page 7: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 5 

TABLE OF CONTENTS 1. INTRODUCTION ......................................................................................................................................... 6 

1.1 OBJECTIVES ................................................................................................................................................... 6 1.2 DESCRIPTION OF TASK 2.1 AND TASK 2.2 ............................................................................................... 7 1.3 STRUCTURE OF REPORT ................................................................................................................................ 7 

2. MAINTENANCE OPTIMIZATION THEORY ..................................................................................................... 8 2.1 INTRODUCTION TO MAINTENANCE OPTIMIZATION .................................................................................... 8 

2.1.1 THE BATH TUB CURVE AND THE FAILURE/HAZARD RATE ...................................................................................... 8 2.1.2 PREVENTIVE MAINTENANCE AND RCM ............................................................................................................... 10 2.1.3 RENEWAL AND LIFE CYCLE COST .......................................................................................................................... 11 2.1.4 RELIABILITY MODELLING ...................................................................................................................................... 11 2.1.5 BASIC MAINTENANCE MODELS ............................................................................................................................ 11 

2.2 RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE ........................................................................................................ 13 2.2.1 CRITICAL ITEM SELECTION ................................................................................................................................... 15 2.2.2 FAILURE MODE, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS (FMECA) ............................................................................ 15 2.2.3 SCREENING OF MSI FAILURE MODES ................................................................................................................... 17 2.2.4 MAINTENANCE TASK ASSIGNMENT ..................................................................................................................... 17 2.2.5 INTERVAL OPTIMIZATION .................................................................................................................................... 19 2.2.6 GROUPING OF MAINTENANCE ACTIVITIES ........................................................................................................... 19 

2.3 OPTIMISATION OF RENEWAL ..................................................................................................................... 19 2.3.1 LCC CALCULATION CONSIDERATIONS .................................................................................................................. 20 

2.4 INTERVAL OPTIMIZATION ........................................................................................................................... 22 2.4.1 THE FOUR BASIC SITUATIONS RELATED TO PREVENTIVE MAINTENANCE ........................................................... 22 2.4.2 COST EQUATION FOR OPTIMIZATION .................................................................................................................. 24 

2.5 GROUPING OF MAINTENANCE ACTIVITIES ................................................................................................. 26 2.5.1 DIRECT STATIC GROUPING ................................................................................................................................... 27 2.5.2 INDIRECT STATIC GROUPING ............................................................................................................................... 27 2.5.3 DYNAMIC GROUPING ........................................................................................................................................... 28 

2.6 SPARE PART OPTIMIZATION ....................................................................................................................... 30 2.7 RAMS DATA ................................................................................................................................................ 31 2.8 RULE BASED VS RISK BASED MAINTENANCE .............................................................................................. 31 

3. METHODS ................................................................................................................................................ 33 4. RESULTS .................................................................................................................................................. 35 

4.1 SUMMARY OF CASE STUDIES ..................................................................................................................... 35 4.1.1 CASE STUDY 1: ELECTRICITY NETWORKS .............................................................................................................. 35 4.1.2 CASE STUDY 2: GASS TRANSPORT ........................................................................................................................ 38 4.1.3 CASE STUDY 3: WATER INFRASTRUCTURE ........................................................................................................... 40 4.1.4 CASE STUDY 4: AIRPORT MAINTENANCE ............................................................................................................. 42 

4.2 ASSESSMENT MATRIX ................................................................................................................................. 44 4.2.1 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO COORDINATION AND INFORMATIONS SHARING .............. 44 4.2.2 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO RCM AND MAINTENENANCE STRATEGY ........................... 47 4.2.3 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DATA ................................................................................. 49 4.2.4 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO ANALYSIS AND METHODS ................................................. 51 4.2.5 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DECICION SUPPORT ........................................................... 54 

5. CONCLUSION ........................................................................................................................................... 57 6. LIST OF APPENDICES ................................................................................................................................ 59 

Page 8: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 6 

 1. INTRODUCTION 

 

Maintenance optimization for railway  infrastructure needs  to account for regulatory issues as 

well  as  a  multitude  of  operational  and  economic  aspects.  In  transport  corridors  crossing 

national borders,  requirements may  differ which makes holistic maintenance management 

even more  challenging. 

 

The  intention  of  this  deliverable  is  to  ensure  that  new  methodologies  and  tools  to  be 

developed  in OPTIRAIL encompass best practices  from other  sectors and  industries tailored 

and  adapted to the  particular challenges in railway  infrastructure. 

 

This deliverable, D2.1, addresses the characteristics of different approaches and frameworks 

for  maintenance  optimization  methodologies  and  provides  an  assessment  matrix  to 

summarize their applicability to railway corridor infrastructure. 

 

1.1 OBJECTIVES 

 

The main  objectives of WP 2 (Analysis of the transferability of tools) are: 

Describe  frameworks  and  methodologies  for maintenance  optimization  used  in  other 

sectors/industries with comparable infrastructures. 

Assess  applicability  of  these  methods  for  maintenance  optimization  for  old  railway 

infrastructure and, specifically, in railway  freight corridors. 

Synthesize  and  adapt  methods  for  use  in  maintenance  optimization  for  railway 

infrastructure. 

Reformulation  and  improvement  of  these  approaches  based  on  fuzzy  logic  for 

subsequent computer based implementation. 

 

This deliverable D2.1 deals with the first and second objective of WP2, presenting the results 

from Task 2.1 and Task 2.2 in the OPTIRAIL project.  

 

Page 9: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 7 

1.2 DESCRIPTION OF TASK 2.1 AND TASK 2.2 

 

Task  2.1  focuses  on  characterizing  the  main  elements  of  multi‐objective  maintenance 

frameworks and methodologies four separate case studies: 

Case 1: Electricity distribution case study. 

Case 2: Natural Gas subsea transportation system case study. 

Case 3: Water distribution infrastructure case study. 

Case 4: Aerospace infrastructure case study. 

 

Task 2.2 deals with  the applicability of  the elements of  the methodologies characterized  in 

Task 2.1. Task 2.2  is summarized  in a matrix. A number of maintenance  issues are  listed for 

five  different  topics:  Coordination  and  information,  RCM  –  Maintenance  Strategy,  Data, 

Analysis  and methods,  and Decision  support.  Relevant  practices  from  each  case  study  are 

described for each issue. The matrix is designed so that e.g. railway administrators may score 

the importance of 1) the different maintenance issues and 2) the particular practices from the 

case  studies. As  such,  the matrix  can  be  used  for  prioritizing  in  the  development work  in 

OPTIRAIL. Finally, the assessment matrix is intended to be updated and continuously evolving 

throughout the project period.  

 

1.3 STRUCTURE OF REPORT 

 

The main section of this report consists of five chapters:  

 

Chapter 1: Introduction 

Chapter 2: General maintenance optimization theory – this forms a theoretical background for 

the case studies. 

Chapter 3: Methods – detailing the methods of the case studies as well as that of developing the 

assessment matrix 

Chapter 4: Results – consisting of 1) a synthesis of the case studies and 2) the assessment matrix 

Chapter 5: Conclusion – summarizing D2.1 

 

Each cases study report is included as an attachment. 

Page 10: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 8 

2. MAINTENANCE OPTIMIZATION THEORY 

 

This chapter discusses first  important aspects of maintenance optimization  in general. This  involves 

interval optimization of component maintenance, optimum time for renewal of systems, spare part 

optimization and other aspects of maintenance optimization.  

 

2.1 INTRODUCTION TO MAINTENANCE OPTIMIZATION 

 

With  maintenance  we  understand  “the  combination  of  all  technical  and  administrative  actions, 

including  supervision  actions,  intended  to  retain  an  item  in, or  restore  to,  a  state  in which  it  can 

perform  a  required  function”. With maintenance optimization we understand  “balancing  the  cost 

and benefit of maintenance”. There  are many  aspects of maintenance optimization,  and  some of 

these are: 

Deciding the amount of preventive maintenance (i.e. choosing maintenance intervals). 

Deciding whether to do first line maintenance (on the cite), or depot maintenance. 

Choosing the right number of spare parts in stock. 

Preparedness with respect to corrective maintenance. 

Time of renewal. 

Grouping of maintenance activities. 

 

2.1.1 THE BATH TUB CURVE AND THE FAILURE/HAZARD RATE 

 

Most methods  and  approaches  to maintenance  analysis  involve  the  concept of hazard  rate. Very 

often  the hazard  rate  shows  a bath  tub  like behaviour  as  illustrated  in  Figure  1.  The hazard  rate 

defines the probability that an  item will fail  in a small time  interval from time t to t + Δt given that 

the item has survived up to time t.  

 

Page 11: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 9 

 FIGURE 1: BATH TUB OR HAZARD RATE FUNCTION 

 

In Figure 1 we have used the word “local time” to emphasize the fact that time is relative to the last 

failure (or maintenance point), rather than to the global system time. The bath tub curve  indicates 

that the number of  failures will be reduced  if  the component  is replaced or maintained before we 

run  into  the  right part of  the curve. There exists also another bath  tub curve  related  to  the global 

system time as shown in FIGURE 2 where we also have illustrated the local bath tub curves. 

 

Local time

Failu

re in

tensit

y/Pe

rform

ance

loss

Local time Local time

Global (system) time

1

23

4

 FIGURE 2: GLOBAL SYSTEM TIME 

 

As  an  example,  consider  a  signalling  system with  lights,  logic’s,  relays  etc.  The  local  time  (time 

horizon 1 to 5 years) applies to the light bulbs, the relays etc., whereas the global time (time horizon 

30‐60 years) applies when the entire signalling system is considered. Note further that on the y‐axis 

the dimension  is failure  intensity, or performance  loss. This reflects that the  important  issue now  is 

the number of  failures per unit  time, or  generally  loss of performance,  independent of what has 

happened up to time t.  

 

In FIGURE 2  we have also identified the numbers  ,  ,  , and  , where the following maintenance 

situations apply: 

Page 12: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 10 

Component maintenance,  related  to  the explicit  failure modes of a  component.  FMEA1 and 

RCM2 analysis  is  relevant. A  typical question  is “when should we on a preventive basis  replace 

light bulbs in the signalling system?” 

Life extension maintenance. The  idea here  is to carry out maintenance that prolongs the  life 

length of the system. A typical example is “rail grinding to extend the life length of rails”.  

Maintenance carried out in order to improve performance, but not renewal. A typical example 

is  “adding ballast  to pumping  sections  to  improve  track quality and  reduce  the need  for  track 

adjustment”. 

Complete renewal of major components or systems. 

 

2.1.2 PREVENTIVE MAINTENANCE AND RCM 

 

With preventive maintenance (PM) we understand “the maintenance carried out at predetermined 

intervals or according to prescribed criteria and  intended to reduce the probability of failure or the 

degradation of the functioning of an item” (EN 13306). There exist several approaches to determine 

a  preventive maintenance  program.  A  concept  that  is  becoming more  and more  popular  is  the 

concept  of Reliability  Centred Maintenance  (RCM).  RCM  is  “a  systematic  consideration  of  system 

functions,  the way  functions  can  fail,  and  a priority–based  consideration of  safety  and  economics 

that identifies applicable and effective PM tasks”. 

 

An  RCM  analysis  is  usually  conducted  as  a  pure  qualitative  analysis  with  focus  on  identifying 

appropriate maintenance  tasks. However,  the RCM methodology does not usually give support  for 

quantitative assessment in terms of e.g. interval optimization. RCM is further discussed in Chapter 2, 

and interval optimization is presented in Chapter 4. 

 

The  strength  of  RCM  is  its  systematic  approach  to  consider  all  system  functions,  and  set  up 

appropriate maintenance  task  for  these  functions. On  the other hand, RCM  is not a methodology 

that could be used to define a renewal strategy (see    in Figure 2). To determine optimal renewal 

strategies we will in this course work with Life Cycle Cost modelling (LCC).  

                                                             

 1 Failure Mode and Effect Analysis 2 Reliability Centred Maintenance 

Page 13: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 11 

2.1.3 RENEWAL AND LIFE CYCLE COST 

 

When the system deteriorates to a certain level, traditional preventive maintenance activities could 

not bring the system to a satisfactory state, and renewal of the entire system, or part of the system is 

required. However,  the  cost  of  renewal  is  often  very  large,  and we  need  formalised methods  to 

determine when to perform renewal.  In this course we will present methods for optimum renewal 

strategies based on LCC modelling. The following dimensions are included in the LCC model: i) safety 

costs, ii) punctuality costs, iii) maintenance & operational costs, iv) cost due to increased residual life 

length,  and  v)  project  costs.  The  LCC models  apply  to  ,  ,  and    in  Figure  2. Optimization  of 

renewal strategies are discussed in Chapter 3. 

 

2.1.4 RELIABILITY MODELLING 

 

Formalized maintenance optimization models  rely on  system  reliability models.  These  are models 

that express the system (reliability) performance as a function of component performance. Further 

the  component  performance  is  expressed  in  terms  of  component  reliability models.  Some  basic 

models are: 

Reliability block diagram (RBD) and structure functions. 

Fault tree analysis (FTA). 

Event tree analysis (ETA). 

Markov analysis. 

Failure Mode and Effect Analysis (FMEA/FMECA). 

 

2.1.5 BASIC MAINTENANCE MODELS 

 

Within maintenance optimization  literature  it  is common to present some basic models such as the 

Age Replacement Policy  (ARP) model,  the Block Replacement Model  (BRP) and  the Minimal Repair 

Policy  (MRP).  Such models  were  introduced  by  Barlow  and  Hunter  (1960)  and  have  later  been 

generalized in several ways, see e.g. Block et. al. 1988, Aven and Bergman (1986), and Dekker (1992). 

There exists also several major (review) articles in this area, e.g. Pierskalla and Voelker (1979), Valdez 

Flores and Feldman (1989), Cho and Parlar (1991) and Wang (2002).  

 

Page 14: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 12 

In  this  presentation  we  will  not  discuss  these  standard models  in  detail.  Our  approach  aims  at 

establishing what we denote the “effective failure rate”. This effective failure rate is the failure rate 

we would experience if we (preventive) maintain a component at a given level, and mathematically 

we let λ = λ(τ), where λ is the effective failure rate, and τ is the maintenance interval. Now there is 

two challenges, first we want to establish the relation λ = λ(τ) depending on the (component) failure 

model we are working with, then next, we need to specify a cost model to optimize. The cost model 

will generally  involve system models as  fault  tree analysis, Markov analysis etc. This enables us  to 

find the optimum maintenance  intervals  in a two‐step procedure. Note also  that when we use λ = 

λ(τ)  in  the  system  models  we  then  assume  a  “constant  failure  rate”  which  of  course  is  an 

approximation  for  ageing  components.  However,  if  the  component  is  maintained,  such  an 

approximation could be reasonable. 

 

INTRODUCTORY EXAMPLE 

Consider a component for which the effective failure rate  is given by λ = λE (τ) = τ /100, where τ  is 

the maintenance  interval.  Assume  that  the  cost  of  a  component  failure  is  CCM  =  10  (corrective 

maintenance cost including loss of production during the repair period). Further let CPM = 1 is the cost 

per preventive maintenance action carried out at intervals of length τ. The total cost per unit time is 

then given by: 

C(τ) = CPM / τ + λE (τ) × CCM = 1 / τ  + τ /10                          (1)

 

The  interval  that mimeses  the  cost  could easily 

be  found  by  differentiation,  but we  could  also 

graphically  plot  the  cost  as  a  function  of  the 

maintenance  interval  (τ). The  result  is shown  in 

Figure  3,  and  we  see  that  the  optimum 

maintenance  interval  is τ = 3. Very often such a 

graphical method is sufficient.  

0

0.5

1

1.5

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

PM-CostCM-Cost

Total

 FIGURE 3: OPTIMISING MAINTENANCE INTERVAL 

 

The model in equation (1) is reasonable when a simple figure could be established for the preventive 

maintenance cost, and one simple figure for the corrective cost.  In practice, the cost of a  failure  is 

Page 15: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 13 

more  than  the corrective maintenance cost. We need  to  take production  losses, punctuality costs, 

safety costs etc. into account, and the format of the cost function will be something like: 

C(τ) = CPM / τ + λE (τ) × [CCM + production loss + safety cost + material damage + …]        (2)

where  the  situation  becomes more  challenging  since  these  additional  cost  categories  requires  a 

much broader understanding of the system configuration in terms of redundancy, buffers and so on. 

 

2.2 RELIABILITY CENTRED MAINTENANCE 

 

Reliability centred maintenance  (RCM)  is a method for maintenance planning developed within the 

aircraft  industry  and  later  adapted  to  several  other  industries  and  military  branches.  A  major 

advantage of  the RCM methodology  is a  structured, and  traceable approach  to determine  type of 

preventive maintenance.  This  is  achieved  through  an  explicit  consideration  of  failure modes  and 

failure causes. A major challenge in an RCM analysis is to limit the scope of the analysis so that it is 

possible to carry out the analysis within the limits of time and budget. Most implementations of RCM 

put main focus on the identification of maintenance tasks, but do not carry out explicit optimization 

of maintenance  intervals.  Although  RCM  cannot  be  claimed  to  be  an  approach  for maintenance 

optimization, it may form the basis for maintenance optimization. The core of an RCM analysis is the 

qualitative structuring of systems, functions and components, and this structuring terminates by the 

FMECA analysis and the maintenance task assignment. Typical steps of an RCM analysis is shown in 

Figure 4. 

Page 16: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 14 

Preparations and Data Collection

Functional Analysis

FMECA

System Definition and Breakdown

LowCriticality

MediumCriticality

HighCriticality

Grouping of maintenance tasks

MaintenanceTask

Assignment

No further analysis

Interval optimization

Implementation 

FIGURE 4: STEPS OF AN RCM ANALYSIS 

 

In the following we describe some of these steps. 

 

FUNCTIONAL FAILURE ANALYSIS (FFA) 

The objectives of the FFA are: 

to identify and describe the systems’ required functions, 

to describe input interfaces required for the system to operate, and 

to identify the ways in which the system might fail to function. 

 

Page 17: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 15 

2.2.1 CRITICAL ITEM SELECTION 

 

The objective of this step is to identify the analysis items that are potentially critical with respect to 

functional failures identified in the FFA. These analysis items are denoted functional significant items 

(FSI). Note that some of the less critical functional failures have been disregarded at this stage of the 

analysis.  Further,  the  two  failure modes  “total  loss of  function” and  “partial  loss of  function” will 

often be affected by the same items (FSIs). 

 

For simple systems the FSIs may be identified without any formal analysis. In many cases it is obvious 

which analysis items that have influence on the system functions. 

 

For complex systems with an ample degree of  redundancy or with buffers, we may need a  formal 

approach to identify the functional significant items. 

 

The main reason for performing this task  is to screen out  items that are more or  less  irrelevant for 

the main system functions, i.e. in order not to waste time and money analysing irrelevant items. 

 

In addition  to  the FSIs, we  should also  identify  items with high  failure  rate, high  repair  costs,  low 

maintainability,  long  lead  time  for spare parts, or  items requiring external maintenance personnel. 

These analysis items are denoted maintenance cost significant items (MCSI). 

 

The sum of the functional significant  items and the maintenance cost significant  items are denoted 

maintenance significant items (MSI). 

 

In the FMECA, each of the MSIs will be analysed to identify their possible impact upon failure on the 

four  consequence  classes:  (S)  safety  of  personnel,  (E)  environmental  impact,  (A)  production 

availability, and (C) economic losses. 

 

2.2.2 FAILURE MODE, EFFECT AND CRITICALITY ANALYSIS (FMECA) 

 

The objective of this step  is to  identify the dominant failure modes of the MSI  identified during the 

FFA. In addition to rank the components with respect to their criticality, also basic information will be 

revealed during the FMECA which  later  is used when maintenance  intervals are to be optimized. In 

Page 18: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 16 

the following we list, and discuss the main fields to be documented in the FMECA. In the discussion 

we use the term “item”, whereas the more precise description is maintenance significant item (MSI). 

During the FMECA exercise, reliability data is required. 

 

A  structuring of  the FMECA  in  terms of predefined  failure causes,  failure  types/characteristics etc. 

will  often  speed  up  the  process,  and will  also make  the  assignment  of maintenance  tasks more 

intuitive. Table 1 shows typical failure characteristics to be assigned during the FMECA. 

 

TABLE 1: FAILURE CHARACTERISTICS 

Code  Description  Failure characteristic

OGF  Observable,  gradual  failure progression.  It 

is  possible  to  detect  the  failure  prior  to 

failure. 

TimeTcrit

Failure

Tmaint

Critical failure progression

Maintenance limit

 

OFF  Observable  fast  failure  progression.  The 

Point P is the first point in time where it is 

possible  to  reveal  an  emerging  failure. 

When  the  failure  progression  exceeds  a 

limiting  value,  a  failure  (F)  occurs.  This 

model is often referred to as the PF‐model. 

Failu

re p

rogr

essi

on

Time

FailureCritical failure progression

F

PPF-

interval  

ADT  Aging,  defined  point  of  time  for  an 

increasing hazard rate, z(t). 

 

In the Weibull model, we assume an aging 

parameter (α) in the order 3 to 4,  

AUT  Aging,  undefined  point  of  time  for 

increasing hazard rate.  

 

In the Weibull model, we assume an aging 

parameter (α) in the order 2.  

Page 19: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 17 

Code  Description  Failure characteristic

RF  The  hazard  rate  is  time  independent 

(random  failures, aging parameter 1). This 

is typical for components where a failure is 

caused  by  external  shocks,  e.g.,  for  some 

electrical components.  

 

2.2.3 SCREENING OF MSI FAILURE MODES 

 

Based on the criticality assignment  in the FMCA, each failure mode of each maintenance significant 

item is grouped into three levels of criticality: 

Low criticality 

Medium criticality 

High criticality 

 

Failure modes of high and medium criticality are undertaken a  formal assignment of maintenance 

tasks  described  in  Section  2.2.4.  Tasks  of  low  criticality  are  either  deliberately  assigned  a  run  to 

failure strategy, or assigned maintenance tasks as described by the manufacturer. 

 

2.2.4 MAINTENANCE TASK ASSIGNMENT 

 

This phase is the most novel compared to other maintenance planning techniques. A decision logic is 

used  to guide  the analyst  through a question–and–answer process. The  input  to  the RCM decision 

logic  is  the dominant  failure modes  from  the  FMECA. The main  idea  is  for each dominant  failure 

mode to decide whether a preventive maintenance task is suitable, or it will be best to let the item 

deliberately  run  to  failure  and  afterwards  carry  out  a  corrective  maintenance  task.  There  are 

generally three reasons for doing a preventive maintenance task: 

to prevent a failure 

to detect the onset of a failure 

to discover a hidden failure 

 

Only  the dominant  failure modes are  subjected  to preventive maintenance. To obtain appropriate 

maintenance  tasks,  the  failure  causes  or  failure mechanisms  should  be  considered.  The  idea  of 

Page 20: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 18 

performing  a maintenance  task  is  to  prevent  a  failure mechanism  to  cause  a  failure. Hence,  the 

failure mechanisms  behind  each  of  the  dominant  failure modes  should  be  entered  into  the RCM 

decision  logic  to decide which of, or combination of,  the  following basic maintenance  tasks  that  is 

(are) applicable: 

Continuous on–condition task (CCT) 

Scheduled on–condition task (SCT) 

Scheduled overhaul (SOH) 

Scheduled replacement (SRP) 

Scheduled function test (SFT) 

Run to failure (RTF) 

 

The RCM decision  logic  is used  to structure  the process of  identifying  relevant maintenance  tasks. 

The logic is shown in Figure 5, where tasks with a dashed line represent combined tasks. 

 

Does a failure alertingmeasurable indicator

exist?

Is ageing parameter>1?

Is the functionhidden?

Is overhaulfeasible?

Scheduled overhaul(SOH)

Scheduled replacement(SRP)

Scheduled functiontest (SFT)

No

Yes

No

No PM activityfound (RTF)

Yes Is continiousmonitoring feasible?

Scheduled on‐conditiontask (SCT)

Continious on‐conditiontask (CCT)

Does a failure alertingmeasurable indicator exist?

No

Yes Is continiousmonitoringfeasible?

Yes

No

Continious on‐conditiontask (CCT)

Is ageing parameter>1?

Is overhaulfeasible?

Scheduled functiontest (SFT) & Scheduled overhaul 

(SOH)

Scheduled functiontest (SFT) & Scheduled replacement 

(SRP)

Yes

Yes

No

No

Scheduled functiontest (SFT) & Scheduled on‐

condition task (SCT)

Yes

Increasing rate of «potential» failures?

NoScheduled on‐condition task 

(SCT) & Scheduled replacement task (SRP)

No

Yes

No

Yes

 FIGURE 5: MAINTENANCE TASK ASSIGNMENT BY USE OF THE RCM DECISION LOGIC 

 

Page 21: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 19 

2.2.5 INTERVAL OPTIMIZATION 

 

For each task, or combination of tasks in in Figure 5 it is required to determine the interval(s) of the 

task(s). This step comprises the following steps: 

Establishing  appropriate  model(s)  for  the  failure  characteristics  involved,  e.g.,  related  to 

characteristics in Table 1. 

Establishing  the  system models  required  to  establish  the  objective  function  to  optimize.  This 

typically involves reliability models like fault tree, reliability block diagram etc. 

Minimizing  the  cost with  respect  to  the maintenance  interval.  This  involves use of numerical 

methods. 

Interval optimization will be covered in Chapter 2.4. 

 

2.2.6 GROUPING OF MAINTENANCE ACTIVITIES 

 

Grouping of maintenance activities  is often based on an  idea  to execute  related  tasks with similar 

intervals  at  the  same  time  to  save  so‐called  setup  cost.  The  setup  cost  is  the  cost  that may  be 

“shared”  between  several  activities  if  conducted  simultaneously.  In  many  situations  no  formal 

methods are used  to  form  the  groups. However,  since  the optimum  interval  in  the  cost equation 

depends on the cost of the preventive maintenance, the interval will be influenced by how much set‐

up  cost  could  be  saved.  The  simplest  approach  for  formal  grouping  is  the  so‐called  direct  static 

grouping (see Wildeman, 1996). Grouping will be discussed in chapter 2.5. 

 

2.3 OPTIMISATION OF RENEWAL 

 

In this approach the objective is to establish a sound basis for the optimisation of renewal. Since time 

between  renewals  of  a  system  often  is  in  the  order  of magnitude  of  decades,  it  is  required  to 

perform  some kind of discounting of  future costs. Different “headings” are used  for  such analysis, 

e.g. LCC analysis, Cost/Benefit analysis and NPV  (Net Present Value) analysis.  In all these situations 

the  idea  is to choose renewal activities  in time and space such that costs are minimised  in the  long 

run. The basic situation  is that the systems are deteriorating as a  function of  time and operational 

load. This is why the right part of the bath tube curve in FIGURE 2: GLOBAL SYSTEM TIME 

 is  increasing.  This  deterioration  could  be  transformed  into  cost  functions,  and  when  the  costs 

become very large it might be beneficial to maintenance or renew the infrastructure. In the following 

Page 22: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 20 

we introduce the notation c(t) for the costs as a function of time. In c(t) we include in principal costs 

related to i) production/punctuality loss, ii) accident costs, and iii) extra maintenance and operation 

cost due  to degradation. By a  renewal  (or execution of a major maintenance project) we  typically 

reset the function c(t), either to zero, or at  least a  level significantly below the current value. Thus, 

the  operating  costs will  be  reduced  in  the  future  if we  are willing  to  invest  in  a maintenance  or 

renewal project. 

 

Cost

Time

c(t)

Renewal cost

Savings

T

c*(t)

 FIGURE 6: COST SAVINGS 

 

Figure 6 shows the savings in operational costs, c(t) ‐ c*(t), if we perform maintenance or renewal at 

time T.  In addition to the savings  in operational costs, we will also often achieve savings due to an 

increased “residual life time”. 

 

2.3.1 LCC CALCULATION CONSIDERATIONS 

 

To calculate the various LCC contributions we need to consider three different aspects: 

Change in variable costs, c(t). 

The effect of extending the life length. 

The project costs. 

 

CHANGE IN VARIABLE COSTS 

The variable cost contribution from the dimension safety; punctuality and maintenance & operation 

could be treated similarly from a methodical point of view. We now let c(t) denote the variable cost if 

the project is not executed, and similarly c*(t) if the project is run. See Figure 6 for an illustration. The 

LCC contribution from change of e.g., safety, could then be found by: 

Page 23: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 21 

[ ] tN

trtctc −

=+×−=Δ ∑ )1()(*)(LCC

0S                           (3) 

 

where r is the discounting factor, and N is the calculating period which might be infinite, or equal to 

the number of years until termination of the activity. Similarly we obtain the change  in production 

loss/punctuality costs, ΔLCCP and the change in maintenance and operational costs, ΔLCCM&O. 

 

THE EFFECT OF EXTENDING THE LIFE LENGTH. 

To motivate for the calculation we show a principal sketch of the need for renewal both  if or  if not 

the proposed project is executed. 

Project cost

t = 0 (now)

Renewal cost without the project {RC(t)}

Renewal cost with the project {RC*(t)}

time

Residual lif

e time without project

Residual life time with project 

FIGURE 7: RENEWALS IF AND IF NOT THE PROJECT IS EXECUTED 

We now let: 

{RC(t)} = Portfolio cost of renewals without the project 

{RC*(t)} = Portfolio costs of renewals with the project 

{T} = Set of renewal times without the project 

{T*} = Set of renewal times with the project 

 

The cost contribution related to increased residual life time could now be found by: 

RLT{ } { *}

LCC RC( ) (1 ) RC*( ) (1 )t t

t T t T

t r t r− −

∈ ∈

Δ = × + − × +∑ ∑                   (4) 

 

THE PROJECT COSTS 

The LCC contribution from the project cost, LCCI:,  is the net present value of the project cost  in the 

project period. 

Page 24: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 22 

 

TOTAL LCC CONTRIBUTION 

The total gain in terms of life cycle costs could then be found by: 

ΔLCC = LCCI + ΔLCCS + ΔLCCP + ΔLCCM&O + ΔLCCRLT                       (5) 

 

And the cost benefit ratio is: 

I

RLTMPSLCC

LCCLCCLCCLCCC/B

O& Δ+Δ+Δ+Δ=ρ                        (6) 

 

Equation (5) may be used to minimize the point of time when it is optimal to execute the project. In 

many situations  the optimal  time has passed due  to  lack of resources or possibilities  for executing 

the project. In such cases it might be more appropriate to calculate the cost benefit ratio and use this 

ratio as a prioritization criterion for which projects to implement under budget constraints. 

 

2.4 INTERVAL OPTIMIZATION 

 

Within maintenance optimisation  literature  it  is common to present some basic models such as the 

Age Replacement Policy  (ARP) model,  the Block Replacement Model  (BRP) and  the Minimal Repair 

Policy  (MRP).  Such models  were  introduced  by  Barlow  and  Hunter  (1960)  and  have  later  been 

generalised in several ways, see e.g. Block et. al. 1988, Aven and Bergman (1986), and Dekker (1992). 

There exists also several major (review) articles in this area, e.g. Pierskalla and Voelker (1979), Valdez 

Flores and Feldman (1989), Cho and Parlar (1991) and Wang (2002). The purpose of the following is 

not to present a comprehensive list of models, but rather to present some basic ideas for calculating 

the  effective  failure  rate,  and  set  up  the  cost  equation  in  relation  to  the  failure  characteristics 

presented in Table 1. 

 

2.4.1 THE FOUR BASIC SITUATIONS RELATED TO PREVENTIVE MAINTENANCE 

 

In OptiRCM  there are basically  four  situations  that are  treated  in  the optimization process. These 

situations are described in the following. 

 

Page 25: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 23 

OBSERVABLE GRADUAL FAILURE PROGRESSION (OGF) 

In this situation we assume that it is possible to observe failure progression prior to the final failure 

of a component. Consider a pump that is designed to pump 800 litre per minute, and that the pump 

system  is  provided  with  a  flow meter.  Further  assume  that  it  we  required  a  pump  capacity  of 

minimum 600 litre per minute to ensure full production. A failure is then defined as the point of time 

where the capacity of the pump goes below 600  litre per minute. Since we have readings from the 

flow meter, it is possible to continuous monitor the failure progression. The situation is illustrated in 

the OGF‐row in Table 1. 

 

To  prevent  unnecessary  failures  we  would  replace  or  overhaul  the  component  at  a  specific 

degradation  level. For example when the pump capacity goes below 650  litre per minute we would 

overhaul the pump. There are two principal questions related to maintenance in this situation: 

What is a reasonable maintenance limit? 

How often  should we monitor or  inspect  the  system  in case of a  scheduled on condition  task 

(SCT)?  

 

The more often we inspect and the  lower the maintenance limit  is, the lower will the probability of 

experience a  failure be. However, many  inspections and a  low maintenance  limit will  imply a very 

high maintenance cost. We will later develop methods for optimising maintenance in this situation.  

The  failure  progression model  indicated  in  the OGF‐row  in  Table  1  is  applicable  both  for  on‐line 

(continuous) monitoring and off‐line monitoring (CCT& SCT). 

 

OBSERVABLE “SUDDEN” FAILURE PROGRESSION (PF‐MODEL) 

The  situation now  is  similar  to  the  situation  in  the previous  section, but we now assume  that  the 

system could operate for a very  long time without any sign of a potential failure, but then at some 

point of time a potential failure would be evident as illustrated the OFF‐row in Table 1. Here we have 

indicated a  “P”  for potential  failure,  i.e.,  the  time where a  coming  failure  is observable. The  time 

interval  from  the  failure  is  first  observable,  and  till  a  failure  occurs  is  very  often  denoted  the  PF 

interval. We will in the following denote this situation for the “PF” situation because the PF interval 

will be central in the understanding of effective maintenance strategies. 

 

Page 26: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 24 

NON‐OBSERVABLE FAILURE PROGRESSION (AGING) 

Assume we have a situation  like those discussed above for observable failure progression, but that 

we for some reason could not observe the failure progression. For example in the situation with the 

pump we do not have a flow meter available, or consider an item with fatigue, but where we are not 

able to monitor a crack due to no available equipment for ultrasonic inspection. Another situation is 

wear inside a closed bearing. The situation is illustrated in Figure 8, where we have shown a dashed 

line for the failure progression due to the fact that it is not observable. 

 

 FIGURE 8: NON‐OBSERVABLE FAILURE PROGRESSION 

 

Since there is ageing phenomenon behind this failure situation, the distribution of the time to failure 

will  have  an  increasing  failure  rate  function.  An  appropriate maintenance  action  in  this  situation 

would be to replace the component periodically. However, since we are not able to observe failure 

progression,  the  time  elapsed  since  the  previous maintenance  is  the  only  indicator  of  a  coming 

failure. This model corresponds to the ADT and AUT situations in Table 1. 

 

SHOCK 

The situation now  is similar to the PF  interval situation above, but now the PF  interval  is extremely 

short, and there  is no possible  inspection methods that are able to reveal a potential failure  in due 

time. In this situation, the time to failure will be approximately exponentially distributed.  

 

2.4.2 COST EQUATION FOR OPTIMIZATION 

 

Above we  have  presented  basic  failure  characteristics where  it  is  possible  to model  the  relation 

between  the maintenance  effort  (maintenance  interval  and  intervention  level)  and  the  effective 

failure rate and the renewal rate. In order to optimise the maintenance effort, we have to combine 

the  component performance measures and a  system  cost model. The  system  cost model  includes 

Page 27: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 25 

both a reliability model, and a cost model which is not further discussed here. The maintenance cost 

is typically specified by: 

CPM  Cost per PM activity. A PM activity here is either overhauling, or replacing a component. The 

cost figure should include all costs associated with the PM activity. 

CI  Cost  per  inspection,  i.e.  in  relation  to  condition  monitoring.  If  the  maintenance  limit  is 

reached, the cost of renewing the component should not be  included  in CI but specified as 

the CPM for this component. 

CCM  Cost per CM action. 

 

The cost per unit time is now given by: 

       (7)

 

where  Pe  is  the  conditional  probability  of  a  critical  event  e  given  component  failure,  E(Ce)  is  the 

expected cost given that a critical event e occurs, and CE is the set of relevant critical events for the 

actual failure mode. λE(τ,l) and rr(τ,l) are the effective failure rate and renewal rate respectively. In 

equation  (1) we have used  τR  to denote  the maintenance  interval  in  case of periodic overhaul or 

replacement,  whereas  we  have  used  τI  to  denote  the maintenance  interval  in  case  of  periodic 

inspection. We have further used τ without any index in the expression for the effective failure rate, 

and  the  renewal  rate. Note  that  for  a  condition monitoring  activity,  τR will usually be  infinite  (no 

scheduled replacement), and for a replacement activity, τI will be infinite. 

 

To find the optimum maintenance interval we could then in principle calculate C(τ) from equation (1) 

for various values of  the maintenance  interval, τ, and  then  chose  the τ‐value  that minimises C(τ). 

Numerical methods are required. 

 

Note that in the FMEA as part of the RCM procedure, we provide the most essential information to 

use for the formal interval optimization. However the following additional information is required for 

the optimization: 

The cost figures of preventive maintenance, as indicated above 

Additional  parameters  to  describe  aging  models,  i.e.,  PF‐intervals,  aging  parameter  in  the 

Weibull distribution, and parameters to describe the Markov models. 

A more refined value of the barrier probabilities, Pe 

Page 28: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 26 

In  case  of  identical  redundant  items,  the  voting  between  the  items  in  terms  of  a  KooN 

specification 

A common cause factor for dependent failures 

 

Also note that HSE (health, safety and environment) consequences need to be converted economical 

values. The conversion principle  is to assign the same economic value of a HSE consequence as for 

the operational regularity consequence. 

 

2.5 GROUPING OF MAINTENANCE ACTIVITIES 

 

Grouping of maintenance activities  is often based on an  idea  to execute  related  tasks with similar 

intervals  at  the  same  time  to  save  so‐called  setup  cost.  The  setup  cost  is  the  cost  that may  be 

“shared”  between  several  activities  if  conducted  simultaneously.  In  many  situations  no  formal 

methods  are used  to  form  the  groups. However,  since  the optimum  interval  in  cost  equation  (1) 

depends on the cost of the preventive maintenance, the interval will be influenced by how much set‐

up cost could be saved. One of the most comprehensive presentations of grouping is the PhD thesis 

by Wildeman (1996).  

 

Grouping is often categorized into static and dynamic grouping. In static grouping the activities going 

into one group are  fixed and will not  change during  the  time horizon  considered. This makes  this 

method  easy  to  implement  because  it  fits  into  most  computerized  maintenance  management 

systems (CMSSs). A major challenge with static grouping is that it is not easy to change the plan and 

the groups  if the situation changes, e.g., some of the estimates failure rates are updated based on 

new statistical evidence, the  load on some components change, and/or situations occurs where we 

get extra opportunities to conduct maintenance. In the following, we summarize some key feature of 

the classical models. In this presentation we stick to a very simple failure model, i.e., represented by 

a classical time based replacement model (ADT or AUT in Table 1). In the presentation the following 

terms are introduced: 

There are altogether n maintenance activities to be carried out 

cPi = individual preventive maintenance (PM) cost of activity i (exclusive set‐up cost) 

cUi =  individual cost upon failure,  i.e. corrective maintenance (CM) plus expected system failure 

related costs 

Page 29: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 27 

S = setup cost, i.e., the part of the PM cost that may be shared if two or more PM activities are 

executed simultaneously 

λE,i(x) = effective failure rate 

 

2.5.1 DIRECT STATIC GROUPING 

 

In a direct static grouping the maintenance activities are partitioned into m groups. Each group, say 

Gj, is a subset of {1,2,..,n}. Further Gj ∩ Gk = Ø, and ∪j Gj  =   {1,2,..,n}. The activities in each group are 

maintained at the same interval, say Tj. Given a partitioning, the total cost per unit time is given by: 

C(T) = Σj=1:m {S/Tj + Σi∈ Gj [cPi /Tj + cUi λE,i(Tj )] }                          (8)

 

where T = [T1,T2,…,Tm]. Given the partitioning, Gj,  j = 1,..,m, it is straight forward to minimize equation 

(8). A proposed heuristic to find the overall minimum is: 

Find individual maintenance interval τi, i.e., minimize C(τi) = (S+ cPi )/τi + cUi λE,i(τi) 

Sort the intervals in increasing order, i.e., τ(1) < τ(2) < … 

Look for clusters in the intervals, and let these forms groups G1, G2,…  

Given this partitioning, Gj,  j = 1,..,m, minimize equation (8). wrt T  

GoTo 3 and vary the groups slightly to check if a better solution may be obtained 

 

2.5.2 INDIRECT STATIC GROUPING 

 

In  indirect static grouping we assume that there  is an occasion for preventive maintenance every T 

time units. T is to be determined later on. Each activity is carried out every liT time unit, i.e., every li 

maintenance occasion  is utilized  for activity  i. The challenge now  is to obtain T and  li, i = 1,..,n that 

minimizes total cost given by: 

C(T,l) = S/T +  Σi=1:n [cPi /(liT)+ cUi λE,i(liT )]                             (9) 

 

The problem to minimize equation (9) is a mixed continuous‐integer programming problem which is 

a very difficult problem to solve even with fast computers. A proposed heuristics is: 

Choose an  initial value of T that corresponds to the smallest  individual maintenance  interval τi, 

i.e., minimizing C(τi) =  (S+  cPi )/τi + cUi λE,i(τi) 

Choose li ≈ τi /T 

Page 30: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 28 

Keep li fixed and minimize equation (9) wrt to T 

Vary li slightly and GoTo 3 to check if a better solution may be obtained 

 

2.5.3 DYNAMIC GROUPING 

 

In dynamic grouping the groups are not fixed. The idea is to establish the groups “on the fly” which 

will enable us to update the strategy when new information becomes available, e.g., new failure rate 

estimates. Further we may reschedule the plan if opportunities arise, e.g., upon a failure there will be 

an  opportunity  for  advancing  the  next  planned  preventive maintenance.  Dynamic  grouping  also 

enable us to take into account that the usage of a component is not fixed. The dynamic grouping is 

more intractable from a modelling point of view, and also from an implementation point of view. But 

if these problems may be overcome, the cost per unit time is usually lower than for static grouping. 

The proposed heuristic goes as follows: 

Step 0 ‐  Initialization  

Step 1 ‐  Tentative plan 

Step 2 ‐  Establish the candidate groups  

Step 3 ‐  Optimize execution time for each candidate group, and choose the candidate group with 

the lowest cost 

Step 4 ‐  Proceed with the next group, and GoTo Step 1 

 

STEP 0 ‐ INITIALIZATION 

In the presentation we assume that there is a one to one match between components and activities. 

We therefore use the term component maintenance where it would be more correct to use the term 

‘activity’.  Let  Φi(x,k) =  (S/k+  cPi )/x +  cUi λE,i(x) be  the expected  cost per unit  time  associated with 

component i when it is maintained together with k‐1 components, where x is the interval length. The 

value  of  x  that  minimises  Φi(x,k),  say  xi,k*  is  found  for  appropriate  values  of  k.  Use  the  most 

“reasonable” value of k to obtain the overall average best interval for component i, and denote the 

interval by xi*, and the corresponding average cost per unit time is denoted Φi*. Notational we use x 

as local time since last maintenance. 

 

Page 31: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 29 

STEP 1 ‐ TENTATIVE PLAN 

We now use  t  to denote global  time, e.g., calendar  time. To make a  tentative plan  for  the coming 

maintenance we let ti denote the (global) point of time when component i was last maintained. We 

may then find tentative due dates for all components, say ti*, according to the formula ti*= xi* + ti.  

 

STEP 2 ‐ESTABLISH THE CANDIDATE GROUPS  

When  tentative due dates  are  found by  ti*=  xi*  +  ti, we may  sort  the  ti*’s,  say  t(i)*.  Let now Kk = 

{(1),(2),…,(k)} be  the set of  the  first k due activities. The procedure  is now  to  find k  that gives  the 

optimal first group of activities to be executed. As we add more activities to the 1st candidate group 

we save set‐up cost. However, there are penalties of shifting each  individual point of execution. At 

some point  these penalties exceeds  the  savings  in  set‐up cost. At  this point we  stop adding more 

activities to the 1st candidate group. Note that we also have to stop searching for further candidate 

groups if one activity tentatively is repeated twice within the range of the interval for the candidate 

group. 

 

STEP 3 ‐OPTIMIZE EXECUTION TIME 

For a given candidate group, Kk we find the next execution time, t*, by minimizing the following cost 

elements: 

Set‐up cost 

Component specific preventive maintenance cost 

Deterioration cost from now to t 

Average maintenance and deterioration cost from t to T = planning horizon 

 

Now, let Mi(x) = cUi λE,i(x) x be the deterioration cost in the period [0,x]. Then we may derive the total 

average  cost  associated with  all  activities  if we  execute  activities  in Kk  at  time  t,  and  subsequent 

activities at their “average optimum” time by: 

 

                (10) 

 

Page 32: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 30 

which  is minimized by numerical methods with respect to t. The optimal solution  is denoted t* and 

correspondingly we  let ck* be the minimum value. The first candidate group  is now found by the k‐

value having the lowest ck*‐value. 

 

STEP 4 ‐  PROCEED WITH THE NEXT GROUP 

We now update the clock by we now set the clock: t* → t0, and proceed with to Step 2 until the time 

horizon T is reached. Note that we at a given point of time when actually following such a grouping 

regime  can  determine  how many  subsequent  groups  to  form. We  always  need  to  plan  the  next 

group. However the reasons to plan more than one group a head  is to see the need for resources. 

Since  new  information might  become  available,  future  groups  are  always  subjected  to  possible 

changes. 

 

2.6 SPARE PART OPTIMIZATION 

 

Spare part optimization  is challenging from a modelling point of view because we need to base our 

models on queue theory, which usually becomes so complex that Monte Carlo simulation methods 

are required. In some situations we may derive simple analytical results. First recognize that the cost 

equation (1) does not explicitly address spare part issues. The starting point for analysing the impact 

of spare parts is to link spare part strategies to the downtimes, i.e., MTTR. A very simple model now 

comprises the following steps: 

Assess the value of MTTR for two situations, MTTRS equal the MTTR if a spare is available upon a 

failure, and MTTRS* if no spare part is available 

Identify  the  relation  between  the MTTR  and  E(Ce)  in  equation  (1)  for  relevant  critical  events 

(typically production related events) 

For  each  level  of  spare  parts  considered,  SL,  calculate  the  probability  that  a  spare  part  is 

available upon a component failure. If we don’t plan for spare parts, this probability equal 0, but 

will increase with the number of spare parts in the stock. 

Find  the yearly  capital  cost associated  for each  level, SL, and  then  calculate  the  cost per unit 

time, CSL 

In  the cost equation  (1), optimize  the maintenance  interval  for each value of SL, and compare 

the minimum value of equation (1) plus CSL  in order to find the spare part  level that minimizes 

the overall cost. 

Page 33: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 31 

 

The  approach  is  rather  simple  compared  to  those  given  in  the  literature where  queue  theory  is 

applied  to model so‐called backorders explicit. Also note that a complicating  factor will be to treat 

that there might be different stocks, for example one central stock, one stock at maintenance depot 

A, and another stock at maintenance depot B. 

 

2.7 RAMS DATA 

 

Collection and analysis of reliability data  is an  important element of maintenance management and 

continuous  improvement. There are several aspects of utilizing experience data and we will  in  the 

following focus on: 

Learning  from  experience.  That  is,  when  a  problem  occurs,  the  failure  and  maintenance 

databases can be searched for events which are similar to the current problem. If the database is 

properly updated, we might  then  find  information about solutions  that proved  to be efficient, 

and also solutions that did not proved to be efficient in the past. 

Identification of common problems. By producing “Top ten”‐lists (visualised by Pareto diagrams) 

the  database  can  be  used  to  identify  common  problems.  For  example  which  component 

contribute most to the total downtime (cost drivers), what are the dominate failure causes etc. 

“Top‐ten” lists are used as a basis for deciding where to spend resources for improvements. 

A basis for estimation of reliability parameters.  Important parameters to use  in RAMS analyses 

are the Mean Time To Failure (MTTF), ageing parameters, P‐F intervals and repair times.  

 

With  respect  to maintenance  optimization  the main  use  of  data will  be  the  basis  for  parameter 

estimation.  The  standard  approach  to  parameter  estimation  is  the  application  of  the maximum 

likelihood principle (MLE). In many situation there is a limit amount of data available, and the use of 

Bayesian methods is recommended where both systematic use of expert statements in combination 

with use of statistical data is used to assess the reliability parameters of interest. 

 

2.8 RULE BASED VS RISK BASED MAINTENANCE 

 

The main  idea behind maintenance optimization  is  to balance cost of executing maintenance with 

the benefit achieved by  the maintenance. Due  to  the  random nature of  the problem at hand, we 

Page 34: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 32 

denote maintenance  optimization methods  as  risk  based methods.  Historically  the maintenance 

effort has not been decided by formal optimization methods, but based on experience or judgement 

by  engineers.  Often  such  non  formal  approaches  to  determine  the  maintenance  have  been 

implemented as a  rule based  regime, where  interval of  tasks, and maintenance  intervention  limits 

have  been  stated  as  either  company  internal  rules,  or  even  rules  stated  in  national  laws  and 

regulations.  

 

If a rule based regime for maintenance  is followed, the rules tend to be “ideal rules” assuming that 

sufficient resources  for maintenance are available. This  is generally a big challenge, since  in reality 

there are limitations in resources for maintenance, and then the rules are not suitable for prioritizing 

available resources. 

 

The  strength  of  risk  based methods  is  their  capabilities  to  also  consider  extra  risk  by  exceeding 

maintenance limits or maintenance intervals, thus giving stronger decision support in case where it is 

impossible  to  follow  the “optimal” strategy because  it  is possible  to prioritize among maintenance 

tasks. 

Page 35: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 33 

3. METHODS 

 

The case studies have been executed  in parallel and with a mix of methodologies. State‐of‐

the‐art  in  the  four  industries  is  based  on  a  literature  review  (including  scientific  journal 

articles,  industry  journals,  textbooks,  regulations  and  current  applicable  standards)  and 

communication with maintenance experts within the respective domains.  

 

This  is  supplemented  by  a  study  of  actual  practices  in  companies  from  each  respective 

industry.  Data  collection  in  these  case  companies  was  conducted  by  semi‐structured 

interviews  in  cases  2,  3  and  4  (gas,  water  and  aerospace).  The  interviews  have  been 

conducted with the same interview guide as a basis (se appendix A5). A total of six interviews 

have been conducted, two for each case study. The Interviewees received the interview guide 

prior to the interviews taking place, to be given the opportunity to search for additional input 

to questions not directly linked to their role in the organization. The interviewees were asked 

if  they  would  like  to  receive  the  case‐study  reports  for  review  and  validation  prior  to 

submission of  the deliverable. The case‐study  reports state  in which cases  the  interviewees 

reviewed the case‐study report. 

 

No oral  interviews were  conducted  in  case 1:  Electricity distribution, where  the  interviews 

instead were  carried out by e‐mail.  Two  actors  (a distribution network  and  a  transmission 

network owner and operator) in the industry were involved in case 1. The questions and the 

industry actors' answers are included in the case‐study report.  

 

The assessment matrix was developed based on  results  from each of  the  four case studies. 

First, we  identified areas of particular  interest  from one or more case  studies. These areas 

were  Coordination  and  information,  RCM  –  Maintenance  Strategy,  Data,  Analysis  and 

methods, and Decision support. We then  identified a  list of more specific  issues within each 

area where the case studies illustrated interesting practices. For each issue within each area, 

we then described relevant practices documented in each of the case studies. The matrix was 

designed  so  that  e.g.  railway  administrators may  score  the  importance  of  1)  the  different 

maintenance  issues  and  2)  the  particular  practices  from  each  case  study.  The  resulting 

assessment matrix has been  revised by maintenance experts  from  the domains of  the case 

Page 36: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 34 

studies  as  well  as  maintenance  experts  with  knowledge  of  railway  infrastructure 

maintenance. The matrix can be used as a tool in future work in OPTIRAIL, and is intended to 

be updated throughout the project period. 

 

Page 37: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 35 

4. RESULTS 

 

4.1 SUMMARY OF CASE STUDIES 

 

4.1.1 CASE STUDY 1: ELECTRICITY NETWORKS 

 

Case study 1 describes frameworks and methodologies used in maintenance of electricity networks. 

To provide an  introduction to readers that are not familiar with the electricity network system, the 

system – including its purposes, characteristics and properties – is described in the first two chapters 

of the report (Appendix A1). 

 

The purpose of an electricity network is to transport electric energy from the production units to the 

end users. The energy should be transported with minimal losses. The end users should be supplied 

with continuous power at all time with the required quantity and quality. 

 

The  electricity  network  can  basically  be  divided  into  transmission  and  distribution  networks:  A 

transmission  network  transports  electricity  over  large  distances  and  a  distribution  network 

distributes  the  electricity  further  to  the  end  users.  This  report  covers  both  transmission  and 

distribution  networks.  Interconnection  networks  connecting  the  electricity  networks  of  different 

countries or regions can be viewed as part of the transmission network. 

 

The electricity network system can be characterized by different aspects like voltage level, frequency, 

component hierarchy and topology. Interconnection of electricity networks across borders makes the 

system  vulnerable  to  blackouts  on  international  scales.  This  is  one  reason  why  cross‐border 

coordination and cooperation on operation and maintenance is important. In Europe, network codes 

are developed by the European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO‐E) 

to facilitate such coordination. 

 

The main objectives of maintenance of electricity networks are  to ensure reliable, safe and secure 

power  supply  in  a  cost‐effective manner.  Since operation of electricity networks usually  is  strictly 

regulated,  rules  and  regulations play  an  important  role  in determining  the overall  thinking of  the 

system  operation.  The  RCM  (Reliability  Centered  Maintenance)  framework  is  adapted  to  some 

Page 38: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 36 

degree by  larger companies, such as transmission system operators, but not by smaller companies, 

such as most of the distribution system operators. 

 

Technical‐economic analyses are often used to identify the most cost‐effective maintenance projects, 

but detailed cost‐benefit analyses are made only by  the  larger system operators.  In such analyses, 

safety, health, environment and reputation are given high priority in addition to cost‐effectiveness. A 

Cost of Energy Not Supplied (CENS) is introduced to quantify the end users’ costs of interruptions of 

the electricity supply. A national collection of interruption data is usual in many countries. However, 

the  use  of  the  data  for maintenance  purposes  is  usually  limited,  because  the  data  is  usually  not 

collected  for  that  purpose,  but  rather  to  get  an  overview  over  the  number  of  outages  and  the 

disturbances  in the system. The academic  literature presents many failure and degradation models 

and  other  models  (e.g.  from  the  field  of  artificial  intelligence)  for  failure  prediction,  lifetime 

estimation and maintenance modelling. Such methods are, however, to a very limited extent applied 

by  the  system  operators. Multi‐criteria  decision  analysis  (MCDA)  has  also  been  investigated  for 

supporting decision on maintenance and renewal in the electricity network. 

 

For most components found in electricity networks, a large number of different condition monitoring 

techniques exists. Condition‐based maintenance is mostly done on the basis of scheduled inspections 

with  inspection  intervals  chosen  according  to  the  results  from  an  RCM  analysis  or  according  to 

regulations.  Assessments  of  technical  condition  often  involve  a  significant  element  of  subjective 

evaluation.  This  report  includes  a  state‐of‐the‐art description of maintenance  strategies based on 

interviews of  the Norwegian  transmission system operator  (Statnett) and a Norwegian distribution 

system operator (TrønderEnergi Nett). 

 

There  are  analogies between  cross‐border  electricity  transmission networks  and  the main  railway 

corridors  in  Europe,  but  electricity  can much more  quickly  and  easily  be  rerouted  in  the  case  of 

maintenance. The cooperation between European transmission system operators may nevertheless 

be  relevant  for  European  railway  corridors.  Regulatory  aspects  and  technical‐economic  concepts 

such as the cost of energy not supplied may also be of relevance. 

 

Many parts of the electricity distribution network are not critical with respect to vulnerability, since 

these parts only supply  few customers. Nevertheless, these parts must be maintained because  the 

network operators must provide all end users an adequate  supply of electricity. For  such network 

Page 39: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 37 

parts,  it  is difficult  to carry out cost‐beneficial maintenance. Another  important aspect  influencing 

the maintenance of electricity networks  is that the system operators may vary considerably  in size: 

Only  the  larger  system  operators  may  have  the  competence  needed  to  apply  more  advanced 

methods for maintenance planning. 

 

RELEVANCE OF CASE FOR RAILWAY INFRASTRUCTURE 

The electrical  transmission networks  can be  compared with  the main  railway  corridors  in Europe, 

whereas the electrical distribution network can be compared with the commuter and local services. 

The power frequency of the electrified railway systems can be different in different countries (e.g. 50 

Hz and 60 Hz), whereas  the  frequency  in  the electricity network  is always 50 Hz  (even  though  the 

frequency is not synchronized in all countries). 

 

An advantage of electricity networks is (compared with railway) that equipment must not physically 

cross borders, but only  the  electricity  itself  (i.e.  electrons).  Since  electricity  transport  is  fast,  long 

distances  are  not  a  problem.  That means  that  "rerouting"  of  electricity  over many  hundreds  of 

kilometres  is  possible  without  any  time  delay  (e.g.  in  case  of maintenance),  as  long  as  enough 

network  capacity  is available and  the  transport  losses are acceptable and  can be  compensated by 

increased production. 

 

Since both the electricity network and the electrified railway network consist of much of the same 

type of high‐voltage equipment, experience  in maintaining and operating  this equipment could be 

exchanged, e.g. use of condition monitoring methods. Another area which might be  interesting for 

the  operation  of  European  railway  corridors  is  the  cooperation  between  European  transmission 

system operators through ENTSO‐E. 

  

Since network operation is subject to much regulation, regulatory aspects and methods (such as Cost 

of Energy Not Supplied ‐ CENS) might be of interest for railway as well. In addition, vulnerability is a 

very relevant topic in electricity networks. Thus, methods applied in this field might be of interest for 

railway.  

 

Page 40: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 38 

4.1.2 CASE STUDY 2: GASS TRANSPORT 

 

Gassco's was established  in 2001  to manage  the Gassled  infrastructure  transporting  gas  from  the 

Norwegian Continental Shelf to European customers. The gas infrastructure is an integrated network, 

connected  to  the  producers  of  natural  gas  and  to  the  European  distribution  network.  The 

infrastructure  operated  by  the  company  consists  of  7  975  kilometres  of  transmission  pipes,  6 

processing  plants  in  Norway,  6  receiving  terminals  and  3  platforms.  The  case  study  focuses  on 

maintenance management and maintenance coordination in the gas value chain. 

 

There  are  a  range  of  stakeholders  in  the  gas  value  chain,  and  regulations  from  the  Norwegian 

Government, European Governments and  the EU affect  the company. The company adapts  to  the 

regulations by adapting  to  industry practices proposed  in  the  Industry standards, such as NORSOK 

and recommended practices. 

 

The maintenance strategy applied is Reliability Centered and risk‐based. Every item (or "tag") in the 

system must be allocated a consequence class based on a consequence classification. Development 

of maintenance programs for new equipment at the terminals are based on generic methods when 

the  equipment  is  considered  to  be well‐known  or  similar  to  equipment  already  in  use.    For  new 

equipment where  the GMCs not are applicable, maintenance concepts are developed based on an 

FMEA, FMECA or RBI‐analysis, or a combination of them. The maintenance management is supported 

by using SAP software, which provides maintenance plans and schedules. 

 

Successful  maintenance  management  and  cross‐organizational,  cross  border  coordination  of 

maintenance  activities  contribute  to  the  company  achieving  regularity measure  of  99.17  %  and 

quality measure  of  99.99 %.  Communication with  up‐  and  downstream  actors,  by meetings  and 

integration of systems is essential to achieve efficient use of the network.  

 

Several  elements  in  the  organization  of maintenance may  inspire  or  be  adapted  by  the  railway 

industry. Amongst these are the coordination of maintenance activities and attitude to opportunistic 

maintenance and information sharing considered to be most relevant. 

 

Page 41: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 39 

RELEVANCE OF CASE STUDY VS RAILWAY INFRASTRUCTURE 

There  are  quite  a  few  obvious  parallels  between  the Gassled  gas  transport  network  and  the  rail 

network.  Both  the  gas  industry  and  railways  are  tightly  regulated,  both  use  a  distributed 

infrastructure and the systems have a common purpose; transport. The two  industries also share a 

common attitude regarding safety; safety concerns will trump production and delivery of transport 

services in case of conflict between the two. 

 

The  intention  in  establishing  Gassco  was  to  introduce  a  neutral  party  in  the  management  and 

development of the transportation network and to manage the allocation of capacity in the system, 

much  like  the  idea  behind  the  organization  in  the  railway  sector  in  Europe.  Investments  in  the 

infrastructure are not financed by the infrastructure operator, but the operator play a central part in 

planning and  leading further development of the  infrastructure, as well as being responsible for  its 

condition.  

 

Some basic differences  stand out as well  though, a case  in point being  that as  long as  the agreed 

volumes of gas with correct quality is delivered at an exit point from Gassco's receiving terminals the 

shippers are satisfied. The same flexibility does not apply to rail infrastructure. In Gassco's case, the 

maintenance intensive parts of the infrastructure is concentrated at the various facilities rather then 

spread evenly across the network. 

 

The most important finding in the case study (in the case study authors' view) does not deal with the 

overall  maintenance  strategy  or  tools  and  models  used  in  the  industry.  Instead  it  deals  with 

coordination of maintenance and  transparency  in  the planning process. There  seem  to be a well‐

functioning manner of dealing with opportunistic (or shadow) maintenance, e.g. in case of temporary 

and un‐planned shutdowns, both upstream and downstream actors are informed early, and are able 

to carry out maintenance when the opportunities occur, and hence possibly saving the system from 

future  shut‐downs.  It  is not, however, based on  formalized  guidelines or  regulations. This  kind of 

short  term maintenance  is possible  due  to  continuously  focus on optimization  in  the  network  by 

closely  monitoring  and  dialog  between  Gassco  and  the  operators  of  the  production  fields  and 

terminals. 

 

Page 42: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 40 

4.1.3 CASE STUDY 3: WATER INFRASTRUCTURE 

 

The purpose of the water infrastructure is to provide safe drinking water at a satisfactory pressure to 

the  end‐customers.  The  system  is  composed  of  a  drinking  water  source,  intake,  treatment  and 

transmission/distribution  system.  The  infrastructure  considered  in  the  case  study  either  governed 

and owned by private companies, or by  local municipalities  (and then managed by public utilities), 

depending on the country. Focus is on the infrastructure of European countries, and interviews have 

been conducted with Swedish and Norwegian water public utilities. This case study focuses on water 

transmission and distribution systems from the treatment facilities to the customer.   

 

There  is no  industry‐wide maintenance strategy  that  is prevalent  in  the water  industry. There are, 

however, some characteristics that are typical for maintenance management of water infrastructure: 

Amongst  these  are  focus on  safety,  security of  supply  and  long  term planning of  investment  and 

renewal of the infrastructure.  

 

Traditionally, maintenance management of water  infrastructure has been  reactive  (or  corrective). 

The water  infrastructure  is  for  the most  part  invisible  during  operation  under  normal  operating 

conditions. New  technologies have, however, made  it possible  to  investigate  the  condition of  the 

water infrastructure without digging, by the use of inserting 'intelligent' probes in the infrastructure, 

or  by  increased  use  of  censoring.  The  extent  of  use  of  such methods  is  still  limited  though,  and 

failures  like  leaks or  ruptures can still go undiscovered unless  the costumers  report a problem  like 

discoloured water or lack of pressure. 

 

It  is a general trend  in the  industry that the companies or public utilities dealing with water supply 

gather and store more data concerning the  infrastructure, providing better foundation for decision 

making  in  maintenance  management.  The  data  includes  operational  data  of  incidents  (leaks, 

ruptures), map data, and pipe properties. Some municipalities are experimenting with model‐ and 

data driven maintenance management, although mostly when dealing with prioritizing  renewal of 

pipe sections with high risk of failure. 

 

RELEVANCE VS RAILWAY INFRASTRUCTURE 

Both rail infrastructure and water infrastructure provide transport of a high criticality commodity by 

means of a distributed network. The planning horizon for development of the transport systems are 

Page 43: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 41 

long, as is the useful life of properly constructed and maintained infrastructure. The investment costs 

are considerable in case of renewal of existing, and in constructing new infrastructure. In exchange, 

the effective life of the infrastructure may be over 100 years in both cases.  

 

Rail  and water  infrastructure  represent  significant  value  invested over  time,  and  the  replacement 

value of either  is significant. Still, both have suffered  from a  lag of  investment  in maintenance  for 

long periods. This may be caused by the infrastructures being regarded as 'basic' by the public and as 

it has been around  for such a  long  time. As  the networks develop and grow, so does  the need  for 

maintenance.  Yearly  expenditure on maintenance may hence  gradually  increase  as  a  result of  (at 

least) two factors; aging of the  infrastructure and the addition of new sections of the networks. On 

the other hand, new techniques being developed contribute to maintenance being more efficient in 

both sectors. 

 

Some differences between the two types of  infrastructures stand out as well, though. Whereas rail 

infrastructures have been nationalized  in most European countries, water has  in most cases been a 

municipal  or  private  issue.  The  state  of  the  water  infrastructure,  and  the  challenges  faced  in 

maintenance management, therefore differ significantly within countries. It further  implies that the 

cross‐border aspects of OptiRail to a small degree apply to water  infrastructure. Another significant 

difference  is the fact that  infrastructure delivering water, under normal circumstances,  is to a  large 

extent  invisible  to  the  end‐customers.  The  transmission  and  distribution  pipes  are  buried 

underground  and  are  hard  to  access  for  inspection  purposes.  The  infrastructure may  appear  to 

function well, even  in case of significant  leaks from the system, given that no contamination enters 

the system and no water is visible on the surface. 

 

The development in maintenance management of both rail and water infrastructure is towards more 

'intelligent'  infrastructure, and data  supported maintenance management. The primary  findings  in 

the case study as to where the rail  infrastructure domain may  learn from water are  in the authors' 

point of view: The long perspective taken on investment (100 years), deciding the rate of renewal of 

the existing infrastructure, and the cross‐European approach to developing tools to support the long 

term planning of renewal. 

 

Page 44: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 42 

4.1.4 CASE STUDY 4: AIRPORT MAINTENANCE 

 

Airport  and  aircraft  maintenance  can  be  considered  a  Multi‐Criteria  Decision  Making  process. 

Integration  is  possible  thank  to  some  enablers  in  the  industry  like  the  concept  of  eMaintenance 

which  perform  data  integration,  cleaning,  fusion  and  mining.  In  fact  the  mixed  application  of 

different methodologies like Prognostics & Health Management (PHM) and MSG‐3 has been a great 

success to achieve maximum operability. 

  

Increased  airport  capacity  and  security  requires  a  more  proactive  maintenance  concept  where 

advanced  maintenance  planning  and  preparation  based  on  prognostics  will  be  one  of  the  key 

enablers. 

  

On  top of  that,  increased aircraft operability  requires also a more proactive maintenance  concept 

where most of  the maintenance planning and preparation  is carried out during uptime and where 

prognostics will be one of the key enablers. The  introduction of Condition Based Maintenance and 

condition monitoring in the aviation sector but in a harmonized manner and not as an individual and 

isolated practice can be considered a high success to lift up the whole sector and its key performance 

indicators like operability, capacity or punctuality. 

  

For  that  purpose,  better  diagnostic  capability  and  smarter maintenance  have  been  identified  as 

performance  drivers  to  run  proper  both  unscheduled  and  scheduled maintenance.  However  the 

deployment of  these  technologies cannot be arbitrary and definition of  the  requirements  for PHM 

must be performed through a rigorous application of existing agreed standards, i.e MSG‐3 to acquire 

the capability of Condition‐Based Maintenance, which could contribute to maintainability allocation 

in  an  effective way  from  a  life  cycle  perspective.  This would  lead  to  an  improved maintainability 

performance of the system through the inclusion of new and innovative technologies for PHM. 

  

Hence,  to  fulfill KPI objectives, new methodologies  like PHM have been  introduced but within  the 

framework of existing agreed methodologies like MSG‐3. 

  

At the end of the day, operators and airport managers are aiming for right maintenance decisions but 

they  should  be  provided  in  agreed  format  and  time  to  be  understandable  by  all  international 

stakeholders due  to  the close  interaction between  facilities. To  this end,  it  is crucial  to collect and 

Page 45: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 43 

analyse the large amount of operational data related to reliability, maintainability, and maintenance 

support.  The  information  gained  from  these  analyses  provides  a  basis  for  making  decisions. 

Collecting and analysing operational data are time consuming, error‐prone and costly processes.  In 

this regard, incorporation of e‐Maintenance solutions is providing real‐time data collection, analysis, 

and  provision  of  decision  alternatives.  This  lack  of  data  harmonization  is  the main  obstacle  for 

railway industry where the disagreement is obvious even in the signalling systems. 

  

Maintenance  in  aviation  has  also  the  advantage  of  detailed  description  of  needed  resources  and 

capabilities. In order to realize a higher  level of achieved availability performance, the maintenance 

support organization in aviation sector has developed a detailed description of the resources that are 

required to support the system. Such resources may  include maintenance personnel quantities and 

skill levels, spares and repair parts and associated inventory requirements, tools and test equipment, 

transportation and handling requirements, facilities, technical data, computer software, and training 

requirements. Following this approach, the operational and business requirements of the air carriers 

and airport managers can be fulfilled due to the common language spoken by all of them in order to 

achieve aircraft operability and fleet performance. 

 

RELEVANCE VS RAIL INFRASTRUCTURE 

The conclusion of this case study in summary is a paradox. Aircraft and airport industry are investing 

huge amount of money in maintenance of planes and infrastructure due to the safety constrains for 

passengers, workers and surrounding areas. However, there are no miracles in this process. Aviation 

sector  is  strongly  harmonized  with  International  aviation  organizations  like  ICAO  which  define 

minimum  sets  of  maintenance  practices  in  order  to  get  the  permission  to  operate  within  the 

international network. 

 

Unfortunately this harmonization does not exist in the railway sector. The international associations 

like  UNIFE  or  UIC  comprise  of  manufacturers  mostly,  being  a  good  point  for  the  technical 

development  of  the  industry  and  from  a  market  point  of  view.  In  this  scenario,  there  are  no 

international authorities who dictate maintenance practices for railway infrastructure and therefor it 

mostly depend on  local or national authorities who adapt existing  standards already  succeeded  in 

somewhere else. 

 

Page 46: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 44 

Therefore,  comparing  methodologies  and  technologies,  one  can  conclude  that  technologies  like 

thermography or systematic maintenance are not new practices at all but they guarantee the quality 

of the service when deployed in a harmonized and agreed manner worldwide. 

 

4.2 ASSESSMENT MATRIX 

 

The assessment matrix has been developed as a tool to summarize the findings from the four case 

studies  that  have  been  executed  in  the  course  of  task  2.1.  The matrix  consists  of  a  total  of  25 

columns  each  representing  an  element  of maintenance.  These  include  elements  relating  to  the 

planning, coordination, execution and documenting of maintenance activities. The 25 columns have 

further  been  separated  in  five  groups  based  on  underlying  themes,  resulting  in  five  assessment 

matrix segments.  

 

In the following chapters each segment of the assessment matrix  is presented along with an  initial 

table  that presents  the maintenance elements  (the column headings) belonging  to  the segment. A 

brief explanation to the intended input under each heading is included in the tables.   

 

4.2.1 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO COORDINATION AND INFORMATIONS SHARING 

 

The elements of the assessment matrix dealing with coordination of maintenance activities (including 

long‐  and  short  term  planning)  are  presented  in  the  following  assessment matrix  segment.  The 

elements deal with  internal  factors, as  transparency  in  the planning of maintenance and  renewal, 

and  cross‐border  information  flow.  In  this  context,  cross‐border may  refer  to  national  borders, 

regional/municipal borders and organizational borders. 

 

Informing  the  end‐customer  of  effects  of maintenance  activities  is  important  in  all  the  studied 

industries.  Informing  the  end‐customer may  directly  affect  the  company's  image  and  reputation. 

Transparency in planning of maintenance and renewal is achieved in the studied industries by sharing 

of long‐ and short term maintenance and renewal plans. 

 

Page 47: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 45 

TABLE 2: IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO COORDINATION AND INFORMATION 

Coordination and information 

Column Heading  Explanation of intended input in cell Information  flow  to  end‐customers  of 

effects  of  scheduled  or  on‐going 

maintenance 

Description  of  means  to  contact  end‐customers,  and  specification  of 

information provided. 

Organizational  cross‐boundary  or  cross‐

border  information  flow  concerning 

temporary capacity reductions 

Description of means and methods to achieve information flow/sharing with 

other  organizations  or  actors  in  the  value  chain,  including  actors  and 

stakeholders  in  other  countries.  Specification  of  the  information/data 

shared. 

Methods  to  achieve  transparency  in 

maintenance  planning:  maintenance 

concepts/programs 

Specification  of  methods  used  to  achieve  predictability,  openness  and 

accountability  in  the development and execution of maintenance  concepts 

and maintenance programs and its consequences with regards to capacity  or 

production 

Methods  to  achieve  transparency  in 

maintenance  planning:  large  renewal 

projects 

Specification  of  methods  used  to  achieve  predictability,  openness  and 

accountability  in  the  planning  of  large  renewal  projects,  including  the 

projects effects on capacity or production during and after project execution 

Methods  to  achieve  transparency  in 

maintenance  planning:  small  renewal 

projects 

Specification  of  methods  used  to  achieve  predictability,  openness  and 

accountability  in  the  planning  of  small  renewal  projects,  including  the 

projects effects on capacity or production during and after project execution 

 

Page 48: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 46 

ASSESSMENT MATRIX SEGMET 1: COORDINATION AND INFORMATION 

Coordination and information 

 

Information flow to end‐customers of effects of scheduled or on‐going 

maintenance 

Organizational cross‐boundary or cross‐border information flow concerning temporary capacity 

reductions 

Methods to achieve transparency in maintenance planning: maintenance 

concepts/programs 

Methods to achieve transparency in 

maintenance planning: large renewal projects 

Methods to achieve transparency in 

maintenance planning: small renewal projects 

Importance rating:  high  medium  medium  low  medium 

Case 1: Electricity 

Private customers: Via companies' websites or 

add in the local newspaper, some 

companies started so send  SMS to their customers 

According to regulations (grid codes) by ENTSO‐E (case study, 

section 2.3.2) 

Pre‐defined maintenance periods scheduled in the CMMS and long term plans  ‐  ‐ 

Case 2: Water 

Information posted on the internet, text ad voice messages on mobile phones to affected 

customers 

Rarely relevant in case partners casePre‐defined maintenance periods. Decade long principal plans with main goals and strategies. 

Sharing of yearly maintenance plan. 

Decade long principal plans often with main projects identified. 

Publication of development on the 

internet. 

Information sharing with affected parties late in the process, publication of development on the 

internet 

Case 3: Gas 

Information posted on the internet 

(www.flow.gassco.no), including duration and effects on capacity and 

supply of gas 

Information posted on the internet, direct contact with directly affected up‐ and down‐stream stakeholders (weekly meetings with producers concerning planned production) 

Pre‐defined maintenance periods (…‐…), sharing of yearly maintenance plan with affected up‐ and down‐stream stakeholders, booking based on 

capacity given planned maintenance 

Information sharing with affected parties from early planning, publication of development on the 

internet 

Information sharing with affected parties from early planning, publication of development on the 

internet 

Case 4: Aerospace 

Information flow to the customers by internet, 

SMS in the mobile phone, websites and in the 

facilities through voice. 

Information is given by different ways, giving the information about the modifications in the capacity of 

the airports. 

Pre‐defined maintenance periods. Sharing principal plans with main goals and strategies for the maintenance. Put the information of yearly 

maintenance plan.    

Sharing main projects identified. Publication of development by internet, 

newspaper...   

Sharing main projects identified. Publication of development by internet, 

newspaper...   

 

Page 49: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 47 

4.2.2 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO RCM AND MAINTENENANCE STRATEGY 

 

Reliability‐Centered Maintenance  is adapted  to a varying degree  in all  four  studied sectors. As  the 

sizes of the actors vary, so does the extent of which RCM has been integrated. It is only in the Oil and 

gas  sector  of  the  industries  being  studied,  that  RCM  is  integrated  in  the  applicable  industry 

standards. In the Oil and gas industry, RCM is combined with RBM – risk based maintenance.  

 

A  full  RCM‐analysis  (explicit  analysis)  is  resource  intensive,  and  is mainly  executed  by  the  larger 

actors  in  each  industry.  The  generic  approaches  demands  less  resources  and  can  be  carried  out 

significantly faster. Adaptions of the results from the generic approaches may however be necessary 

to provide reasonable results. 

 

TABLE 3: IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO RCM AND MAINTENANCE STRATEGY 

RCM – Maintenance strategy 

Column Heading  Explanation of intended input in cell 

Use  of  RCM:  Integration  in 

organization 

Is RCM a part of company governing documents or company directives? 

Is  RCM‐methodologies  integrated  in  company  routines  in  relation  to  planning  and 

executing maintenance activities? 

Alternative  maintenance 

strategies  commonly  used  in 

the industry 

Are there other prevailing maintenance management strategies in the industry? 

Use of RCM: Explicit analysis of 

every  component  or  generic 

approach? 

When developing maintenance concepts or maintenance programs  for equipment and 

systems,  do(es)  the  company(‐ies)  carry  out  analysis  for  each  component  or  use  the 

same maintenance concepts for similar components? 

Use  of  RCM: Adaption  to  local 

conditions    in  case  of  generic 

approach 

When  developing  maintenance  concepts/maintenance  programs  for  equipment and 

systems,  do(es)  the  company(‐ies)  adapt  the  resulting maintenance  concepts  to  local 

conditions (e.g. working conditions) 

 

Page 50: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 48 

ASSESSMENT MATRIX SEGMET 2: RCM ‐ MAINTENANCE STRATEGY 

RCM – Maintenance Strategy 

  Use of RCM: Integration in organization  Alternative maintenance strategies commonly used in the industry 

Use of RCM: Explicit analysis of every component or generic approach? 

Use of RCM: Adaption to local conditions  in case of generic 

approach 

Importance rating:  low  low  high  high 

Case 1: Electricity 

Depending on the size of the company: Integrated part of maintenance planning in large companies (e.g. transmission system operators), but not in small distribution 

companies 

‐  Generic approach for same type/design/class of component 

Yes, if any need for adjustments are identified 

Case 2: Water 

Very dependent upon municipality/organization. Bigger organizations have more available resources  and thus RCM 

are more often integrated in the O&M planning. RCM not widely used in the case studies. 

‐ 

Both component based RCM and generic approach are widely applied, depending on the size of the company and its resources. Generic approach is 

most relevant for case studies. 

In case of generic approach, adaptation to local conditions is applied by grouping the assets according to their attributes and 

sometimes conditions. This is applied in both case studies. 

Case 3: Gas 

RCM integrated in the current standards for operations in the industry on the Norwegian Continental Shelf. RCM integrated in company 

guidelines 

RBM integrated in the current standards for operations in the industry on the 

Norwegian Continental Shelf.  

Combination based on consequence classification. Less important 

components (low criticality for safety and production) based on generic 

approach 

Adaption based on expert opinion (internal&external) 

Case 4: Aerospace 

RCM integrated in the current maintenance operations in the airports. RCM is integrated in 

every airport of Swedavia company    RCM is widely applied for all of its 

resources and airports The maintenance concept is adapted 

to local conditions.  

 

Page 51: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 49 

4.2.3 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DATA 

 

The  identified elements related to data deals with three aspects of  information gathering. The first 

column  deals with  the  collection  of  failure  rates  and  other  important  data  concerning  items  and 

equipment  in  the  respective  infrastructures.  The  data  can  be  crucial  in  developing  effective  and 

efficient  maintenance  programs.  The  second  column  deals  with  direct  methods  for  condition 

monitoring of infrastructure. The column is intended to include continuous monitoring and interval‐

based condition assessment, as well as both intrusive and non‐intrusive methods. 

 

The  last  two  columns  deal with  indirect  condition monitoring.  Indirect  condition monitoring may 

sound counter intuitive. It may however provide useful data on loads, stress and incidents that affect 

the infrastructure.  

 

TABLE 4: IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DATA 

Data 

Column Heading  Explanation of intended input in cell 

Sources  for  failure  rates/other data  for 

components 

What sources exist and what sources are generally used to obtain failure rates 

and  other  significant  data  used  in  developing  maintenance  concepts  and 

maintenance programs, 

Method(s)  for  condition monitoring  of 

infrastructure (direct) 

Are direct methods for condition monitoring the norm in the industry? 

Specification of methods and  type of equipment monitored. Are  the methods 

intrusive or non‐intrusive? 

Indirect  methods  for  condition 

monitoring:  monitoring  of  external 

environment 

Are  indirect methods  for condition monitoring of external  factors  the norm  in 

the industry? 

Specification of methods of indirect monitoring and subject being monitored. 

Indirect  methods  for  condition 

monitoring: infrastructure usage 

Are data on use of infrastructure used as input to condition monitoring of state 

of infrastructure? 

Page 52: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 50 

ASSESSMENT MATRIX SEGMET 3: DATA 

Data 

 Sources for failure rates/other data for 

components Method(s) for condition monitoring of 

infrastructure (direct) 

Indirect methods for condition monitoring: monitoring of external 

environment 

Indirect methods for condition monitoring: infrastructure usage 

Importance rating:  high  high  high  low 

Case 1: Electricity 

Mostly judgment based on experience. For large companies: own data/experience. 

Eventually literature or databases like FASIT (see section 4.2.2). 

many; see chapter 5 in the case study 

Some parameters monitored/observed, e.g. air temperature, weather forecast (storms etc.) or lightning activity, mainly 

for operational purpose to avoid disturbances  and for emergency 

preparedness 

Monitoring of many parameters many places in the electrical grid (voltage, frequency, current, …) mainly for 

operational purpose, not for maintenance purpose. No. of operations for switchgear 

is registered. 

Case 2: Water 

Each company/municipality has an individual database. No common database for all national companies exists. Data is collected through inspections, strategic work and through customer complaints. 

Visual inspection, electromagnetic inspection, acoustic inspection, 

ultrasonic testing, radiographic/thermographic testing and 

various sensor technologies 

‐  Measurement of volume of water passing key sections in network 

Case 3: Gas 

OREDA database/handbook and data from suppliers/producers of components 

Monitoring of chemical compositions (medium being transported), various process parameters, inspection, 

corrosion probes, ultrasonic equipment, intelligent pigs,‐ for more details see 

chapter 4 in case study  

Currents and vibrations, ship traffic, land movement 

Monitoring of chemical compositions (medium being transported), various 

process parameters 

Case 4: Aerospace 

Each airport has an individual database due to that everyone has different conditions. Data is collected through inspections, strategic work and through customer complaints.  Data is compared between 

airports. 

The direct condition monitoring performed on the infrastructure is measurement of the friction on the 

Runway. Other direct measurements are temperature, wind and snow depth. 

 

Scheduled arrivals and departures control when and what measurements to be 

made. 

 

Page 53: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES      Page 51 

4.2.4 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO ANALYSIS AND METHODS 

 

Columns  dealing with  analyses  and methods  are  by  no means  limited  to  the  assessment matrix 

segment analysis and methods. The case  is rather that columns dealing with methods and analyses 

that  are more  closely  related  to  the  themes  being  treated  by  other matrix  segments  have  been 

allocated to the other segments. 

 

Among the columns in the current segment of the matrix three deals with economic analysis, albeit 

one  being  somewhat  turned;  focus  is  on  how  the  studied  industries  handle  the  non‐monetized 

factors. The three other columns deal with methods for classification. 

 

TABLE 5: IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO ANALYSIS AND METHODS 

Analysis and methods 

Column Heading  Explanation of intended input in cell 

Method(s)  for  criticality  or  consequence 

classification (decision criteria) 

Do(es)  the  company(‐ies)  carry  out  criticality  classifications  as  input  in 

maintenance management? 

Specifications  on  (or  reference  to)  the  methods  used    for  criticality 

classification 

Methods for risk assessment Specification  on methods  used  in  the  industry  and  the  company(ies)  to 

perform risk assessment(s) 

Grouping of elements/components Specification  on  decision  criteria when  grouping  components  in  the 

development of maintenance concepts/maintenance programs 

Economic  analyses  of  maintenance 

programs 

Specification  of  the  economic analyses  executed  to  provide  decision 

support in the development of maintenance concepts/programs 

Examples  of  factors  commonly  included  (or  considered)  in  cost/benefit 

analyses in the industry. 

Economic analyses of renewal projects 

Specification  of  the  economic analyses  executed  to  provide  decision 

support in the planning phase of renewal projects. 

Examples  of  factors  commonly  included  (or  considered)  in  cost/benefit 

analyses in the industry. 

Non‐monetized  factors  included  in  the 

analysis  of  maintenance  programs  and 

renewal projects 

Examples  of  non‐economical  or  non‐monetized  factors  included  in  the 

planning or analyses executed  in order  to develop maintenance programs 

and planning renewal projects. 

