杏吧原创

杏吧原创（本社：東京都港区、社長：福富正人）、株式会社エム?ソフト（本社：東京都台東区、代表取締役社長：飯田昌宏）、日本システムウエア株式会社（本社：東京都渋谷区、代表取締役 執行役員社長：多田尚二）、山口大学名誉教授中川浩二、筑波大学（キャンパス：茨城県つくば市、システム情報系教授：松島亘志）で構成する山岳トンネル遠隔臨場支援システム開発コンソーシアムは、山岳トンネル坑内および切羽における受発注者の接触機会の低減や施工管理業務の省力化を目的として、クラウド环境を活用した遠隔臨場支援システムを開発しました。