Page 54: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 52 

ASSESSMENT MATRIX SEGMET 4: ANALYSIS AND METHODS 

  Analysis and methods 

 Method(s) for criticality or 

consequence classification (decision criteria) 

Methods for risk assessment 

Grouping of elements/components 

Economic analyses of maintenance programs 

Economic analyses of renewal projects 

Non‐monetized factors included in the analysis of maintenance programs and 

renewal projects Importance 

rating:  low  medium  high  high  high  ‐ 

Case 1: Electricity 

Classification of probability/frequency and 

consequences (criteria: Safety, environment, reputation, 

costs/economy) 

Risk and vulnerability analysis by check lists, analysis schemes and 

risk matrices as described in NVE‐guideline 2‐2010 

According to design (same type of material, technical 

solution, etc.) 

Economic analysis on cost/benefit of different 

maintenance concepts/programs not usual 

Cost‐benefit‐analysis done in larger companies (transmission system operators) to some 

degree (often rather cost analysis than cost‐benefit 

analysis) 

‐ 

Case 2: Water 

Described in Techneau report D.4.1.3, Generic Framework and Methods for Integrated Risk 

Management in Water Safety Plans. Applied occasionally in either case study. Security of personnel is 

ensured through local guidelines and instructions. 

Described in Techneau report D.4.1.3, Generic 

Framework and Methods for Integrated Risk Management in Water Safety Plans. 

Applied occasionally in either case study. 

Grouping based on material, diameter, failure rates, age (production and construction period) , 

geography 

Maintenance intervals and programs are based upon risk, operational data and available 

budget. No economic analysis on cost/benefit of different 

maintenance concepts in the case studies, although this can 

be performed. 

Maintenance programs investment based on 

expert analysis model for long term planning. This is 

applied in both case studies. LCC models can also be applied in order to 

find the right time to renew an asset. 

‐ 

Page 55: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 53 

 

  Analysis and methods (...continues from previous page) 

 Method(s) for criticality or consequence classification 

(decision criteria) 

Methods for risk assessment 

Grouping of elements/components 

Economic analyses of maintenance programs

Economic analyses of renewal projects 

Non‐monetized factors included in the analysis of maintenance programs and 

renewal projects Importance 

rating:  low  medium  high  high  high  ‐ 

Case 3: Gas 

RCM/RBI‐ analyses (including FMEA/FMECA 

analyses) 

RBI‐ analyses, development of a risk matrix consisting of 

probability of event(s) and consequence of 

events 

Safety‐critical components have got given testing intervals/ maintenance 

intervals.  Production‐critical 

components/systems have predefined maintenance 

concepts based on experience with similar 

components/systems (some 100‐140 various) 

No economic analysis on cost/benefit of 

different maintenance concepts 

Conducts cost‐benefit analyses for renewal 

projects to present to the infrastructure owners 

‐ 

Case 4: Aerospace 

According to the relation between failure and consequences (Safety, 

environment, reputation, costs/economy) 

‐  See maintenance chapter 3  See maintenance chapter 3 

See maintenance chapter 3    

Page 56: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 54 

4.2.5 IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DECICION SUPPORT 

 

The  final  segment  of  the  assessment matrix  deals  with  some  of  the  essential  aspects  of multi‐

objective maintenance  optimization.  Formal  optimization  is  not  commonly  applied  in  any  of  the 

studied industries. The column "optimization criteria" does however point out the central objectives 

being balanced  in maintenance planning and management  in the respective  industries. The second, 

fourth  and  fifth  columns  deal  with  single  aspect  of maintenance  optimization.  As  it  deals  with 

optimization of a limited area of optimization, one may expect the relative balance between included 

factors to be different from the overall optimization criteria. 

 

TABLE 6: IDENTIFIED MAINTENANCE ELEMENTS RELATED TO DECICION SUPPORT 

Decision support 

Column Heading  Explanation of intended input in cell 

Optimization  criteria  in  maintenance 

optimization (included factors) 

Is some form of formal maintenance optimization the norm in the industry?

 

Specification of factors considered in the optimization, or the factors considered 

in maintenance management/maintenance planning 

Decision  criteria  optimization  of 

inspection/preventive  maintenance 

intervals 

Is optimization of maintenance  inspections  intervals or preventive maintenance 

intervals the norm in the industry? 

 

Specification of factors included when carrying out optimization of maintenance 

inspection intervals and/or preventive maintenance intervals. 

LCC‐‐based  decision  support  for 

technical solution 

Are  Life cycle  costs (LCC)  used  as  decision  support  when  choosing  technical 

solutions (such as type of materials or methods) for maintenance projects or the 

development of maintenance concepts? 

Methods  for  handling  "opportunistic 

maintenance" 

Specification  of  methods  to  coordinate  "on‐the‐fly"  maintenance  when 

opportunities occur (such as unscheduled shut‐downs). 

 

(Also known as "shadow maintenance") 

Methods for spare‐parts optimization Specification of methods for spare‐parts optimization, such as re‐order level and 

batch sizes. 

Methods for prioritizing use of capacity 

in cases of reduced capacity 

Specification  of  methods  for  capacity  management  and  prioritizing  capacity 

distribution in case of temporary reduced capacity 

Page 57: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 55 

 

ASSESSMENT MATRIX SEGMET 5: DECICION SUPPORT 

  Decision support 

 Optimization criteria in 

maintenance optimization (included factors) 

Decision criteria optimization of 

inspection/preventive maintenance intervals 

LCC‐‐based decision support for technical 

solution 

Methods for handling "opportunistic maintenance" 

Methods for spare‐parts optimization 

Methods for prioritizing use of capacity in cases of reduced capacity 

Importance rating:  medium  high  medium  low  low  medium 

Case 1: Electricity 

Formal optimization not common. Factors included in 

cost‐benefit analysis are: Cost of project (incl. material, 

personnel, cost of energy not supplied, etc.) and gains 

(reduced failure probability, increased efficiency, reduced maintenance costs, etc.), SHE‐aspects and reputation usually 

assessed separately 

Maintenance interval optimization not 

common 

Hardly applied, but LCC or simplified similar approaches for major investments or before 

investing in new technology 

No formal methods, responsibility of maintenance planner and maintenance 

personnel (person‐to‐person information sharing), 

scheduled tasks in the CMMS will probably be checked and immediately be carried out 

Not common to optimize spare parts. 

Cost of energy not supplied (CENS, see section 4.2.3 in case study) is an important 

measure  to prioritize customers 

Case 2: Water 

Safety of supply, secure and safe water, life cycle cost, reduce water losses and production costs, reduce the risk of the 

system 

Failure rates, expert experience, data 

available about pipes, consequence 

classification, risk classification. 

Optimization of pipe materials for use in the drinking water network can be based upon LCC and environmental 

impact analysis where strength of the material, transport length etc. can 

be included. 

When pipes are shut down for renewal, work can sometimes be coordinated with sewer  

pipe renewal. When roads are being renewed, one often takes the opportunity to 

renew water pipes under the road at the same time. 

Components are mostly chosen based on past experiences. No standard or specific 

procedure. 

Water pipes have capacity or no capacity at all, no reduced 

capacity in periods of maintenance. Use prioritized for use in such instances are 

based on consequence analyses. 

 

Page 58: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES                          Page 56 

 

  Decision support (...continues from previous page) 

 Optimization criteria in 

maintenance optimization (included factors) 

Decision criteria optimization of 

inspection/preventive maintenance intervals 

LCC‐‐based decision support for technical 

solution 

Methods for handling "opportunistic maintenance" 

Methods for spare‐parts optimization 

Methods for prioritizing use of capacity in cases of reduced capacity 

Importance rating:  medium  high  medium  low  low  medium 

Case 3: Gas 

Safety (human &environment), cost of lost capacity, cost of carrying out project, potential 

future capacity gains 

Consequence classification, failure 

rates ‐ 

The actors in the gas value chain aspire to be transparent when incidents occur (un‐planned shut downs) to perform opportunistic 

maintenance. Largely based on person‐to‐person information sharing. 

Traditional inventory management to assess re‐order level and order sizes, case by 

case evaluation based on risk assessment for capital spare parts. 

‐ 

Case 4: Aerospace  ‐  Maintenance interval 

optimization not usual  ‐  ‐  ‐  ‐ 

 

Page 59: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 57 

 5. CONCLUSION 

 

The  four  industries  in  the  case  studies  operate  under  different  frameworks  regarding  rules  and 

regulations, ownership and responsibility. The purposes of the infrastructure being maintained share 

certain  common  characteristics;  a  fundamental  commodity  is  transported  by  means  of  the 

infrastructure (albeit with a slight variation in the aerospace case study). Although the actors in each 

industry  share  certain additional  features, huge differences within  the  industries are present. The 

main  factor  introducing  the differences  is the organization  in the sector and  the size of the actors. 

Generally,  larger  actors  in  each  industry  tend  to  be  closer  to  the  leading  edge  in maintenance 

management. This involves the development of degradation models based on condition monitoring‐

data, and the ranking of alternative maintenance and renewal projects. Academic literature presents 

a range of methods and tools for maintenance management of critical infrastructure. The adaptions 

by industry of these methods and tools are howeverver very limited. 

  

Regulations and industry standards contribute to making maintenance management more uniform in 

each  industry.  The  level  of  detail  at  which  policymakers  and  independent  actors  control  the 

maintenance  management  varies  between  the  industries.  In  the  case  of  electricity  and  water, 

regulations and standards provide specifications on the medium being transported, as well as on the 

introduction  of  barriers  to  unwanted  incidents  (such  as  cascading  black‐outs  in  electricity 

transmission  and  distribution).  For  the  oil  and  gas  industry  standards  specify  details  regarding 

maintenance strategies and methods, resulting  in  larger degree of uniformity  in the  industry  in the 

question of maintenance management.  

 

The  case  studies  reveal  that  although  the  relative  importance  of  various  objectives  related  to 

maintenance  differ  between  the  industries,  certain  objectives  are  common  in  all  four  studied 

industries.  Among these are costs incurred by investment, personnel and down‐time, and benefits in 

the form of increased safety or risk levels (reduced probability of unwanted incident and/or reduced 

effect of  incidents) and effects on safety of supply. Effects on  the environment may be positive or 

negative, depending on the projected.  

 

Page 60: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 58 

The case partners have adapted to the objectives regarded as most important in their case. For the 

objectives with high importance for rail industry actors, methods from industries where the objective 

is efficiently dealt with should be adapted to rail industry and incorporated in the Optirail tool(s). 

 

The direct  transferability of  tools and methods  is most relevant  from  the natural gas  industry. The 

organization of the sector share some characteristics with the rail sector, as does the purpose and 

topology of  the  infrastructure.  In  the sector, cross‐border and cross‐organizational coordination of 

maintenance activities are successfully managed by the  infrastructure operator. Maintenance must 

be planned well in advance (the year prior to execution) in order to be categorized as "planned", and 

the various actors in the gas value chain synchronize their maintenance plans in order to keep system 

down‐time  to  the  minimum.  The  sector  also  deals  efficiently  with  opportunistic  (shadow) 

maintenance. 

 

The assessment matrix  is  intended  to  summarize  the  findings  from  the  case  studies.  It presents a 

total of 25 common elements related to maintenance  identified over the cause of the case studies. 

Tools  and methods  from  the  studied  industries  are presented  in  the  assessment matrix  and may 

provide  further  inspiration  for  methods  to  be  adopted  and  applied  to  railway  infrastructure 

maintenance.  Additional  details  regarding  the  proposed  solutions  based  on  each  industry  are 

available in the appendix 1‐4. The matrix allows for the ranking of the different elements by the rail 

infrastructure administrators. It is intended to be updated throughout the project, and serve as input 

to the definition of the "Smart Maintenance Framework" of Optirail. An  initial ranking  is presented 

based on the view of Jernbaneverket (the Norwegian infrastructure owner). 

 

Reliability‐Based maintenance is adopted in various degrees in all four industries. With the exception 

of gas  (where RCM  is  integrated  in  the  industry  standards),  it  is mainly  the  larger  companies  that 

have  integrated RCM  in  their maintenance management. A general trend  in all  four case studies  is 

however an  increase  in  the amount of data made available  to contribute  to efficient maintenance 

management. The  increase  is the result of new technologies resulting  in more detailed data on the 

condition  of  the  infrastructure,  as  well  as  better  routines  in  registering  and  storing  data.  The 

representatives  interviewed  in  the case  studies  share  the understanding of  the potential  for more 

effective and efficient maintenance based on use of the available data. There still exists, however, a 

high  degree  of manual  input  and  subjective  reasoning  on  the  state  of  the  infrastructure  and  the 

prioritization of maintenance and renewal activities. 

Page 61: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

CHARACTERISTICS OF DIFFERENT APPROACHES TO AND FRAMEWORKS FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES    Page 59 

 6. LIST OF APPENDICES 

 

Appendix 1: Case study 1 – Electricity Networks 

Appendix 2: Case Study 2 – Gas Transport Infrastructure 

Appendix 3: Case Study 3 – Infrastructure for Water Distribution 

Appendix 4: Case Study 4 – Airport maintenance 

Appendix 5: Assessment Matrix (excel‐file) 

Appendix 6: Interview Guide for case studies 

 

Page 62: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CASE 

Deliv 

 

 

 

 

 

E STUDY

erable n

 

Y 1 – E

nº: D2.1

LECTRI

1.1 

EC‐GAProjec

CITY N

A Numberct full title:

ETWOR

r: 31403DeveloFrameKnowlInfrastDecisio

 

RKS 

31opment  owork  Bedge  totructure ons in Railw

of  a  SmaBased o  SuppoMaintenan

way Corrido

art on ort nce rs 

Page 63: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

Transp

Partne

Respon

Title: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ort; Grant A

rs:  S

nsible:  S

D

ELECTRICITY NE

 

Agreement 

INTEF 

INTEF Energ

D2.1.1 

TWORKS 

No 314031

gy Research

 

W

Ty

D

 

Work Packag

ype of docu

ate: 

Version:

ge:  W

ument:  Ca

15

 1.1 

 

WP2.1 

ase study re

5/03/2013 

Page

 

Page 3 

eport 

e: 3 / 72

Page 64: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Docu Vers. 

1.0 

1.1 

 

 

 

Docu 

Partner

SINTEF 

 

 

 

 

  

 

SE STUDY 1/4 – 

ument H

Issue Date 

26/02/2013

15/03/2013

ument A

rs  

Energy Rese

ELECTRICITY NE

History 

C

3  Fi

3  M

a

Authors 

earch 

 

TWORKS 

ontent and c

irst final vers

Minor change

nd few new 

Contributo

Thomas  W

Bakken Spe

changes 

sion 

es/correction

text added

ors 

Welte,  Luis 

erstad, Arne 

Author

T. Welt

ns  T. Welt

Aleixo,  Mar

Petter Brede

e et al. 

e, M. Catrinu

ria  Catrinu‐R

e, Jan Tore B

 

u‐Renström 

Renström, 

Benjaminsen 

 

Page 4 

Iver 

Page 65: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

ExecuThis repo

provide 

system –

of this re

 

The purp

end user

with con

 

The  elec

transmis

distribut

distribut

countrie

 

The elec

compon

system 

coordina

are deve

to facilit

 

The mai

power  s

regulate

system 

degree b

such as m

 

Technica

but deta

safety, h

 

SE STUDY 1/4 – 

utive Suort describes

an  introduc

– including it

eport. 

pose of an e

rs. The energ

ntinuous pow

ctricity  netw

ssion  netwo

tes  the  elec

tion  network

es or regions 

ctricity netwo

ent hierarch

vulnerable 

ation and co

eloped by th

ate such coo

n objectives

supply  in  a  c

ed,  rules  and

operation.  T

by  larger com

most of the d

al‐economic 

ailed cost‐be

health, enviro

ELECTRICITY NE

ummarys framework

ction  to  read

ts purposes, 

lectricity net

gy should be

wer at all tim

work  can  ba

ork  transpo

ctricity  furth

ks.  Intercon

can be view

ork system c

hy and topolo

to  blackout

operation on

e European 

ordination. 

s of mainten

cost‐effective

d  regulations

The  RCM  (R

mpanies, suc

distribution s

analyses are

enefit analys

onment and 

TWORKS 

y ks and metho

ders  that  ar

characterist

twork is to tr

e transporte

e with the re

asically  be  d

rts  electricit

her  to  the 

nection  net

ed as part of

an be charac

ogy. Intercon

ts  on  intern

n operation a

Network of 

nance of elec

e manner.  S

s play  an  im

Reliability  Ce

ch as transm

system oper

e often used 

ses are made

reputation a

odologies us

re  not  famili

tics and prop

ransport ele

d with minim

equired qua

divided  into 

ty  over  lar

end  users. 

works  conn

f the transm

cterized by d

nnection of e

national  sca

and mainten

Transmissio

ctricity netw

Since operat

mportant  role

entered  Ma

mission syste

rators. 

to identify t

e only by  th

are given hig

ed in mainte

iar with  the

perties – is d

ctric energy 

mal losses. T

ntity and qua

transmissio

rge  distance

This  report

ecting  the  e

ission netwo

different asp

electricity ne

ales.  This  is

nance is imp

on System Op

works are  to 

ion of elect

e  in determ

intenance)  f

em operators

he most cost

e  larger syst

gh priority in

enance of ele

electricity  n

escribed in t

from the pro

The end user

ality. 

on  and  distr

es  and  a  d

  covers  bot

electricity  ne

ork. 

ects like volt

tworks acros

one  reaso

ortant. In Eu

perators for 

ensure relia

ricity netwo

ining  the ov

framework 

s, but not by

t‐effective m

tem operato

 addition to 

 

ectricity netw

network  sys

the first two 

oduction un

rs should be 

ribution  netw

distribution 

th  transmis

etworks  of 

tage level, fr

ss borders m

on  why  cros

urope, netwo

Electricity (E

able, safe an

orks usually 

verall  thinkin

is  adapted 

y smaller co

maintenance 

ors.  In such 

cost‐effectiv

 

Page 5 

works. To 

stem,  the 

chapters 

its to the 

supplied 

works:  A 

network 

sion  and 

different 

equency, 

makes the 

ss‐border 

ork codes 

ENTSO‐E) 

nd secure 

is  strictly 

ng of  the 

to  some 

mpanies, 

projects, 

analyses, 

veness. A 

Page 66: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Cost of E

the elect

the  use 

collected

disturba

and  oth

estimati

by  the  s

supporti

 

For most

techniqu

with  ins

regulatio

evaluatio

interview

system o

 

There  ar

corridors

mainten

be  relev

such as t

 

Many pa

these pa

network

parts,  it 

the main

Only  the

methods

 

 

SE STUDY 1/4 – 

Energy Not S

tricity supply

of  the  data

d  for  that  p

nces  in the 

her  models 

on and main

system  oper

ing decision 

t componen

ues exists. Co

spection  inte

ons.  Assessm

on.  This  rep

ws of  the No

operator (Trø

re  analogies

s  in  Europe,

ance. The co

vant  for  Eur

the cost of e

arts of the e

arts only sup

k operators m

is difficult  t

ntenance of 

e  larger  sys

s for mainten

ELECTRICITY NE

Supplied (CE

y. A national

a  for mainte

purpose,  but

system. The

(e.g.  from 

ntenance mo

rators. Mult

on maintena

ts found in e

ondition‐bas

ervals  chose

ments  of  tec

port  includes

orwegian  tra

ønderEnergi 

s between  c

,  but  electri

ooperation b

opean  railw

nergy not su

lectricity dis

pply  few cus

must provid

to carry out 

electricity n

stem  operat

nance plann

TWORKS 

NS) is introd

l collection o

enance  purpo

t  rather  to  g

e academic  li

the  field  o

odelling. Such

ti‐criteria  de

ance and ren

electricity ne

ed maintena

en  according

chnical  cond

s  a  state‐of‐t

ansmission s

Nett). 

ross‐border 

city  can mu

between Eur

way  corridors

upplied may 

stribution ne

stomers. Nev

e all end us

cost‐benefic

networks  is t

tors  may  ha

ing. 

duced to qua

of interruptio

oses  is  usua

get  an  over

iterature pre

f  artificial  i

h methods a

ecision  analy

newal in the 

etworks, a lar

ance is most

g  to  the  res

dition  often 

the‐art desc

system opera

electricity  t

uch more  qu

ropean trans

s.  Regulator

also be of re

etwork are n

vertheless, t

sers an adeq

cial mainten

that the syst

ave  the  com

antify the en

on data is us

ally  limited, 

rview  over  t

esents many

ntelligence) 

are, however

ysis  (MCDA) 

electricity ne

rge number 

ly done on th

ults  from  a

involve  a  s

cription of m

ator  (Statne

ransmission 

uickly  and  ea

smission sys

ry  aspects  a

elevance. 

ot critical w

hese parts m

quate  supply

nance. Anoth

tem operato

mpetence  ne

d users’ cos

sual in many

because  the

the  number 

y failure and 

for  failure 

r, to a very li

has  also  be

etwork. 

of different c

he basis of s

n  RCM  anal

ignificant  el

maintenance 

tt) and a No

networks  a

asily  be  rero

tem operato

nd  technica

ith respect t

must be mai

 of electricit

her  importan

rs may vary 

eeded  to  ap

 

sts of interru

y countries. H

e  data  is  us

of  outages 

 degradation

prediction,

imited exten

een  investig

condition m

cheduled ins

lysis  or  acco

lement  of  s

  strategies b

orwegian dis

and  the main

outed  in  the

ors may nev

l‐economic 

to vulnerabil

intained bec

ty. For  such 

nt aspect  in

 considerabl

pply  more  a

 

Page 6 

ptions of 

However, 

ually  not 

and  the 

n models 

  lifetime 

nt applied 

gated  for 

onitoring 

spections 

ording  to 

ubjective 

based on 

stribution 

n  railway 

e  case  of 

ertheless 

concepts 

lity, since 

cause  the 

network 

fluencing 

ly  in size: 

advanced 

Page 67: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

1. Descrip1.1 SY

2. Descrip2.1 NE

2.12.1

2.2 NE2.3 NE

2.32.32.3

2.4 PO2.4

2.5 O2.52.5

2.6 VU2.6

2.7 AN2.72.72.7

3. Mainte3.1 FR3.2 M3.3 M

4. Techni4.1 OV4.2 EX

4.24.24.24.2

4.3 EX4.3

5. Condit5.1 CO5.2 AS

5.25.2

6. State‐o6.1 ST

6.16.2 TR

6.27. Discuss8. Conclu9. Refere

 

SE STUDY 1/4 – 

ption of systeYSTEM FUNCTption of systeETWORK SYST1.1 NETWORK S1.2 COMPONENETWORK TOPETWORK OPE3.1 ELECTRICITY3.2 EUROPEAN C3.3 NETWORK AOWER QUALIT4.1 POWER QUAPERATIONAL S5.1 OPERATIONA5.2 LIFETIME OFULNERABILITY6.1 RISK AND VUNCILLARY SYST7.1 ICT SYSTEM 7.2 PROTECTION7.3 EMERGENCYenance strateRAMEWORK AMAINTENANCEMAINTENANCEical‐economicVERALL THINKXAMPLES OF M2.1 FAULT STAT2.2 COST OF EN2.3 FAILURE AN2.4 MULTI‐CRITEXAMPLES OF M3.1 COMMERCIAtion monitorinONDITION MOSSESSMENT O2.1 TECHNICAL C2.2 GUIDELINES of‐the‐art in mTATNETT .......1.1 ANSWERS FRRØNDERENER2.1 ANSWERS FRsion: Relevanusion .............ences ............

ELECTRICITY NE

em purpose aTIONS .............em characteriTEM AND COMYSTEM HIERAR

NT HIERARCHY .OLOGY ..........RATION AND Y MARKET ........CROSS BORDERANALYSIS .........TY AND OPERAALITY AND NETWSTRESSES ANDAL STRESSES ...F NETWORK COY .....................ULNERABILITY ATEMS ....................................N SYSTEM ........Y BACKUP POWegies and maiAND OVERALLE ORGANIZATIE BACKLOG ANc analyses of mKING ..............METHODS ANISTICS .............ERGY NOT SUPD LIFETIME MOERIA DECISION MAINTENANCALLY AVAILABLng .................ONITORING MOF TECHNICALCONDITION STAFOR ASSESSMEmaintenance ......................ROM STATNETTGI NETT .........ROM TRØNDERnce vs rail infr..........................................

TWORKS 

TABLE

nd functions .......................stics and propMPONENT HIERCHY ..............................................................RESPONSIBIL........................R OPERATION A........................ATIONAL LIMIWORK CODES..D LIFETIME OF........................MPONENTS ..........................ANALYSIS ...............................................................................

WER SYSTEMS ...ntenance org THINKING ....ON ................ND REINVESTMmaintenance ......................D APPROACH........................PLIED (CENS) ...ODELS ..............AID .................

CE PLANNING E SERVICES AND.....................METHODS ....... CONDITION .ATES ................ENT OF TECHNIin Norwegian......................T ............................................RENERGI NETT .astructure ..............................................

E OF CONT

.....................

......................perties ..........ERARCHY .............................................................................ITIES .....................................

AND COOPERAT........................ITS .........................................F COMPONEN............................................................................................................................................................................................ganization ..................................................MENT NEEDS .projects .............................ES USED IN T................................................................................................AND SCHEDUD TOOLS ...................................................................................................ICAL CONDITIOn network com...........................................................................................................................................................

TENTS 

......................................................................................................................................................................................................TION ......................................................................................NTS ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ECHNICAL‐ECO................................................................................................LING ............................................................................................................................N ....................mpanies .................................................................................................................................................................

.....................

......................

.....................

............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ONOMIC ANA...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

 

........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ALYSES .....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

 

Page 7 

............. 9 

............ 13 

........... 14 

............ 14 

............. 14 

............. 15 

............ 17 

............ 18 

............. 20 

............. 24 

............. 26 

............ 27 

............. 27 

............ 28 

............. 28 

............. 29 

............ 30 

............. 31 

............ 31 

............. 32 

............. 32 

............. 33 

........... 35 

............ 35 

............ 37 

............ 38 

........... 40 

............ 40 

............ 43 

............. 43 

............. 44 

............. 45 

............. 46 

............ 47 

............. 48 

........... 50 

............ 50 

............ 53 

............. 53 

............. 53 

........... 55 

............ 55 

............. 56 

............ 59 

............. 60 

........... 64 

........... 66 

........... 68 

Page 68: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Acronym

AC 

CENS 

CMMS 

DC 

DSB 

DSO 

ENTSO‐E

ERP 

FASIT 

GIS 

HV 

ICT 

IT 

LV 

MV 

NIS 

NVE 

RCM 

SCADA 

TSO 

VHV 

 

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ms 

Alternat

Cost of E

(KILE – K

Comput

Direct C

Norweg

(Direkto

Distribu

E  Europea

Enterpri

Data bas

(Feil‐ og

Geograp

High Vo

Informa

Informa

Low Vol

Medium

Network

Norweg

(Norges 

Reliabilit

Supervis

Transmi

Very Hig

ELECTRICITY NE

ting Current 

Energy Not S

Kostnad Ikke

terized Maint

urrent 

ian Directora

oratet for Sam

tion System 

an Network o

ise Resource

se on faults a

g AvbruddSta

phic Informa

ltage 

tion and Com

tion Techno

tage 

m Voltage 

k Informatio

ian Water Re

Vassdradgs‐

ty Centered 

sory Control 

ssion System

gh Voltage 

TWORKS 

Supplied 

 Levert Energ

tenance Man

ate for Civil P

mfunnsikkerh

Operator 

of Transmiss

e Planning 

and outages

atistikk I Tota

tion System

mmunication

logy 

n System 

esources and

‐ og Energidi

Maintenanc

and Data Ac

m Operator 

gi) 

nagement Sy

Protection

het og Bered

ion System O

 in the Norw

alnettet) 

ns Technolog

d Energy Dire

irektorat) 

ce 

cquisition 

ystem 

dskap) 

Operators fo

wegian electr

gy 

ectorate  

r Electricity 

icity networ

 

rk 

 

Page 8 

Page 69: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

1. DES

 

The elec

Still, it re

power to

 

History 

Over a h

happene

system m

were  se

transmis

of existi

provide 

 

Generat

The elec

Gen

imp

prod

rene

plut

Tran

mor

Use 

elec

pow

 

 

SE STUDY 1/4 – 

SCRIPTION

ctrical powe

elies on a ve

o customers

hundred yea

ed  in 1882  a

made up of 4

eparate  syste

ssion grids h

ng  systems, 

better acces

tion – Transp

ctrical power

neration/pro

ly  large  uni

ducing  only 

ewable  reso

tonium).  

nsport – Tra

re details. 

 (consumpti

ctrical  energ

wer system. 

ELECTRICITY NE

N OF SYSTE

r system  is o

ery simple pr

).  

ars ago,  the 

and  the obje

400 lamps, e

ems  supplyi

ave develop

and  throug

ss to reliable 

port ‐ Consum

r system can 

duction – Th

ts with  prod

a  few  kW. 

ources  like 

nsport of el

on) – Electri

y  to work  a

TWORKS 

EM PURPO

one of  the m

rinciple: gene

first power 

ective of  the

ach one of 8

ing  major  in

ped through 

gh  the  interc

sources of p

mption 

be roughly d

he generatio

duction  capa

The  primary

water,  biog

ectricity  inc

icity use  incl

and/or opera

OSE AND 

most comple

eration, tran

plant came 

e power pla

83 Watts, in a

ndustrialized

the continue

connection o

power. 

divided in th

n part is wh

acity  of  sev

y  sources  o

gas  and  win

ludes both  t

ludes all equ

ate  and  rece

FUNCTIO

ex systems c

nsport and co

into  service

nt was  to  s

a 1.5 km rad

d  towns.  Th

ed addition o

of  regional a

ree major pa

ere all electr

veral  hundre

f  energy  ca

nd  until  fos

transmission

uipment, obj

eives  energy

NS 

conceived an

onsumption 

e  in Pearl St

upply power

ius area. The

e  continent

of higher vo

and national 

arts as also il

rical energy 

ds  of MW  d

n  also  be  ve

sil  and  ato

n and distrib

jects or appl

y  from  the  t

 

nd designed 

(i.e. deliver 

treet, New Y

r  to  a public

e first power

tal‐scale  high

oltage system

  systems  in 

llustrated in 

is produced.

down  to  sm

ery  diversifi

mic  fuels  (

bution;  see b

lications tha

transport pa

 

Page 9 

by man. 

electrical 

York. This 

c  lighting 

r systems 

h‐voltage 

ms on top 

order  to 

Figure 1: 

. This can 

mall  units 

ed,  from 

coal  and 

below  for 

at require 

rt of  the 

Page 70: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

The elec

Tran

amo

that

"hig

(VHV

up t

Dist

end

(also

 

Another 

network

countrie

them. Th

as  backu

between

generati

 

SE STUDY 1/4 – 

FI

ctrical netwo

nsmission  – 

ounts of ene

t  feed  the d

ghway  system

V) networks

transformers

tribution – T

‐user. In the

o known as d

  type of net

ks,  is  the  in

es,  regions o

his increases

up  instead  o

n networks  i

on compani

ELECTRICITY NE

IGURE 1 – THE

rk can basica

The  transm

ergy over larg

istribution n

m"  for  elect

. The large p

s and feed po

The objective

e last few yea

distributed g

tworks, whic

nterconnecti

or different n

s the reliabili

of  relying  so

n an open m

es connected

TWORKS 

E ELECTRICAL

ally be divide

mission  netw

ge distances

network. Thu

tricity  trans

production u

ower into the

e of distribu

ars, this netw

generation); s

ch  is usually 

on  network

network ope

ty of the inte

olely  on  the

market, allow

d to neighbo

L POWER SYST

ed into trans

works  are  re

s from major

us,  the  tran

port.  Theref

units are con

e grid of the

ution networ

work is also u

see Figure 1

considered 

k.  These  ne

erators, and 

erconnected

eir  own)  and

wing clients 

ouring netwo

TEM – AN ILLU

smission and

sponsible  fo

r generation

smission net

fore,  these 

nected to th

 transmissio

rks  is  to  tran

used for con

as part of  t

etworks  esta

they allow 

d networks (s

d  increases 

from one n

orks. 

USTRATION [1

 distribution

or  the  transp

 the load ce

twork  can b

networks  ar

he transmissi

n lines. 

nsport and d

nection of sm

he distributi

ablish  the  c

transport of

since both ne

the  comme

etwork to b

 

1]. 

n networks: 

port  of  con

entres via su

be  interprete

re  very  high

ion network 

deliver energ

mall‐scale ge

ion and  tran

connection 

f electricity 

etwork use t

ercial  trade 

uy electric e

 

Page 10 

 

siderable 

bstations 

ed as  the 

h  voltage 

via step‐

gy  to  the 

eneration 

nsmission 

between 

between 

the other 

potential 

energy  to 

Page 71: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

The  inte

same  sy

with diff

systems 

regards t

 

FIGUR

 

 

SE STUDY 1/4 – 

erconnection

ynchronised 

ferent synch

in  different

to synchroni

RE 2 – SYNCHR

ELECTRICITY NE

n  of  power  s

frequency a

ronisms thro

t  countries 

ism. 

RONOUSLY IN

TWORKS 

systems  req

t all  time.  In

ough direct c

in  Europe  a

NTERCONNECT

quires  that  a

nterconnect

current (DC) 

are  interconn

TED SYSTEMS

all  interconn

ion  is also p

interconnec

nected  and 

S WITHIN THE

ected  powe

possible betw

tions. Figure

how  they  a

E ENTSO‐E AR

 

er  systems  s

ween power

e 2 shows ho

are  coordina

 REA (ENTSO‐E 

 

Page 11 

share  the 

r  systems 

ow power 

ated with 

2011)) 

Page 72: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

The  leng

km  (NVE

network

shown in

 

 

To give a

transfor

there  w

voltages

in the tr

number 

20 000 f

2005). 

 

               

 1 person

 

SE STUDY 1/4 – 

gth of cables

E  2010)  wh

k  in Norway 

n the Figure 

FIGUR

an  impressio

mer stations

were  approxi

s above 20 kV

ansmission a

of  transfor

for voltages 

                      

al communic

ELECTRICITY NE

s and overhe

ereof  the m

is approxim

3. 

RE 3 – THE TR

on of orders

s and switch

imately  3 50

V1. This num

and distribut

mers  is  pro

above 145 k

                       

cation with L

TWORKS 

ead  lines  in t

major  part  is

mately 11 000

RANSMISSION

 of magnitud

gear (see se

00  transform

mber includes

tion parts. If 

bably more 

kV and more

L. Lundgaard

the Norweg

s  distributio

0 km. A map

N NETWORK IN

de for other

ection 2.1.2 f

mer  stations

s stations in 

one also inc

than  100 00

e than 120 0

d, SINTEF Ene

ian electricit

n  network. 

p of  the No

N NORWAY (M

r component

for definition

s  in  the  No

the product

cluded low‐v

00.  The  num

000 for the v

ergy Researc

ty network  is

The  length 

rwegian  tran

 MELD. ST. 14, 

ts, we also m

n of these co

orwegian  ele

tion part of t

oltage distri

mber  of  swit

voltage  levels

h, February 

 

s more than

of  the  tran

nsmission ne

, 2012) 

mention num

omponents).

ectricity  net

the system a

bution netw

tchgears  lie

s around 20

2013. 

 

Page 12 

n 300 000 

nsmission 

etwork  is 

mbers for 

. In 2008, 

work  for 

as well as 

works, the 

s  around 

0 kV (NVE 

Page 73: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Delimita

In this re

of electr

are of im

 

Section 2

transmis

 

1.1 SYST

 

The mai

producti

should b

at all tim

 

In  order

should  s

transmis

 

Power q

various e

regulato

adopt ad

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ations and sc

eport, we wi

ricity are not

mportance fo

2.7 provides

ssion and dis

TEM FUNCTI

in  function  o

ion  (generat

be transporte

me with the r

r  to maintai

start  up  and

ssion system

quality  refers

equipment (

ors are defini

dequate tech

ELECTRICITY NE

cope 

ll focus on e

 further disc

or the descrip

 a short desc

stribution sys

ONS 

of  electrical 

tion)  locatio

ed with mini

required qua

n  continuou

d  shut  down

 operator, se

s  to distortio

(both on pro

ng requirem

hnical solutio

TWORKS 

lectricity tra

ussed here, 

ption and un

cription of an

stem. 

networks  is

ons  to  the  f

imal losses. T

ntity and qu

us  power  sup

n  in  a  coord

ee section 2.

ons  in  the e

oduction and

ments for qua

ons to reduce

nsmission an

apart from w

nderstanding

ncillary syste

s  to  ensure 

final  custom

The custome

uality. 

pply  of  requ

inated mann

.3, is respons

electrical pow

d supply side

ality of electr

e distortions

nd distributio

when aspect

g of the elect

ems that are

the  transpo

mer  and  con

er should be

uired  quanti

ner,  depend

sible for this

wer  supply. 

e) that is con

ric energy an

s. 

on. Electricit

s of generat

ricity netwo

 related to o

ort  of  electri

sumption  lo

supplied wi

ty  and  qual

ing  upon  th

coordinatio

These disto

nnected to th

nd impose th

 

ty generation

ion and cons

rk. 

or used to co

ical  energy 

ocations.  Th

ith continuo

ity,  product

he  supply  ne

n). 

rtions are  c

he network. 

he involved p

 

Page 13 

n and use 

sumption 

ontrol the 

from  the 

e  energy 

us power 

ion  units 

eeds  (the 

aused by 

National 

parties to 

Page 74: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

2. DES

 

In this ch

to differ

Netw

Netw

Netw

Pow

Vuln

 

In additi

in the las

 

2.1 NETW

 

2.1.1 NET

 

Two imp

Tran

Volt

 

These tw

have alre

are restr

 

Voltage 

The volt

The netw

Low

Med

               

 2 Voltage l

 

SE STUDY 1/4 – 

SCRIPTION

hapter, the c

ent aspects: 

work system

work topolo

work operat

wer quality an

nerability 

on, ancillary

st section of 

WORK SYSTE

TWORK SYSTE

portant aspe

nsmission an

tage level 

wo aspects a

eady been in

ricted to the 

level 

age level of 

work voltage

w Voltage (LV

dium Voltage

                      

evels boundari

ELECTRICITY NE

N OF SYSTE

characteristi

m and compo

gy 

tion and resp

nd operation

y systems tha

f this chapter

EM AND COM

M HIERARCH

cts of system

nd distributio

are closely re

ntroduced a

aspect of vo

a network i

e levels are c

V) – if the rat

e (MV) – if th

                       

ies vary from co

TWORKS 

EM CHARA

ics and prop

onent hierarc

ponsibilities

nal limits 

at are require

r. 

MPONENT H

m hierarchy a

on 

elated to eac

nd explained

oltage level.

s often a go

lassified in th

ed voltage in

he rated volt

ountry to count

ACTERIST

perties of the

chy 

ed for the op

HIERARCHY

are: 

ch other (see

d in the prev

ood guidance

he following

n the networ

tage of the n

try. Values pres

TICS AND P

e electricity 

peration of t

e below). Sin

vious chapte

e to determi

g classes2: 

rk is up to 1 k

etwork is ov

sented are the o

PROPERTI

network are

he network 

nce transmis

r, the descri

ne the hiera

kV 

ver 1 kV up to

ones applied in

 

IES 

e described a

are briefly p

ssion and dis

iptions in thi

archy of the 

o 35 kV 

n Norway 

 

Page 14 

according 

presented 

stribution 

is section 

network. 

Page 75: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

High

Very

 

Whereas

range of

 

Higher‐v

the trans

of  custo

impacts 

 

The  len

bellowde

 

 

 

2.1.2 COM

 

All comp

they hav

its requi

 

In the fo

network

 

 

SE STUDY 1/4 – 

h Voltage (HV

y High Voltag

s  the higher

f 220 kV), the

voltage netw

smission net

omers  throu

less than an

gths  of  the

ebajo de. 

MPONENT HIE

ponents  in t

ve to fulfil. A

red function

ollowing tabl

k are briefly d

ELECTRICITY NE

V) – if the ra

ge (VHV) – if

r voltage  lev

e lower volta

works are mo

twork implie

ughout  a  vas

 hundred cu

e  Norwegian

TABLE 1 

IN THE NO

N

ERARCHY 

he network 

A failure occu

ns. 

e, the const

discussed. 

TWORKS 

ted voltage o

f the rated vo

els are used

age levels are

ore importan

s a failure to

st  area,  wh

stomers in a

n  networks 

– LENGTHS O

ORWEGIAN P

Network volt1 – 2

33 – 1150 – 4

have a purp

urs when the

ruction and 

of the netwo

oltage of the

d  for  transm

e used for th

nt and critica

o supply of h

ile  an  outa

a reasonably 

on  differen

OF DIFFERENT

POWER SYSTE

tage (kV) 2 32 420 

pose,  i.e. the

e component

main functio

ork is over 35

e network is o

ission  (main

he distributio

al than lowe

undreds of M

ge  in  the  lo

confined are

nt  voltage 

T VOLTAGE NE

M (MELD. ST.

Length (km98 84218 68711 062

ey have one 

t is no longe

ons for the m

5 kV up to 23

over 235 kV 

ly VHV,  in so

on network (

r‐voltage net

MW, which c

ow‐voltage  d

ea. 

levels  are  s

ETWORKS 

. 14, 2012)  

m) 

or more req

r able to per

most relevan

 

35 kV 

ome cases H

HV, MV and 

tworks. An o

can impact th

distribution 

shown  in  t

quired funct

rform one or

nt componen

 

Page 15 

HV  in  the 

LV). 

outage in 

housands 

network 

he  table 

ions that 

r more of 

nts in the 

Page 76: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

CompoOverh

Line

Cabl

Transfo

Switch

Capaci

Induct

(react

coil

Insula

 

 

SE STUDY 1/4 – 

onent  Funhead 

es 

Tra

pow

les  Tra

pow

rmers  Tra

ene

con

hgear  Con

line

inte

trig

itors  Cap

to s

to t

tors 

tors, 

s) 

Ind

ban

con

from

ators  Insu

pro

sup

diff

cha

ELECTRICITY NE

TABLE 2

nction nsport elect

wer 

nsport elect

wer 

nsfer electro

ergy at specif

nditions 

nnect or disc

es and comp

errupt curren

ggered by a s

pacitor banks

supply reacti

the network 

uctors in rea

nks are used 

nsume reacti

m the netwo

ulators are u

ovide mechan

pport and sep

ferently volta

arged compo

TWORKS 

2 – MAIN COM

rical 

rical 

omagnetic 

fied 

connect 

onents, or 

nt when 

signal  

s are used 

ive power 

actance 

to 

ve power 

ork 

used to 

nical 

parate 

age 

onents 

MPONENTS AN

DescriptionOverhead l

with the in

physically a

adjacent co

Cables are 

favourable

and/or ope

A transform

numerous 

the magne

insulating 

The switch

a moving). 

magnetic s

existing co

switchgear

and gas‐fill

A capacitor

store energ

consists of 

separated 

An inducto

stores ener

conductor 

the coil is w

Insulators c

insulators h

of glass or 

have a com

polymer ho

ND THEIR FUN

n line consists 

sulation and

and electrica

onductors w

used instead

 due to envi

erating reliab

mer is a com

parts from w

etic core, the

material.  

gear is form

The moving

pring that, o

ntacts. There

r, such as sw

ed switchge

r is a passive

gy in an elect

at least two

by an insulat

or is a passive

rgy in a mag

line wound i

wound aroun

can be ceram

have an insu

porcelain, w

mposite insul

ousing 

NCTIONS 

of the condu

d support to 

ally separated

ith different 

d of overhea

ronmental, e

bility concern

mplex structu

which the mo

e windings (c

ed by two co

element is c

once activate

e are differe

itch breakers

ar. 

e electrical co

tric field. A c

electrical co

tor. 

e electrical co

netic field. A

in a coil. For 

nd an iron co

mic or polym

lating part m

whereas polym

ating part co

 

uctor itself t

keep the con

d from groun

 voltage. 

ad lines wher

economic, sp

ns. 

ure, consistin

ost importan

conductor) an

ontacts (a sta

connected to

ed, separates

nt types of 

s, circuit‐bre

omponent us

capacitor usu

onductors 

omponent th

An inductor is

some induct

ore. 

meric. Cerami

manufacture

meric insulat

onsisting of a

 

Page 16 

ogether 

nductor 

nd and 

re this is 

patial 

ng of 

nt are 

nd the 

atic and 

o a 

s the 

eakers 

sed to 

ually 

hat 

s a 

tors, 

d either 

tors 

Page 77: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

2.2 NETW

 

The netw

and it af

Rad

in a 

of a

poin

Mes

mor

prep

This

the 

Ring

ring

ope

case

 

The desc

 

FIGURE 

 

 

SE STUDY 1/4 – 

WORK TOPO

work topolog

ffects how th

ial – Radial n

common po

a failure, this

nt. 

shed – Mesh

re  than one 

pared to wit

s is the topo

more expen

g network w

g network  is 

rated as a  r

e of line fault

cribed basic 

4 – NETWOR

ELECTRICITY NE

OLOGY 

gy usually de

he power sys

networks sta

oint. Typicall

s topology ca

hed network

line  in orde

thstand the t

logy that off

sive to build

with radial us

a  large mes

radial netwo

ts or disconn

network top

K POSSIBLE TO

TWORKS 

epends on th

stem is opera

art on a singl

y, the startin

annot supply

ks are netwo

er  to  form  c

transport of 

fers more re

 due to incre

se – A good 

shed networ

ork. The  lines

nection of th

pologies are i

OPOLOGIES W

RADIA

he number a

ated. Basic n

e point and 

ng point will

y customers 

orks where g

closed mesh

f the rated p

liability in th

eased numbe

compromise

rk with  switc

s disconnect

e main lines

illustrated in

WITH (A) RAD

AL USE (PAIVA

and types of 

etwork topo

spread out i

 be a genera

for the area

generation a

es. All  the  l

power  in case

he transport 

er of lines. 

e between r

ch breakers 

ted by  the  s

n Figure 4. 

DIAL, (B) MESH

A 2005) 

customers t

ologies are: 

nto several l

ation unit or 

as that are lo

and custome

ines  in  this 

e the other 

of electrical

radial and m

that ensure

switch break

HED AND (C) R

 

he network 

lines that ne

 a substation

ocated after 

ers are conn

kind of netw

line  is out o

l energy and

meshed netw

e  that  the ne

kers act as b

RING NETWO

 

Page 17 

connects 

ever cross 

n. In case 

the fault 

nected by 

work  are 

f service. 

 it is also 

works, the 

etwork  is 

backup  in 

 RK WITH 

Page 78: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Because

network

delivery 

 

Topology

and mai

cost due

could  be

sustaine

mainten

some cu

 

2.3 NETW

 

As  the 

operatio

system o

 

Although

own the

whole in

 

Transmi

Transmis

the  mai

developm

the safe 

 

TSOs are

traders, 

and  tran

indepen

power e

 

SE STUDY 1/4 – 

 the product

k  is  usually 

if any fault s

y has an imp

intenance  co

e to the dupl

e  expected 

ed  through o

ance and hig

stomers.  

WORK OPER

electricity  n

onal  respons

operators an

h in Europe t

e generation,

nfrastructure

ssion System

ssion System

in  high  volt

ment of the

operation (s

e the ones p

suppliers,  d

nsparent  ru

dently from 

xchange (EN

ELECTRICITY NE

tion and  loa

based  on  a 

situation occ

pact on the 

osts.  For exa

lication of co

in  operation

other  lines. A

gh costs in o

RATION AND

network  is 

sibility  for  t

d distributio

the electricit

, networks a

e in still owne

m Operators

m Operators 

tage  electric

 grid  infrast

system balan

providing grid

distributors  a

les.  In  the 

the other e

NTSO‐E 2012)

TWORKS 

d areas are

meshed  ne

curs. 

network reli

ample,  a me

onnections b

n  since  a  fau

A  radial netw

operation du

D RESPONSIB

divided  into

he  network

n system ope

ty infrastruct

nd retail bus

ed by state‐o

 

(TSOs) are re

c  networks. 

ructure.  In o

ncing and con

d access to t

and  directly 

European  U

electricity ma

).  

normally se

etwork  in  or

iability, as w

eshed netwo

between the 

ult  in  a  com

work has  low

e to the cost

BILITIES 

o  a  transmi

k  is  usually 

erators. 

ture is decen

sinesses), th

owned vertic

esponsible f

In  many  c

order to ens

ngestion ma

the electricit

connected 

Union,  inter

arket players

eparated by 

rder  to mai

well as on the

ork has  a hig

several netw

mponent  can

wer building

ts that may 

ission  and  a

shared  betw

ntralized (th

ere are coun

cally integrat

or the bulk t

countries,  T

ure secure s

nagement) a

ty market pla

customers) 

rnal  electric

s, but provid

large distanc

ntain  sufficie

e network in

gh  investme

work points 

n  be  isolated

g  costs, but 

result from i

a  distributio

ween,  respe

ere are sepa

ntries around

ted compani

transmission

SOs  are  als

supply, the T

and mainten

ayers (i.e. ge

according  to

city  market 

ding  informa

 

ces, the tran

ent  redunda

nvestment, o

ent  and main

although low

d  and  suppl

it has  some

interrupted s

on  system, 

ectively,  tran

arate compa

d the world 

es. 

n of electric p

so  in  charge

TSOs must g

nance of the 

enerating co

o  non‐discri

TSOs  are  o

ation and su

 

Page 18 

nsmission 

ancy  and 

operation 

ntenance 

wer costs 

y  can  be 

e  costs  in 

supply to 

also  the 

nsmission 

nies who 

were the 

power on 

e  of  the 

uarantee 

system.  

mpanies, 

minatory 

operating 

pport for 

Page 79: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

Distribut

Distribut

network

Ownersh

Many TS

Germany

transmis

 

DSOs ar

around 1

having m

 

Regulati

Since  th

revenue

electricit

efficient

exploitin

discrimin

 

In Norw

network

which in

supply (t

of the to

 

The inco

own cos

 

The inco

with res

 

SE STUDY 1/4 – 

tion system 

tion system 

ks which dist

hip 

SOs are state

y) where tra

ssion networ

e usually ow

160 DSOs – m

more than 10

ion of transm

he  TSOs  and

s,  which  ar

ty  network, 

 manageme

ng  their  mo

natory and o

ay, the Norw

k  company  (

nfluence the 

through CEN

otal annual p

ome cap of th

ts, depreciat

ome of distrib

pect to all o

ELECTRICITY NE

operators 

operators (D

ribute electr

e (publicly) o

ansmission n

rk is operate

wned by  the

most of them

00 000 custo

mission and 

d  DSOs  hav

e  the  basis 

are  regulate

ent  and deve

onopoly  pos

objective tari

wegian Wate

OED 2008). 

network cos

NS – cost of 

permitted inc

he Norwegia

tion and grid

bution comp

other DSOs in

TWORKS 

DSOs) are re

ricity to all cu

owned, altho

etworks are 

d by several 

e  local autho

m being rath

mers (OED 2

distribution 

e  the  mono

for  funding

ed  by  the  a

elopment of

itions,  i.e.  t

ffs  and that

er and Energ

The  income

sts, such as: 

energy not s

come.  

an TSO (Statn

d capital in th

panies is base

n Norway. To

esponsible fo

ustomers con

ough there a

partly privat

TSOs, for ex

orities and  t

her small hav

2012).  

 networks 

opoly  on  el

g  of  operat

uthorities.  T

f  the networ

to  ensure  t

t all custome

gy Directorat

e  regulation 

climate, top

supplied) is d

nett) is settle

he previous t

ed on an eva

o properly e

or maintainin

nnected to t

re countries

tely owned. 

xample Germ

he  state.  In 

ving less than

ectricity  tra

ion,  mainte

The  scope  o

rk  and  to pr

that  networ

ers have acce

te (NVE) det

scheme  tak

pography and

directly take

ed every yea

two years. 

aluation of h

evaluate the 

ng and opera

hese networ

(Denmark, B

In some Eur

many has fou

Norway,  for

n 5 000 custo

nsport,  the 

nance  and 

f  the  regula

revent  netw

k  services  a

ess to the pow

termines an 

kes  into acco

d network to

en into accou

ar and is bas

ow each indi

efficiency of

 

ating the dis

rks. 

Belgium, Ne

ropean coun

r TSOs.  

r example,  t

omers, with 

network  o

developmen

ation  is  to  e

work  compan

are  offered 

wer market.

income cap

ount  relevan

opology. Reli

unt in the ca

sed on the co

ividual DSO 

f each TSO, 

 

Page 19 

stribution 

therland, 

tries, the 

there are 

only few 

perators’ 

nt  of  the 

nsure  an 

nies  from 

at  non‐

 

for each 

nt  factors 

iability of 

alculation 

ompany’s 

performs 

NVE uses 

Page 80: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

the  DEA

compan

 

By  redu

scheme 

when m

And sho

energy n

 

Funding 

A netwo

regulate

the netw

 

The netw

electricit

compon

transmis

vary wit

income i

 

In additi

use. The

retailer 

owning t

 

2.3.1 ELEC

 

In count

and reta

structure

 

 

SE STUDY 1/4 – 

A method  (d

ies such as g

cing  grid  co

gives  the  c

aking operat

rt interruptio

not supplied,

 

ork  company

ed  level. All n

work.  

work tariffs 

ty the user f

ent. This pa

ssion of an e

h energy us

in relation to

ion to netwo

e price for th

(or market  t

the network 

CTRICITY MAR

tries where t

ail operate a

e of a liberal

ELECTRICITY NE

data  envelop

geographic an

ompanies’  in

ompanies  a

tional or inve

ons (duratio

, Langset et a

y’s  income, 

network use

are made up

feeds  into  (i

rt of  the  tar

extra kWh (t

sage and  inc

o the income

ork tariffs, th

his  is decided

trader) whic

they are con

RKET 

the power in

s separate b

ized electric

TWORKS 

pment  analy

nd climatic d

comes  in  th

n  incentive 

estment dec

n under 3 m

al. (2001) an

which deriv

rs (both gen

p of two ma

nput) or tap

riff  reflects  t

he marginal 

ludes all cha

e cap 

he consumer

d on the ma

ch may or m

nnected to. 

ndustry  is ve

businesses. F

ity system as

ysis)  to  take 

differences.

he  event  of 

to  take  cus

cisions. Both 

minutes) are c

d Kjølle et al

es  from  tari

neration and

ain compone

ps  (consump

the cost of  t

loss rate). T

arges  in  the 

rs of electric

arket (see se

may not be 

ertically unbu

Figure 5, fro

s it exists for

into  accoun

delivery  int

tomer  inter

long interru

considered (

l. (2008)). 

iffs, must no

d consumers

ents. One of 

tion) from t

the change 

The second c

tariff  that a

city must als

ection 2.3.1)

the  same  as

undled gene

m  IRGC  (200

r example in 

nt  relevant 

terruptions, 

ruption  cost

ptions (dura

see also sect

ot be higher

) must pay a

these varies

he grid, and

in power  los

component o

are  intended

o pay for th

. They buy t

s  the  local d

ration, trans

06),  illustrate

Europe and 

 

differences 

the  CENS  re

ts  into  cons

ation over 3 m

tion 4.2.2 on

r  than  the m

a tariff for th

s with the am

d  is called th

ss  resulting 

of the tariff 

d  to ensure s

he actual ene

this electricit

distribution 

smission, dis

es the organ

North Amer

 

Page 20 

between 

egulation 

ideration 

minutes). 

n costs of 

maximum 

he use of 

mount of 

he energy 

from  the 

does not 

sufficient 

ergy they 

ty from a 

company 

stribution 

nizational 

rica. 

Page 81: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Producti

indepen

the elec

energy q

 

While pr

transmis

would  n

distribut

the netw

discusse

users, an

optimal 

 

FIGURE 5

 

               

 3 Nord Poo

 

SE STUDY 1/4 – 

ion units can

dent produc

ctricity  is  tra

quantities an

roducers and

ssion networ

not  be  profi

tion of elect

works (TSOs 

ed above,  th

nd to achiev

way.  

5 – ORGANIZA

                      

ol Spot website

ELECTRICITY NE

n be owned 

cers is an imp

ded on  soph

nd prices (see

d consumers

rks are consi

table  for  th

ricity) and a

and DSOs  ‐ 

e  responsib

ve this, they 

ATIONAL STRU

                       

e: http://www.n

TWORKS 

by different

portant prem

histicated m

e for exampl

s can be com

dered natur

he  society  to

re therefore

transmissio

ility  to main

have to buil

UCTURE OF A 

nordpoolspot.c

t companies

mise for mar

market arrang

e Nord Pool 

mpetitive bu

al monopoli

o  have  com

e under regu

n and distrib

ntain quality 

d, maintain 

LIBERALIZED

om/About‐us/

 and the exi

rket liberaliza

gements wh

Spot websit

usiness (mark

es (i.e. due t

mpeting  infra

ulatory state

bution syste

and  continu

and operate

 (UNBUNDLED

 

stence of a 

ation. In mos

hich may go 

e3). 

ket players),

to the large i

astructures  f

e control. Th

m operators

uity of elect

e the system

D) ELECTRICIT

 

sufficient nu

st of these c

up  to hour

, the distribu

infrastructur

for  transmis

e entities co

s/managers)

tricity  supply

m in a socio‐e

TY SYSTEM (IR

 

Page 21 

umber of 

countries, 

ly  traded 

ution and 

re costs it 

ssion  and 

ontrolling 

have, as 

y  to end‐

economic 

 RGC 2006) 

Page 82: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

The who

parallel 

control, 

 

The  cro

mainten

between

 

The basi

Prod

Elec

 

Limitatio

impact o

during  t

transmis

regions o

is greate

countrie

which ha

the bott

with ele

TSOs ma

made in 

 

Limitatio

or even 

time sys

 

SE STUDY 1/4 – 

ole electricity

information

see section 

oss  border 

ance  issues 

n countries a

c operation 

duction = co

ctricity is trad

Bilateral  co

and some m

The day ahe

The reserve

'Instant' ho

ons  in  the ca

on  the  tradi

the  hours w

ssion  capaci

or countries.

er  than  loca

es (and regio

ave usually a

tleneck occu

ctricity defic

ay need to d

advance.  

ons  in the tr

by planned 

tem operatio

ELECTRICITY NE

y infrastruct

  and  comm

2.7 for more

transmission

is  influenci

and by the el

principles of

nsumption +

ded in advan

ontracts – us

main industri

ead‐biding  

e market 

urly power e

apacity of  tr

ng  in  the po

with  peak  co

ty  due  to  t

. In these sit

l generation

ons). The TSO

a higher ma

urred. Bottle

cit. In rare sit

disconnect sp

ansmission c

maintenanc

on or betwe

TWORKS 

ure is suppo

unication  te

e details. 

n  of  electri

ng  and  it  is 

ectricity mar

f the electric

+ losses at all

nce through:

sually  long  t

al users/reta

exchange 

ransmitting p

ower marke

onsumption 

the  imbalan

uations, ther

n plus  the  im

Os may then

rginal price 

enecks will  t

tuations, if t

pecific custo

capacity can

ce –  if  the m

en TSOs. 

orted by a ra

echnology  (IC

icity  and  co

  very much 

rket (where 

ity market a

l times. The T

erm,  fix pric

ailers) 

power betw

et  and on m

during  the 

nce  between

re may be re

mport  throug

 need to dis

comparing w

hus  contribu

there are no

omers, at a c

n also be cau

maintenance

apidly increa

CT)  infrastru

ooperation 

influenced 

it exists, bet

re: 

TSOs are res

ce‐fix quanti

ween  regions

arket prices

day),  bottle

n  generation

egions or cou

gh  transmiss

spatch local r

with what w

ute  to  short

 locally avail

cost – agree

used by failu

e plans are n

sing (in size 

ucture  for  sy

between  sy

by  the way 

ween differe

sponsible for

ty  contracts

and  countr

.  For  examp

necks may 

n  and  consu

untries wher

sion  intercon

reserves of g

was establishe

  term price 

lable reserve

ments with 

res and unp

not well corr

 

and comple

ystem  opera

ystem  oper

y  electricity 

ent countries

r this balance

s between p

ries can have

ple,  at  times

exist  in  the

umption  in 

re the power

nnections w

generation c

ed on marke

increases  in

es on short t

these custo

planned main

related with

 

Page 22 

exity) and 

ation  and 

ators  on 

is  traded 

s). 

e. 

producers 

e a great 

s  (usually 

  physical 

different 

r demand 

ith other 

capacities 

et before 

n  regions 

term, the 

mers are 

ntenance 

h  the  real 

Page 83: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

 

SE STUDY 1/4 – ELECTRICITY NETWORKS   

 

Page 23 

Page 84: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

2.3.2 EUR

 

To give a

on Europ

between

organiza

of  succe

(six) pred

FIG

 

ENTSO‐E

the EU (4

and for a

need for

and man

ensure c

transmis

 

SE STUDY 1/4 – 

ROPEAN CROS

an example 

pe. Figure 6 

n different co

ations betwe

essful TSO  co

decessor ass

GURE 6 – TRA

E  (The Europ

41 TSOs from

all their tech

r increased c

naging effect

coordinated 

ssion system

ELECTRICITY NE

SS BORDER OP

on cross bo

illustrates th

ountries in E

en the coun

oordination 

sociations in 

NS‐BOUNDAR

pean Networ

m 34 Europe

hnical and m

cooperation a

tive and tran

and sufficie

.  

TWORKS 

PERATION AN

rder cooper

he relatively

Europe which

tries TSOs (E

was  taking  f

Europe.  

RY PHYSICAL 

rk of Transm

an countries

arket issues 

and coordina

nsparent acc

ently  forward

ND COOPERAT

ration betwe

y high degree

h historically

ENTSO‐E 200

further by E

ENERGY FLOW

mission Syste

s) and others

(ENTSO‐E 20

ation in crea

cess to the t

d‐looking pla

TION 

een transmis

e of intercon

y lead to vari

09). After the

ENTSO‐e  in 2

WS (GWH) IN 

em Operator

s connected 

006). ENTSO

ting network

transmission

anning and s

ssion system

nnection and

ous coopera

e EU was crea

2009 which 

EUROPE IN 2

rs) represent

to their netw

‐E has been 

k codes: regu

 networks a

sound  techn

 

 operators, 

d exchange o

ation agreem

ated, the lon

unified/repl

2005 (UCTE 20

ts all electric

works, for al

established 

ulations for p

cross borde

nical evolutio

 

Page 24 

we focus 

of energy 

ments and 

ng history 

aced  the 

 006)  

c TSOs  in 

l regions, 

from the 

providing 

rs and to 

on of  the 

Page 85: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

ENTSO‐E

Code on

study. T

for ensu

applicab

Dete

coo

effic

Dete

tran

 

The code

the resp

or  seve

coordina

relevant

mainten

specific c

 

Accordin

coordina

aspects t

  

Each reg

a) A

a

b) A

a

t

c) A

 

 

SE STUDY 1/4 – 

E has  recent

n Operationa

his network

ring coheren

ble. This code

ermining  co

rdinated ana

cient functio

ermining  co

nsmission an

e is applicab

ponsibility to 

ral  outage 

ated mainten

t  network  co

ance,  grid  d

conditions fo

ng to the Op

ation regions

that may aff

gion will ope

All transmiss

areas; 

All transmiss

availability s

through a m

All critical ne

ELECTRICITY NE

tly  (7 Novem

al Planning a

  code define

nt and coord

e focuses on 

ommon  time

alysis  for  rea

ning of the E

onditions  to

d distributio

ble to all TSO

elaborate a

planning  re

nance works

omponents, 

developmen

or execution

erational Pla

s within Euro

fect the netw

rate with a c

sion and dis

sion and dist

status  impac

ethodology 

etwork elem

TWORKS 

mber 2012)  i

and  Schedul

es  the minim

inated prepa

cross‐borde

e  horizons, 

al  time oper

European int

o  plan  outa

n system op

Os and DSOs

nd update fo

egions  (parts

s having  imp

containing 

t,  reparation

of the outag

anning and S

ope. The TSO

work operatio

common list 

tribution ne

tribution net

cts another T

commonly a

ents. 

issued  for p

ing  (ENTSO‐

mum operat

aration of re

er network is

methodolo

ration  to ma

ternal electri

ages  allowi

perators. 

s as well as s

or each time

s  of  the  Eu

pacts on cros

information

n  or  combin

ge and restit

Scheduling co

Os in each re

on, including

of relevant n

twork eleme

twork eleme

TSOs  respon

agreed 

ublic  consul

‐E 2012) wh

tional planni

eal‐time oper

sues aiming 

ogies  and  p

aintain oper

icity market;

ng  works 

significant ne

e horizon, a c

uropean  Ne

ss border po

  on:  outage

ned,  works 

tution time.

ode, the TSO

egion have t

g maintenanc

network elem

ents connect

nts of a TSO

nsibility area

tation  the D

ich  is  the m

ng and  sche

ration of the

at: 

rinciples  all

ational  secu

 

required  by

etwork users

coordinated 

etwork).  The

ower flows. T

e  dates,  outa

to  be  done

Os have to de

he obligation

ce schedulin

ments includ

ting differen

 responsibili

to a  thresh

 

Draft of  the 

most  relevan

eduling  requ

e transmissio

owing  to  c

urity and  sup

y  power  pr

s. Each TSO 

outages pla

ese  plans  w

The plans wi

age  reasons

e  on  the  eq

efine relevan

n to coopera

ng. 

ding for exam

nt TSOs resp

ity area for w

hold  level est

 

Page 25 

Network 

t  for  this 

irements 

on system 

carry  out 

pport  the 

roducers, 

will have 

n for one 

will  allow 

ill  list the 

s  such  as 

uipment, 

nt outage 

ate on all 

mple: 

onsibility 

which the 

tablished 

Page 86: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

The info

should in

a) T

g

b) S

c) T

O

 

2.3.3 NET

 

A  numb

network

commer

mainly u

parts of 

 

N‐1 crite

Most  po

probable

the inter

of  consu

accomm

regime 

consump

predicta

 

TSOs mo

system 

computa

power s

TSOs aff

 

 

SE STUDY 1/4 – 

rmation abo

nclude at lea

The reason f

grid develop

Specific  con

relevant net

Time  requir

Operational 

TWORK ANALY

er  of metho

k  (i.e.  analy

rcially availa

used for ope

the network

erion 

ower  grids  a

e single even

rconnected o

umption.  The

modate  the a

caused  by  t

ption in their

ble and loca

onitor  the  N

(their  own 

ations  for  ris

ystem  to an

ected. 

ELECTRICITY NE

out the netw

ast: 

for every un

pment, repar

nditions  that

work elemen

ed  to  restor

Security. 

YSIS 

ods  and  too

ysis  of  cons

ble  tools are

eration of th

k. The tools a

are  operated

nt leading to 

operation, th

e  remaining

additional  lo

the  initial  fa

r own area o

lly limited“ (

N‐1  criterion

system  and

sk  analysis. 

n N‐1 compli

TWORKS 

ork compon

available sta

ration or com

t  need  to  b

nt and 

re  service  o

ls  exist  for 

equences  fo

e  integrated

e network, e

are also used

d  according 

a loss of a p

at is, trigger

  network  el

ad or  chang

ailure.  It  is 

on condition

UCTE 2004a

n  for  their  o

  some  defin

After  a  con

iant conditio

ents which s

atus of a rele

mbined work

e  fulfilled  b

f  a  relevant

power  flow 

or  the  netw

 part of  the

e.g. for mak

d to check if t

to  the N‐1 

power system

r a cascade o

lements, wh

ge of genera

acceptable 

 that this am

own  system 

ned  parts  o

tingency  oc

on and,  in ca

shall be prov

evant netwo

ks; 

before  execu

t  network  e

study  and  f

work  if  a  c

e network op

king decision

the N‐1 crite

security  crit

m element sh

of trippings o

ich  are  still 

ation,  voltag

that  in  som

mount is com

through  ob

f  adjacent  s

curs,  each  T

ase of any d

ided by each

rk element s

uting  an  una

lement  if  ne

failure  analy

component 

perating  syst

on connect

erion is fulfille

terion which

ould not end

or the loss of 

in  operation

e deviation 

me  cases,  T

mpatible with

servation  of

systems)  an

TSO works  to

delay,  immed

 

h TSO to the 

such as main

available  sta

ecessary  to 

ysis  in  the  e

fails).  Some

tems. Such 

tion/disconn

ed. 

h  specifies  t

danger the se

f a significan

n,  should  be

or  transient

TSOs  allow  a

h a secure o

f  the  interco

d  carry  out

o  rapidly  re

diately  infor

 

Page 26 

ENTSO‐E 

ntenance, 

atus  of  a 

maintain 

electricity 

e  of  the 

tools are 

ection of 

that  “any 

ecurity of 

t amount 

e  able  to 

t  stability 

a  loss  of 

peration, 

onnected 

  security 

estore  his 

ms other 

Page 87: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

The N‐1 

more th

deficits, 

2004b). 

 

2.4 POW

 

Low qua

system a

defined 

several p

 

In the pu

with  the

with sinu

 

The  curr

(electric

limits are

equipme

under vo

withstan

compon

some  lo

frequenc

 

2.4.1 POW

 

Power q

the netw

dangero

the netw

Norwegi

 

SE STUDY 1/4 – 

  criterion ap

an one failu

inappropria

WER QUALITY

ality of the s

and even pu

by  the  regu

parameters (

ublic power 

e continent o

usoidal wave

rent  limits  i

ity flow gene

e defined by

ent  in/conne

oltage will in

nd  large  var

ent and its c

oads  and  ge

cy.  

WER QUALITY

quality  is a ve

work charact

ous for all eq

work. This is 

ian regulator

ELECTRICITY NE

pproach  is a

re or of mor

ate  applicati

Y AND OPER

upplied elec

ut  the  safety

ulators  of  ea

(frequency a

system, the

or  region, be

e shape with

in  a  power 

erates heat) 

y the insulati

ected to the 

crease the c

riations  of  c

characteristic

enerators  st

Y AND NETWO

ery  importan

teristics and 

quipment con

why Norway

r (NVE 2004)

TWORKS 

 determinist

re complex f

ion  of  the  N

RATIONAL LIM

ctric power c

y of people a

ach  country,

nd voltage li

electric pow

eing,  for exa

 a certain am

system  are 

in the trans

on capacity a

network. Ov

current which

current  and 

cs), the powe

tarting  to  d

ORK CODES 

nt  issue whe

its operation

nnected to t

y for exampl

). 

tic approach

failure comb

N‐1  has  cle

MITS 

can damage 

at  risk. The 

, who  estab

imits) of the 

wer is suppli

ample, 50 H

mplitude.  

typically  de

sport networ

and thermal

vervoltage w

h can lead to

voltage  for

er system is 

disconnect  a

en  looking at

n. Lack of po

the network 

le has a very

h which doe

inations. In a

arly  contrib

and/or dest

quality  requ

lish  the max

electric pow

ed in a dete

z  in Europe 

efined  by  th

rk like transf

 limits of the

will destroy t

o overcurren

r  short  perio

very intolera

at  variation

t electrical n

wer quality 

and cause p

y strict powe

s not addres

addition to s

uted  to  ma

roy equipme

uirements  fo

ximum  disto

wer. 

ermined (rate

and 60 Hz  i

he  thermic  l

ormers, lines

e component

the equipme

nt. While the 

ods  of  time

ant to freque

s  of  2%  ov

networks and

standards ca

personal dam

r quality cod

 

ss  the occur

some metho

ajor  blackou

ent connecte

or electric en

ortion  accep

ed) frequenc

in  the Unite

limit  of  com

s and cables

ts in the netw

ent/compone

e power syste

e  (depending

ency deviati

ver/under  th

d greatly dep

an potentiall

mage to peo

de set forwa

 

Page 27 

rrence of 

odological 

ts  (UCTE 

ed to the 

nergy are 

ptable  for 

cy (varies 

d States) 

mponents 

s. Voltage 

work and 

ent while 

em might 

g  on  the 

ons, with 

he  rated 

pends on 

y be very 

ple using 

rd by the 

Page 88: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

The netw

and  req

network

operator

 

In  addit

(Statnett

the netw

keeping 

 

In  a  Eur

Europea

becomes

operatio

 

2.5 OPER

 

2.5.1 OPE

 

Network

network

short pe

 

Regardin

common

surge), t

to the ne

 

The mec

equipme

short‐cir

installed

 

SE STUDY 1/4 – 

work operato

uirements, 

k. This means

rs' duty to re

ion  to  the 

t 2012). The

work. It helps

the power q

ropean  pers

n  transmiss

s  even more

on rules of th

RATIONAL S

ERATIONAL ST

k  componen

k component

eriods of time

ng electrical 

n  reasons  fo

emporary ov

etwork or sw

chanical  stre

ent can be su

rcuit  lasts,  th

d  in  open  ai

ELECTRICITY NE

ors are the m

although  th

s that if anyo

equire the ne

power  qual

e FIKS regula

s to assure t

quality a conc

spective,  the

ion network

e  important 

he transmissi

STRESSES AN

TRESSES 

nts  can  be 

ts are occas

e) due to ope

stress, com

or voltage str

vervoltages (

witching equi

ess  refers  to

ubdued to e

he more  like

r,  like  overh

TWORKS 

main respons

is  responsib

one connect

eed of equip

ity  code,  th

tes the netw

the participa

cern among 

ere  is  also  a

k  is used by 

that  there 

ion network.

ND LIFETIME 

exposed  to 

ionally opera

erational req

ponents can

resses are  lig

(resulting fro

ipment like s

o  forces  and

electromecha

ely  it  is  for e

head  lines,  a

sible for the 

bility  is  to  b

ted to the ne

ment to hind

here  is  also 

work operati

tion of powe

all. 

an  effort  in 

countries  to

are  commo

. These rules

OF COMPON

electrical,  m

ated  to  thei

quirements a

n  suffer  from

ghtning surg

om connectio

switch break

d  physical  st

anical forces

equipment  t

are  also  exp

compliance 

be  shared  by

etwork cause

der the caus

the  networ

ion and the 

er generatin

harmonizing

o  transport 

n  rules  to  e

s are defined

NENTS 

mechanical 

r  limits  (and

and demand

m voltage  st

ges  (lightning

on or discon

kers) and pow

trains.  In  th

s during shor

to become d

posed  to win

with the pow

y  all  of  thos

es disturban

e of those di

k  code,  nam

connection o

g units and n

g  the  netwo

electric pow

nsure  the  sa

 by ENTSO‐E

or  environm

d sometimes

s or due to e

ress or curr

g hitting a  li

nection of h

wer frequenc

e  power  sys

rt‐circuits pe

damaged). N

nd  and  ice. 

 

wer quality 

se  connecte

ces, it is the

isturbances. 

med  FIKS  in

of generator

network ope

ork  codes.  S

wer  across E

ame  connec

E (see section

mental  stres

s over  their 

external reas

rent  stress. T

ine creates a

igh power co

cy voltages. 

stem,  almos

eriods (the lo

Network  com

Ice  for  exam

 

Page 28 

demands 

ed  to  the 

 network 

  Norway 

r units to 

erators in 

Since  the 

Europe,  it 

ction  and 

n 2.3.2).  

sses.  The 

limits  for 

sons. 

The most 

a voltage 

onnected 

st  all  the 

onger the 

mponents 

mple  can 

Page 89: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

accumul

addition

originate

expansio

 

Environm

This  gro

Compon

specifica

isolation

in  salt‐re

using eq

and may

parties. 

 

2.5.2 LIFE

 

Table  3 

numbers

can be s

practical

stresses 

Thus, the

 

There is 

In  addit

realistic 

in Table 

 

T

 

SE STUDY 1/4 – 

late on over

al mechanic

ed  by  huma

on due to he

mental  stres

up of  stress

nents and eq

ally designed

n in cables an

esistant  con

uipment in a

y  lead  to  in

TIME OF NET

shows  estim

s in the table

seen that the

l  experience

on the com

e lifetime es

a need for c

ion,  stresses

lifetime esti

4.  

TABLE 3 – EST

ELECTRICITY NE

head lines a

cal  strains  to

an  actions  (

at or during 

ss depends o

ses  includes 

quipment ins

d to operate 

nd insulators

tainers,  etc.

aggressive en

stallation  fa

WORK COMP

mates  for  th

e are based o

e expected l

e  shows  the 

mponents are

timates in Ta

condition mo

s  on  the  ind

imate. The in

IMATED LIFET

Type oOve

Tra

TWORKS 

nd their stru

o  the  compo

cuts  or  inap

specific ope

on  location, 

corrosion, w

stalled in env

in that envi

s, equipment

.  The  lack  o

nvironments

ilure  and  in

PONENTS 

he  expected 

on NVE (200

ifetime of m

real  lifetim

e very differe

able 3 canno

onitoring (se

dividual  com

nfluence of d

TIMES FOR DI

of componenterhead lines

Cables 

ansformers

Breakers

uctures, incre

onents. Othe

ppropriate  h

erating condi

for  instance

which  is  a p

vironmentall

ronment. Fo

t installed n

of  considerat

s will decreas

creased  safe

lifetime of 

05, Table 2) a

most of the c

e  varies  qui

ent, depend

ot be used as

e chapter 5)

mponent mu

different fac

IFFERENT TYP

t Estimat

easing the o

er mechanic

handling  of 

tions. 

e  industrial e

particularly  i

ly aggressive

or example: 

ear coastal a

tion  regardin

se the equip

ety  risk  to m

components

and are best 

components 

ite much,  be

ding on wher

s basis for ma

 to reveal th

ust  be  consid

ctors on the 

PE OF COMPO

ted lifetime [y35‐45

40‐70

40‐50

35‐45

verall weigh

al  stresses  c

equipment) 

environment

mportant  iss

e locations a

the oil indus

areas may be

ng  environm

ment and/o

maintenance

s  in  the  elec

estimates pr

is around 40

ecause  oper

re the comp

aintenance s

he componen

dered  to  co

lifetime of c

ONENTS (NVE 

years]

 

ht, and this c

can be due 

  and  or  to 

ts and  coast

sue  in  coast

are often pre

stry uses oil‐

e hermetical

mental  stress

r componen

e  personnel 

ctricity netw

rovided by e

0‐50 years. H

rational  and 

ponents are 

scheduling. 

nts' individua

ome  up with

components 

2005, TABLE 

 

Page 29 

can cause 

to errors 

material 

tal areas. 

tal  areas. 

epared or 

‐resistant 

lly sealed 

ses when 

t lifetime 

or  third‐

work.  The 

experts. It 

However, 

external 

installed. 

al health. 

h  a more 

is shown 

2) 

Page 90: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

TABL

TypcompOverhe

Ca

Transf

Bre

Importance1 Factor has2 With regar3 Mechanica4 Ambient te5 Number of

 

2.6 VULN

 

The elec

critical b

as  well 

disruptio

criticality

internat

 

Vulnerab

Hofmann

ability to

 

Analyses

a combin

min

ove

malf

syst

 

SE STUDY 1/4 – 

E 4 – FACTOR

pe of ponent ead lines 

bles 

formers 

akers 

e of lifetime influe

s some importanc

rd to how long th

al stresses, e.g. m

emperature. Env

f operations. 

NERABILITY 

ctric power s

because pow

as  for  the

ons of electr

y  is  high  as

ional), magn

bility  has  tw

n et al. 2012

o recover aft

s of recent b

nation of fac

or single eve

r an overhea

function  of 

tem automat

ELECTRICITY NE

RS THAT INFLU

Operational 

(e.g. current, 

number of op

○ 1  ● ● 5 

encing factor:      

ce, but much less

he equipment is s

movement. Climat

ironmental stres

system is a c

wer supply is 

  functioning

ricity supply,

s  the  impac

nitude (major

wo  important

2),  i.e. the se

er an undesi

blackouts rev

ctors (related

ents ‐ fall of 

ad line, or ov

critical  equi

tion insufficie

TWORKS 

UENCE THE LIF

stresses 

voltage, 

erations) 

             ○ some i

s than environme

subject to environ

te may be import

ses for transform

omplex, larg

very import

g  of  other 

 at least not

ct  of  a  failu

r) and effect

t  aspects:  Su

ensitivity of 

ired event. 

vealed that t

d to suscepti

a tree (due t

verload of a l

pment  (pos

ent to cope w

FETIME OF DI

Lifetime Environmenta

external stress

wind, snow/

humidity, ligh

● ○ 3 ● 4 ● 

mportance          

ental and externa

nmental and exte

tant for (cable) te

mers mounted on

ge, extensive

tant for man

vital  infrast

t over a wide

ure,  loss  or 

s of time (im

usceptibility

the system 

the blackout

bility), as for

to inadequat

ine 

sibly  as  a  re

with several 

IFFERENT COM

influencing faal and 

es (e.g. 

/ice, 

tning) 

C

o

           ●high imp

l stresses. 

ernal stresses. 

erminations. 

 power poles. 

e and vulnera

ny social and

tructures.  M

e area and a

unavailabili

mmediate) (IR

and  coping

to be affect

causes are s

r example: 

te vegetation

esult of  inad

cascading ev

MPONENTS (N

actorhanges in opera

(e.g. increase

operation, overl

load cycles)

● ● ● ○ 

portance 

able infrastr

 economic a

Modern  soci

 long time p

ty  is  high  i

RGC 2006). 

capacity  (H

ed by undes

systemic in n

n maintenan

dequate diag

vents 

 

NVE 2005, TA

ration 

ed 

load, 

ructure. It qu

activities and

ieties  canno

period. The d

n  scope  (po

Hofmann  et 

sired events,

nature and r

nce and bad 

gnostic  tech

 

Page 30 

BLE 1) 

Age 

○ 2 ○ ● 

 

ualifies as 

d services 

ot  afford 

degree of 

otentially 

al.  2011, 

, and the 

represent 

weather) 

niques)  ‐ 

Page 91: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

the 

ade

hum

pote

 

Operato

prepared

case sce

interrup

personn

high eco

 

In order

analyses

 

2.6.1 RISK

 

In Norw

power sy

hazards,

reducing

reducing

(NVE 201

 

2.7 ANC

 

Electricit

working 

guarante

substatio

system, 

 

 

SE STUDY 1/4 – 

system  is 

quate transm

man‐related 

entially far‐r

ors  of  the  e

d to re‐estab

enario  in elec

tion of elect

el or third p

onomic losse

r  to  avoid  su

s, and they e

K AND VULNE

ay, the natio

ystem: NVE 

,  threats  an

g measures, 

g measures a

13). 

CILLARY SYST

ty networks 

behind  it  to

ee the qualit

ons, but  the

the protectio

ELECTRICITY NE

operated  to

mission capa

economic  a

eaching failu

lectricity  ne

blish the pow

ctricity distri

tricity supply

parties, even

s. 

uch events  a

stablish plan

RABILITY ANA

onal regulato

(2010) and 

nd  undesired

present  the

and emergen

TEMS 

are not  jus

o ensure  the

ty of the ene

ey  can  also 

on system an

TWORKS 

o  its  limits 

acity 

and  contextu

ures and of s

twork must 

wer supply w

ibution netw

y. Other und

ts that  lead 

and  to be p

ns for emerge

ALYSIS 

or, NVE, pro

NVE (2012). 

d  events,  as

e  results  (e

ncy prepared

t overhead 

e optimal op

ergy that flo

be  found  alo

nd the emer

–  inadequat

ual  factors  –

hort‐term em

  avoid  that 

when it is int

works  is a m

desired even

to environm

repared,  the

ency prepare

ovides guidel

The suggest

ssess  the  ri

.g.  in  risk m

dness. Emer

lines and  ca

peration of  t

ows in the ne

ong other p

rgency backu

te  investme

–  lack  of  bo

mergency pr

the  power 

errupted du

ajor black ou

ts are event

mental dama

e  companies

edness. 

lines for risk

ted method 

sk  (probabi

matrices)  and

rgency prepa

ables, but  th

the network

etwork. Thes

points  in  the

up power sys

ents  in  upgr

oth  of  situa

reparedness 

supply  stop

e to extraord

ut  leading to

ts that comp

ages, or othe

s  carry out  r

k and vulnera

is based on 

lity/consequ

d  finally  est

aredness  is a

hey have ma

k, maintain  s

se systems a

e network.  T

tems. 

 

rades  to  ac

ational  awar

ps  and/or  sh

dinary cases

o  long and a

promise the 

er events tha

risk  and  vuln

ability analy

a process to

uences),  ide

tablish  plans

also regulate

any ancillary

system  reliab

are usually p

They  include

 

Page 31 

hieve  an 

reness  of 

hould  be 

. A worst 

area‐wide 

safety of 

at causes 

nerability 

sis  in the 

o identify 

ntify  risk 

s  for  risk 

ed by  law 

y  systems 

bility and 

resent at 

:  the  ICT 

Page 92: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

2.7.1 ICT S

 

Informat

the  seve

from op

in opera

 

The  ICT 

real‐time

of switch

be used 

locations

 

2.7.2 PRO

 

The netw

of  the  e

between

Today, p

relays, w

failure  s

can be s

 

The  pro

operates

from  th

insulator

voltage 

method 

typical o

installed

 

 

SE STUDY 1/4 – 

SYSTEM 

tion and com

enties.  The  i

erational cen

tional centre

system  is b

e measurem

hgear. The t

copper lines

s with very d

OTECTION SYS

work protect

energy  flow

n metallic pa

protection  sy

which makes

ituations  tha

aid to repres

otection  syst

s. The  groun

he  ground  t

rs,  etc.).  The

differences 

used greatly

of  short‐circu

d in the netw

ELECTRICITY NE

mmunication

introduction

ntres. Today

es, to which 

ased on  sup

ments from e

ypical suppo

s (in older pa

difficult acces

STEM 

tion system 

wing  through

arts and the 

ystems  are 

s  them mor

an  the previ

sent the netw

tem  is  also 

nding  can be

that  suppor

e  purpose  o

that may  ap

y influences 

uits,  thereby

work.  

TWORKS 

n technology

  of  ICT  allow

y, the entire 

real‐time me

pervisory con

quipment an

ort for the IC

arts of the n

ss). 

is present in

h  the  netwo

surrounding

highly  autom

re  reliable,  e

ious electro‐

work brain, a

very  depen

e  roughly ex

rts  the  phys

of  grounding

ppear  in  the

the values o

y defining  th

y (ICT) starte

wed  networ

network is a

easurements

ntrol and da

nd compone

CT network t

etwork) and

n the entire s

ork.  Fault  c

gs that may b

mated  and  r

effective  and

‐mechanical 

and the brea

dent  on  the

xplained  as 

sical  structu

g  is  to  remo

e  case of  sh

of the short‐

he  type of e

ed to be inte

rks  to  be  co

automatized,

s from large 

ata acquisitio

ents in the ne

today  is fibre

d wireless sat

system and g

urrents  to  e

be a hazard 

rely on  auto

d  faster  in  s

relays.  In  th

akers represe

e  type  of  g

how  the net

ures  of  the

ove  or  reduc

ort  circuits 

‐circuit curre

equipment a

grated in th

ontrolled  and

, and the op

parts of the 

on  (SCADA) 

etwork and a

e optics, alth

tellite comm

guarantees t

earth  cause 

to humans a

omatized pro

short‐circuit 

he protectio

ent the netw

rounding  in 

twork  is  con

network  (

ce  the  dang

or  ground  fa

ents and volt

nd  compone

 

e power net

d  operated 

eration is ce

network con

systems  tha

allow remot

hough there

munication (i

the safety an

e  voltage  dif

as well as to

ogrammed  e

and  other 

on  system,  t

work muscle. 

  which  the 

nnected  and

poles,  trans

gerous  effect

aults.  The  g

tage rise phe

ents  that ne

 

Page 32 

tworks in 

remotely 

entralised 

nverge. 

t  receive 

e control 

 can also 

n remote 

nd quality 

fferences 

 animals. 

electronic 

network‐

he  relays 

 

network 

d  isolated 

sformers, 

ts  of  the 

rounding 

enomena 

eed  to be 

Page 93: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

2.7.3 EME

 

As  techn

energy  s

generato

continue

substatio

compon

backed w

continue

the  safe

reconne

 

The typi

(up to a 

power s

UPS for 

to 10 se

than  20 

systems 

               

 4 UPS stan

 

SE STUDY 1/4 – 

ERGENCY BAC

nical  system

supply  they 

ors and even

e  their  norm

ons  in  the 

ents  are  sel

with emerge

e active durin

ety  of  equip

ction. 

cal emergen

couple of da

upply (up to

the first seco

econds, depe

 millisecond

are capacito

                      

nds for Uninterr

ELECTRICITY NE

CKUP POWER 

ms  become m

become  as 

n UPS4, can b

mal  operatio

network  wi

lected  (acco

ency backup

ng blackout 

pment  and 

ncy backup s

ays) and UPS

o 1 day). The

onds while t

ending on  its

ds,  supports 

or banks, ine

                       

ruptable Power

TWORKS 

SYSTEMS 

more  depen

well.  There

be seen  inst

on  even  wh

ll  not  requi

ording  to  the

 systems. Th

situations so

people  are 

systems are 

S systems su

ese two type

the diesel ge

s size, and d

the  loads.

rtia drivers a

r Systems 

ndent  on  ele

efore,  emerg

alled in subs

hen  there  i

ire  the  nee

eir  importan

his allows m

o that upon t

already  op

diesel gene

upported by 

es of emerge

enerators sta

during  that  t

Other  equip

and simple b

ectronics  an

gency  backu

stations to e

is  a  power 

d  of  emerg

nce  for  the 

measuring sys

the reconnec

perating  in 

rators, used

batteries, us

ency power 

art. Starting o

time  the UPS

pment  typic

batteries.  

nd  ICT,  the 

p  systems, w

ensure that a

failure.  Alt

gency  power

network  no

stems and p

ction, all the

case  there 

  for medium

sed for very 

are usually a

of a diesel ge

S, which can

cal  of  emerg

 

more  depen

which  includ

all electronic

though  mos

r,  key  locat

ormal  operat

protection sy

e systems tha

is  a  fail  du

m  term powe

short and sh

associated, b

enerator can

n be activate

gency  backu

 

Page 33 

ndent  on 

de  diesel 

c systems 

st  of  the 

ions  and 

tion)  and 

ystems to 

at ensure 

uring  the 

er supply 

hort term 

being the 

n take up 

ed  in  less 

up  power 

Page 94: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland
Page 95: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

3. MAI

 

3.1 FRAM

 

Mainten

making‐

the elect

personn

The mai

obliged (

 

The main

Reli

Cost

Envi

Safe

Secu

Rep

 

The  pro

network

not very

this  situ

benefit a

for decis

 

Due  to  t

generally

group of

such as f

good ba

 

 

SE STUDY 1/4 – 

INTENANC

MEWORK AN

nance  activit

up a  large p

tricity netwo

el and  third

n driver for 

(by law) to s

n objectives 

ability: Avoid

t‐effective 

ironmental‐f

ety: For perso

urity/vulnera

utation 

blem  for m

k consists of 

y critical (e.g

uation,  the  p

analyses and

sion support 

the  vast  am

y  groups  of 

f  componen

failures, maj

lance betwe

ELECTRICITY NE

CE STRAT

ND OVERALL

ties  are  an 

percentage o

ork. In additio

 parties, and

maintenance

upply the cu

of maintena

d failures an

friendly: Imp

onnel/third 

ability: Impa

any  networ

many compo

. due to few

prioritizing  o

d extensive m

and mainten

mount  of  com

assets.  The

nts, e.g.,  tec

jor storms o

en preventiv

TWORKS 

EGIES AND

L THINKING

important  p

of operation 

on, maintena

d  it has a po

e is the secu

stomers wit

ance and rein

d outages an

pact on envir

parties 

ct of weathe

k  operators 

onents and t

w customers 

of maintena

maintenance

nance execu

mponents  in

e  strategy  in

hnical  condi

r heavy snow

ve maintenan

D MAINTE

part  of  the 

costs, and  t

ance is vital 

otential sign

urity of supp

h electricity.

nvestment ca

nd provide re

ronment as l

er and climat

is  (especial

that some pa

supplied by 

nce may  be

e programs a

ution are req

n  the  distrib

ndicates wha

ition, operat

wfall). A cha

nce (and rein

ENANCE O

managemen

triggering a 

for the safet

ificant  impa

ly, because t

an be summ

eliable electr

ow as possib

te and terror

lly  for  the  d

arts of the ne

the networ

ecome  chall

are not possi

uired. 

ution  system

at  should  tri

tion  conditio

allenge for di

nvestments)

ORGANIZA

nt  of  electri

majority of t

ty of the netw

ct on  the co

the operator

arised as: 

ricity supply 

ble/necessary

rists 

distribution  c

etwork (and 

k part). If a c

enging,  beca

ble. In this c

m, maintena

gger mainte

ons,  timing  (

istribution co

and correct

 

ATION 

icity  networ

the reinvest

work compa

ompany’s  re

rs of the net

to customer

companies) 

the compon

company oft

ause  extens

case, simple 

ance  strateg

enance  for  a

(after  specia

ompanies is 

tive mainten

 

Page 35 

rk  assets, 

tments  in 

any’s own 

putation. 

twork are 

rs 

that  the 

nents) are 

ten faces 

sive  cost‐

methods 

ies  cover 

a  specific 

al events, 

to find a 

ance.  

Page 96: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Role of r

Since  th

operatio

 

Some ex

are: 

Reg

199

Reg

Reg

Reg

Reg

201

Reg

(FOR

Reg

201

 

Reliabili

The RCM

network

detailed 

required

 

When R

optimiza

mainten

requirem

predictiv

 

In 2001,

publishe

provides

 

SE STUDY 1/4 – 

rules and reg

e electricity 

on and maint

xamples of  r

ulation of pr

0‐12‐07‐959

ulation of in

ulation of sy

ulation of se

ulation of p

2‐12‐07‐115

ulation  of  s

R‐2006‐04‐2

ulation  of  re

1‐03‐10‐263

ty Centered 

M methodolo

k operators. 

RCM analys

d), most of th

CM  is  carrie

ation  of  ma

ance  is  sch

ments for fur

ve models to

 an  IEEE rep

ed (Endrenyi 

s a good ove

ELECTRICITY NE

gulations 

network  is 

tenance is su

regulations  t

roduction, tr

9) 

stallations fo

ystem respon

ecurity of sup

preventive  se

57) 

afety  at wo

8‐458) 

equirement 

3) 

Maintenanc

ogy is to a qu

Whereas pr

sis  (mostly g

he smaller di

ed out,  the 

aintenance 

heduled  ins

rther actions

o estimate m

port on the p

et al. 2001).

erview of the

TWORKS 

one of  the 

ubject to regu

that are of m

ansforming, 

or electric po

nsibility in th

pply in the po

ecurity and e

rk  in  electri

of  compete

ce (RCM) 

uite different

robably  all  t

generic analy

stribution sy

RCM‐decisio

or  inspectio

pections  at

s, additional 

aintenance n

present stat

 The work fo

e status  in th

most  import

ulation by th

major  impor

transmissio

ower supply 

he power sys

ower system

emergency 

c  installatio

ence  etc.  at 

t degree imp

transmission

ysis of group

ystem operat

on  logic  is q

on  intervals

t  fixed  time

corrective ac

needs (e.g. d

us of mainte

or this report

he power  in

tant  infrastr

he authoritie

rtance  for  th

n, trade, dist

(FOR‐2005‐1

tem (FOR‐20

m (FOR‐2004‐

preparednes

ns  and  at  o

installation 

plemented in

  system ope

ps of equipm

tors do not u

uite often  t

s  is  hardly 

e  intervals. 

ctions are sc

dependent o

enance strat

t was carried

dustry at th

uctures  in m

s. 

he network o

tribution and

12‐20‐1626) 

002‐05‐07‐44

‐11‐30‐1557)

ss  in  the ele

peration  of 

and  area  co

 the mainten

erators  carry

ment with sp

use RCM. 

he  last  step 

performed.

If  the  ins

heduled and

n loading etc

tegies  in the

d out 1995‐1

e end of the

 

modern socie

operators  in

d use of ene

48) 

ectricity  supp

electric  inst

oncessionair

nance routin

y out  a mor

pecific adjust

  in  the  anal

.  Most  part

pections  re

d initiated. T

c.) is not usu

e power  indu

999. Thus, th

e 1990s. The

 

Page 36 

eties,  the 

n Norway 

rgy (FOR‐

ply  (FOR‐

tallations 

res  (FOR‐

nes of the 

re or  less 

tments  if 

lysis.  The 

t  of  the 

veal  the 

he use of 

ual. 

ustry was 

he report 

e focus  in 

Page 97: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

the repo

a numbe

industry

mainten

 

The stat

or in a m

Only  in 

conditio

monitor

vibration

 

Accordin

nearly h

least par

"as need

 

Even tho

valid (to 

 

Live‐line

Live‐line

the  equ

electricit

mainten

under op

under m

 

3.2 MAI

 

The  net

managem

work is e

 

SE STUDY 1/4 – 

ort is on mai

er of compan

.  The  resul

ance strateg

us  in 2001 w

modified form

a  few  case

n‐based ma

ing  was  app

n, bearing te

ng to the sur

alf of  the co

rt of the ma

ded" or only 

ough the res

some degre

e working 

e working  is 

ipment  is  u

ty  supply,  liv

ance  tools 

peration. Liv

maintenance 

NTENANCE O

twork  oper

ment  depar

either carrie

ELECTRICITY NE

ntenance of

nies in order

lts  of  this 

gy for differe

was that ma

m where add

es,  the  exclu

intenance n

plied  for  sur

mperature);

rvey, RCM w

orresponden

intenance. H

for special te

sults  in the  I

ee), especiall

the executio

under  operat

ve‐line work

have  been  d

ve‐line work 

execution m

ORGANIZAT

rators  have 

rtment  respo

d out by the

TWORKS 

generators,

r to get an o

survey  indi

ent companie

ny utilities o

ditional corre

usive  use  of

eeds, period

rveillance  of

 see Endreny

was not gene

nts considere

However, the

ests, while o

IEEE report a

y for smaller

on of mainte

tion.  Since  t

king has  incr

developed  t

requires goo

may have fata

ION 

usually  an

onsible  for 

e network op

, transforme

overview ove

cated  that 

es. 

only did sche

ective action

f  predictive 

dic  inspectio

f  some  spec

yi et al. (200

rally used at

ed  its  introd

ere was a di

others contra

are approx. 

r distribution

enance wor

the  network

reasingly be

to  allow  for 

od procedure

al consequen

n  operation

maintenance

perator’s ow

rs and break

er the curren

there  was 

eduled maint

ns are taken 

maintenan

ns were mo

cific  conditio

01) for furthe

t that time. H

uction.  It wa

fference to 

act out major

15 years old

n system ope

k at high vo

k  operators 

en  in use  in

maintenanc

es and well‐t

nces.  

nal  departm

e  and  reinv

n maintenan

kers. A quest

nt practice o

a  consider

tenance (at 

if required b

ce  was  repo

ost often car

on  paramete

er details. 

However, it w

as quite usu

what degree

r maintenanc

d, many of t

erators. 

ltage electri

want  to  av

n  the  last  ye

ce work whi

rained perso

ment  and  a

estment  pla

nce teams (th

 

tionnaire wa

of maintenan

rable  spread

fixed time  in

by inspectio

orted.  For  d

rried out. Co

ers  (e.g.  oil 

was pointed

ual  to contra

e: some utili

ce work. 

them seem t

ical equipme

void  interrup

ears.  Special 

ile  the  equi

onnel, becau

a  maintenan

anning. Main

hat are eithe

 

Page 37 

as sent to 

nce in the 

d  in  the 

ntervals), 

n results. 

detecting 

ontinuous 

leakage, 

d out that 

ct out at 

ties do it 

to be still 

ent while 

ptions  of 

types of 

pment  is 

use errors 

nce/asset 

ntenance 

er part of 

Page 98: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

the  com

provider

 

Outsour

Outsour

mainten

mainten

required

executio

Norwegi

compete

regulatio

Energy D

 

In Norw

are often

requirem

 

Internat

See sect

 

3.3 MAI

 

In gener

network

investme

Low

an i

Intro

exam

               

 5 REN  –  Rdescriptio

 

SE STUDY 1/4 – 

mpany  or  a 

rs. 

rcing 

cing of mino

ance  is  onl

ance person

d. In some ot

on of most o

ian  authorit

ence (i.e. out

on of  requir

Directorate (

ay, a collect

n used by ele

ments for ma

tional coope

ion 2.3.2 abo

NTENANCE B

ral,  large bac

k  operators 

ents in the n

w investment

ncrease of th

oduction  of

mple due to 

                      

Rasjonell  Elektrns are called "R

ELECTRICITY NE

subsidiary 

or or major 

ly  outsource

nnel  is not su

ther compan

of the mainte

ies  if  outso

tsourcing of 

ements of  c

NVE 2011). 

tion of stand

ectricity dist

aintenance w

ration 

out ENTSO‐E

BACKLOG AN

cklogs of ma

in  Norway. 

network. This

ts in existing

he reinvestm

f  new  techn

                       

risk  NettvirksomRENblad" (REN 

TWORKS 

of  the  com

parts of  the

ed  occasion

ufficient, or 

nies, the net

enance activ

urcing may 

work is acce

competence

dardized wo

ribution net

work that is o

E. 

ND REINVEST

intenance w

However,  t

s has several

g electricity n

ments in the f

nologies  req

mhet  (rational paper)  

pany),  or  t

e maintenan

nally,  e.g.  in

for some sp

twork operat

vities  is outs

lead  to  rep

epted, but n

was prepar

rk descriptio

work operat

outsourced. 

TMENT NEE

work seems n

here  is  an 

 reasons: 

network infr

future years

quiring  a  red

(i.e.  effective)

he  work  is 

nce work  is q

n  periods  w

pecific activit

tor plans the

ourced. The 

placement  o

not outsourc

red by  the N

ons  is publis

tors as stand

DS  

not to be a m

increased  ne

astructure a

; see NVE (20

design  and 

)  electric  netw

outsourced 

quite usual. 

where  the  c

ties where sp

e maintenan

latter has b

of  own  com

ing of comp

Norwegian W

hed by REN5

dardized desc

major proble

eed  for  rein

nd ageing co

005). 

upgrading  o

work  operation)

 

  to  externa

In  some  co

capacity  of 

pecial comp

nce activities

been criticize

petence  by 

etence). Thu

Water Resou

5. These des

criptions of t

em for the e

nvestments 

omponents 

of  the  netw

),  www.ren.no

 

Page 38 

al  service 

mpanies, 

the  own 

etence  is 

, and the 

ed by the 

external 

us, a new 

urces  and 

scriptions 

tasks and 

electricity 

and  new 

requiring 

work,  for 

,  the work 

Page 99: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

The  inve

billion N

there wa

producti

industry 

electricit

 

               

 6  Investmhttp://ww

 

SE STUDY 1/4 – 

 Introductio

Changing in

Changing of

scale produ

estment nee

NOK  in  the n

as a large inc

ion and elec

 will stay at 

ty will furthe

                      

ments  in  inww.ssb.no/ener

ELECTRICITY NE

on of more IC

n consumptio

f production

uctions in sm

eds  in  the No

next 10 year

crease in inv

ctricity  trans

this high  le

er increase, w

                       

ndustry,  minigi‐og‐industri/s

TWORKS 

CT in networ

on behaviour

 (increase in

all hydro pow

orwegian ele

rs  (2012‐202

vestments in

sport).  It  is e

vel, mainly b

whereas inve

ng  and  elestatistikker/kis/

rk operation

r (smart met

n distributed 

wer stations

ectricity net

21),  (Sanderu

n the electric

expected  tha

because  inve

estments in p

ectricity  indu/kvartal/2013‐0

tering, electr

generation o

s or by wind t

work has be

ud 2012). Ac

city industry 

at  the gener

estments  in 

production o

ustry,  Statistic03‐04  

ric vehicles, e

of electricity

turbines and

een estimate

ccording  to  t

in recent ye

ral  investme

transmissio

of electricity 

cs  Norway, 

 

etc.)  

y, i.e. many n

d solar panel

ed  to be aro

the official  s

ears 6 (both e

ents  in  the e

n and distrib

will decreas

retreived  2

 

Page 39 

new small 

s) 

ound 100 

statistics, 

electricity 

electricity 

bution of 

e. 

2013‐03‐14,  

Page 100: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

4. TEC

 

Today, 

structure

the  com

utilize di

 

In Norw

required

 

4.1 OVE

 

The mai

cost‐effe

overhau

new equ

 

The gene

aspects 

Some ty

Cost

Con

Loss

Effic

Fina

Cost

Cost

 

In the an

cost‐ben

(LCA/LCC

calculate

 

 

SE STUDY 1/4 – 

HNICAL‐E

only  the  la

ed  technical

mpanies  cond

ifferent elem

way, many  co

d by the regu

RALL THINK

n objective 

ective  projec

l of a netwo

uipment. 

eral approac

(both on the

pical cost dr

ts of mainten

sequences o

ses due to ou

ciency of equ

ancial costs 

ts related to 

ts due to los

nalyses of m

nefit  analysi

C/LCP). It is 

ed. 

ELECTRICITY NE

CONOMIC

argest  netwo

l‐economic a

duct a  simpl

ments of such

ompanies  ca

ulator, see se

ING 

in  technical

cts. A  projec

ork compone

ch in such an

e cost and th

ivers relevan

nance projec

of failures 

utages (Cost 

uipment 

 safety, heal

s of reputati

maintenance 

is  and  life‐

quite usual t

TWORKS 

C ANALYS

ork  operato

analyses of m

ified analysi

h analyses. 

arry  out  risk

ection 2.6 for

‐economic a

ct  can,  for  e

ent), a new m

alyses is to e

he benefit si

nt for networ

ct 

of Energy N

th and envir

on 

projects are

cycle  assess

that all costs

SES OF MA

ors  (mainly 

maintenance

is  (e.g.  cost 

k  and  vulner

r more detai

analyses of 

example,  be

maintenance

establish a co

de) of maint

rk operators

ot Supplied, 

ronment (SH

e therefore p

sment/life‐cy

s are discou

AINTENAN

transmissio

e projects  in

analysis wit

rability  analy

ls. 

maintenance

e  a  specific m

e strategy or

ost model th

tenance dec

s are: 

see section 

E) 

principles ap

ycle  cost  a

nted and tha

NCE PROJE

n  system  o

n a  systemat

hout  calcula

yses,  becaus

e project  is 

maintenance

r the  investm

hat takes into

isions and m

4.2.2) 

plied that ar

nalysis/life‐c

at the net p

 

ECTS 

operators)  c

tic manner. 

ating  cost‐be

se  such  ana

to  identify  t

e  task  (like 

ment  in upg

o account all

maintenance 

re commonly

cycle  profit 

resent value

 

Page 40 

carry  out 

Some of 

enefit) or 

lyses  are 

the most 

repair  or 

rading or 

l relevant 

projects. 

y used in 

analysis 

e (NPV) is 

Page 101: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Main dri

 

Econom

Included

technica

solutions

failure m

with  the

econom

analysis.

mainten

that  hav

mainten

 

Safety, h

SHE aspe

Neverth

own per

to the as

 

Reputat

Some  m

positive 

 

Rules an

Rules  an

mainten

Norway 

Protectio

replacem

(decreed

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ivers for carr

d  in  this  gro

al  condition 

s. Old equip

may  lead to 

e  economic 

ically  benef

. Some relev

ance action 

ve  higher  e

ance costs). 

health and e

ects may mo

eless, such p

rsonnel or m

spect of repu

ion 

maintenance 

public reput

nd regulation

nd  regulatio

ance tasks a

are  the  insp

on – require

ment  of  tra

d by law by D

ELECTRICITY NE

rying out ma

up  are  for e

and  replace

pment and e

an outage. T

consequenc

icial  at  som

vant models a

is often also

efficiency  (le

environment

otivate for s

projects are s

may have pos

utation; see 

projects  ar

tation even t

ns 

ns  largely  in

and projects 

pection  freq

s that overh

nsformers  in

DSB ‐  the No

TWORKS 

intenance an

example  the

ment of equ

quipment w

The econom

es of  the  fa

me  time. Mo

and method

o given when

ess  electrica

t (SHE) 

some project

sometimes c

itive influen

below. 

re  carried  o

though it can

nfluence  the

must be car

uency of ov

ead lines are

nstalled  on 

orwegian Dire

nd reinvestm

e  repair or  r

uipment due

with poor tec

mic risk due  t

ailure make 

odelling  the 

s are discuss

n replacing o

al  losses)  o

ts even thou

carried out if

ce on the en

ut  by  netw

nnot be prov

e maintenan

rried out if re

erhead  lines

e thoroughly

power  pole

ectorate for 

ment projects

eplacement 

e  to availabi

chnical condi

to  increasing

usually  a  re

economic  r

sed in sectio

old and ineff

or  reduce  o

ugh the econ

f they, for ex

nvironment. 

ork  compan

ven that the p

nce work  of 

equired by th

s  (DSB  ‐    the

y inspected m

es  operated

Civil Protect

s in the elect

of  ageing  e

ility of new 

ition  is usua

g probability

placement o

risk  is  a  cha

n 4.2. An eco

fective equip

ther  costs 

nomic benef

xample, incre

Such project

nies  because

projects are 

network  co

he authoritie

e Norwegian

minimum ev

from  pole 

tion). 

 

tricity netwo

equipment w

and better 

lly replaced 

y of  failure c

of  ageing  eq

allenging  pa

onomically b

pment with 

(e.g.  operat

fit cannot be

ease the safe

ts are usuall

e  they  contr

cost effectiv

ompanies.  O

es. Some exa

n Directorate

very 10th yea

mounted  p

 

Page 41 

orks are: 

with poor 

technical 

before a 

combined 

quipment 

rt  in  the 

beneficial 

solutions 

tion  and 

e proven. 

ety of the 

y related 

ribute  to 

ve. 

Obviously, 

amples in 

e  for Civil 

ar) or the 

platforms 

Page 102: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Some  of

reputatio

been use

by such 

 

Importa

Industria

different

private h

rely on a

services.

importan

 

TAB

(B

 

SE STUDY 1/4 – 

f  the  cost  d

on are diffic

ed to suppo

aspects; see

nce of powe

alized societ

t  areas  and 

households, 

an  increasing

.  Thus,  a  w

nt for the we

BLE 5 – DEVEL

BASED ON TAB

Areas oPrivate

HeatHot wLightHousElect

Energy‐ElectMechCont

Other iMechVarioContHeat

ServiceHeatCooliVentLightTech

Other cTelecOil aWateBankHealt

TranspoCharDriviNot 

ELECTRICITY NE

drivers,  esp

cult  to quant

rt the makin

 4.2.4 for mo

er supply and

ies  rely on  r

for  differen

all types of 

g part of "el

ell‐dimensio

ealth and de

LOPMENT OF 

BLE 2.1 PRESE

of and purpos customers (hoting water t sehold appliancestric equipment ‐intensive indutrolysis/smelting hanical equipmenrol systems ndustries hanical equipmenous processes rol systems ting  sector ting ing ilation t nical equipment critical industriecommunication nd fuel er supply king sector th ort ging (cars/ferriesng and movemenused:   

TWORKS 

ecially  those

tify  in econo

ng of decisio

ore informat

d investmen

reliable pow

nt  purposes

industries a

lectrification

oned,  robust

velopment o

USE OF ELECT

ENTED IN A RE

ses for electriousehold)

s (fridge, washing

ustries plant nt 

nt 

es 

s) nt (train and railw

Used

e  influencin

omic terms. 

ons on maint

tion. 

nts in the ele

wer supply. A

s  increased 

and service s

n"  in order to

t  and  reliab

of a modern 

TRICITY FOR D

EPORT BY THE

icity use

g machine, etc.)

way) d:   

g  social  asp

Thus, multi‐

tenance proj

ectricity netw

As shown  in 

much  during

sectors, criti

o produce th

le  power  sy

society. 

DIFFERENT AP

EMA CONSUL

1900

     

                       

Most used:

pects  and  a

‐criteria deci

ects that are

work 

Table 5,  the

g  the  last  c

cal  infrastru

heir product

ystem  and  e

PPLICATIONS A

LTING GROUP

1950

     

                       

:   

 

spects  like 

ision aid  (M

e strongly in

e use of elec

century.  Tod

uctures and t

ts or to prov

electricity  ne

AND CUSTOM

P (THEMA 201

2010       

                        

 

 

Page 42 

SHE  and 

CDA) has 

nfluenced 

ctricity  in 

day,  both 

transport 

vide their 

etwork  is 

MERS  

13)) 

Page 103: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

Accordin

for reinv

beneficia

overload

having t

will usua

 

4.2 EXAM

 

4.2.1 FAU

 

Many  ut

equipme

collectio

problem

they  lea

outages 

mainten

compon

 

FASIT 

FASIT  (F

system u

are  oblig

Statnett 

informat

(Energy 

to the ne

 

The aim

system. 

switchge

 

SE STUDY 1/4 – 

ng to an ana

vestments an

al.  It  is  con

ding and coll

oo marginal

ally always b

MPLES OF M

ULT STATISTIC

tilities  and  o

ent. Howeve

ons. A  good 

m of most ex

ad  to  an  out

and  disturb

ance  purpos

ents is not d

Feil  og  Avbru

used  to  regi

ged  to  repo

and  the  N

tion must  fo

Norway 201

etwork with 

 of  the data

However,  i

ear/breakers

ELECTRICITY NE

lysis perform

nd new inves

cluded  that 

lapses result

 capacity. Th

e beneficial f

METHODS AN

organization

er,  there  are

overview of

isting fault s

tage  or  dist

bances  are 

ses.  Anothe

etailed enou

uddsStatistik

ster  faults a

ort  operatio

Norwegian  W

ollow  the  ru

2). Productio

voltage leve

a  collection 

if  a  failure 

s) or an  inte

TWORKS 

med by the T

stments in t

it  is  better

ting in shutd

hus,  investm

for the socie

ND APPROAC

ns  in  the wo

e  currently n

f  different  s

statistics  is, t

urbance  in 

not  register

r  problem  is

ugh for main

kk  I  Totalnet

and outages 

nal  disturba

Water  Resou

ules  and met

on plants are

el > 33 kV. 

is  to get an

doesn’t  lea

rruption,  it m

Thema Consu

he Norwegia

r  to  have  so

downs and la

ments  in the 

ety.   

CHES USED I

orld  have  es

no  standards

statistics  is  g

that compon

electricity  s

red.  This  lim

s  often  that

tenance pur

ttet  ‐  Fault 

in  the Norw

ances  and  in

urces  and  E

thods  descr

e also oblige

n overview o

ad  to  a  dist

must not be

ulting Group 

an electricity

ome  free  ca

arge consequ

electricity n

N TECHNICA

stablished  fa

s  generally  a

given  in  an 

nent failures

upply.  This 

mits  the  valu

t  the  inform

rposes. 

and  outage

wegian powe

nterruptions

Energy  Direc

ibed  in  the 

d to report, 

over disturba

turbance  (u

e reported. T

(Thema 201

y network wi

apacity  in  th

uences for th

etwork to fu

AL‐ECONOMI

ault  statistic

accepted  for

ELFORSK‐rep

s are usually

means  that 

ue  of  the  ex

mation  about

statistics  in

er system. A

that  occur 

ctorate  (NVE

FASIT  requi

but only if th

ances and o

sually  ident

Thus, the FAS

 

13), the exist

ill be socio‐e

he  network 

he society, in

ulfil this req

IC ANALYSES

cs  for  electr

r data  recor

port by He  (

y first report

failures  not

xisting  datab

t  type  and  d

n  the  total  g

All network o

in  their  ne

E).  The  repo

irement  spe

he plant is co

outages  in  th

tified  by  tri

SIT system h

 

Page 43 

ting plans 

economic 

to  avoid 

nstead of 

uirement 

ic  power 

rding  and 

(2010). A 

ted when 

t  causing 

bases  for 

design  of 

grid)  is  a 

operators 

twork  to 

orting  of 

cification 

onnected 

he power 

pping  of 

has some 

Page 104: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

limited  v

FASIT, b

the FASI

system (

the next

 

4.2.2 COS

 

Custome

insignific

homes c

interrup

 

Network

consider

CENS  (C

network

in previo

the  CEN

improve

 

The  CEN

minutes

notified 

installati

users at 

energy 

(Heggset

 

CENS  is 

event of

industry

nation‐w

 

SE STUDY 1/4 – 

value  for ma

ecause they

T data can b

(optimistic es

t years to ma

ST OF ENERGY

er  costs  that

cant  if  the a

can be upset

tion affects a

k companies

ration the qu

Cost  of  ener

k companies’

ous years (La

NS  arrangem

ements in the

NS  arrangem

).  Short  inte

and  non‐no

ions > 1 kV. 

all network 

not  supplied

t et al. 2009)

an expressi

f interruption

,  Public  sec

wide survey 

ELECTRICITY NE

aintenance, 

 never resul

be used to e

stimates). Be

ake it more a

Y NOT SUPPLIE

t  result  from

ffected cust

tting, but us

a financial da

s are  increas

uality of sup

rgy  not  sup

’ revenue ca

angset et al. 

ent  provide

e developme

ment  came  in

erruptions  (

otified  inter

The arrange

levels > 1 kV

d,  according

). 

on of  the  to

ns. The end‐

ctor,  Agricult

performed  i

TWORKS 

because no

ted  in a dist

stablish roug

ecause of the

applicable for

ED (CENS) 

m  a power  s

tomer  is  resi

ually brings 

ata centre th

ingly being 

pply  (CEER 2

plied;  Norw

ps are adjust

2001, Kjølle

  the  distribu

ent and oper

nto  force  in

≤  3  minute

rruptions  res

ement  is bas

V and a stand

g  to  the  No

otal  costs  to

users are div

ture,  Reside

n the period

ot  all  failures

turbance or 

gh estimates

e limitations

r other purp

supply  interr

idential  (a o

no costs) to

hat processe

subjected  to

011). One e

wegian:  "KILE

ted in accor

e et al. 2008)

ution  netwo

ration of thei

  2001,  but 

es)  are  incor

sulting  from

sed on the m

dardized met

orwegian  FA

o  the Norwe

vided in six c

ential.  The  c

d 2001 – 20

s  that occur

interruption

s of failure r

s mentioned,

oses. 

ruption  even

one‐minute p

o many thou

s real‐time o

o  regulatory 

xample  is  th

E  ‐  Kostnad 

dance with t

). Penalty sch

ork  compani

ir networks.

only with  re

rporated  fro

m  planned  a

mandatory re

thod for esti

ASIT  standar

egian econom

ustomer gro

current  cost 

03  (Kjølle et

in  the  syste

s  in power s

ates for equ

, it is planned

nt  can  vary 

power supply

sands of eur

operations. 

regimes  tha

he Norwegia

ikke  levert 

the custome

hemes or fin

es with  ince

egard  to  lon

om  2009.  C

and  forced  o

eporting of in

mation of in

rd  for  reliab

my  incurred 

oups: Industr

figures  use

t al. 2008). B

 

em  are  regi

supply. Neve

uipment in th

d to improve

hugely,  from

y  interruptio

ros per minu

at explicitly 

an regulation

energi")  w

ers’ interrupt

nancial incen

entives  for 

ng  interrupti

ENS  compri

outages  in 

nterruptions

terrupted po

bility  data  c

by end use

ry, Commerc

ed  are  based

Based on thi

 

Page 44 

stered  in 

ertheless, 

he power 

e FASIT in 

m  almost 

on  in our 

ute  if the 

take  into 

n scheme 

here  the 

tion costs 

ntives like 

reliability 

ions  (>  3 

ses  both 

electrical 

s for end‐

ower and 

collection 

ers  in  the 

cial, Large 

d  on  the 

is survey, 

Page 105: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

cost func

of  interr

interrup

interrup

account 

interrup

cost  from

CENS  co

mainten

 

4.2.3 FAIL

 

The ben

equipme

failure p

standard

Failu

Deg

Stre

 

Physical 

mechani

2001). M

               

 7 Different(2009) and

 

SE STUDY 1/4 – 

ctions are es

ruption dura

tion  of  vary

tion  should 

of  duration

tion cost is h

m  the  refere

osts  as  a  m

ance project

LURE AND LIF

efit of many

ent that is m

probability, d

d models are

ure models 

Constant fa

Failure time

Time‐/age d

Counting pr

gradation mo

Markov pro

al. 2005, W

Degradation

ess‐strength 

models  ha

ism, e.g.  the

Methods  from

                      

t ways of repred Abeygunawar

ELECTRICITY NE

stablished fo

ation.  These 

ying  duratio

be  calculate

n  and  time 

handled thro

ence  cost  (K

major  input 

ts for quantif

ETIME MODE

y maintenan

aintained, a

different stoc

e applied, suc

ilure rates 

e distribution

dependent fa

rocesses 

odels 

ocesses 7 (En

elte et al. 20

n path mode

models (Gus

ve  been  ap

e Arrhenius 

m the  field o

                       

senting degradrdane and Jirut

TWORKS 

or each of the

costs  are  re

on  occurring

ed using  the

of  occurren

ough correct

Kjølle et al. 2

parameter 

fying the eco

ELS 

ce projects i

nd thus the 

chastic failur

ch as: 

ns (e.g. Chris

ailure rates e

drenyi et al.

006) 

el (Li et al. 20

stavsen et al.

pplied  for  li

equation  fo

of artificial  i

ation and mainitijaroen (2011)

e six groups 

eferred  to  a

g  on  a  wor

e  cost  functi

nce  of  the 

tion factors 

2009). Norw

in  risk  ana

onomic effec

is given by t

reduction of

re and  lifetim

stodoulou et 

e.g. (Bertling

 1998, Ande

005) 

. 2002) 

ifetime  and 

or ageing of 

ntelligence  (

ntenance by Ma). 

as normalize

a  reference  s

king  day  in

ions  valid  fo

interruption

based on th

wegian electr

alyses  and 

cts of outage

he reduction

f the future e

me models c

al. 2009) 

g 2002) 

ers 1990, End

degradatio

insulation  in

(e.g. Bayesia

arkov models h

ed costs in N

scenario wh

  January.  T

or  the  refere

n.  The  time 

e informatio

ricity networ

technical‐ec

es. 

n of the failu

economic ris

can be used.

drenyi and A

n  modelling

n  transforme

an belief net

as been subjec

 

NOK/kW as a

hich  is  a hyp

The  cost  of 

ence  scenari

dependenc

on about dev

rk operators

conomic  ana

ure probabili

sk. For estim

. Usually, we

Anders 2006,

g  for  specifi

ers  (Lundgaa

tworks,  fuzzy

ct of discussion

 

Page 45 

 function 

pothetical 

a  single 

o,  taking 

cy  in  the 

viation  in 

s use  the 

alyses  of 

ity of the 

ating the 

ell known 

, Black et 

ic  failure 

ard et al. 

y  logic or 

; see Welte 

Page 106: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

neural n

Castro  (

example

 

The  refe

applicati

referred

 

The case

co‐opera

are furth

theoreti

 

4.2.4 MUL

 

Multi‐Cr

multiple

disciplin

assisting

 

MCDA ca

abundan

 

At comp

compon

mainten

 

At strate

groups b

optimiza

mainten

cost), an

compon

 

SE STUDY 1/4 – 

etworks) hav

(2005),  Cast

es. 

erences prov

ions  on  pow

 to standard

e studies and

ation with ut

her applied b

cal work pre

LTI‐CRITERIA 

riteria Decisi

  conflicting 

e provides m

g the whole d

an be used a

nt literature 

ponent level 

ent and the 

ance or inve

egic level, M

by  allocating

ation  has  be

ance  by  con

nd the maint

ents, structu

ELECTRICITY NE

ve also been

tro  and  Mir

vided  for  the

wer  system 

d text books. 

d application

tilities. It is o

by the comp

esented in th

DECISION AID

on Analysis 

criteria  can

methods and

decision proc

at different l

on this topic

MCDA can h

risks  it may

estment cost

CDA can als

g budgets  an

een  propose

nsidering  cu

tenance cost

ure, and avai

TWORKS 

n applied in s

rinda  (2005)

e methods p

components

ns presented

often uncerta

anies in thei

e literature a

(MCDA)  incl

n  be  formall

d techniques

cess, to mult

evels in elec

c.  

help (Catrinu

y  induce by  i

s, cost of int

o help in ma

nd  company

ed  for  findi

stomers’  de

t for the DSO

lable resour

some case st

),  Hathout  (

presented  in 

s.  For more

 in the litera

ain if the me

ir daily work

and the appl

udes metho

ly  incorpora

s that vary fr

ti‐objective m

ctricity system

 2007) in str

ts failure: co

terruption, e

aking decisio

y  resources 

ing  the  opt

emands  for  p

O  (costs are

ces).  

tudies in the 

(2006)  and 

this section

e  information

ature are mo

ethods appli

k. There is ob

lication of th

ods and proc

ated  into  th

rom problem

mathematica

m maintena

ucturing and

ondition, env

tc.  

ons on how t

(Catrinu 200

imal  balanc

power  deliv

e closely rela

power indus

Nordgård  a

n are  related

n  regarding 

ostly carried o

ed remain a 

bviously a ga

he models in 

edures by w

e  decision m

m structuring

al optimizatio

nce planning

d using the in

vironmental 

to maintain 

08). At  this  l

e  of  preven

ery  (total  cu

ted to the a

 

stry; see Mir

and  Sand  (2

d  to case stu

general  the

out by resea

 case study 

ap between t

the utilities.

which concer

making  proc

g and model 

on models. 

g as suggeste

nformation a

stress, safet

different co

level, multi‐

ntive  and  c

ustomer  inte

analysed net

 

Page 46 

rinda and 

2008)  for 

udies and 

eory  it  is 

archers in 

or if they 

the more 

rns about 

cess.  The 

building, 

ed by the 

about the 

ty  issues, 

mponent 

objective 

corrective 

erruption 

twork,  its 

Page 107: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

Uncertai

2010). 

 

Howeve

limited a

(CIGRE 2

 

4.3 EXAM

 

In severa

been de

they  we

systema

analysed

The  ana

informat

 

Approac

with cas

(2010) a

 

A  tool  fo

research

principle

mainten

drawbac

(2009) a

 

Note  tha

found  in

presente

models r

 

SE STUDY 1/4 – 

inty  and  risk

r,  the  pract

and includes

2012) 

MPLES OF M

al SINTEF pr

eveloped. Th

ere  later  als

tic  aggregat

d. All costs/i

alysis  results

tion e.g. be f

ches with  foc

se studies on

nd Catrinu &

or  asset ma

h group in Ca

es  for  cost‐

ance.  The 

cks in applica

nd Abeygun

at  a huge n

n  the  scienti

ed. However

remain in the

ELECTRICITY NE

k  in mainten

ical  applicab

 at most sim

MAINTENANC

ojects, tools

e tools were

so  used  for 

tion  of  all  c

ncomes due

s  allow  for 

found in Heg

cus on  risk a

n componen

& Nordgård (

anagement  o

anada, see A

‐benefit  ana

Markov  mo

ations where

awardane &

umber of d

fic  literature

r, only a few 

e case study

TWORKS 

nance  plann

bility  of  thes

mplistic decis

CE PLANNING

s for cost‐ben

e originally d

similar  ana

cost  drivers 

e to benefits 

comparing  d

ggset et al. (2

assessment 

nts  in  the ele

2010). 

of  componen

Anders et al. 

alysis,  and  a

odel  has  lat

e condition‐b

 Jirutitijaroe

ifferent mod

e. Together 

models are 

status. 

ning  has  also

se methods

ion support 

G AND SCHE

nefit analysi

designed for

lyses  in  the

and  benefi

 are discoun

different  ma

2010) or Heg

have also be

ectricity netw

nts  in  the  e

(2001) or En

a  Markov  m

ter  been  im

based maint

en (2011). 

dels  for mai

with  these

later applied

o  been  cons

  at  electrici

(graphical a

EDULING 

s of mainten

 applications

e  electricity 

ts  associate

nted and the

aintenance 

ggset et al. (2

een develop

work can e.g

electricity  ne

ndrenyi & An

model  is  us

mproved,  sin

enance is m

ntenance pl

models, a  la

d by compan

idered  in  th

ty  network 

id) for high‐l

nance and re

s  in power p

network.  Th

ed  with  the 

e net presen

and  renewa

2007). 

ped  in SINTE

g. be  found 

twork  has  b

ders (2006).

sed  to  mod

nce  it  appea

odelled, see 

anning  and 

arge number

nies in their d

 

he  literature

companies 

level decisio

enewal proje

production, h

he  tools  allo

project  alt

nt value  is ca

al  alternative

EF projects. E

in Nybø & N

been  presen

. The tool is 

del  degrada

ared  to  ha

e discussions 

optimizatio

r of  case  stu

daily work, a

 

Page 47 

  (Catrinu 

is  rather 

n making 

ects have 

however, 

ow  for  å 

ernatives 

alculated. 

es. More 

Examples 

Nordgård 

nted  by  a 

based on 

tion  and 

ve  some 

in Welte 

n  can be 

udies are 

and many 

Page 108: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

 

4.3.1 COM

 

Differen

operator

assessm

or Kinect

Insp

Failu

Asse

Pred

Calc

 

Some  an

sections

 

In additi

(load‐flo

are avail

DSOs an

ERP

NIS 

CMM

 

This  IT 

informat

 

SE STUDY 1/4 – 

MMERCIALLY 

t  consulting

rs  in  the  fie

ent. Many o

trics) offer to

pections and 

ure analysis 

essment of a

diction of co

culation of co

nalysis  tools

, such as tec

on, consultin

ow, power sy

lable. Some 

d TSOs are: 

 system (Ent

For managi

(Network In

For managi

network, as

connections

The NIS is u

MS (Comput

For managi

The CMMS 

support  ma

tion  is  scat

ELECTRICITY NE

AVAILABLE SE

g  companies

eld  of  condit

of the bigger 

ools and ana

condition m

asset conditio

ndition deve

osts and risk 

s  and metho

hnical condi

ng services a

ystem stabili

of the tools 

terprise Reso

ng company

formation Sy

ing all data 

s well as com

s between th

usually based

terized Main

ng maintena

is often inte

ay  lead  to 

ttered  in  d

TWORKS 

ERVICES AND

  provide  va

tion monitor

internationa

alysis service

monitoring se

on 

elopment un

ods  are  bas

tions states/

and software

ity, etc.). He

can be part o

ource Plannin

finances, et

ystem)  

related  to n

mponents in 

hem) 

d on or integr

tenance Man

ance and fau

grated part o

challenges  f

ifferent  sys

D TOOLS 

arious  servic

ring,  conditi

ally acting co

s on: 

ervices 

der different

sed  on  tech

/health indic

e tools are o

ere, different

of the SCADA

ng) 

tc. 

network ope

 the networ

rated in a GI

nagement Sy

lts 

of the NIS or

for  the  netw

stems.  For 

ces  to  distrib

on  assessme

ompanies (su

t maintenan

niques  pres

ces and Mark

offered for th

t methods a

A system. Ot

ration, and 

k (e.g. comp

S (Geograph

ystem) 

r ERP system

work  opera

instance,  co

bution  and 

ent,  asset m

uch as DNV K

ce strategies

ented  in  the

kov models. 

he problem o

nd tools are

ther systems

design and 

ponents and 

hical Informa

tors  (Schne

ommercial/f

 

transmission

management 

KEMA, EA Te

e  previous/f

of network o

e developed 

s commonly 

construction

their prope

ation System

ider  2006), 

financial  dat

 

Page 48 

n  system 

and  risk 

chnology 

following 

operation 

that also 

in use by 

n of  such 

rties, the 

because 

ta  about 

Page 109: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

equipme

groups (

operatio

Geograp

often  st

managem

conditio

 

Potentia

Today,  t

informat

makes it

might  b

tempera

conserva

etc.). Ho

been ful

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ent  can  be  f

(e.g. voltage 

on and maint

phical data  a

tored  in  se

ment  tools 

n monitoring

al use of GIS 

the  network

tion about t

t in principle

be  of  intere

ature, precip

ation areas, 

owever, the l

ly utilized by

ELECTRICITY NE

found  in  ge

levels) and 

tenance cost

are  found  in

parate  data

for  the  eva

g. 

information

k operators m

opography) 

 possible to 

est  for  ma

pitation, etc.)

etc.) or dista

arge scale ex

y the electric

TWORKS 

neric  ERP  sy

not related 

ts are usually

n GIS/NIS  sys

abases  (e.g. 

luation  of m

n for mainten

mainly  extra

from the GI

automatical

intenance  p

), vegetation

ances to oth

xtraction of G

city network 

ystems,  but 

to single (sp

y not related

stems, while

the  CMMS

maintenance

nance purpo

act  geograph

S systems. H

ly extract fro

planning,  fo

n and enviro

her places of

GIS‐based in

operators ye

the  data  is 

pecific) equip

d to the spec

e maintenan

S).  On  top 

e  strategies, 

oses 

hic  informat

However, the

om any othe

or  example, 

onmental asp

f interest (dis

nformation fo

et. 

often  subd

pment and c

ific equipme

nce‐related d

of  these,  t

network  ca

ion  (location

e  integration

er GIS additio

climatic  fa

pects  (type o

stance to sho

or maintenan

 

ivided  in  on

components

ent being ma

data  and  rep

there  are  a

alculations  o

n of  compon

n of the NIS 

onal informa

actors  (wind

of vegetation

ore, roads, b

nce purpose

 

Page 49 

nly  a  few 

. Internal 

aintained. 

ports  are 

additional 

or  on‐line 

nent  and 

with GIS 

ation that 

d  speed, 

n, nature 

buildings, 

es has not 

Page 110: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

5. CON

 

A  large 

electricit

accordin

results  f

requeste

 

In additi

(potentia

frequenc

stable p

time). 

 

5.1 CON

 

A  good 

presente

of differe

Ove

Cab

Tran

Swit

Cap

Surg

Insu

Inst

Gas

 

In additi

example

 

 

SE STUDY 1/4 – 

NDITION M

number of 

ty  network 

ng to a calen

from  an  RC

ed from the a

on to condit

al) failures, c

cy, etc.) is us

ower  system

NDITION MO

overview  of

ed by Skjølbe

ent methods

erhead lines 

les 

nsformers 

tching equip

acitors 

ge arresters 

ulators 

rument tran

‐insulated su

ion,  the repo

e is presented

ELECTRICITY NE

MONITOR

different  co

(see  section

ndar‐based s

M  analysis 

authorities).

tion monitor

continuous m

sed in the wh

m operation 

NITORING M

f  condition 

erg (2007) in

s for the follo

ment 

sformers 

ubstations 

ort classifies

d. 

TWORKS 

RING 

ndition mon

n  5.1).  Cond

chedule whe

or  accordin

 

ring method

monitoring o

hole electric

and  regulat

METHODS 

monitoring 

 a comprehe

owing main n

s  the method

nitoring met

ition monito

ere the  insp

g  to  public 

s for the pu

of different e

ity network.

tion of  the  s

methods  fo

ensive report

network com

ds according

thods  exist  f

oring  and  in

ection  interv

regulations

rpose of rev

electrical qua

 The main pu

system  (to e

or  componen

t. The report

mponents: 

g  to differen

for  the main

spection  are

vals are e.g. 

(if  minimu

ealing techn

antities (such

urpose of th

ensure good 

nts  in  the  e

t briefly desc

nt aspects; se

 

n  componen

e mainly  ca

chosen acco

m  requirem

nical degrada

h as voltage,

ese measure

 power qua

electricity  ne

cribes a large

ee Table 6 w

 

Page 50 

nts  in  the 

rried  out 

ording to 

ments  are 

ation and 

, current, 

ements is 

lity at all 

etwork  is 

e number 

where an 

Page 111: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

The  aim

diagnost

network

compon

methods

 

Use of h

In  recen

helicopt

infrared 

inspectio

difficult 

 

.

               

 8 As an estin an interperson yea

 

SE STUDY 1/4 – 

m  of  the  rep

tic  methods 

k. It presents

ents.  The  re

s are establis

helicopter 

nt  years,  the

ers are equi

cameras  o

ons  is that  it

topography.

                      

timate of the erview (http://wars of manual w

ELECTRICITY NE

ort  by  Skjøl

  used  to  as

s the results 

eport  only  c

shed and to w

e  use  of  hel

ipped with h

r  sensors  re

t  is a very tim

                       

effectiveness ofwww.bt.no/tv/?work (going alo

TWORKS 

berg  (2007)

ssess  the  co

from a litera

considers  co

what degree

icopters  for 

high‐resoluti

egistering  e

me‐effective

f the method, tid=18339): inspng the lines) 

)  is  to  give 

ondition  of 

ature study 

ommercially 

e they are us

  inspection 

ion  cameras

lectromagne

e method fo

the following nupection of appr

a  comprehe

high  voltage

and intervie

available m

sed can vary.

of  overhead

 and  can ad

etic  radiatio

r  inspection 

umbers were gox. 2000 km of

ensive  and  c

e  componen

ews with exp

methods,  alth

 

d  lines  beca

dditionally be

n.  The  adva

of overhead

iven by a helicooverhead line 

 

compact  ove

nts  in  the  e

perts on the 

hough  how 

me  quite  us

e equipped 

antage  of  h

d  lines8, esp

opter inspectioin 2‐3 weeks, i

 

Page 51 

erview  of 

electricity 

different 

well  the 

sual.  The 

with e.g. 

helicopter 

pecially  in 

on operator nstead of 5 

Page 112: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D

M

VinC(ghe

ODE

ODS

…RFMEDInTofjoJoRM…12345

67

2.1.1. CASE STUDY 1/4

TABLE 6 – OVERHE

Method Condes

Visual nspection of Conductor ground or elicopter)

Concorrinteexte

OHL Corrosion Detector –

ddy current

Intecorr

OHL Corrosion Detector –

teel Core

Intecorr

… Radio

requency / Microwave

mission Detector

Winindudam

nfra Red hermography f conductor

oints

Conjoin

oint Resistance Measurer

Conjoin

… ) On‐line or off‐line) If measurements ) Qualification of op) Reference. Note: ) Application of medetailed analyses

) The line must be o) ACSR:  Aluminium

 

4 – ELECTRICITY NETWO

EAD LINE (OHL) INS

ndition scriptor

Measureparamete

nductor rosion –

ernal and ernal

Visible siof conduccorrosion

ernal rosion

Resultanmagneticwhen eddcurrents ainduced

ernal rosion

Electromic pulses

nd uced mage

Corona pattern

nductor t defects IR radiati

nductor t defects

Resistanjoint

e method (i.e. if theare performed on aperator, G: Generareferences shown iethod. It  is distingus, (C) Methods thatoff‐line if measuremm Conductor Steel R

ORKS 

SPECTION METHOD

ed er Criteria

gns ctor

n.

Bulging, corrbetween the corrosion prooxide etc.

t c field dy are

A disturbed mindicates an galvanising.

agnet

The steel crois measured and receivingsecond. Losscorrosion pro

Irregular coroindicate defeelements.

ion Temperaturelower than ththe conducto

ce of Increased regreen/red LEdefect joints.

e method can be apa continuous or perl component knowin the table are notuished between A‐,t are rarely used; sements are to be takReinforced, AACSR: 

DS. THE TABLE BELO

rosion products strands, external

oducts, copper

magnetic field attack of the

oss sectional area by generating

g 2000 pulses per s of steel indicates oblems.

ona pattern can ective line

e of joint should be he temperature of or.

esistance or EDs indicate .

pplied while the equriodical basis: C: Coledge, H:  High knot listed in this repor, B‐ and C‐methodsee Skjølberg (2007) ken far up from the Aluminium Alloy C

OW IS AN (INCOMP

1) 2) 3)

On-line 6)

P H

On-line (< 400 kV)

P H

Off-line P H

On-line P H

On-line P H

On-line/ Off-line P G

uipment is under opntinuous, P: Periodowledge of componrt but only in Skjølbs: (A) Simple methofor more details ground onductor Steel Rein

   

PLETE) EXTRACT FRO

Comments

Simple and importacorrosion problems

Quantitative. Additiperformed to determstrength of conductoptical cable has be

Sufficient sensitive [4]. Additional (destperformed to determstrength of conductoptical cable has be

Not very sensitive tstage. Additional mare required.

Quick and simple mincrease will be medependent. Must bereadings. More direct than IRbad joints. Time coIR survey.

peration (on‐line) odical nent, S: Specialist eerg (2007) ods that are comm

nforced 

     

OM THE FULL TABL

ant method, but will nos at an early stage.

ional (destructive) testmine the extent of cortor. Cannot be used ween wrapped on the e

to indicate very smalltructive) tests should bmine the extent of cortor. Cannot be used ween wrapped on the e

to conductor wear in amethods (e.g. visual ins

method. Only severe reeasured. Load and wee aware of sources to

R. Will not easily deteconsuming. Can be use

r not (off‐line)) 

expertise 

mon practice, (B) M

   

LE PRESENTED IN S

Compapplic

ot detect Condu

ts should be rrosion and where an earth wire.

ACSRAACScondu

steel losses be rrosion and where an earth wire.

ACSRAACScondu

an early spections) Condu

esistance ather erroneous

Condujoints

ct “medium” d to confirm Condu

joints

ore advanced meth

 

    Page 52 

KJØLBERG (2007). 

ponent cations 4) 5

uctor 1, 4 A

R, 7)

SR uctors

12 B

R, , 7) SR uctors

4 B

uctor 4 C

uctor 4

B

uctor 4

hods used for more

)

A

B

B

C

B

Page 113: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

5.2 ASSE

 

Assessm

monitor

monitor

interpret

feeling, 

the  tech

exist  als

rules and

 

5.2.1 TECH

 

A  quite 

(discrete

different

failure  m

conditio

 

Example

al. (2006

 

5.2.2 GUID

 

In Norw

compon

Con

EBR

REN

               

 9 http://ww10 http://w11 http://w

 

SE STUDY 1/4 – 

ESSMENT OF

ment  of  tech

ing. The  res

ing methods

tation and c

i.e. the main

hnical condit

o  a number

d guidelines 

HNICAL COND

usual  appro

e)  technical 

t, because  t

mechanism 

ns) or in a ve

es of technica

6) and Welte

DELINES FOR 

ay and othe

ents’ conditi

dition monit

R standards10

N guidelines11

                      

ww.energinorgwww.svenskenewww.ren.no  

ELECTRICITY NE

F TECHNICAL

hnical  condi

ults must be

s are applied

combination 

ntenance tec

ion somewh

r of more  st

or by means

DITION STATE

oach  for  de

condition st

he  states ca

and  failure 

ery aggregat

al condition 

 & Skjølberg

ASSESSMENT

er countries, 

ion have bee

toring handb0, Swedenerg1, REN, Norw

                       

ge.no/energiakaergi.se/sv/Vi‐ar

TWORKS 

L CONDITION

tion  is  usua

e  interprete

, the results 

is a topic of

chnician carr

here betwee

tructured  ap

s of other, m

ES 

escription  an

ates. The de

an either be 

mode  on  a

ed way (a wh

states and th

 (2010). 

T OF TECHNIC

a number o

en published

books9, Energ

gy, Sweden 

way 

ademiet/  betar‐med/Nat

ally  based  o

ed, and  in  ca

 from these 

f subjective 

rying out  ins

en as good a

pproaches w

more advance

nd  classificat

efinition and

applied  in a

a  given  com

hole system 

heir applicat

CAL CONDITIO

of guidelines

d. Examples o

gy Norway, N

t/EBR/  

on  results  f

ases where  s

methods mu

evaluations 

spection or a

s new and v

where  the  co

ed methods.

tion  of  cond

d meaning o

a quite  stric

mponent  wit

subject to d

tion can be fo

ON 

s  for conditio

of such guide

Norway 

from  inspec

several  inspe

ust be combi

based on ex

a maintenan

very poor/fa

ndition  is  as

dition  assess

f such a stat

t and detaile

th  known  d

ifferent failu

ound in War

on monitorin

elines are: 

 

ctions  and  c

ection and  c

ined. Most o

xperience an

nce engineer

ailed. Howev

ssessed  acco

sment  is  th

te can be so

ed way  (one

esign  and  o

ure modes). 

reing (2005), 

ng and asse

 

Page 53 

condition 

condition 

often, the 

nd/or gut 

assesses 

ver, there 

ording  to 

e  use  of 

omewhat 

e  specific 

operating 

Welte et 

ssing  the 

Page 114: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Inte

(200

 

 

SE STUDY 1/4 – 

ernational sta

08) 

ELECTRICITY NE

andards, e.g 

TWORKS 

for analysis of gas in traansformer oil: IEC 60599 

 

(1999), IEEE

 

Page 54 

E C57.104 

Page 115: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

6. STA

COMP

 

The  stat

chapter.

Trønder

Norway.

compan

 

6.1 STAT

 

Statnett 

voltage e

voltage  t

responsi

regional 

 

Statnett 

responsi

correct 

electric 

Nordic T

 

Statnett 

To  ensu

whether

control s

lines, etc

 

               

 12  Informdoes/NatioOperation

 

SE STUDY 1/4 – 

TE‐OF‐TH

ANIES  

te‐of‐the  art

 A questionn

Energi, the o

. The main  f

ies for maint

TNETT 

is Norway’s

electricity tra

transmission

ible  for  the 

distributors

is also appo

ibility  of  coo

balance  bet

power  exch

TSOs.  

is also respo

ure  a  long‐te

r  the networ

systems, syst

c. 12 

                      

mation  retrievonal‐main‐grids/  

ELECTRICITY NE

E‐ART  I

t  in mainten

naire was se

operator of t

focus was o

tenance plan

s national ma

ansmission i

n  lines as we

generation o

 and thereby

ointed the ro

ordinating  t

ween  supply

hange with  o

onsible for n

erm  satisfac

rk capacity c

tem protect

                       

ved  from  St‐owner/  a

TWORKS 

N  MAIN

nance  in Nor

ent to Statne

he distributi

n well‐estab

nning and op

ain grid own

n Norway. T

ell as numer

of electricity

y the end‐us

ole as Norwa

he  operatio

y  and  dema

other  nation

ecessary dev

ctory  transm

can cater  fo

ion, acquisit

tatnett's  homand  http://

NTENANC

rwegian  net

ett, the Norw

on system in

blished meth

ptimization.

er and oper

The main grid

rous  transfo

y  itself, but 

er at all time

ay’s Transmi

on  of  the  co

and  at  all  tim

nal  TSOs  abr

velopment o

mission  netw

r market de

ion, disposa

mepage:  http/www.statnett

E  IN  N

twork  compa

wegian trans

n Trondheim

hods  that are

ator, and is f

d consists of 

rmer and co

for ensuring

es. 

ission System

ountry’s  elec

mes.  In  doin

road,  primar

of the main e

work  adequa

emands –  fo

l, modernisa

://www.statne.no/en/About‐S

NORWEGI

anies  is  brie

smission syst

 and the sou

e used  in ev

first of all re

approximate

onnector stat

g  that  the el

m Operator (

ctric  power 

ng  so,  Statne

rily  involving

electricity ne

cy,  Statnett

r example, n

ation of subs

tt.no/en/AboutStatnett/What‐

 

AN  NET

efly  describe

tem operato

uthern part o

very day wo

esponsible fo

ely 10 000 km

tions. Statne

lectricity  rea

(TSO) with a

system, ma

ett  also  reg

g  those  of  t

etwork infras

t  continually

new power 

stations, tran

t‐Statnett/Wha‐Statnett‐does/

 

Page 55 

TWORK 

ed  in  this 

or, and to 

of Central 

ork  in  the 

or all high 

m of high 

ett  is not 

aches  the 

an overall 

aintaining 

ulates  all 

the  other 

structure. 

y  reviews 

lines and 

nsmission 

at‐Statnett‐/Main‐Grid‐

Page 116: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

6.1.1 ANS

 

1. Wh

As la

use 

thro

the 

mai

mon

othe

part

such

2. Mai

Stat

with

Mai

base

3. Mai

a.

b.

c.

d.

 

SE STUDY 1/4 – 

SWERS FROM 

at are the ov

aid down by 

of  energy  e

ough good m

overall  str

intenance  s

nitoring as a

ers, based o

ticularly  imp

h as addition

intenance or

tnett  has  a 

h responsibili

intenance  gr

ed on RCM), 

intenance pl

When are c

Component

condition is

Does Statn

their comp

Statnett is n

for followin

oil‐/gas  ana

gas‐filled sw

How  is  top

componen

place A com

operationa

Local adapt

How are di

ELECTRICITY NE

STATNETT 

verall princip

Act relating

etc.  (Energy 

maintenance.

rategy  of  S

trategy  con

a  result of R

n availability

portant  insta

nal maintena

rganization, 

central main

ity for princip

roups  plan  a

corrective m

lanning and o

components

ts  are  repla

 poor. 

ett use a con

ponents? 

not classifyin

ng up conditio

alysis  of  tra

witchgear, th

pology  taken

ts  in the net

mpared to w

al stresses.) 

tations are m

fferent envir

TWORKS 

ples for main

to the gener

Act),  Statne

. The main d

tatnett.  The

nsisting  of 

RCM.  The  ex

y demands g

allations  can

ance actions 

departments

ntenance  de

ples and inst

and  carry  ou

maintenance

optimization

 maintained/

aced  when  t

ndition index

ng technical 

on developm

nsformer  oil

hermography

n  into  accou

twork; the s

when installe

made accordi

ronmental st

ntenance pla

ration, conve

ett  is  to  pro

driver  is the 

e  maintenan

time‐based 

xtent and  sco

given by the

n  get  a mor

and/or short

s and respon

epartment  (w

tructions, an

ut  appointed

and other a

n: 

/replaced?

they  are  wo

x, health ind

condition. Bu

ment and for 

l,  testing  of 

y, etc.) 

unt  in main

same compo

ed at place B

ing to the RC

tresses (wind

nning in Stat

ersion, trans

ovide  availab

security of s

nce  philosop

actions,  vis

ope of  the m

e network op

e  intense  pr

ter maintena

nsibilities: 

which  is  own

d for follow‐

d maintenan

ctions within

orn‐out  (age

ices, etc. to 

ut Statnett h

maintenanc

f circuit‐brea

tenance  pla

onent may b

B. Different l

CM analysis.

d, ice, corros

tnett? 

mission, trad

ble  electricity

supply, whic

phy  is  base

sual  inspect

maintenance

peration cont

reventive ma

ance interval

ner  of  the m

up of these. 

nce  (accordin

n their area o

eing/wear) 

classify the t

has some ind

ce analyses a

akers,  pressu

nning?  (Tha

e more critic

ocation may

sion) taken in

 

ding, distribu

y  transport 

ch  is deeply r

ed  on  a  pr

tions  and  c

e  is  adjusted

trol. This me

aintenance  p

ls.  

maintenance 

ing  the  annu

of responsibi

or  if  their 

technical con

dicators that 

and assessme

ure measure

at  is,  the  loc

cal when  ins

y also cause 

nto account?

 

Page 56 

ution and 

corridors 

rooted  in 

reventive 

condition 

d,  among 

eans that 

program, 

process) 

ual  order 

ility. 

technical 

ndition of 

are used 

ents (e.g. 

ments  of 

cation  of 

stalled at 

different 

Page 117: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

e.

f.

g.

h.

i.

j.

k.

l.

4. Risk

 

SE STUDY 1/4 – 

They are tak

Is  continuo

defined for

Continuous 

filled switch

cases,  thre

pressure ch

Which cond

We use vari

Do criteria 

We categor

Methodolo

Statnett  ha

traditional 

and  risk  an

requiremen

Long term 

All mainten

which  is  ou

planning  to

decisions  fo

portfolio pla

Tools and m

IFS  is Statne

value calcul

RCM  –  W

componen

Statnett  us

adjustment

Calculating

This has not

k analysis: 

ELECTRICITY NE

ken into acco

ous monitor

r the monito

monitoring 

hgear and fo

shold  values

anges in tran

dition monit

ious trend an

for categori

rize equipme

ogy for maint

as  recently  b

managemen

nd  vulnerabi

nts of mainte

/ short term

nance  (yearly

ur  enterprise

ool  for  adm

or  system  de

an. 

methods for 

ett's ERP sys

lations are u

hich  compu

ts, or only fo

ses  Bi‐cycle  f

ts (see also a

g remaining l

t been develo

TWORKS 

ount as a pa

ing used,  an

red value re

is used  for p

r temperatur

s  are  used. 

nsformers. 

toring / diagn

nalyses on re

zation of equ

ent by type, a

tenance/asse

been  certifie

nt  loop based

ility  analyses

nance. 

 planning: 

y plans and  f

e  resource  p

ministration 

evelopment 

maintenanc

stem which a

sed, as well 

ter  program

or groups of 

for  RCM  an

nswer 3c). 

ifetime (tool

oped to any 

art of the RCM

nd  to which 

sulting in a w

pressure me

re and gas m

There  are 

nosis techniq

esponse time

uipment for 

age, and con

et managem

ed  according

d on the De

s  are  today 

four‐week p

planning  (ER

of  projects 

(new  constr

ce/asset man

also  is used 

as cost‐bene

m  is  used  fo

components

alysis.  RCM 

ls, methods 

great extent

M analysis. 

extent  (mu

warning sign

easurements 

measuremen

also  test  pr

ques does St

es, motion, te

maintenanc

dition.  

ment: 

g  to  PAS  55

ming cycle  (

the most  im

plans)  is plan

RP)  system. 

and  for  po

ructions)  are

nagement: 

for mainten

efit analysis a

or  the  analy

s / selected c

is  carried  o

(e.g. stochas

t. 

ch  / not mu

al if the thre

(for detectin

ts in transfor

rojects  on  o

atnett use? 

emperature a

e/replaceme

.  Statnett w

(PCDA – plan

mportant me

nned and ad

In  addition,

ortfolio  main

e  based  on 

ance manag

and power n

ysis?  Is  RCM

components?

out  for  all  e

stic methods

 

uch)? Are  th

eshold is cros

ing gas  leaks

rmers. For bo

online  moni

and gas qua

ent exist? 

works  accord

n‐do‐check‐a

ethods  to  co

dministered u

n,  we  use  a

ntenance.  Lo

the  use  of 

germent. Ne

network simu

M  carried  ou

equipment w

s etc.))? 

 

Page 57 

hresholds 

ssed? 

s)  in gas‐

oth these 

toring  of 

ality. 

ding  to  a 

act). RCM 

omply  to 

using  IFS, 

n  overall 

ong‐term 

a  project 

t present 

ulations. 

ut  for  all 

with  local 

Page 118: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

a.

b.

c.

5. Fau

a.

b.

6. Log

a.

 

SE STUDY 1/4 – 

Is  risk  ana

different ri

We do both

in  different

adaptations

Does Statn

say the risk

is probably

We  do  not 

down  on  a

planning.  H

(Norwegian

Other risk a

Risk  matric

improveme

ult analysis: 

Individual f

Statnett has

Fault statis

The  FASIT‐s

Based on FA

analyses are

gistics: 

Are metho

manageme

etc.)?  The 

maintenan

example th

at  right  pla

from  far  n

avoided). 

There  are  n

coordinated

ELECTRICITY NE

alysis  done 

sk) or is this 

h. First repre

t  categories,

s for the spec

ett have a (a

k for the tra

y also related

have  a  syst

reas/lines  th

However, we

n acronym: R

analysis met

ces  are  use

nt and use of

fault analysis

s its own fau

stics (fault an

system  exist

ASIT, annual 

e carried out

ods or tools  i

ent  (availabl

background

ce  tasks  an

hat maintena

ace  at  right 

north  to  so

no  specific m

d taking  into

TWORKS 

for  individu

done for com

esentative sp

,  after  whic

cific location

aggregated) 

nsmission ne

d to vulnerab

tem  that  ag

hat  have  be

e  do  calcula

ROS). 

hods: Which

ed  as  part 

f additional 

s (e.g. after a

ult analysis g

nalysis for gro

ts  in Norway

fault statisti

t if required.

in use for op

le  spare  pa

d  for  the  qu

d  work  ove

ance person

time  (and  t

uthern  part

methods  or 

o account da

al  compone

mponent gro

pecialist grou

ch  RCM  ana

ns. 

risk measure

et is increasi

bility. Is the v

ggregates  ris

en  carried  o

te  overall  ri

h other meth

of  RCM.  T

method at S

an item has f

group. 

oups of com

y  (obligatory

ics are publis

ptimisation o

arts,  mainte

uestion  is  th

er  the  whol

nnel, machin

that  bottlen

ts  of  the  co

tools  used  f

aily maintena

ents  (becaus

oups (compo

ups perform 

alyses  are  d

e for the who

ing or decrea

vulnerability 

sk,  but we  d

out  by  those

isk  based  on

hods/tools do

There  are  a

Statnett. 

failed): 

ponents / th

y  for  all  net

shed. Apart f

of  logistics a

nance  perso

hat  Statnett 

e  country  w

es/tools/veh

ecks/restrict

ountry  and 

for  this,  but

ance, reinves

se  different 

onents of sam

analyses of 

done  locally 

ole transmiss

asing – due t

of the netwo

do  have  risk 

e who  do  th

n  risk  and  v

oes Statnett 

lready  activ

he whole net

work  compa

from these a

spects  in ma

onnel,  mach

probably  al

which  must 

hicles and m

tions  and  un

immediately

t  all  our  act

stments and 

 

location  m

me design/ty

f equipment 

with  the  n

sion net? (in

to some rea

ork changing

assessment

he  network  e

vulnerability 

use? 

vities  and  p

twork): 

anies,  see  se

activities, onl

aintenance a

hines/tools, 

lways  have 

be  coordin

aterials are 

nnecessary  t

y  back  to  n

tivity  is  plan

d new  installa

 

Page 58 

ay  cause 

ype)? 

classified 

necessary 

n order to 

son) This 

g? 

ts  broken 

extension 

analyses 

plans  for 

ection  0). 

ly specific 

and asset 

vehicles, 

on‐going 

ated,  for 

available 

transport 

north  are 

nned  and 

ations. In 

Page 119: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

7. O

a.

b.

c.

8. Oth

a.

b.

 

6.2 TRØ

 

Trønder

construc

Trondhe

 

 

SE STUDY 1/4 – 

addition,  th

parts, and b

Operating an

Responsibi

border? (bo

We are resp

at  the  bord

boundary is

(Cross‐bord

coordinate

routines (w

works requ

Common pl

ENTSO‐E  (E

recently  pu

How and to

ENTSO‐E's w

Network Co

important s

hers question

Are metho

The mainten

Does Statn

Statnett  us

preventive m

is focus on d

NDERENERG

Energi’s subs

ction,  opera

eim area and

ELECTRICITY NE

here are exte

backup equip

nd maintaini

lity: Who ha

oth TSOs, ea

ponsible for 

der  line,  in  o

s set at the p

der) effect o

ed  analysis 

what and wh

uired by pow

lanning carri

European N

ublished  sev

o which degr

work does to

ode on Opera

standard for 

ns: 

ds/principles

nance in Sta

ett have (ma

ses  a  KPI  po

maintenance

developing th

GI NETT 

sidiary Trønd

tion  and  m

 in the Sør T

TWORKS 

ernal and  in

pment. 

ng cross‐bor

as  responsib

ach for the pa

what we ow

other  cases 

oint where t

of  faults: Wh

of  faults?  C

en informati

wer producer

ed out by Sta

etwork  of  T

veral  guideli

ree will ENTS

o a large deg

ational Plann

Statnett's m

s such as Wo

tnett is base

aintenance r

ortal  that  c

e, delays of p

his further in

derEnergi Ne

aintenance 

røndelag cou

nternal  requi

rder connect

bility  for,  for

art until the 

wn. In most c

it  is  at  the 

the cable ent

hat methodo

Coordination

ion is exchan

rs, transmissi

atnett as res

Transmission

nes/standar

SO‐E's work i

gree influenc

ning and Sch

maintenance 

orld Class Ma

ed on the WC

related) key p

covers  unfor

preventive m

n 2013. 

ett AS is resp

of  the  regi

untry, Centra

irements  for

tions, interna

r example, a

border line; 

cases, this m

middle  of  th

ters the onsh

ologies and 

n  of  planne

nged betwee

ion and distr

sponsible ope

  System Op

ds  (network

influence Sta

ce the work t

heduling ‐ NC

work. 

aintenance (

CM principle.

performance

reseen  corre

maintenance

ponsible for p

onal  and  lo

al Norway. 

emergency 

ational coord

line or a ca

or one for th

means that th

he  cable.  Fo

hore terminal

principles a

ed  maintena

en TSOs) to p

ribution syste

erator of the

erators  for 

k  codes)  for 

atnetts work

that has cros

C OPS (ENTSO

WCM), 5S, e

 

e indicators (

ective  maint

e, backlog of 

power distrib

ocal  distribut

 

preparedne

dination: 

able  that cro

he whole lin

he responsib

or  subsea  ca

l. 

re used  to  c

ance:  What 

plan outages

em operator

e system. 

Electricity): 

the  Europe

k? 

ss‐border eff

O‐E 2012) is 

etc. used? 

(KPIs)? 

tenance,  pro

f critical erro

bution, as w

tion  networ

 

Page 59 

ess,  spare 

osses  the 

e/cable) 

bility ends 

ables,  the 

carry out 

are  the 

s allowing 

rs? 

ENTSO‐E 

an  TSOs. 

fects. The 

the most 

ogress  of 

ors. There 

ell as the 

rk  in  the 

Page 120: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

6.2.1 ANS

 

1. Wh

The 

prin

with

supp

2. Mai

The 

proj

asse

3. Mai

a.

b.

c.

d.

 

SE STUDY 1/4 – 

SWERS FROM 

at are the ov

overall prin

nciple  for all 

h  health,  saf

ply and risk a

intenance or

asset mana

ject  departm

embly depart

intenance pl

When are c

Maintenanc

and correct

Does  Trøn

condition o

Such indices

How  is  top

componen

place A com

For many ty

to  potentia

differentiat

i. Differe

ii. How a

We ar

expose

maint

Is  continuo

defined for

For  examp

maintenanc

ELECTRICITY NE

TRØNDEREN

verall princip

nciple  is  risk‐

maintenanc

fety  and  env

associated w

rganization, 

agement dep

ment  is  resp

tment is resp

lanning and o

components

ce planning i

tive strategie

derEnergi  u

of their comp

s are not use

pology  taken

ts  in the net

mpared to w

ypes of comp

al  conseque

e maintenan

ent location 

are different 

re  in  the pro

ed  to  (high

enance. An e

ous monitor

r the monito

le,  the  tem

ce purposes, 

TWORKS 

ERGI NETT 

ples for main

‐based main

ce measures

vironmental 

with reputatio

departments

partment  is r

ponsible  for 

ponsible for p

optimization

 maintained/

involves elem

es. 

se  a  condit

ponents? 

ed as of now,

n  into  accou

twork; the s

when installed

ponents, com

ences  of  the

nce of such co

may also cau

environmen

ocess of class

h,  medium, 

example of s

ing used,  an

red value re

mperature  of

but only for 

ntenance pla

ntenance: Th

s. TrønderEn

factors,  risk

on. 

s and respon

responsible f

r  planning  o

performing t

/replaced?

ments from b

ion  index,  h

, but there a

unt  in main

same compo

d at place B.

mponents are

eir  failure 

omponents.

use different

ntal stresses 

sifying comp

or  low)  an

uch stresses 

nd  to which 

sulting in a w

f  transforme

the purpose

nning in Trø

e need  to co

ergi  conside

ks  associate

nsibilities: 

for decisions

of  maintena

the maintena

both time‐ba

health  indice

re plans to e

tenance  pla

onent may b

e classified a

(as  quantifi

t operationa

(wind, ice, c

ponents by  t

nd  will  use 

is the tempe

extent  (mu

warning sign

ers  is  moni

e of adjustme

nderEnergi? 

ontrol or  red

rs economic

d with  secur

s and procur

ance  and  re

ance. 

ased, age‐ba

es,  etc.  to  c

employ them 

nning?  (Tha

e more critic

s high, medi

ied  by  CEN

l stresses. 

orrosion) tak

the  level of  t

this  to  gui

erature of tra

ch  / not mu

al if the thre

itored,  but 

ent and recon

 

duce  risk  is 

c  risk,  risk as

rity  of  the  e

rement/orde

enewal  proje

ased, conditi

classify  the 

m in the future

at  is,  the  loc

cal when  ins

ium, or low a

NS).  This  is 

ken into acco

the stresses 

ide  the  inte

ansformers. 

uch)? Are  th

eshold is cros

his  is  not 

nnection. 

 

Page 60 

the basic 

ssociated 

electricity 

ering. The 

ects.  The 

on‐based 

technical 

e. 

cation  of 

stalled at 

according 

used  to 

ount?  

they are 

ensity  of 

hresholds 

ssed?  

used  for 

Page 121: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

e.

f.

g.

h.

i.

j.

 

SE STUDY 1/4 – 

Which cond

A  number  o

chapter 5.1

Do criteria 

There is ext

this  guides 

dimensions 

of stresses, 

i. Are th

of the 

There 

of net‐

Methodolo

Maintenanc

question  1)

also  follow

companies,

large  degre

standards c

used.  

Long‐term 

The kind of 

from that, m

longer time

Tools and m

For major  r

carried  out

principle. M

maintenanc

maintenanc

Is TrønderE

No, RCM an

ELECTRICITY NE

dition monit

of methods 

 in the repor

for categori

tensive use o

the  intensi

such as the 

as mentione

here plans fo

 line? 

are no very 

‐present‐valu

ogy for maint

ce  in  Trønde

). Guidelines

wed  (for  ex

 TrønderEne

ee what ma

contain recom

/ short‐term

f long‐time p

maintenance

e scales woul

methods for 

renewals  at 

t.  These  are

Methods such

ce managem

ce managem

Energi carryi

nalyses are n

TWORKS 

toring / diagn

are  in  use  f

rt.) 

zation of equ

of categoriza

ity  of maint

importance f

ed previously

or whether o

formal meth

ue analysis f

tenance/asse

erEnergi  is 

  from  the N

ample  on  r

ergi develope

aintenance  s

mmendation

m planning: 

plan is effecti

e decisions a

d have to be

maintenanc

main  parts 

  typically  (m

h as fuzzy log

ment  system.

ment system (

ng out RCM‐

ot carried ou

nosis techniq

for  a  numbe

uipment for 

ation in “arch

tenance.  Com

for electricit

y. 

one replaces 

hods in use, 

for this quest

et managem

driven  by  ri

Norwegian W

risk  and  vu

ed  their own

trategy  is  u

ns on mainte

tively determ

are restricted

e based purel

ce/asset man

of  the  grid,

more  or  less

gic are not u

. NetBas  is a

(CMMS). 

‐analyses? 

ut. 

ques does Tr

er  of  differe

maintenanc

hetypes” acco

mponents  ar

ty supply (as 

e.g. the ent

but Trønder

tions 

ment: 

isk‐based  co

Water Resou

ulnerability 

n  "maintena

used  for  diffe

nance and in

mined by an e

d to a time ho

ly on assump

nagement: 

,  relatively  d

s  detailed)  a

sed. Trønder

a GIS‐based 

ønderEnergi

nt  types  of 

e/replaceme

ording to com

re  also  cate

quantified b

ire line or ju

rEnergi start

onsiderations

rces  and  En

analysis).  T

ance  standar

erent  types 

nspection int

estimated ye

orizon of five

ptions.  

deep  and  th

analyses  bas

rEnergi uses 

NIS‐system 

 

i use? 

equipment. 

ent exist?  

mponent de

egorized  alo

by CENS) and

st some com

ted to emplo

s  (cf.  the  an

nergy Directo

Together  wi

rds"  that def

of  compone

tervals. PAS 5

ear of renew

e years, as p

horough  ana

sed  on  the 

Powel NetB

that also  in

 

Page 61 

(Cf.  also 

sign, and 

ng  other 

d the level 

mponents 

oy a form 

nswer  to 

orate  are 

ith  other 

efine  to a 

ents.  The 

55 is also 

wal. Apart 

lans over 

alyses  are 

life‐cycle 

as as our 

ncludes a 

Page 122: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

k.

4. Risk

a.

b.

c.

5. Fau

a.

b.

6. Log

 

SE STUDY 1/4 – 

i. If so, is 

compon

A RCM‐

(“arche‐

Calculating

Stochastic m

components

component 

mean  lifetim

and conditio

k analysis: 

Is  risk  ana

different ri

Risk analysi

Does Trønd

order  to  sa

reason)  Th

changing? 

TrønderEne

to the lack o

Which othe

Risk matric

event trees 

ult analysis: 

Individual 

happened 

The departm

Fault statis

data  for  FA

companies

this area?  

Unfortunate

gistics: 

ELECTRICITY NE

RCM carried

nents?  

like methodo

‐“)types of e

g remaining l

methods  are

s.  The  renew

has  an  exp

me. Howeve

on specific in

alysis  done 

sk) or is this 

is is done for

derEnergi ha

ay  the  risk  f

his  is  probab

ergi plans to 

of data. 

er methods/

ces  are  used

are not used

fault  analys

in the netwo

ment of netw

stics (fault an

ASIT  is must

s). And annua

ely not, altho

TWORKS 

d out for all c

ology is emp

quipment, b

ifetime (tool

e  not  used. 

wal  year  is  f

pected  lifetim

er,  the renew

nformation fr

for  individu

done for com

r component 

ave a  (aggre

for  the  trans

bly  also  relat

introduce su

/tools for risk

d  quite  exten

d. 

sis:  TrønderE

ork and on co

work operatio

nalysis for gr

t be  collecte

al fault statis

ough Trønde

components,

ployed to dev

ut the metho

ls, methods 

A  (determin

first  estima

me.  Thus,  th

wal year  is u

from inspecti

al  compone

mponent gro

t groups. 

gated) risk m

smission net

ted  to  vulne

uch a measu

k analysis do

nsively,  but 

Energi  is  pr

omponents?

on control is

oups of com

ed  (obligator

stic reports a

erEnergi has

, or only for 

velop mainte

od is not a fo

(e.g. stochas

nistic)  "year 

ted  based  o

he  renewal  y

updated whe

ions is availa

ents  (becaus

oups (compo

measure for 

t  is  increasin

erability.  Is  t

ure, but it ha

es TrønderE

quantitative

robably  carr

? Is there a d

responsible 

mponents/ th

ry  to  report

are publishe

big ambition

groups of co

enance stand

ormal RCM. 

stic methods

of  renewal"

on  rough  ass

year  is  the  y

n  the compo

able. 

se  different 

onents of sam

the whole t

ng or decrea

the  vulnerab

as not yet be

nergi use? 

 methods  su

ying  out  an

epartment/g

for fault ana

e whole netw

for  all netw

d. Is there a

ns. 

 

omponents /

dards for the 

s etc.))? 

"  is  estimate

sumptions  t

year  of  insta

onents beco

location  m

me design/ty

transmission

asing  – due 

bility  of  the 

een impleme

uch  as  fault

nalysis  of  fa

group doing 

alysis. 

work): We k

work  and pr

nything else

 

Page 62 

/ selected 

different 

ed  for  all 

that  each 

allation  + 

me older 

ay  cause 

ype)  

n net?  (in 

to  some 

network 

ented due 

t  trees  or 

ults  that 

this? 

now that 

roduction 

e done on 

Page 123: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

a.

7. Ope

netw

a.

8. Oth

a.

b.

 

SE STUDY 1/4 – 

Are metho

manageme

etc.)? 

We do not h

are  conting

procured.  T

network  (an

delivery of s

erating and 

work compa

Coordinatio

TrønderEne

operators  t

shut  downs

transmissio

regional ne

hers question

Are metho

The networ

Does Trønd

A clear idea

but they ha

data require

 

ELECTRICITY NE

ods or tools  i

ent  (availabl

have compe

gency  plans 

The NIS  prov

nd  that  coul

spare parts) 

maintaining 

anies or the t

on of planne

ergi  is  conn

that  are  sup

s  are  coord

n network o

tworks, and 

ns: 

ds/principles

rk manageme

derEnergi (m

a of relevant 

ave not yet b

ed for being 

TWORKS 

in use for op

le  spare  pa

tence on log

for,  e.g.,  th

vides  an  ove

ld be used a

has been ou

lines/cables

transmission

ed maintenan

ected  to  a 

pplied  by  Trø

dinate  with 

operated by 

maintenanc

s such as Wo

ent policy is 

maintenance 

KPIs exist (a

been  implem

able to calcu

ptimisation o

arts,  mainte

gistics on a h

he  case  tha

erview  of  ina

as  spare par

utsourced. 

s and compo

n net.  

nce: 

number  of

ønderEnergi'

these.  In 

Statnett, the

ce and shut d

orld Class Ma

based on PA

related) key

a report on r

ment as Trøn

ulate the KPI

of  logistics a

nance  perso

igh formal o

t  a  large  nu

active  comp

rts). The  logi

onents which

f  (minor)  ne

's  regional  n

addition  to 

e network  is

downs are co

aintenance (

AS 55. 

performanc

relevant KPIs

nderEnergi  is

Is. 

spects  in ma

onnel,  mach

or academic l

umber  of  tr

onents  that 

istics  functio

h are connec

eighbouring 

network. Ma

being  conn

s also connec

ordinate wit

WCM), 5S, e

ce indicators 

 was establis

still working

 

aintenance a

hines/tools, 

level. Howev

ransformers 

are  availab

on  itself  (sto

cted to neig

distribution

aintenance w

nected  to  t

cted  to neig

th these as w

etc. used? 

(KPIs)? 

ished in earli

g on establis

 

Page 63 

and asset 

vehicles, 

ver, there 

must  be 

ble  in  the 

rage and 

hbouring 

n  system 

work  and 

the  main 

ghbouring 

well. 

ier work), 

shing the 

Page 124: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

7. DISC

 

The requ

need  of

consume

special c

other  tr

borders,

is  basica

kilometr

alternati

can be c

 

Since  re

electricit

topology

section 

network

network

that  is  o

(because

bottlene

transmis

electricit

responsi

correct b

scheduli

carried o

 

The elec

whereas

The pow

 

SE STUDY 1/4 – 

CUSSION: 

uirement for

f  transport  o

ers  (apart  fr

characteristi

ransport  sys

, but only the

ally  not  a  p

res  (e.g.  in 

ive network 

ompensated

routing of  e

ty network w

y  (which  is 

2.2),  if  the 

k part can be

k loading is lo

off). Howeve

e the n‐1 crit

ecks in the re

ssion networ

ty  marked 

ibility of coo

balance betw

ng  of  the  e

out in a coor

ctrical  transm

s the electric

wer frequenc

ELECTRICITY NE

RELEVAN

r both the ra

of,  respectiv

rom  passeng

c of  the “tra

stems)  that 

e electricity 

problem.  Th

case  of mai

capacity  is 

d by increase

electricity  is 

will usually n

usual  for  t

network  is 

e tolerated (

ow (i.e. part

er,  a  shutdo

terion is not 

emaining net

rks – are coo

disturbance

ordinating th

ween supply

electricity  ne

dinated and 

mission netw

cal distributio

cy of the elec

TWORKS 

NCE VS RA

ailway infras

vely,  goods 

ger  transpor

ansport  syst

equipment 

itself. Since 

hat  means  t

intenance)  i

available an

ed productio

usually poss

not lead to co

ransmission 

operated  ac

see section 

s in the netw

own will  usu

fulfilled duri

twork). Thus

ordinated  to

es.  Since  th

e operation 

y and deman

etwork  in  ge

predictable 

works  can be

on network 

ctrified railwa

AIL INFRAS

structure and

and  electric

rt which  is  t

em” electric

is  not  phys

electricity tr

that  "rerout

s  possible  w

nd as  long as

n. 

sible,  the  sh

onsequence

networks  a

ccording  to 

0), and  if th

work have a

ually  lead  to 

ing the down

s, planned sh

o reduce the

he  transmis

 of the coun

nd at all  tim

eneral,  and 

manner acc

e  compared

can be com

ay systems c

STRUCTUR

d the electric

city,  from  t

the  second m

city network

sically  trans

ransport is fa

ting"  of  elec

without  any 

s  the  transp

hutdown of 

s for custom

and  intercon

the  N‐1  cri

e shutdown

vailable capa

consequenc

ntime) or hig

hut downs –

e probability

ssion  system

ntry’s electri

mes,  they are

of  cross  bo

ording to the

 with  the m

pared with t

can be differ

RE 

city network

he  places  o

main  functio

s  is  (compar

ported  over

ast, transpor

ctricity  over

time  delay,

ort  losses ar

lines or oth

mers if the ne

nnections  cr

terion wher

is planned  i

acity that ca

ces  such  as 

gher electrici

– especially in

for potentia

m  operators

c power syst

e  interested 

rder  connec

e rules given

main  railway 

the commute

ent in differe

 

k infrastructu

of  productio

on  of  the  ra

red with  rai

r  distance  o

rt over long d

r  many  hun

,  as  long  as

re acceptabl

er equipme

etwork has a

rossing  bord

re  unavailab

in periods w

an substitute

higher  vuln

ity prices (be

n the interco

al conseque

s  have  the

tem and ma

in  that main

ction  in  part

n by ENTSO‐E

corridors  in

er and local 

ent countrie

 

Page 64 

ure is the 

n  to  the 

ilway). A 

lway and 

or  across 

distances 

dreds  of 

s  enough 

e and/or 

nt  in  the 

a meshed 

ders;  see 

bility  of  a 

where the 

e the part 

nerability, 

ecause of 

onnected 

nces and 

e  overall 

aintaining 

ntenance 

ticular,  is 

E.  

n Europe, 

services. 

s (e.g. 50 

Page 125: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Hz and 6

frequenc

 

Since bo

type of 

exchang

interesti

transmis

  

Since ne

of Energ

very rele

railway. 

not with

 

 

SE STUDY 1/4 – 

60 Hz), whe

cy is not sync

oth the elect

high‐voltage

ed, e.g. use 

ng  for  the o

ssion system

etwork opera

gy Not Suppl

evant topic in

(Note: meth

hin the main 

ELECTRICITY NE

reas  the  fre

chronised in

tricity netwo

e equipment

of condition

operation of

 operators t

ation is subje

ied ‐ CENS) 

n electricity 

hods related

focus of this

TWORKS 

quency  in  th

 all countries

ork and the e

t, experience

n monitoring

f  European  r

hrough ENTS

ect to much r

might be of 

networks. Th

 to vulnerab

s report; the 

he electricity

s). 

electrified ra

e  in maintain

g methods (c

railway  corr

SO‐E (netwo

regulation, r

interest for 

hus, method

bility are not

references i

y network  is

ailway netwo

ning and op

chapter 4.3.1

ridors  is  the 

rk codes, see

regulatory as

railway as w

ds applied in 

t much desc

n section 2.6

s always 50 

ork consist o

erating  this 

1). Another 

cooperation

e section 2.3

spects and m

well. In addit

this field mi

ribed  in this 

6 may provid

 

Hz  (even  th

of much of t

equipment 

area which 

n between  E

3.2). 

methods (suc

tion, vulnera

ight be of int

s report, bec

de more info

 

Page 65 

ough  the 

the same 

could be 

might be 

European 

h as Cost 

bility is a 

terest for 

ause  it  is 

rmation) 

Page 126: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

8. CON

 

The elec

in all pa

critical  (

custome

though a

Thus, su

with e.g

problem

 

The com

small an

others  –

extensiv

France) w

national 

2000 em

 

This  me

planning

type of c

advance

must  rel

more ad

 

In gener

in the lit

(mostly 

research

               

 13 2011‐fighttp://abo

 

SE STUDY 1/4 – 

NCLUSION

ctricity netwo

rts of the ne

(e.g.  parts  i

ers). The netw

a cost‐benef

uch parts of 

. an  inspecti

ms are report

mpanies oper

nd have only 

–  especially 

ve network  a

which has 37

 public budg

mployees invo

eans  that  th

g and metho

company. M

ed (mathema

ly on  comm

dvanced met

ral, there is a

terature. In t

scientifically

h institutions

                      

gures  for  the out‐us.edf.com/

ELECTRICITY NE

ork consists 

etwork must

n  the  elect

work operat

ficial way to 

the network

ion every 10

ed for furthe

rating the ele

 few employ

the  transm

and  an own 

7.7 million cu

get of the No

olved in rese

he  current  s

ds applied fo

Many (especia

atical) metho

ercially avai

hod. 

a large gap b

the scientific

y motivated)

s (sometimes

                       

whole  EDF‐gr/profile/key‐fig

TWORKS 

of a huge am

t be maintai

ricity  netwo

tors are – by 

operate and

k must be m

0th year whe

er following 

ectricity netw

yees, some t

ission  syste

R&D depar

ustomers wo

orwegian sta

earch13. 

tatus  on  m

or condition 

ally smaller)

ods and deve

lable  tools a

between met

c literature, o

 case studie

s in more or 

roup  (generatiogures‐43669.htm

mount of dis

ned, even th

ork  –  especi

law – oblige

d maintain su

maintained a

ere minor pr

up. 

work are of q

thousand cu

m  operator

rtment. One 

orldwide, sal

ate) and rese

aintenance 

monitoring 

 utilities do 

elop comput

and  consulta

thods applie

one can find

es. These stu

less cooper

on,  transmissiml, retrieved 10

stributed com

hough, parts

ially  in  rura

ed to deliver 

uch network

ccording  to 

roblems are 

quite differen

stomers and

s  –  are  very

example of

les of 65.3 b

earch budget

strategies, 

is quite diffe

not have th

ter tools bas

ation by ext

ed by the com

d a quite larg

udies are oft

ation with n

on,  distributio0.02.2013 

mponents. A

s of the netw

l  areas  –  th

electricity to

parts is mor

a minimal m

immediately

nt size. Some

d a small, loc

y  large  com

f  the  latter  i

illion € (whic

t of 518 mill

methods  us

erent, depen

e  in‐house c

ed on these 

ernals  if  the

mpanies, and

ge number o

en carried o

etwork oper

n,  trading,  en

 

All these com

work will no

hat  supply 

o all custom

re or less im

maintenance

y repaired a

e companies

cal network, 

mpanies  with

is EDF  (Elect

ch is close to

lion € and m

sed  for  main

ndent on the

competence

methods. T

ey want  to  i

d methods d

of methods a

out by unive

rators). How

ngineering  and

 

Page 66 

mponents 

t be very 

only  few 

ers, even 

mpossible. 

e strategy 

nd  larger 

s are very 

whereas 

h  a  huge 

tricité de 

o ½ of the 

more than 

ntenance 

e size and 

 to apply 

hus, they 

ntroduce 

described 

applied in 

ersities or 

wever, the 

d  services), 

Page 127: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

results a

of new m

challeng

 

 

 

SE STUDY 1/4 – 

and the meth

methods in a

ge. 

ELECTRICITY NE

hods describ

an existing o

TWORKS 

bed remain o

organizationa

often in a ca

al structure a

ase study sta

and building

age, because

in‐house co

 

e the implem

ompetence is

 

Page 67 

mentation 

s a major 

Page 128: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

9. REF

 

Abe

mai

And

Bert

doct

Stoc

Cast

tran

Catr

dist

Dist

Catr

netw

Catr

in e

app

Czec

Catr

Rein

to P

CIGR

Tran

CEE

Ene

Chri

Oiko

eval

of P

Ene

Vers

 

SE STUDY 1/4 – 

ERENCES 

eygunawarda

ntenance mo

ders, G.J. (199

tling,  L.  (20

toral dissert

ckholm. 

tro, A.R.G.; M

nsformer fail

rinu, M., No

ribution  sys

tribution, CIR

rinu, M., Ny

works, The 8

rinu, M., Nor

electricity dis

lications: pro

ch Republic, 

rinu,  M.D., 

nvestment D

Power System

RE  (2012), 

nsmission, CI

R  (2011), 5t

rgy Regulato

istodoulou, 

onomou,  D.S

luation of th

Performance 

rgy Norway 

sion 2012'], E

ELECTRICITY NE

ane,  S.K.,  J

odels", IEEE 

90), Probabi

002),  Reliabi

ation, Royal 

Miranda, V. 

ure diagnosi

rdgård, D. E

stem  asset 

RED, paper 05

ybø, A, Nord

8th Nordic Ele

rdgård D.E. (

stribution sy

oceedings of

7‐10 Septem

Nordgård, 

Decisions”, Pr

ms (PMAPS 2

Asset  Man

IGRE Workin

th Benchmar

ors, http://w

C.A.;  Ekon

S.;  Harkiolak

e wood pole

of Construct

(2012), FAS

Energy Norw

TWORKS 

irutitijaroen

Trans. Powe

lity concepts

ility  centred 

Institute of 

(2005), "Kno

s", IEEE Tran

E., Sand, K, N

managemen

588. 

dgård, D.E.  (

ectric Distrib

(2010), “Inco

ystem asset 

f the Europea

mber 2009. 

D.E.,  (2010

roceedings In

010), pp. 37

nagement  D

ng Group C1.

rking report 

ww.energy‐r

nomou,  L.; 

kis,  N.;  Chat

es which sup

ted Facilities,

SIT kravspesif

way, Oslo. 

,  P.  (2011

er Sys., vol. 2

s in electric p

d  maintenan

Technology 

owledge disc

ns. Power Sys

Norhagen,  J‐

nt”,  The  19

2008),  “Rein

bution and As

orporating ris

managemen

an Safety an

),  “Method

nternational 

2‐377, IEEE.

Decision  M

25. 

on  the qual

regulators.e

Stefanou, 

tzarakis,  G.E

pport the Hel

, vol. 23, no.

ifikasjon. Ver

),  "New  st

6, no. 4, pp. 

power system

ce  for  elect

(KTH), Depa

covery in neu

s., vol. 20, no

‐K  (2007), “M

9th  Internat

nvestment  s

sset Manage

sk analysis a

nt”,  in Reliab

d Reliability 

ology  for  R

Conference 

Making  and 

lity of electri

u. 

K.A.;  Fotis,

E.;  Stathopul

llenic electric

 5, pp. 314‐3

rsjon 2012  [

ate  diagram

2207‐2213. 

ms, Wiley, Ne

tric  power  d

artment of E

ural network

o.2, pp. 717‐

Multi‐criteria

tional  Confe

trategy mak

ement Confer

nd multi‐crit

bility,  risk an

Conference,

Risk‐Informed

on Probabili

Risk  Indica

icity supply, 

,  G.P.;  Kar

los,  I.A.  (200

cal distributi

319. 

['FASIT  requir

 

ms  for  pro

ew York. 

distribution 

Electrical Eng

ks with appli

‐724. 

a decision  su

erence  on  E

king  for  dist

rence, NORD

teria decisio

nd safety;  th

 ESREL 2009

d  Maintena

istic Method

ators  for  E

Council of E

ramousantas

09)  "Life  ex

ion network"

irement spec

 

Page 68 

obabilistic 

systems, 

gineering, 

cation to 

upport  in 

Electricity 

ribution” 

DAC. 

n making 

eory and 

9, Prague, 

ance  and 

ds Applied 

Electricity 

European 

s,  D.Ch.; 

xpectancy 

", Journal 

cification. 

Page 129: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

End

mai

End

equ

pp. 

End

Dial

Nitu

of m

Sys.

ENT

Tran

ENT

wor

code

Tran

Gus

Sand

Dist

He, 

ELFO

Heg

of re

Heg

Too

Hilb

Mai

Hof

and

Dec

Hof

vuln

 

SE STUDY 1/4 – 

renyi,  J.; An

ntenance on

renyi, J.; And

ipment heal

59‐67. 

renyi, J., Abo

ynas, E.N., F

u, P., Rau, N.

maintenance

, vol. 16, no.

TSO‐E (2011)

nsmission Sy

TSO‐E (2012)

rk  still  on‐go

e‐developme

nsmission Sy

tavsen,  B., 

dvik, H., Tho

tribution Ove

Y.  (2010), S

ORSK, Stockh

ggset, J., Kjøl

eliability dat

ggset,  J., Nor

l Box Version

ber, P., Miran

ntenance Po

mann, M., G

d  framework

ember 2011

mann,  H., 

nerabilities in

ELECTRICITY NE

nders, G.J.;  L

n reliability ‐ 

ders, G.J. (20

th and exten

oresheid, S.,

Fipper, M., F

, Reppen, N.

e strategies a

. 4, pp. 638‐6

,  Factsheet 

ystem Operat

, Network co

oing,  check 

ent/operatio

ystem Operat

Rolfseng,  L.,

omassen, H. 

erhead Lines

Study and An

holm. 

le, G.H., Sag

a”, in Proc. 2

rdgård D.E., 

n 2, report n

nda, V., Mat

olicy for Elect

Gjerde, O., Kj

k  for  vulnera

Kjølle,  G.H

n power syst

TWORKS 

Leite da Silva

An applicatio

006), "Aging,

nding equipm

 Allan, R.N., 

Fletcher, R.H

.D., Salvader

and the  imp

646. 

2011,  https

tors for Elect

ode on opera

latest  status

onal‐planning

tors for Elect

,  Andresen, 

(2002),  “Sim

”, IEEE Trans

nalysis of Di

en, K. (2009

2009 Int. Con

Solvang E., 

o. 319.2011,

tos, M.A,   Be

trical Netwo

ølle, g.H. (20

ability  indica

.,  Gjerde, 

ems”, Proce

a, A.M.  (199

on", IEEE Tra

, maintenan

ment life ", I

 Anders, G.J

H., Grigg, C.,

ri, L., Schneid

act of maint

s://www.ent

tricity, Bruss

ational plann

s  here:  http

g‐scheduling

tricity, Bruss

Ø.,  Christe

mulation of W

sactions on P

istribution E

), ”FASIT – a

nf. on Electric

Welte T.  (2

, Energy Nor

ertling, L. (20

orks, IEEE Tra

011), Vulnera

ators,  SINTEF

O.  (2012), 

edings PSAM

98),  "Probab

ans. Power S

ce, and relia

IEEE Power &

., Asgarpoor

, McCalley,  J

der, A., Singh

tenance on 

tsoe.eu/,  EN

sels. 

ning and sch

s://www.ent

g/,  ENTSO‐

sels. 

nsen,  H.,  Fa

Wood‐Pole R

Power Delive

Equipment Re

a tool for col

city Distribut

2011), User’s

way, Oslo. 

007), Multio

ansactions on

ability in elec

F  Energy  Re

“Developm

M11 & ESREL

ilistic evalua

ys., vol. 13, n

ability ‐ Appr

& Energy Ma

r, S., Billinton

J., Meliopou

h, Ch. (2011)

reliability",  I

NTSO‐E  –  Eu

eduling (NC 

tsoe.eu/maj

E  –  Euro

alch,  B.,  Jan

Replacement

ery, vol. 17, n

eliability Dat

lection, calcu

tion (CIRED),

s Guide  to O

objective Opt

n Power Syst

ctric power g

search,  Tech

ment  of  ind

 2012, Helsin

 

ation of  the 

no. 2, pp. 57

roaches to p

agazine, vol.

n, R., Chowd

ulos, S., Miel

), "The prese

IEEE Trans. o

uropean  Ne

OPS), draft a

or‐projects/

opean  Netw

kila,  K.A., M

t Rate: Appli

no. 4, pp. 10

ta,  report n

ulation and r

,  Prague. 

Optimal Main

timization A

tems, Vol. 22

grids. State o

hnical  repor

dicators  to 

nki, June 201

 

Page 69 

effect of 

76‐583. 

reserving 

 4, no. 3, 

dhury, N., 

lnik, T.C., 

ent status 

on Power 

twork  of 

available, 

network‐

work  of 

Myhr, M., 

cation to 

50‐1056. 

o. 10:33, 

reporting 

ntenance 

pplied to 

2, No. 4. 

of the art 

rt  A7120, 

monitor 

12. 

Page 130: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

IEC 

inte

Elec

IEEE

Tran

IRGC

criti

Kjøl

inte

no. 

Kjøl

Dep

Elec

Lang

mod

Ams

Li, Y

path

Ame

Lund

tran

Oslo

Mel

abo

parl

Mira

with

250

Nor

elec

Barn

Proc

 

SE STUDY 1/4 – 

60599  (199

erpretation  o

ctrotechnical

E  C57.104  (

nsformers, IE

C  (2006), W

ical infrastru

le,  G.  H.,  S

erruptions an

3, 1030‐103

le,  G.H.,  Sa

pendency  of 

ctricity Distrib

gset, T., Tren

del for qualit

sterdam. 

Y., Yeddanap

h  model  for

erican Power

dgaard,  L.E.

nsformers w

o. 

d.  St.  14  (2

ut  the  deve

liament "Sto

anda, V.,  Ca

h knowledge

9‐2516. 

dgård,  D.E.,

ctricity distri

nett,  J.  (ed

ceedings of t

ELECTRICITY NE

9),  Mineral 

of  dissolved

l Commission

(2008),  Guid

EEE standard

White Paper N

ctures, The I

amdal,  K.,  S

nd voltage p

8. 

amdal,  K., 

Interruptio

bution (CIRE

ngereid, F., S

ty of supply 

pudi, S., McC

r  wood  pol

r Symposium

.,  Linhjell,  D

inding",    rep

012),  "Vi  by

elopment  of 

rting"'], Mel

astro, A.R.G.

e extraction f

,  Sand,  K.  (

bution  syste

.),  Safety,  R

the joint ESR

TWORKS 

oil‐impregn

d  and  free 

n (IEC). 

de  for  the 

d, IEEE. 

No.3 on Ma

nternationa

Singh,  B.,  an

roblems: me

Brekke,  K. 

n  Costs  in  C

D), Prague.

Samdal, K., a

regulation” i

Calley,  J.D., C

e  asset  ma

m, pp. 275‐28

D.,  Hansen,

port  no.  43‐

ygger Norge 

the  power 

d. St. 14.  Ro

  (2005),  "Im

from neural 

(2008),  "App

em maintena

Reliability  a

REL 2008 and

nated  electr

gases  ana

Interpretati

anaging and 

l Risk Govern

nd  Kvitastei

ethodology a

(2009)  "Inc

Continuity  o

nd Heggset, 

in Proc. 2001

Chowdhury, 

nagement", 

80. 

W.,  Anker

‐2001, Norw

–  om  utbyg

grid'], Meld

oyal Norwegi

mproving  the

networks", I

plication  of 

ance manag

and  Risk  An

d SRA‐Europe

rical  equipm

alysis,  intern

ion  of  Gass

reducing  so

nance Counc

n,  O.A.  (200

and results,”

corporating 

of  Supply  Re

J. (2001), ”Q

1 Int. Conf. o

A.A., Moore

in  Proceed

,  M.U.  (200

wegian  Elect

gging  av  str

ding  til  Storti

ian Ministry 

e  IEC  table  f

IEEE Trans. P

Bayesian  n

ement",  in 

nalysis:  Theo

e conference

ment  in  serv

national  sta

ses  Generat

ocial  vulnera

cil (IRGC), Ge

08),  “Custom

”  IEEE Trans.

Short  Inter

eg.",  in  Proc

Quality adjus

on Electricity 

ehead, M.  (2

ings  of  the 

01),  Ageing 

ricity  Indust

ømnettet"  [

inget  ['Repo

of Petroleum

for  transform

Power Delive

etworks  for

Martorell, S.

ory,  Method

e, pp. 2561‐2

 

vice  ‐  Guide

ndard,  Inte

ted  in  Oil‐Im

abilities  from

eneva. 

mer  costs  re

. Power Sys.

rruptions  a

c.  2009  Int. 

sted revenue

y Distribution

2005), "Deg

37th  Annu

and  restor

try  Associatio

['We  build N

ort  to  the No

m and Energy

mer  failure  d

ery, vol. 20, n

r  risk  assess

., Guedes So

ds  and  App

2568. 

 

Page 70 

e  to  the 

rnational 

mmersed 

m  coupled 

elated  to 

, vol. 23, 

nd  Time 

Conf.  on 

e caps – a 

n (CIRED),  

radation‐

ual  North 

ration  of 

on  (EBL), 

Norway  – 

orwegian 

y.  

diagnosis 

no. 4, pp. 

sment  in 

oares, C., 

plications, 

Page 131: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

NVE

pow

http

NVE

rein

rein

NVE

(kom

conc

and 

NVE

vuln

Ene

NVE

colle

Wat

NVE

(ber

elec

Wat

Nyb

elec

OED

http

eng

OED

http

Paiv

Sand

regi

Schn

(200

643

 

SE STUDY 1/4 – 

E (2004), For

wer  system

p://www.lov

E (2005),  Al

vesteringer 

vestments'],

E (2011),  Fo

mpetansefor

cessionaires 

 Energy Dire

E (2010), Veil

nerability ana

rgy Directora

E (2012),  Eks

ection  risk a

ter Resource

E (2013),  Fo

redskapsfors

cticity  suppl

ter Resource

bø, A., Nordg

ctricity distrib

D  (2008)  Fa

p://www.reg

.pdf 

D  (2012)  t

p://www.reg

va, J. P. S. (20

derud, P. (20

me'], presen

neider,  J., G

06),  “Asset m

‐654. 

ELECTRICITY NE

rskrift om lev

m'],  Norwe

data.no/for/

ldersfordelin

['Age distrib

, report no. 8

rskrift  om 

rskriften) ['Re

(competenc

ectorate (NVE

ledning i risi

alyses for po

ate (NVE). 

sempelsamli

and vulnerab

es and Energy

orskrift  om

skriften)  ['Re

ly  (Emergen

es and Energy

gård, D.E. (20

bution asset

cts  2008  : 

gjeringen.no/

he  Official 

gjeringen.no/

005),  Redes 

012), “Nye fø

ntation at En

Gaul,  A.J., Ne

management

TWORKS 

veringskvalit

egian  Wat

/sf/oe/oe‐20

g  for  kom

bution of  com

8‐2005, Norw

krav  til  kom

egulation of 

ce  regulation

E). 

ko‐ og sårba

ower supply']

ing  Risiko‐

bility analyse

y Directorate

m  forebygge

gulation of 

ncy  prepare

y Directorate

010), Princip

Energy  and

/upload/OED

site  of  th

/nb/dep/oed

de Energia E

øringer for fr

ergy Norway

eumann,  C.,

t techniques

tet i kraftsyst

ter  Resour

0041130‐155

mponenter  i 

mponents  in

wegian Wate

mpetanse  m

f requiremen

n)'],  FOR‐20

arhetsanalys

'], guideline 

og  sårbarh

es  for power

e (NVE). 

ende  sikke

preventive  s

dness  regul

e (NVE). 

ples for main

d  Water  Res

D/pdf%20file

he  Norweg

d/dok/NOU‐e

Eléctrica ['Ele

remtidens ne

y’s Winter Co

 Hogräfer,  J

s”, Electrical 

temet ['Regu

rces  and 

57.html. 

kraftsystem

n  the power 

er Resources

mv.  hos  anl

t of compete

011‐03‐10‐26

er for kraftfo

no. 2‐2010, 

etsanalyser 

r  supply'], gu

rhet  og  b

security and 

lation)'],  FO

ntenance an

sources  in 

er/Faktahefte

gian  Ministr

er/2012/nou

ectric energy

ettregime” [

onference, 2

J., Wellßow,

Power and E

ulation of qu

Energy 

met  –  Leve

system –  Li

and Energy 

eggs‐  og  o

ence etc. at 

63,  Norwegia

orsyningen [

Norwegian W

for  kraftfo

uideline no. 

beredskap 

emergency 

OR‐2012‐12‐0

d reinvestme

Norway.  Th

et/EVfakta08

ry  of  Petro

u‐2012‐9/14/

networks'], 

'New guidan

23 March 201

W.,  Schwan

Energy System

 

uality of supp

Directorate 

vetid  og  be

ifetime and 

Directorate 

områdekonse

installation 

an Water  R

['Guideline in

Water Resou

orsyningen  [

18‐2012, No

i  energifor

preparedne

07‐1157,  No

ents manage

e  transmiss

8/EVFacts08_

oleum  and 

/1.html?id=6

IST Press, Lis

nce for the fu

12, Warsaw.

n, M.,  Schn

ms, vol. 28, n

 

Page 71 

ply in the 

(NVE), 

ehov  for 

need  for 

(NVE). 

esjonærer 

and area 

Resources 

n risk and 

urces and 

['Example 

orwegian 

rsyningen 

ess  in  the 

orwegian 

ement of 

sion  grid. 

_kap06_

Energy, 

675589 

sbon. 

uture net 

  

ettler,  A. 

no. 9, pp. 

Page 132: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.1. CAS

Skaa

Dire

Skjø

tech

Elec

Stat

syst

The

imp

UCT

(UCT

UCT

Italy

War

indi

Wel

and 

Prob

Wel

IEEE

Wel

XLP

(CIR

 

SE STUDY 1/4 – 

ansar, E. (ed

ectorate (NV

ølberg,  J.  (20

hniques and 

ctricity Indus

tnett  (2012)

tem'], Statne

ma (2013), P

ortance for v

TE (2004a), O

TE). 

TE (2004b), F

y, Union for t

reing, B.  (20

ces, Instituti

lte, T.M., Va

 renewal of 

babilistic Me

lte, T.M. (20

E Trans. Pow

lte, T.M, Skj

E undergrou

RED 2010), Pr

ELECTRICITY NE

d.) (2010), En

E).  

007), Conditi

evaluation o

try Associati

,  Funksjonsk

ett, Oslo. 

På nett med 

value creatio

Operational H

Final Report o

the Co‐ordin

005), Wood 

on of Electri

tn, J., Heggs

hydro powe

ethods Applie

09), "Using s

wer Sys., vol. 2

ølberg,  J.  (2

und cables”, 

raha. 

TWORKS 

nergistatus ['

ion assessme

of methods, 

ion), Oslo. 

krav  i  krafts

framtida – K

on'], report n

Handbook, U

of the Invest

nation of Tra

pole  overhe

cal Engineer

set, J. (2006)

r component

ed to Power S

state diagram

24, no. 1, pp

010), “Deter

Proceedings

'Energy statu

ent of electr

report no. 2

systemet  (FI

Kraftnettets 

nr. THEMA R

Union for the

tigation Com

nsmission of

ead  lines,  Ch

rs. 

), "Markov s

ts", in Proce

Systems (PM

ms for mode

p. 58‐66. 

rioration an

s 20th Intern

us'], Norweg

rical grid com

260‐2007, En

KS)  ['Functio

betydning fo

2012‐34, Th

e Co‐ordinat

mittee on th

f Electricity (

hapter  13:  C

state model 

edings of the

MAPS). 

elling mainte

d  failure pro

national Conf

gian Water R

mponents – 

nergy Norway

onal  require

or verdiskapi

hema Consult

tion of Trans

he 28 Septem

UCTE). 

ondition  ass

for optimiza

e 9th Interna

enance of de

obability of w

ference on E

 

Resources an

Survey of d

y (former No

ements  in  th

ng ['The pow

ting Group, 

smission of E

mber 2003 Bl

sessment  an

ation of main

ational Confe

eteriorating s

water  tree d

Electricity Dis

 

Page 72 

nd Energy 

diagnostic 

orwegian 

he  power 

wer grid's 

Oslo. 

Electricity 

ackout in 

nd  health 

ntenance 

erence on 

systems", 

degraded 

stribution 

Page 133: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CASE STUDY 2: GAS TRANSPORT INFRASTRUCTURE  

Deliverable nº: D2.1.2  

 

 

 

 

 

 

EC‐GA Number: 314031Project full title:  Development  of  a  Smart 

Framework  Based  on Knowledge  to  Support Infrastructure  Maintenance Decisions in Railway Corridors 

Page 134: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

   

Work Package:  WP2.1 

Type of document:  Case study report 

Date:  19.02.2013 

Transport; Grant Agreement No 314031 

Partners:  SINTEF Technology and Society 

Responsible:  SINTEF Technology & Society 

Title:  D2.1.2  Version: 1  Page: 0 / 44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 135: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 1 

Document History  Vers.  Issue Date  Content and changes  Author 

0  19.02.2013  First final version  Økland et al. 

 

 

 

Document Authors  

Partners   Contributors 

SINTEF T&S  Andreas  Økland,  Hanne  Marie  Gabriel,  Anandasivakumar 

Ekambaram & Siri Bø Halvorsen 

 

 

 

 

 

 

 

Page 136: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 2 

 

Executive Summary Gassco's was establihsed  in 2001  to manage  the Gassled  infrastructure  transporting  gas  from  the 

Norwegian Continental Shelf to European customers. The gas infrastructure is an integrated network, 

connected  to  the  producers  of  natural  gas  and  to  the  European  distribution  network.  The 

infrastructure  operated  by  the  company  consists  of  7  975  kilometers  of  transmission  pipes,  6 

processing  plants  in  Norway,  6  receiving  terminals  and  3  platforms.  The  case  study  focuses  on 

maintenance management and maintenance coordination in the gas value chain. 

 

There  are  a  range  of  stakeholders  in  the  gas  value  chain,  and  regulations  from  the  Norwegian 

Government, European Governments and  the EU affect  the company. The company adapts  to  the 

regulations by adapting  to  industry practises proposed  in  the  Industry  standards,  such as NORSOK 

and recommended practices (DNV). 

 

The maintenance strategy applied  is Reliability Centred and risk‐based. Every  item  (or "tag")  in the 

system must be allocated a consequence class based on a consequence classification. Development 

of maintenance programs for new equipment at the terminals are based on generic methods when 

the  equipment  is  considered  to  be well‐known  or  similar  to  equipment  already  in  use.    For  new 

equipment where  the GMCs not are applicable, maintenance concepts are developed based on an 

FMEA, FMECA or RBI‐analysis, or a combination of them. The maintenance management is supported 

by using SAP software, which provides maintenance plans and schedules. 

 

Successful  maintenance  management  and  cross‐organizational,  cross  border  coordination  of 

maintenance  activities  contribute  to  the  company  achieving  regularity measure  of  99.17  %  and 

quality measure  of  99.99 %.  Communication with  up‐  and  downstream  actors,  by meetings  and 

integration of systems is essential to achieve efficient use of the network.  

 

Several  elements  in  the  organization  of maintenance may  inspire  or  be  adapted  by  the  railway 

industry. Amongst  these  are  the  coordination  of maintenance  activities,  attitude  to  opportunistic 

maintenance and information sharing considered to be most relevant. 

 

Page 137: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 3 

TABLE OF CONTENTS 1. DESCRIPTION OF SYSTEM PURPOSE AND CRITICAL FUNCTIONS .................................................................. 5 

1.1 INTRODUCTION ............................................................................................................................................ 5 1.1.1 INTRODUCTION TO THE GAS PRODUCTION AND TRANSPORTATION SYSTEM ...................................................... 5 1.1.2 ACTORS AND STAKEHOLDERS IN THE INDUSTRY ................................................................................................... 7 1.1.3 INDUSTRY STANDARDS FOR PETROLIUM ACTIVITIES ON THE NORWEGIAN CONTINENTAL SHELF ....................... 9 1.1.4 DELIMITATION AND SCOPE .................................................................................................................................. 11 

1.2 PURPOSE(S) ................................................................................................................................................ 12 1.3 CRITICAL FUNCTIONS .................................................................................................................................. 13 1.4 VULNERABILITY ........................................................................................................................................... 14 

2. DESCRIPTION OF SYSTEM CHARACTERISTICS AND PROPERTIES ................................................................. 15 2.1 NETWORK CAPACITY AND CAPACITY MANAGEMENT ................................................................................ 15 2.2 TOPOLOGY AND SYSTEM HIERARCHY ........................................................................................................ 16 2.3 THRESHOLDS AND OPERATIONAL LIMITS................................................................................................... 20 

3. MAINTENANCE STRATEGIES AND MAINTENANCE ORGANIZATION ........................................................... 25 3.1 OBJECTIVE OF MAINTENANCE .................................................................................................................... 25 3.2 ORGANISATION OF MAINTENANCE ............................................................................................................ 25 3.3 FRAMEWORK AND OVERALL THINKING ..................................................................................................... 28 

3.3.1 RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE AND GENERIC MAINTENANCE CONCEPTS ............................................. 28 3.3.2 RISK BASED MAINTENANCE APPROACH FOR OIL AND GAS INSTALLATIONS ....................................................... 30 3.3.3 INTEGRITY MANAGEMENT OF THE SUBMARINE PIPELINE SYSTEM ..................................................................... 32 3.3.4 MAINTENANCE MANAGEMENT AT GASSCO ........................................................................................................ 33 3.3.5 TECHNICAL/ECONOMICAL ANALYSES OF MAINTENANCE PROJECTS ................................................................... 34 

3.4 EXAMPLES OF MAINTENANCE PLANNING AND SCHEDULING .................................................................... 35 4. CONDITION MONITORING ....................................................................................................................... 37 5. DISCUSSION: RELEVANCE VS RAIL INFRASTRUCTURE ................................................................................ 39 6. CONCLUSION ........................................................................................................................................... 40 7. REFERENCES ............................................................................................................................................ 41  

 

Page 138: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 4 

Acronyms 

BUP  boiler upgrade project  CoF  consequence of failure CUP  compressor upgrade project  DNV  det norske veritas FMEA  Failure mode and effect analysis FMECA   failure mode, effect and criticality analysis GMC   generic maintenance concept HSE   health, safety and environment IM  integrity management IMP  integrity management process IMS  integrity management system  KEP  kårstø expansión project  LNG  liquefied natural gas LPG  liquefied petroleum gas NCS  Norwegian Continental Shelf NGL  natural gas liquids NPD  Norwegian Petroleum Directorate PoF  probability of failure PSA  the petroleum safety authority  RBI   risk based inspection RCM   reliability centred maintenance SDFI  norwegian state’s direct financial interest in petroleum activities SIL   safety integrity level TSP  technical service providers   

   

Page 139: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 5 

 1. DESCRIPTION OF SYSTEM PURPOSE AND CRITICAL FUNCTIONS 

 

1.1 INTRODUCTION 

 

A vast network of pipelines has been developed in the North Sea since Frigg and Norpipe first started 

transporting natural gas from the Norwegian Continental Shelf (NCS) to European customers in 1977. 

This case study focuses on the organization of maintenance of the infrastructure that supplies some 

20 percent of European gas consumption. 

 

The company responsible for the transport of gas from the Norwegian continental shelf since 2002 is 

Gassco.  Some  90  billion  standard1 m3  are  transported  yearly  through  the  system,  resulting  in 

regularity  measure2 of  99,17  %  and  quality  measure3 of  99,99  %  for  2011.  Gassco  is  a  neutral, 

independent  operator  of  the  gas  transport  system  Gassled.  Gassled  is  a  joint  venture  with  11 

different owners, whereof Petoro4 is the largest with a 46 % stake. 

 

System  operation  entails  planning,  monitoring,  coordination  and  management  of  the  product 

streams from the fields, through the transport network to gas terminals abroad. Another important 

part  of  the  system  operation  is  coordination  of  maintenance  of  pipelines  and  facilities  on  the 

Norwegian continental shelf (Norwegian Petroleum Directorate, 2012). 

 

1.1.1 INTRODUCTION TO THE GAS PRODUCTION AND TRANSPORTATION SYSTEM  

 

About  30  installations  (platforms  or  production  ships) 

produce  natural  gas  on  the  Norwegian  continental  shelf. 

Rich gas  (a blend of dry gas and Natural Gas Liquids, NGL) 

from the fields is transported by pipelines from the fields to 

facilities on shore for treatment.  

                                                            

 1 150C and pressure of 1, ,01325 bar 2 Regularity is measured as the volume delivered from the transport system (Gassled area D) in relation to shipper orders. 3 Quality  standards  are  specified  in  Gassled’s  terms  and  conditions,  and  are measured  in  relation  to  the  gas  quality delivered from the transport system (Gassled area D). 4 The company managing the Norwegian State’s Direct Financial Interest in the petroleum sector 

Page 140: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 6 

 

NGL, Liquified Natural Gas (LNG) and Liquified Petroleum Gases (LPG) are transported by ship from 

the facilities (and will not be treated further in the following text), whereas dry gas (mainly methane) 

is transported through the pipelines to receiving terminals. 

 

The owners of natural gas transported through the pipelines are known as "shippers". The majority 

of  the  shippers are owners of  stakes  in  the gas  fields, but may also be  traders of natural gas. All 

shippers are treated equally, independently of the volumes of gas they wish to transport. 

 

At  the  receiving  terminals  pressure  is  reduced  to meet  the  specifications  of  the  national  grid  for 

further transport to the customers. 

 

Overall, the gas transportation system consists of 22 pipelines with a total length of 7 975 kilometers. 

In addition to the pipelines, the system consists of 3 riser/compressor platforms, 6 processing plants 

on  the Norwegian  shore  and  6  receiving  terminals,  2  on  the British  Isles  and  4  on  the  European 

continent. For the Gjøa pipeline and receiving terminals in continental Europe and in Easington in the 

UK, daily operation and maintenance  is performed by Gasscos own organization. For the remaining 

part of the network daily operation and maintenance managed according to agreements with Statoil, 

Total and ConocoPhillips who serve as Technical service providers (TSPs).  

 

Page 141: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 7 

 

 FIGURE 1 EXISTING AND PROJECTED PIPELINES (NORWEGIAN PETROLEUM DIRECTORATE, 2012) 

 

1.1.2 ACTORS AND STAKEHOLDERS IN THE INDUSTRY 

 

Licensees: Defined by the Norwegian Petroleum Directorate (NPD) as "A physical or legal person, or 

several such persons, who, under the terms of the Norwegian Petroleum Act or earlier  jurisdiction, 

has a license to search for, recover, transport or utilize petroleum. If a license is awarded to several 

such  persons  together  the  expression  licensee  can  cover  both  the  licensees  combined  and  the 

individual participant". NDP  further states  that "a production  license gives a monopoly  to perform 

investigations, exploration drilling and recovery of petroleum deposits within the geographical area 

stated in the license. The licensees become owners of the petroleum that is produced. A production 

Page 142: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 8 

license may cover one or more blocks or parts of blocks and regulates the rights and obligations of 

the participant companies with respect to the Government". 

 

Operators: Defined by NPD as "The agent who, on behalf of the licensee, is in charge of the day‐to‐

day management of the petroleum activity". All the major international oil companies are present on 

the Norwegian continental shelf. During the past decade one has seen an increase in the number of 

small  to medium  sized  companies  establishing  themselves  to  develop mature  and  less  profitable 

fields, making the total number of operators present on the Norwegian continental shelf about 50. 

The dominant operator is Statoil. 

  

TSPs: Companies serving as technical service providers (TSPs) on a company's behalf are responsible 

for  daily  operation  and maintenance  of  plants  and  installations  in  the  production,  treatment  or 

transport  system.  Pursuant  to  its  operator  agreement  and  Norway’s  Petroleum  Activities  Act, 

however, the parent company retains overall responsibility for safe and efficient operation. 

 

Suppliers:  The  petroleum  value  chain  can  be  split  in  three  main  phases:  search,  development, 

operation  and decommissioning/removal.  Every phase has  a number of  suppliers.  The Norwegian 

supplier  industry was non‐existing 40 years ago, but has grown  to be a  technology exporter  in  the 

petroleum sector. The supply companies are situated in every part of the country and have a mix of 

national and international ownership. 

 

Personnel/Employees:  About  20  000  people  are  directly  involved  in  the  Norwegian  petroleum 

sector, a number which increases to about 80 000 when employees of the suppliers are included. 

 

Shippers: Owners of gas to be transported through the pipelines operated by Gassco. 

 

Gassled:    The  joint  venture owning  the  gas  Transportation  System on  the Norwegian  continental 

shelf.  

 

Petoro:  Petoro  serves  as  the  licensee  for  the  Norwegian  state’s  direct 

financial interest (SDFI) in petroleum activities. 

 

The Norwegian State/Government: The Norwegian state provides the foundation for all activity on 

the  Norwegian  continental  shelf  through  legislation  and  concessions  (by  The Ministry  of Oil  and 

Page 143: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 9 

Energy, and the Petroleum Directorate). The Norwegian state is also involved through ownership of 

licenses (SDFI handled by Petoro), and in operators and supply companies. 

 

1.1.3 INDUSTRY STANDARDS FOR PETROLIUM ACTIVITIES ON THE NORWEGIAN CONTINENTAL SHELF 

 

The  petroleum  activity  in Norway  is  regulated  by  the Petroleum  Law  of  29th  of November  1996. 

Issues  regarding  safety  and  security  is  regulated  by  the  PSA Regulation  of  31th  of  August  2001 

"Regulations relating to Health, Environment and Safety in the petroleum activities" (known as "the 

Framework Regulations").  

 

International  (developed by  ISO) and European standards  (developed by CEN)  form  the basis of all 

activities in the petroleum industry. Most of the international standardisation activities are organized 

in  ISO/TC  67  "Materials,  equipment  and  offshore  structures  for  petroleum,  petrochemical  and 

natural gas industries". By third quarter 2011 154 standards are published of which 52 are in revision 

and 43 new work items are proposed. A total of 60 countries participate or observe the activities. 

 

However,  Norwegian  safety  framework  and  climate  conditions may  require  own  standards,  or 

additions  and  supplements  to  International  Standards  (ISO)  and  European  Standards  (EN).  The 

NORSOK standards are developed by the Norwegian petroleum  industry to ensure adequate safety, 

value  adding  and  cost  effectiveness  for  petroleum  industry  developments  and  operations.  The 

standards are owned by the Norwegian petroleum  industry represented by The Norwegian Oil and 

Gas Association  and  The  Federation  of Norwegian  Industry.  The  standards  are  administrated  and 

published by Standards Norway (available for free download from www.standard.no).  Furthermore, 

NORSOK standards are as far as possible intended to replace oil company specifications and serve as 

references in the authorities regulations (standard.no, 2013). 

 

The NORSOK standards are  intended  to cover all aspects of petroleum activities on  the Norwegian 

continental shelf, of which the case study will  focus on maintenance activities of the gas transport 

infrastructure. The primary NORSOK standard considered in the case study is hence the NORSOK Z – 

008: Risk based maintenance and  consequence  classification  ‐ Rev. 3,  June 2011.  It  consists of 12 

sections and four annexes organized as presented in Figure 2. 

Page 144: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 10 

 FIGURE  2:  STRUCTURE  OF  NORSOK  STANDARD  Z‐008:  RISK  BASED  MAINTENANCE  AND  CONSEQUENCE 

CLASSIFICATION (NORSOK, 2011)5.  

 

The additional normative standards and guidelines for the NORSOK Z‐008 are: 

 

TABLE 1: ADDITIONAL NORMATIVE STANDARDS FOR THE NORSOK Z‐008 :RISK BASED MAINTENANCE 

(NORSOK, 2011) 

API RP 580,   Risk‐Based Inspection  DNV RP‐F‐206,   Riser Integrity Management  DNV RP‐F‐116,   Integrity Management of Submarine Pipeline System  DNV RP‐G‐101,   Risk Based Inspection of Topside Static Mechanical Equipment  IEC 60300‐3‐11,   Dependability  Management  Part  3‐11:  Application  guide  –  Reliability  centred 

maintenance  IEC 61508,   Functional  safety  for  electrical/electronic/programmable  electronic  safety‐related 

systems  IEC 61511,   Functional Safety – Safety instrumented systems for the process industry sector  ISO 17776,   Petroleum and natural gas industries – Offshore production installations – Guidelines 

on tools and techniques for hazard identification and risk assessment  ISO 208151,  ISO 13702,  

Petroleum,  petrochemical  and  natural  gas  industries  –  Production  assurance  and reliability management  Petroleum and natural gas industries – Control and mitigation of fires and explosions on offshore production installations – Requirements and guidelines  

ISO 14224,  NORSOK S‐001,  

Petroleum,  petrochemical  and  natural  gas  industries  –  Collection  and  exchange  of reliability and maintenance data for equipment  Technical safety  

                                                            

 5 Section 1 and 2 are not  included  in Figure 2 as they comprise the  introduction to the standard and the  list of normative and informative standards presented in Table 1 and Table 2. 

Page 145: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 11 

NORSOK Z‐013,   Risk and emergency preparedness analysis  OLF 070,   Guidelines for the Application of IEC 61508 and IEC 61511 in the petroleum activities 

on the continental shelf  OLF 122,   Life extension guideline   

In addition  to  the normative  standards given  in Table 1,  the  following  standards are presented as 

informative: 

 

TABLE 2: ADDTIONAL INFORMATIVE STANDARDS TO NORSOK Z‐008 (NORSOK, 2011)  

BS 3811, Glossary of terms used in terotechnology EN ISO 12100, Safety of machinery – General principles for design – Risk assessment and risk

reduction EN 13306,

Maintenance – Maintenance terminology Maintenance

EN 15341, Maintenance Key Indicators NORSOK Z-DP-002,

Coding System

 

1.1.4 DELIMITATION AND SCOPE 

 

The  scope of  this case  study  is  to describe how maintenance work  is planned and coordinated by 

Gassco. In addition to the responsibility for maintenance on the infrastructure of which Gassco is the 

operator, the company plays a central role  in coordinating maintenance work on other parts of the 

gas  supply  chain.  The methods  and  experiences  used  in  coordinating maintenance work of other 

actors are as central  in  the report as  the maintenance management of  the  infrastructure of which 

Gassco is the operator.  

 

The petroleum activity on the NCS is regulated by Norwegian law, in the form of acts and regulations. 

In  addition,  The  Norwegian  Petroleum  Directorate  publishes  guidelines  based  on  the  acts  and 

regulations. The  industry has developed standards  that propose solutions based on  the guidelines, 

fulfilling the requirements  in the acts and regulations. The case study draws heavily on  information 

found  in  the NORSOK standard Z‐008: Risk based maintenance and consequence classification,  the 

DNV  recommended  practice  (2009).  The  information  contained  in  the  standard  and  the 

recommended practices apply to both oil and gas industry on the Norwegian Continental Shelf, and 

are  hence  not  limited  to  Gassco  and  the  gas  infrastructure.  Interviews  with  maintenance  and 

operations management  personnel  at  Gassco  at  Bygnes  have  been  performed.  The  interviewed 

personnel  are  involved  in maintenance  coordination  for  the  transport  system  and maintenance 

Page 146: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 12 

management  for  the  receiving  terminals on  continental Europe and  in Easington. The  information 

referred for the interviews has been reviewed by the interviewees at Gassco.  

 

1.2 PURPOSE(S) 

 

The purpose of the pipeline network is to ensure secure transport of gas with correct quality to the 

European market. To fulfil that purpose, Gassco depends on the production of natural gas from the 

gas fields on the Norwegian Continental Shelf, the processing plants,  its riser/compressor platforms 

and it's receiving terminals, in addition to the pipelines.  

 

The  processing  plants  treat  rich  gas  and  condensate  to  separate  dry  gas,  which  goes  into  the 

transport pipelines, from  liquefied petroleum gases (LPG) naphtha and stabilized condensate which 

are  transported  by  ships.  The  dry  gas  pass  through  compressors  as  it  enters  the  pipeline,  as  the 

transport  takes  place  under  high  pressure.  Statoil  is  TSP  for  the  processing  plants  at  Kårstø  and 

Kollsnes. 

 

The riser platforms serve as transportation hub in the pipeline network. Gas from various parts of the 

North  Sea  has  varying  quality,  and mixing may  be  necessary  to  achieve  the  agreed  quality  to  be 

delivered. The platforms also serve to monitor the gas pressure, volume and quality. The compressor 

platform serves as a compressor station on the Norpipe line to Emden. Statoil is TSP for the Draupner 

S/E platform and HRP. ConocoPhillips is TSP for the B11 platform. 

 

The dry gas continues by pipeline to receiving terminals in continental Europe and the UK.  Receiving 

terminals  receives  and  processes  gas  from  the  North  Sea  fields.  The  terminal  is  responsible 

for transporting offshore gas to shore, receiving the gas onshore, processing the gas to National Grid 

specifications, delivering  the gas  to shippers and ensuring a balance between supply and demand. 

Gassco operates the terminals  in continental Europe and  in Easington, while Total UK  is TSP for the 

terminal in St. Fergus. 

 

The pipelines serve transport and storage (by line pack) purposes. 

 

Page 147: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 13 

1.3 CRITICAL FUNCTIONS 

 

As the medium being transported  is a  flammable gas under high pressure, one will  find a range of 

safety  barriers  in  the  system.  All  functions  that  directly  influence  safety,  are  considered  critical 

(system or sub‐system  is hence classified as safety critical). Systems, sub‐systems and components 

shall have a defined a main function, and the consequences of failure to perform the main function 

form the basis of the consequence classification of the system, sub‐system, and components. 

 

In the regulations and NORSOK standard details concerning demand  for redundancy and testing of 

safety critical equipment are presented. The regulations are less detailed for equipment and systems 

regarded as production critical. The terms and conditions agreed with the shippers may however still 

result in need for redundancy of production critical equipment to make the company able to deliver 

agreed  volumes of  gas.  The  consequence  classification may define  systems  as production  critical. 

Some examples of critical functions(safety‐ or production critical) are given Table 3. 

 

TABLE 3: EXAMPLES OF CRITICAL FUNCTIONS 

Processing plants (must be able to): 

Contain gas 

Detect leaks of gas 

Separate  dry  gas  for  transportation  by 

pipeline 

Provide high pressure (via compressors) to 

enable the gas transport 

Measure  quality,  pressure  and  volume  of 

transported gas 

Riser platforms (must be able to): 

Redirect gas under transport 

Detect leaks 

Mix gas from various gas fields to provide gas 

with correct quality/composition 

Measure  quality,  pressure  and  volume  of 

transported gas 

 

Receiving terminals (must be able to): 

Measure  quality,  pressure  and  volume  of 

transported gas 

Reduce  pressure  for  further  transport  by 

downstream operators 

Regulate gas temperature 

Remove hydrogen sulphide 

Remove residual liquids 

Compressor platform (must be able to): 

Measure  quality,  pressure  and  volume  of 

transported gas 

Detect leaks 

Provide  high  pressure  (via  compressors)  to 

enable the gas transport 

 

Page 148: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 14 

Remove residual solids 

Detect leaks  

Pipelinges (must be able to): 

Contain and transport dry gas to the receiving terminals 

Contain and transport dry & wet gas and condensate to the processing plants 

Withstand high pressure (inner and outer) 

Withstand changes in pressure 

 

1.4 VULNERABILITY 

 

The  total volume of gas delivered  to Gassco's  receiving  terminals  in Europe during 2011 was 94.2 

billion  standard  cubic metres.  This  is  approximately  20%  of  the  gas  consumption  in  Europe.  The 

significant market  share means  it  is essential  that  the market  can  rely on  gas deliveries  from  the 

Norwegian Continental Shelf.  

 

The  nature  of  gas  transport will  however  always  include  certain  vulnerability.  The medium  being 

transported  is  explosive  and  safety  concerns  will  trump  production  in  case  incidents  occur. 

International  (EU),  national  and  company policies  aim  at  reducing  the  vulnerability of  the  system 

both in regards of safety and production. 

 

The distributed network does also  introduce vulnerability as a result of the dependence on several 

components (such as valves) in the network operating in series. Each valve may, for example, have a 

small probability of each of  the  failure modes "failure  to close on demand" or "failure  to open on 

demand".  The  probability  of  such  incidents  occurring  when  one  regards  the  overall  system  is 

considerably larger than for single components. A failure to open or close on demand for a valve may 

result in the system not being able to deliver agreed volumes of gas. 

Page 149: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 15 

2. DESCRIPTION OF SYSTEM CHARACTERISTICS AND PROPERTIES 

 

The Gassco gas transportation network covers  long distances, and consists of components both on 

shore,  offshore  (on  platforms)  and  submarine.  It  is  an  integrated  system,  connected  to  the  gas 

producers  on  the  one  end,  and  the  European  gas  distribution  network  on  the  other.  The  gas 

transportation network is the largest of its kind in the world.   

 

The system consists of both active and passive components. The pipelines are passive components, 

whilst  the  active  components  include  various  equipment  including  valves  (block  valve  stations), 

regulator stations, compressor stations and a number of field devices for monitoring (flow, pressure, 

temperature  etc).  The  field devices  are  connected  to  a  remote  terminal unit which  communicate 

with the main control room.  

 

At  the  processing  plant  and  the  receiving  terminals  equipment  and  the maintainable  items  are 

available for  inspection and interaction. The situation is somewhat different for the submarine pipe 

network where maintenance action requires a long planning period and the infrastructure is hard to 

access.  

 

2.1 NETWORK CAPACITY AND CAPACITY MANAGEMENT 

 

Gassco  is  responsible  for  capacity  management  of  the  gas  transportation  network.  Capacity  is 

booked by shippers on  long, medium, short, and day‐terms. The shippers may trade capacity  in the 

online secondary market, resulting in efficient use of the available capacity in the transport system. 

The  terms  and  conditions  for  transporting  gas  in Gassled  (the  gas  transportation  system)  specify 

demands  to  shippers  and  specify  Gassco's  commitment  concerning  planning  and  execution  of 

maintenance on the infrastructure (Gassco, 2011).  

 

Due to restrictions in the transport system, the bookable capacity is not equal to the total capacity of 

the network  (illustrated  inFigure 3). Unplanned shut downs may to a certain degree be handled by 

the  flexibility  in  the system  (the ability to  increase production  from other  fields to compensate  for 

shut downs of parts of the system).   

 

Page 150: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 16 

A round‐the‐clock operation of the integrated transport network is run from the control centre at the 

company`s head office. The main duties are  to manage  the gas  flow  through constant monitoring, 

regulate  quality  and  ensure  that  the  gas  blend  is  correct.  The  control  room  is  also  involved  in 

planning maintenance and short term shutdowns (Gassco, 2012b). 

 

 FIGURE 3: CAPACITY OF NETWORK (HENDRIKS, 2011) 

 

2.2 TOPOLOGY AND SYSTEM HIERARCHY  

 

The network  topology of  the  transport  system has over  time developed  from having being  radial 

(start  point  to  end  point)  to  being  a  meshed  network  with  several  inlets,  hubs  and  potential 

endpoints. The processing plants and the riser platforms serves as "hubs" in the network, where gas 

can be redirected and gas  from various  fields can be mixed  to obtain  the particular quality agreed 

with the shippers. 

 

In the following tables a description of the infrastructure is provided.  

 

Table  4  gives  a  description  of  all  the  pipelines which  constitute  Gassled,  the  gas  transportation 

system. Gassco  is  the operator of all  the pipelines except  from  Flags pipeline  that  is operated by 

Shell, and or the Ormen Lange and Troll Gas pipe, which is operated by Statoil (Gassco, 2012c).  

 

Page 151: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 17 

TABLE 4 PIPELINES IN NORWAY GAS TRANSPORT SYSTEM (GASSCO, 2012C) 

Name  From  To  Length  Diameter Haltenpipe  Heidrun  Tjeldbergodden  250 km  16" 

Europipe  Draupner E  Dornum/Emden  620 km  40" 

Norne Gas Transport  Norne  Heidrun  128 km  16" 

Franpipe  Draupner E  Dunkerque  840 km  42" 

Åsgard Transport  Åsgård  Kårstø  707 km  42" 

Norpipe  Ekofisk  Emden  440 km  36" 

Statpipe Rich Gas  Statfjord  Kårstø  308 km  30" 

Vesterled  Heimdal  St. Fergus  360 km  32" 

Statpipe  Kårstø/ 

Draupner S/ Heimdal 

Draupner S/ Ekofisk Y/  Draupner S 

228/ 203/ 155 km  28"/ 36"/ 36"

Oseberg Gas Transport  Oseberg  Heimdal  109 km  36" 

Zeepipe  Sleipner  Zeebrugge  813 km  40" 

Zeepipe 2 A  Kollsnes  Sleipner  299 km  40" 

Zeepipe 2 B  Kollsnes  Draupner E  301 km  40" 

Langeled North  Nyhamna  Sleipner  627 km  42" 

Langeled South  Sleipner  Easington  543 km  44" 

Europipe 2  Kårstø  Dornum  658 km  42" 

Tampen Link  Statfjord  FLAGS  23 km  32" 

Kvitebjørn gas export  Kvitebjørn  Kollsnes  147 km  30" 

Gjøa gas pipeline  Gjøa  FLAGS  131 km  28" 

FLAGS6  ‐  ‐  450 km  36" 

Ormen Lange7  Ormen Lange  Nyhamna  120 km  30" 

Troll Gas pipe8  Troll  Kollsnes  133 km  36" 

 

Table 5 gives a description of Gassco's six receiving terminals, located on the European Continent and 

the British Isles. The following descriptions are collected from (Gassco, 2012C). 

                                                             

 6 Operated by Shell 7 Operated by Statoil 8 Operated by Statoil 

Page 152: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 18 

TABLE 5 RECEIVING TERMINALS IN NORWAY GAS TRANSPORT SYSTEM (GASSCO, 2012C) 

Location  Description 

Dornum 

(ERF) 

The Europipe receiving facilities (ERF) at Dornum on the north German coast reduce the pressure of the gas 

and heat it up. After metering, the gas enters the Netra downstream transport system. 

Dunkerque  The  receiving  terminal  in north‐east  France  removes possible  liquid  residues  and  solid particles  from  gas 

arriving  in  the  Franpipe  line.  Gas  pressure  and  temperature  are  adjusted  before  metering  and  quality 

control. 

Emden 

(EMS) 

The Europipe metering station (EMS) at Emden checks gas quality and meters its volume before transferring 

it  to  the downstream  transport operators. This station  is  remotely‐operated  from  the control  room at  the 

Europipe receiving facilities (ERF), 48 kilometres away. 

Emden 

(NGT) 

Gas pressure and temperature are regulated at the terminal before  it passes through a treatment plant to 

remove hydrogensulphide. After metering and quality control, the gas is delivered tothe transport operators 

downstream of the terminal. 

Easington  The southern  leg of Langeled  is a 44‐inch pipeline  from  the Sleipner East hub  to  the  receiving  terminal at 

Easington on the English east coast. 

After arriving at  the  terminal,  the gas  is  regulated  to  the  correct pressure and  temperature before being 

passed to the downstream transport operator. 

This part of the system became operational on 1 June 2006. 

St. Fergus  The  receiving  terminal  at  St.  Fergus  in  Scotland  stands  61  kilometres  north  of  Aberdeen  and  became 

operational  in 1977.  It  receives  lean gas  through  the Vesterled system as well as  rich gas  from  the British 

Frigg pipeline. Gassled owns and uses part of the technical installations at the facility. Total UK is TSP for the 

Gassled part of the facility. 

Zeebrugge  The Zeepipe receiving terminal stands in the port area of Zeebrugge in Belgium, about five kilometres from 

the landfall.  

This  facility  removes possible  residual  liquids  and  solids,  and  regulates  gas pressure  and  temperature.  In 

addition,  it  meters  volume  and  checks  quality  before  the  gas  continues  to  the  transport  operator 

downstream of the terminal.  

The Zeepipe terminal also remotely operates the Franpipe receiving terminal at Dunkerque in France. 

 

Table 6 gives an overview of each of the six processing plants connected to the network. These are 

located at Kollsnes, Kårstø, Nyhamna, Sture, and Tjeldbergodden  in Norway. Gassco  is the operator 

of Kollsnes and Kårstø, while Statoil operates Mongstad, Sture, and Tjeldbergodden. Shell operates 

Nyhamna. The following descriptions are collected from (Gassco, 2012c).  

 

Page 153: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 19 

TABLE 6 PROCESSING PLANTS IN NORWAY GAS TRANSPORT SYSTEM (GASSCO, 2012C) 

Location  Description 

Kollsnes  The processing plant north‐west of Bergen receives rich gas from Troll, Kvitebjørn and Visund 

in the North Sea for separation into gas, natural gas liquids and condensate. After dewatering 

and compression, the gas is exported by pipelines. Vestprocess pipeline transport NGL to the 

Mongstad refinery. Statoil is TSP. 

Kårstø  The Kårstø processing plant north of Stavanger in Norway, separates rich gas arriving in the 

Statpipe  and  Åsgard  Transport  pipelines.  Kårstø  also  receives  unstabilised  condensate 

through  a  pipeline  from  the  Sleipner  area  of  the  North  Sea.  Dry  gas  transported  to  the 

customers by pipelines. Natural gas  liquids and condensate are exported by ship.   Statoil  is 

TSP. 

Mongstad  The  industrial  plant  at Mongstad  north  of Bergen  currently  comprises  an  oil  refinery,  the 

Vestprosess fraction plant for natural gas liquids and crude from shuttle tankers. The plant is 

the receiving terminal for oil pipelines from North Sea fields. Statoil is Operator. 

Nyhamna  The processing plant at Nyhamna in mid‐Norway dewaters and compresses gas from Ormen 

Lange in the Norwegian Sea before piping it on through the Langeled system to Easington on 

the English east coast Condensate is also treated at Nyhamna. Shell is Operator 

Sture  The  terminal north‐west of Bergen receives oil and natural gas  liquids  from  the Norwegian 

continental  shelf. A plant  for  recovering volatile organic  compounds has been  installed.  In 

addition, a fractionation plant produces LPG mix for export by ship or delivery to Vestprosess 

at Mongstad by pipeline. Statoil is Operator. 

Tjeldbergodden  The  Tjeldbergodden  facility  in  mid‐Norway  receives  gas  from  the  Heidrun  field  in  the 

Norwegian Sea  through  the Haltenpipe system.  It comprises  four plants,  for gas  reception, 

methanol, air gas and gas liquefaction respectively. Statoil is Operator. Gassco is operator for 

the Haltenpipe inlet facilities, and Statoil is TSP. 

 

Table 7 gives a description of the riser and compressor platforms in the transport system. Draupner 

S/E, Heimdal riser, and B11 are all operated by Gassco. The following descriptions are collected from 

(Gassco, 2012c).  

 

Page 154: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 20 

TABLE 7 RISER/COMPRESSOR PLATFORMS IN NORWAY GAS TRANSPORT SYSTEM (GASSCO, 2012C) 

Location  Description Draupner 

S/E 

The Draupner S and E platforms  in  the North Sea  form a key hub  in Norway's network of  submarine gas 

pipelines, with pressure, volume and quality monitoring of gas flows as their most important functions 

Draupner S was installed in 1984 as part of the Statpipe system. It tied the Statpipe lines from Heimdal and 

Kårstøtogether for onward transmission of dry gas to Ekofisk. 

The  first gas  flowed  through  the platform  in April 1985. Draupner E was  installed  in 1994 as part of  the 

Europipe I gas trunkline system from the Sleipner fields to Emden in Germany. 

With  seven  risers measuring  28  to  42  inches  in  diameter  and  associated manifolds,  these  installations 

occupy an important place in Norway's gas transport system to continental Europe. Statoil is TSP. 

Heimdal 

Riser 

The Heimdal Riser platform (HRP) in the North Sea is tied back to, and operated as an integrated part of, the 

Heimdal platform. 

It  serves as a hub  for  the allocation of gas  from  the Oseberg Gas Transport  line, as well as  from Huldra, 

Heimdal and Vale, between Statpipe and Vesterled.  

These  systems  run  to  continental  Europe  and  Britain  respectively.  The  platform will  also  export  gas  to 

provide pressure support for oil production from the Grane field. Statoil is TSP. 

B‐11  The B‐‐11  compressor platform  stands  in  the German  sector of  the North  Sea,  south‐east of  the  Ekofisk 

centre, and serves as a compressor station on the Norpipe gas line to Emden. ConocoPhillips is TSP. 

 

2.3 THRESHOLDS AND OPERATIONAL LIMITS 

 

Thresholds and operational limits may be related to either the equipment and infrastructure, or the 

products being transported. In the following, focus is on the products transported in Gassled. 

 

The gas transportation infrastructure is divided into areas A to F. The dry gas transportation network  

considered in the case study consists of Area D with 7 entry points and 10 exit points.  

 

Page 155: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 21 

 FIGURE 4: OVERVIEW OF AREA A TO AREA I OF THE GAS TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE (HENDRIKS, 

2011) 

 

Entry specifications for the gas entering Area A and Area B are presented in Table 8. 

 

TABLE 8: SPECIFICATIONS FOR GAS INTRODUCED FOR TRANSPORT IN AREA AND AREA B (GASSCO, 2011)  

Designation and unit  Spec. for gas entering transportation system in Area A 

Spec. for gas entering transportation system in Area B 

Maximum operating pressure (barg)  1679  21010 

Minimum operating pressure (barg)  120  112 Maximum operating temperature (°C)  50  60 Minimum operating temperature (°C)  ‐  ‐10 Maximum cricondenbar pressure (barg)  110  105 Maximum cricondentherm temperature (°C)  40  40 Maximum water content (mg/Sm3)  40  ‐18 Maximum carbon dioxide (mole %)  2.0011  2.0012,13 

                                                            

 9 Based on maximum operating pressure at Statfjord B 10 Calculated at the Entry Point B1.   11 Subject to article 4.4.2 the maximum sum of hydrogen sulphide and COS is 20 ppm(vol). 12 For Gas processed at Åsgard B maximum carbon dioxide is 2.30 mole %. 

Page 156: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 22 

Designation and unit  Spec. for gas entering transportation system in Area A 

Spec. for gas entering transportation system in Area B 

Maximum hydrogen sulphide and COS (ppm vol)  2.514  2.015, 16 Maximum O2 (ppm vol)  2.0  2.0 Max. daily average methanol content (ppm vol)  2.5  2.5 Max. peak methanol  ‐  20 Max. daily average glycol content (litres/MSm3)  8  8  

Entry specifications for the gas entering Area D are presented in Table 9. 

 

TABLE 9: SPECIFICATIONS FOR GAS ENTERING THE TRANSPORTATION SYSTEM IN AREA D (GASSCO, 2011)  

Entry Point Maximum operating pressure

[barg]

Maximum operating

temperature [°C]

Minimum operating

temperature [°C]

D3 (Oseberg) 170 70 -20 D4A (Heimdal) 151.8 50 -10 D4B (Heimdal) 149 50 -20 D6 (Jotun) 151.8 50 -10 D7A (Sleipner) 149 60 -10 D7B (Sleipner) 1491 60 -10 D8 (Ekofisk) 120 49 -5 D9 (Nyhamna) 248 50 -10 Designation and unit Specification Hydrocarbon dewpoint (°C at 50 barg) < - 10 Water dew point (°C at 69 barg) -18 Maximum carbon dioxide (mole %) 2.50Maximum oxygen (ppm vol) 2 Maximum hydrogen sulphide incl. COS (mg/Nm3) 5Maximum mercaptans (mg/Nm3) 6.0 Maximum sulphur (mg/Nm3) 30

                                                                                                                                                                                          

 13 Subject to articles 4.4.1 and 4.5.1 the maximum carbon dioxide is 6.00 mole % 14 Subject to articles 4.4.1 and 4.5.1the maximum carbon dioxide is 6.00 mole % 15  Subject to article 4.4.2 the maximum sum of hydrogen sulphide and COS is 50 ppm (vol). 16 For Gas processed at Åsgard B maximum hydrogen sulphide including COS is 2.5 ppm (vol). 17 Current maximum operating pressure at Entry Point D7A/B  (Sleipner)  limited  to 149 barg due  to maximum operating pressure at Sleipner A. Maximum pipelineoperating pressure is 151.8 barg. 18 For the commingled stream of PL018 Gas, PL006 Gas and PL033 Gas at the Entry Point D8 (Ekofisk) the maximum carbon dioxide is 2.60 mole %. Subject to article 4.5.2 the maximum carbon dioxide is 6.00 mol %. 19 For  the  comingled  stream  of  PL  018 Gas,  PL  006 Gas  and  PL  033 Gas  at  the  Entry  Point D8  (Ekofisk)  the maximum hydrogen sulphide excluding COS is 15 mg/Nm3. Subject to article 4.5.3 the maximum hydrogen sulphide is 36 mg/Nm3 for the commingled stream of PL 018 Gas, PL 006 Gas and PL 033 Gas at the Entry Point D8 (Ekofisk) and 15 mg/Nm3 for all other Entry Points. 

Page 157: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 23 

Entry Point Maximum operating pressure

[barg]

Maximum operating

temperature [°C]

Minimum operating

temperature [°C]

Gross Calorific Value (MJ/Sm3) 38.1 – 43.7 Gross Calorific Value (MJ/Nm3) 40.2 – 46.0 Gross Calorific Value (kWh/Nm3) 11.17 – 12.78 Wobbe Index (MJ/Sm3) 48.3 – 52.8 Wobbe Index (MJ/Nm3) 51.0 – 55.7 Wobbe Index (kWh/Nm3) 14.17 – 15.47

 

Exit specifications for gas being redelivered from Area D are precented in Table 10. 

 

TABLE 10: EXIT SPECIFICATIONS FOR GAS BEING REDELIVERED FROM AREA D (GASSCO, 2011)  

Exit Point Minimum contractual

pressure [barg]

Maximum operating

temperature [°C]

Minimum operating

temperature [°C]

D1 (Snurrevarden)  D2 (Dornum) 84 30 2 D3 (EMS) 45-49 30 2 D4 (Norsea) 45-49 18 4 D5 (Zeebrugge) 80 32 2 D6 (Dunkerque) 60 32 2 D7 (St. Fergus) 41   1 D8 (Grane) 130 50 -20 D9 (Rogass)   50 -10 D10 (Easington) 70 38 1 D11 (Naturkraft)   50 -10 Designation and unit for all Exit Points Specification Hydrocarbon dewpoint (°C at 1 – 69 barg) < -3 Maximum water dew point (°C at 69 barg) -12 Maximum carbon dioxide (mole %) 2.50Maximum oxygen (ppm vol) 2Maximum H2S incl. COS (mg/Nm3) 5Maximum mercaptans (mg/Nm3) 6.0 Maximum sulphur (mg/Nm3) 30

                                                                                                                                                                                          

 20 For the Entry Point D8 (Ekofisk) the maximum total sulphur is 150 mg/Nm3 (120mg/Nm3 annual average). 21 For the Exit Point D7 (St. Fergus) the maximum carbon dioxide  is 4.00 mole %. Maximum carbon dioxide at the Exit Point D4  (Norsea)  for PL018 Gas, PL006 Gas and PL033 Gas  is 2.60 mole %. For  the Exit Point D11  (Naturkraft)  the maximum carbon dioxide is 3.00 mole %. 22 O2 specification Exit Points D7 and D10 (St. Fergus and Easington) is 10.0 ppm. 23 Maximum H2S excl. COS at the Exit Point D10 (Easington) is 5 mg/Nm3. 

Page 158: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 24 

Exit Point Minimum contractual

pressure [barg]

Maximum operating

temperature [°C]

Minimum operating

temperature [°C]

Gross Calorific Value (MJ/Sm3) 38.1 – 43.7 Gross Calorific Value (MJ/Nm3) 40.2 – 46.0 Gross Calorific Value (kWh/Nm3) 11.17 – 12.78 Wobbe Index (MJ/Sm3) 48.3 – 52.824 Wobbe Index (MJ/Nm3) 51.0 – 55.724 Wobbe Index (kWh/Nm3) 14.17 – 15.4724

Incomplete Combustion Factor (ICF) ≤ 0.4825 Soot Index (SI) ≤ 0.6025

 

                                                            

 24 Wobbe Index specification the Exit Points D7 and D10 (St. Fergus and Easington) is max. 51.41 MJ/Sm3, 54.23 MJ/Nm3, 15.06 kWh/Nm3. 25 Only applicable for Exit Points D7 and D10 St. Fergus and Easington. 

Page 159: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 25 

3. MAINTENANCE STRATEGIES AND MAINTENANCE ORGANIZATION 

 

Maintenance  strategy  for  companies  in  the  oil  and  gas  sector  operating  on  the  Norwegian 

Continental shelf must be  in accordance with national  regulations. The NORSOK standards provide 

guidelines  for a  risk‐based and  reliability  centered maintenance  strategy. Recommended practices 

from DNV provide  further details of maintenance organization  for various  types of equipment and 

systems.  DNV  recommended  practice  referred  to  in  this  text  includes  "Risk‐based  inspection  of 

topside static mechanical equipment" (DNV, 2009) and "Integrity Management of Submarine Pipeline 

systes" (DNV, 2010). 

 

In the following chapter further details are provided. 

 

3.1 OBJECTIVE OF MAINTENANCE 

 

Maintenance management  is carried out to balance different concerns  including safety, production 

capabilities,  financial/economical, environmental and company reputation. Safety of personnel and 

the environment is the primary concern for companies operating on the Norwegian continental shelf. 

Risk  based methodology  is  fundamental  in  the  organization  of maintenance  and  development  of 

maintenance concepts, and the overall maintenance strategy is reliability‐centered (RCM). 

 

Maintenance  is  defined  as  "combination  of  all  technical,  administrative  and  managerial  actions 

during the life cycle of an item intended to retain it in, or restore it to, a state in which it can perform 

the required function" (see EN 13306).  

 

There are a number of regulations that apply to Gassco concerning maintenance. The Management 

regulation,  Activities  regulation,  and  Facilities  regulation  all  apply  indirectly  and  directly  to 

maintenance.  §§  45‐51  in  the  Activity  regulation  applies  directly  to  maintenance  management 

(Petroleum Safety Authority Norway, no date, Øien and Schjølberg, 2008).  

 3.2 ORGANISATION OF MAINTENANCE 

 

Maintenance  activities  in  Gassco  are  organized  by  the  unit  "Asset management".  In  addition  to 

maintenance management, the unit plays a central role in continuous development of the transport 

Page 160: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 26 

system.  As  part  of  Gassco's  role  as  special  operator  of  the  gas  transport  and  the  gas  transport 

infrastructure,  the  company  also  plays  crucial  role  in  coordinating maintenance  activities  on  the 

various gas  fields on  the Norwegian Continental Shelf,  in addition  to maintenance activities on the 

processing  plants  and  receiving  terminals.  Operation  and  Maintenance  are  where  relevant 

performed by the various TSPs according to the TSPs own internal work processes. 

 

Maintenance that affects fields' capabilities to produce and deliver gas in accordance to plan must be 

balanced  in  the  transportation  infrastructure.  Reductions  in  gas  production  from  a  field may  be 

compensated for by  increased production from other fields, although gas quality varies and mixing 

may be necessary to obtain gas with correct quality. 

 

The terms and conditions for transport of gas in Gassled states: 

 

"The Operator shall each calendar year during the period between May and December discuss with 

the Shipper the maintenance plan for the following calendar year. The decision on the duration of and 

the reduction in Transportation Services during the Maintenance Period(s) shall be made solely by the 

Operator. However, when deciding upon the Maintenance Period(s) the Operator shall inter alia take 

into account; 

a) that the Maintenance Period(s) shall be determined with the objective to  minimize disruption 

to the Transportation Services to the extent possible,  

b) the need for maintenance of the Fields,  

c) the  need  for  maintenance  of  the  Transportation  System,  any  downstream  receiving 

terminal(s) and/or other adjacent transportation systems,  

d) the need for maintenance of facilities used for onshore transportation of Gas.  

 

The Operator shall before 16 December in each calendar year submit a notice to the Shipper stating 

the  Maintenance  Period(s),  any  possible  quality  implications  and  the  transportation  capacity 

available to the Shipper on each Day of the Maintenance Period(s) in the following calendar year." 

 

"Planned maintenance" is planned at least the year prior to the projects are carried through. Detailed 

planning  is necessary  to  give  the  various  actors  time  to  adjust  their plans  accordingly. Conflicting 

interests  as  to  when  maintenance  work  is  carried  out  are  normally  settled  by  consensus.  The 

maintenance plan will go through several revisions over the course of being developed and carried 

out. Information concerning planned maintenance is made public on the company's web pages and is 

Page 161: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 27 

available for everyone who takes an interest. Maintenance projects limiting the systems capabilities 

to deliver gas to European customers may influence the market price of gas, and is therefore of great 

interest  to  the  public. Gassco's  systems  communicate with  up‐  and  downstream  actors  and  send 

detailed information about maintenance work to the shipper that has the license for the block where 

the maintenance will be carried out. The company strives to obtain the maximum transport capacity 

available at all times. It is essential that maintenance activities do not introduce avoidable limitations 

(e.g. bottlenecks) to the system, thereby reducing the capabilities to deliver specified volumes of gas. 

 

The Terms and conditions states the following concerning the duration of planned maintenance: 

 

"Gassled shall each Year for reasons of planned maintenance of the Transportation System have the 

right to reduce (if necessary down to 0) the Transportation Services (the “Maintenance Period”).  

 

The Maintenance Period  shall be within  the Months of April  through September. The Maintenance 

Period shall be determined by the Operator in accordance with the Operations Manual article 2.7. The 

Operator shall use all reasonable efforts to minimize the duration of the Maintenance Period and to 

coordinate  the  Maintenance  Period  for  each  Area  in  order  to  minimize  the  disruption  to  the 

Transportation Services. The Maintenance Period shall for26:  

 

• Area D be limited to 20 consecutive Days on each Exit Point, provided, however, that the total 

reduction  in  the  Transportation    Commitment  on  each  Exit  Point  during  the Maintenance 

Period 1 July 2011 Terms and Conditions for Transportation of Gas in Gassled Page 13 of 30 

shall not exceed the sum of the Booked Exit Capacity at such Exit Point for the 12 Days during 

the Maintenance Period  that  the   Shipper has  its  largest Booked Exit Capacity at  such Exit 

Point; 

 

Information concerning un‐planned maintenance and shut‐downs is also made public as they occur. 

Gassco  receives weekly  updated  plans  for  production  of  natural  gas  from  the  various  gas  fields, 

specifying production  for each day of  the  following week, providing  the  information necessary  for 

short term capacity management. 

                                                            

 26 Areas A‐C and E‐I are not part of the case study, and is hence not included in the text. The format of the specification on limitations on the extent of consecutive days with  maintenance is of the same format as for Area D. 

Page 162: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 28 

 

In case of shut downs on parts of the system, Gassco will  inform affected parties of expected time‐

span  in which  actors  can  carry  out  opportunistic  (or  shadow) maintenance,  thereby  avoiding  the 

need to shut down the system at some later stage to carry out maintenance activities. 

 

Companies serving as technical service providers (TSPs) on Gassco’s behalf are responsible for daily 

operation and maintenance of plants and installations in the transport system (Gassco, 2012f).  

 

3.3 FRAMEWORK AND OVERALL THINKING 

 

The  oil  and  gas  industry  has  generally  adopted  Reliability  Centered Maintenance  and  Risk‐based 

maintenance concepts. The Petroleum Safety Authority Norway (PSA) is the regulatory authority for 

technical and operational safety and have an  important  role  in  the work of updating  the status of 

maintenance management and maintenance  routines  in  the petroleum  industry on  the Norwegian 

Continental Shelf (Øien and Schjølberg, 2008).  

 

3.3.1 RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE AND GENERIC MAINTENANCE CONCEPTS 

 

The classical way of establishing a maintenance program  is using Reliability centered maintenance, 

RCM.  However,  the  NORSOK  standard  calls  for  using  generic  maintenance  concept  (GMC)  in 

combination with more detailed RCM methods.  

 

According  to  the  NORSOk  standard,  GMC  is  "a  set  of  maintenance  actions,  strategies  and 

maintenance details, which demonstrates a cost efficient maintenance method for a defined generic 

group  of  equipment  functioning  under  similar  frame  and  operating  conditions"  (NORSOK,  2011). 

When developing GMC's one may perform a RCM‐analysis or an FMECA (Failure Mode, Effects and 

Criticality Analysis)for the GMC, and hence spare the effort going through the RCM/FMECA for every 

item.  The  GMC must  abide  by  all  defined  HSE‐regulations,  production,  cost  and  other  operating 

requirements. The concept shall include relevant design and operating. A generic concept should be 

seen as a collection of best practices for maintenance of a category of items, and as such should be 

maintained and updated as new experience and technology becomes available. 

 

Page 163: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 29 

In cases where GMC  is applicable or  the purpose of  the study requires more  in‐depth evaluations, 

NORSOK recommend that an RCM, Risk Based Inspection (RBI), or Safety integrity level (SIL) analysis 

is  carried  out  according  to  IEC  60300‐3‐11  and DNV  RP‐ G‐101  (NORSOK,  2011).  Identification  of 

relevant failure modes and estimation of failure probability should primarily be based on operational 

experience of the actual equipment, and alternatively on generic failure data from similar operations.  

 

Risk assessment, in the form of the consequence classification, shall be used as the guiding principles 

for all maintenance decisions according to the NORSOK standard. Depending on the outcome of the 

consequence  classification,  one may  either  use  applicable GMCs,  or  in  case when more  in‐depth 

evalutations are required, explicit analysis should be carried out  in  form of an FMECA, RCM or RBI 

analysis. 

 

Consequenceclassification

Explicit analysis (FMECA/RCM/RBI Use of GMC

 FIGURE 5: RELATION BETWEEN CONSEQUENCE CLASSIFICATION, GMCS AND EXPLICIT ANALYSIS 

 

NORSOK states that goals should be established that commit the organization to a realizable level of 

performance.  It  further  states  a  range  of  elements  and  activities  that  shall  be  carried  out when 

conducting maintenance planning and carrying out maintenance work. This elements and activities 

include: 

 

Developing  a  maintenance  program  with  written  procedures  for  maintenance,  testing  and 

preparing the various components within the plant. 

The plant shall do planning of activities, procedures,  resources and  the  time  required  to carry 

out maintenance.  

Systems  and  equipment  conditions  shall  be  reported  before  and  after  repair  for  continuous 

improvement.  

Maintenance  data  shall  be  collected,  quality  assured  and  presented  to  maintenance 

departments, and management  in form of maintenance  indicators. Risk  level can be measured 

Page 164: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 30 

as  Health,  safety  and  environmental  (HSE)  performance,  barrier  reliability  status  or  related 

indicators. 

Analysis of historical maintenance data, and unwanted incidents related to maintenance shall be 

carried out. E.g. trend analysis, root cause failure analysis.  

The  organization  shall  have  an  organized  management  team  taking  responsibilities  in 

implementing the principles and verifying the results.  

 

3.3.2 RISK BASED MAINTENANCE APPROACH FOR OIL AND GAS INSTALLATIONS 

 

Risk‐based  Inspection  (RBI) can be defined as "A decision making technique for  inspection planning 

based  on  risk‐comprising  the  probability  of  failure  and  consequence  of  failure"(NORSOK,  2011).  It 

comprises  the  consequence  of  failure27 (CoF)  and  probability  of  failure28 (PoF).  RBI  is  a  formal 

approach designed to aid the development of optimized inspection, and provides recommendations 

for monitoring and testing plans for items, equipment and production systems (DNV, 2010). 

 The  DNV  RP‐G‐101  standard  describes  a method  for  establishing  and maintaining  a  RBI  plan  for 

offshore  pressure  systems. Moreover,  it  provides  guidelines  and  recommendations which  can  be 

used to customize methods and working procedures that support the inspection planning process.  

Figure 6 shows the deliverables of an RBI assessment to the inspection program.  

FIGURE 6: DELIVERABLES OF AN RBI ASSESSMENT (DNV, 2010) 

 

                                                            

 27 DNV (2010) notes that consequence of failure (CoF) is evaluated as the outcome of a failure given that such a failure will occur. CoF  is defined  for  the  three  consequence  types:  Safety  consequence, economic  consequence and environmental consequence. 28 DNV  (2010)  defines  probability  of  failure  (PoF)  as  the  probability  of  an  event  occurring  per  unit  time  (e.g.  annual probability. 

Page 165: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 31 

 

The intention of using a risk‐based approach is that the activities (inspection, monitoring and testing) 

are selected and scheduled on the basis of their ability to explicitly measure and manage threats to 

the  system  being  studied,  and  ensure  that  associated  risks  are managed  to  be within  acceptable 

limits (Det Norske Veritas et al., 2009).  The inspection intervals developed will depend on a range of 

prediction models, such as models for; Corrosion rate, Erosion rate, Crack growth, and estimation of 

probability of incidents. 

 

The probability of  failure and  the consequence of  failure can be combined  in a  risk, or qualitative 

assessment matrix, as presented in Figure 7 (DNV 2010). 

 

 FIGURE 7 EXAMPLE OF RISK MATRIX (DNV, 2010) 

Page 166: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 32 

The matrix  has  probability  of  failure  on  the  vertical  axis,  and  the  consequence  of  failure  on  the 

horizontal axis.   The risk  level at the  intersections between a given probability and consequence of 

failure is classified as: 

Low (green, action only necessary to ensure that the risk level remains low ) 

Medium  (yellow,  functional  tests or  condition monitoring  should  be  taken  to  ensure  the  risk 

remains at the current level) 

High (red, unacceptable risk level and action must be taken to reduce the risk). 

 

3.3.3 INTEGRITY MANAGEMENT OF THE SUBMARINE PIPELINE SYSTEM 

 

Integrity management of high pressure oil and gas pipelines is recognized world‐wide as the primary 

means of ensuring that  the pipelines are operated safely  (Francis et al., 2009). The  IM‐process  is a 

continuous  process  applied  throughout  design,  construction,  installation,  operation  and 

decommissioning phase to ensure that the system is operated safely DNV et al. (2009) present a set 

of recommended practices for integrity management of submarine pipeline systems applicable to the 

Norwegian  Continental  Shelf.  The  full  report  is  available  on: 

http://exchange.dnv.com/publishing/Codes/ToC_edition.asp#Recommended_Practices.  The 

recommendations state that the Integrity Management System consists of at least a minimum of the 

following elements:  

 

TABLE 11: ELEMENTS IN THE INTEGRITY MANAGEMENT SYSTEM 

The Integrity Management Process: The core of the IMS and consist of; 

a) Risk assessment and IM planning 

b) Detailed planning and performance of Inspection, Monitoring and Testing activities  

c) Integrity assessment 

d) Performance of needed Mitigation, Intervention and Repairs activities. 

Company policy: The company has an overall policy for pipeline integrity management, setting the values and beliefs that 

the company holds.  

Organisation and personnel: The roles and responsibilities of personnel involved with integrity management of the pipeline 

system is clearly defined.  

Reporting  and  communication: A  plan  for  reporting  and  communication  to  employees,  management,  authorities, 

customers,  public  and  others  has  been  established  and  is  maintained.  This  covers  both  regular  reporting  and 

communication, and reporting in connection with changes, special findings, emergencies etc. 

Operation controls and procedures: Operational controls and procedures are made by the company and covers: 

‐ start‐up, operations and shutdown procedures 

‐ procedures for treatment of non‐conformances 

Page 167: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 33 

‐ instructions for cleaning and other maintenance activities

‐ corrosion control activities 

‐ monitoring activities 

‐ procedures for operation of safety equipment and pressure control systems. 

All safety equipment  in  the pipeline system,  including pressure control and over‐pressure protection devices, emergency 

shutdown systems and automatic shutdown valves, are periodically tested and inspected. The purpose of the inspection is 

to verify  that  the  integrity of  the safety equipment  is  intact and  that  the equipment can perform  the safety  function as 

specified.

Management of change: Management of change addresses the continuing safe operation of the pipeline system. When the 

operating conditions are changed, a re‐qualification of the pipeline system is carried out.

Contingency plans: Plans and procedures for emergency situations are established and maintained based on a systematic 

evaluation of possible scenarios.

Audits and review: Audits and reviews of the pipeline integrity management system is conducted regularly. The frequency 

shall be defined by the responsible for the operation of the pipeline system. The focus in reviews should be on: 

‐ effectiveness and suitability of the system 

‐ improvements to be implemented.

Information management: A system  for collection of historical data  is established and maintained  for  the whole service 

life, including documents, data files and databases.

 

3.3.4 MAINTENANCE MANAGEMENT AT GASSCO 

 

Maintenance management at Gassco  is based on  regulations  from  the Petroleum Safety Authority 

(PSA), and abide by the PSA guidelines and the standards based on these regulations and guidelines, 

of which the NORSOK standards are the most important.  

 

In addition to providing regulations and guidelines, PSA are also conducting monitoring activities  in 

which they state what they find as aberration from the regulations, and  improvement areas within 

maintenance management (Dørum, 2009). The companies themselves are also required to monitor 

their own maintenance systems and performances (Øien and Schjølberg, 2008).  

 The maintenance management  of  Gassco  is  risk  based  according  to  the  prinsiples  described  in 

section 3.3 and is supported by utilizing SAP software.  

 

The  software  provides  maintenance  programs  for  equipment  and  systems.  The  maintenance 

programs is based on risk based principles, use of GMC, experience, venders' recommendations, etc 

as described in section 3.3. The software incorporates incident reporting in addition to maintenance 

management.  Incidents  are  hence  logged  and  serve  as  input  to  reporting  and  follow‐up  and  the 

Page 168: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 34 

identification of need for improvements of maintenance programs.  To simplify the development of 

maintenance  concepts  for  familiar equipment  and  components, Gassco uses  generic maintenance 

concepts. 

 

The  consequence  classification  is  fundamental  in  every  aspect  of  the  Gassco's  maintenance 

management. Consequence  classification expresses what effect  loss of  function  can have on HSE, 

production and cost. The classification  is done according  to a consequence scale which  is a part of 

the  risk model  (Standard  Norway,  2011).  The  NORSOK  standard  provide  provisions  for  how  the 

classification  is carried out, how to apply risk analysis to establish and update PM programmes and 

spare part evaluations. 

 

In  corrective  maintenance,  Gassco  operates  with  a  classification  scheme  for  failures.  The 

classification is based on failure impact. The failure impact and consequence classification is used to 

prioritise the corrective maintenance. 

 

TABLE 12 FAILURE IMPACT SCALE (NORSOK, 2011) 

 

 

3.3.5 TECHNICAL/ECONOMICAL ANALYSES OF MAINTENANCE PROJECTS 

 

Gassco  is a non‐profit organization  financed  through  transport  tariffs  collected  from  the  shippers. 

The  tariffs are  set by Government  regulations. As operator of  the gas  transportation network,  the 

Page 169: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 35 

company is responsible to present recommendations and investment proposals based on an overall 

assessment of development needs and resource management.  

 

The annual transport plan forms the foundation which the feasibility studies, conceptual design and 

development  plans  are  based  on.  To  ensure  the  participation  of  and  objectivity  in  treating  the 

various  stakeholders,  Gassco  has  defined  a  work  process  for  the  development  of  the  annual 

transport  plan.  The  work  process  ensure  the  availability  of  relevant  information  for  continuous 

improvement of the gas transport network. The work process is intended to secure economically and 

efficient and commercial infrastructure development, and ensure neutrality and confidentiality in all 

phases of such activities (Gassco, 2012d).  

 

The investment costs in new services or increased capacity are normally covered by investor groups 

formed by  interested shippers, and  later merged  into Gassled. Thorough cost‐benefit analyses form 

the basis for decisions concerning further development of the network. 

 

3.4 EXAMPLES OF MAINTENANCE PLANNING AND SCHEDULING 

Gassco has a number of running projects related to maintenance and upgrading of the infrastructure. 

The following projects and desciptions are presented on the company's web pages: 

 

Compressor  upgrade  Project  (CUP):  Involves  upgrading  compressors  at  the  Kårstø  and  Kollsnes 

processing plants  in western Norway  in order  to  safeguard  their  technical  integrity. The expected 

total cost is just over NOK 400 million, with the work scheduled for completion during 2013 (Gassco, 

2012a).  

 

Kårstø expansión Project (KEP): is a collective designation for a number of programmes designed to 

upgrade  the plant  to meet  future standards of safety and reliability. “Control systems with cabling 

and  other  components  are  approaching  the  end  of  their  useful  lives.  Therefore,  Gassco  aim  to 

modernising  the  whole  plant  by  exchanging  and  converting  parts  of  the  technical  installations, 

instead of replacing them bit by bit." In this Project; The sensors in the fire and gas alarm system will 

be  replaced.  The process  management  and  the  process  shutdown  facility  will  be  split  into  two 

separate  systems.  Emergency  generators will be moved  to  a new housing  in  a more  secure  área. 

The fire and gas detection system, as well as the rebuilding of T100 Statpipe and T300 Sleipner, will 

Page 170: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 36 

be completed. The facilities used for fiscal metering of liquid products exported from Kårstø are also 

being upgraded (Gassco, 2012d).  

 

In regard to the Kårstø expansion project (KEP), a number of major contracts have been awarded in 

connection with KEP,  including civil works,  road construction and concrete work.  In addition come 

the  electrical  and  instrumentation  contract, mechanical  installation,  scaffolding,  and  engineering 

design and management. Projects covered by KEP are due to be executed in 2008‐12, and 700 people 

was employed on the upgrading programme at peak. The total  investment  is estimated at NOK 7.7 

billion,  including  NGL  and  the  cross‐over  between  Åsgard  and  Statpipe  (Gassco,  2012e).(Gassco, 

2012e).  

 

Boiler Upgrade  Project  (BUP):  shall  upgrade  the  Foster Wheeler A  and  C‐boilers,  and  associated 

instrument safety systems at Kårstø. The upgrade will extend the boilers life with 10 years, and will 

help to maintain regularity in the future. The upgrade will also have a positive effect on maintenance 

work, which will be performed safer and more efficient. Almost all pipelines in the boilers are to be 

replaced with new ones. The entire upgrade should be completed by the end of 2014.Estimated total 

cost is NOK 760 million (Gassco, 2012a). 

 

Page 171: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 37 

4. CONDITION MONITORING 

 

Condition monitoring  is defined as "continuous or periodic measurement and  interpretation of data 

to  indicate  the  degraded  condition  (potential  failure)  of  an  item  and  the  need  for maintenance" 

(NORSOK, 2011). NORSOK states further: "Condition monitoring is normally carried out with the item 

in operation,  in an operating state or removed, but not subject to dismantling". DNV  (2009) states: 

"Inspection  and  monitoring  is  defined  as  condition  monitoring  activities  carried  out  to  collect 

operational data and other type of information indicating the condition of a component". 

 

By introducing condition monitoring where it is suitable and as new monitoring techniques become 

available, maintenance turn may turn more efficient. Successful condition monitoring may dispose of 

unnecessary  preventive maintenance  and  production  shut‐downs  due  to  failure  and  to  conduct 

"unnecessary" inspection.    

 

Inspection  generally  refers  to  physically monitoring  the  state  of  a  component  directly  (e.g. wall 

thickness,  damage  to  the  pipeline).  Monitoring  describes  the  collection  of  relevant  process 

parameters which  indirectly can give  information upon  the condition of a component  (DNV 2009). 

Monitoring  is  further  classified  as  being  intrusive  (demanding  direct  access  to  the medium  being 

measured by  e.g.  a whole  in  the pipe wall) or non‐intrusive.  Some  factors monitored  in Gassco's 

infrastructure are presented in Table 13: 

 

TABLE 13: CONDITION MONITORING EXECUTED BY GASSCO 

Monitoring of the infrastructure  External factors monitored 

Chemical composition of medium in the system 

Process parameters (pressure, temperature, flow)

External and internal corrosion 

Internal erosion (due to sand) 

Leak detection 

Current and vibrations 

Ship traffic and fishing activity

Land movement 

 

Corrosion  monitoring  is  of  special  interest  on  Gassco's  infrastructure,  as  corrosion  may  be 

problematic on submarine pipelines. Pipes are normally protected from external corrosion by the use 

of  coating  (passive  protection)  and  by  cathodic  protection  (active  protection).  Internal  corrosion 

must  be monitored  by  the  use  of  corrosion  probes  (e.g.  electrical  resistance  probes, weight  loss 

Page 172: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 38 

coupons,  and  linear  polarisation  resistance  probes).  In  addition,  intelligent  inspection  pigs  will 

provide a range of data depending on the pig. DNV (2009) describe a range of pigs in use: 

 

Magnetic Flux Leakage ‐ A MFL‐pig measures changes in wall thickness from the inside of a pipeline 

made of a ferro‐ magnetic material. The method detects metal  losses caused by e.g. pitting or gen‐ 

eralised corrosion. An MFL pig detects the change in magnetic response from the pipe in connection 

with metal loss. The MFL inspection pig can detect both external and internal metal loss defects. MFL 

pigs are available in HR (high resolu‐ tion) and XHR (extra high resolution) versions 

 

Ultrasound  Technology  ‐  Ultrasound  Technology  (UT)  is  used  as  a  pigging  tool  to measure  the 

absolute thickness of the wall. The technique can differentiate between external and internal metal 

loss. An UT‐pig can be run for all types of pipeline materials (i.e. both ferrous and non‐ferrous). The 

method also detects cracks. 

 

Laser‐optical inspection tool ‐ The laser‐optic instrument records a visual image of the inner wall of 

pipelines  carrying  transparent  fluids.  Features  are  visualised  giving  valuable  information  for 

evaluating and  interpretations of the features. The  image can be processed and animated adding a 

3D grid and  the  feature can be positioned and  sized,  for defects  the clock and KP‐position, width, 

length and depth can be provided. 

 

Geopig  ‐ Geopig  is a pig that measures the global curvature based upon gyro‐technology. A geopig 

can measure  the  global  curvature with  a  high  accuracy.  The  distance  is measured  by  a  tracking 

odometer. The tool cannot measure a radius above its threshold value.  

 

Calliper  ‐ A calliper pig measures  the pipe out‐of  roundness. Simple calliper  tools  indicate pipeline 

damage (e.g. a dent, a buckle)  without  giving   information regarding   its  location. More advanced 

callipers can scan the cross section along the route and report the shape of the pipe. 

 

Page 173: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 39 

5. DISCUSSION: RELEVANCE VS RAIL INFRASTRUCTURE 

 

There  are  quite  a  few  obvious  parallels  between  the Gassled  gas  transport  network  and  the  rail 

network.  Both  the  gas  industry  and  railways  are  tightly  regulated,  both  use  a  distributed 

infrastructure and the systems have a common purpose; transport. The two  industries also share a 

common attitude regarding safety; safety concerns will trump production and delivery of transport 

services in case of conflict between the two. 

 

The  intention  in  establishing  Gassco  was  to  introduce  a  neutral  party  in  the  management  and 

development of the transportation network and to manage the allocation of capacity in the system, 

much  like  the  idea  behind  the  organization  in  the  railway  sector  in  Europe.  Investments  in  the 

infrastructure are not financed by the infrastructure operator, but the operator play a central part in 

planning and  leading further development of the  infrastructure, as well as being responsible for  its 

condition.  

 

Some basic differences  stand out as well  though, a case  in point being  that as  long as  the agreed 

volumes of gas with correct quality is delivered at an exit point from Gassco's receiving terminals the 

shippers are satisfied. The same flexibility does not apply to rail infrastructure. In Gassco's case, the 

maintenance intensive parts of the infrastructure is concentrated at the various facilities rather then 

spread evenly across the network. 

 

The most important finding in the case study (in the case study authors' view) does not deal with the 

overall  maintenance  strategy  or  tools  and  models  used  in  the  industry.  Instead  it  deals  with 

coordination of maintenance and  transparency  in  the planning process. There  seem  to be a well‐

functioning manner of dealing with opportunistic (or shadow) maintenance, e.g. in case of temporary 

and un‐planned shutdowns, both upstream and downstream actors are informed early, and are able 

to carry out maintenance when the opportunities occur, and hence possibly saving the system from 

future  shut‐downs.  It  is not, however, based on  formalized  guidelines or  regulations. This  kind of 

short  term maintenance  is possible  due  to  continuously  focus on optimization  in  the  network  by 

closely monitoring and dialog between Gassco and the field/terminals. 

 

Page 174: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 40 

6. CONCLUSION 

 

Gassco's management of the gas transportation network has contributed to Norway's position as has 

a stable supplier of gas to the European market since  its founding  in 2001. Successful maintenance 

management  and  cross‐organizational,  cross  border  coordination  of  maintenance  activities 

contribute to the company achieving regularity measure of 99.17 % and quality measure of 99.99 %. 

Communication with up‐ and downstream actors, by meetings and integration of systems is essential 

to achieve efficient use of the network.  

 

The infrastructure of which Gassco is operator, is an integrated network, connected to the producers 

of  natural  gas  and  to  the  European  distribution  network.  In  addition,  the  network  comprises  six 

processing  plants,  three  offshore  platforms  and  six  receiving  terminals.  There  are  a  range  of 

stakeholders  in  the  gas  value  chain,  and  regulations  from  the Norwegian Government,  European 

Governments and the EU affect the company. The company adapts to the regulations by adapting to 

industry practises proposed in the Industry standards, such as NORSOK and recommended practices 

(DNV). 

 

The maintenance strategy applied  is Reliability Centred and risk‐based. Every  item  (or "tag")  in the 

system must be allocated a consequence class based on a consequence classification. Development 

of maintenance programs for new equipment at the terminals are based on generic methods when 

the  equipment  is  considered  to  be well‐known  or  similar  to  equipment  already  in  use.    For  new 

equipment where  the GMCs not are applicable, maintenance concepts are developed based on an 

FMEA, FMECA or RBI‐analysis, or a combination of them. The maintenance management is supported 

by using SAP software, which provides maintenance plans and schedules. 

 

Several  elements  in  the  organization  of maintenance may  inspire  or  be  adapted  by  the  railway 

industry. Amongst  these  are  the  coordination  of maintenance  activities,  attitude  to  opportunistic 

maintenance and information sharing considered to be most relevant. 

 

Page 175: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 41 

7. REFERENCES 

 

DET NORSKE VERITAS, CNOOC, DONG  ENERGY,  ENI GROUP, GASSCO,  FRANCE, G. D., NORSKE 

SHELL,  STATOILHYDRO &  SINTEF  2009.  Integrity Management of  Submarine  Pipeline  systems. 

Recommended Practice. Det Norske Veritas,. 

DNV  2010.  Risk  based  inspection  of  offshore  topsides  static  mechanical  equipment. 

Recommended practice. Oslo: DNV. 

DØRUM,  K.‐G.  2009.  Tilsynsrapport  ‐  Tilsyn med  styring  av  vedlikehold  i  Gassco.  Stavanger: 

Petroleum Safety Authority Norway. 

FRANCIS,  A.,  MCCALLUM,  M.  &  JANDU,  C.  2009.  Pipeline  life  extension  and  integrity 

management  ‐  Based  on  optimized  use  of  above  ground  survey  data  and  inline  inspection 

results. Strength of Materials, 41, 1‐492. 

GASSCO 2011. Terms and Conditions for Transport of Gas in Gassled. 

GASSCO.  2012a.  Compressor  Upgrade  Project  (CUP)  [Online].  Gassco.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/gassco‐en/gassco/home/var‐

virksomhet/projects/cup/compressor+upgrade+project [Accessed December 2012]. 

GASSCO.  2012b.  CONTROL  ROOM  AND  SYSTEM  OPERATIONS  [Online].  Kopervik.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/Gassco‐EN/Gassco/Home/var‐

virksomhet/kontrollromogsystemdrift/ [Accessed December 2012]. 

GASSCO.  2012c.  Gas  transport  system  [Online].  Gassco.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/Gassco‐EN/Gassco/Home/norsk‐gass/gas‐transport‐

system/ [Accessed December 2012]. 

GASSCO.  2012d.  Infrastructure  development  [Online].  Gassco.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/Gassco‐EN/Gassco/Home/var‐

virksomhet/utviklingavinfrastruktur/ [Accessed December 2012]. 

GASSCO.  2012e.  Kårstø  Expansion  Project  [Online].  Gassco.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/gassco‐en/gassco/home/var‐

virksomhet/projects/kep/13032012 [Accessed December 2012]. 

GASSCO.  2012f.  Partners  [Online].  Gassco.  Available: 

http://www.gassco.no/wps/wcm/connect/Gassco‐

EN/Gassco/Home/teknologi/partners/partners [Accessed December 2012]. 

HENDRIKS, P. 2011. Gas transport from Norway to Europe. In: GASSCO (ed.). 

Page 176: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.2. CASE STUDY 2/4 – GAS TRANSPORT    Page 42 

NORSOK, T. N. O.  I. A. O. A. T.  F. O. N.  I. 2011. NORSOK  Z‐008: Risk based maintenance  and 

consequence classification. Standards Norway. 

NORWEGIAN PETROLEUM DIRECTORATE. 2012. Pipelines and onshore facilities [Online]. Harstad: 

Norwegian Petroleum Directorate,  . Available: http://www.npd.no/en/publications/facts/facts‐

2012/chapter‐14/ [Accessed December 2012]. 

PETROLEUM  SAFETY  AUTHORITY  NORWAY.  no  date.  Guidelines  [Online].  Petroleum  Safety 

Authority  Norway,.  Available:  http://www.ptil.no/guidelines/category218.html?lang=en_US 

[Accessed December 2012]. 

STANDARD  NORWAY  2011.  NORSOK  STANDARD.  Risk  based  maintenance  and  concequence 

classification. Lysaker, Norway: Standard Norway. 

STANDARD.NO.  2013.  NORSOK  Procedures  and  Templates  [Online].  Available: 

http://www.standard.no/en/sectors/petroleum/norsok‐procedures‐and‐templates/  [Accessed 

07.02.2013 2013]. 

ØIEN, K. &  SCHJØLBERG,  P. 2008. Vedlikehold  som  virkemiddel  for  å  forebygge  storulykker;  ‐ 

Vedlikeholdsstatus og utfordringer i den forbindelse. Trondheim: SINTEF. 

Page 177: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CASE  STUDY  3:  INFRASTRUCTURE  FOR  WATER 

DISTRIBUTION   

Deliverable nº: D2.1.3  

 

 

 

 

 

EC‐GA Number: 314031Project full title:  Development  of  a  Smart 

Framework  Based  on Knowledge  to  Support Infrastructure  Maintenance Decisions in Railway Corridors 

Page 178: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 2 

 

   

Work Package:  WP2.1 

Type of document:  Case‐study report 

Date:  22.02.2012 

Transport; Grant Agreement No 314031 

Partners:  SINTEF Technology and Society 

Responsible:  SINTEF Technology and Society 

Title:  D2.1.2  Version: 1  Page: 2 / 48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 179: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 3 

Document History  Vers.  Issue Date  Content and changes  Author 

0  22.02.2012  First final version  Stian Bruaset et al 

 

 

 

Document Authors  

Partners   Contributors 

SINTEF  Technology  and 

Society 

Stian Bruaset, Andreas Økland and Siri Bø Halvorsen 

 

 

 

Page 180: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 4 

 

Executive Summary The purpose of the water infrastructure is to provide safe drinking water at a satisfactory pressure to 

the  end‐customers.  The  system  is  composed  of  a  drinking  water  source,  intake,  treatment  and 

transmission/distribution  system.  The  infrastructure  considered  in  the  case  study  either  governed 

and owned by private companies, or by  local municipalities  (and then managed by public utilities), 

depending on the country. Focus is on the infrastructure of European countries, and interviews have 

been conducted with Swedish and Norwegian water public utilities. This case study focuses on water 

transmission and distribution systems from the treatment facilities to the customer.  

 

There  is no  industry‐wide maintenance strategy  that  is prevalent  in  the water  industry. There are, 

however,  some  treats  that  are  typical  for  maintenance  management  of  water  infrastructure: 

Amongst  these  are  focus on  safety,  security of  supply  and  long  term planning of  investment  and 

renewal of the infrastructure.  

 

Traditionally, maintenance management of water  infrastructure has been  reactive  (or  corrective). 

The water  infrastructure  is  for  the most  part  invisible  during  operation  under  normal  operating 

conditions. New  technologies have, however, made  it possible  to  investigate  the  condition of  the 

water infrastructure without digging, by the use of inserting "intelligent" probes in the infrastructure, 

or  by  increased  use  of  censoring.  The  extent  of  use  of  such methods  is  still  limited  though,  and 

failures  like  leaks or  ruptures can still go undiscovered unless  the costumers  report a problem  like 

discolored water or lack of pressure. 

 

It  is a general trend  in the  industry that the companies or public utilities dealing with water supply 

gather and store more data concerning the  infrastructure, providing better foundation for decision 

making  in  maintenance  management.  The  data  includes  operational  data  of  incidents  (leaks, 

ruptures), map data, and pipe properties. Some municipalities are experimenting with model‐ and 

data driven maintenance management, although mostly when dealing with prioritizing  renewal of 

pipe sections with high risk of failure. 

 

Page 181: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 5 

TABLE OF CONTENTS 1. DESCRIPTION OF SYSTEM PURPOSE AND CRITICAL FUNCTIONS .................................................................. 7 

1.1 PURPOSE(S) .................................................................................................................................................. 7 1.2 CRITICAL FUNCTIONS .................................................................................................................................... 7 1.3 DEFINING AN ACCEPTABLE LEVEL OF SERVICE – CRITICAL LEVELS OF WATER QUALITY AND QUANTITY .... 8 

1.3.1 WATER QUALITY..................................................................................................................................................... 8 1.3.2 WATER QUANTITY .................................................................................................................................................. 9 

2. DESCRIPTION OF SYSTEM CHARACTERISTICS AND PROPERTIES ................................................................. 11 2.1 TOPOLOGY AND SYSTEM HIERARCHY ........................................................................................................ 11 2.2 THRESHOLDS AND OPERATIONAL LIMITS................................................................................................... 13 

3. MAINTENANCE STRATEGIES AND MAINTENANCE ORGANIZATION ........................................................... 15 3.1 FRAMEWORK AND OVERALL THINKING ..................................................................................................... 15 3.2 DEVELOPMENT OVER TIME ........................................................................................................................ 16 3.3 STATE OF THE ART ROUTINES FOR OPERATION AND MAINTENANCE OF DRINKING WATER NETWORKS 17 

3.3.1 GENERAL OVERVIEW OF O&M ROUTINES ........................................................................................................... 17 3.3.2 REHABILITATION OF PIPES ................................................................................................................................... 19 3.3.3 REHABILITATION/RENEWAL PLANNING PROCESS ............................................................................................... 21 3.3.4 FLUSHING AND CLEANING OF WATER NETWORKS .............................................................................................. 22 

3.4 EXAMPLES OF MAINTENANCE PLANNING AND SCHEDULING .................................................................... 26 3.4.1 NORRVATTEN ....................................................................................................................................................... 26 3.4.2 TRONDHEIM BYDRIFT........................................................................................................................................... 28 

3.5 TECHNICAL ECONOMICAL ANALYSES OF MAINTENANCE PROJECTS .......................................................... 31 4. CONDITION MONITORING ....................................................................................................................... 34 

4.1 USE OF CONDITION MONITORING DATA FOR CONDITION ASSESSMENT .................................................. 34 4.1.1 THE RESUSPENSION POTENTIAL METHOD AS CONDITION MONITORING OF WATER QUALITY .......................... 36 4.1.2 CUSTOMER COMPLAINTS – CONDITION MONITORING OF WATER QUALITY ...................................................... 37 

5. DISCUSSION: RELEVANCE VS RAIL INFRASTRUCTURE ................................................................................ 38 6. CONCLUSION ........................................................................................................................................... 40 7. References .............................................................................................................................................. 41 8. APPENDIX 1: FURTHER DETAILS ON WATER FLUSHING ............................................................................. 43  

Page 182: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 6 

Acronyms O&M  Operations and maintenance 

RP    Resuspension potential 

RPM  The resuspension potential method 

 

 

 

Page 183: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 7 

 1. DESCRIPTION OF SYSTEM PURPOSE AND CRITICAL FUNCTIONS 

 

1.1 PURPOSE(S) 

 

The purpose of the drinking water distribution network and system is to provide the customers with 

a  sufficient  amount  of  clean  and  safe  tap water  at  a  satisfactory  pressure  level.  The  distribution 

network  is an  intricate system of pipes  in the ground which task  is to transport the drinking water 

safely  from  the  treatment plants  to  the  customers.  The water  is  transported  from  the  treatment 

plants  to  the  distribution  pipes  (which  delivers  the  water  to  the  houses/customers)  through 

transmission lines/pipes. 

 

1.2 CRITICAL FUNCTIONS 

 

In order for the distribution system to fulfill its task, it must be able to execute its critical functions. 

The distribution systems further depend on the rest of the water supply system to be intact and be 

able  to  execute  their  critical  functions.  The water  supply  infrastructure  is  in  the  following  split  in 

several parts, presented below with a short description of their critical functions:  

 

Water  source:  the  water  source  must  have  high  enough  capacity  to  deliver  the  necessary 

amounts of water and it must be protected against contamination and pollution. 

Water treatment: The treatment plant(s) will include the last hygienic barrier(s) before the water 

is delivered into the transmission and distribution system.  

Transmission  lines: transmission  lines are  large‐diameter water pipes which are responsible for 

the transmission of water. The pipes must be able to contain large amounts of flowing water (i.e. 

withstand considerable pressure) with minimal  leaks and serve as a barrier  from pollution and 

unhygienic penetrants from the external environment (contamination from ingress).  

Pumps: areas downstream of pumps  are dependent upon  the  continual  running of pumps  to 

uphold necessary positive pressure  in the distribution area (i.e. pumps must be able to provide 

sufficient downstream pressure). In addition, the pumps must serve as a barrier from pollution 

from the environment. 

Water storage tanks: in some distribution systems storage tanks for water are installed in order 

to  increase  the  security of  supply  and  to provide emergency water  supply.  Storage  tanks  are 

often  located  in  the middle  of  the  distribution  pipe  system  or  on  the  opposite  side  of  the 

Page 184: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 8 

distribution  system  as  opposed  to  the  transmission  line  from  the  treatment  facility.  If  the 

transmission line should break and the water supply thus be interrupted, water can be supplied 

from the water storage tank. In such  instances the storage tanks are vital to the security of the 

water supply.  

Valves: Different types of valves are part of every distribution system and serve several purposes 

such as closing off pipes, reduce pressure and control the flow of water. Valves are essential to 

the operation of the distribution network. 

Distribution pipes: The pipes must be able to contain flowing water with minimal leaks and serve 

as  barrier  to  pollution  from  the  surrounding  environment  (contamination  from  ingress).  The 

pipes must further be able to withstand mechanical stress and tension. These pipes are essential 

in distributing and delivering safe and clean drinking water to the customers.  

Manholes and fire valves: Manholes are used as an entry point to the drinking water pipes in the 

ground and are therefore an important part in operation of the network. Fire valves are access 

point for the fire department to extract water for fire extinguishing.  

 

1.3 DEFINING  AN  ACCEPTABLE  LEVEL  OF  SERVICE  –  CRITICAL  LEVELS  OF WATER  QUALITY  AND 

QUANTITY 

1.3.1 WATER QUALITY  

 

Treated water must be wholesome and clean at the time of supply to all consumers. Wholesomeness 

can be defined broadly as being of sufficient quality that does not cause any adverse effects on public 

health or have any undesirable tastes and odours. Traditionally, this has been achieved by complying 

to regulations governing drinking water quality. In member states of the European Union, the quality 

of drinking water  is currently governed by Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on  the 

quality  of  water  intended  for  human  consumption  (European  Drinking  Water  Directive).  This 

Directive sets standards that apply in all member states. The requirements laid down in the Directive 

are  transposed  into national  regulations by each  state. The Directive allows an  individual member 

state to adopt additional or more stringent regulations depending on the particular circumstances in 

their  country. The Directive  is  currently undergoing  revision and  it  is  likely  that a new  regime  for 

safeguarding water quality will be adopted which  incorporates a  risk‐based approach  to operating 

and managing drinking water supply systems in line with WHO’s Water Safety Plan concept.  

 

Page 185: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 9 

Other requirements are placed on water utilities within the overall framework of the Drinking Water 

Directive. For example, materials used in contact with water intended for human consumption must 

be approved before use. Member  states have  tended  to develop  their own national  requirements 

which  specify  the method  of  testing  for  a  particular  purpose  and  define  acceptable  performance 

criteria. A  European Acceptance  Scheme  (EAS) was proposed  for  construction products used with 

water intended for human consumption. It was originally envisaged that this scheme would replace 

existing national regulatory schemes and harmonize standards across member states. 

 

Customer  perceptions  of  an  acceptable water  quality  also  need  to  be  taken  into  account when 

setting an acceptable  level of  service. These  relate  largely  to aesthetic  rather  than health aspects, 

and are associated mainly with undesirable changes  in color, clarity, taste and odour of the water. 

They tend to fall into the following categories:  

 

Discolored water, with or without particulate matter.  

Particulate matter, such as particles of rust, grit or sediment.  

Staining of laundry or bathroom fittings.  

Tastes and odours.  

Cloudy, milky or chalky water.  

Presence of small animals such as worms, insects, etc.  

Scale deposits within domestic plumbing.  

Unsuitability for specific industrial purposes.  

Alleged illness due to contamination of water.  

 

1.3.2 WATER QUANTITY  

 

Water  is essential  for maintaining hygiene  in households and safeguarding public health. Until  this 

decade,  there was no guidance on  the quantity of water  that should be provided  to  individuals  to 

meet their sanitary requirements. A review by WHO (Howard and Bartram, 2003) established a value 

for an acceptable minimum  to meet  the needs  for  consumption  (hydration and  food preparation) 

and basic hygiene. A minimum of 7.5  litres per capita per day was  seen as necessary  to meet  the 

needs of most people under most  conditions,  and  assumes  that  its quality does not  compromise 

public health. This  figure was based on estimates of  requirements of  lactating women engaging  in 

moderate physical activity  in above‐average  temperatures. This quantity did not  take  into account 

provision for health and well‐being‐related demands outside normal domestic use such as water use 

Page 186: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 10 

in health care facilities, food production, economic activity, amenity use or fire‐fighting. Developed 

countries tend to use a much larger volume per capita per day (between 150‐200 liters) due to high 

use of water in the homes for food production, toilet flushing, washing of clothes, dishwasher etc.  

 

Page 187: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 11 

2. DESCRIPTION OF SYSTEM CHARACTERISTICS AND PROPERTIES 

 

The  following  chapter  will  introduce  the  water  supply  system  and  provide  some  background 

information intended for readers not already familiar with the system. 

 

2.1 TOPOLOGY AND SYSTEM HIERARCHY 

 

Figure 1  illustrates the water supply system  from water source to the water tap.  In  this report the 

elements  of  distribution  and  elements  within  are  investigated  with  regards  to  operation  and 

maintenance. Tanks, manholes, valves and pumps are elements in the distribution system. However, 

the transmission and distribution pipes will be the main group for discussion in this report. 

 

 FIGURE 1: ILLUSTRATION OF WATER SUPPLY FROM SOURCE TO TAP WITH EMPHASIS ON DISTRIBUTION 

 

Catchment: The catchment is the area around the drinking water source in which the rainwater 

falls. From where the rain falls it drains from the catchment and into the source.  

Source/reservoir: The most common drinking water source is surface water (lakes, rivers etc) or 

ground  water.  A  reservoir  is  a  man‐made  drinking  water  source,  made  possible  by  the 

construction of a dam.  

Treatment: The water treatment plant is the principal entity establishing hygienic barriers in the 

water supply. In the treatment plant the water is treated according to its characteristics so that 

clean water can be delivered to the pipe network. 

Transmission  system:  The  transmission  pipes  are  large  diameter  pipelines  that  transport  the 

water  from  treatment plant  to  the  "city gates" of  the distribution  system  (and  in  some  cases 

from the source to the treatment plant). 

Page 188: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 12 

Distribution/Tanks:  The distribution  network  is  compiled of distribution pipes  (with  large  and 

small diameters), pumps, valves, pressure reducing valves, manholes, storage tanks and service 

connections.  Its  task  is  to  transport  the drinking water safely  from  the  treatment plant  to  the 

customer/tap. 

Buildings: In the buildings we have internal pipes and the taps. The pipe systems within buildings 

are normally not accounted for as part of the municipal drinking water system. 

 

For  operations  and maintenance  (O&M)  of  the  distribution  system  the  integrity  of  the  system  is 

important. The  integrity of  the distribution  system  can briefly be divided  into  the  following  three 

groups according to:  

1) Physical integrity,  

2) Hydraulic integrity and  

3) Water quality integrity 

 

Physical  integrity  (1)  refers  to  the  distribution  system  as  a  physical  barrier  preventing  external 

contamination to occur. Examples of physical barriers in the distribution system are water tanks and 

pipes.  These  barriers  should  be  operated  and maintained  for  safeguarding  the  condition  of  the 

barrier. E.g. the barrier is maintained by action aimed at minimizing external and internal corrosion. 

Internal corrosion might be reduced by introducing efficient flushing and cleaning of the network. If 

the  physical  barrier  is  compromised  the  drinking  water  supply  will  become  exposed  to 

contamination. This means that it is very important to have good practices for installation, repair and 

rehabilitation.  

 

Hydraulic  integrity  (2)  refers  to maintaining  adequate water  pressure  in  the  network.  Low  or  no 

pressure  might  result  from  large  withdrawals  of  water,  pipe  breaks,  large  leakages,  pressure 

surge/water  hammer,  pump  or  valve  failures  etc.  These  events  might  increase  the  risk  of 

contamination from  ingress. An  important factor related to hydraulic  integrity  is flow velocity since 

this  influence  the  level  of  sedimentation  in  the  network  which  again  later might  influence  the 

potential for discoloration. 

 

Water  quality  integrity  (3)  refers  to  maintaining  treated  water  delivered  into  the  network  by 

preventing internal deterioration of water quality due to biofilm growth and internal corrosion. 

 

Page 189: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 13 

2.2 THRESHOLDS AND OPERATIONAL LIMITS 

 

The task of the of the distribution system, as described in chapter 1, is to provide the customers with 

a sufficient amount of clean and safe tap water at a satisfactory  level of pressure. Whenever these 

fundamental requirements are not  fulfilled, one may assume  that some of  the systems' thresholds 

and/or operational  limits have been breached. For each of the quality factors of the drinking water 

system, the following factors may introduce limitations to the systems' ability to deliver satisfactory 

quality: 

 

TABLE 1. QUALITY FACTORS AND LIMITING FACTORS TO SYSTEMS CAPABILITIES TO DELIVER SATISFACTORY 

Quality factor  Limiting factors (introducing limiting factors and operational 

thresholds – the actual thresholds will be site specific) 

Sufficient amount 

of drinking water 

Insufficient capacity of drinking water sources (for example  in times 

of drought) 

Distribution pipe breaks (only local influence) 

Transmission line break and storage tanks out of operation 

Pumps out of operation  

Leakage levels too high  

Clean and safe 

drinking water 

Treatment  plant  or  steps  in  the  treatment  process  are  out  of 

operation or operate with reduced capacity 

Drinking water network has  insufficient pressure  (increased  risk of 

ingress into system) 

Pumps out of operation  

Pipe breaks lead to negative pressure in the network. 

Satisfactory level of 

pressure 

Pumps out of operation 

Distribution pipe breaks 

Transmission line breaks 

Storage tanks out of operation 

Higher  water  consumption  than  estimated  in  areas  with  low 

pressure 

  

Page 190: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 14 

Apart from this, the drinking water system is expected not to disturb or create dangerous situations 

for its surroundings. Yet another threshold is when pipe breaks lead to visible water on the ground, 

gushing water up from ground or erosion of earth below the ground surface to create pits. 

 

Page 191: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 15 

3. MAINTENANCE STRATEGIES AND MAINTENANCE ORGANIZATION 

 

The  following  chapter  deals  with  the  predominant  strategies  and  overall  thinking  concerning 

maintenance of water distribution networks. The distinction between renewal of pipes and general 

maintenance  of  the  pipes  is  presented,  as  is  the  planning  process  of  renewal  action,  and  some 

techniques for preventive maintenance of the pipes by flushing. 

 

3.1 FRAMEWORK AND OVERALL THINKING 

 

The norm  in Europe  is  that each municipality or private  company  is  responsible  for  their drinking 

water system  infrastructure. The conditions of which the utilities responsible  for the  infrastructure 

operate under vary significantly, and a common industry framework regarding maintenance has not 

been developed. Some utilities are experimenting with model‐driven management of maintenance, 

as the CARE‐W EU‐project, and increasing amounts of data about the infrastructure (including water 

quality and  statistics on  leaks/failures) may  further  contribute  to  the development.  In most  cases 

though,  focus  is on efficient handling of corrective maintenance, and prioritizing  the  right sections 

(with highest risk of failure or rupture) for renewal work. 

 

Generally, the motivation for renewal planning maintenance of the water infrastructure is to: 

Improve or maintain water quality 

Reduce water losses 

Increase or maintain security of supply  

Reduce the vulnerability/risk of the system.  

Maintain or increase the value of the system 

 

State of  the art operation and maintenance strategies  related  to  these  topics are based on mainly 

preventive O&M and renewal planning and action (the exchange of old pipes for new ones).  In the 

last  decade  the  focus  of  operation  and  maintenance  has  changed  from  reactive  to  proactive 

planning, where  the goal  is  to  rehabilitate  the  right pipe at  the  right  time  for  the  lowest possible 

overall cost, thus also minimizing the risk of the system.  

 

Operation  and  maintenance  is  defined  differently  from  country  to  country  and  even  between 

utilities.  In  the UK, maintenance  is defined as a general  term and  the distinction  is made between 

Page 192: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 16 

operational  and  capital maintenance.  In  general,  operation  can  be  regarded  as  the  daily  routine 

efforts  to  secure  the water  supply, while maintenance  is  the  intermittent  efforts  to maintain  the 

performance and serviceability, as seen in Table 2. 

TABLE 2. OPERATION AND MAINTENANCE ACTIVIES

 

 

3.2 DEVELOPMENT OVER TIME 

 

Modern drinking water systems where the pipes are laid in the ground in order to supply customers 

with drinking water have been applied for over 150 years. However, the large problems occurring in 

the pipes and with the pipes  in the ground have not been  in focus until the  last couple of decades. 

Also,  in the  last decades, the quality and the precision of operation and maintenance planning and 

execution have been improved.  

 

In the first two decades after the Second World War the focus in several European countries was to 

build  fast,  ignoring  the quality of  the  construction. Such  is often  the  case with  the drinking water 

pipes. They were laid fast and often in not suitable ground conditions, thus affecting the  lifetime of 

the pipe material and break rates in a negative way.  

 

In  later  decades  focus  throughout  the  European  Union  has  shifted  more  and  more  towards 

establishing  good  service  levels  and  securing  clean  and  safe  water.  Through  EU  projects  like 

TECHNEAU  and  PREPARED work  has  been  done  on  risk  analysis,  operation  and maintenance  and 

Page 193: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 17 

water quality, which are all contributing to optimizing the operation and maintenance of the drinking 

water networks. As part of this  it has become very  important that the quality of the water  is  intact 

from  treatment  to  tap.  A  significant  step  in  keeping  the  water  clean  and  safe  has  been  the 

improvement  of  condition monitoring  of  the  water  infrastructure  and  the  assessment methods, 

cleaning techniques and tools for rehabilitation planning.  

 

The EU projects CARE‐W and CARE‐W (see Saegrov, 2005 and Saegrov, 2006 for further information) 

had the slogan "from re‐active to pro‐active". Before the 2000s, a lot of operation and maintenance 

had largely been done on a reactive basis, meaning that leaks, bursts and failures in the network had 

been repaired and pipes had been rehabilitated when the damage had occurred. This is, off course, 

also  the  case  today,  but  with  the  introduction  of  the  tools  designed  in  the  CARE  projects,  the 

rehabilitation part of operation and maintenance was focused on the pro‐active approach. The CARE 

project resulted  in a box of tools which aids the network owners  in a pro‐active way to choose the 

pipes with the highest probability for failures, or with the highest consequence on the distribution of 

water, for rehabilitation. This way, these pipes can be rehabilitated before an unwanted  incident  is 

likely to occur (like failure, water leak, distribution shutdown etc.).  

3.3 STATE  OF  THE  ART  ROUTINES  FOR  OPERATION  AND MAINTENANCE  OF  DRINKING WATER 

NETWORKS 

 

3.3.1 GENERAL OVERVIEW OF O&M ROUTINES 

 

Operation and maintenance (O&M) of drinking water distribution networks are considered to involve 

the daily  routines  to manage  the networks.  It  includes operational planning and  the year on year 

maintenance to ensure the quality of the pipes, such as rehabilitation (including renovation of pipes 

with trenchless technologies). 

 

The O&M  routines are directed  to  counteract different  factors  contributing  to  the degradation of 

water quality during  the  transportation  in  the water distribution pipelines.  Thus  they will  include 

actions to prevent  ingress of contaminated water and to handle  ingress  if  it should occur. They will 

also include actions to prevent in‐pipe processes, such as corrosion, biofilm growth and particle flow. 

 

Page 194: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 18 

INGRESS OF CONTAMINATED WATER 

Ingress  may  occur  when  in‐pipe  pressure  is  very  low  or  absent  or  during  pressure  transitions 

(negative  pressures,  i.e.  water  flowing  in  the  opposite  direction  of  what  is  intended).  This may 

happen during major failures (bursts) in pipeline, major tapping, (e.g. fire fighting) or during periods 

with  especially  large  consumption  (e.g.  garden  watering).  Apparent  actions  are minimization  of 

bursts by systematic rehabilitation planning and execution of corresponding projects, plus assuring 

sufficient flow capacity for extreme consumption situations. 

 

Ingress  is  likely  to occur  at  joint water  and  sewer manholes  and by backflow  from  service pipes. 

Those  critical  points  should  be  identified  and  actions  taken  to  minimize  or  rather  eliminate 

probability  of  interaction  between  polluted  water  and  drinking  water  for  supply.  Additionally 

precautions should be taken by pipe repair. If possible by minor repairs a certain pressure should be 

kept in pipeline. 

 

Obviously a reliable and stable pressure is very important. Continuous monitoring, documenting and 

rapid fixing of leakages is a common priority. Control of pipe condition (e.g. pipe scanner or similar) 

can be applied to further facilitate the gathering of information on the condition of the system. 

 

In spite of any preventive action, incidents that may cause hazard to drinking water cannot be totally 

avoided. When situations occur, good communication with customers is important to ensure minimal 

risk of loss of life or injuries to people. 

 

IN‐PIPE PROCESSES 

The in‐pipe processes corrosion, biofilm growth and particle flow needs to be counteracted by water 

treatment to avoid particle inflow to water and to avoid corrosion of the pipes. 

 

The  in‐pipe processes  lead  to production of biofilm  layers and sediments. The biofilm may  release 

from  pipe  wall  and  sediments  may  be  re‐suspended.  To  avoid  this,  cleaning  of  pipes  may  be 

necessary. Cleaning procedures are discussed in the following chapter. 

 

Most  water  utilities  have  routines  for  pipe  cleaning,  but  lack  the  knowledge  concerning  which 

frequency and at which locations it is sensible to take action. In general the capacity (water available) 

for flushing and the consequence of flushing with respect to flow and pressure in nearby network can 

Page 195: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 19 

be analysed by hydraulic models. The re‐suspension potential can be analysed by a special designed 

method (Resuspension Potential Method, RPM, see  later chapter) that shows where particles build 

up  (and  thus  identifies  potential  for  discoloured  water)  and  how  a  flushing  programme  can  be 

designed. 

 

Clean water flushing needs to be organised with a “clear water front” upstream that will not bring 

particles to the section being analysed. When flow capacity  is  limited, more sophisticated methods 

based on a body pressed through the pipeline (pigging) may be applicable. 

 

The  network may  be  redesigned  by  permanently  opening/closing  valves  to  obtain  a  better  flow 

regime  (higher  flow  rates)  and  thereby  avoid  sedimentation/re‐  suspension of particles.  This may 

reduce the capacity for water supply under extreme events (may reduce flow capacity), and needs to 

be analysed carefully before being introduced. 

 

Routines for disinfection need to be considered as a part of water network cleaning procedures. 

 

3.3.2 REHABILITATION OF PIPES  

 

The  term rehabilitation  includes all methods  to  improve  the performance of an existing pipe, both 

structurally  and  hydraulic,  including  regular  operation  and maintenance measures  and  routines. 

Renovation  includes  all  methods  which  employ  the  existing  pipe  in  order  to  improve  the 

performance  through  installation  type  of  measures,  but  does  not  include  daily  operation  and 

maintenance routines 

 

In general, rehabilitation options provide higher performance over longer time than O&M. The water 

industry has been very  innovative  in developing new methods, and  there  is not necessarily a clear 

distinction  between  methods  that  fall  into  the  category  ‘Operation  and  Maintenance’  and 

‘Rehabilitation’. ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. shows in principle how an asset 

performs with no maintenance (upper, left), with one essential maintenance or rehabilitation (upper 

right),  basic  maintenance  only  (lower,  left)  and  one  essential  maintenance  in  addition  to  basic 

maintenance (lower, right). 

 

Page 196: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 20 

 FIGURE 2: ILLUSTRATION ASSET PERFORMANCE FOR DIFFERENT MAINTENANCE SCENARIOS (KONG, 2003) 

 

The  mix  of  maintenance  and  rehabilitation  should  be  selected  in  order  to  meet  the  targeted 

performance of an asset. Examples of O&M problems for drinking water pipes which can be reduced 

by rehabilitation options are:  

 

Internal corrosion 

Leakages from the network, with positive effects on:  

Reduction of the production costs for water (treatment and supplying water) 

Safeguarding water pressure in the system,  

Use of less water resources  

Ingress of water during  low pressure  situations  can be  reduced because of possible points of 

entrance into the network via holes in the pipes are being reduced  

Reduction of pipe breaks leading to: 

Fewer repairs and thereby fewer events where the pipeline is at risk of contamination.  

Fewer pipe breaks will also reduce the cost of repair and will also improve the quality of the 

customer service.  

Page 197: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 21 

 

3.3.3 REHABILITATION/RENEWAL PLANNING PROCESS 

 

A systematic approach to renewal planning is of high importance, as Europe's water infrastructure is 

aging. Several EU‐projects have been dealing with renewal of water infrastructure, including AWARE 

and CARE‐W.  

 

The  EU  project  CARE‐W  developed  the model  LTP  (Long  Term  Planning)  (also  called  KANEW)  to 

provide support  in renewal planning. The program helps analyze  the rehabilitation needs  for pipes 

(Sægrov,  2005).  The model  calculates  the  residual  life  and  the  expected  future  annual  renewal 

requirements for pipelines, based on input data consisting of pipe material, year of construction and 

section  lengths. Data on  the diameter of pipes will  further enhance  the analysis. The program will 

adapt to the data available and the preferred renewal methods used by the utility. 

 

Renewal planning  is a never‐ending process. The condition of  the water  infrastructure will change 

over  time,  depending  on  different  factors  influencing  the  network.  Regulatory  requirements may 

change  and  set higher  standards  than  those previously  accepted.  This explains  the  importance of 

continuously monitor the condition of the systems (see chapter 4), implement measures and assess 

the  impact of  the measures. Renewal planning will normally be conducted with different planning 

horizons for strategic, tactical and operative planning. These are characterized by: 

Strategic  level  –  long  term  planning:  Is  an  integrated  part  of  the  overall  planning  of  the 

development of the municipality. The long term planning typically aims at keeping renewal rates 

equal or higher than the rate of decay.  It  is useful  to operate with  two horizons when dealing 

with  strategic  planning  of  renewal  of  the  water  infrastructure:  One  being  the  very  long 

perspective  (20‐100 years), which  reflects useful  life of  the water pipes, and one  shorter  (yet 

long) perspective of (10‐20 years). 

Tactical level – medium term planning: Is based on decisions made on the strategic level. On the 

tactical  level  detailed  plans  are  developed  including  which  pipes, manholes  or  other  to  be 

prioritized  for  maintenance  or  renewal  for  the  coming  years.  Projects  are  identified  and 

prioritized. These plans will normally have a time horizon of 3‐5 years. The tactical planning uses 

methods and models (or a combination of several of these) to create a list of lines that should be 

prioritized  for  renewal  in  a  given  year.  The  plans  are  normally  updated  annually  or  semi‐

annually.  

Page 198: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 22 

Operational or technical level: Is based on decisions made on the tactical level, and it is on this 

level  the plans  are put  into  action. On  the operational  level  yearly plans  are developed,  and 

revised  several  times  during  the  year.  On  this  level  detailed  assessments  concerning  the 

methods and  technologies  for  rehabilitation or  renewal of  the pipess are  carried out and  the 

final choices are made.  

 

3.3.4 FLUSHING AND CLEANING OF WATER NETWORKS  

 

Reprint of sections of chapter 5 of (Vreeburg, 2007), with the permission of the author. The second 

part of chapter 5 of  (Vreeburg) provides  further details on  flushing, and  is  included  in Appendix 1. 

The chapter  introduces the water quality measure "turbidity" which  is a measure of the amount of 

solid particles dispersed  in the water. Flushing and cleaning of the pipes are part of operations and 

maintenance activities directed at achieving  sufficient water quality  (reducing  the amount of  solid 

particles  in  the  drinking water  that may  lead  to  discoloration  and  customer  complaints),  and  to 

ensure that the effective pipe diameter is kept at its original level. 

 

Aesthetic water  quality  problems,  such  as  discoloured water,  occur when  loose  sediments  in  the 

drinking water distribution system resuspend and reach the customer  in concentrations that can be 

visually observed with the naked eye and subsequently may lead to complaints. One of the actions to 

prevent complaints is to limit the amount of resuspendable sediment in the network. This is done by 

regularly removing the layer of loose sediments in the pipes. Usually these problems are dealt with by 

cleaning the networks using such techniques as unidirectional flushing, pigging or water/air scouring 

aimed at removing the accumulated sediments from the pipes (Antoun, Dyksenet al., 1999). 

Page 199: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 23 

 FIGURE 3: EFFECTS OF CLEANING AND IMPROVED TREATMENT ON THE DISCOLORATION RISK OF DRINKING 

WATER  

 

If  the  sediment  layer  is  removed,  but  other  particle‐related  processes  in  the  network  are  left 

unchanged,  the build up will  start again and  cleaning will be necessary within a  certain period of 

time. This is shown graphically in Figure 3, in which the vertical axis is the discolouration risk that can 

be determined with the RPM (Resuspension potential Method) and the horizontal axis, the time. The 

effect of cleaning is such that the layer of sediment is removed and no or much less loose sediment is 

available  for  resuspension.  The  (re)charging  of  the  system with  particles  continues,  however,  and 

after  a  while  cleaning  is  necessary  again.  Limiting  the  recharging  of  the  system  by  improved 

treatment, for instance, will result in a lower cleaning frequency (dotted line in Figure 3). 

 

Though cleaning the network is a good method to manage the sediment layer in the network, it has a 

bad  operational  image.  The  reasons  for  this  could well  be  the  problems  that  are  associated with 

conventional  flushing  as  a  customer  inconvenience,  seemingly  a  waste  of  water  and  sometimes 

adverse effects resulting in increased customer complaints. Without proper pre‐ and post‐assessment 

of  the  need  for  cleaning  and  the  effect  of  cleaning,  it  is  easy  to misinterpret  the  recurrence  of 

complaints. This recurrence may be caused by  insufficient cleaning  leaving the discolouration risk at 

the same or only slightly  lower  level.  It can also be caused by a rapid recharging due to  insufficient 

treatment. 

 

Page 200: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 24 

In  this  chapter  the  operational  requirements  and  possible  effects  of  several  cleaning methods  are 

described  and  discussed.  The  efficiency  of  the  methods  and  the  relevance  of  the  operational 

requirements are  illustrated by  some experiments. For analysis of  the discolouration  risk,  the RPM 

was applied. In the earlier experiments only continuous turbidity measurements were used because at 

that time the RPM was not yet developed. 

 

CLEANING METHODS 

To  clean pipes,  several  techniques are used  that  share  the  same  historical development  based on 

practical experience and a subjective appreciation of the results. Three methods are most commonly 

used in pressurised drinking water distribution systems: 

 

Flushing with water: Water is flushed through a pipe with a certain high velocity. The increased 

sheer stress resuspend the loose sediments and removes them with the flushed water; 

Water/air scouring (flushing with water and injected air) Pressurised air is injected into the water 

flow causing extra turbulence and thus extra sheer stress to resuspend the loose material that is 

removed with the water; 

Pigging: Soft or hard pigs with a diameter equal to or slightly larger than the diameter of the pipe 

to be cleaned are introduced into the pipe and pushed through the pipe with water pressure. The 

pig scrapes the loose sediment off the wall and carries it to the outlet. Often more than one pig is 

used. 

 

Other methods, like high pressure jetting or mechanical scraping, are used in pipes that are taken out 

of service and are not pressurised. These methods are not widely applied to remove sediments on a 

regular base and thus fall out of the scope of this study that concentrates on practical methods. 

 

The cleaning of networks involves skilled labour rather than scientific analysis. Despite this, however, 

there  is  little  awareness  of  common  operational  conditions  under  which  the  methods  are  most 

effective. Extensive research incorporating a water company enquiry in the UK and USA (Friedman et 

al., 2002)  learned  that not all companies had a regularly scheduled  flushing program: 20 out of 23 

responses  in  the  USA  and  9  out  of  15  responses  in  the  UK  responding  in  having  one.  Of  those 

companies responding, 17 in the US and 5 in the UK evaluated the results of the flushing. There was 

also a wide  range  in how  the  cleaning programs were  conducted. This  confirms  that  there  is  little 

shared knowledge about the optimal operational conditions to get efficient removal of sediments. 

Page 201: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 25 

 

Also in evaluating the removed deposits, as is done by various researchers (Gauthier, Barbeau et al., 

2001;  Zacheus,  Lehtola  et  al.,  2001;  Torvinen,  Suomalainen  et  al.,  2004; Barbeau, Gauthier  et  al., 

2005; Carriere) there  is no uniformity  in sampling methods with respect to velocity and volume flow 

to obtain the deposits. The lack of insight in the operational requirements led to an underestimation 

of  the  complexity of  flushing and a negative  image of  flushing, because of problems  that  resulted 

from what  is  called‘conventional  flushing’  (Antoun  et  al.,  1997).  The  problems  are  the  increased 

number of customer complaints during and immediately after the flushing and a minimal short‐lived 

water quality benefit, but also a potential for increased coliform occurrences. WATER FLUSHING 

Water  flushing  is  the most  common  and  longest  applied method  for  cleaning  networks  (Antoun, 

Dyksen et al., 1999; Friedman, Martle et al., 2003). The principle of the method  is that an  increased 

water flow causes an  increased velocity  in the pipe which  leads to an additional sheer stress on the 

loose deposits  in the pipes. These  loose deposits are whirled up and removed by the flushed water. 

The extra flow is most commonly induced by opening a hydrant and blowing off the extra water.  

 

Despite  the  long  history,  there  is  little  known  about  the  operational  requirements  for  effective 

flushing. Conventional flushing  is the approach used by most utilities  in the UK and USA (Friedman, 

Martle  et  al.,  2003).  This  was  also  the  method  mostly  applied  in  the  Netherlands  until  1990. 

Conventional flushing isdefined as opening hydrants in a specific area of the distribution system until 

pre‐selected water quality criteria are met, mostly by a visual assessment of the turbidity. Though this 

seems to be a clear definition,  in practice there  is  little uniformity  in the application of conventional 

flushing. This makes that it hardly can be seen as a standard method. There are even examples that 

the  end  point  of  a  flushing,  expressed  as  a  certain  turbidity  of  the  water,  is  reached  by  slowly 

decreasing  the  velocity  of  flushing  by  gradually  closing  the  hydrant,  even  compromising  the  little 

operational criteria. This makes conventional flushing an ineffective method resulting in the problems 

mentioned in the previous section. 

 

In  the  1990s  at  several  locations  the  conventional  flushing was  refined  to  unidirectional  flushing 

(Oberoi, 1994; Slaats, Rosenthal et al., 2002). Advantage of the unidirectional flushing is that a more 

clear operational guideline is applied that leaves less room for ambiguity. The basic characteristic of 

unidirectional  flushing  is  that  the  flush  flow  is  directed  in  one  direction  through manipulation  of 

valves aimed at reaching a maximal velocity. Sometimes dedicated flushing points are applied instead 

Page 202: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 26 

the hydrants  flows pipes. The unidirectional flushing  is that  it requires careful planning to meet the 

operational parameter of unidirectional flow. 

 

The  intended  effect  of  flushing  is  the  increase  in  flow  resulting  in  increased  sheer  stress  that 

resuspends  the  sediments.  Effective  flushing  requirements must  be  linked  to  the  velocity  and  the 

amount of water flushed. Next to that also requirements should be set on the planning of the order of 

flushing to prevent recontamination of cleaned pipes. In other words: Water used for flushing should 

be conveyed of clean pipes. These requirements are described in appendix 1. 

 

3.4 EXAMPLES OF MAINTENANCE PLANNING AND SCHEDULING 

 

The  following chapters will present  the state‐of‐the‐art of planning and scheduling maintenance  in 

the two case partners, the Swedish Norrvatten and the Norwegian Trondheim Bydrift. 

 

3.4.1 NORRVATTEN 

 

Norrvatten  is  a  water  company  with  about  50  employees  north  of  Stockholm  in  Sweden.  The 

company produces and distributes drinking water to 14 municipalities (about 500 000 people). These 

municipalities are all members of the Norrvatten Company. The drinking water network is about 300 

km long while the water supply is based upon 4 ground water sources.  

 

As  examples  of  successful  operation  routines  the  representatives  of Norrvatten mention  that  all 

valves  in  the entire network are visited and  tested with an  interval of  two years. This  reduces  the 

vulnerability of the network and increases the readiness for example in case of needing to shut down 

parts of  the network or  in case  fire valves need  to be used. They also point out  that  the company 

routinely control and test the watertightness of entire pipe stretches  in order reduce  leakages and 

reduce  vulnerability of  the  system. Norrvatten  states  that one of  the most positive effects of  the 

operation  and maintenance work  in  the  company  is  increased  knowledge  about  the network  and 

knowledge  on  the  actual  condition  of  the  network  (which  can  be  used  in  further  planning  of 

operation and maintenance). 

 

The companies are doing strategic planning with the KANEW/CARE‐W LTP tool on a time horizon of 

10 years. The time horizon of tactical planning in the company is 3‐10 years, while it for operational 

Page 203: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 27 

planning is 1‐3 years. Normally, in a municipality, the tactical planning is on a shorter time horizon (2‐

5  years),  so Norrvatten  is  looking  very  far  ahead when  they  are pinpointing  and planning  tactical 

operations in the drinking water network. Every year, as part of the operational planning, they have a 

detailed plan for the operation, maintenance and rehabilitation of the network for the next year.  

 

Norrvatten have some proactive strategies, like the control of the watertightness of the network to 

see  if pipes are  intact. They are also  in  the process of testing methods and equipment  for  internal 

inspection of water pipes, as a condition monitoring tool. Norrvatten approaches the problems in the 

network by gradually becoming more and more proactive and  implementing proactive actions and 

strategies in their company. Another part of their strategy is to prepare principal plans (master plans) 

which normally have a time span of about ten years. The work with a principal plan started in 2012 

and will be completed  in 2013.  It will be updated every year during  the spring so a budget can be 

determined in August. The main topics in the principal plan are related to inquiries into problems and 

defects within the areas of hydraulics, materials, health and operation. Results from the tool CARE‐W 

LTP will also be used  in the principal planning stage, where the estimation of necessary renewal of 

specific pipe groups is a proactive way of handling deterioration in the pipe network.  

 

The necessary scope and size of annual rehabilitation is partly decided through the results of CARE‐W 

Long  Term  Plan.  Norrvatten  has  an  internal  group/commission  of  personnel  from  operation  and 

inquiry  which  carries  out  investigations  and  suggests  scope  and  localization  of  operation  and 

maintenance for the operation and maintenance planning. Some principles from reliability centered 

maintenance (RCM) are used in the sense that they base their decisions on inquiries in the network, 

like  the  testing  of  the  current  leak‐level  of  pipes.  Their  planned  future  use  of  internal  condition 

assessment will also be used  in this regard. They are thus expanding the use of methods which will 

help  them make decisions which are part of  reliability  centered maintenance. Norrvatten does  to 

some extent perform condition assessment today and plan to do so on all individual pipes before any 

decisions on actions are taken in the future.  

 

Operational data like failures on the drinking‐ and wastewater pipes are registered daily in database. 

The  network  hydraulics  is  also  calculated  and  monitored  by  applying  a  hydraulic  model.  The 

operational  data  and  the  hydraulic model  data  are  used  to  plan  actions  and  interventions  in  the 

network, for example based on failure rates for pipes.  

 

Page 204: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 28 

The company  focuses on  improving single pipe‐ and  the network performance,  for example within 

water  quality,  security  of  water  supply  and  vulnerability.  Pro‐active  operation  and maintenance 

activities are essential in this regard, for example through focus on reducing humic substances in the 

water  and  their  problems,  increasing  the  redundancy  of  supply  for  all  parts  of  the  network.  The 

company  is  also  carrying  out  analyses  to  complete  the  search  for  a  backup water  supply.  Both 

condition‐ and  frequency‐based operation‐ and maintenance actions are applied. Operational data 

are  for  example used  to  identify problema  areas, which  are  followed up more  closely  along with 

projects operated on an  interval basis. Norrvatten does not apply models  in a comprehensive way, 

but  do  apply  the  CARE‐W  LTP model  and  hydraulic modelling  of  their  network.  The  CARE‐W  LTP 

model is the basis for which groups of pipes they should focus operation, maintenance and renewal 

on  in  the  coming  decade.  Knowledge  obtained  through  operation  and maintenance  are  not  fully 

exploited as input to optimizing the next steps of the operation and maintenance yet.  

 

Risk  and  consequence  analyses  are performed  to  some  extent. Hydraulic  simulations  are used  to 

analyze and increase the hydraulic reliability of the network. Norrvatten plans to do a risk analysis in 

the  near  future  for  their  water  pipe  network.  The  analysis  will  first  and  foremost  be  based  on 

grouping of pipes  in classes based on  the pipe‐material. Critical  functions  in  the network,  risk and 

security are important factors for planning and executing operation and maintenance strategies and 

actions. Part of  this work  is practices and exercises on different  levels  in  the  company and  in  the 

network  system  related  to  risk.  Part  of  the  risk  analysis  includes  the  customer  perspective  of 

delivering drinking water. They work both proactively and reactively to uphold customer service and 

customer satisfaction levels. Contact with the customers is managed by the member municipalities, 

which have direct contact with the end users.  

 

Norrvatten owns, maintains and renews the pipe network, and cooperates with local entrepreneurs 

to carry  though  the  renewal of pipes  (construction on  the network). The work with operation and 

maintenance, and especially  routines  concerning proactive maintenance have been expanded and 

evolved since 2011.  

 3.4.2 TRONDHEIM BYDRIFT 

The utility in Trondheim (Norway), called Trondheim Bydrift, is municipality‐based and supplies about 

176  000  inhabitants with  drinking water.  The water  section  of  the municipality  is  split  into  two 

departments,  one  responsible  for  the  principal  and  long  term  planning,  management  and 

Page 205: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 29 

administration,  and  a  second  department  responsible  for  the  operation  and maintenance  of  the 

water network. 

 

One of the most successful operation and maintenance projects the municipality has carried out on 

the water network  is on the reduction of  leakages. The work  is still ongoing. Since they started the 

strategic work to reduce the  leakages  in the 80's, the  leakage percent  in the network has dropped 

from 50 % to 20 %. Focus has been, and still is, on Sulphate Reducing Bacteria (SRB) corroding pipes 

which causes leakages through corrosion holes. There is a strategic goal to get rid of all these pipes 

over  the  coming  years,  as  they  form what  is  regarded  as  "the worst pipes  in  the network". They 

rehabilitate about 6 km pipes every year (about 7 % of the network). Of the rehabilitated pipes, 1‐2 

km are SRB corroding pipes. While working on the  leak reduction there has been close cooperation 

between planners and operating personnel. The most positive effects of this strategic maintenance 

work is less need for shutoff of individual pipes or sections of the system, thus providing less risk of 

health hazard, higher service levels, and increased socio‐economic influence. 

 

Trondheim Bydrift is relatively free to prioritize the different aspects of operations and maintenance 

of the water network, as  long as they stay within their budgetary frames. Planning  is conducted on 

the strategic, tactical and operational  level. They have started to  implement strategic planning with 

the KANEW/CARE‐W LTP tool with a planning horizon of 10‐20 years. The planning horizon of tactical 

planning  in  the  company  is normally 1 year. This admittedly  is  short, but  they are  in  the  stage of 

making more comprehensive planning  in the tactical stage where models will be used to assess the 

need for operation and maintenance within the next 1‐5 years. Operational planning  is done every 

year along with  the  tactical planning and  is often outsourced  to external entrepreneurs who carry 

out  the work.  The  company  has  a  general  agreement with  an  entrepreneur  in  order  to  reduce 

overhead in operations.  

 

Trondheim  Bydrift  have  worked  and  is  still  working  with  proactive  leakage  reduction  through 

establishment of leakage zones in the entire city and constant surveillance of water flow in and out 

of each zone. They are also working on  implementing results from models  like CARE‐W LTP, failure 

forecasting and hydraulic reliability models of the drinking water network. The planning department 

of  the municipality outlines and makes master plans which are strategic and normally have a  time 

horizon  of  about  10  years.  The  operational  department makes  and  carries  out  the  tactical  and 

operational actions. These are based on the master plan.  

 

Page 206: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 30 

The scope of maintenance and rehabilitation is set in the master plan and is based on a combination 

of the CARE‐W LTP results, general experience and other data sources (demographic change, climate, 

and city development etc). The prioritization  is mostly done by the operational department as they 

are  the ones who are close on  the network and best knows  the actual state of  the  infrastructure. 

They prioritize  the projects and develop annual plans  (tactical and operational). The plans  lay out 

details on maintenance  intervals, state the amounts of certain  items (e.g. manholes) that are to be 

renewed over  the  coming  year,  and  specify  testing of other  components  in  the  system  (e.g.  flow 

meters are tested each year).  

 

The  strategic  planning  and  the  development  of  the master  plan  ensures  a  holistic  approach  to 

maintenance with emphasis on water quality, security of supply, risk vulnerability etc. In the annual 

plans (tactical and operational) focus is to improve the performance of individual pipes, or sections of 

the network that are known to be potential trouble spots at the current time or  in the near future 

(e.g. with high  failure rates, high  leakage rates etc.). When pipes are  to be renewed,  the company 

cooperates with  the  sewer‐  and  road  authorities  (other  departments  in  Trondheim  Bydrift).  The 

communication is mainly via informal routines, as the involved personnel in each department know 

the personnel at the other actors. Coordination is hence mainly by information sharing though direct 

communication, but also via  informative websites operated by each department. Coordination and 

cooperation may  reduce  the  involved  costs  for each participant. A website  is being  introduced  to 

communicate and coordinate actions between different infrastructures.  

 

Trondheim Bydrift continuously updates a list of the worst pipes with regards to failure rates which 

serves  to prioritize  them  for  rehabilitation. The  list also puts  the  company  in a position  carry out 

opportunistic maintenance. They are also planning on implementing results from failure forecasting‐ 

and  hydraulic  reliability  models  in  the  future  in  an  attempt  to  become  more  proactive  with 

maintenance activities. The company has developed  routines  for  registering operational data  from 

the network on a daily basis, using pen and paper. The administration of the operational department 

converts the data from paper onto a digital format. The experience with this routine is positive. They 

also apply the knowledge gained from the data a collection and operation and maintenance  in the 

next  steps  for  operation  and maintenance  as  part  of  prioritizing  their  routines  and  actions.  For 

example will experience on pipe materials, failure rates, problem areas etc. be used to plan further 

operation and maintenance actions.  

  

Page 207: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 31 

The municipality  does  not  yet  perform  extensive  risk  analyses  but  use  consequence  assessments 

before  certain actions are decided. Critical  functions and  security of  supply  is  taken  into  account, 

especially in the principal plans as they look at the overall performance of the drinking water system.  

 

The operating department says that they would like to have more exchange of experience with other 

municipalities in order to make use of experience that is obtained and methods that are developed in 

other water facilities across the country.  

 

Maintaining good customer service  is part of their daily duty, and the company strives to keep the 

negative  consequences  of  maintenance  activities  minimal.  Examples  are  by  maintaining  water 

pressure  in  homes  even  during  repairs  (by  rerouting),  and  by  avoiding  digging  in  the  same  area 

several  times  during  a  short  period.  The  company  has  had  good  experiences  with  carrying  out 

extensive renewal projects changing the pipe network in a complete district, instead of only changing 

individual pipes, and point out that this may become more the norm in the future. 

 

Operation and maintenance strategies have  improved significantly over the past 20‐30 years. As an 

example of the development is the reduction of leakage rates from 50 to 20 % after a comprehensive 

leakage reduction plan was implemented in the municipality in the 80s. Other effects of the leakage 

reduction  project  were  increased  digitalization  of  data  both  for  pipe  network  maps  and  for 

operational data, facilitating future planning of operations and maintenance of the network. 

 

3.5 TECHNICAL ECONOMICAL ANALYSES OF MAINTENANCE PROJECTS 

 

A  primary  element  of  uncertainty  in  decision making  concerning  the water  infrastructure  is  the 

balancing of rehabilitating (repairing) the system and the renewal of the  infrastructure by replacing 

old  components  with  new.  Good  data  is  fundamental  in  identifying  the  need  for  intervention. 

Decisions on what action  to  take and when  to carry  them  through can have a  large  impact on  the 

costs and the function of the system.  

 

Making the right decision on whether to replace or maintain an asset can be extremely difficult. It is 

commonly stated that good asset management is rehabilitating the right pipe at the right time, with 

the  right  technique  at  the  lowest possible  cost.  This  is  the essence of  rehabilitation optimization. 

Finding  the  right  pipe may  be manageable,  but  finding  the  right  time  and  technique  is  by many 

Page 208: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 32 

regarded as an art. Obviously rehabilitating an asset too early  is bad economy; rehabilitating  it too 

late  on  the  other  hand,  can  be  even worse.  The  task  is  finding  the  best  balance  point  between 

reactive and a preventive maintenance. The  core of asset management deals with  identifying  this 

balance  point  by  evaluating  a  range  of  factors  including  the  condition  of  the  asset, maintenance 

costs, environmental costs, cost of not delivering expected quality and quantity.  

 

The decision whether to replace or repair a pipe should take into account the balance between three 

interlink levers: expected level of service, the investment costs and the total budget over the asset's 

life  (life‐cycle  cost,  LCC).  If  maintaining  the  pipe  is  less  expensive  than  replacing  the  pipe,  the 

infrastructure owner may decide to maintain it to extend the life of the pipe. This must be balanced 

in relation to other concerns, as it may decrease the level of service or the quality of the service due 

to frequent leaks, odors, or repetitive service interruptions to perform O&M works.  

 

A point of consensus  in the discussion  is that all water utilities should put  in place a process which 

minimizes  life  cycle  costs  for main  assets while  delivering  according  to  (or  exceeding)  customer 

service  levels.  The  life‐cycle  cost  (LCC)  is  the  total  cost  of  owning,  operating, maintaining,  and 

(eventually)  disposing  of  an  asset  over  a  given  period  of  time  (usually  related  to  the  life  of  the 

project) with all cost discounted to reflect todays value of future  income and costs. But the LCC of 

one asset has  little value by  itself.  It  is most useful when  it  can be compared  to  the LCC of other 

design alternatives which can perform the same function, in order to determine which alternative is 

the most cost effective for this purpose. 

 

In  later  years  the  focus  in  rehabilitation planning has  shifted  form  focusing on  stretches of pipes 

(from manhole  to manhole)  to  focusing  on  single  pipe  lengths. With  the  use  of  a  pipe  scanner 

(condition assessment equipment), the focus on each single pipe can be made easier in that it gives 

meter  by  meter  information  of  the  pipe  located  underground.  Pipe  scanners  may  provide 

information of both internal and external condition of the pipe wall. Detailed information can thus be 

gained on single pipe  level and rehabilitation and maintenance decisions can therefore be made on 

the single pipe level instead of the level of pipe stretches.  

 

Hathi (2012) states that the unit cost (in Oslo, Norway) for using a pipe scanner  is over 90 %  lower 

than replacing a pipe and about 90 %  lower than fully structural No‐dig methods. Costs for coating 

the inside of the pipe is about 30 – 50 % lower than replacing the pipe or carry out renewal by no‐dig. 

In order to use inside coating one needs to know whether the pipe has external corrosion or not. If a 

Page 209: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 33 

pipe has external corrosion it is not advised to use coating on the inside of the pipe as a renovation 

method because it is not a structural or semi‐structural method and does therefore hold no strength 

by its own. If a pipe perforates the pipe thus holds no structural strength at that point. If the pipe is 

found to be suitable for applying coating, the cost savings can be extensive. The total unit cost for a 

pipe scanner and coating is about 45 % cheaper than No‐dig and about 60 % cheaper than replacing 

the  pipe  (These  are  estimate  numbers  for Oslo,  but  the  site‐specific  numbers  for  different  areas 

within Oslo is of the same magnitude).  

 

Since  the  pipe  scanner  can  separate  between  internal  and  external  corrosion,  it  can  be  used  to 

decide whether  to  rehabilitate  the pipes,  renovate  the pipes with  coating, or  repair  the pipes.  In 

order  to use coating,  the existing pipe must not have external  corrosion. As  the pipe  scanner can 

identify exactly where  in  a pipe  stretch  (from manhole  to manhole) problems with  corrosion and 

pitting  occur,  problem  sections  along  the  entire  stretch  can  be  identified.  When  planning 

rehabilitation, this  information  is used to decide what part of the pipe stretch will be rehabilitated 

(with no‐dig or  replacing of pipe) and what part will be  renovated with  lining or coating. The pipe 

scanner, and  the data  collected be  its use, has  significantly enhanced  the possibilities  to optimize 

rehabilitation decisions.  

Page 210: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 34 

4. CONDITION MONITORING 

 

Condition monitoring  of  critical  assets  has  been  adopted  by  a  range  of  industries  to  ensure  the 

proper functioning of equipment and to enhance the precision of maintenance activities. Traditional 

interval‐based  maintenance  activities  risk  sub‐optimal  use  of  maintenance  resources  (as 

maintenance  activities on  items  and  equipment  take place before  they  actually  are needed),  and 

increased  probability  of  failures  (as  improperly  executed maintenance may  introduce  additional 

failures). 

 

Ugarelli  (2009)  states  that  "Condition  assessment  is  performed  to  identify  assets  that  are  under‐

performing, determine  the  reason  for  the deficiency, predict when  failure  is  likely  to occur,  identify 

failures mode and determine what corrective action  is needed and when." Ugarelli  further present 

three reasons for adopting a program of condition monitoring of water infrastructure: 

 

1. Verify and confirm  supposed condition of  the asset  since  the decision makers do not  really 

know where to start rehabilitation actions.  

2. Provide information and data necessary to develop a rational cost effective strategy for asset 

management.  

3. Determine  the most  appropriate  form  of  renovation  or  replacement  of  a  pipeline; more 

specifically to allow selection of the maintenance / repair / rehabilitation strategy that will be 

most capital cost – effective, least disruptive and have the minimum externality costs. 

4.1 USE OF CONDITION MONITORING DATA FOR CONDITION ASSESSMENT  

 

The following paragraphs are taken from Ugarelli (2009) with the permission of the author: 

 

The purpose of a preventive maintenance inspection program is to identify operational and structural 

defects. The condition assessment component of the inspection ranks observed defects in a way that 

allows a numeric comparison of assets. Assigning defect numbers enables priority  ranking of O&M 

activities, as well as rehabilitation and replacement.  

 

The  use  of  this  information  will  be  crucial  for  making  repair,  replacement,  and  rehabilitation 

decisions. These decisions are predicated on the knowledge of the condition of the assets and how the 

Page 211: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 35 

condition affects performance. Correlation of attribute information with system performance is used 

to establish maintenance schedules that optimize field crews and equipment usage.  

 

The  expected  outcomes  of  the  establishment  of  a  preventive  inspection  program with  condition 

assessment and monitoring are a ranking of assets/pipes in condition classes reflecting the structural 

and operational performance of the assets, with the additional opportunity to;  

predict the probability of transition from one class to another in the future  

spread  the  information  collected  from  the  inspected  pipes  to  the  not  inspected  pipes  with 

opportune criteria.  

 

The results of the inspection have to be objective, e.g. not depend on the operator's interpretation. It 

must hence be standardized, e.g. a coding system for monitored information has to be developed in 

order to use a unique terminology to address defects, and to compare results from different pipes or 

inspections. Finally, the reporting of the detected information has to be readily available. 

 

For a  thorough presentation of various  tools,  techniques and methods  for condition monitoring of 

water  infrastructure,  see  (EPA,  2012).  The  tools,  techniques  and methods  can  be  categorized  as 

follows: 

 

1. Visual inspection (e.g. manual entry, CCTV, 3D optical scanning etc) 

2. Electromagnetic  Inspection  (e.g. Magnetic  flux  leakage,  Eddy  current,  ground  penetrating 

radar etc) 

3. Acoustic Inspection for structural Condition (e.g. Sonar, acoustic emission etc) 

4. Acoustic inspection for leak detection 

5. Ultrasonic testing 

6. Radiographic/thermographic testing 

7. Sensor technologies (e.g. corrosion rate sensor, stress sensoring etc) 

 

Methods  for  continuous monitoring  of  the  state  of  pipes  are  normally  limited  to  surveying  the 

volumes passing measuring points along  the network. Although  the  integration of wireless  sensor 

devices  in water  pipes  to monitor  condition  is  possible,  it  is  not  yet  regarded  as  cost  effective. 

Instead,  detected  changes  in  leakage  levels or  customer  tips or  complaints will  trigger  inspection 

action. 

 

Page 212: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 36 

4.1.1 THE RESUSPENSION POTENTIAL METHOD AS CONDITION MONITORING OF WATER QUALITY  

 

Measurements  of  the  resuspension  potential  can  be  used  as  condition monitoring  of  the water 

infrastructure.  By  repeatedly  performing measurements  at  certain  locations  in  the  network,  the 

measurements will reveal the rate of sediment buildup in the system. Sediments may be introduced 

by  the  flow of water  from  the  source, but will  also be  the  result of  in‐pipe processes or  ingress. 

Operations and maintenance activities  like  flushing and cleaning of pipes are aimed at keeping the 

turbidity level of the water in the network below certain thresholds (these thresholds vary between 

areas and countries). Increases in measured turbidity levels may be the result of normal fluctuations, 

but may also  indicate that the adopted operations and maintenance programs are not sufficient to 

keep up with sediment buildup  in the pipes. Turbidity  is measured by a turbidity meter  inserted  in 

the  water  pipeline.  The  resuspension  potential  method  is  further  explained  in  the  following 

paragraphs taken from Vreeburg, 2007 (with the permission of the author). 

 

The  principle  of  the  resuspension  potential  method  (RPM)  is  based  on  the  phenomenon  of 

resuspension  of  particles  caused  by  a  hydraulic  disturbance.  The  method  is  primarily  a  relative 

method  that  is  in origin  used  to  compare  the presence and mobility of  sediment  pre and post  an 

intervention  in  the  network.  An  intervention  is  for  instance  a  cleaning  action.  The  method  is 

developed to be applied in distribution networks with typical small diameter pipes in the range from 

50 to 200 mm. The majority of the pipes tested in practice is in the range of 100 to 125 mm.  

 

The RPM consists of a controlled and reproducible increase in the velocity within a pipe. The reaction 

of  the  turbidity  on  this  hydraulic  disturbance  is  measured  and  translated  to  a  value  for  the 

Resuspension  Potential.  An  increase  of  0.35m/s,  in  addition  to  the  actual  velocity  at  the  time  of 

measuring, was determined empirically (Vreeburg et al., 2004). Main reasoning is that this increase in 

velocity is mild compared to the increase of velocity as result of a pipe failure or the full use of a fire 

hydrant. The full use of a fire hydrant with a two sided supply on a 100 mm pipe would increase the 

velocity with at least 0,6 m/s. The hydraulic shear stress as a result of the increase in velocity of 0,35 

m/s causes particles to mobilise, affecting the turbidity of the water. The method is mainly applied in 

100‐150 mm  pipes;  hence  the  absolute  difference  in  shear  stress  caused  by  the  uniform  velocity 

increase  is  not  very  large.  The  turbidity  effect  is monitored  and  translated  into  a  ranking  for  the 

Resuspension  Potential.  This  Resuspension  Potential  has  an  obvious  relation  with  the  actual 

discolouration risk, but not necessarily with actual discolouration events. For a discolouration event, 

next to the presence of mobile sediment (as measured with the RPM) also a hydraulic disturbance is 

Page 213: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 37 

necessary.  In hydraulically quiet networks, meaning networks without  large disturbances caused by 

failures and other unusual high demands, a high RPM can stay without complaints. On the other hand 

a moderate RPM in a network with a few disturbances can lead to customer complaints. 

4.1.2 CUSTOMER COMPLAINTS – CONDITION MONITORING OF WATER QUALITY 

 

Water utilities are in the lucky position of having their performance continuously monitored by every 

inhabitant connected to their network. The importance of water in peoples' everyday life results in a 

stream of complaints when water quality negatively deviates from expectations.  

 

Normally,  customer  complaints are either  related  to a  loss of water pressure  (which may  indicate 

large  leaks or pipe bursts) or discolored water. The  levels of deviation  from expected performance 

levels  at which  customers  register  a  complaint  vary  among  the  population.  The  activity  involving 

water use will also  influence  the  likelihood of  registering a complaint. Discoloration events will  for 

example be harder to detect when a customer uses running water (e.g. washing hands or watering 

garden plants) than in the case of filling a glass of water to drink or filling a bathtub to take a bath. 

 

The most serious type of complaint is from customers who claim to have been exposed to illness due 

to contaminated drinking water. A well‐designed water hygiene test scheme will provide the utilities 

with the ability to warn the public before risk‐levels become significant.   

 

Vreeburg (2007) states that the manner of registering and dealing with customer complaints often is 

insufficient.  The  following  paragraph  describes  the  challenges  in  handling  complaints  concerning 

discoloration: 

 

The  recording  of  water  quality  complaints  done  by  copanies  are  not  always  reliable  and 

consequential. The  following paragraph describes  the challenge:  "A classic example  is a  large pipe 

burst with a lot of complaints; after a while the customer service centre releases the message that the 

cause of the problems is known and that everything is being done to solve the problem as quickly as 

possible; at that point the complaints are usually not recorded any more. Relatively small companies, 

especially,  record  the complaints around  large  incidents  insufficiently. A good customer complaints 

registration records every complaint and passes it on to the relevant department in the company.  

Page 214: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 38 

5. DISCUSSION: RELEVANCE VS RAIL INFRASTRUCTURE 

 

Both rail infrastructure and water infrastructure provide transport of a high criticality commodity by 

means of a distributed network. The planning horizon for development of the transport systems are 

long, as is the useful life of properly constructed and maintained infrastructure. The investment costs 

are considerable in case of renewal of existing, and in constructing new infrastructure. In exchange, 

the effective life of the infrastructure may be over 100 years in both cases.  

 

Rail  and water  infrastructure  represent  significant  value  invested over  the  last  centuries,  and  the 

replacement  value  of  either  is  enormous.  Still,  both  have  suffered  from  a  lag  of  investment  in 

maintenance for long periods. This may be caused by the infrastructures being regarded as "basic" by 

the public and as it has been around for such a long time. As the networks develop and grow, so does 

the need  for maintenance. Yearly expenditure on maintenance may hence gradually  increase as a 

result of  (at  least)  two  factors; aging of  the  infrastructure and  the addition of new sections of  the 

networks. On  the  other  hand,  new  techniques  being  developed  contribute  to maintenance  being 

more efficient in both sectors. 

 

Some differences between the two types of  infrastructures stand out as well, though. Whereas rail 

infrastructures have been nationalized  in most European countries, water has  in most cases been a 

municipal  or  private  issue.  The  state  of  the  water  infrastructure,  and  the  challenges  faced  in 

maintenance management, therefore differ significantly within countries. It further  implies that the 

cross‐border aspects of OptiRail to a small degree apply to water  infrastructure. Another significant 

difference  is the fact that  infrastructure delivering water, under normal circumstances,  is to a  large 

extent  invisible  to  the  end‐customers.  The  transmission  and  distribution  pipes  are  buried 

underground  and  are  hard  to  access  for  inspection  purposes.  The  infrastructure may  appear  to 

function well, even  in case of significant  leaks from the system, given that no contamination enters 

the system and no water is visible on the surface. 

 

The development in maintenance management of both rail and water infrastructure is towards more 

"intelligent"  infrastructure, and data supported maintenance management. The primary  findings  in 

the case study as to where the rail  infrastructure domain may  learn from water are  in the authors' 

point of view: The long perspective taken on investment (100 years), deciding the rate of renewal of 

Page 215: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 39 

the existing infrastructure, and the cross‐European approach to developing tools to support the long 

term planning of renewal. 

Page 216: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 40 

6. CONCLUSION 

 

The purpose of the water infrastructure is to provide safe drinking water at a satisfactory pressure to 

the end‐customers.  It  is composed of a gathering  system,  treatment and  transmission/distribution 

system.  Traditionally,  maintenance  management  of  water  infrastructure  has  been  reactive  (or 

corrective); as  the  infrastructure  is  for  the most part  invisible under normal operating  conditions. 

Failures,  like  leaks  or  ruptures may  go  undiscovered  unless  the  costumers  report  a  problem  like 

discolored water or lack of pressure. 

 

There  is no  industry‐wide maintenance strategy  that  is prevalent  in  the water  industry. There are, 

however,  some  treats  that  are  typical  for  maintenance  management  of  water  infrastructure: 

Amongst  these  are  focus on  safety,  security of  supply  and  long  term planning of  investment  and 

renewal of  the  infrastructure. Some municipalities are experimenting with model‐ and data driven 

maintenance management, although mostly when dealing with prioritizing renewal of pipe sections 

with high risk of failure.  

 

The case studies have not revealed any obvious tools or methods being applied  in maintenance of 

water  infrastructure  that may  be  directly  transferred  to maintenance  of  rail  infrastructure.  Both 

industries are however moving  in a  similar direction when  it  comes  to dealing with maintenance. 

Tools  like pipe scanners contribute to more detailed  information on the state of the  infrastructure, 

facilitating the planning and execution of rehabilitation and renewal actions. The input from tools like 

pipe scanners may further provide input to optimization models of renewal and rehabilitation of the 

water  system.  Hydraulic  models  and  degradation  models  are  commonly  used  in  the  industry, 

although the case studies reveal that in practice, employees' tacit knowledge concerning the network 

plays a more significant role. 

 

It  is a general trend  in the  industry that the companies or public utilities dealing with water supply 

gather and store more data concerning the  infrastructure, providing better foundation for decision 

making  in maintenance management. The data  includes  incidents  (leaks,  ruptures), map data, and 

pipe properties. Aspects of RCM are being  introduced where  sufficient data  is available, and may 

become the norm in the future. 

Page 217: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 41 

7. REFERENCES 

 

Antoun,  E. N.,  T.  Tyson  and D. Hiltebrand  (1997). Unidirectional  flushing:  a  remedy  to water 

quality  problems  such  as  biologically  mediated  corrosion.  AWWA  Annual  Conference  1997, 

Denver, CO. 

Antoun, E. N.,  J. E. Dyksen and D. Hiltebrand  (1999). Unidirectional  flushing: A powerful  tool. 

Journal American Water Works Association 91(7): 62‐71 

Barbeau, B., V. Gauthier, K. Julienne and A. Carriere (2005). Dead‐end flushing of a distribution 

system:  Short  and  long‐term effects on water quality.  Journal of Water  Supply: Research and 

Technology ‐ Aqua 54(6): 371‐383 

Blokker, E. J. M., J. H. G. Vreeburg and A. J. Vogelaar (2006). Combining the probabilistic demand 

model  SIMDEUM  with  a  network  model.  8th  annual  water  distribution  system  analysis 

symposium, Cincinnati, Ohio, USA. 

Boxall,  J. B., P.  J. Skipworth and A.  J. Saul  (2003). Aggressive  flushing  for discolouration event 

mitigation  in water distribution networks. Water Science and Technology: Water Supply 3(1‐2): 

179‐186 

Brashear, K.  (1998). Distribution water quality problems created by upgraded water treatment 

plants. 1998 AWWA WQTC, San Diego, USA. 

Carriere, A., V. Gauthier, R. Desjardins and B. Barbeau  (2005). Evaluation of  loose deposits  in 

distribution systems through unidirectional flushing. J Am Water Works Assoc 97(9): 82‐92 

EPA 2012. Condition Assessment Technologies for Water Transmission and Distribution Systems. 

United States Environmental Protection Agency. 

Friedman,  M.,  G.  J.  Kirmeyer  and  E.  N.  Antoun  (2002).  Developing  and  implementing  a 

distribution system flushing program. Journal AWWA 94 (7(july 2002)): 48‐56 

Friedman,  M.  J.,  K.  Martle,  A.  Hill,  D.  Holt,  S.  Smith,  T.  Ta,  C.  Sherwin,  D.  Hiltebrand,  P. 

Pommenrenk, Z. Hinedi and A. Camper (2003) Establishing site‐specific flushing velocities, Report 

number, 6666 West Quincy Avenue, Denver, CO, 

Gauthier, V., B. Barbeau, R. Milette, J.‐C. Block and M. Prevost (2001). Suspended particles in the 

drinking water of  two distribution systems. Water Science and Technology: Water Supply 1(4): 

237‐245 

Geudens,  P.  J.  J.  G.  (2006)  Water  Supply  Statistics  2005,  Report  number,  Rijswijk,  The 

Netherlands 

Page 218: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 42 

Hathi, C. Condition monitoring of the water network in Oslo. Lecture at the Norwegian University 

of Science and Technology (NTNU), 08.11. 2012. 

Howard G, Bartram J. Domestic water quantity, service  level and health. Geneva, World Health 

Organization,  2003  (WHO/SDE/WSH/03.02). 

http://whqlibdoc.who.int/hq/2003/WHO_SDE_WSH_03.02.pdf  

Kong  JS,  Frangopol  DM.  Life‐cycle  reliability‐based  maintenance  cost  optimization  of 

deteriorating structures with emphasis on bridges. J Struct Engng 2003;129(6):818–28. 

Oberoi,  K.  (1994).  Distribution  flushing  program:  Benefits  and  results.  AWWA  Annual 

Conference, New York, AwwaRF 

Slaats, N.,  L.  P. M.  Rosenthal, W. G.  Siegers, M.  v.  d.  Boomen,  R. H.  S.  Beuken  and  J. H. G. 

Vreeburg  (2002)  Processes  involved  in  generation  of  discolored water,  Report  number:  KOA 

02.058, American Water Works Association Research Foundation / Kiwa, The Netherlands., 

Saegrov,  S.  (editor), 2005. CARE‐W – Computer Aided Rehabilitation of Water Networks.  IWA 

Publishing.  

Saegrov, S.  (editor), 2006. CARE‐S – Computer Aided Rehabilitation of Sewer and Storm Water 

Networks. IWA Publishing.  

Torvinen,  E.,  S.  Suomalainen, M.  Lehtola,  I. Miettinen, O.  Zacheus,  L. Paulin, M. Katila  and P. 

Martikainen  (2004). Mycobacteria  in water  and  loose  deposits  of  drinking water  distribution 

systems in Finland. Applied And Environmental Microbiology 70(4): 1973‐1981 

Ugarelli,  R.  2009.  Theoretical  background  of  pipes  condition  assessment  (Importance  and 

limitations  for  the application of  the PipeScanner  in  the asset management set of procedures). 

SINTEF report. 

Vreeburg,  J.  H.  G.,  P.  Schaap  and  J.  C.  van  Dijk  (2004).  Measuring  discolouration  risk: 

Resuspension potential method. IWA Leading Edge Conference, Prague, IWA. 

Vreeburg, J. H. G. (2007), "Discolouration in drinking water systems: a particular approach",ISBN: 

Delft University of Technology 

Vreeburg, J. H. G., Q. Wang and J. C. van Dijk (2007b). Composition and hydraulic behaviour of 

drinking water distribution systems sediments. Journal of AWWA Submitted 2007 

Zacheus, O. M., M. J. Lehtola, L. K. Korhonen and P. J. Martikainen (2001). Soft deposits, the key 

site  for microbial growth  in drinking water distribution networks Water Research 35(7): 1757‐

1765 

 

Page 219: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 43 

8. APPENDIX 1: FURTHER DETAILS ON WATER FLUSHING 

 

Reprint of the second half of chapter 5 of (Vreeburg, 2007), with the permission of the author. This 

part of the chapter provides further details on flushing. The information is presented to complement 

the  sections  presented  in  chapter  3.3.4  "Flushing  and  cleaning  of water  networks",  although  the 

information is of limited use for railway infrastructure. 

 

Minimum velocity 

The  value  set  as  minimum  velocity  in  several  studies  is  1,5  –  1,8  m/s  (Brashear,  1998;  Slaats, 

Rosenthal et al., 2002). The reasoning behind this is partly the theoretical approach based on Shields’ 

and Stokes’ equations, though this leads to lower velocities than 1,5 m/s e.g. (Boxall, Skipworth et al., 

2003). For the other part, the value of 1,5 m/s  is based on practical experience that these velocities 

are significantly above the normal daily maximum velocities. With 1,5 m/s all the sediment that could 

cause discolouration would then be removed. Finally the velocity of 1,5 m/s is well attainable, taking 

into account a number of valve manipulations.  The flow resistance of a hydrant‐standpipe‐hose combination often  limits the maximum capacity to 

60 to 90 m3/h. At this flow the resistance approaches the available head in the network. Typically, the 

hydrants are  installed on 100 mm pipes and a 60 m3/h  flow pushes 2,1 m/s  through  those pipes. 

Normally  the  velocity  in  those  pipes  are  in  the  order  of  a  few  centimetres  per  second  (Blokker, 

Vreeburg et al.,2006). 

 

Apart from the theoretical approach  looking at the possibilities of obtaining a velocity of 1.5 m/s, a 

practical approach  is  to see what happens  if the velocity  is not reached. The adverse effects of  low 

velocity are best demonstrated by the negative effects of conventional flushing (with velocities lower 

than 1.5 m/s) as mentioned by (Antoun, Tyson et al., 1997): the increase of complaints after flushing. 

This effect can be explained with  the  results of  turbidity measurements during an experiment with 

two  flushing  velocities  (Figure  4).  In  this  experiment  in  a  3  inch  cast  iron  pipe  first  a 

flushing/disturbance was applied with a velocity of 0,4 m/s. The pipe was isolated by closing a valve 

near the hydrant that was located in such a way that a unidirectional flushing was caused. Turbidity 

was monitored with the Sigrist KT65, earlier described with a measuring frequency of 10 minutes. The 

experiment was performed in 1998. 

 

Page 220: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 44 

 FIGURE 4: INFLUENCE OF FLUSHING VELOCITY ON SEDIMENT MOBILITY; FIRST FLUSHING ON 21/9 WAS WITH 

VELOCITY LESS THAN 1,5 M/S (AT LEAST 0,4 M/S), SECOND FLUSHING WITH AT LEAST 1,5 M/S.  

The monitoring started on 20 September and there was a distinct difference between the turbidity at 

the  treatment plant and at  the  research  location  in  the network. This difference  indicated  that  the 

network was being loaded with particles (settling of particles between the two measuring points). The 

turbidity at the monitoring  location was stable until the disturbance/flushing on 21 September. The 

stability  in  turbidity  indicated  that  the  layer  of  sediment  was  not  mobile  under  normal  flow 

circumstances. In the early afternoon of 21 September, a disturbance/flushing took place with a flow 

of 6,5 m3/h. Because the pipe was an old 3” unprotected cast iron pipe the velocity is at least 0,4 m/s, 

but presumably higher because the effective flow area can be decreased by corrosion products.  

 

The  turbidity  following  the disturbance  is higher  than  the  turbidity prior  to  the disturbance.  It  took 

almost 24 hours before  the  turbidity resided again,  though not to the starting  level. After that, the 

turbidity pattern had more variation than the pattern before the disturbance. In the afternoon of 24 

September  the  hydrant was  opened  again,  but  now  intentionally  causing  a  unidirectional  flushing 

with a velocity of at  least 1,5 m/s (flow  is 27 m3/h) under the same unidirectional conditions as the 

original  flushing.  The  total  amount  flushed  during  the  second  flushing was  three  times  the  pipe 

content and the water was conveyed through clean pipes (a clear water front was used). The turbidity 

during  the opening of  the hydrant was high, but only  for a  short period. Directly after  closing  the 

Page 221: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 45 

hydrant,  the  turbidity  dropped  again  to  the  initial  level  and  stayed  stable.  This  indicates  that  the 

flushing/disturbance  with  a  lower  velocity  mobilised  the  sediment  without  actually  removing  it 

completely. During the disturbance, though, a part of the sediment was removed. The flushing with 

high velocity removed the sediment instantaneously and limited the customer inconvenience resulting 

from the flushing to the actual flushing time. 

 

These results  lead to the conclusion that the velocity of 1,5 m/s  is sufficient to remove the drinking 

water sediments in this case, while the  lower velocity had an adverse effect. Though this is only one 

experiment,  the  results make  the adverse effects of conventional  flushing understandable: Too  low 

velocity  disturbs  and  mobilises  the  sediment  without  actually  removing  it.  The  operational 

requirement for velocity in water flushing is set on 1,5 m/s amongst others based on this experiment. 

It must be noted that lower velocities could also effectively remove sediment, but with the experience 

gained over the years it can be said that it is universally applicable for many network and treatment 

combinations. Moreover, the awareness those too low velocities can have adverse effects because of 

the mobilisation  of  the  sediment,  attributed  to  the  acceptance  of  this  requirement  for minimum 

velocity for flushing. 

 

Flushed volume  

The materials that must be removed from the pipe are the loose particles. With a sufficient increase in 

velocity, the relevant particles will resuspend and be flushed out with the water flow. In principle all 

particles  will  be  resuspended  immediately  after  the  sheer  stress  from  the  increased  velocity  is 

exercised.  The  depth  of  the  particle  layers  is  in  the  order  of  some  micrometers  or  millimeters 

(Vreeburg, Wang et al., 2007)  that would  indicate  that a scouring effect  is only necessary during a 

short period. The velocity profile over the cross‐section of a pipe with a turbulent flow  is not  linear. 

These two effects make  that  if  just a bit more than the volume of the pipe  is  flushed no additional 

sediment would be removed and that the minimal flushed volume should be more than one time the 

volume of the pipe to be cleaned  

 

An example of many experiments  in pipes  in the Netherlands  is presented  in Figure 5.  It shows that 

the nature of the sediment removed was actually  loose deposits that resuspended  immediately and 

completely when the sheer stress was increased. Figure 5 shows the measurements of the turbidity of 

the  flushed water during a  flushing of a 400 mm AC pipe with a velocity of 1,5 m/s. The distance 

between the flushing point and the clear water front is 3600 meter and the flushing is unidirectional 

from  the  clear water  front  to  the  flushing point.  Turbidity  is measured with a Dr  Lange Ultraturb 

Page 222: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 46 

described earlier with a measuring frequency of 1 minute. The theoretical first turnover was around 

40 minutes,  which  was  confirmed  during  the  experiment  with  the  sharp  decay  of  turbidity.  The 

exponential further decay can be explained by the non‐linear velocity distribution: the lower turbidity 

is the mixing of the fluid layers closer to the wall that move slower than the bulk of the fluid. 

 

The drop  in  turbidity after  ten minutes of  flushing and gradual  increase again after 25 minutes of 

flushing are probably caused by the irregular nature of the deposits in the pipe. The layer of sediment 

is not distributed evenly over the complete pipe. What causes this irregularity cannot be explained by 

the experimental results. It is speculated that this could be caused by the horizontal level profile of the 

pipe that can have a slight ‘top’ half way the pipe. The pipe is laid in a flat terrain, but underground 

level differences of a few tens of centimetres could have caused this. 

 

 FIGURE 5: TURBIDITY MEASUREMENTS AT THE FLUSHING POINT OF A 300 MM AC PIPE, LENGTH 3600 

METERS, VOLUME FLOW 680 M3/H (1,5 M/S). HORIZONTAL AXIS IS THE TIME ELAPSED AFTER THE START OF 

THE EXPERIMENT. 

As said these kind of observations (a sharp drop in turbidity after one turnover of the pipe) is observed 

in many experiments of which  this  is one example.  It  leads  to  the second operational condition  for 

water  flushing  to  remove  the  sediment  effectively  that  the  flushed  volume  should be at  least  two 

times the content of the pipe to overcome the velocity dispersion. In the Netherlands the first set of 

operational  requirements  stated a  refreshment  rate of 3, but  in practice  it was  sufficiently proven 

Page 223: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 47 

with measurements as presented in Figure 5 that two turnovers are enough as the water clears fairly 

well after two refreshments.  

 

Clear water front  

The  turbidity  trace  in Figure 5 shows  the effect when  the water used  for  flushing  itself  is not clear 

enough. First,  this clouds  the effective end point of a  flushing when  this  is defined  in  the  form of a 

turbidity threshold. Carriere et al.  (2005) explicitly reports a stop criterion for flushing of 1 FTU, but 

that on several locations, values below 5 FTU could not be reached. Probably the effective removal of 

sediment  from  the pipe has  stopped, but  the water used  for  flushing has a  turbidity of 5 FTU. The 

second effect is that with the flushing ‘up‐stream‐sediment’ is carried to the flushing location, already 

partly  loading  the pipe with velocities  lower  than  the  threshold velocity of 1,5 m/s, with effects as 

shown in Figure 4. This sets the third operational requirement to effective water flushing: the water 

used to flush the pipes should come from pipes with no resuspendable sediment. This concept is called 

“Working from a clear water front.”  

Discussion of water flushing  

The effect of water flushing has long been underestimated because of the negative effects of the so‐

called conventional flushing. Much of the negative effects mentioned by (Antoun, Tyson et al., 1997), 

such as an  increased number of customer complaints during and  immediately after  implementation 

of flushing and a minimal, short‐lived water quality benefit, can be explained when the operational 

requirements are considered, or rather the  lack of operational requirements. The complaints during 

and immediately after the actual flushing could be caused by the low velocities that are the result of 

randomly opening fire hydrants. The effects of the increased velocity can be felt in the vicinity of the 

flushed hydrant, but also in more remote areas where the sediment is disturbed. The mobilisation of 

sediment, as shown  in Figure 4, explains  the complaints  that are seemingly delayed. Unidirectional 

flushing  is recognised as a good technique, but guidelines are mainly driven by “good management 

practices”  (Friedman  et  al.,  2002)  to  minimise  the  costs  of  a  flushing  program  rather  than  to 

maximise the effect.  

 

The  operational  requirements  should  all  three  be  met  for  an  effective  cleaning  of  the  network. 

Moreover,  it  forces  the operators  to make minute plans  for  the  flushing  involving valve exercising. 

Implementation of the three requirements gives a relatively simple framework to make flushing plans.  

 

Page 224: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.3. CASE STUDY 3/4 ‐ INFRASTRUCTURE FOR WATER DISTRIBUTION    Page 48 

A widespread misunderstanding is that water flushing uses large amounts of water. However, a good 

flushing  plan  uses  only  at maximum  three  times  the  volume  of  the  network.  For  example,  in  the 

Netherlands this volume can roughly be related to the yearly demand in a network. The total length 

of the network in the Netherlands is 110.000 km (Geudens, 2006). There are no sufficient data on the 

diameter distribution  in the network, but a fair estimation would be an average diameter of 150 to 

200 mm. The average daily  consumption  in  the Netherlands  is 3,0*106 m3. This gives an average 

residence  time of 15  to 27 hours.  Three  times  the  volume of  the  network  is  equal  to 45 hours of 

average demand or 0,53  to 0,94% of  the  total  yearly demand. A  complete  flushing program once 

every 3 years would add 0,18 to 0,31% to the Unaccounted For Water on a yearly basis.  

 

Page 225: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CASE 

Deliv 

 

E STUDY

erable n

 

Y 4 ‐ AI

nº: D2.1

RPORT

1.4 

EC‐GAProjec

T MAIN

A Numberct full title:

TENAN

r: 31403DeveloFrameKnowlInfrastDecisio

 

NCE 

31opment  owork  Bedge  totructure ons in Railw

of  a  SmaBased o  SuppoMaintenan

way Corrido

art on ort nce rs 

Page 226: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

Transpo

Partner

Respon

Title: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ort; Grant Ag

rs:  LT

sible:  LT

D

M

 

greement No

TU 

TU 

D2.1.4  CASE

MAINTENANC

o 314031 

E  STUDY  4

CE 

 

W

Ty

D

4  ‐  AIRPO

Work Package

ype of docum

ate: 

ORT Version

e:  W

ment:  Ca

18

n: 1  Page:

WP2.1 

ase study rep

8/03/2013 

: 0 / 89 

port 

Page 227: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Docu 

Vers. 

 

 

 

Docu 

Partner

LTU 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ument H

Issue Date 

18/03/2013

ument A

rs  

AIRPORT MAINTE

History 

C

3  Fi

Authors 

ENANCE 

ontent and c

irst version

Contributo

Diego Gala

Ghodrati 

changes 

ors 

r, Roberto V

Author

 

Villarejo, Carll Anders Johansson, Beh

 

Page 1 

zad 

Page 228: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

1. AIRCR

1.1 Ge

1.2 Op

1.3 Ai

1.3.

2. Maint

2.1 Du

and IM

2.1.

2.1.

2.1.

2.2 Av

2.3 Av

2.3.

2.3.

2.3.

2.3.

2.3.

2.3.

2.3.

3. Descri

3.1 An

4. Condit

4.1 Co

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

RAFT TRANSP

eneral overv

perators and

rport Admin

1 Airport Ad

tenance strat

uality of airp

M relation ....

1 Airport Op

2 Airport Ru

3 Airport Mi

viation Aircra

viation Airpo

1 Paved and

2 Runway Pa

3 Runway Lig

4 Runway Ed

5 Fence mai

6 Maintenan

7 Maintenan

iption of syst

n Overview o

tion monitor

ondition mon

AIRPORT MAINTE

PORTATION .

iew of aeron

d Infrastructu

istration .....

ministrative 

tegies and m

port mainten

....................

perational Pr

les and Regu

nimum Stan

aft Maintena

ort Maintena

 non‐paved 

avement Ma

ghting .........

dge Markers 

ntenance ....

nce in the dr

nce of signbo

tem characte

of Airport Sta

ring and NDT

nitoring of el

ENANCE 

TABLE

....................

nautics .........

ure manager

....................

Structure ....

maintenance 

nance and air

....................

ocedures an

ulations ........

dards ..........

ance .............

nce ..............

Runways .....

rkings ..........

....................

....................

....................

ainage syste

oards ............

eristics and p

andard Proce

T techniques

lectric parts:

E OF CONT

....................

....................

rs: ................

....................

....................

organization

rcraft mainte

....................

d Schedules

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

em ................

....................

properties ...

edures .........

s as an altern

 Thermograp

TENTS 

....................

....................

....................

....................

....................

n ...................

enance: issu

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

native to cor

phy ..............

....................

....................

....................

....................

....................

....................

es and challe

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

rective and r

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

enges of an 

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

reactive met

....................

Page 2 

............ 4 

............ 4 

............ 5 

............ 6 

............ 6 

............ 8 

operator 

.......... 10 

.......... 10 

.......... 10 

.......... 11 

.......... 13 

.......... 16 

.......... 18 

.......... 18 

.......... 19 

.......... 22 

.......... 22 

.......... 23 

.......... 24 

.......... 25 

.......... 25 

thods . 27 

.......... 27 

Page 229: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

4.2 Co

4.3 Or

4.3.

5. State 

5.1 Int

5.2 Sn

5.3 M

5.4 Ch

5.5 Th

5.6 Ru

5.7 Ai

6. Descri

6.1 Ch

6.2 Cli

6.3 Se

6.4 sp

6.4.

6.4.

6.4.

6.4.

6.4.

7. Discus

7.1 SU

7.2 Re

8. Conclu

9. REFER

  

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ondition mon

rganization a

1 Database o

of the art air

troduction ...

now plan ......

echanical eq

hemicals for 

hermal de‐ici

unway surfac

rcraft de‐icin

iption of sele

haracteristic 

imate ...........

ervices provid

pecial mainte

1 WINTER ER

2 CONDITIO

3 The runwa

4 WILD LIFE 

5 Environme

ssion ............

UMMARY OF

elevance of B

usion ...........

RENCES ........

AIRPORT MAINTE

nitoring of ci

and planning

organization

rport mainte

....................

....................

quipment for

runway de‐i

ing ...............

ce monitorin

ng ................

ected case st

of the Kirun

....................

ded and desc

enance action

RGONOMICS

NS FOR AIRP

ay conditions

PROTECTION

ental care tec

....................

 BEST PRACT

BP versus rai

....................

....................

ENANCE 

vil infrastruc

g ...................

: CMMS and

enance in ext

....................

....................

r snow remo

cing .............

....................

ng .................

....................

tudy .............

a Airport .....

....................

cription of fa

ns performe

S FOR OPERA

PORT VEHICL

s at Kiruna ai

N ..................

chnologies fo

....................

TICES (BP) IN

l infrastructu

....................

....................

cture: Runwa

....................

d CM data, di

treme weath

....................

....................

oval and ice c

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

acilities ........

d in kiruna ..

ATORS ..........

LES ...............

irport ..........

....................

or de‐icing ..

....................

N AIRPORT AN

ure ..............

....................

....................

ay friction m

....................

isparate mai

her condition

....................

....................

control .........

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

ND AIRCRAFT

....................

....................

....................

onitoring ....

....................

ntenance inf

ns .................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

T MAINTENA

....................

....................

....................

....................

....................

formation so

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

....................

ANCE ...........

....................

....................

....................

Page 3 

.......... 30 

.......... 33 

ources 33 

.......... 35 

.......... 35 

.......... 36 

.......... 40 

.......... 47 

.......... 52 

.......... 53 

.......... 55 

.......... 62 

.......... 62 

.......... 64 

.......... 65 

.......... 67 

.......... 67 

.......... 71 

.......... 73 

.......... 76 

.......... 77 

.......... 78 

.......... 78 

.......... 79 

.......... 81 

.......... 82 

Page 230: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

1. AIRC

 

1.1 GEN

 

The airli

and best

requirem

improve

expect a

 

Punctua

with  an 

maintain

continuo

one of th

led to a c

 

Changing

between

and  the 

include 

Unreliab

that can

a compa

reputatio

high stan

 

To this e

operator

for both

capabilit

owner m

passenge

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

CRAFT TRA

ERAL OVERV

ne business 

t‐in‐class  se

ments  and  g

ements  in air

an affordable

lity has beco

airline.  This

ning  the  sati

ously under 

he requests 

change in de

g  attitudes 

n  stakeholde

extensive  c

a  high  cost

ble services m

 create serio

any can rapid

on  for  reliab

ndards of saf

end, aircraft o

rs.   Therefor

h aircraft and

ties, and pre

money every 

ers. Therefo

AIRPORT MAINTE

ANSPORT

VIEW OF AER

is  large,  inte

rvice has be

gaining  a  g

rline and air

e service whi

ome one of

s  has made 

isfaction of 

pressure to 

of the passe

emand.  

and  behavio

ers. When d

competition,

t  of  operati

may also lead

ous problem

dly be brand

ble  services 

fety and relia

operability a

re, the  ident

d airports w

event the det

minute of e

re, it is expe

ENANCE 

TATION 

RONAUTICS

egrated, aut

ecome  a  stra

global  comp

port safety a

ch is on sche

f the most  s

the  on‐tim

current  cust

improve the

engers but ne

ours  imply  n

ealing with  t

  the  conseq

on,  a  loss 

d to annoyan

s regarding t

ed as unrelia

takes a  long

able services

and airport m

tification and

ill reduce pr

terioration o

every day, bu

ected that th

tomated and

ategic  issue 

etitive  adva

and services

edule.  

significant  fa

e  performan

tomers and 

eir punctuali

ew generatio

new  services

the  complex

quences  of  u

of  productiv

nce, inconve

the company

able after pr

g  time. Ther

s, while optim

management

d  implement

remature rep

of a system a

ut makes mo

he aircraft w

d complex,  in

for  air  carr

antage.  Ove

 have taken

actors  for de

nce  of  an  a

attracting n

ity and prov

ons of trave

s with  new 

x  technical  s

unreliable  se

vity,  inciden

enience and a

y’s marketpl

roviding poo

refore,  it  is c

mizing their 

t are conside

tation of an 

placement c

and its items

oney only wh

will have to b

n which prov

iers,  in orde

r  the  past 

place. How

efining  a pas

irline’s  sche

ew ones. Th

ide on‐time 

llers and cha

and more  c

systems  invo

ervices  beco

nts,  and  exp

a lasting cus

ace position

or services, w

critical  for ai

profits. 

ered as majo

appropriate

osts, mainta

s. In addition

hen it is flyin

e in service 

viding a safe

er  to meet  c

decades,  s

ever, passen

ssenger’s  sat

edule  a  key 

herefore, air

performanc

anging attitu

complex  int

olved  in air  t

ome  critical 

posure  to  a

stomer dissat

n. This is cruc

whereas build

ir carriers  to

r requireme

e maintenan

ain stable pr

n, an aircraft

g with freigh

as much as 

Page 4 

e, reliable 

customer 

ignificant 

ngers still 

tisfaction 

factor  in 

rlines are 

ce. This  is 

udes have 

eractions 

transport 

and may 

accidents. 

tisfaction 

cial, since 

ding up a 

o achieve 

nts by air 

ce policy 

roduction 

t costs its 

ht and/or 

possible. 

Page 231: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Hence, w

safety,  r

mainten

the worl

 

This repo

infrastru

will be c

 

 In  summ

Looking 

In many

approac

relation.

with  the

direct co

 

 In Europ

sector  (m

network

a  radica

different

develope

 

1.2 OPER

 

There  a

passenge

infrastru

provide 

mainten

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

with  increas

reliability,  an

ance of air a

d. 

ort focuses o

ucture manag

onsidered a 

mary,  one  c

at previous 

y  other  coun

hes.  It  is  es

.  Indeed, mu

e other  com

ontrol of airp

pe and USA,

manufacture

k was not con

al  new  techn

t  cultures an

ed differentl

RATORS AND

re  two mai

ers or freigh

ucture mana

the  logistic

ance (preve

AIRPORT MAINTE

sing  awarene

nd  availabili

assets has b

on best pract

gers suitable

key factor p

could  say  th

statement, i

ntries,  this 

sential  to  u

uch of  the d

ponents of 

port manage

,  these comp

ers  and  airw

nsciously pla

nology  that 

nd different 

ly. 

D INFRASTR

n  stakehold

ht traffic. The

gers  (airport

c  support  f

ntive or corr

ENANCE 

ess  of  the  f

ty  of  the  sy

ecome a foc

tices for airp

e to be transf

art of an air 

hat  airports+

t's apparent 

harmony  is 

nderstand  t

ay to day w

the air  trans

rs. 

ponents of  t

ways)  and  (2

nned; rather

grew  rapid

forms of go

UCTURE MA

ers  in  the  a

ey own or re

t managers)

for  operatio

rective action

fact  that ma

ystem,  but 

cus of the st

port mainten

ferred. For t

transportati

+  planes  (o

 that these c

achieved  b

he  operatio

work of airpo

sportation n

the network

)  the nation

r, it represen

ly  in  the  pa

overnment; 

ANAGERS: 

aviation.  On

ent the aircra

. On other h

on  (landing, 

ns). 

aintenance  n

also  creates

trategic thin

nance in orde

his purpose,

on network.

perators  an

components 

y  governme

n  of  airport

ort professio

network,  com

k are owned 

nal  governm

nts the uniqu

ast  century. 

consequent

n  one  hand,

afts and buy

hand, airport

take  off, 

not  only  ens

s  value  in  th

king of man

er to find sim

 airports as l

 

d  manufact

must work t

ental  owners

s  and  their 

nals  is orien

mponents w

and operate

ent  (airports

ue response 

Other  parts

ly,  their avia

operators 

time slots a

ts that own 

taxi  and  gr

sures  a  high

he  business 

y companies

milarities wit

logistic infra

urers)=  air 

together in h

ship  or mon

role  in  this 

nted toward 

which are ou

ed by  (1)  th

s).  This  air  t

of western s

s  of  the  wo

ation  indust

(i.e.  air  car

and services 

the  infrastru

round  servi

Page 5 

h  level  of 

process, 

s all over 

h railway 

structure 

network. 

harmony. 

nopolistic 

complex 

relations 

tside  the 

e private 

transport 

society to 

orld  have 

ries have 

riers)  for 

from the 

ucture to 

ces)  and 

Page 232: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The  Airp

servicea

occasion

fulfil its p

 

Managin

number 

with  his

stakehol

airport. O

 

1.3 AIRP

 

The  term

perform

airports 

 

A  hallm

competi

airports.

sizes mu

manner;

degrade

and ope

ensure f

have litt

effective

 

1.3.1 AIRP

 

The Airp

person  r

Airports 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

port  manag

ble  conditio

nally solicited

primary func

ng airport is a

of stakehold

s/her  own 

lders’ positio

Operating a 

PORT ADMIN

m  “airport  a

ance measu

should be op

ark  of  the 

tion  in  effic

. Subject to 

ust  be  able 

; an  inappro

d market sh

erated  as  a b

flexibility in r

le activity, a

e business un

PORT ADMIN

port Manage

reports  dire

on an as‐ne

AIRPORT MAINTE

gement  has 

on  for  air  tr

d at airports

ction. 

an importan

ders, ranging

interests  an

ons  and  to 

successful a

NISTRATION 

administratio

res and ope

perated like 

aviation  ind

ciency  and 

local, region

to  respond

opriate delay

are, and a lo

business.  It 

responding t

and are remo

nit. 

ISTRATIVE ST

er has the da

ectly  to  the 

eded basis.  

ENANCE 

thee  mand

ravellers  and

, they shoul

t and compl

g from local 

nd  agendas. 

effectively  b

irport is muc

on”  can  enc

rational requ

a business.

dustry  is  co

profitability 

nal, national,

  to market 

y  in  respond

ower level o

is  critical  th

to market de

ote, they mu

RUCTURE 

ay‐to‐day res

Aviation  Di

date  to  mai

d  operators

d not conflic

ex responsib

pilots and n

  A  critical 

balance  thes

ch like mana

compass  a w

uirements co

ompetition. 

drives  all 

, and  interna

conditions 

ing  to evolv

f service. Giv

hat  airport m

emands. Whi

ust still be op

sponsibility o

rector  and 

ntain  and  o

.  While  oth

ct with or ha

bility. The Air

eighbours to

challenge  is

se  interests 

ging a succe

wide  range  o

ommon to a

In  both  co

aspects  of 

ational mark

and  demand

ving conditio

ven this real

management

ile local/regi

perated and 

of operating

is  supported

operate  airp

her  activities

amper the ab

rport Manag

o state and f

s  to  recogn

in  the  long‐

ssful busines

of  organizat

ny type of o

mmercial  an

the  aviation

ket considera

ds  in  a  dec

ons could  res

lity, an airpo

t be designe

onal airports

administere

g and manag

d  by  various

ports  in  a 

s  are  permi

bility of an a

ger is respon

federal offic

nize  and  un

‐term  intere

ss.  

tional  design

organization.

nd  general 

n  industry, 

ations, airpo

isive  and  im

sult  in  ineffi

ort must be 

ed  and posit

s are genera

ed as an effic

ging the syst

s  other mem

Page 6 

safe  and 

tted  and 

airport to 

sible to a 

ials, each 

derstand 

st of  the 

n  factors, 

 In short, 

aviation, 

including 

orts of all 

mmediate 

iciency, a 

managed 

tioned  to 

ally small, 

cient and 

em. That 

mbers  of 

Page 233: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Good  re

makes p

requiring

organiza

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ecord keepin

possible the 

g  prompt  c

ation problem

AIRPORT MAINTE

ng  is essentia

detection of

correction. 

ms.  

 

ENANCE 

al  to  contro

f employee  f

It  may  als

lling operati

fraud, mate

so  pinpoint 

ing  results.  I

rial waste, e

employee 

nternally, a 

errors, spoila

skill  deficie

good  recor

age, and oth

encies  and 

Page 7 

d  system 

her  losses 

internal 

Page 234: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

2. MAI

 

Mainten

during t

perform

vital to i

that  can

preventi

predeter

of  failur

preventi

in advan

which  re

determin

 

The iden

affects t

the dem

stems  f

developm

which h

perform

 

The  occ

problem

plans an

contains

growth s

congeste

is  obvio

consequ

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

INTENANC

nance  is  the 

he  life cycle

 the require

dentify the m

n  cause  fun

ive,  and  pr

rmined inter

re  or  the  de

ive maintena

nce. Mainten

estores  an  it

nation of con

ntification of

he operation

mands as pla

rom  the  co

ment. There

ighly  influen

 only the pre

urrence  of  u

m cannot be r

nd  leads  to  l

s  four  scena

scenario, the

ed, the top 2

ous  that  a

uences in futu

AIRPORT MAINTE

CE STRAT

combinatio

 of an  item 

ed  function  (

maintenance

nctional  fail

roactive  ma

rvals or acco

egradation  o

ance tasks is

nance tasks 

tem  to  or m

ndition. 

f an effective

nal regularity

nned.  In  fac

onsequences

efore,  the pr

nce both  the

eventive mai

unscheduled

rectified in a 

ess effective

rio‐based  fo

e annual dem

20 airports b

n  operation

ure than tod

ENANCE 

EGIES AND

on  of  techni

and  intende

(SS‐EN 13306

e strategies t

ure.  There 

aintenance. 

rding to pre

of  the  funct

 termed “sch

are actions o

maintain  an 

e maintenan

y and the ca

ct, a  large p

s  of  decisio

reventive an

e system dep

intenance ac

d maintenan

timely mann

e maintenan

orecasts of  a

mand rises u

eing saturate

nal  disrupti

ay. 

D MAINTE

cal,  adminis

ed to retain 

6).  In order 

that are nee

are  differen

Preventive 

escribed crite

tioning  of  a

heduled mai

or set of act

item  in  serv

nce program

pability of th

ortion of  th

ons  made  d

nd corrective

pendability a

ctions which 

nce  can  intro

ner. The occ

nce policies. 

air  traffic de

up to 21 mill

ed at least e

ion  would 

ENANCE O

strative,  and

it  in, or rest

to preserve 

eded to man

nt  maintena

maintenan

eria and is in

an  item  .  Th

intenance pr

tions require

viceable  con

me is a critic

he aircraft fl

e maintenan

during  the  i

e maintenan

and  the LCC

are absolute

oduce  costly

urrence of a

A  report  re

emand  for  th

ion flights a 

ight to ten h

have  deep

ORGANIZA

 managerial

tore  it to, a 

the  function

age the asso

ance  strateg

ce  strategy

tended to re

he  complete

rogramme”, 

ed to achiev

ndition,  inclu

cal issue in a

eet  and airp

nce‐related 

initial  maint

ce and  inspe

, have  to be

ely necessary

y  delays  and

ny unexpect

leased by EU

he next 20  y

year with m

hours a day. G

per  operatio

ATION 

l  actions  ca

state  in whi

n of the sys

ociated failur

gies,  e.g.  co

y  is  carried

educe the pr

e  collection 

which are s

ve a desired 

uding  inspec

aviation, as i

port facilities

Life Cycle C

tenance  pro

ection  requi

e defined  in 

y and cost‐ef

d  cancellatio

ted events u

UROCONTRO

years.  In  the

more than 60

Given this fo

onal  and  e

Page 8 

rried  out 

ich  it can 

tem,  it  is 

re modes 

orrective, 

  out  at 

robability 

of  these 

cheduled 

outcome 

ction  and 

t directly 

s to meet 

ost  (LCC) 

ogramme 

rements, 

order  to 

ffective. 

ons  if  the 

psets the 

OL  (2004) 

e highest 

0 airports 

orecast, it 

economic 

Page 235: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Moreove

focus th

decrease

ambitiou

 

The maj

maintain

availabil

mainten

serves  a

many m

developm

 

On  the 

may  affe

disasters

been the

which an

jack scre

 

 

Since th

affect ai

reductio

the  fact

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

er,  the  dow

eir attention

e  maintenan

us and very c

jority  of  avi

nability  and 

ity  performa

ance should

and  supports

anufacturers

ment of effic

other  hand,

ect  the  safe

s. There hav

e major cont

n intuitive de

ew, which res

e decisions 

rcraft safety

on, in order t

t  that  deci

AIRPORT MAINTE

wnward  press

n on controll

nce  costs  is

challenging o

ation  stakeh

maintenanc

ance,  safety

d be conside

s  flight  prod

s, air operato

cient and eff

  improper m

ety  of  the  s

ve been  a n

tributing fact

ecision on po

sulted in a lo

FIGU

made for de

y,  it  is crucia

to fulfil the s

sions  on  m

ENANCE 

sure  on  reve

ling mainten

  to  improve

objectives. 

holders  are 

ce  can  provi

y  requiremen

ered as an  im

duction.  The

ors and airpo

fective aircra

maintenance

ystem  nega

umber of  ac

tor. One exa

ostponing lu

oss of aircraf

RE 1: ILLUSTR

eveloping or 

l to consider

safety requir

maintenance

enues  has  l

nance and pe

e  the  sched

showing  co

ide  to  a  com

nts,  and  tot

mportant pa

erefore,  in  t

ort manager

aft/airport sc

e  decisions  o

tively,  and 

ccidents  in w

ample is the 

ubrication tas

ft longitudina

RATION OF AC

 adjusting sc

r the effectiv

rements and

e  task  deve

ed many  ca

ersonnel cos

duled  mainte

ncern  over

mpany,  due 

tal  cost‐effe

rt of  the air

the move  to

rs are realizin

cheduled ma

or  incorrectl

thereby  con

which  incorr

accident tha

sks led to da

al control an

 CCIDENT IN A

cheduled ma

veness of m

d assure safe

elopment  or

rriers  and  a

sts. However

enance  prog

the  compet

to  their  role

ctiveness  at

r  transport b

owards worl

ng that there

intenance pr

y  performed

ntribute  to  e

rect mainten

at hit Alaska 

amage to the

d finally a cr

LASKA 

aintenance p

aintenance t

 operation. 

r  adjustmen

airport  autho

r, an effectiv

gramme  and

titive  advant

e  in  keeping

t  high  levels

business pro

d–class  com

e is a critical 

rogramme.  

d maintenan

extensive  lo

nance decisio

Airlines Fligh

e horizontal 

rash. 

programmes

tasks  in term

Moreover, in

nts  to  main

Page 9 

orities  to 

ve way to 

d  setting 

tage  that 

g  aircraft 

s.  Hence, 

cess  that 

mpetition, 

need for 

nce  tasks 

osses  and 

ons have 

ht 261, in 

stabilizer 

 

s strongly 

ms of risk 

n view of 

ntenance 

Page 236: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

program

optimal 

interacti

taken int

 

2.1 DUA

OF AN O

 

2.1.1 AIRP

 

The Airp

system. 

ensure  t

managed

informat

• Airp

• Airp

 

2.1.2 AIRP

 

An airpo

of the ai

any activ

 

Any such

docume

worker, 

 

While an

an indivi

 

TABLE 1P

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

mmes may  a

maintenanc

ion  between

to considera

ALITY OF AIR

OPERATOR A

PORT OPERAT

port Manage

Additionally

that  the airp

d airport, w

tion on the f

ort Rules an

ort Minimum

PORT RULES A

ort rules and 

irport for th

vity that mig

h document 

nt  is geared 

it should be 

ny rules and 

idual airport

1. QUALITY FAPartial Listing

AIRPORT MAINTE

affect  the  ai

ce  programm

n  operators 

ation. 

PORT MAIN

AND IM RELA

TIONAL PROC

r is expected

y, the Airpor

port  is opera

while meeting

following: 

d Regulation

m Standards 

AND REGULAT

regulations 

e benefit of 

ht interfere 

will  include

to the ever

easy to read

regulations 

, several are

ACTORS AND g of Focus Po

ENANCE 

rcraft  availa

mes.  Howev

and  airport 

TENANCE AN

ATION 

CEDURES AND

d to apply, u

t Manager s

ated and ma

g  certain ne

ns 

TIONS 

document is

its users, bo

with safe an

administrat

ryday airport

d and referen

document sh

as should alw

LIMITING FACoints for Airp

ability  perfo

ver,  the  des

managers  a

ND AIRCRAF

D SCHEDULES

use, and enfo

should emplo

aintained  to 

eeds  specific 

s designed to

oth tenants 

nd orderly us

tive, operatio

t user, such 

nce.  

hould be dev

ways be incl

CTORS TO SYSport Rules an

rmance  and

sign  of  mai

as  a  part  of 

FT MAINTEN

orce all polic

oy appropria

a  level cons

to  that airp

o facilitate th

and custome

e. 

onal and saf

as an aircra

veloped to m

uded. Some 

STEMS CAPABnd Regulation

d  the  LCC,  i

ntenance  is

more  comp

ANCE: ISSUE

cies of the st

ate airport m

sistent with  t

port. This  se

he safe, orde

ers. It  is also

fety rules an

ft owner or 

meet the uniq

are listed in 

BILITIES TO DEns 

it  is  crucial 

s  complex  s

plex  system 

ES AND CHA

tate‐manage

management

the policies 

ection provid

erly, and effi

o  intended t

d regulation

airport main

que circums

the followin

ELIVER SATISF

Page 10 

to  apply 

since  the 

must  be 

ALLENGES 

ed airport 

t tools to 

of state‐

des more 

cient use 

o restrict 

ns. As the 

ntenance 

tances of 

ng table. 

FACTORY 

Page 237: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

P

A

B

C

D

E

F

G

 

At a min

where  t

interfere

unrestric

 

2.1.3 AIRP

 

State‐ma

minimum

minimum

 

By  defin

owner/o

aeronau

without 

available

airport.”

standard

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

Partial Listing

A  Airport 

and accB  Descrip

informa

behavioC  Descrip

traffic 

D  Descrip

(includiE  Descrip

forest 

F  Airport 

G  Descrip

paveme

nimum, the 

the  general 

ence  with  a

cted rights a

PORT MINIMU

anaged airpo

m  standards

ms. 

nition, minim

operator as t

tical activity

unlawful  d

e airport  lan

”  In  essence

ds  level  the 

AIRPORT MAINTE

g of Focus Po

manageme

countability)ption  of  st

ation  and  p

our;  insuranption  of  airc

patterns,  de

ption of grou

ng vehicularption  of  oth

firefighting

Security Pla

ption of airpo

ent maintena

rules and re

public  is  n

airport  ope

nd access (i.

UM STANDAR

orts do not c

s  is  provided

mum  standa

the minimum

y on the airp

iscrimination

nd and/or  im

,  by  establis

playing  field

ENANCE 

oints for Airp

nt  and  asso

.tandard  air

periods  of 

ce  and  liabicraft  operati

etails  of  the

nd vehicular

r requiremener  specific 

g  operation

n, based on 

ort maintena

ance etc )

egulations do

ot  allowed 

rations.  It 

e., airport ro

RDS 

currently hav

d  herein  to 

rds  are  the 

m requireme

ort.” Their p

n,  to  all  ap

mprovements

shing minim

d.  If  consiste

port Rules an

ociated  roles

rport  opera

operation; 

lity  requiremional  areas 

e  surroundin

r operational

nts).standard  ai

ns,  emerge

airport temp

ance program

ocument sho

free  access

should  also

oads, public p

ve any minim

suggest wa

  “qualificati

ents to be m

purpose is “t

pplicants  to 

s and engag

mum  entry‐le

ently  applied

nd Regulation

s  (including  a

ations  (incl

standards  o

ments  and wand  standa

ng  terrain,  w

l areas and s

rport  opera

ncy  medic

plate. 

ms (including

ould give a c

s  because  o

o  distinguish

parking area

mum standa

ys  to  develo

ons  that ma

met as a cond

to provide a 

qualify,  or 

ge  in authori

evel  requirem

d  and  enfor

ns 

authority,  re

uding  prim

of  tenant  a

wavers;  and rd  procedur

weight  limit

tandard pro

tions  (includ

al  operatio

g mowing, sn

clear descrip

of  safety  co

h  areas  wh

s, public term

ards. Basic in

op,  amend  a

ay  be  estab

dition for the

fair and rea

otherwise  c

ized aeronau

ments  (or  th

ced,  these  s

esponsibilitie

mary  contac

and  operato

security  anres  (includin

tations,  nois

cedures 

ding  fuelling

ons,  vertica

now remova

ption of airp

ncerns  and 

here  the  pu

minals). 

nformation r

and  update 

blished  by  a

e right to co

sonable opp

compete,  to

utical activit

hresholds), m

standards pe

Page 11 

es 

ct 

or 

d ng 

se 

g, 

al 

al, 

ort areas 

possible 

ublic  has 

elated to 

adopted 

n  airport 

onduct an 

portunity, 

o  occupy 

ties at an 

minimum 

ermit  the 

Page 238: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

airport s

decision

 

Minimum

provider

individua

current 

users see

 

Where c

 

• Ensu

• Esta

• Mini

serv

• Addr

• Assu

 

Minimum

individua

informat

 

A minim

also an a

 

P

A

B

C

D

E

F

G

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

sponsor to m

‐making crit

m  standards

rs  who  wan

al circumsta

and future r

eking to ope

consistently a

ure safe, effic

blish a temp

imize exposu

ices and the

ress environ

ure that pros

m standards

al  providers

tion.  

mum standard

appropriate p

TABPartial Listing

A  Applica

B  Genera

C  Insuran

D  Genera

E  Genera

F  Aviation

G  Tenant 

AIRPORT MAINTE

maintain a hig

eria to poten

s  establish 

nt  to  operat

nces of an a

roles  in the 

erate in the a

applied, min

cient, and qu

plate for safe

ure to claim

ir users. 

mental liabil

spective tena

s can serve a

.  Some  airp

ds documen

place for the

LE 2. PARTIALg of Typical M

tion Process

l Contractua

nce 

l Operationa

l Airport Bus

n Specialty S

Options 

ENANCE 

gh level of se

ntial tenants

a  set  of  t

te  in  a  stat

airport,  inclu

aviation syst

airport adher

imum standa

uality service

 airport ope

s of discrim

lity. 

ants are trea

as a deterre

orts  charge 

t will include

e items listed

L LISTING OF TMinimum Sta

al Provisions 

al Requireme

siness Activit

Services 

ervice to the

s. 

threshold  re

te‐managed 

uding  its exis

tem. Once e

re to them.

ards will hel

e. 

rations. 

ination or u

ted equally.

nt  to  illegal 

a minimal  a

e a formal a

d in the follow

TYPICAL MINIandards Inclu

and Permits

ents 

ties 

e public whil

equirements 

airport.  Ide

sting and  fu

established, 

p the airport

nfair treatm

business an

annual  fee  t

pplication pr

wing table.

IMUM STANDusions 

e offering co

for  activiti

eally,  they  s

ture develop

minimum st

t achieve the

ent by prov

nd help  the a

to  update  th

rocess for in

DARDS INCLUS

onsistent, pr

ies,  tenants

should  cons

pment, as w

tandards req

e following: 

viders of aer

airport keep

he  airport’s 

nterested par

SIONS 

Page 12 

edictable 

s,  and/or 

sider  the 

well as  its 

quire that 

onautical 

p  track of 

provider 

rties. It is 

Page 239: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Finally, 

specifica

 

2.2 AVIA

 

A comm

operatio

For mos

the equi

 

Evidence

ownersh

profitabi

mainten

size,  age

operatin

 

As a com

in  Main

schedule

continuo

compon

part  wit

Airworth

and  indu

for new 

basis  fo

subject t

MRBR be

 

In  the  co

methodo

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

an  airport 

ally for aeron

ATION AIRCR

mercial aircra

on, maintena

st equipment

pment. A sig

e shows that

hip.  In  the co

ility.  Taking 

ance costs r

e,  and  usag

ng costs has n

mmon practic

tenance  Rev

ed maintena

ous  airwort

ents of a giv

th  the  main

hiness. Throu

ustry work  t

aircraft and

r  each  ope

to the appro

ecome a bas

ommercial a

ology to dev

AIRPORT MAINTE

minimum  s

nautical use. 

RAFT MAINT

aft costs as m

ance, and su

t, 80 to 85%

gnificant part

t maintenan

ompetitive a

into  consid

ange typical

ge.  In  fact,  t

not been red

ce in aviatio

view  Board 

nce and insp

thiness  mai

ven aircraft ty

ntenance  ins

ugh the MRB

together  to d

d/or on wing

rator  to  de

oval of  its re

sis on which 

aviation  indu

velop an initi

ENANCE 

standards  do

 

TENANCE 

much as €15

pport throu

% of the tota

t of the LCC 

nce costs also

airline  indust

deration  the

ly from 10 to

the  contribu

duced signific

n, the initial 

(MRB)  Rep

pection requ

ntenance  p

ype. The MR

struction  re

B process, m

develop  the 

g power plan

velop  its  ow

gulatory aut

each air carr

ustry,  increa

al scheduled

ocument  sh

50 million, a

ghout  its ec

al LCC  is spe

is spent on m

o make a sig

try,  low Dire

e  estimation

o 20% of the

ution  of  the

cantly over t

 scheduled m

ports  (MRBR

uirements to

programme 

RBR is genera

equirements 

manufacturer

  initial  sched

nt.  It  is  inte

wn  continuo

thority. Afte

rier develops

sing emphas

d maintenan

hould  includ

and an addit

conomic  life,

nt during th

maintenance

gnificant con

ect Operatin

ns  reported 

e aircraft‐rela

e  maintenan

the past two 

maintenance

R).  The  MRB

 be used in t

for  the  ai

ated as an ex

for  develo

s, regulatory

duled maint

nded  that  th

ous  airworth

r approval, t

s its own ind

sis  is now b

ce programm

de  applicatio

tional €1.5 b

which  is aro

e operation 

e alone 

ntribution to

ng Costs  (DO

by  the  air

ated DOC, de

nce  costs  to

decades. 

e tasks and in

BR  outlines 

the developm

rframe,  eng

xpeditious m

ping  Instruc

y authorities

enance/insp

he MRB  repo

hiness  maint

the requirem

ividual maint

eing placed 

me for the pu

on  forms  d

billion  is  req

ound 20 to 

and mainte

o an aircraft’

OC) are key  t

rline  compa

epending on

o  the  averag

ntervals are 

the  initial  m

ment of an a

gines,  syste

means of com

ctions  for  C

s, vendors, o

pection  requ

ort will be u

tenance  pro

ments outlin

tenance pro

on using  th

urpose of de

Page 13 

eveloped 

uired  for 

25 years. 

enance of 

’s cost of 

to airline 

nies,  the 

the fleet 

ge  direct 

specified 

minimum 

approved 

ems  and 

mplying in 

ontinued 

perators, 

irements 

used as a 

ogramme 

ed  in the 

gramme.  

he MSG‐3 

eveloping 

Page 240: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

an MRB 

minimum

continue

effort in

incorpor

to justify

criteria t

 

Reliabilit

the polic

item  in 

preventi

achieve 

mainten

of equip

 

In fact, R

the  best

establish

informat

effects, f

a  system

mainten

 

This tech

develope

preventi

product/

 

In  contr

methodo

• A sy

and 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

  report.  The

m  scheduled

ed airworthin

volving man

rated the pri

y task develo

to audit and 

ty‐Centred M

cies needed 

a  given  ope

ive  mainten

its  inherent

ance progra

ment is a fun

RCM  is a me

t  overall  pr

hment  of  a

tion  derived

frequency, a

matic  approa

ance progra

hnique  is be

ed,  produce

ive  mainten

/process imp

ast  to  earlie

ology is base

ystem  level a

bottom‐up a

AIRPORT MAINTE

e  reason  is  t

d  maintena

ness promul

nufacturers, 

inciples of th

opment, but

substantiate

Maintenance

to manage f

erating  cont

ance  and  in

t  reliability 

amme. The m

nction of the

ethodology f

rogramme  f

a  cost‐effec

d  from  Failu

and criticality

ach  to  the  d

mme and co

est  initiated d

ed,  and  de

nance  progr

provement. 

er methodol

ed on: 

and top‐dow

approach. 

ENANCE 

that  it  is  a  c

nce  require

gated by mo

regulatory a

he Reliability

stopped sho

e the initial ta

e (RCM)  is a 

failure mode

text.  The  RC

nspection  re

where,  inhe

methodology

e design and 

for evaluatio

or  preventiv

ctive  preve

re Mode  Eff

y of failure, a

developmen

ontrol plan fo

during the e

ployed.  How

rammes  for 

logies  suppo

wn approach 

common me

ements  with

ost of the reg

uthorities, o

y Centred Ma

ort of fully im

asks being d

well‐structu

es that could

CM methodo

equirements 

erent  reliabi

y is based on

the built qu

on of the sys

ve  (schedule

ntive  maint

fect  and  Cri

and compen

nt  of  a  focu

or a system o

early system 

wever,  the 

existing  sy

orting maint

for function

eans  of  com

hin  the  fram

gulatory aut

operators. Th

aintenance (

mplementing

efined.  

red,  logical d

d cause the 

ology  is  use

of  equipme

ility  can  be 

n the assump

ality. 

stem,  in term

ed)  mainten

tenance  pr

ticality  Anal

nsation throu

sed,  effectiv

or product. 

design proc

technique 

ystems,  wit

tenance  prog

n identificatio

mpliance  for 

mework  of 

horities.  MS

he MSG‐3 m

RCM) philos

g reliability‐c

decision pro

functional fa

ed  to  develo

ent  in  its  o

achieved  b

ption that th

ms of the  life

nance.  The 

ogramme  b

ysis;  i.e.  an

ugh preventi

ve,  and  cost

cess and evo

can  also  be

h  the  obje

gramme  dev

on, instead o

the  develop

the  instruct

SG‐3 was a c

ethodology 

sophy (funda

centred main

ocess used to

ailure of any

op  and  opti

operating  co

by  using  an 

he inherent 

e cycle, to d

emphasis  is

based  on 

alysis  of  the

ive maintena

t‐efficient  pr

olves as the s

e  used  to 

ctive  of  co

velopment, 

of a compon

Page 14 

pment  of 

tions  for 

combined 

implicitly 

amentals) 

ntenance 

o  identify 

y physical 

mize  the 

ntext,  to 

effective 

reliability 

etermine 

s  on  the 

reliability 

e modes, 

ance. It is 

reventive 

system  is 

evaluate 

ontinuous 

the  RCM 

nent level 

Page 241: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• Cons

• Func

avai

• A tas

a ma

 

The  ava

mainten

which th

objective

system. 

 

• Sche

• Sche

item

that 

• Sche

befo

• Sche

hidd

failu

perf

 

MSG‐3 

mainten

plants, w

tasks  an

requirem

accumul

mainten

 

• To e

• To re

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

sequence‐dr

ction  preser

lability of pro

sk‐oriented 

aintenance p

ailable  failu

ance  tasks  s

hey are desig

e of these ta

The four bas

eduled on‐co

eduled resto

m at or befor

provides a t

eduled disca

ore a specifie

eduled  failur

den failure ha

ure  that  has

ormance of 

outlines  the

ance  requir

with  the  inte

nd  intervals 

ments,  inten

ated, additio

ance. The ob

nsure realiza

estore safety

AIRPORT MAINTE

riven approa

rvation  inste

otective dev

approach ins

programme. 

re  managem

selected  on 

gned to prot

asks is to pre

sic forms of p

ondition insp

ration (rewo

e a specified

tolerable pro

rd (or hard t

ed age limit r

re  finding  in

as occurred.

s  already  o

normal dutie

e  general  o

ements  initi

ent of maint

developed  b

nded  to  go

onal adjustm

bjectives of e

ation of the i

y and reliabil

ENANCE 

ch, to assure

ead  of  failur

ices. 

stead of a m

ment  strate

the  basis  o

tect, and the

event deterio

preventive m

pection: a sch

ork or hard t

d interval (ag

obability of s

time discard

regardless of

nspection:  a 

 The objectiv

occurred,  bu

es. 

rganization 

ially  projecte

taining  the  i

become  the

overn  its  in

ments may b

efficient sche

inherent safe

lity to their i

e controls of 

re  preventio

maintenance 

egies  offere

of  the  actual

ey are perfo

oration of th

maintenance 

heduled task

time): a sche

ge limit), reg

urvival to th

d): a schedul

f its conditio

scheduled 

ve of a failu

ut  is  not  e

and  decisio

ed  for  prese

inherent  saf

e  basis  for  t

itial  mainte

be made by t

eduled main

ety and relia

nherent leve

the risk of fa

on,  to  assur

process‐orie

ed  by  RCM 

l  reliability  c

ormed at fixe

he inherent s

offered by R

k used to det

eduled task t

ardless of its

e end of ano

led task that

n at the time

task  used  t

re finding in

evident  to  t

on  process 

erving  the  li

fety and  reli

he  first  issu

enance  polic

the operato

tenance of a

ability levels 

els when det

ailure. 

re  the  syste

ented approa

consist  of

characteristic

ed, predeter

safety and re

RCM include

ect a potent

that restores

s condition a

other specifie

t entails disc

e. 

o  determine

spection is t

the  operatin

for  determ

fe  of  the  ai

ability  levels

e  of  each  a

cy.  As  oper

r to maintain

aircraft are: 

of the aircraf

erioration ha

em  function 

ach to prepa

f  specific  s

cs  of  the  eq

rmined  inter

eliability leve

tial failure. 

s the capabi

at the time, t

ed interval. 

carding an  it

e whether  a

to detect a fu

ng  crew  du

ining  the  s

ircraft  and/o

s of  the airc

airline’s main

rating  expe

n efficient s

ft. 

as occurred.

Page 15 

and  the 

aration of 

cheduled 

quipment 

rvals. The 

els of the 

lity of an 

to a level 

tem at or 

a  specific 

unctional 

uring  the 

cheduled 

or  power 

craft. The 

ntenance 

rience  is 

cheduled 

 

Page 242: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• To  o

relia

• To a

resu

 

The  ana

certificat

 

• Main

• The 

failu

• Sele

o

o

 

The main

• Lubr

• Ope

• Insp

• Rest

• Disc

• Com

• Rede

 

2.3 AVIA

 

Airport 

accomm

followed

removal 

periods 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

obtain  the  in

ability proves

ccomplish th

lting failures

alysis  proce

ted operatin

ntenance‐Sig

MSI  analys

ure causes), 

ction of mai

o Evaluatio

o Selection

analysis)

ntenance str

rication/Serv

rational/Visu

ection/Funct

toration 

ard 

mbination of t

esign (for a s

ATION AIRPO

maintenanc

modate aircra

d  to  provide

  procedures

of inclement

AIRPORT MAINTE

nformation 

s to be inade

hese goals at

s. 

ss  identifies

ng capabilitie

gnificant Item

is  process  (

ntenance act

on of the fai

n  of  the  spe

rategies reco

vicing 

ual Check (fo

tional Check

tasks (for saf

safety effect)

ORT MAINTE

e  refers  to 

aft operation

e  users  wit

s  allow  the 

t winter wea

ENANCE 

necessary  fo

equate. 

t a minimum

s  all  the  sc

es. The analy

m (MSI) selec

identificatio

tions using d

lure consequ

ecific  type  o

ommended b

or hidden fai

fety categori

ENANCE 

all  mainten

ns. Proper ru

h  the  safes

airports  tha

ather. Finally, 

or  design  im

m total cost, 

cheduled  ta

sis steps incl

ction, 

on  of  functio

decision logic

uence (level 

of  task(s)  ac

by MSG‐3 inc

lures) 

ies ) 

nance  activ

nway gradin

st  possible 

t  are  open 

along with p

mprovement 

including ma

asks  and  int

lude: 

ons,  functio

c, which inclu

1 analysis) 

cording  to  t

clude: 

ities  directly

ng, marking, 

operating  e

year‐round 

providing run

of  those  ite

aintenance c

tervals  base

nal  failures, 

udes: 

the  failure  c

y  related  to

and lighting 

environment

to maintain

nway access

ems whose 

costs and the

ed  on  the 

  failure  effe

consequence

o  airport  ar

guidelines s

t.  Additiona

n  operations

s, aircraft par

Page 16 

inherent 

e costs of 

aircraft's 

ects,  and 

e  (level  2 

reas  that 

should be 

lly,  snow 

  through 

rking and 

Page 243: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

wind con

and tran

 

All main

must com

the aircr

Typically

airports 

mainten

 

Mainten

• Start

• Land

• Fenc

bagg

• Build

• Park

• Rada

• Equi

• Equi

icing

• Own

• Own

• docu

out 

• Pers

 

Since m

number 

docume

 

This sect

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ne maintena

nsient custom

ntenance  and

mply with al

raft parking a

y  maintenan

it  can  be 

ance is perfo

nance is requ

t and runway

ding lights, m

ces,  gates,  s

gage,   access

dings includi

king spaces, p

ars, commun

ipment for fi

ipment for a

g, etc. 

n machines fo

n instrument

ument and p

sonnel and a

uch of  the m

of  national

nted and fol

tion address

AIRPORT MAINTE

ance help to 

mers.  

d  repairs  sh

l applicable 

areas should

nce  work  is 

performed 

ormed by ex

uired by: 

ys with asso

markup, wind

surveillance 

s control, ala

ng heating, v

parking mete

nication equi

re protectio

ccess to airc

or snow rem

ts and equipm

procedures t

ny subcontra

maintenance

l  and  intern

lowed up ac

es the follow

ENANCE 

maintain a s

ould be not

airport rules

 have the ne

assigned  in

by  the  sam

ternal comp

ciated acces

d indicators, 

cameras,  s

arms, etc. 

ventilation, l

ers, lawns, ac

ipment, met

n and fire fig

craft, loading

moval, deicing

ment for use

hat describe

actors skills a

e directly aff

national  regu

cording to cu

wing mainten

afe and effe

ted  in  the  a

s and regulat

ecessary light

n  different 

me  personne

panies. 

s roads, park

lights etc. 

security  syst

ighting, com

ccess roads, 

teorological m

ghting 

g and unload

g, friction me

e in maintena

e how both o

and certifica

fects  the saf

ulations,  it 

urrent regula

nance areas 

ctive airfield

irport maint

tions. For ex

ts and warni

areas  of  re

el.  It  is  not

king areas, la

tems  for  th

mputers and n

lighting, etc

measuring e

ding of bagga

easurement,

ance 

operation an

tion 

fety of  the a

is  essential 

ations. 

of concern:

 that meets 

tenance  log.

ample, vehicl

ng signals.  

sponsibility 

t  uncommon

awns, etc. 

e  screening

networks, fir

quipment et

age and carg

, etc. 

d maintenan

airport and h

that  the  bu

the demand

. Maintenan

les operating

although  at

n  that  som

g  of  passeng

re protection

tc. 

o, inspection

nce should b

hence gover

usiness  is  o

Page 17 

ds of local 

ce  crews 

g beyond 

t  smaller 

e  of  the 

gers  and 

n etc. 

n and de‐

be carried 

ned by a 

rganized, 

Page 244: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• Pave

• Runw

• Runw

• Runw

• Fenc

• Drai

• Main

 

2.3.1 PAV

 

Airports 

fertilized

mixtures

given to 

More  th

irrigated

adjusted

harmful 

 

Most  of

program

mainten

the mon

yearly in

(includin

 

2.3.2 RU

 

Runway 

threshol

based on

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ed and non‐p

way Paveme

way Lighting

way Edge Ma

ce 

nage system

ntenance of 

VED AND NO

can  be  divid

d to maintain

s containing 

longevity of

han one  seed

d helps pilot

d  to  ensure 

materials th

f  the  runwa

m  is  to  prov

ance progra

ney spent. Pa

nspections an

ng crack seal

NWAY PAVEM

pavement m

ds, edges) a

n the require

AIRPORT MAINTE

paved Runwa

ent Markings

arkers 

ms 

signboards 

N‐PAVED RUN

ded  in  two  la

n height unif

nitrogen, ph

f plants, resis

ding  season 

s  identify ai

proper  turf 

hat would inh

ys  in  comm

vide  a  safe 

am provides 

aved runway

nd following

ing, paveme

MENT MARKI

markings are

nd are usual

ements of th

ENANCE 

ays 

NWAYS 

arge  categor

formity, using

hosphoric ac

stance to tra

may be  spe

rports. Give

growth.  Th

hibit the grow

mercial  airpo

and  operab

enough  info

ys at state‐m

g the airport’

nt marking, f

NGS 

e comprised 

ly painted ev

e Pavement 

ies:  Turf  and

g standard co

cid, and wate

affic and ero

ecified,  if ap

n  the  seaso

he water mu

wth of grass

rt  are  pave

ble  paveme

ormation to 

managed airp

’s Pavement

fog sealing, s

of anything 

very three to

 Manageme

d  paved.  Tu

ommercial fe

er soluble po

sion, and att

propriate. K

nal  fluctuati

ust  be  free  o

d.  The  goal 

nt  at  the  le

assess how 

ports are  ins

t Manageme

slurry sealing

painted on a

o five years.

nt Plan and a

urf  runways 

ertilizers supp

otash. Due co

traction of b

eeping  the  r

ons, sprinkle

of  oil,  acid, 

of  any  pav

east  possibl

to obtain th

pected annu

nt Plan, prev

g, etc.) is sch

a runway (e.

This schedul

any associate

should  be 

plied separa

onsideration

birds or large

runway  turf 

er  schedules

alkali,  salt, 

vement main

e  cost.  An 

he greatest r

ually. Based 

ventive main

heduled. 

.g., runway n

le can be acc

ed maintena

Page 18 

regularly 

tely or in 

n must be 

e animals. 

properly 

s may be 

or  other 

ntenance 

effective 

eturn for 

on these 

ntenance 

numbers, 

celerated 

ance. 

Page 245: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

2.3.3 RU

 

Runway 

Elevated

exposed

 

Note  th

manufac

Manage

noted in

 

2.3.3.1  

Verificat

marking 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

NWAY LIGHT

lighting  fixt

d  light  fixtur

 electric wiri

at  replacem

cturer’s  tech

r or a qualifi

 the mainten

MAINTENAN

tion actions 

of buoys of 

AIRPORT MAINTE

FIGURE 2:

TING 

tures wheth

es are more

ing may crea

ment  light  b

hnical  specif

ed person id

nance log. 

CE OF ELEVAT

are describe

edge, thresh

ENANCE 

: EXAMPLE FO

er  elevated 

e easily  susc

ate a hazard 

ulbs  at  all  s

ications. Add

dentified by t

TED LIGHTS 

ed next  to d

hold and aim

OR  RUNWAY 

or  in‐pavem

ceptible  to b

to airport us

state‐manag

ditionally,  in

the Airport M

do on  the hi

m of track, ap

PAVEMENT M

ment,  requi

being  run ov

sers.  

ged  airports 

nspections  ca

Manager. Fin

igh  lights  tha

pproach and 

 MARKINGS

re  a  high  le

ver or damag

must  meet

an  be  condu

ally, repairs 

at  correspon

edge of taxiw

evel  of main

ged. Broken

t  the  lightin

ucted  by  the

and replace

nd  to  the  sy

way. 

Page 19 

ntenance. 

n  glass or 

ng  fixture 

e Airport 

ment are 

ystems of 

Page 246: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Daily ver

• Acco

with

prog

• Chec

 

Monthly

• Chec

• Align

prev

• Cont

of jo

 

Semeste

• Cont

• Cont

pain

 

Annual v

• Test

• Cont

• Clea

• Verif

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

rifications 

omplishment

h  low  intens

gram its mon

cking the sta

y verification

cking of the d

nments, leve

viously. 

trol in the cl

oints if it is ne

er verification

trol for the h

trol of  the b

ting, etc. 

verifications 

ing the inten

trol of each a

ning the con

fication of al

AIRPORT MAINTE

FIGU

t of a visual 

ity,  extingui

nthly correct

ate of the lam

direction in a

elling and ali

eaning, suita

ecessary. 

ns 

height of the

base of  the 

nsity, beam h

accessory in 

ntacts and fix

ll connection

ENANCE 

URE 3: ELEVAT

inspection t

shed  and w

ion. 

mps and clea

all the lamps

gnments of 

able working

lights. 

upper beaco

hole and dire

the depth lig

xation of the

ns. 

TED LIGHT. CO

to the dusk o

with  alignmen

aning if it’s ne

s. 

problems id

g and humid

ons, humidit

ection of ligh

ght.  

e lamp. 

OURTESY BY A

or at night. T

nt  defects  a

ecessary.  

entified in t

ity absence 

ty,  lack of  fi

hts. 

 AENA 

The objective

and  to  realiz

he daily insp

in the conne

xed element

e is to ident

ze  the  chang

pection and 

ections. Rep

ts,  corrosion

Page 20 

ify lamps 

ges  or  to 

not done 

lacement 

n,  lack of 

Page 247: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• Cont

 

2.3.3.2  

The  veri

marking 

streets o

 

 

Daily ver

• Acco

obje

corre

 

Weekly v

• Fix t

 

Monthly

• Verif

 

Bimonth

• Chec

 

Semeste

• Test

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

trol of joints 

MAINTENAN

ification  acti

of buoys of 

of fast exit, a

rifications 

omplishment

ective  is  to 

ection. 

verifications

he elements

y verification

fication of th

hly verificatio

cking of the 

er verification

 of intensity,

AIRPORT MAINTE

and replace

CE OF EMBED

ions  that  th

axis, edge, t

xis and edge

FIGUR

t  of  a  visual

identify  lam

 

s identified d

he state of th

ons 

pair of tighte

ns 

, beam hole 

ENANCE 

e if they are b

DDED LIGHTS

ey  are  did  i

threshold an

e of taxiway a

RE 4. EMBEDD

l  inspection 

mps  with  low

during inspec

he lamps and

ens of the su

and directio

bad. 

in  the  embe

nd aim of tra

and lights of

DED LIGHTS. C

during  the

w  intensity  o

ction daily. 

d cleaning if 

ubjection in t

on of lights. 

edded  lights,

ack, approach

f shut‐down 

COURTESY BY

dusk  or  at 

or  extinguis

it is necessa

the beacons.

,  correspond

h, taking of c

rods.  

Y AENA 

night  (darkn

hed  and  to 

ry. 

 

ds  to  the  sy

contact, indi

 

ness  conditio

program  it

Page 21 

ystems  of 

ication of 

ons).  The 

s  weekly 

Page 248: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• Cont

• Cont

 

The figur

 

 

 

123

45678911

 

2.3.4 RU

 

Runway 

along th

should b

markers 

markers 

replacing

 

2.3.5 FEN

 

Procedu

the mov

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

trol of the ba

trol of joints 

re below dep

1.  Inspe2.  Chec3.  Perfo

align

4.  Reali5.  Clean6.  Chec7.  Chec8.  Inspe9.  Chec10.  Chec11.  Remo

NWAY EDGE 

edge marke

e edge of a 

be used for t

functional 

are  during

g runway ed

NCE MAINTEN

res must de

vement area.

AIRPORT MAINTE

ases of the e

and replace

picts runway

TABL

ect for outagck cleanlinessorm  photom

ment and or

gn lights as nn fixtures anck light elevack for moistuect fixture fock lamp fittinck gaskets. ove  snow  a

MARKERS 

ers differ from

runway, wh

turf runways

and  easily  v

  routine  air

ge markers o

NANCE 

scribe the ac

ENANCE 

embedded be

e damaged on

y lighting pre

LE 3: PREVENT

ges; repair ass of lenses. metric  testin

rientation. 

needed. d sockets. tion. re in lights.or rust and deg and clean 

and/or  vege

m pavement

ile the latter

s where pav

visible  to  air

rport  inspec

on a case‐by

ctions to do 

eacons. 

nes. 

ventative m

 TIVE MAINTEN

s necessary.

ng  and  che

eterioration.contacts. 

etation  from

t markings in

r are simply 

vement mark

rport  users 

ctions.  The  A

y‐case basis.

on the fence

aintenance p

NANCE PROCE

XX

eck  light 

m  around 

n that the for

paint on pav

kings are no

increases  th

Airport  Man

e area which

procedures. 

EDURE 

Daily 

Weekly 

Mon

thly 

X     X     

  X 

  X                   

rmer are ind

vement. Not

t possible. K

he  level  of  s

nager  determ

h limits the a

Semi Ann

ual 

Annu

al 

hd

ld

              X

    X    XX     X       X     X     X       X

ividual units

te that edge

Keeping runw

safety.  Thes

mines  guide

access to any

Page 22 

Unsched

uled

 

X X 

 installed 

e markers 

way edge 

e  airfield 

elines  for 

y point in 

Page 249: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Daily che

• Acco

closi

 

Monthly

• Verif

• Verif

mov

 

2.3.6 MA

 

Several m

area of t

can be  f

areas). 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ecking 

omplishment

ing of the ac

y verification

fication of th

fication  that

vement area,

AINTENANCE 

maintenance

traffic. All ac

found  in  the

FI

AIRPORT MAINTE

t of one visu

cess doors. 

he correct op

t  the  differe

, such as grat

IN THE DRAIN

e actions are

tivities that 

e  standard E

GURE 6 DRAI

ENANCE 

FIGURE 5 FE

ual  inspectio

peration in th

ent  devices 

tes or walls m

NAGE SYSTEM

e described b

must be per

EN 1433  (EN

NEGE IN RUN

ENCE BARCELO

on  to verify 

he doors and

from  fence 

maintain the

below in ord

rformed in o

 1433  ‐ Dra

NWAY ACCOR

ONA AIRPORT

the  continu

d padlocks.

in  canalizat

eir integrity.

er to mainta

rder to main

inage  chann

DING TO STA

ity of  the  fe

ions  and  tu

ain the system

ntain drainag

nels  for vehic

NDARD EN14

 

ence and  th

unnels  that  c

ms of draina

ge systems in

cular and pe

433 

Page 23 

e  correct 

cross  the 

age in the 

n airports 

edestrian 

 

Page 250: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Weekly v

• Chec

zone

• Chec

 

Monthly

• Chec

• Chec

• Chec

• Cont

 

2.3.7 MA

 

The verif

 

 

Daily ver

• Acco

with

 

Monthly

• Verif

• Repa

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

verifications

cking of the 

es. 

cking of the c

y verification

cking the cap

cking the sta

cking the str

trol of the oi

AINTENANCE 

fication actio

rifications 

omplishment

h little intens

y verification

fication of th

airs of eleme

AIRPORT MAINTE

 

capacity for 

condition in 

pacity for the

ate of wells a

eams and dr

il separators

OF SIGNBOAR

ons in the illu

t of a visual 

ity or exting

he state of th

ents identifie

 

ENANCE 

water evacu

the canals lo

e evacuation

nd chests of

rains waters 

RDS 

uminated sig

FIGU

inspection to

uished to do

he panels an

ed through d

uation of the

ocated in pav

n of roadside

f drainage. 

under the ai

gnboards are

URE 7 SIGNBO

o the dusk o

o the exchan

d cleaning if

daily inspecti

e system, ev

ved zones in

e ditches, scu

irport. 

e: 

ARDS 

or at night.  T

ge or to sche

f so needed.

on and not p

aluating the 

the traffic a

uppers and p

The objectiv

eduled mont

performed ye

 existence o

area. 

pipes.  

ve is to ident

thly correctio

et. 

Page 24 

f flooded 

 

ify lamps 

on. 

Page 251: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

3. DES

 

3.1 AN O

 

Safety is

the case

justificat

It  is,  of 

commun

 

The nee

after  W

Organisa

air trans

have bee

 

Within IC

• AWO

cond

• VAP 

• OCP

 

Other pa

• ARC

• HOP

 

The conc

the  stat

Standard

airports,

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

CRIPTION

OVERVIEW O

s the overrid

e of airports

tion for diffe

course,  nec

nity. 

ed  to  agree 

World  War  I

ation  (ICAO)

sport. These 

en regularly 

CAO there ar

OP  All  Wea

ditions 

Visual Aids P

 Obstacle Cle

anels have b

P Aerodrom

P Helicopter O

clusions reac

es  for  comm

ds  and  Reco

, and amplify

AIRPORT MAINTE

N OF SYSTE

OF AIRPORT 

ing requirem

,  it  is  standa

erences is to 

cessary  for  t

common  req

I.  The  most

.It provides 

standards co

amended an

re panels tha

ther  Operat

Panel–visual

earance Pan

een formed 

e Reference 

Operations P

ched by the 

ments.  Each

ommended 

ying them as

ENANCE 

EM CHARA

STANDARD 

ment in aviat

ardization of

match the ty

the  standard

quirements 

t  relevant  a

the required

ontain inform

nd suppleme

at have been

tions  Panel–

 aids of airpo

el 

to consider a

Code Panel–

Panel–opera

panels are 

  of  the  ICA

Practices  re

 necessary.

ACTERIST

PROCEDURE

tion. Standar

f  facilities, g

ypes of aircr

ds  to  be  app

for  airports 

authority  fo

d set of stan

mation for pl

ented accord

n dedicated t

–issues  of  o

orts 

a specific on

–method for

tion of helico

reported  in 

O member 

egulating  the

TICS AND P

ES  

rdization is o

ground equip

raft that may

propriate  an

used by  air

or  standards

ndards for ae

lanning, desi

ing to techn

to several sp

operations  u

e‐off proble

r interrelatin

opters. 

the form of 

states  is  ob

e  points  in 

PROPERTI

one of the m

pment and p

y be expecte

nd  to  be  agr

r  carriers be

s  is  Interna

erodromes u

igning and o

ology evolut

ecific issues 

under  restri

m, e.g. 

g specificatio

working pa

bliged  to  iss

question  fo

IES 

means to achi

procedures. 

d to use the

reed  by  the

ecame more 

ational  Civil 

used by  inte

perating airp

tion. 

for a long ti

icted  meteo

ons of airpor

pers that ar

ue  a  nation

or  their  inte

Page 25 

ieve it. In 

The only 

 airports. 

  aviation 

pressing 

Aviation 

rnational 

ports and 

me, e.g.: 

orological 

rts 

e sent to 

al  set  of 

rnational 

Page 252: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

If there 

Recomm

different

• Stan

perf

ensu

cann

the n

• Reco

conf

as d

mem

natio

reco

cons

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

is a need, th

mended Prac

t levels of ob

ndards  conta

ormance, pe

ure  safety  o

not accept th

national stan

ommendatio

figuration, m

esirable  in t

mber states s

onal  regulat

ommendatio

sidered helpf

AIRPORT MAINTE

he member s

ctices  if  it  file

bligation and

ain  specifica

ersonnel or 

r  regularity 

he standard,

ndard and th

ons  include

materials, per

the  interest 

should ende

tions.  The m

ns  and  the

ful to do so, 

 

ENANCE 

state may ad

es the differ

d relevance:

ations  for  s

procedures.

of  internati

, it is compu

he binding pr

e  specificat

rformance, p

of safety, re

avour, in co

member  stat

e  national  S

provided suc

dapt some o

rences with 

some  physic

.  Their unifo

ional  air  nav

lsory to not

rovision. 

tions  refer

personnel or

egularity or e

ompliance wi

tes  are  not 

Standards  a

ch a provisio

f the provisi

ICAO. The p

cal  characte

orm  accepta

vigation.  In 

ify the ICAO 

rring  to  o

r procedures

economy of 

ith the Conv

obliged  to 

and  recomm

on is importa

ons in its na

rovisions  in 

ristics,  conf

nce  is uncon

the  event  t

Council of a

other  phys

s. Their acce

internationa

ention, to in

notify  the  d

mend  practi

ant to the saf

ational Stand

the Annex h

figuration,  m

nditional  in 

that  a memb

a difference 

sical  charac

eptance  is co

al air naviga

ncorporate t

differences 

ices.  Howev

fety of air tra

Page 26 

dards and 

have two 

materials, 

order  to 

ber  state 

between 

cteristics, 

onsidered 

tion. The 

hem into 

between 

ver  it  is 

ansport. 

Page 253: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

4. CON

CORRE

 

Airport  f

Last one

critical p

• The 

bott

• The 

oper

oper

 

Therefor

friction 

thermog

which ca

and thei

 

4.1 CON

 

The obje

equipme

inspectio

visible at

airport e

• Dete

mea

• Diag

• If  th

revis

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

NDITION M

ECTIVE AN

facilities per

e is mainly fo

points which 

runway.  W

leneck for th

lights  and 

rate with alm

rations.  

re two techn

coefficient 

graphy for ill

an produce a

r procedure 

NDITION MO

ective of the

ent mainly  f

on  is  its non

t a glance by

electrical syst

ection  of  th

asures. 

gnosis and ne

e  correction

sion in order

AIRPORT MAINTE

MONITOR

ND REACTI

rform preven

ocused in con

must be pro

Where  the  m

he capacity a

electric  equ

most no visib

nologies hav

of  the  pave

umination a

a sudden bla

of applicatio

NITORING O

 thermograp

for  electrica

n‐intrusivene

y the operato

tems are des

he  defect  b

ecessary acti

n  indicated  i

r to observe t

ENANCE 

RING AND

IVE METH

ntive, correc

ndition of in

operly monito

mechanical  c

and security o

uipment  rela

bility but stil

e been ident

ement  in  o

nd other rela

ckout, and c

on are explai

OF ELECTRIC 

phy inspectio

l  systems w

ess  i.e. can b

ors and tech

scribed in de

y  means  of

on for its co

n  the previo

the obtained

D NDT TEC

HODS 

ctive, and  sy

frastructure 

ored and lat

condition  of

of the airpor

ated  to  the 

ll lights are e

tifies as succ

order  to  gua

ated electric

compromise 

ined below.

PARTS: THE

on is to dete

which  exhibit

be performe

nicians. Proc

etail below:

f  the  electr

rrection if al

ous  section  t

d results. 

CHNIQUES

ystematic an

and electric

er on mainta

f  the  pavem

rt, especially

illumination

essential in m

cessful ones 

arantee  the

c assets in ord

airport safet

RMOGRAPH

ect and to ev

t  abnormal  h

ed without s

cedure steps

rical  infrared

lowed unde

takes place, 

S AS AN A

d condition 

c assets. In fa

ained: 

ment  in  term

y in harsh clim

n.  Nowadays

many infrast

in airports: 

  desired  sa

der to predic

ty conditions

HY 

valuate defec

heating. Ma

hutdown an

s to perform 

d  thermogra

r existing circ

it  is again c

ALTERNAT

based main

act airports 

ms  of  frictio

mate.  

s  many  airp

tructures for

Measureme

afety  condit

ct abnormal 

s. These tech

ctive elemen

ain  advantag

nd shows  fai

a thermal re

aphy  and  n

cumstances,

come  to  the

Page 27 

TIVE TO 

ntenance. 

have two 

on  is  the 

ports  can 

r airplane 

ent of the 

ions  and 

behavior 

hnologies 

nts in the 

ge  of  this 

lures not 

evision of 

necessary 

,  

e  thermal 

Page 254: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• In ca

mus

whe

 

 

The resu

color ph

a defect 

has been

 

The exist

is grante

place. Th

exist and

 

Said this

of the re

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ase the oper

t be schedu

n some safe

ult from the t

otograph loc

has been de

n realized. 

tence of a “h

ed to him. Th

he criteria fo

d procedures

s, the rules o

eal temperat

AIRPORT MAINTE

rating charac

led and per

ty barriers m

thermograp

cated to the 

etected. On t

hot spot” wi

his “hot spot

or correction

s to follow fo

on which the

ure on the “

ENANCE 

cteristics or 

formed acco

must be take

FIGUR

hy inspectio

left which p

this photogra

th an abnor

” will stay or

n of the defe

or such corre

e qualificatio

hot spot” an

other condit

ording  to  the

n down or as

RE 8. TERMOG

n is seen in t

purpose is to 

aphy those p

mal tempera

r increase if t

ect, is based 

ections for th

on of the def

nd the actual

tions do not

e existing pr

sset must sh

GRAPHY 

the picture t

help in the l

points are m

ature is inde

the element 

on the spec

he element in

fect is based 

l load at the 

t allow the c

rocedure. Th

utdown. 

to the right. 

ocation of th

arked in whi

pendent of t

is not correc

cifications an

n which the 

depends on

time of the e

corrective ac

his normally 

It correspon

he elements

ich the meas

the qualifica

cted in whic

nd special no

hotspot take

n the measur

evaluation. 

Page 28 

ction, this 

happens 

 

 

ds to the 

s in which 

surement 

ation that 

h it takes 

orms that 

e place. 

red value 

Page 255: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

The qual

 

Tm= Me

 

 

 

 

 

When  it

element

measure

docume

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

lification rule

asured temp

If Tm‐Tn > 10

o Very

cond

com

o Imm

inten

If Tm‐Tn > 65

o Serio

cond

com

o If (Tm

If Tm‐Tn > 30

o Low

If Tm‐Tn < 30

o No r

t  is  consider

ts, as well as

ement  and  e

nted in a sep

AIRPORT MAINTE

es can be as 

perature, Tn=

00º C:

y  serious.  It 

ditions of  th

mprises.

mediate  corr

nsity withou

5º C:

ous.  It  is  a  s

ditions of  th

mprises.

m‐Tn) > 75º 

0º C:

w risk. Overhe

If (Tm‐Tn

If (Tm‐T

(30) day

0º C:

risk. Overhea

red  that  the

s of electrica

evaluation  i

parate repor

ENANCE 

follows:  

= Normal tem

is  a  risk  fo

e element  t

ection  need

t previous co

small  risk  fo

e element  t

C: Urgent co

eat that, if no

n)  > 50º C: C

n)  < 50º C: 

s.

at that does 

  heating  de

al resistance 

s  needed  to

t.  

mperature 

r  a  change 

that affects 

ded.  In  no  c

orrection of 

or  a  change 

that affects 

orrection. In 

ot correcting

Correction so

Correction  i

not affect th

efect  is  not 

of contact, 

o  determine

in  the mate

the operatio

case  load  th

the defect.

in  the mate

the operatio

a maximum 

g itself, can b

oon. In a max

n  limited ter

he correct op

related  to  c

or by other

e  the  cause 

erial‐, mecha

on of  the eq

he  element 

erial‐, mecha

on of  the eq

term of seve

become serio

ximum term 

rm.  In a max

peration of th

onditions  of

reasons, an

of  the  hea

anical‐,  and 

quipment of

with  the  m

anical‐  and 

quipment of

en (7) days.

ous.

 of fifteen (1

ximum term

he equipmen

f  design  of 

n additional 

ting.  This  sh

Page 29 

electrical 

f which  it 

maximum 

electrical 

f which  it 

15) days.

 of thirty 

nt.

electrical 

electrical 

hould  be 

Page 256: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Other  ty

lighting 

Harmon

 

4.2 CON

 

The runw

The frict

• Text

• Hum

• Spee

• The 

• Pres

• Tem

 

FIGURE

 

Measure

of techn

operatio

 

The tech

the mac

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ypical param

are: Voltage

ic distortion 

NDITION MO

way surfaces

tion coefficie

ture of the su

midity.  

ed.  

type of tire: 

ssure of infla

mperature: en

E 9. LTU EQUI

ements of ro

nology  is per

ons in frozen 

hniques used

hine that it i

AIRPORT MAINTE

meters  to be 

e  (V), Curren

of voltage a

NITORING O

s can be mea

ent depends 

urface.  

materials, d

tion of the ti

nvironmenta

IPMENT FOR 

oad grip are i

rforming rese

surfaces. 

d for these m

s used. The t

ENANCE 

measured  i

nt  (A), Powe

nd Harmonic

OF CIVIL INFR

asured, obtai

on: 

rawing, diam

ire.  

al, of the trac

FRICTION ME

ROAD FR

important fo

earch about

measuremen

types that w

in  the electr

r  (w, active 

c distortion o

RASTRUCTUR

ining indices

meter, width

ck, the tire. 

EASUREMENT

ICTION GROU

or the Swedis

t friction  in c

nts are descr

we can use ar

rical  facilitie

and  reactive

of current. 

RE: RUNWAY

s of quality fo

, tread.  

T IN ROADS AN

UP AT LTU. 

sh Transport

cold climate 

ribed in the 

e: 

s  to assure 

e), Crest  fac

Y FRICTION M

or the friction

ND RUNWAYS

t Administrat

due to the 

next part. Th

the depend

ctor  in curre

MONITORIN

n bearing. 

S. COURTESY 

tion. Lulea U

criticality of

he result dep

Page 30 

ability of 

nt signal, 

NG 

 OF THE 

University 

f airplane 

pends on 

Page 257: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

• Dece

• Brak

• Mea

• Mea

• Mea

• Mea

• Desl

• Mea

 

The Tap

consists 

“g”. The 

 

The mea

braking 

vertical 

automob

The phy

must be 

 

The mea

the meth

giving a 

 

The gras

of which

 

The valu

one of c

11% less

 

The roug

of tread 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

elerometer, 

ke‐dynanome

asuring of Ta

asuring of the

asuring of fric

asuring of fric

izometer (Sk

asuring of gra

ley measure

in one devic

methodolog

asurer of the

with  two w

force,  and  a

bile, and pro

sical charact

between 0.5

asurers of fri

hodology. Th

continuous r

sping measu

h is of smoot

ues that they

coefficient µ 

s, and break 

gh character

with bitume

AIRPORT MAINTE

DEC 

eter, BRD 

pley, APT 

e coefficient

ction in track

ction in surfa

kiddometer),

asping or it t

er, it can be e

ce with an o

gy of the me

e coefficient 

wheels  to  15

a  tank  dunk

ovides a cont

teristics of t

5 and 0,7. 

ction in trac

hey have one

registry. 

rer is the lig

h band with 

y are given fo

gives less ar

dynamomet

ristics of the

ens modified

ENANCE 

µ (mu Mete

k (Runway Fr

ace (Surface

, SKH or SKL

akes hold (G

electronic or

oil shock abs

asurement is

µ consists in

º. One  third

ing  the  surf

tinuous mea

he apparatu

k, surface an

e rolls to eva

htest device

slip of 15% t

or the deslizo

round 7%; th

ter, a lower 1

tracks can b

d, placing cem

er), MUM 

riction Teste

Friction Test

Griptester), G

r mechanic. 

sorber, that 

s like in the p

n a small cart

d  allows  the

face with  a 

asurement o

us vary accor

nd deslizome

aluate the fri

e of the men

that is the on

ometer and 

he one of fri

18%. 

be obtained

ment mortar

r), FRT 

ter), SFH or S

GRIP. 

Electronic, a

registers the

previous cas

t of 300 kg t

e  sensible  su

lamina  of  1

of the values

rding to mod

eter are simi

ction by mea

ntioned ones

ne that carrie

the measure

iction in trac

by means o

rs of up to 5 

SFL 

also called “f

e magnetic v

es. 

hat measure

upport. A m

mm  is  thro

of the fricti

dels. The val

lar to previo

ans of the ap

. It consists 

es out the m

er in surface,

ck and the Ta

f discontinuo

mm of thick

friction pend

variation  in a

es the force 

ass  of  78  kg

own  by mea

ion until 130

lue of the co

ous in dispos

pplied pair o

of three wh

measurement

, they are sim

apley of the

ous mixture

ness or one 

Page 31 

dulum”, it 

a scale  in 

of lateral 

g  gives  a 

ans  of  an 

0 a km/h. 

oefficient 

sition and 

f torsion, 

eels, one 

t. 

milar; the 

 order of 

s in layer 

castrates 

Page 258: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

dripped,

with cam

 

Device

Locked

Side‐fo

Fixed‐

Variab

 

F

 

 

Equipme

Measuri

value 

Measuri

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

, using in all 

mouflage aim

Te Type 

d‐wheel test

orce testers 

‐slip testers 

ble‐slip teste

FIGURE 10. MA

ent for the te

ing tow of 

ing vehicle 

AIRPORT MAINTE

the barren 

ms. 

TABLE 3. TYPESampli

ters Spot M

Contin

Contin

Contin

rs  Contin

AINTENANCE 

est 

the  Mu 

of 

ENANCE 

cases heavy

E DEVICES FOng Provided

Measurement

uous record

uous record

uous record

uous record

ACTIVITIES A

TABLE 4. VATire of test

Type  (kPa

A  70

A  70

B  210

. In military 

OR THE MEASUAvail

t  Dece

Traile

Traile

Traile

Fifth

Traile

Instr

ACCORDING T

ALUES FOR THt  Speed 

oftest 

(km/h)a)

65 

95 

0  65 

airfields one

UREMENT OF lable Configu

elerometer m

er with locke

er towed by

er towed by

wheel in veh

er towed by

umented wh

O LEVELS OF T

HE FRICTION.Depth 

ice in te

1,O 

1,O 

1,O 

e has been u

THE FRICTIONurations

mounted in a 

ed wheel tow

vehicle

vehicle 

hicle 

vehicle 

heel under a 

THE FRICTION

of  the 

est (mm) 

 

A

m

0

0

0

used mortars

N. 

 vehicle 

wed by vehicl

truck body 

 N COEFFICIEN

Anticipated 

maintenance

0,52 

0,38 

0,60 

Page 32 

s colored 

le 

T. 

level  of 

Page 259: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Equipme

the frict

 

Superfic

 

 

4.3  ORG

 

4.3.1 DAT

 

Records 

many  k

managem

efficient

 

Airports 

mainten

informat

 

All recor

understo

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ent for the te

ion in the su

ial texture o

TA  

Values 

Texture

GANIZATION

TABASE ORGA

are  the wo

kinds  of  val

ment is to co

ly and econo

are  efficie

ance manag

tion is the ne

rds, including

ood and con

AIRPORT MAINTE

est 

urface 

f airstrips 

ABLE 5. LEVELSMain

Rege

textu

of 

e (mm) 

  

Betw

  

0,760

N AND PLANN

ANIZATION: CM

rking  tools o

luable  infor

ontrol the re

omically as p

ent  organiza

gement in ord

ecessary fou

g those of an

trolled as pa

ENANCE 

Tire of test

Type  (kPa

B  210

S OF SUPERFICntenance 

neration 

ure in a year

ween 

0 y 0,400 

NING 

MMS AND CM

of managem

rmation  nee

ecords and c

possible. 

ations  in  re

der to take h

ndation.  

n airport, fol

art of an act

t  Speed 

oftest 

(km/h)a)

0  95 

CIAL TEXTURE

Regener

texture i

months

  

Between

  

0,400 y 0

M DATA, DISP

ment,  the me

eded  to  ma

create a syst

ecord  manag

have an opti

low a similar

ive records 

Depth 

ice in te

1,O 

E MAINTENAN

ration 

in six 

0,250 

PARATE MAIN

emory of an

ake  busines

em that serv

gement.  RM

mum decisio

r path or cyc

managemen

of  the 

est (mm) 

 

A

m

0

NCE OBJECTIV

Regeneratio

texture in tw

months 

  

  

< 0,250 

NTENANCE INF

organizatio

ss  decisions

ves the need

M  is  also  a

on making pr

cle. Each step

t program. I

Anticipated 

maintenance

0,47 

VES   

on 

wo 

FORMATION 

n, and  the  s

s.  The  chal

ds of the com

an  essential 

rocess since 

p in the path

In the course

Page 33 

level  of 

SOURCES 

source of 

lenge  to 

mpany as 

part  of 

trustable 

h must be 

e of their 

Page 260: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

life  cycle

returned

 

In the ta

aircraft a

anomalie

related t

is essent

 

P

A

B

C

D

E

F

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

e,  records  a

d to storage 

able below, c

activity with

es happen. H

to maintena

tial to optimi

Partial Listing

A  Land  ac

documeB  Legal do

C  Mainte

volunteD  Constru

drawingE  Plannin

shouldF  Purchas

AIRPORT MAINTE

are  (1)  creat

or destroyed

common airp

h  landings, ta

However ma

nce decision

ize the main

TABLE 6. g of Records 

cquisition  re

ents.ocuments, in

nance  docu

eer documenuction  docu

gs, etc. (6 yeng  documen

relevant envse orders, ag

 

ENANCE 

ted,  (2)  clas

d. 

port records 

ake offs etc. 

any of the re

ns where a p

tenance and

PARTIAL LISTto be Maint

ecords  shoul

ncluding leas

umentation, 

ntation, etc. (umentation, 

ars).tation,  inclu

vironmentalgreements, p

ssified,  (3)  s

are enumer

 This data a

ecords (C,D, E

proper know

d conservatio

TING OF RECOtained 

ld be  kept p

ses, agreeme

including 

(6 years).including 

uding  studie

data/permitpayments, et

stored,  (4)  r

ated. Most o

re preserved

E and F) are 

ledge manag

on of airport 

ORDS TO BE M

permanently 

ents, etc. . 

contracts, 

contracts, 

es  should  b

tting, etc. (? ytc. (6 years).

retrieved  wh

of these reco

d as  juridica

information

gement and 

facilities. 

MAINTAINED 

as  should  r

logs,  purch

specificatio

be  kept  per

years).

hen  needed,

ords are the 

l records  jus

n directly or i

documenta

relevant  lega

hase  order

ons,  as‐bui

rmanently  a

Page 34 

,  and  (5) 

proofs of 

st  in case 

indirectly 

ry access 

al 

s, 

lt 

as 

Page 261: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

5. STA

CONDI

 

5.1 INTR

 

The cont

the airp

flight sch

with clea

• prov

• prov

 

When  c

environm

 

A layer o

• resis

dens

spee

• incre

by th

• decr

cont

take

 

Icing on 

flight pe

sensors 

Therefor

 

The effe

on sever

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

TE  OF  T

ITIONS 

RODUCTION 

tamination o

ort’s operat

hedules, resu

aring the sno

vide an effec

vide regular f

clearing  ice 

ment must b

of snow on t

stance  acting

sity  and  thic

ed and weigh

ease of drag 

he wheels, p

rease  of  bra

tamination is

eoff. 

the aircraft,

erformance; 

can  cause 

re, before ta

ct of contam

ral factors, in

AIRPORT MAINTE

THE  ART 

of an airport

ion.  Icing on

ulting in lost

ow and ice. T

tive snow pl

flight operat

by  chemic

be minimised

he runway s

g on  the  air

ckness of  th

ht of the airc

and decreas

particularly th

aking    effec

s ice, increas

 particularly

it can block 

the  pilot  t

ake‐off all ice

mination on t

n particular: 

ENANCE 

AIRPORT

’s movemen

n  the aircraf

t revenue for

Therefore, ea

an 

ion in the wi

al  means,

d. 

urface cause

rcraft’s whee

e  snow  laye

craft 

se of lift of th

he nose whe

ct    from    th

sing the poss

y on the liftin

or impair flig

to  receive  w

e must be re

the moveme

T  MAINT

nt areas with

ft and  its dis

r the airport

ach airport m

inter despite

the  negativ

es: 

els  during  ta

er,  character

he aircraft du

eel 

he    runway

sibility of exc

ng surfaces, c

ght controls

wrong  infor

moved. 

ent areas of t

ENANCE

 snow and ic

spersal may 

ts and airline

must: 

e adverse me

ve  impact  o

ake‐off  run;

ristics of  the

uring the tak

    surface 

ceeding the 

changes the

and increas

rmation  abo

the airport o

IN  EXTR

ce may requ

decrease ut

es and increa

eteorological

of  chemical 

the magnit

e  aircraft un

ke‐off run du

friction,    pa

available dis

aerodynami

e the weight

out  speed  o

on the aircraf

REME  WE

ire limiting o

tilisation an

ased costs co

l conditions.

substances

ude  depend

dercarriage,

ue to snow th

articularly  w

stances for la

ic characteri

t of the airc

or  engine  c

ft operation 

Page 35 

EATHER 

or closing 

d disrupt 

onnected 

 

s  on  the 

ds  on  the 

  and  the 

hrown up 

when  the 

anding or 

istics and 

raft.  Iced 

ondition. 

depends 

Page 262: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

• air te

• runw

• spec

 

The high

been  de

crystals. 

 

• Dry 

relea

• Wet

Spec

• Com

com

com

• Slus

will b

 

The easi

weigh  it

aircraft’s

perform

cleared. 

 

5.2 SNO

 

Snow, sl

leaving r

The snow

and nece

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

emperature 

way tempera

cific density o

her the air te

efined  accor

 

snow: Snow

ase.  Specific

t snow: Snow

cific weight i

mpacted  sno

pression an

pacted snow

h: Water‐sat

be displaced

iest way to a

t.  The higher

s wheels. A 

ance of an a

By way of co

OW PLAN 

ush and  ice 

residue to e

w plan of an

essary chem

AIRPORT MAINTE

ature 

of snow. 

emperature, 

rding  to  spe

w which can b

c weight of d

w which,  if c

s from 350 k

ow:  Snow  w

d which will

w is above 50

turated snow

d with a splat

ascertain spe

r  the  specifi

layer of  slu

aircraft, and

omparison, t

must be rem

nsure the sa

n airport sho

icals and the

ENANCE 

the higher t

cific  weight

be blown if l

ry snow is u

compacted b

kg.m‐3 up to 

which  has  b

l hold  togeth

00 kg.m‐3. 

w which, wit

tter. Specific

ecific weight

c weight of 

sh on  the  r

  if the slush

the runway m

moved from

afe operatio

ould specify 

e co‐ordinati

he specific w

;  slush  is  no

loose, or if c

p to but not

by hand, will

but not inclu

been  compre

her or break

th a heel‐an

c weight of sl

t  is by taking

snow or  slu

runway  of  a

h  layer  is abo

must be clos

 the movem

n of aircraft

the organisa

ion of work w

weight of the

ot  a  snow  b

ompacted b

including 35

 stick togeth

uding 500 kg

essed  into 

k  into  lumps

nd‐toe slapd

ush is from 5

g a sample o

ush,  the high

pproximately

ove 13 mm,

ed if a layer 

ment areas of

. Economic  f

ation and pr

with air traff

e snow. Thre

but  a mixtu

y hand, will 

50 kg.m‐3. 

her and tend

g.m‐3. 

a  solid  mas

s  if picked u

own motion

500 kg.m‐3 u

of a certain 

her  the  resis

y  4 mm  is  e

the runway

of dry snow 

f the airport

factors must

ovision of th

fic control.  

ee kinds of sn

ure  of  water

fall apart ag

d to form a s

ss  resisting 

up. Specific w

n against  the

up to 800 kg.

volume of s

stance actin

enough  to  a

y must be clo

is 5 cm thick

t quickly and

t also be con

he airport eq

Page 36 

now have 

r  and  ice 

gain upon 

snowball. 

  further 

weight of 

e ground, 

.m‐3. 

snow and 

ng on  the 

affect  the 

osed and 

k. 

d without 

nsidered. 

quipment 

Page 263: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Preparat

equipme

the mov

perfect c

 

The train

• Radi

radio

• Proc

the r

• Ope

any 

• Airp

can o

 

Many w

coordina

mainten

represen

 

When pr

climatic 

physical 

 

Priorities

the wint

air traffic

• runw

• taxiw

• apro

• hold

• othe

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

tion  of  the 

ent,  training 

vement  area

condition  su

ning of work

iotelephonic

o station; the

cedures for r

runways in u

ration of equ

weather by d

ort. The wor

operate at n

workers  from

ate their wo

ance will  in

ntatives of a

reparing the

conditions, 

characterist

s  for clearin

ter plan. The

c control. Pr

way(s) in use

ways serving

on 

ding bays 

er areas. 

AIRPORT MAINTE

whole  airpo

new worke

as.  The  bas

ufficiently  in 

ers who per

c procedures

ey must be f

emoving of s

use. 

uipment. Eac

day or night 

rkers must k

ight or durin

m  various de

rk.  The snow

clude  airpor

irlines. 

e snow plan, 

airport  loca

tics of airpor

g snow and 

ey can be cha

iorities for cl

g the runway

ENANCE 

ort  for winte

rs and retra

ic  requireme

advance of

form the win

. The worke

familiar with

snow and ice

ch worker m

without affe

now the layo

ng low visibil

partments p

w co‐ordinat

rt managem

it is necessa

ation,  types

rt movement

ice  from va

anged, but o

learing move

y(s) in use 

er  is  very  im

ining  full tim

ent  is  that

adverse we

nter mainten

rs must hav

 the transmi

e. The proce

must control 

ecting safety

out of all pa

ity condition

participate  in

tion commit

ment, meteor

ary to consid

of  aircraft u

t areas. 

rious parts o

only after an

ement areas

mportant.  It 

me personne

the  airport

ather condit

nance should

e the necess

tter and kno

dures are dif

properly the

y of operation

rts of the m

ns. 

n winter ma

tee controlli

rological  ser

der a numbe

using  the  air

of movemen

agreement b

s are as follow

includes  the

el, as well as

and  all  equ

tions.  

d include: 

sary qualifica

ow the radio 

fferent for ea

e assigned te

n. 

ovement are

intenance  a

ing  individua

rvices,  air  tra

r of factors, 

rport, densit

nt areas mus

between the

ws: 

e  full  prepa

s the mainte

uipment  mu

ations to ope

phraseology

ach kind of s

echnical equi

ea so that th

nd  it  is nece

al activities o

affic  control

 such as top

ty of operati

st also be en

e airport ope

Page 37 

ration  of 

enance of 

ust  be  in 

erate the 

y. 

snow and 

pment in 

he airport 

essary  to 

of winter 

llers,  and 

pography, 

ions,  and 

ntered  in 

rator and 

Page 264: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

FIGURE 

 

In  addit

antenna

sensitive

operatio

arises. 

 

Because

When cl

first  sno

usually s

the cent

 

The proc

snow  (d

runway 

control o

possible 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

11. AB – RUN

ion  to  the 

s,  radio nav

e  and  could

onal possibili

  snow  is  hy

learing  is be

ow  flakes,  th

still possible

re.   

cedure for th

ry, wet,  com

is  cleared  is

on the basis

to open the

AIRPORT MAINTE

NWAYS USED 

above  areas

vigation  equ

d  be  distort

ties, other m

ygroscopic,  it

ing planned,

he   clearing 

  to allow a 

he first clear

mpacted,  or 

s usually  spe

 of the mete

e airport  for

ENANCE 

BY VERY LAR

VERY

s,  attention

ipment,  and

ted  by  a  la

movement a

ts weight  ca

,  it  is necess

of  snow  sho

few more a

ring of the ru

slush)  spee

ecified  by  th

eorological  f

r operations

RGE AIRCRAFT

Y LARGE AIRC

has  to  be

d  the  glide p

ayer  of  sno

reas and acc

an  grow  qui

sary to this  i

ould  already

aircraft move

unway depe

ed  and  direc

he airport du

forecast.  If c

within a rel

T (SUCH AS  –

RAFT)  

paid  to  clea

path  ILS ante

w.  Dependi

cess roads w

ckly when  t

nto account

y  be  started

ements befo

ends on the 

ction  of  the

uty manage

critical snow

atively short

– RUNWAYS U

aring  snow 

enna,  the sig

ng  on  weat

will be cleare

the  tempera

.  Therefore,

in key area

ore  the  runw

available eq

wind,  and o

r  in  co‐oper

banks are n

t time.  If sn

 USED BY OTHE

from  the  v

gnal of whic

ther  condit

ed as the opp

ature  is  arou

, with  the  fa

as.   At this p

way  is closed

quipment, th

other  factor

ration with  a

not formed, 

ow continue

Page 38 

ER THAN 

icinity  of 

ch  is very 

ions  and 

portunity 

und  zero. 

all of  the 

oint,  it  is 

d to clear 

e kind of 

s. Which 

air  traffic 

it will be 

es  to fall, 

Page 265: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

further c

during a

after  the

are tired

 

If  two  ru

snow fro

enables 

use norm

 

It is not 

predicte

aircraft o

 

Although

that  the

and  from

agricultu

 

Mechan

areas. 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

closure and 

a snowstorm

e  snowstorm

d and the eq

unways  are 

om the other

the snow to

mal procedu

economicall

d weather. 

operators ar

h keeping th

e  airside  and

m  the  airpo

ural compani

ical,  chemic

AIRPORT MAINTE

clearing of t

; the snow w

m  is  over,  th

quipment ne

available,  it

r. If the airpo

o be cleared 

res of cleari

y realistic to

Therefore, i

re informed o

e airport mo

d  landside  r

rt.  It  is  sen

ies or constr

cal,  or  therm

ENANCE 

the runway

will be blow

he  airport  h

eds replenis

t may be ad

ort has only o

at high  spe

ng snow and

o maintain a 

n extreme co

of current co

ovement are

roads  and  p

sible  to  con

uction comp

mal means  c

will become

wn onto the r

has  to  be  op

shing and  in

dvantageous

one runway,

eed. For othe

d ice, or less

sufficient q

onditions, th

onditions. 

eas open has

arking  place

ntract‐out  th

panies, since

can  be  used

e necessary.

runway as fa

pened  as  qu

spection.    

to open on

, it is often n

er areas wit

used areas c

uantity of eq

he airport wi

 the highest 

es  are  availa

he  clearance

their equipm

d  to  remove

It  is no use 

ast as  it  is re

uickly  as pos

ne  runway  a

ecessary to u

h  lower prio

can be temp

quipment to 

ill have to be

priority, it is

able  to  perm

e  of  such  ar

ment is little u

  snow  and 

 clearing  the

emoved.   In 

ssible, but  p

nd  continue

use equipme

ority,  it  is po

porarily close

o cope with t

e closed. In t

s necessary t

mit  transpor

reas,  for  exa

used in the w

ice  from m

Page 39 

e runway 

addition, 

personnel 

e  to  clear 

ent which 

ossible  to 

ed. 

the worst 

this case, 

to ensure 

rtation  to 

ample  to 

winter. 

ovement 

Page 266: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

5.3 MEC

 

The use 

chemica

impact. 

mechani

action by

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

CHANICAL EQ

of mechanic

l or thermal

 Mechanica

ically to trea

y sanding th

AIRPORT MAINTE

QUIPMENT F

cal equipmen

l methods.  I

l equipment

at a layer of i

e ice layer. 

ENANCE 

FIGURE 1

FOR SNOW R

nt for snow a

Its primary a

t  is used mo

ice but unde

12  SNOWTAM

REMOVAL AN

and ice clear

advantages a

ostly  for sno

er certain con

M FORMAT 

ND ICE CONT

ring from the

are  lower co

ow clearing. 

nditions, it is

TROL 

e runway su

sts and negl

 There  is  litt

s possible to

 

rface is pref

ligible enviro

tle  that can 

o improve the

Page 40 

erable to 

onmental 

be done 

e braking 

Page 267: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The  spe

extent o

operator

 

• scop

• capit

• dime

• avai

• clim

 

At small 

day,  it m

possible 

 

 

Airport m

equipme

is flat an

terrain b

snow lay

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ed  and  qua

on the numb

r must consi

pe of operati

tal and oper

ensions of ai

lability of sp

atic conditio

airports wit

may  be  best

to close the

manoeuvring

ent, which en

nd the runwa

behind  the r

yer on the a

AIRPORT MAINTE

lity  of  snow

ber and capa

der a numbe

on 

ating cost of

rport areas 

are parts and

ons. 

th general av

t  to  outsour

e airport for a

FIGURE 13

g areas have

nables faster

ays are wide.

runway edge

irport runwa

ENANCE 

w  clearing  fro

acity of the e

er of factors

f the equipm

d possibility

viation opera

rce  snow  cle

a few hours o

3 SNOW REM

e different ph

r and higher 

. The runway

e  lights, whic

ay is usually 

om moveme

equipment. 

ment 

of repairs 

ations or wit

earing.  Alter

or even days

MOVAL IN SPA

hysical chara

quality clea

y usually has

ch  is often n

not deep, b

ent  areas  of

 When selec

th only a few

rnatively,  if 

s. 

IN. COURTESY

acteristics fro

ring of the ru

s inset lights 

not paved, m

but the time 

the  airport

cting  the eq

w scheduled 

it  snows  on

Y OF AENA 

om roads, so

unway surfac

protruding a

must also be

for clearing 

t  depends  to

quipment,  th

 traffic move

nly  occasion

o they requir

ces.  The air

above its sur

e cleared. Fin

the runway

Page 41 

o  a  great 

e airport 

ements a 

ally,  it  is 

 

re special 

port area 

face. The 

nally,  the 

y must be 

Page 268: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

substant

selecting

 

The num

height o

surfaces

worthwh

one  sno

equipme

 

The  snow

used  for

service 

tempera

special ty

a plough

taken int

 

 

Other w

ploughs,

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

tially shorter

g the mechan

mber of piece

of snow cove

 which are  t

hile to equip

owfall  with  a

ent and vehic

w accumula

r  this.    The 

equipment 

ate climates 

ype of ploug

h has  to be 

to account. 

winter  service

, sand/aggre

AIRPORT MAINTE

r than for ro

nical snow re

es of equipm

er, average a

to be cleare

p airports ha

a  great  num

cles. 

ted at  the e

performance

and  vehicle

and only a 

gh which rem

considered 

e  vehicles  a

egate trucks, 

ENANCE 

oads. All thes

emoval equi

ment for win

amount of s

d, and  the  t

ving a total 

mber  of  exp

edge of  the 

e of  the  sno

s;  it  is  also

small  layer o

moves snow a

separately  f

FIGURE 14

nd  equipme

chemical sp

se are chara

pment. 

nter service 

snow  falling 

type and  int

snowfall be

pensive  and 

runway mus

ow  blower  i

o  the  most 

of  snow cov

at high speed

for each  cas

CASTING TYP

ent  used  in 

preaders, tan

cteristics wh

can be spec

within one 

ensity of  the

low 40 cm a

high  perfor

st be  remov

s  a  critical p

expensive  e

ver a year,  it

d, rather tha

e, because  s

PE PLOUGHS

larger  airpo

nkers, and lo

hich have to 

ified on the 

snowfall, are

e air operati

a year and up

rmance  piec

ved.   Snow b

parameter  in

equipment. 

t  is sometim

n a snow blo

several othe

rts  include  a

aders. 

be consider

basis of the

ea of  the m

ions.  It  is us

p to 5 cm of

ces  of  winte

blowers are 

n  the  fleet o

At  some  ai

mes possible 

ower. The us

er  factors ha

 

air  blower m

Page 42 

red when 

e average 

ovement 

sually not 

f snow in 

er  service 

normally 

of winter 

rports  in 

to use a 

e of such 

ave  to be 

machines, 

Page 269: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

When re

they  wil

surface o

brush be

 

There ar

at  4.5 m

each bei

an inset 

material

blades, t

low  wei

Howeve

expensiv

 

An airpo

snow blo

m.    At a

removal 

the main

25 perce

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

emoving sma

ll  clean  the 

of the runw

eing excessiv

re many type

m  and more

ing separate

light, the ap

s, which hav

their friction

ght  of  the 

r,  special  w

ve and  its pu

ort with regu

owers capab

airports with

of a 2.5 cm 

n  runway w

ent more tim

AIRPORT MAINTE

all layers of s

surface  of 

ay  is electro

vely worn. 

es of special 

.    The  blade

ely spring or 

ppropriate se

ve three mai

 coefficient 

blade  and  l

winter  maint

urchase at s

ular air trans

ble of throwin

h  regular com

snowfall fro

ith  the apro

e than clearin

F

ENANCE 

snow, it is b

the  runway

onically contr

ploughs for

e  portion  of

hydraulically

ection will lift

in advantage

with the sur

ow  friction

tenance  equ

maller airpo

sportation sh

ng snow with

mmercial  tra

m the main r

on.  It has bee

ng a runway

FIGURE  15 PLO

est to use a

y  properly. 

rolled so as

airport use.

f  some  airpo

y  loaded.  If

t. Modern b

es.  They are

rface of the r

coefficient

uipment  de

orts with mo

hould be eq

h a specific w

ansport,  ther

runway and

en shown th

of comparab

OUGHING COS

ir blower ma

The  height

to clean the

 The widest

ort  ploughs

the blade co

blades are pr

substantially

runway is low

contribute  t

spite  its  hig

oderate traffi

quipped with

weight of 400

re should be

from the tw

hat clearing a

ble area. 

STS/DISTANC

achines to sw

of  the  rota

e runway tho

are wider th

is  divided  in

ontacts an o

oduced of lig

y  lighter tha

w, and they 

to  decrease

gher  produc

ic must be ca

h one or mo

0 kg.m‐3 a d

e sufficient e

o most used

a taxiway re

weep the sno

ary  brush  ab

oroughly wit

han any road

nto  several 

obstacle, for 

ght composit

an the comm

do not corro

d  fuel  cons

ctivity  is  al

arefully cons

re high perf

distance of at

equipment  t

d taxiways co

quires appro

 

Page 43 

ow, since 

bove  the 

thout the 

d plough, 

sections, 

example, 

te carbon 

mon steel 

ode.  The 

umption.  

so  more 

sidered. 

formance 

t least 30 

to ensure 

onnecting 

oximately 

Page 270: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Pavemen

the main

of air tra

• 40 0

• 10 0

• 6 00

• 6 00

 

Two plo

should c

 

Similarly

include v

from on

apron.   T

weight 4

• 40 0

• 6 00

• 6 00

poss

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

nt surface co

n runway an

ansport mov

000 and more

000 to 40 000

00 to 10 000 

00 and less at

ughs should

orrespond to

y, the equipm

vehicles and

e runway, t

The airport s

400 kg.m‐3 a

000 and more

00 to 40 000 

00 and  less m

sible. 

AIRPORT MAINTE

onditions are

d from the t

ements (atm

e atm, the sn

0 atm, the sn

atm, the sno

tm, the snow

 be included

o the perform

FIG

ment  for a g

d equipment 

he  taxiway 

should be eq

t least 15 m

e movement

movements:

movements:

ENANCE 

e also a conce

two taxiways

m): 

now should b

now should b

ow should be

w should be r

d in the work

mance of the

GURE 16  SNO

general aviat

for winter o

connecting 

quipped with

.  The snow 

ts a year: the

: a year the s

 a year  the

ern. A 2.5 cm

s within the 

be removed

be removed w

e removed w

removed wit

k group in fr

e snow blowe

W BLOWER S

tion airport,

operations th

the runway

h one snow b

layer 2.5 cm

e snow shoul

snow should

snow should

m thick layer 

following tim

within 30 m

within one h

within two ho

thin two hou

ront of each

er.   

SELECTION CA

which serve

hat ensure t

with the ap

blower capa

 thick must b

ld be remove

 be removed

d be  remove

of snow sho

me limits wit

inutes 

hour 

ours 

urs, where po

snow blowe

 

ARD 

es aircraft up

he removal o

pron, and  fro

ble of throw

be removed 

ed within tw

d within four

ed within  fo

uld be remo

th the stated

ossible. 

er; their perf

p to 5 700 kg

of 2.5 cm sn

om 20 perce

wing snow of 

as follows: 

wo hours 

r hours 

our hours, w

Page 44 

ved from 

d number 

formance 

g, should 

now layer 

nt of the 

a specific 

here  it  is 

Page 271: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The airp

value tha

 

 

The perf

which m

the snow

relations

 

For the 

The perf

and  in m

real  con

capacity

 

The perf

affected

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ort should h

an 2.5 cm m

FIGURE 1

formance of

must be remo

w is to be re

ship is linear

example giv

formance da

most cases th

nditions  unle

 of the snow

formance of 

 by the same

AIRPORT MAINTE

ave at least 

ust be used 

17 SNOW BLO

f winter  serv

oved from th

emoved dete

r.   

en  in table 6

ata of snow 

hey are opti

ess  referenc

w blower can 

other equip

e factors. 

ENANCE 

one plough 

at airports w

OWER IS USUA

vice  vehicles

he movemen

ermines the

6, the snow 

blowers give

mistic.   The 

es  can  be  o

be 40 to 50

pment must

with a perfo

with extreme

ALLY THE MO

s and equipm

t areas.  The

capacity of w

blower mus

en by the pr

 performanc

obtained  fro

percent low

be higher th

ormance equ

e weather co

ST EXPENSIVE

ment must m

e location of

winter servic

st remove at

roducers mu

ce must be v

om  other  air

wer than the g

hat of the sn

al to that of 

onditions. 

E WINTER EQ

match  the  to

the moveme

ce vehicles a

t  least 4,400

st be consid

verified by a

rport  operat

given capaci

ow blower, 

f the blower.

 

QUIPMENT 

otal volume

ent areas fro

and equipme

0 t of snow p

dered as app

a practical te

tors.  In  prac

ity. 

but their se

Page 45 

 A higher 

of  snow 

om which 

ent.    The 

per hour. 

proximate 

est under 

ctice,  the 

lection is 

Page 272: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

1M

 

P

 

T

 

T

 

 

 

In some 

small gra

resort w

 

Sand  is 

kind of s

does not

material

and the 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

1Main runway

Parallel taxiw

Two connect

Total area to

 

Snow   

group   o

Tempera

 

Snow de

 

3Snow vol

 

Snow ma

 

Snow blo

countries, th

ain of sand 

when it is not

used  primar

sand must be

t guarantee 

, which doe

leading edge

AIRPORT MAINTE

TABLE 7

P ty 

way with con

tor taxiway 

o be cleared 

  removal   

of airports) 

ature 

ensity 

Determlume 

ass 

ower capacit

he use of san

can damage

 possible to 

rily  at  very 

e carefully ch

braking, and

s not get th

es of propell

ENANCE 

. DETERMINA

t t b

nnectors 

  time      (

mination of s

y per hr

nd is permitt

e an engine 

use other ch

low  tempera

hecked. Fine

d it can be e

rough a siev

er blades. 

ATION OF SNO

l d3 000 x

 

3 000 x

 

400 x 2

 

 

1st     30 min.

 

 

‐ 4 ° C 

     400 k

snow blowe222 00

 

5 500 x

ted to impro

blade  if suck

hemical or m

atures, whe

 sand which

easily blown

ve with 4.76

OW BLOWER 

x 45 m 

x 23 m 

23 m 

 

kg.m‐3 

r capacity0 x 0.025 

x 400 

ove braking a

ked  into  it, s

mechanical m

n  the use o

can fall thro

off the runw

mm mesh c

CAPACITY 

135 000

69 000 

9 200 m

4 800 m

4 000 m

222 000

5 550 m3 

 

2 200 000

 

4 400 000

ction on the

so sand shou

means to rem

f  chemicals 

ough a sieve 

way surface 

an damage t

0 m2 

m2 

m2 

m2 

m2 

0 m2 

 

0 kg 

0 kg 

e runway. Ho

uld be used 

move the ice. 

is not effec

with 0.297 m

by  the wind

the jet engin

Page 46 

owever, a 

as a  last 

 

ctive. The 

mm mesh 

d. Coarse 

ne blades 

Page 273: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Individua

enough 

contain 

crushed 

 

To  incre

individua

the temp

• heat

• melt

• spra

 

After the

and vacu

 

5.4 CHEM

 

Chemica

number 

neither t

environm

over  the

action  is

only  on 

thermal 

 

Chloride

effective

countrie

damages

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

al sand part

to minimise

small  rocks,

limestone w

ease  braking

al grains of s

peratures ar

ting the sand

ting the ice s

ying water o

e grains of s

uumed. The 

MICALS FOR

als  used  for 

of often co

the aircraft s

ment must b

e  remaining 

s practically 

the  kind  a

condition of

es  cannot  be

e.  Sodium  c

es. But  if  it  i

s the pavem

AIRPORT MAINTE

icles must b

e  the damag

  impurities, 

with knife‐ed

g  action  and

sand must b

e well below

d before dist

sprinkled wit

on ice sprinkl

sand have be

runway has 

R RUNWAY D

removing  ic

nflicting  req

structure nor

be minimal. 

sheet  of  ic

zero. Finally

nd  concentr

f the runway

e  used  for 

chloride  may

s  applied  in

ent surface.

ENANCE 

be sufficientl

e of  the me

salts and ot

dges. 

d  at minimis

be embedded

w zero and ca

ributing it 

h sand by bu

led with sand

een embedd

to be cleane

DE‐ICING 

ce  or  to  pre

quirements. 

r the runway

After de‐icin

ce.    Such  a

y,  the  time n

ration  of  the

y and the thi

de‐icing  be

y  be  used 

its  solid  sta

ly hard  to re

etal surface o

ther  corrosiv

se  the  possi

d  into the su

an be done b

urners 

d. 

ded  into the

ed in the sam

event  icing  o

 They must

y.  They must

ng chemicals

surface  is  t

necessary  fo

e  chemical

ckness of th

cause  of  co

mixed  with

ate  and  part

esist  the she

of  the aircra

ve substance

bility  of  suc

urface of the

by: 

ice, free gra

me way after

on  the  surfa

be cheap a

t not be toxic

s are applied

the most  sl

or completely

but  also  on

e ice layer.

orrosion,  eve

crushed  gr

ticularly  if  a

ear  forces up

aft  structure

es. The mos

cking  the  sa

e runway.  T

ains of sand 

 a thaw. 

ace  of  the  r

nd effective

c and their h

, a thin  laye

ippery  possi

y dissolving 

n  the meteo

en  though  t

ravel  for  acc

pplied  libera

pon braking,

e. The  sand m

st suitable m

and  into  the

This  is possib

must be swe

unway must

e. They must

harmful effec

er of water  i

ible  and  the

the  ice dep

orological  co

they  are  ch

cess  roads 

ally, sodium

Page 47 

, but soft 

must not 

material  is 

e  engine, 

ble only  if 

ept away 

t meet  a 

t damage 

cts on the 

s  formed 

e  braking 

ends not 

onditions, 

heap  and 

in  some 

 chloride 

Page 274: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

One of t

carbonic

an unlim

 

The  theo

concentr

applied 

solution,

can be m

clean  th

about 30

cleaning

 

 

Ure

Pre

 

De‐

 

It  is  bet

recrysta

lower.  T

discusse

 

Higher d

for conc

compon

formed. 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

he most use

c acid – carb

mited shelf lif

oretical effic

ration of the

as a de‐icin

, preferably 

mixed with w

he  runway  a

0 to 60 minu

g of the runw

ea applicatio

eventive 

‐icing 

tter  to  use  u

llizing  up  to

This  results 

d later. 

doses of ure

crete surface

ents  –  k  (CO

AIRPORT MAINTE

d chemicals 

bamid with c

fe. 

ciency of ure

e solution, bu

g or as a pr

warm, or by

water and spr

as  much  as 

utes after ap

way mechani

TABLE 8

on 

urea  as  a  p

o  –  8  °C.  W

not  only  in

ea  for de‐icin

es. After the 

O(NH2)2    an

ENANCE 

at airports is

hemical com

ea  is high up

ut it is possib

reventive  an

y sprinkling g

rayed.  Befor

possible  by

pplication. Af

cally. 

8: RECOMME 

Urea so

[l m‐2]

0.05 –

 

0.15 –

reventive  ch

When  used  i

n  lower  cost

ng  pose  a  g

ice  layer ha

nd H2O)  in  t

s urea. The t

mposition CO

p  to –11.5  °C

ble to use ur

nti‐icing  chem

granules. Spr

re applicatio

y  mechanica

fter the ice h

NDED CONCE

olution 

0.1 

0.35 

hemical  in  a

n  this  way

ts  but  also 

reater  threa

as been sprin

three  phase

technical term

O(NH2)2.  Ur

C, the eutect

ea up to –5 °

mical. Urea

rinkling can b

n of urea as

al  equipmen

has softened

ENTRATIONS

U

[

1

3

a  35  percent

for  anti‐icin

in  smaller 

at  to  the  sur

nkled with u

es  –  f  (urea,

m urea is use

rea  is a non‐

tic  temperat

°C.  Its advan

can be appl

be performe

a de‐icing flu

nt.  The  spra

d, it is necess

OF UREA 

Urea granule

g.m‐2] 

15 – 20 

30 ‐ 70 

t  solution, w

ng,  the  urea

impact  on  t

rface of  the 

urea granules

ice  and wa

ed for the am

‐toxic substa

ture, at 24.5

ntage is that

lied  in  the  f

ed dry or the

uid,  it is nec

ying  will  ta

sary to com

es 

which  is  safe

a  concentrat

the  environ

  runway, pa

s, a system 

ater  solution

Page 48 

mid of the 

ance with 

5 percent 

 it can be 

orm of a 

granules 

essary to 

ke  effect 

plete the 

e  against 

tions  are 

ment,  as 

articularly 

with two 

n) will  be 

Page 275: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Accordin

dimensio

is a mon

 

v = k + 2 

v  

k  

f           nu

 

 

The mag

means th

thawing,

result  of

tempera

the runw

slab.  Th

runway. 

 

This  pee

tempera

The  rapi

freeze  a

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ng to Gibb’s 

ons determi

novariant sys

 – f where: 

numb

numb

umber of ph

gnitude of th

hat under a 

, but its temp

f  the  consu

ature of the 

way surface 

is results in 

 

eling  occurs 

atures  slightl

id  cool‐dow

nd  this  caus

AIRPORT MAINTE

phase rule, w

ning the con

stem, expres

ber of degree

ber of compo

hases. 

he degree of 

certain press

perature as w

mption  of  t

mix decrease

and  to  large

high interna

particularly

ly below zer

n  as  a  resu

ses  a  furthe

ENANCE 

which determ

ndition of th

sed as the fo

es of freedom

onents 

FIGURE 18 IC

freedom is t

sure and tem

well as the te

the  latent  h

es to the eut

e differences

l tensions, w

y  with  new

ro,  the wate

lt  of  applica

er  increase  o

mines the de

he system (te

ollowing: 

m  

CE ‐ UREA DE‐

the same as

mperature, t

emperature 

eat  of  thaw

tectic tempe

s  in  tempera

which cause

rigid  runwa

er  in capillary

ation  of  the

of  stress  in  t

egree of free

emperature,

‐ICING SYSTEM

the degree o

his system is

of the runwa

wing.  This w

erature. This

ature  inside 

peeling of th

ays,  the  sur

y pores of  th

urea  causes

the  surface

edom of syst

 pressure an

of freedom o

s not in balan

ay surface w

ill  continue 

 process lead

the upper  l

he top 3 to 5

face  of  whi

he runway  s

s  the water 

layer  of  the

tem v, i.e. nu

nd composit

 

of a eutectic 

nce.  The ice 

will suddenly 

to  happen 

ds to rapid c

ayer of  the 

5 mm of the 

ich  is  absor

surface  is no

in  the  capi

e  runway.  Th

Page 49 

umber of 

tion), this 

mix. This 

will start 

drop as a 

until  the 

cooling of 

concrete 

concrete 

ptive.  At 

ot  frozen. 

llaries  to 

herefore, 

Page 276: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

before w

penetrat

 

If urea  is

solution 

 

Urea wa

urea.    A

There  is

particula

discharg

nitrates 

waterco

 

Limiting 

dissolved

of de‐ici

 

In order

retentio

then  gr

treatme

 

The  volu

consider

melted. 

m3 and 

water  tr

treated 

 

The use 

is possib

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

winter, new 

tion of wate

s applied  in 

and the surf

s originally u

Application  o

s  then  signif

arly  where 

ged.  Therefo

is often mon

urses.   

values of co

d materials 

ng chemicals

r not  to avo

n pools hav

adually  and

nt plant or t

ume  of  wa

rable  capacit

Therefore tw

the surface 

reatment pla

together wit

of urea must

ble to use mo

AIRPORT MAINTE

runways ha

r into the su

a warm solu

face of the r

used as a fer

of  urea  incre

ficant  growt

it  is  not  po

ore, the use o

nitored  in se

ntamination

300 mg 1‐1 

s on the airp

id exceeding

ve been built

d  slowly  dis

the combina

ste  waters 

ty of a wate

wo retention

pool has a vo

ant  in precis

th municipal

t always be c

ore expensiv

ENANCE 

ve  to be  im

rface. 

ution, the ne

runway is les

rtiliser.  Nitro

eases  the  co

th  of  algae

ossible  to  a

of urea is for

everal parts 

 of waste wa

 should be

port. 

g  the appro

t at  some  a

scharged.  A

tion of both

from  two  r

er  treatment

n pools have

olume of 20

sely  specified

l sewage. 

considered a

e but enviro

pregnated w

ecessary the

ss stressed.

ogen accoun

oncentration

in  the  wate

chieve  suffi

rbidden or lim

of the drain

aters of NH4

met when c

priate  limits

irports,  in w

lternative  s

h solutions.

runways  at 

t plant  is  ins

been built.  T

000 m3. W

d  volumes d

according to

onmentally fr

with a protec

ermal energy

ts for about

n  of  nitrates

ercourses  an

cient  dilutio

mited in som

age system

max. 3.5 mg

checked  thre

s of nitrate  c

which  contam

olutions  are

Munich  air

sufficient  in

The undergro

Water  from re

depending o

the local con

riendly aceta

ctive coating

y will partial

45 percent o

s  in  ground 

nd  this  disru

on  when  th

me airports. 

of the airpo

g.1‐1, NO3 m

ee  to  five ho

concentratio

minated wat

e  the  const

rport  is  so 

the periods

ound tank ha

etention poo

n  the  conce

nditions.  If it

ate‐based ch

g, which  red

ly be taken 

of the total w

and  surface

upts  the  ec

e  waste  wa

The concent

rt and in ou

max. 15.0 mg

ours after ap

on  in  surface

ters  are  trap

truction  of 

large  that  e

s when  the  i

as a volume 

ols  is admitt

entration, w

ts use is unsu

hemicals. 

Page 50 

duces  the 

from the 

weight of 

e waters. 

osystem, 

aters  are 

tration of 

tlets into 

g.1‐1  and 

pplication 

e waters, 

pped and 

a  water 

even  the 

ice  is not 

of 60 000 

ed  into a 

here  it  is 

uitable, it 

Page 277: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

In  fact, 

acetates

slippery 

Potassiu

disadvan

 

Acetate‐

and seve

of free o

 

As noted

already 

advantag

Because

which m

 

In short,

specific s

 

Potassiu

better to

granules

holes in 

the hole

 

Glycol‐b

glycol ar

glycol‐ba

used on 

low price

 

The disa

volume 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

airport  ope

s.  They  are 

surface, the

um  acetate‐

ntage is their

‐based chem

eral Western

oxygen in wa

d, however, 

built  expen

geous  to  ca

 acetates ha

eans anothe

, each airpor

situation. 

m  acetate‐b

o use a com

s  of  sodium 

the ice.  At 

s to the surfa

ased  de‐icin

re  toxic.  Sec

ased  chemic

  its own or 

e. 

advantage of

of  oxygen, 

AIRPORT MAINTE

erators  are 

more  effec

eir storage is 

based  de‐ic

r high price. 

icals are reco

n European c

ter.  When t

they are mo

sive  facilitie

arry  on  usin

ave lower visc

er investmen

rt must cons

based  chemi

bination of g

acetate  are

the momen

ace of the ru

ng  chemicals

cond, ethyle

cals, which  a

in combinat

f all kinds o

and  this  ser

ENANCE 

now  rejecti

ctive  at  low

easier, they

ing  fluids  a

ommended 

countries.    T

they decomp

ore expensiv

s  for  waste

ng  urea  or  g

cosity, they r

t for many a

sider the adv

icals  are  use

granules of s

e  applied  firs

t the solutio

nway, where

s  have  two

ne glycol  is

are  consider

tion with ure

f glycol  is  th

riously  enda

ng  tradition

wer  tempera

y are non‐tox

are  theoreti

by the enviro

They are eas

pose, carbon

ve than trad

  water  trea

glycol,  espe

require diffe

irports.   

vantages and

ed  in  solutio

sodium aceta

st.    As  the  g

on of potassi

e it acts from

disadvanta

carcinogenic

ed  non‐toxic

ea because 

hat upon de

ngers  life  in

nal  chemical

atures,  they

xic and they d

cally  effecti

onmental au

sily biodegra

n dioxide and

itional de‐ice

tment  or  re

ecially  as  the

rent spraying

d disadvanta

on  for  anti‐i

ate and a so

granules  dis

ium acetate

m below and r

ges.  First,  e

c. This can b

c  in many  c

of  its easy m

ecomposition

n  the waterc

s  in  favour 

y  act  longer

do not dama

ive  up  to  –

uthorities in S

dable with a

d water are g

ers.   For tho

etention  poo

ese  are  che

g devices tha

ges of  indivi

cing.    For  r

olution of po

solve,  heat 

is applied,  it

releases the 

ethylene  gly

be overcome

ountries.  Ne

manipulation

n  in water,  t

course.  Ther

r  of  those  b

r,  they  leav

age the envir

–60  °C.    Th

Scandinavia,

a  small cons

generated.   

ose airports t

ols,  it may 

eaper  than 

an for examp

idual chemic

runway  de‐ic

otassium ace

is  released,

t penetrates

ice. 

ycol  and  di‐

e by using p

evertheless, 

n and storag

they  consum

refore, wast

Page 51 

based  on 

ve  a  less 

ronment. 

heir  only 

the USA, 

sumption 

that have 

be more 

acetates. 

ple glycol, 

cals  in  its 

cing,  it  is 

tate. The 

creating 

s through 

‐ethylene 

propylene 

glycol  is 

ge and its 

me a high 

te waters 

Page 278: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

must be

icing  che

perform

through 

glycol in

 

Ice can a

this  tec

penetrat

runway. 

another 

 

5.5 THER

 

Thermal

and chem

some  ty

using wa

 

The tech

snow fro

 

FIGUR

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

 treated bef

emicals  are 

ed  directly 

which the w

to water and

also be remo

hnology.  W

tes the  layer

Then  the  r

de‐icing che

RMAL DE‐ICI

 procedures

micals, large

pes of  facilit

aste heat or g

hnical feasibi

om pavemen

RE19  ELECTRICA

AIRPORT MAINTE

fore being d

used  for  tax

in  special  b

waste waters

d carbon dio

oved from a r

ater  is  spra

r of compact

runway  is m

emical to pre

ING 

s for removin

ely because o

ties.  Noneth

geothermal e

ility of using 

nt surfaces ha

ALLY HEATED

ENANCE 

ischarged  in

xiway de‐icin

eds made  o

s seep. Bacte

oxide. 

runway with

ayed  under

ted snow or

mechanically

event further

ng of snow a

of the growin

heless,  in so

energy to rem

earth heat i

as already be

D PAVEMENT 

HOSP

to the wate

ng.  Treatme

of  bentonite

eria are  inoc

h high pressu

high  press

r  ice, disturb

cleaned  an

r icing. 

and  ice are n

ng price of e

me airports,

move snow 

n combinati

een demons

‐ EMERGENCY

PITAL AT SALZ

rcourse.  At

nt of waste

powder  an

culated  into

ure water. Th

sure  through

bs  it and sep

d  treated w

not so widel

nergy and pr

,  the  local  co

and ice from

on with heat

trated.  

Y HELIPORT O

ZBURG, 

Munich airp

waters and 

d  sand  built

the beds, an

he Küppel‐W

h  nozzles  o

arates  it fro

with  a  small 

y used as ar

roblems with

onditions m

m runways. 

t pipes for d

 

ON THE ROOF

port, glycol‐b

 disposal of 

t  along  the 

nd these de

Weisel compa

onto  the  ru

m  the surfa

volume  of 

re mechanic

h the mainte

ay be  favou

e‐icing and r

F OF THE REGI

Page 52 

based de‐

glycol  is 

taxiways 

compose 

any offers 

unway.  It 

ce of the 

glycol  or 

al means 

enance of 

urable  for 

removing 

IONAL 

Page 279: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

In the ca

electrica

dependi

usage is,

small are

 

The melt

de‐icing 

 

At most

forbidde

they  da

this caus

combina

layer of 

 

5.6 RUN

 

The surf

of view 

volume o

 

The  app

affected

operatio

pavemen

An  optim

monitors

conditio

the requ

this inve

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ase of aspha

ally  heated  s

ng on the sy

, depending 

eas like helip

ting of snow

can only  b

t  airports,  th

en.  They are

amage  the  r

ses high inte

ation of high

asphalt runw

NWAY SURFA

face of runw

of protectin

of chemicals

plication  pro

 by a numbe

onal experien

nt after a su

mum  decisi

s meteorolo

n of  the  run

uirements fo

estment usua

AIRPORT MAINTE

lt pavement

surface  laye

stem, it can 

on the weat

ports or othe

w is seldom u

e effective  i

he  use  of  je

e expensive 

unway. The 

ernal stress i

h temperatur

ways. 

ACE MONITO

ways must be

g the enviro

s used for rem

cedure,  the 

er of factors

nce.  For exa

nny day so t

on  can  be 

gical conditi

nway  surface

r winter mai

ally has a hig

ENANCE 

s, a special c

r.  The  syste

melt approx

ther conditio

r places whe

sed because

f the  ice  is m

et  blowers,  j

because of  t

use of a  jet

n the concre

re and kinet

ORING 

e kept clean

onment and

moving ice. 

application 

, the effect o

ample, a suff

that the pave

made  on  t

ons and the

e.    Because

intenance an

gh rate of ret

conductive a

em  can  prev

imately 2.5 c

ons, between

ere snow or i

e of high ene

melted and t

jet  engines

the price of

t blower cau

ete slab and

tic effects of

to ensure go

for the sake

  time,  and  t

of which can

ficient amou

ement does

the  basis  of

e condition o

the monito

nd in the vol

turn. 

asphalt‐graph

vent  ice  and

cm of falling

n 200 and 50

ce clearing w

rgy consump

he surface o

fixed  on  th

fuel,  they ca

uses an  incre

 leads to the

f  jet exhaust

ood braking

e of economy

the  necessa

n be difficult

nt of heat ca

not freeze e

f  data  from

of the runwa

oring system

ume of chem

hite mixture 

d/or  snow  su

snow per ho

00 W.m2. Ty

would be pro

ption and low

f the runway

e  undercarr

ause noise a

ease  in  the r

e later appea

t gases can d

action. How

y,  it  is neces

ry  volume  o

 to assess ex

an be accum

ven during a

m  the  monit

ay and enab

allows a su

micals used 

could be us

urface  build

our. Operati

pical installa

oblematic. 

w efficiency.

y is complete

riage  of  the 

nd air pollut

runway temp

arance of cra

destroy  the 

wever, from t

ssary to mini

of  the  chem

xcept on the

mulated in th

a wet and co

toring  system

les  a  foreca

bstantial de

by up to 70

Page 53 

ed for an 

d‐up  and, 

ng power 

ations are 

. Thermal 

ely dried. 

truck,  is 

tion, and 

perature; 

acks.  The 

covering 

the point 

imise the 

micals  are 

e basis of 

e runway 

old night.  

m,  which 

st of  the 

crease  in 

 percent, 

Page 280: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The mon

surface b

the com

air temp

tempera

residues

runway 

thus obt

 

The fore

• whe

• whe

• whe

• how

• whe

will p

 

On the b

more of 

same tim

each sur

 

 

The runw

a cloudle

“warm” 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

nitoring syst

but also of fo

pany use as 

perature, dew

ature of the 

s  of  the  de‐

condition fo

taining variou

ecast can esti

ther the tem

n the tempe

ther the surf

w long the tem

ther the res

prevent the 

basis of the e

a burden tha

me, optimise

rface there a

FIGURE 20  L

way surface 

ess and win

places on th

AIRPORT MAINTE

em must be

orecasting co

input data t

w point tem

surface of th

icing  fluid  o

r 24 hours.  

us alternativ

imate the fo

mperature of

erature of the

face of the r

mperature o

idues of de‐

formation o

experience o

an a useful a

es their locat

re critical “co

LOCATION OF 

is scanned b

dless night, 

he runway (F

ENANCE 

 capable not

onditions lea

the output fr

perature, am

he pavement

on  the  runw

It is possible

ve forecasts.

ollowing: 

f the runway

e runway su

unway will b

f the runway

icing materia

f ice. 

f a number o

id. The syste

tion by mapp

old” places, w

SENSORS IN

by the therm

it  is possible

Figure 18‐9).

t only of ind

ading to icin

rom the sens

mount and ce

t, temperatu

way  surface. 

e to enter the

 

y surface will

rface will fal

be wet when

y surface wil

al from the l

of airports, a

em decrease

ping the runw

which freeze

THE “COLD” A

movisual cam

e  to see the

 Average co

dicating the a

g. Modern s

sors of autom

eiling of clou

ure under th

  The  syste

e weather fo

fall below 0

l below 0 °C

 the temper

l remain belo

last applicat

 monitoring

s the necess

way surface

e before othe

AND THE “WA

mera under t

e maximum c

onditions are

appearance 

systems such

matic station

uds, speed o

e surface of 

m  is  capabl

orecast into t

°C 

ature is belo

ow 0 °C 

ion on the su

system that

ary number o

with a therm

er surfaces o

ARM” POINT 

hree differen

contrast bet

 5/8 cloud c

of ice on the

h as that pro

ns; these mo

of wind, prec

f the runway

e  of  foreca

the system m

ow 0 °C 

urface of the

t is too comp

of sensors an

movisual cam

n the runwa

 OF THE RWY

nt condition

tween  the “c

cover and a 

Page 54 

e runway 

duced by 

onitor the 

cipitation, 

y, and the 

sting  the 

manually, 

e runway 

plicated is 

nd, at the 

mera. On 

y. 

s. During 

cold” and 

2.5 to 10 

Page 281: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

m.s‐1 w

gives  th

mapping

which, fr

 

In this w

the cons

 

5.7 AIRC

 

It  is  dan

sufficien

flying th

roughen

surface 

critical d

 

Research

decrease

percent 

many pla

critical s

 

The  Ass

aircraft 

aircraft 

protectio

surfaces

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ind speed. A

e  smallest  t

g  is  evaluate

rom the poin

way, it is poss

struction cos

CRAFT DE‐ICI

ngerous  for

nt lift require

e airplane at

ning  of  the 

and  from  t

during and sh

h  has  show

e the maxim

to 7 percen

aces, de‐icin

urface of an 

ociation  of 

surfaces.  De

to  provide 

on  against  t

 of the aircra

AIRPORT MAINTE

A wet night w

temperature

ed,  the  sens

nt of view of 

sible to simp

sts. 

ING 

r  an  aircraft

es high value

t high angles

airfoil  surfa

the  increase

hortly after t

n  that  even

mum  lift coef

nt.  This mea

g must be ca

airplane. 

European  A

e‐icing  is  a 

clean  surfac

the  formatio

aft for a limit

ENANCE 

with more th

e  differences

sors  are  pla

temperature

plify the mon

t  to  take  o

es for the lift

s of attack.  S

ce,  from  th

e  of  aerodyn

ake‐off at lo

  a  0.5 mm

fficient by up

ns  that even

arried out be

Airlines  reco

procedure  b

ces,  while  a

on  of  frost

ted period o

han 6/8 clou

s  between 

ced  into  “co

e, are the m

nitoring syste

ff  while  it

t coefficient.

Snow and co

e  prematur

namic  resist

w speeds. 

layer  cover

p to 33 perc

n a small  lay

efore take‐of

ommends  de

by which  fro

anti‐icing  is 

or  ice  and

of time (hold

d cover with

individual  p

old”  places

ost stable. 

em, to increa

is  contamin

This is achie

ontamination

e  separation

tance  and  a

ring  the who

cent and the

yer of  ice  is 

ff if there is f

e‐icing  and 

ost,  ice,  slus

a  precautio

accumulatio

over time).

h a cloud bas

laces  on  th

and  for  com

ase its reliab

nated  by  sn

eved by usin

n reduces the

n  of  the  air

aircraft  weig

ole  upper  a

e stalling ang

not “insignif

frost, ice or s

anti‐icing  fo

sh  or  snow 

onary  proced

on  of  snow 

se of less tha

e  runway.  A

mparison  int

bility, and to 

now  or  ice. 

ng flaps and 

e available l

rflow  from  t

ght.  The  sit

rea  of  the w

gle of attack

ficant.”  Ther

snow adheri

or  the  treat

is  removed 

dure  which 

or  slush  on

Page 55 

an 600 m 

After  the 

to  places 

decrease 

Creating 

slots and 

ift due to 

the  wing 

uation  is 

wing  can 

k  from 13 

refore,  in 

ng to any 

tment  of 

from  an 

provides 

n  treated 

Page 282: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

FIGURE

DIAGRA

DE‐ICIN

 

 

• TYPE 

long

the 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

E 21COMPARI

AMS FOR AQU

NG FLUIDS) AG

FIGU

I – DE‐ICING FL

g term prote

remainder c

AIRPORT MAINTE

SON OF THE 

UEOUS SOLUT

GAINST TYPE

FLUIDS 

URE 22 AIRCRA

LUIDS are use

ction agains

consists of w

ENANCE 

FREEZING PO

TIONS OF TYP

II ‐ PROTECT

AFT DE‐ICING

ed for remov

t re‐icing of

water, corros

 

OINT 

PE I ‐ 

IVE 

For d

comm

cove

some

and 

simp

redu

A ne

the e

 

De‐ic

numb

corro

aircra

flamm

G AT VIENNA A

ving ice from

the surface

ion  inhibitor

de‐icing proc

monly  used

red  with  th

e  airline  com

cheap  “me

ly brushed a

ction in the 

w  infra‐red

end of this se

cing  and  a

ber  of  requ

osive,  they m

aft  coating

mable. Four

AIRPORT, TYP

m the aircraft

.  They conta

rs, wetting a

cedures, glyc

.  However,

hick  layers  o

mpanies  are

echanical”  m

away.  This le

use of de‐ici

de‐icing met

ction. 

nti‐icing  flu

uirements.  T

must not da

s,  and  the

types of fluid

PE I FLUID IS U

 surface, but

ain more  tha

agents and d

col‐based fl

,  if  an  air

of  snow,  slu

e  using  an  e

method  –  s

eads to cons

ing /anti‐icin

thod  is discu

uids  must 

They  must 

mage mater

ey  must  b

ds are used.

USED 

t they do no

an 90 perce

dye. Inhibitor

Page 56 

uids are 

rcraft  is 

ush  etc. 

effective 

snow  is 

iderable 

ng fluids. 

ussed at 

meet  a 

not  be 

rials and 

be  non‐

 

 

t provide 

nt glycol; 

rs ensure 

Page 283: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

prot

Befo

corre

kind

wate

colo

 

• TYPE 

are m

anti‐

the 

wate

The 

surfa

prot

They

eme

 

• TYPE 

fluid

They

VR le

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

tection of th

ore using  the

esponding  t

  of  glycol  a

er and 60 pe

ured, they m

II – PROTECTIV

mainly used t

‐icing fluids 

cleaned  sur

er, inhibitors

thickener  in

ace  and  do

tective  fluids

y  are  norm

erald green a

III  –  PROTECT

ds.  They can 

y are designe

ess than 100

AIRPORT MAINTE

e airframe, 

e de‐icing  flu

o  the conce

nd  the  prod

ercent glycol

must be oran

VE FLUIDS (an

to protect th

are more ex

rface  of  the

s wetting ag

ncreases  the

es  not  flow

s  correspond

mally  transpa

and blue gree

TIVE  FLUIDS  (

provide  lon

ed especially

0 knots. 

ENANCE 

and wetting

uid,  it must

entration and

ducer,  this  c

; it also dep

nge. 

ti‐icing) can

he aircraft fro

xpensive tha

  aircraft.    A

ents, and dy

e  viscosity  o

w  away.  The

ds  to minim

arent  or  lig

en. 

anti‐icing)  h

nger holdove

y for turbopr

g agents ensu

be diluted w

d  temperatu

concentratio

pends on the

also be used

om re‐freezi

n Type I flui

As  with  the

ye.   In additi

of  the  protec

e  thickener

mum  freezing

ght  yellow;

have  charact

er time than

rop aircraft p

ure the even

with water  t

ure of  the  e

n  correspon

e meteorolog

d to remove

ing during ta

ids.  Protectiv

Type  I  fluid

ion, they con

ctive  fluid  so

is  dissolved

g  point.  Mos

all  colours

teristics  that

a Type  I flu

performance

n coverage o

o ensure  its 

utectic  poin

nds  approxim

gical conditio

e ice from the

xiing and wa

ve fluids are

ds,  Type  II  f

ntain a polym

o  that  it  ad

d  in  water. 

st  Type  II  flu

are   a l low

t  fall  betwee

id but  less t

e with lower 

of the whole

s maximum e

t. Dependin

mately  to 40

ons.   If the f

e aircraft su

aiting for tak

e normally a

fluids  contai

mer‐based t

heres  to  the

The  compo

uids  are  not

wed   except

en  Types  I 

han Type II/

rotation spe

Page 57 

e surface.  

efficiency 

g  on  the 

0  percent 

fluids are 

rface but 

ke‐off. All 

pplied to 

in  glycol, 

hickener.  

e  aircraft 

osition  of 

t  diluted.  

t  orange, 

and  II/IV 

/IV fluids. 

eeds with 

Page 284: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

FIGURE

 

• TYPE 

long

 

Protectiv

changes 

at small 

very imp

high and

higher  a

aircraft. 

point,  it 

clean. 

 

The pro

may rem

to blow 

formed. 

It  can  fo

aircraft. 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

E 23 VISCOSIT

IV  –  PROTECT

ger holdover 

ve  fluids  are

depending 

values of sh

portant for p

d the fluid ad

and  higher  s

Ideally  the 

should be 

blem,  howe

main on the a

it off.   Afte

  The  thicke

orm  gel‐like 

 The thicker 

AIRPORT MAINTE

TY AGAINST S

TIVE  FLUIDS  (A

time.  type i

e  classed  as

on the shear

hear and  low

protective flu

dheres to the

shear,  its  vis

fluid  viscosi

reduced  rap

ver,  is  that 

aircraft, part

er  the  glycol

ning substan

deposits wh

the fluid (i.e

ENANCE 

SHEAR RATE P

ANTI‐ICING)  ar

v fluids are e

s  Non‐Newt

r on the fluid

w viscosity  if

uids.  When

e surface of t

scosity  is  su

ity  should b

pidly,  so  that

not  all of  th

ticularly  in t

 evaporates

nce has prac

hich  could  re

e. Type IV liq

PROFILES FOR

re  very  simi

emerald gree

tonian  fluids

d surface, as

f the shear o

the aircraft

the aircraft. D

uddenly  red

e high up  to

t at  the nos

he  fluid  is a

he areas wh

s  and only  th

ctically no a

esult  in  bloc

uids), the m

R NEWTONIAN

lar  to  type 

en. 

s.  The  visco

s shown in Fi

on  the  fluid 

is stationary

During the ta

uced,  and  it

o  a  speed  o

se‐wheel  lifti

lways  shorn

here the spee

he  thickenin

nti‐freeze pr

ckages  of  fli

ore deposits

N AND NON‐N

ii  fluids  but

sity  of  a  No

igure. The flu

surface grow

y or is taxiing

ake‐off run, 

t  flows  from

of  about  110

ing  speed,  t

‐off  complet

ed of the air

ng agent  is  l

roperties and

ght  controls

s are formed

 NEWTONIAN 

t  have  a  sig

on‐  Newton

uid has high

ws.    This pr

g, the fluid v

the fluid exp

m  the  surfac

0  km.h‐1 an

he aircraft  s

tely;  a  smal

rflow  is not 

left,  residue

d is very hyg

s  of  certain 

d.   

Page 58 

FLUIDS 

nificantly 

nian  fluid 

 viscosity 

roperty  is 

iscosity is 

periences 

ce  of  the 

d  at  that 

surface  is 

l amount 

sufficient 

s  can  be 

groscopic. 

types  of 

Page 285: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Dependi

step pro

 

During a

the aircr

 

In a two

surface  i

fluid  is  a

pressuris

exposed

polymer

common

 

The one

IV  fluid. 

scale.  In

 

Some  ty

invisible 

method 

 

De‐icing 

mobile  v

located a

 

In the ca

during ta

the apro

addition

slippery,

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ing  on  the m

ocedures are 

a one‐step p

raft’s surface

o‐step proce

is treated by

applied  hot 

sed water  to

  to  higher  t

rising  fluid  a

n types of ro

‐step proced

 Operators 

n contrast, op

ypes  of  wing

and a hand

to verify if t

of aircraft c

vehicles  on 

as close as p

ase of decen

axiing to tak

on;  they pen

n, the residu

,  and  this  e

AIRPORT MAINTE

meteorologic

used for air

procedure on

es and to pro

dure  the air

y the Type  II

and  under 

o  clean  the 

temperature

and  reducing

otary or pisto

dure necessa

from Scand

perators from

g  contamina

ds‐on check 

he treated s

can be perfo

the  apron 

possible to th

ntralised de‐

e‐off, the air

netrate  into 

als of the Ty

endangers  sa

ENANCE 

cal  condition

craft de‐icing

nly thickened

ovide protect

rcraft  is  first 

I or IV fluid.

high  pressu

aircraft. Bec

es,  they  are

g  the  fluid  v

on pumps.   I

arily means “

inavia and B

m the rest of

ation  are  ve

is required  t

urface is clea

rmed in eith

and  the  for

he take‐off ru

icing (at the

rcraft does n

the substrat

ype II or IV f

afety  on  the

ns  and  on  a

g and anti‐ic

d  (Type  II/III

tion for thos

cleaned by

To make th

re. At  temp

cause protec

applied  col

viscosity,  the

Instead, mem

“double” ap

Baltic countr

f Europe see

ery  difficult

to  feel the b

an of ice. 

her centralise

rmer  uses  o

unway thres

 apron) both

not freeze ag

tum, where

fluids, togeth

e  apron.    Th

airport  and  s

cing. 

/IV)  fluid  is 

se surfaces.

the Type  I f

e cleaning o

eratures  up

ctive  fluids  a

d.    To  avoid

e  protective 

mbrane or sc

plication of 

ries are usin

em to prefer

to  detect.  F

build‐up.  The

ed or decent

one  or  seve

shold. 

h Type I and

gain. The res

they contam

her with the

his  cannot  b

state  practic

used  for sno

luid; then, w

of the aircraf

to  –7°C,  so

are  less  stab

d  disrupting

fluid  must 

crew pumps

the thicker T

g Type  I  flui

Type II/IV liq

For  example

e tactile che

tralised ways

ral  specially

II/IV fluids m

idues of de‐i

minate  soil a

 remaining s

be  avoided 

ces,  one‐ste

ow/ice remo

within 3 min

ft easier, the

ome  airports

ble  and mus

g  the  functio

not  be  pum

s must be use

Type II, or e

ids on a mu

quids. 

e,  clear  ice 

ck  is the on

s.  The latter

y  constructe

must be use

icing fluids re

and ground 

snow or ice,

completely,

Page 59 

p  or  two 

oval from 

utes,  the 

e de‐icing 

s use hot 

st not be 

on  of  the 

mped  by 

ed. 

ven Type 

ch  larger 

is  nearly 

ly known 

r requires 

ed  stands 

d so that 

emain on 

water. In 

 are very 

  even  at 

Page 286: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

airports 

de‐iced o

 

To prote

de‐icing 

design o

and recy

have the

de‐icing,

facilities

 

An adva

so that i

co‐ordin

icing.  O

the air‐t

after de‐

 

De‐icing 

transpor

the  prop

workers,

glycol is 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

where de‐ici

on the apron

ect the enviro

and take‐of

of the surfac

ycled. Recycl

e same prop

,  it  is possib

 have been c

ntage of cen

n most case

nation betwe

therwise, th

raffic contro

‐icing. 

aircraft  is  a

rt. The worke

perties  of  th

, because du

harmful to t

AIRPORT MAINTE

ing is perform

n stands. 

onment and

ff, areas for 

ces prevents 

ing  is often 

erties as a n

le to use mo

constructed 

ntralised de‐

s it is not ne

een air  traffi

e de‐iced air

ol  is equally 

a  profession

ers who perf

he  fluids  use

uring adverse

the health. 

ENANCE 

med centrally

 increase the

central de‐ic

the escape

performed i

new fluid, bu

obile de‐icing

at Luleå (Sw

‐icing  is that

ecessary to p

c control an

rcraft might 

important w

al  and  spec

form de‐icin

ed.  Increase

e weather co

y, because p

e safety of a

cing are bein

of  the de‐ic

in fluid prod

ut in some ca

g facilities o

weden) and M

t de‐icing can

protect the p

nd airport ad

have to wai

when de‐icin

cialised  activ

g must be fa

ed  attention

onditions de‐

ropellers and

air operation

ng built on  t

cing  substan

uction plant

ases, recyclin

r a special p

Munich airpo

n be perform

plane with Ty

dministration

t too long be

g aircraft on

vity with  a  d

amiliar with t

  has  to  be

‐icing  is freq

d the inlets o

by shorteni

the apron at

ce.  I n s t e a

s because th

ng is done at

ortal de‐icin

orts. 

med  immedi

ype II/IV fluid

n or  the age

efore take‐o

n  the apron 

direct  effect 

the equipme

paid  to  the

uent and ne

of jet engines

ng the time 

t  larger airp

a d ,   glycol  is

he recycled f

t airports. Fo

g facility.  Po

ately before

d.  This requi

ent providing

off. Coordina

to avoid  lon

on  the  safe

ent and und

e  protection 

ecessary and

Page 60 

s must be 

between 

orts. The 

s  trapped 

luid must 

or central 

ortal type 

e take‐off 

ires close 

g  the de‐

tion with 

ng delays 

ety  of  air 

derstand 

of  these 

 because 

Page 287: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

A new d

Airport 

infra‐red

system 

surfaces

individua

surfaces

 

The  first

technolo

protectiv

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

FIGU

de‐icing  tech

by  Process  T

d energy wo

is  effective 

.  F i r s t ,   s

al  flakes ma

, but affects

t  InfraTek  fa

ogy  is  not  c

ve, anti‐icing

AIRPORT MAINTE

URE 24 INFRA

hnology was 

Technologie

orking on 3  t

for  ice  dep

now  crystal

kes  snow an

 composite m

acility  in Euro

completely  g

g fluid. Howe

 

ENANCE 

ATEK DE‐ICING

developed a

s  (now  Radi

to 6 microm

posits,  but  le

s  reflect  the

n effective  i

materials. 

ope was ope

glycol  free  a

ever, glycol co

G FACILITY OF

and  tested d

iant Aviation

etre‐long w

ess  effect i

e  “heat  wav

nsulator. Th

ened at Oslo

as  a  de‐iced

onsumption

F RADIANT AV

during  the  fi

n  Services  –

waves  is used

ve   when  sn

ves,”  and  se

e  radiated e

o Gardermo

  aircraft  sur

is reduced co

VIATION SERV

irst half of  t

–  RAS).  In  th

d  to melt  ice

now  is  pres

econd,  the  a

energy does 

en Airport  i

rface must 

onsiderably. 

 

VICES  

the 1990s at

heir  InfraTek

e,  frost or  sn

ent  on  the 

air  located 

 not heat al

in  January 2

be  treated 

 

Page 61 

t Newark 

k  system, 

now. The 

aircraft’s 

between 

luminium 

006. The 

by  some 

Page 288: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

6. DES

 

In railwa

how  the

railway a

and prev

 

A cold c

on cold 

Union of

stemme

winter  c

switches

Research

that  the

increase

Winter w

 

Therefor

good pra

issues of

selected

another,

unique  c

extreme

 

6.1 CHA

 

Kiruna  A

perhaps 

town tha

services 

visitors. 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

CRIPTION

ay and aviatio

ey  are  linked

and aviation

ventive main

limate  is kno

climate  influ

f Railways  (U

d  from:  trai

challenges  in

s and crossin

h Institute) s

e  number of

e was 130 % 

was consider

re,  cold  clim

actices, so in

f a cold clim

 as a case st

, this airport

conditions  a

ely low tempe

RACTERISTIC

Airport,  situa

best known

an the mine

in  space  an

 

AIRPORT MAINTE

N OF SELEC

on it is neces

d  to  the  effe

n companies 

ntenance can

own to have

uence on tra

UIC), 11 Eur

n design  (58

n  the  infrast

ngs (27 %) an

studied data 

f  failures  cau

in switches 

red as startin

mate  is a  cap

n this case st

ate and its e

tudy for two

t is widely us

and  availabil

eratures. 

C OF THE KIR

ated  far  nor

n  for  its min

e. For examp

nd  atmosphe

ENANCE 

CTED CASE

ssary to und

ects  of  both

can plan the

n be optimise

e effect on  in

ansportation

opean count

8 %) and  infr

tructure  as: 

nd rails and w

from two Sw

using  train  d

and crossing

ng 1 October

pacity killer  f

udy, the goa

effect on airp

reasons. Fo

sed by many

ity  for  expe

RUNA AIRPO

rth  of  the  p

ne, which  lie

ple, Kiruna  is

eric  research

E STUDY

erstand the 

h  operation 

eir maintena

ed. 

nfrastructure

n are sparse.

tries said th

rastructure 

performanc

welding (20 %

wedish railw

delays was  4

gs, and 24 %

r and ending 

for both  rai

al is to identi

port´s infras

or one thing, 

y internation

eriments.  Th

ORT 

olar  circle,  i

s underneat

s home to th

h,  and  the  I

deterioratio

and  the  env

ance in a mo

e and  its com

  In a survey

at their mai

(34 %). Seve

e  of  equipm

%). VTI (Swed

way sections 

41 %  higher

% in the othe

30 April, i.e.

lway and av

ify successfu

structure fail

Sweden is k

nal institutio

his  is  possibl

is  Sweden’s 

th  the  town,

he Esrange s

cehotel  in  n

n processes 

vironment. W

ore proactive

mponents. S

carried out 

n winter rol

enteen  respo

ment  for  sno

dish Nationa

in the period

in winter  t

er railway inf

. 58 % of the

viation with 

l practices e

ures. Kiruna

known to hav

ns for many 

e  thanks  to

northernmo

, but  there  i

pace rocket 

nearby  Jukka

of infrastruc

With  this  kn

e way, e.g. c

Scientific pub

t by the  Inte

lling stock ch

onses cited 

ow  clearance

al Road and T

d 2001‐03 a

than  in  sum

frastructure 

e year. 

room  for  tr

examining th

a airport in S

ve harsh win

purposes du

o  the  low  tr

ost  airport. 

is much mo

base which 

asjärvi  attrac

Page 62 

cture and 

nowledge 

corrective 

blications 

rnational 

hallenges 

the main 

e  (29 %), 

Transport 

nd found 

mer.  The 

systems. 

ansfer of 

e various 

weden is 

nters. For 

ue to the 

affic  and 

Kiruna  is 

re  to  the 

provides 

cts many 

Page 289: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

The airp

the  airp

conduct 

agency, 

their airc

Kiruna A

are depe

airport h

research

the nort

reasons.

Facts ab

Inaugura

Number 

Number 

Termina

Size of ru

Total nu

Number 

Travel ti

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

port’s  locatio

port,  someth

research  a

has conduct

craft, and th

Airport was b

endent on go

has become 

h  facilities  in

thern  lights, 

out the airpo

ated in 1960 

 of passenge

 of landings:

l floor space

unway: 2,500

mber of emp

 of companie

me to the ce

AIRPORT MAINTE

FIGUR

on  in Kiruna,

hing  greatly 

nd  test  pro

ted ozone re

e Met Office

built in 1960

ood transpo

increasingly 

 the area. M

and the Ice 

Tort 

ers 2009: 186

 1,325 

e: 2,500 squa

0 metres x 4

ployees at th

es at the airp

entre: 10 min

ENANCE 

RE 25. LOCATI

 northern Sw

appreciated

ducts  in  the

esearch man

e, the UK’s na

. Kiruna’s ge

rt, which is w

important, g

Mining opera

hotel attrac

TABLE 9. FACT

6,069  (dome

are metres 

45 metres 

he airport: 60

port: 8 

nutes 

ON OF KIRUN

weden, mea

d  by  compa

e  extreme  c

y times in th

ational weat

eographical l

where the ai

given the inc

ations, space

ct people fro

TS ABOUT KIR

estic: 182,65

NA WITHIN SW

ans  that  ther

anies  and  re

climate.    Fo

he town. Boe

ther service, 

ocation mea

irport enters

crease in bus

e research, t

om all around

UNA’S AIRPO

54, internatio

 WEDEN 

re  is ample  f

esearchers  c

r  instance,  N

eing and Air

has conduct

ans that resid

s the picture

siness develo

he magnifice

d the world 

ORT 

onal: 3,415) 

free airspac

coming  to  K

NASA,  the  U

rbus have co

ted research

dents and bu

e. In recent y

opment, tou

ent nature, 

for a wide v

Page 63 

e around 

Kiruna  to 

US  space 

old‐tested 

there. 

usinesses 

years, the 

urism and 

including 

variety of 

Page 290: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

At 19,44

inhabite

 

As noted

in sharp 

airspace

 

As of no

morning

test fligh

area also

2002. 

 

This  reg

weather

research

 

Arena A

commun

those  th

having a

 

Kiruna  A

environm

to reduc

related c

emission

 

6.2 CLIM

 

Kiruna is

summer

May.  

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

47 square kil

d by slightly 

d above, Kiru

contrast to 

. There it is d

ow, Kiruna Ai

g, around noo

hts over a lar

o suitable fo

ion has  very

r  conditions.

h and test ca

rctica  is only

nity´s wide s

hinking of re

 good time. 

Airport  is  o

mental  impa

ce its carbon 

charges app

ns pay a high

MATE 

s located 145

rs and  long, 

AIRPORT MAINTE

ometers, Kir

more than 2

una Airport c

airports else

difficult to fin

irport has an

on and in th

rge surround

or testing UA

y  few hazy d

.  This mean

mpaigns bei

y 10 minute

election of u

locating  the

owned  and 

act under the

dioxide emi

ly at Kiruna 

her charge 

5 kilometers 

cold winters

ENANCE 

runa is a larg

23,000 peop

can offer som

ewhere  in E

nd room for 

n average of 

e evening. T

ding area tha

AVs, Unmann

days and  it  i

s  shorter  w

ng carried ou

es  from Kirun

unique exper

re,  the botto

operated  b

e  ISO 14001

ssions and h

Airport; airc

north of the

s. Snow cove

ge municipa

le, the majo

mething ver

urope, wher

test flights. 

f eight arriva

he remainin

at is mostly u

ned Aerial V

is extremely

waiting  times

ut faster and

na on munic

riences and 

om  line  is v

by  Swedavia

1 environmen

as the vision

craft making

e Arctic Circl

er generally 

lity ‐ half the

rity living in t

y  attractive

re scheduled

 

ls/departure

g time offers

uninhabited.

ehicles; the 

y  rare  that  f

s  and more

d more efficie

cipal service 

adventures 

aluable savin

a,  which  co

ntal manage

n of zero emi

g  too much 

e and has a s

lasts  from m

e size of Swi

the city of Ki

 – almost em

d and charte

es daily conc

s great oppo

. This latter a

first such te

lights are  ca

test  oppor

ently.  

and short  t

make it easy

ngs  in  time 

ntinuously  s

ement system

issions by 20

noise or em

subarctic clim

mid‐October

itzerland. Th

iruna. 

mpty airspac

er flights com

centrated in 

ortunities to 

advantage m

est was carri

ancelled due

rtunities,  res

transport  rou

y to fill free 

and resourc

seeks  to  re

m. The airpo

020. Environm

mitting a high

mate with sh

r  to  the beg

Page 64 

he area  is 

ce. This is 

mpete for 

the early 

carry out 

makes the 

ed out  in 

e  to poor 

sulting  in 

utes. The 

time. For 

ces, while 

educe  its 

ort works 

mentally‐

h  level of 

hort, cool 

inning of 

Page 291: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

The sun 

rise from

mountai

being  so

tempera

20  kilom

degrees 

 

The clim

climates

principle

what it is

  

6.3 SERV

 

Kiruna´s 

region’s 

campaig

unique c

Kiruna in

Administ

 

The  airp

practical

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

FIGURE 26. S

doesn't set 

m mid‐Decem

in  region,  in

o  far  north,

atures feel co

metres  from 

below those

mate  in Kirun

s can only be

es of winter f

s like to fly in

VICES PROVI

geographic

high‐tech 

gns.  The  lon

competence 

nclude the fo

tration and S

port  can  rec

lly every type

AIRPORT MAINTE

SCREENSHOTS

between Ma

mber to the b

ncluding  Keb

,  winter  is 

omfortable. 

Kiruna,  is  in

e of central K

na  is perfect

e obtained un

flying can be

n severe cold

IDED AND DE

al  advantag

industry  off

g‐establishe

to offer serv

ollowing: NA

SSC (Swedish

ceive,  load 

e of aircraft,

ENANCE 

S OF AIRPLAN

ay 30 and Ju

beginning of

bnekaise wh

not  particul

That being s

n a  river  val

Kiruna.  

  for  test  flig

nder real con

e taught in a 

d, snow and 

ESCRIPTION 

es,  including

fers  unique 

d  space  and

vices and su

ASA,Airbus In

h Space Corp

and  unload 

 including he

NE AND RAILW

ly 15; this is

f January. Kir

ich  at  2  117

larly  cold.  T

said, there a

ley and  this

ghts;  the  fina

nditions. It is

simulator at

ice.  

OF FACILITI

g  a  stable, 

conditions 

d  research 

pport for ma

ndustries, Bo

poration) am

  large  wide

elicopters. N

WAY IN HARSH

counterbala

runa municip

7 metres  is 

The  dry  mo

re local varia

s  causes win

al proof of h

s also ideal fo

t home – but

ES 

subarctic wi

to  carry  ou

activities  ha

any differen

oeing, Euroc

ong others.

ebody  aircra

ASA has exe

H WEATHER C

anced by the

pality is situa

Sweden’s  h

untain  air  m

ations. Jukka

ter  tempera

how aircraft 

or winter cer

t in Kiruna th

inter  climate

ut  advanced

ave  built  a  b

t projects. C

opter, Swed

ft  and  supp

cuted two re

CONDITIONS.

e fact that it 

ated in the h

ighest  peak

makes  even 

asjärvi, locat

atures  to dr

  function  in 

rtifications. T

he flight crew

e,  together 

d  research 

broad,  solid

Companies w

ish Defence 

ply  ramp  se

esearch cam

Page 65 

  

does not 

heart of a 

. Despite 

freezing 

ed about 

op 10‐15 

extreme 

The basic 

w can feel 

with  the 

and  test 

  base  of 

working in 

Materiel 

ervice  for 

mpaigns in 

Page 292: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Kiruna. I

the ozon

service‐m

meets an

 

The facil

 

 

The airp

 

Runway 

Instrume

lengths: 

TORA 25

TODA 26

ASDA 25

 

Runway 

Instrume

lengths: 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

n fact, the A

ne  layer. The

minded  airp

nd even exce

ities provide

ort’s runway

03: 

ent runway 

502 m,  

652 m (includ

502 m and LD

21: 

ent  runway 

AIRPORT MAINTE

American Spa

e customers 

port,  easily  a

eeds the nee

ed by the airp

y system is cl

with referen

ding CWY 15

DA 2502 m. 

with  referen

ENANCE 

ace Administ

of Kiruna ai

accessible  a

eds of the co

port are as fo

FIGURE 

lassified in re

nce code 4 D

50 m) 

nce code 4D

tration has c

irport   have 

airspace  and

ompanies’ tes

ollows: 

27. RUNWAY

eference cod

D with a wid

D with a wid

hosen Kirun

discovered 

d  large  well‐

sting activitie

Y SYSTEM 

des as follow

dth of 45 me

dth of 45 me

a for vital pa

and taken a

‐equipped  h

es 

ws: 

etres and  th

etres and  th

arts of its res

advantage of

hangars.  The

he  following 

e  following 

Page 66 

search on 

f Kiruna’s 

e  Airport 

 

available 

available 

Page 293: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

TORA 25

TODA 25

ASDA 25

LDA 250

 

Instrume

The  airp

assistanc

 

Runway 

• Non

 

Runway 

• Prec

 

Airport L

• The 

 

Runway 

• High

PAPI

 

Runway 

• High

 

6.4 SPEC

 

6.4.1 WIN

 

A  cold  c

particula

surfaces

perform

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

502 m,  

502 m,  

502 m  

2 m. 

ent Runways

port’s  runwa

ce accordanc

03: 

‐precision fly

21: 

cision flying C

Lights: 

airport’s ligh

03:  

h  intensive  la

I. 

21: 

h intensive la

CIAL MAINTE

NTER ERGONO

climate puts 

ar,  their  kno

,  and  heavy

ance. Maint

AIRPORT MAINTE

s: 

ays  are  appr

ce with the p

ying with VO

Category I w

hting system

anding  light

anding lightin

ENANCE ACT

OMICS FOR OP

higher dem

owledge  of 

y  and  vibra

tenance  peo

ENANCE 

roved  as  ins

procedures p

OR and DME.

ith ILS, VOR, 

 is approved

ning  system

ng system, ty

TIONS PERFO

PERATORS 

mands on  the

how  environ

ting  tools  a

ople  perform

strument  run

published by

 

 NDB and DM

d according t

m,  type Calve

ype Calvert 9

ORMED IN KI

e  competen

nmental  fac

affect  the  a

ming  tasks  in

nways with 

 LFV (Luftfar

ME. 

o the follow

ert  900 m,  h

900 m, high i

IRUNA 

ce  and expe

tors  such  as

assets/vehicle

n  the  airpor

the  followin

tsverket): 

ing: 

high  intensiv

ntensive run

erience of  th

s  harsh  clim

es,  the  logi

ts  are  expo

ng  electronic

ve  runway  li

nway light an

he personne

mate  conditio

istics  and  th

sed  to  thes

Page 67 

c  landing 

ghts  and 

nd PAPI. 

el  and,  in 

ons,  cold 

heir  own 

e  factors 

Page 294: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

during m

function

climate a

• Body

• Cont

one 

hand

 

 

• The 

risk o

• Wor

• Grea

focu

and 

• Cold

• Main

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

many  hours 

al  capacity 

are exposed 

y cooling due

tact with col

can see how

d, if the hand

wind chill ef

of hypotherm

rk wear/prot

ater psycholo

us on their o

decision ma

d, ice and sno

ntenance wo

AIRPORT MAINTE

since most 

of  the  techn

to: 

e to low tem

ld surfaces o

w the cold s

dle is insulat

ffect; i.e. the

mia. 

tective clothi

ogical stress

wn persona

king are sha

ow can result

ork in a cold 

ENANCE 

of  the  task

nical  system

mperatures, w

of assets, veh

urface of a m

ed with a sp

FIGURE 28. T

e cooling effe

ng can be he

. In addition 

l thermal pr

red by these

t in poor per

climate coin

ks  are  neces

ms  is  reduced

wind, snow, r

hicles and to

metallic saw

ecial tape, th

TERMOGRAPH

ect of wind 

eavy, bulky a

to the actua

rotection. Th

e tasks.  

rformance an

cides largely

ssarily  perfo

d.  In  summa

rain and hum

ools. For inst

w handle abs

he heat rema

HY OF HANDS

at low air te

and thick and

al maintenan

his means th

nd safety for

y with short d

ormed  outsid

ary,  personn

midity. 

ance in the t

orbs the ski

ains on the h

S  

mperatures,

d therefore, 

nce task, the

at their con

r vehicles. 

dark days. 

de.  Due  to 

nel working 

thermograp

n heat. On t

hand. 

, which incre

difficult to m

e personnel m

centration, a

Page 68 

this,  the 

in  a  cold 

hy below 

the other 

 

eases the 

move in. 

must also 

attention 

Page 295: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

For  thes

issues  in

vests,glo

Safety a

times. 

 

When  a

modifica

facility in

hangar f

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

se reasons o

n  order  to  p

oves  and  hat

uthorities bu

additional  a

ations in the 

n order to m

for maintena

AIRPORT MAINTE

perators and

perform  the 

ts  are  requi

ut also the c

actions  mus

plane to pe

mitigate temp

ance and mo

ENANCE 

d  techicians 

taks with  c

red  in  orde

concept of w

st  be  perfo

erform any e

perature issu

dification pu

in Kiruna ai

confort  but 

r  to  fulfill  b

winter ergono

ormed  on  t

experiement 

ues. This insid

urposed whic

irport use w

also  keeping

oth  safety  a

omics since 

the  plane 

or special m

de facility is 

ch can not be

winter clothe

g  the  heatin

aspects  reglu

they must w

(both  main

mission), Kiru

called Arena

e performed

es prepared  f

ng.  Therefor

utaed  by He

work below ‐

ntenance  ac

una airport h

a Actica and 

d outside in t

Page 69 

for  these 

re  special 

ealth  and 

‐30 many 

ctions  or 

has inside 

is a huge 

he cold. 

 

Page 296: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

 

The Aren

aircrafts 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

na Arctica ha

  inolved  in d

AIRPORT MAINTE

angar at the 

different  typ

ENANCE 

FIGURE 29

FIGURE 30. A

Kiruna airpo

pe of enviro

9. ARENA ARC

ARENA ARCTI

ort was built 

nmental or 

CTICA PLAN  

CA HANGAR.

in 1992 as a

militar miss

 

 facility for a

ions where 

 

accommodat

instrumenta

Page 70 

 

ting large 

ation and 

Page 297: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

tasks to 

has  simu

feasible 

improvin

 

 

 

6.4.2 CON

 

Vehicles

types of

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

be done on 

ultaneously 

solution  fo

ng the maint

NDITIONS FOR

  in Scandivia

f vehicles  in 

AIRPORT MAINTE

the plane di

accommoda

or  maintena

tainability an

R AIRPORT VE

a must survi

order  to gu

ENANCE 

d require ind

ated  the NAS

nce  of  aircr

nd ergonomy

FIGURE 31. A

FIGURE 32. A

EHICLES 

ve  in hostile

uarantee  the

door facilitie

SA  ER‐2, NA

rafts  in  har

y of the work

ARENA ARCT

ARENA ARCTI

e weather co

e  services  fo

es. Size of thi

ASA DC‐8,  an

rsh  climate

ks. 

ICA HANGAR

CA HANGAR.

onditions. Ai

r maintenan

s hangar is r

nd DLR  Falco

mitigating  t

 

irports  facilit

nce of  faciliti

rather impre

on.  It  seems

the  icing  ef

 

ties require 

ies, aircraft 

Page 71 

ssive and 

s  to be  a 

ffect  and 

 

different 

and  take 

Page 298: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

care  of 

prepared

conditio

 

 

These ve

weather

power ca

warm oi

warmer,

engine; 

monoxid

 

Second a

with  sno

function

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

the  passeng

d to work in 

ns last longe

ehicles comm

r envornmen

able often ro

l can quickly

,  less  viscou

thus  a  bloc

de; also heat

aspect must

ow  and  ice. 

ality of the d

AIRPORT MAINTE

gers.  Most 

such climate

er than anyw

FIGURE 33.

monly use a b

nts. The mos

outed throug

y circulate th

us  engine  oi

ck  heater  re

t is available 

 be taken in

Winter  tyre

de vehicles in

ENANCE 

of  these  ve

es. Especially

where else in 

. SNOW MAC

block heater

st common t

gh the vehicl

hroughout th

l  and  less  c

duces  a  veh

more quickly

 to consider

es with met

n slipery surf

ehicles  are  c

y Kiruna airp

Scandinvia.

HINES IN KIRU

r to warm up

type  is an el

le's grille. He

he engine du

condensation

hicle's  emiss

y for the pas

ration is the 

talic  or  rubb

faces. 

combustion 

port is locate

UNA AIRPORT

p the engineT

ectric heatin

eaters are al

ring start up

n  of  fuel  on

sion  of  unbu

ssenger com

gripen of w

ber  spikes  ar

driven  vehi

d relaly up in

T FACILITIES  

These device

ng element c

so available 

p. The easier 

n  cold metal

urned  hydro

partment an

heels used b

re  needed  i

icles  which 

n the north s

es are popula

connected t

for engine o

r starting res

l  surfaces  in

ocarbons  and

nd glass defo

by the cars in

n  order  to 

Page 72 

must  be 

so winter 

ar in cold 

hrough a 

oil so that 

ults from 

nside  the 

d  carbon 

gging. 

n sufaces 

keep  the 

 

Page 299: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

 

Several t

in order 

procedu

function

minimizi

an unde

 

FI

 

6.4.3 THE 

 

Snow re

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

tests are per

to evaluate

res, which p

 of the surfa

ing the destr

sired effect s

GURE 35. VEH

RUNWAY CO

moval and m

AIRPORT MAINTE

F

rformed with

 the road gr

produce diff

ace and weat

roying effect

since spikes 

HICLES AND T

ONDITIONS AT

measuremen

ENANCE 

FIGURE 34.MA

h different br

rip. This fact

erent patter

ther differen

t of spikes in

produce goo

TIRES WITH SP

T KIRUNA AIR

t of braking 

ACHINES FOR

rands of tire

or depends 

rns of  smoo

nt tires are se

n the asphalt

od road grip 

PECIAL SPECIF

RPORT 

coefficient

 TEST OF TIRE

s and vehicle

on the asph

th or  rough 

elected to as

t, especially 

but require 

FICATIONS FO

ES  

es in the test

alt, snow,  ic

surfaces, di

ssure the ma

in the runw

more asphal

R THE WINTE

t facilities of

ce and snow

ifferent  road

aximum road

way. This side

lt maintenan

ER CONDITION

Page 73 

 

f Arjeplog 

w removal 

d grip.  In 

d grip but 

e effect is 

nce. 

 NS. 

Page 300: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The  runw

aspects. 

covered 

 

Under th

and blow

with ice 

 

 

In order 

meters, 

back and

around 1

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

way conditio

It  is  especi

runway and

hese circums

w machine, 

then the fiel

to sand the 

has  to  first 

d  forth alon

15 minutes. 

AIRPORT MAINTE

ons at Kirun

ally  significa

d varying tem

stances, sno

a so‐called “

ld master us

F

entire runw

drive up an

ng  the outer

ENANCE 

a airport ha

ant  slippery 

mperature aro

w removal o

“PSB”. After 

ually decides

FIGURE 36. SN

ay, the sand

d down  the 

edges of  th

ave always b

conditions 

ound 0°C.  

on the runw

the snow re

s that the ru

NOW MACHIN

ding truck, w

  runway on 

he  runway. 

been  trouble

when  rain  a

way  is  initiate

emoval the 

nway should

NES WORKING

hich has a sa

either side 

The  sanding

esome due  t

and wet  sno

ed with a com

runway  if ru

d be sanded 

G. 

anding width

of  the cente

g of  the  com

o variety of 

ow  falling  on

mbined plow

unway  is still

with warm s

h of approxim

erline and  th

mplete  runw

Page 74 

weather 

n  the  ice 

w‐sweep‐

l covered 

sand. 

 

 

mately 15 

hen once 

way  takes 

Page 301: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Subsequ

Skiddom

respectiv

 

 

This  coe

subsecti

Measure

• FAA 

• ICAO

 

In case f

again. A

show  th

discontin

is not ho

 

In this p

It  is also

and repo

measure

centerlin

believe t

0.05 unit

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

uent  to  the  s

meter  Frictio

vely.  

efficient  is  co

on 8.1. This 

ement, const

AC 150/532

O CIRCULAR ‐

friction value

A  spot  test o

hat  the  ave

nued after th

omogenous i

rocedure the

o up to the f

orting of run

ements  shall

ne.  Further 

that the cur

ts or more.  

AIRPORT MAINTE

sanding  the 

n  Tester/BV

TABL

ompared wi

information 

truction, and

0‐12C, 1997

‐ FRICTION IS

e is low then

of  the  runwa

rage  increas

he round tri

n the whole 

e whole runw

field master 

way coeffici

l be accomp

it is stated t

rent reading

ENANCE 

braking coe

V11, which  g

LE 10. SKIDDO

th  the  thres

is also conta

d maintenanc

SSUES ‐ IATA

n the field ma

ay  friction  co

sed  up  to  0

p up and do

area. 

way must be

the decision

ents in the B

plished  in bo

that a new m

gs on any of 

efficient  is m

gives  the  coe

OMETER FRICT

sholds  agree

ained in : 

ce of skid‐re

aster can de

oefficient  th

0.40  at  leas

own the runw

e checked to

n  if the runw

BCL, (BCL‐F F

oth  runway d

measuremen

the runway

measured wit

efficients  fo

TION TESTER/

ed  by  Civil A

sistant airpo

ecide that th

at was done

st.  Second  s

way centerli

o verify the f

way can be o

3.2) it is pres

directions 5‐

nt shall be do

y’s three sect

th measuring

r  runway  se

/BV11 

Aviation Adm

ort pavement

e runway sh

e after  the  s

sanding  hav

ne, and achi

riction cond

operated. Ac

scribed, amo

‐10 meters o

one as soon 

tors have ch

g equipmen

egments  A, 

ministration 

t surfaces,  

hould be sand

second  sand

ve  the  risk 

ieved runwa

itions or at l

ctually, meas

ong other th

on either  sid

as there is r

hanged by m

Page 75 

t of  type 

B,  and  C 

 

BCL‐F3.2 

ded once 

ing must 

of  being 

y friction 

least 4/5. 

surement 

ings, that 

de of  the 

reason to 

more than 

Page 302: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

The mea

runway 

and repo

 

6.4.4 WIL

 

Despite 

aviation 

manage 

 

ACI polic

real  tim

hazard p

wildlife o

birds, alt

 

Kiruna  i

dangero

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

asured  value

is covered w

orting of run

D LIFE PROTE

dissuasive  e

are  likely to

these hazar

cy stated tha

e  and  take 

prevention a

on the aerod

though the r

s  located  u

us for the ru

FI

AIRPORT MAINTE

es  shall be g

with wet snow

way braking

ECTION 

environment

o remain. Ae

ds in a huma

at “Aerodrom

the  necessa

nd wildlife m

drome.” In g

risks related 

p  in  the  no

unways and p

IGURE 37. EXA

ENANCE 

given as unr

w or the tes

 action has b

tal  measure

erodrome op

ane and resp

me operator

ary measure

management

eneral, the g

to mammals

orth  where 

pavement ar

AMPLES OF W

reliable whe

st vehicle’s s

been treated

es  some  ele

perators will 

ponsible man

rs must rem

es  immediate

t unit, or spe

greatest thre

s should not 

many  reind

reas. 

WILDLIFE CLOS

n  the  result

peed was les

d specially in 

ments  of  w

therefore n

nner. 

ain permane

ely.  It  is  cru

ecially traine

eat to aviatio

be underest

eers  and  ot

SE TO THE KIR

s are unsure

ss than 95 km

SHK’s report

wildlife  hazar

eed to take 

ently vigilant

ucial  either  t

ed and equip

on related to

timated. 

ther  animals

RUNA AIRPOR

e,  for examp

m/hr. (Meas

rt C 1997:36)

rds  to  the 

operational

t to assess th

to  impleme

pped staff to

o wildlife is c

s  can  be  po

 

 RT. 

Page 76 

ple  if  the 

surement 

safety  of 

l steps to 

he risk  in 

nt  a  bird 

o manage 

caused by 

otentially 

Page 303: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Most co

close by 

runway. 

colliding

permane

potentia

 

6.4.5 ENV

 

Kiruna A

airport in

 

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

mmon mam

farms. How

On  top of  t

g with  them

ently watche

al danger for 

VIRONMENTA

Airport has  t

n Luleå. 

AIRPORT MAINTE

mmals in Kiru

ever they ca

that, moose

  can  be  cat

ed in order t

the vehicles

AL CARE TECHN

two mobile 

FIGURE 3

 

ENANCE 

na are reind

an suddenly s

are heavy a

tastrophic.  D

o identify an

s and planes.

NOLOGIES FO

de‐icing  syst

38. DEICING S

eers and mo

show up in t

animals whic

Due  to  thes

ny mammal 

OR DE‐ICING 

tems. The  li

SYSTEMS USED

oose. These 

the middle o

ch can weig

e  reasons,  a

coming in to

quid  is  recyc

D IN KIRUNA 

animals are 

f the road or

h up  to 600

all  areas  nea

o the paved a

cled and pro

AIRPORT. 

living in the 

r in the midd

0 kilos  so an

arby  the  air

areas which

ocessed at S

Page 77 

forest or 

dle of the 

y vehicle 

rport  are 

can be a 

Svedavias 

 

Page 304: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

7. DISC

 

7.1 SUM

 

Airport a

process 

robustne

 

This inte

which  p

different

success t

 

Increase

advance

enablers

 

On  top o

where m

prognost

aviation 

consider

operabil

 

For  that

perform

deploym

must  be

the capa

in  an  ef

perform

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

CUSSION 

MMARY OF B

and aircraft 

has  the uni

ess of the ma

egration is po

perform  data

t methodolo

to achieve m

ed  airport  ca

d  maintena

s.

of  that,  incr

most of  the 

tics will be o

sector but 

red  a  high 

ity, capacity 

t  purpose,  b

ance  drivers

ment of  these

e performed 

ability of Con

ffective way 

ance of the s

AIRPORT MAINTE

BEST PRACTIC

maintenanc

que capabili

aintenance d

ossible thank

a  integratio

ogies like Pro

maximum ope

apacity  and 

nce  plannin

reased aircra

maintenance

one of the ke

in a harmon

success  to 

or punctual

better  diagn

s  to  run  pro

e  technolog

through a ri

ndition‐Base

from  a  life 

system throu

ENANCE 

CES (BP) IN A

ce  can be co

ity of  sensiti

decisions.

k to some en

n,  cleaning,

ognostics & H

erability.

security  re

ng  and  prep

aft operabilit

e planning a

ey enablers. T

nized manne

lift  up  the 

ity.

ostic  capabi

oper  both  u

ies cannot b

gorous appli

d Maintenan

cycle  persp

ugh the inclu

AIRPORT AN

onsidered a 

ivity analysis

nablers in th

  fusion  and

Health Mana

equires  a  m

paration  bas

ty  requires a

and preparat

The introduc

er and not a

whole  secto

ility  and  sm

unscheduled 

be arbitrary 

ication of ex

nce, which c

pective.  This 

usion of new

D AIRCRAFT

Multi‐Criteri

s  against ab

he industry li

d  mining.  In

agement (PH

ore  proactiv

sed  on  prog

also a more

tion  is carrie

ction of CBM

as an  individ

or  and  its  k

marter maint

and  schedu

and definitio

xisting agreed

could contrib

would  lead

w and innovat

T MAINTENA

ia Decision M

bnormal beh

ike the conce

n  fact  the  m

HM) and MSG

ve  maintena

gnostics  will 

proactive m

ed out durin

M and conditi

ual and  isola

key  perform

enance  have

uled mainte

on of  the  re

d standards, 

bute to main

  to  an  impr

tive technolo

ANCE 

Making proc

aviours  to  c

ept of eMain

mixed  applic

G‐3 has bee

ance  concep

be  one  of 

maintenance

ng uptime an

ion monitori

ated practic

mance  indica

e  been  iden

nance.  How

equirements 

 i.e MSG‐3 to

ntainability a

roved maint

ogies for PHM

Page 78 

cess. This 

check  the 

ntenance 

cation  of 

n a great 

pt  where 

the  key 

e  concept 

nd where 

ing in the 

ce  can be 

ators  like 

ntified  as 

wever  the 

for PHM 

o acquire 

allocation 

ainability 

M.

Page 305: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Hence,  t

framewo

At the en

they  sho

stakehol

analyse t

support.

and ana

incorpor

provision

industry 

Mainten

capabilit

support 

required

skill leve

transpor

requirem

and airp

achieve 

 

7.2  RELE

 

The conc

huge am

passenge

sector  is

minimum

internati

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

to  fulfil KPI 

ork of existin

nd of the day

ould  be  pro

lders due  to

the large am

. The informa

lysing opera

ration  of  e‐

n of decision

 where the d

nance  in  avia

ties. In order

organization

d to support 

els, spares an

rtation and h

ments. Follow

ort manager

aircraft oper

EVANCE OF 

clusion of th

mount of mo

ers, workers

s  strongly  h

m  sets  of  m

ional networ

AIRPORT MAINTE

objectives, n

ng agreed me

y, operators 

ovided  in  ag

o  the close  in

mount of ope

ation gained

tional data a

‐Maintenanc

n alternative

disagreemen

ation  has  al

r to realize a

n in aviation 

the system.

nd repair par

handling req

wing this app

rs can be ful

rability and f

BP VERSUS R

his case study

ney in maint

s and surrou

harmonized 

maintenance

rk. 

ENANCE 

new method

ethodologies

and airport 

greed  forma

nteraction b

erational dat

 from these 

are time con

ce  solutions 

es. This  lack 

nt is obvious 

so  the  adva

a higher  leve

sector has d

. Such resou

rts and assoc

uirements, f

proach, the o

filled due to

fleet perform

RAIL INFRAS

y in summar

tenance of p

nding areas.

with  Intern

  practices  i

dologies  like

s like MSG‐3

managers ar

at  and  time 

between  faci

ta related to

analyses pro

nsuming, erro

  is  providin

of data har

even in the s

antage  of  de

el of achieve

developed a d

urces may  in

ciated invent

facilities, tec

operational 

o the commo

mance.

STRUCTURE

ry is a parado

planes and in

 However, t

national  avia

n  order  to 

e PHM have 

.

re aiming for

to  be  und

lities. To  thi

o reliability, m

ovides a basi

or‐prone and

ng  real‐time

rmonization 

signalling sys

etailed  descr

ed availability

detailed des

clude mainte

tory requirem

chnical data, 

and busines

on language 

ox. Aircraft a

nfrastructure

here are no 

ation  organi

get  the  pe

been  introd

r right maint

erstandable 

s end,  it  is c

maintainabili

s for making

d costly proc

e  data  colle

is  the main 

stems.

ription  of  ne

y performan

cription of th

enance pers

ments, tools

computer so

s requireme

spoken by a

and airport i

e due to the 

miracles in t

zations  like 

rmission  to 

duced but w

tenance deci

by  all  inte

crucial  to co

ity, and main

g decisions. C

cesses. In thi

ection,  analy

 obstacle  fo

eeded  resou

nce, the main

he resources

sonnel quant

s and test eq

oftware, and

nts of the ai

ll of them in

ndustry are 

safety const

this process.

  ICAO  whic

  operate  w

Page 79 

within  the 

sions but 

rnational 

ollect and 

ntenance 

Collecting 

is regard, 

ysis,  and 

or  railway 

urces  and 

ntenance 

s that are 

tities and 

uipment, 

d training 

r carriers 

 order to 

investing 

trains for 

. Aviation 

ch  define 

ithin  the 

Page 306: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Unfortun

like  UN

developm

internati

mostly d

somewh

 

Therefor

thermog

of the se

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

nately this h

IFE  or  UIC 

ment  of  the

ional author

depend on  lo

here else. 

re,  comparin

graphy or sys

ervice when 

AIRPORT MAINTE

harmonizatio

comprise  o

e  industry  a

rities who dic

ocal or natio

ng  methodo

stematic ma

deployed in 

 

ENANCE 

n does not e

of  manufact

and  from  a 

ctate mainte

onal authori

ologies  and 

intenance ar

a harmonize

exist in the r

turers  most

market  poi

enance pract

ities who ad

technologie

re not new p

ed and agree

railway secto

tly,  being  a

int  of  view.

tices for railw

dapt existing

s,  one  can 

practices at a

ed manner w

or. The inter

  good  poin

  In  this  sce

way infrastru

standards a

conclude  th

all but they g

worldwide. 

rnational ass

nt  for  the 

enario,  there

ucture and th

already  succ

hat  technolo

guarantee th

Page 80 

ociations 

technical 

e  are  no 

herefor it 

ceeded  in 

ogies  like 

he quality 

Page 307: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

8. CON

 

Mainten

Howeve

countrie

railway 

methodo

 

For exam

friction a

there wa

led by in

the railw

internati

 

In  fact, 

needed 

same  ru

practices

without 

along  Eu

missing. 

needed 

infrastru

 

 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

NCLUSION

nance  of  air

r there is a f

es all over th

industry,  i.

ologies and t

mple,  there 

assessment f

as no harmo

nternational 

way  industry

ional) to dec

airports  alw

since the sam

les. This  int

s  to  optimiz

transnation

urope  are  h

In  order  to

and  the ado

ucture manag

AIRPORT MAINTE

ports  in  ess

fact. Airports

he world  in a

e  the  lack 

technologies

is a major  c

for the runw

onized proce

authorities w

y and belong

cide the prac

ways were  th

me aircraft s

ernational  c

ze  the  capa

al  vocation 

aving  intero

o  get  the  de

option of air

gers. 

 

ENANCE 

sence  is  not

s are working

a harmonized

of  agreed 

s. 

concern amo

ways. Method

edure to per

who try to a

gs  to compet

ctices applied

he  platforms

should be ab

ulture has b

city  of  the 

and  just  ser

operability  p

esired  capac

rports harmo

t  front  line 

g for long tim

d manner. T

terms  and 

ong  the airp

ds look simil

rform that te

agree in thes

tent authori

d in mainten

s  for  interna

ble to operat

been very  fr

airports.  Ho

rving nation

problems  be

city  a  prope

onized expe

research  fro

me taking ca

This  is the ke

conditions 

ports manage

ar, with simi

est. That  is w

se practices. 

ties  (mostly 

ance. 

ational  conn

te in differen

uitful  to har

owever,  railw

al,  regional 

cause    com

r  benchmar

erience  can b

om  technolo

re of operat

ey factor and

and  subse

ers  to harm

lar vehicles 

why there  is 

This consen

regional or 

nectivity  and

nt airports an

rmonize and

ways  were  s

or  local pur

mon mainte

king  among 

be  fruitful  fo

ogical  point 

tors and airc

d existing ga

equently  har

onize  the p

and technol

a general co

nsus does no

national bu

d  harmoniza

nd counties f

d adopt main

seldom  inte

rposes. Now

enance  prac

existing  pra

or  rail opera

Page 81 

of  view. 

raft from 

p for the 

rmonized 

rocess of 

ogies but 

onsensus 

ot exist in 

ut seldom 

ation was 

following 

ntenance 

rnational 

  railways 

ctices  are 

actices  is 

ators and 

Page 308: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

9. REF

 

Referenc

Aczel, J. 

Psycholo

AC 121‐2

Departm

Airline H

Akersten

Internat

Alvesson

Kvalitativ

Andrews

Professio

Arunraj, 

program

Ascher, 

Misconc

ATA  MS

D.C.: Air 

Aven,  T

Chichest

Barabad

Thesis, 

ISSN:140

Blanchar

Blanchar

Blanchar

Prentice

Blanchar

and Mai

Blischke,

York: Joh

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

ERENCES 

ces 

and Saaty, T

ogy, Vol. 27, 

22A (l997), A

ment of Trans

Handbook (20

n, P. (2006), 

ional Congre

n, M. and Skö

v Metod, Lun

s, J.D. and M

onal Enginee

N.S.  and  M

mming, Safety

H.  and  F

ceptions and 

SG‐3  (2007),

Transport A

.  (2003),  Fo

ter: John Wil

y, J. (2007), 

Division  of 

02‐1544. 

rd, B.S. (1995

rd, B.S. (2008

rd, B.S. and F

 Hall. 

rd, B.S., Verm

ntenance M

, W.R. and M

hn Wiley & S

AIRPORT MAINTE

T.L. (1983), P

pp. 93‐102. 

Advisory Circ

sportation Fe

000), Washin

Condition m

ess of COMA

öldberg, K. (1

nd: Studentl

Moss, T.R. (20

ering Publish

Maiti,  J.  (20

y Science, 48

Feingold,  H.

their Causes

,  Operator/M

Association o

oundations  o

ey & Sons. 

Production 

operation 

5), Logistics 

8), Systems E

Fabrycky, W

ma D. and P

anagement, 

Murthy, D.N

Sons. 

ENANCE 

Procedures fo

cular, Mainte

ederal Aviati

ngton, D.C.: A

monitoring an

DEM, 12‐15 

1994). Tolkn

itteratur (in 

002), Reliabil

ing. 

10),  Risk‐ba

8 (2), pp. 238

.  (1984),  R

s, New York:

Manufacture

f America. 

of  Risk  Ana

Assurance: 

and  Maint

Engineering 

Engineering 

.J. (1998), Sy

ererson, E.L

New York: J

N.P.  (2000), R

or synthesizi

enance Revie

ion Administ

Air Transpor

nd risk and re

June, Luleå, 

ing och Refle

Swedish). 

ity and Risk A

sed  mainte

8‐247. 

Repairable 

 Marcel Dek

er  Schedule

lysis:  a  Kno

Concept,  Im

enance  Eng

and Manage

Managemen

ystem Engine

. (1995), Ma

ohn Wiley a

Reliability: M

ing ratio jud

ew Board Pr

tration. 

rt Association

eliability ana

Sweden, pp

ektion: Vete

Assessment,

nance  policy

Systems  Re

ker. 

d  Maintena

owledge  and

mplementatio

gineering,  L

ement, Engle

nt, Hoboken,

eering and A

aintainability

nd Sons. 

Modeling, Pr

gments, Jou

ocedures, W

n of America

alysis. In: Pro

. 555‐561. 

nskapsfilosof

 2nd ed., Lon

y  selection 

eliability:  M

nce  Develo

d  Decision‐O

on and  Imple

ulea  Univer

ewood Cliffs,

 N.J.: John W

Analysis, Upp

: a Key to Ef

ediction, and

rnal of Math

Washington, 

a (ATA). 

oceedings of 

fi och 

ndon: 

using  AHP 

Modeling,  In

pment,  Was

Oriented  Per

ementation, 

rsity  of  Tec

, N.J.: Prentic

Wiley and Son

per Saddle R

ffective Serv

d Optimizat

Page 82 

hematical 

D.C.: U.S. 

the 19th 

and  goal 

nference, 

shington, 

rspective, 

Doctoral 

chnology, 

ce‐Hall. 

ns. 

iver, N.J.: 

viceability 

ion, New 

Page 309: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Boeing C

Worldwi

www.bo

Campbe

Decision

Candell, 

using  eM

Mining a

1402‐15

Candell, 

In:  Proce

Manage

Carey, S.

CCPS (19

for Chem

Chu, M.T

for  know

1011‐10

Coetzee,

Mainten

Conache

techniqu

Cooper, 

Dahmstr

Studentl

Dane, F.

Defence

Mainten

Vessels, 

Denzin, 

Dhillon, 

Dhillon, 

Mainten

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

Commercial A

ide Operatio

oeing.com/ne

ll,  J.D. and J

ns, New York

O.  (2009), 

Maintenance

and Environ

44. 

O. and Söde

eedings,  19t

ment (COMA

. (1994), A B

992), Guideli

mical Process

T., Shyu, J., 

wledge  comm

24. 

,  J.L.  (1999)

nance Engine

ey,  R.M.  an

ues to the ma

D.R. and Sch

röm, K.  (199

litteratur (in 

C. (1990), Re

  Standard  0

nance Techni

Issue 2 , Bat

N.K. and Linc

B.S. (2002), 

B.S.  and  Li

nance Engine

AIRPORT MAINTE

Airplane Gro

ons, 1959–20

ews/techissu

Jardine, A.K.

: Marcel Dek

Developmen

e,  Doctoral  t

mental Engi

erholm, P. (2

th  Internatio

ADEM 2006)

eginner’s Gu

ines for Haza

s Safety. 

Tzeng, G.H. 

munities  gro

),  A  holistic

eering, 5 (3), 

d  Montgom

arine industr

hindler, P.S. (

96),  Från Dat

Swedish). 

esearch Met

02‐45  (NES  4

iques to HM

th: UK Minist

coln, Y.S. (19

Engineering 

iu,  Y.  (2006

eering, 12 (1)

ENANCE 

oup (2009), S

008, Seattle, 

ues/pdf/stats

S.  (2001), M

kker. 

nt of  Inform

thesis,  Luleå

neering, Div

006), A custo

onal  Congres

, Sweden, pp

uide to Scien

ard Evaluatio

and Khosla, 

oup‐decision

c  approach 

pp. 276‐280

mery,  R.L.  (2

ry. In: Meeti

(2006), Busin

tainsamling 

hod, Pacific G

45)  (2000), R

M Ships, Subm

try of Defenc

994), Handbo

Maintenanc

6),  Human  e

), pp. 21‐36.

Statistical Sum

WA., 

sum.pdf, ava

Maintenance 

ation  Suppo

å:  Luleå  Uni

vision of Ope

omer and pr

ss  on  Condi

p. 243 –252.

tific Method

on Procedure

 R.  (2007), C

n  analysis,  Ex

to  the  mai

0. 

2003),  Appl

ng of the SN

ness Researc

till Rapport

Grove, Ca.: B

Requirement

marines, Roy

ce. 

ook of Qualit

ce: a Modern

error  in  ma

mmary of Co

ailable online

Excellence: 

ort  Solutions

versity  of  T

eration and

roduct suppo

tion Monito

d, Belmont: W

es: with Wor

Comparison 

xpert  System

ntenance  “p

ication  of  r

AME, Texas 

ch Methods, 

: att Göra e

Brooks‐Cole 

ts  for  the A

yal Fleet Aux

tative Resear

n Approach, 

intenance: 

ommercial Je

e, accessed: 

Optimizing E

s  for Comple

echnology, 

Maintenanc

ort perspectiv

oring  and Di

Wadsworth P

rked Exampl

among thre

ms with App

problem”,  Jo

reliability‐ce

Section, pp. 

9th ed., Sing

n Statistisk 

Publishing C

pplication of

xiliaries and o

rch, Thousan

Boca Raton, 

a  review,  Jo

et Airplane A

25/4/2010. 

Equipment L

ex  Technical

Department

ce Engineeri

ve of emaint

agnostic  Eng

Publishers. 

es, New Yor

e analytical 

plications,  33

ournal  of  Q

ntered  main

 39‐60. 

gapore: McG

Undersöknin

Company. 

f Reliability‐

other Naval 

nd Oaks, Ca.:

Fl.: CRC Pres

ournal  of  Q

Page 83 

Accidents, 

Life‐Cycle 

  Systems 

t  of  Civil, 

ng,  ISSN: 

tenance. 

gineering 

k: Center 

methods 

3  (4), pp. 

Quality  in 

ntenance 

Graw‐Hill. 

ng,  Lund: 

‐ Centred 

Auxiliary 

 Sage. 

ss. 

Quality  in 

Page 310: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Ebeling, 

McGraw

Eggenbe

airline re

EUROCO

accessed

Ghodrat

thesis, Lu

Universit

Gits, C.  (

(3), pp. 2

Goffin,  K

Research

Hassel, 

Develop

Universit

Heisey, R

Boeing 

4/4/201

Herinckx

Toulouse

Holmgre

Mainten

Homsi, 

Enterpris

IEC (200

Guidelin

Electrote

IEC (199

Electrote

IEC  (199

Analysis 

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

C.E.  (1997)

w Hill. 

erg, N., Salan

ecovery prob

ONTROL (200

d: 1/4/ 2010

ti,  B.  (2005),

uleå: Divisio

ty of Techno

(1992), Desig

217‐26. 

K.  (2000),  D

h Technology

H.  (2010),  R

ing Methods

ty, ISSN: 140

R. (2002), 71

Company, 

0. 

x,  E.  and Po

e: Airbus Ind

en,  M.  (200

nance Engine

P.  (2007), 

se, VIVACE C

8), 60300 (3‐

e for the Sp

echnical Com

9), 60300 (3

echnical Com

95),  60300  (

of Technolo

AIRPORT MAINTE

),  An  Introd

ni, M. and B

blems, Comp

04), Challeng

,  Reliability 

n of Operatio

ology, ISSN: 1

gn of mainte

Design  for  su

y Manageme

Risk  and  Vul

s and Improv

02‐3504. 

17‐200: low 

www.boei

ubeau,  J.P. 

dustries. 

05),  Mainten

eering, 11 (1)

VIVACE  –  V

Consortium, 

‐16): Depend

pecification o

mmission. 

3‐11): Applica

mmission. 

3‐9):  Depen

ogical System

ENANCE 

duction  to  R

Bierlaire, M. 

puters & Ope

ges to Growt

and  Operat

on and Main

1402‐1544.

enance conc

upportability

ent, 43 (2), p

lnerability  A

ving Practice

maintenance

ing.com/com

(2002), Met

nance‐relate

), pp. 5‐18. 

Value  Impro

Airbus, Fran

dability Man

of Maintenan

ation Guide 

dability Man

ms, Geneva: I

Reliability  a

(2010), Con

erations Rese

h Report (CT

ting  Environ

ntenance Eng

cepts,  Intern

y:  essential 

pp. 40‐47. 

Analysis  in  So

es, Doctoral t

e costs and 

mmercial/aer

thodology  fo

ed  losses  at

ovement  thr

ce. 

agement ‐ P

nce Support

‐ Reliability 

nagement  ‐

nternationa

nd  Maintain

straint‐spec

earch, 37 (6)

TG04), www.

ment  Based

gineering, Lu

national  Jour

components

ociety’s  Pro

thesis, Lund: 

high dispatc

romagazine, 

or Analysis o

t  the  Swed

rough  a  Vir

Part 3‐16: Ap

t Services (Fi

Centred Ma

Part  3:  App

l Electrotech

nability  Eng

ific  recovery

, pp. 1014– 1

.eurocontrol

  Spare  Part

uleå 

nal of Produ

s  of  new  pr

active  Emer

Lund 

ch reliability,

available 

of Operation

ish  Rail,  Jo

rtual  Aerona

plication Gui

nal Draft), G

intenance, G

plication  Gu

hnical Comm

ineering,  Ne

y network  fo

1026. 

l.int, availab

ts  Planning, 

uction Econo

roduct  deve

rgency Mana

, Aero Maga

online,  a

nal  Interrupt

ournal  of  Q

autical  Colla

ide 

Geneva:  Inte

Geneva: Inte

ide  ‐  Sectio

ission. 

Page 84 

ew  York: 

or solving 

le online, 

Doctoral 

omics, 24 

lopment, 

agement: 

zine, The 

accessed: 

ion Cost, 

Quality  in 

aborative 

rnational 

rnational 

n  9:  Risk 

Page 311: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

IEC  (200

Logistic S

IEC  (200

and Mai

IEV (201

online, a

Institute

Final Rep

Jensen, 

October 

accessed

Kaplan, S

Karim,  R

Doctoral

Environm

Knezevic

Chapma

Klefsjö, B

plot, IEE

Kumar, U

Mining E

Kumar, U

Risk Ana

Kumar, 

indicato

Congress

Liang,  J.

Proceed

218(G5),

Lienhard

subject t

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

01),  60300  (

Support, Gen

04), 60300  (3

ntenance Su

0), Electrope

accessed: 15/

e of Air Trans

port, Paris: In

D.  (2007),  S

1, 2007, ww

d: 25/4/2010

S. (1997), Th

R.  (2008),  A

l  thesis,  Lu

mental Engin

c,  J.  (1997),

n & Hall. 

B. and Kuma

E Transactio

U. (1990), Re

Equipment E

U. and Akers

alysis and Ass

U.  and  Elli

rs  for  the N

s: Euromaint

.  and  Zuo,  H

ings of  the 

, pp. 347–35

dt, B., Hugue

to hidden fai

AIRPORT MAINTE

3‐12):  Depe

neva: Interna

3‐14), Depen

upport, Gene

edia, Interna

/4/2010. 

sport (Institu

nstitut du Tr

Special  repo

ww.aviation

0. 

e words of r

A  Service‐Ori

uleå:  Luleå 

neering, Divis

,  Systems  M

ar, U. (1992)

ns on Reliab

eliability Ana

ngineering, 

sten, P.A. (20

sessment (Ed

ngsen,  H.P.

Norwegian oi

tenance, Got

H.F.  (2004), 

Institution o

51. 

es, E., Bes, C. 

ilures, Journa

ENANCE 

endability M

ational Elect

ndability Ma

eva: Internati

ational Electr

ut du Transpo

ansport Aéri

ort:  TATEM: 

today.com/a

risk analysis, 

ented  Appr

University 

sion of Oper

Maintainabil

), Goodness‐

bility, 41 (4), 

lysis of Load

Luleå Univer

008), Availab

d. Melnik E. a

  (2000),  De

il and  gas  in

thenburg, 7‐

The  predic

of Mechanic

and Noll, D.

al of Aircraft

anagement 

trotechnical C

nagement  ‐

ional Electro

rotechnical C

ort Aérien) (

ien. 

Europe’s  fu

am/categorie

Risk Analysi

roach  to  eM

of  Techno

ation and M

lity:  Analysi

‐of‐fit tests f

pp. 593‐598

d‐Haul‐Dump

rsity of Techn

bility and ma

and Everitt B

esign  and  d

ndustry.  In: 

‐10 March, p

ctive  models

al  Engineers

. (2008), Fail

t, Design For

‐  Part  3‐12

Commission

Part 3‐14: A

otechnical Co

Commission,

(2000), Cost 

uture  view  o

es/commerc

s, 17 (4), pp.

Maintenance 

ology,  Depa

aintenance E

s,  engineer

for the powe

p Machines, 

nology, ISSN

intainability,

B.), Wiley, pp

development

Proceedings

pp. 224‐228.

s  of  mainten

s, Part G:  Jo

ure‐finding f

um, 45 (5), p

:  Application

Application G

ommission. 

www.electr

of Air Transp

of maintenan

cial/16093.ht

 407‐417. 

of  Complex

artment  of 

Engineering,

ing  and  ma

er‐law proce

Doctoral the

: 0348‐ 8373

, In: Encyclop

p. 77‐ 84. 

t  of  mainte

of 15th  Eur

nance  costs 

ournal of Aer

frequency fo

pp. 1804‐180

n  Guide  ‐  In

Guide  ‐ Main

ropedia.org, 

port Delay in

nce,  Aviatio

tml, availabl

x  Technical 

Civil,  Min

, ISSN:1402‐1

anagement, 

ess based on

esis, Luleå: D

3. 

pedia of Qua

enance  perf

ropean Main

for  a  civil 

rospace  Eng

or a repairabl

09. 

Page 85 

ntegrated 

ntenance 

available 

n Europe, 

n  Today, 

e online, 

Systems, 

ning  and 

1544. 

London: 

the TTT‐

ivision of 

antitative 

formance 

ntenance 

airplane, 

gineering, 

le system 

Page 312: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Liu, M., 

aircraft 

1039. 

Liyanage

perform

Maple, M

Asset Ma

Markese

thesis, St

Markese

concepts

Marshal

Miles,  M

Thousan

MIL‐STD

Weapon

Misra, K

(Ed. K.B.

Modarre

York: Ma

Modarre

Francis. 

Mokashi

maritime

Moubray

Murthy, 

Quality i

Saab (20

0040 FH

Saab  (20

Technolo

Saab (20

Saab (20

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

Zuo, H.F., N

Maintenanc

e,  J.P.  and K

ance manag

M.  (2001), U

anagement, 

et, T.  (2003)

tavanger: Un

et, T. and Ku

s for industr

l, C. and Ros

M.B.  and  Hu

nd Oaks, Ca.: 

D‐2173(AS)  (

ns Systems an

.B. (2008), R

 Misra), Lond

es, M.  (1993

arcel Dekker

es, M. (2006)

i,  A.J.,  Wan

e operations

y, J. (1997), R

D.N.P., Atre

n Maintenan

007a). Produ

. Saab Aerot

007b).  PM 

ogies. Linköp

007c). Mainte

008). Gripen 

AIRPORT MAINTE

i, X.C. and C

e Review Bo

Kumar, U.  (2

gement, Jour

Understandin

(5) 56–62. 

, Dimension

niversity of S

umar, U.  (20

ial systems, J

sman, G.B. (

uberman,  A.

Sage. 

(1986),  Reli

nd Support E

Reliability en

don: Springe

3), What  Eve

), Risk Analys

g,  J.  and  V

s, Marine Pol

Reliability Ce

ens, A. and E

nce Engineer

ct Concept a

tech, Linköpi

Possible  ap

ping, Sweden

enance Wor

Support Syst

ENANCE 

Cai, J.  (2006)

oard Report,

003),  Towar

nal of Qualit

ng maintena

ing of Produ

Stavanger, IS

003), Design 

Journal of Q

1999), Desig

.M.  (1994), 

ability‐Cente

Equipment, W

gineering: a 

er, pp. 253‐28

ery  Engineer

sis in Engine

ermar,  A.K.

licy, 26 (5), p

entered Main

ccleston, J.A

ring, 8 (4), pp

and Business

ng, Sweden.

plications  fo

n. 

kstation (FAT

tem Descript

), Research o

,  Lecture No

rds  a  value‐b

ty in Mainten

nce costs fo

uct  Support:

SN 1502‐387

and develop

Quality in Mai

gning Qualita

Qualitative 

ered  Mainte

Washington 

perspective

89. 

r  Should  Kno

ering: Techn

(2002),  A 

pp. 325–35.

ntenance, Ox

A. (2002), Str

p. 287‐305.

s Plan for Ma

 

or  an  e‐Ma

T‐2007‐0040

tion. Saab Te

on a case‐ba

otes  in Com

based  view 

nance Engine

or new and e

:  Issues, Cha

77. 

pment of pr

intenance En

ative Researc

Data  Analy

enance:  Re

D.C.: Depart

. In: Handbo

ow  about  R

niques, Tools

study  of  re

xford: Butter

rategic maint

aintenance W

intenance  c

0). Saab Tech

echnologies,

ased decision

puter  Scienc

on operatio

eering, 9 (4),

existing aircr

allenges, and

roduct suppo

ngineering, 9

ch, Thousand

ysis:  an  Expa

quirements 

tment of Def

ook of Perfor

eliability  and

s, and Trends

liability‐cent

rworth‐Hein

tenance man

Works Statio

concept  (FAT

hnologies. Lin

Linköping, S

n support sy

ce, 4113, pp

ons  and main

, pp. 333‐350

raft, Airline F

d Opportuni

ort and main

9 (4), pp. 376

d Oaks, Ca.: S

anded  Sour

for  Naval 

fense. 

rmability Eng

d Risk Analy

s, New York:

tred  mainte

emann. 

nagement, J

on – MWS. F

T‐2007‐  005

nköping, Swe

Sweden. June

Page 86 

ystem for 

p. 1030 – 

ntenance 

0. 

Fleet and 

ties, PhD 

ntenance 

6‐392. 

Sage. 

ce  Book, 

Aircraft, 

gineering 

ysis, New 

 Taylor & 

nance  in 

ournal of 

AT‐2007‐

52).  Saab 

eden. 

e 2008. 

Page 313: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

D2.1.4 CAS

Saab (20

Saab  (2

Manage

Saab  (20

depende

UK Minis

on the In

MOD 

<http://w

October,

US Depa

Acquisiti

<https://

20  Janua

Section_

Report  C

Sweden.

Visit to K

 

SE STUDY 4/4 ‐ A

009a). Proces

009b).  Main

ment System

009c).  Gripe

encies. Reg. N

stry of Defen

ntegrated Lo

Defence 

www.aof.mo

, 2009. 

artment of D

ion  Log

/www.logsa

ary 2005. No

_J/Reference

C  1998:03e 

Kiruna Airpor

AIRPORT MAINTE

ss F040 ‐ Dev

ntenance  Sy

m. Reg. No. F

en  NG  Infor

No. FAD‐200

nce (MOD). 

ogistic Suppo

Acquisitio

od.uk/aofcon

efence (US D

gistics. 

.army.mil/le

otice of valid

es/MIL‐HDBK

Accident  inv

rt 202‐02‐20

ENANCE 

velop Mainte

ystem  Gripe

FADI‐2009‐00

rmation  Ma

09‐0039. 200

(2008). Integ

rt aspects of

on.  Vers

ntent/tactica

DD). (1997). D

MIL‐HDBK‐5

c/downloads

dation, avail

K‐502.pdf>, a

volving  aircr

0, Contact pe

enance Syste

en  NG.  Sub

011. 2009‐09

nagement  U

09‐01‐15. Lin

grated Logis

f UK 

sion  1 

al/ILS/conten

Department

02,  30 

s/standards/

lable at: http

accessed: 7 O

raft  SE‐DMX

ersons:Gun‐M

em. Linköpin

‐System  Co

9‐15. Linköpi

Use‐Cases,  i

köping, Swe

tic Support 

‐  May

nt/ils_influe

of Defense 

May 

/milhdbk50

p://www.res

October, 200

,  9 March  1

Marie Töyrä, 

g, Sweden. S

ncept/Specif

ng, Sweden.

nput/out‐pu

den. 

Policy, inform

y  2008, 

ncedesign.

Handbook 

1997, 

2.pdf. MIL‐H

sponseboatp

9. 

1997,  Kiruna

Kurt Mäki  

September 2

fication,  Inf

ut  requireme

mation and 

availabl

.htm>,  acce

available

HDBK‐502,  N

project.net/ 

a  airport,  BD

Page 87 

2009. 

ormation 

ents  and 

guidance 

le  at: 

essed:  8 

e  at: 

Notice  1, 

sections/ 

D  county, 

Page 314: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ASSESSMENT MATRIX  

Deliverable nº: D2.1.5  

 

 

 

 

 

 

EC‐GA Number: 314031Project full title:  Development  of  a  Smart 

Framework  Based  on Knowledge  to  Support Infrastructure  Maintenance Decisions in Railway Corridors 

 

Page 315: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

   

Work Package:  WP2 

Type of document:  Assessment Matrix 

Date:  27/03/2013 

Transport; Grant Agreement No 314031 

Partners:  SINTEF 

Responsible:  SINTEF 

Title:  D2.1.5. ASSESSMENT MATRIX  Version: 1  Page: 2 / 3 

 

 

 

 

Deliverable D2.1.5 ASSESSMENT MATRIX 

 

 

 

 

DUE DELIVERY DATE: M04  ACTUAL DELIVERY DATE: M06  

 

 

 

 

Page 316: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

  

D2.1.5. ASSESSMENT MATRIX    Page 3 

Inform

ation flo

to end

‐custom

ers o

f effects o

f shed

uled

 or 

ongoing 

mainten

ance

Organisational 

cross‐bo

undary 

or cross‐bo

rder 

inform

ation flo

concerning

 tempo

rary 

capacity 

redu

ctions

Metho

ds to

 achieve 

transparen

cy in

 mainten

ance 

planning: 

mainten

ance 

concep

ts/progra

ms

Metho

ds to

 achieve 

transparen

cy in

 mainten

ance 

planning: large

 rene

wal projects

Metho

ds to

 achieve 

transparen

cy in

 mainten

ance 

planning: small 

rene

wal  projects

Use of RCM

: Integration in 

organisatio

n

Alternative 

mainten

ance 

strategies 

common

ly used 

in th

e indu

stry

Use of RCM

: Explicit analysis 

of every 

compo

nent or 

gene

ric 

approach?

Use of RCM

: Ad

aptio

n to local 

cond

ition

s  in 

case of gen

eric 

approach

Sources for 

failu

re 

rates/othe

r data 

for com

pone

nts

Metho

d(s) fo

r cond

ition

 mon

itorin

g of 

infrastructure 

(dire

ct)

Indirect metho

ds 

for con

ditio

n mon

itorin

g: 

mon

itorin

g of 

external 

environm

ent

Indirect metho

ds 

for con

ditio

n mon

itorin

g: 

infrastructure 

usage

Metho

d(s) fo

r criticality or 

conseq

uence 

classification 

(decision 

crite

ria)

Metho

ds fo

r risk 

assessmen

t

Grou

ping

 of 

elem

ents/com

pon

ents

Econ

omical 

analyses of 

mainten

ance 

programs

Econ

omical 

analyses of 

rene

wal projects

Non

‐mon

itized 

factors include

d in th

e analysis of 

mainten

ance 

programs a

nd 

rene

wal projects

Optim

ization 

crite

ria  in

 mainten

ance 

optim

ization 

(includ

ed 

factors)

Decision

 crite

ria 

optim

ization of 

inspectio

n/prev

entiv

e mainten

ance 

intervals

LCC‐‐based

 de

cision

 supp

ort 

for techn

ical 

solutio

n

Metho

ds fo

r hand

ling 

"opo

rtun

istic

 mainten

ance"

Metho

ds fo

r spare‐parts 

optim

ization

Metho

ds fo

r prioritizing use 

of ca

pacity in

 cases o

f red

uced

 capacity

Impo

rtance ratin

g:high

med

ium

med

ium

low

med

ium

low

low

high

high

high

high

high

low

low

med

ium

high

high

high

‐med

ium

high

med

ium

low

low

med

ium

Case 1: Electricity

Private 

custom

ers: Via 

companies' 

web

sites o

r add

 in  th

e local 

newspaper, 

some companies 

started so se

nd  

SMS to th

eir 

custom

ers

According to 

regulatio

ns (grid

 code

s) by EN

TSO‐

E (case stud

y, 

section 2.3.2)

Pre‐de

fined

 mainten

ance 

perio

ds 

sche

duled in th

e CM

MS and long

 term

 plans

‐‐

Depe

nding on

 the size of the

 company: 

Integrated

 part 

of mainten

ance 

planning

 in large 

companies (e

.g. 

transm

ission

 system

 op

erators), but 

not in sm

all 

distrib

ution 

companies

Gene

ric 

approach fo

r same 

type

/design/clas

s of com

pone

nt

Yes, if  any

 nee

d for adjustm

ents 

are iden

tified

Mostly

 judgmen

t based on

 expe

rience. For 

large companies: 

own 

data/experience

. Eventually

 literature or 

databases like 

FASIT (see

 section 4.2.2).

many; se

e chapter 5

 in th

e case stud

y

Some 

parameters 

mon

itored/ob

served

, e.g. air 

tempe

rature, 

weather fo

recast 

(storm

s etc.) or 

lightning

 activ

ity, m

ainly 

for o

peratio

nal 

purpose to  avoid 

disturbances  

and for 

emergency 

prep

ared

ness

Mon

itorin

g of 

many 

parameters 

many places in

 the electrical 

grid (voltage, 

freq

uency, 

curren

t, …) 

mainly for 

operational 

purpose, not fo

r mainten

ance 

purpose. No. of 

operations fo

r sw

itchgear is 

registered

.

Classification of 

prob

ability/freq

uency and 

conseq

uences 

(criteria: Safety, 

environm

ent, 

repu

tatio

n, 

costs/econ

omy)

Risk and

 vulnerability 

analysis by check 

lists,  analysis 

sche

mes and

 risk 

matrices as 

describ

ed in

 NVE

‐guideline 2‐2010

According to 

design

 (sam

e type

 of m

aterial, 

technical 

solutio

n, etc.)

Econ

omic 

analysis on 

cost/ben

efit of 

differen

t mainten

ance 

concep

ts/progra

ms n

ot usual

Cost‐ben

efit‐

analysis don

e in 

larger co

mpanies 

(transmission

 system

 op

erators) to

 some de

gree

 (often

 rather 

cost analysis 

than

 cost‐

bene

fit analysis)

Form

al 

optim

ization no

t common

. Factors 

includ

ed in

 cost‐

bene

fit analysis 

are: Cost o

f project (incl. 

material, 

person

nel, cost 

of ene

rgy no

t supp

lied, etc.) 

and gains 

(red

uced

 failu

re 

prob

ability, 

increased 

efficiency, 

redu

ced 

mainten

ance 

costs, etc.), SHE

‐aspe

cts a

nd 

repu

tatio

n usually

 assessed 

separately

Mainten

ance 

interval 

optim

ization no

t common

Hardly app

lied, 

but LCC

 or 

simplified

 similar 

approaches fo

r major 

investmen

ts or 

before  investing 

in new

 techno

logy

No form

al 

metho

ds, 

respon

sibility of 

mainten

ance 

planne

r and

 mainten

ance 

person

nel 

(person‐to‐

person

 inform

ation 

sharing), 

sche

duled tasks 

in th

e CM

MS will 

prob

ably be 

checked and 

immed

iately be 

carried ou

t

Not co

mmon

 to 

optim

ize spare 

parts.

Cost of e

nergy 

not sup

plied 

(CEN

S, se

e section 4.2.3 in 

case stud

y) is  an 

impo

rtant 

measure  to 

prioritize 

custom

ers

Case 2: W

ater

Inform

ation 

posted

 on the 

internet, text ad 

voice messages 

on mob

ile 

phon

es to

 affected

 custom

ers

Rarely re

levant 

in ca

se partners 

case

Pre‐de

fined

 mainten

ance 

perio

ds. D

ecade 

long

 prin

cipal 

plans w

ith main 

goals a

nd 

strategies. 

Sharing of yearly

 mainten

ance 

plan.

Decade

 long

 principal plans 

often with

 main 

projects 

iden

tified. 

Publication of 

developm

ent o

n the internet.

Inform

ation 

sharing with

 affected

 partie

s late in

 the 

process, 

publication of 

developm

ent o

n the internet

Very dep

ende

nt 

upon

 mun

icipality

/org

anization. Bigger 

organizatio

ns 

have

 more 

available 

resources  and 

thus RCM

 are 

more often 

integrated

 in th

e O&M plann

ing. 

RCM not widely 

used

 in  th

e case 

stud

ies.

Both co

mpo

nent 

based RC

M and

 gene

ric app

roach 

are widely 

applied, 

depe

nding on

 the size of the

 company

 and

 its 

resources. 

Gene

ric 

approach is most 

relevant fo

r case 

stud

ies.

In ca

se of 

gene

ric 

approach, 

adaptatio

n to 

local con

ditio

ns 

is app

lied by

 grou

ping

 the 

assets according

 to th

eir 

attributes and

 sometim

es 

cond

ition

s. This 

is app

lied in 

both ca

se 

stud

ies.

Each 

company/m

unici

pality has a

n individu

al 

database. N

o common

 database fo

r all 

natio

nal 

companies 

exists. D

ata is 

colle

cted

 through 

inspectio

ns, 

strategic w

ork 

and through 

custom

er 

complaints.

Visual 

inspectio

n, 

electrom

agne

tic 

inspectio

n, 

acou

stic 

inspectio

n, 

ultrason

ic 

testing, 

radiograph

ic/the

rmograph

ic 

testing and 

vario

us se

nsor 

techno

logies

Measuremen

t of 

volume  of water 

passing key 

sections in

 ne

twork

Describ

ed in

 Techne

au re

port 

D.4.1.3,  Gen

eric 

Fram

ework

Describ

ed in

 Techneau

 rep

ort 

D.4.1.3,  Gen

eric 

Fram

ework

Grou

ping

 based

 on

 material, 

diam

eter, failure 

rates, age

 (produ

ction and 

constructio

n pe

riod) , 

geograph

y

Mainten

ance 

intervals a

nd 

programs a

re 

based up

on risk,  

operational data 

and available 

budget. N

o econ

omic 

analysis on 

cost/ben

efit of 

differen

t mainten

ance 

concep

ts in

 the 

case stud

ies, 

althou

gh th

is ca

n be

 perform

ed.

Mainten

ance 

programs 

investmen

t based on

 expert 

analysis mod

el 

for lon

g term

 planning. This is 

applied in both 

case stud

ies. LC

C mod

els can

 also 

be app

lied in 

orde

r to fin

d the 

right time to 

rene

w an asset.

Safety  of sup

ply, 

secure and

 safe 

water, life

 cycle 

cost, red

uce 

water losses and

 prod

uctio

n costs, 

redu

ce th

e risk 

of th

e system

Failu

re rates, 

expe

rt 

expe

rience, data 

available abou

t pipe

s, 

conseq

uence 

classification, 

risk 

classification.

Optim

ization of 

pipe

 materials 

for u

se in

 the 

drinking

 water 

netw

ork can be

 based up

on LC

C and 

environm

ental 

impact analysis 

whe

re strength 

of th

e material, 

transport len

gth 

etc. ca

n be

 includ

ed.

Whe

n pipe

s are 

shut dow

n for 

rene

wal, w

ork 

can sometim

es 

be co

ordinated 

with

 sewer  pipe 

rene

wal. W

hen 

roads a

re being

 rene

wed

, one

 often takes the

 op

portun

ity to

 rene

w water 

pipe

s und

er th

e road

 at the

 same 

time.

Compo

nents a

re 

mostly

 chosen

 based on

 past 

expe

riences. N

o standard or 

specific 

proced

ure.

Water pipes 

have

 capacity or 

no ca

pacity at all, 

no re

duced 

capacity in

 pe

riods of 

mainten

ance. 

Use prioritized

 for u

se in

 such 

instances a

re 

based on

 conseq

uence 

analyses.

Case 3: G

as

Inform

ation 

posted

 on the 

internet 

(www.flow

.gassc

o.no

), includ

ing 

duratio

n and 

effects  o

n capacity and

 supp

ly of gas

Inform

ation 

posted

 on the 

internet, dire

ct 

contact w

ith 

directly affected 

up‐ and

 dow

n‐stream

 stakeh

olde

rs 

(wee

kly 

mee

tings with

 prod

ucers 

concerning

 planne

d prod

uctio

n)

Pre‐de

fined

 mainten

ance 

perio

ds (…

‐…), 

sharing of yearly

 mainten

ance 

plan

 with

 affected

 up‐ and

 do

wn‐stream

 stakeh

olde

rs, 

booking based 

on ca

pacity given

 planne

d mainten

ance

Inform

ation 

sharing with

 affected

 partie

s from

 early 

planning, 

publication of 

developm

ent o

n the internet

Inform

ation 

sharing with

 affected

 partie

s from

 early 

planning, 

publication of 

developm

ent o

n the internet

RCM integrated

 in th

e curren

t standards for 

operations in

 the 

indu

stry on the 

Norwegian 

Continen

tal 

Shelf. RC

integrated

 in 

company

 guidelines

RBM integrated

 in th

e curren

t standards for 

operations in

 the 

indu

stry on the 

Norwegian 

Continen

tal 

Shelf. 

Combinatio

n based on

 conseq

uence 

classification. 

Less im

portant 

compo

nents 

(low criticality 

for safety and 

prod

uctio

n) 

based on

 gen

eric 

approach

Adaptio

n based 

on expert 

opinion 

(internal&extern

al)

OREDA

 database/handb

ook and data 

from

 supp

liers/produ

cers o

f compo

nents

Mon

itorin

g of 

chem

ical 

compo

sitio

ns 

(med

ium being

 transported), 

vario

us process 

parameters, 

inspectio

n, 

corrosion 

prob

es, 

ultrason

ic 

equipm

ent, 

intelligent pigs,‐ 

for m

ore de

tails 

see chapter 4

 in 

case stud

Curren

ts and

 vibrations, ship 

traffic, land 

movem

ent

Mon

itorin

g of 

chem

ical 

compo

sitio

ns 

(med

ium being

 transported), 

vario

us process 

parameters

RCM/RBI‐ 

analyses 

(includ

ing 

FMEA

/FMECA 

analyses)

RBI‐ analyses, 

developm

ent o

f a risk matrix

 consistin

g of 

prob

ability of 

even

t(s) and

 conseq

uence of 

even

ts

Safety‐critical 

compo

nents 

have

 got given

 testing intervals/ 

mainten

ance 

intervals. 

Prod

uctio

n‐critical 

compo

nents/sys

tems h

ave 

pred

efined

 mainten

ance 

concep

ts based

 on

 experience 

with

 similar 

compo

nents/sys

tems (some 100‐

140 vario

us)

No econ

omical 

analysis on 

cost/ben

efit of 

differen

t mainten

ance 

concep

ts

Cond

ucts co

st‐

bene

fit analyses 

for ren

ewal 

projects  to

 presen

t to the 

infrastructure 

owne

rs

Safety (h

uman

 &en

vironm

ent), 

cost of lost 

capacity, cost o

f carrying

 out 

project, 

potential future 

capacity gains

Conseq

uence 

classification, 

failu

re rates

The actors in

 the 

gas v

alue

 chain 

aspire to

 be 

transparen

t whe

n incide

nts 

occur (un

‐planne

d shut 

downs) to 

perform 

opprotun

istic

 mainten

ance. 

Largely based on

 pe

rson

‐to‐

person

 inform

ation 

sharing.

Tradition

al 

inventory 

managem

ant to 

assess re

‐order 

level and

 order 

sizes, ca

se by 

case evaluation 

based on

 risk 

assessmen

t for 

capital spare 

parts

Case 4: A

erospace

Inform

ation flo

to th

e custom

ers 

by internet, SMS 

in th

e mob

ile 

phon

e, web

sites 

and in th

e facilities throu

gh 

voice.

Inform

ation is 

given by

 differen

t ways, 

giving

 the 

inform

ation 

abou

t the

 mod

ificatio

ns in

 the capacity of 

the airports.

Pre‐de

fined

 mainten

ance 

perio

ds. Sharin

g principal plans 

with

 main goals 

and strategies 

for the

 mainten

ance. 

Put the

 inform

ation of 

yearly 

mainten

ance 

plan.   

Sharing main 

projects 

iden

tified. 

Publication of 

developm

ent b

y internet, 

newspaper...  

Sharing main 

projects 

iden

tified. 

Publication of 

developm

ent b

y internet, 

newspaper...  

RCM integrated

 in th

e curren

t mainten

ance 

operations in

 the 

airports. RCM

 is 

integrated

 in 

every airport o

f Sw

edavia 

company

RCM is widely 

applied for all of 

its re

sources a

nd 

airports

The 

mainten

ance 

concep

t is 

adapted to local 

cond

ition

s. 

Each airp

ort h

as 

an individu

al 

database due

 to 

that everyon

e has d

ifferen

t cond

ition

s. Data 

is co

llected

 through 

inspectio

ns, 

strategic w

ork 

and through 

custom

er 

complaints.  Data 

is co

mpared 

betw

een 

airports.

The direct 

cond

ition

 mon

itorin

g pe

rformed

 on 

the 

infrastructure is 

measuremen

t of 

the frictio

n on

 the Ru

nway. 

Other dire

ct 

measuremen

ts 

are tempe

rature, 

wind and snow

 de

pth.

Sche

duled 

arriv

als a

nd 

departures 

control w

hen 

and what 

measuremen

ts 

to be made.

According to th

e relatio

n be

twee

n failu

re 

and 

conseq

uences 

(Safety, 

envinron

men

t, repu

tatio

n, 

costs/econ

omy)

‐See 

mainten

ance 

chapter 3

See 

mainten

ance 

chapter 3

See 

mainten

ance 

chapter 3

Mainten

ance 

interval 

optim

ization no

t usual

‐‐

‐‐

Data

Coordinatio

n and inform

ation

RCM ‐ Mainten

ance strategy

Analysis and

 metho

dsDe

cision

 supp

ort

Update View

Add Case

 

Page 317: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CASE STUDY INTERVIEW GUIDE  

Deliverable nº: D2.1.6  

 

 

 

 

 

 

EC‐GA Number: 314031Project full title:  Development  of  a  Smart 

Framework  Based  on Knowledge  to  Support Infrastructure  Maintenance Decisions in Railway Corridors 

 

Page 318: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

 

   

Work Package:  WP2 

Type of document: Case  study 

interview guide 

Date:  19/03/2013 

Transport; Grant Agreement No 314031 

Partners:  SINTEF 

Responsible:  SINTEF 

Title: D2.1.6.  CASE  STUDY  INTERVIEW 

GUIDE Version: 1  Page: 2 / 5 

 

 

 

 

Deliverable D2.1.6 CASE STUDY INTERVIEW GUIDE 

 

 

 

 

DUE DELIVERY DATE: M04  ACTUAL DELIVERY DATE: M06  

 

 

 

 

Page 319: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.6. CASE STUDY INTERVIEW GUIDE    Page 3 

1. INTRODUCTION 

 

Present the OptiRail representatives 

Short explanation of the background and  purpose of the interview 

Inform  the  respondent  that he/she may  receive  the  case‐report  for  control before  it  is made 

public 

Ask the respondent if he/she has any questions so far 

 

2. OPENING QUESTIONS 

 

Ask the respondent about his/her: 

name and title 

his/her role in maintenance planning/work 

to give a short introduction of the company in general 

Ask the respondent to give examples of successful maintenance projects/maintenance routines 

in the company 

Why are these successful? (Success factors) 

In what ways do special characteristics concerning the industry in which the company operates 

influence maintenance? 

 

3. GENERAL MAINTENANCE STRATEGY AND FRAMEWORK 

 

How is maintenance management/planning defined in the company? Exemplified by: 

Guidance documents 

Industry standards 

EU/national policies 

 

3.1 RCM – RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE 

 

Does the company employ RCM – Reliability Centered Maintenance? 

If not: does the company employ another maintenance strategy/framework? 

Page 320: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.6. CASE STUDY INTERVIEW GUIDE    Page 4 

On which systems does the company employ RCM? 

Does  the  company perform explicit analysis on each  component, or are  the analyses 

generic  (similar  components  are  assumed  to  have  identical/similar  properties),  or  a 

combination (generic basic analysis with adaptions to include differences in properties) 

Does  the  company  have  routines when  carrying  out  the  analyses  that may  lay  the 

foundation for optimization (for instance adaptions when carrying out FMECA) 

How  does  the  company/industry  obtain/register  data  like  failure  rates  for  components? 

(Databases, "expert knowledge"?) 

 

3.2 USE OF MODELS/OPTIMIZATION/OTHER ANALYSES 

 

Does the company employ models in maintenance planning? 

E.g. models for degradation/failure probabilities over time 

Does the company employ optimization in the maintenance planning? 

Maintenance intervals/inspection intervals? 

Grouping of components 

Spare parts management 

Do effects  like down‐time and  reduced capacity  in  the overall network  influence maintenance 

planning/operations/management? 

Does the company have routines to coordinate maintenance operations with other parties? 

Shippers 

Suppliers 

Other customers… 

Does  the  company  employ  other  technical  or  economical  analyses  in  relation  to 

maintenance planning? 

Risk management 

LCC/NPV 

Does the company have routines to collect and store experience from maintenance projects?  

How is maintenance operations organized in the industry (checklist:  Some bullet points may be 

irrelevant or covered already) 

Outsourcing of maintenance 

Condition monitoring 

Documentation 

Page 321: Deliverable nº: D2 - OPTIRAIL · FOR MAINTENANCE OPTIMIZATION METHODOLOGIES Page 1 Document History Vers. Issue Date Content and changes Author 0 18/03/2013 First final version Økland

   

 

D2.1.6. CASE STUDY INTERVIEW GUIDE    Page 5 

Follow up/control 

What are the effects of "bad" planning of maintenance activities? 

Customer relations 

Costs 

Accident risks 

Historical development in maintenance planning/operations in the industry 

 

Follow up‐questions where applicable…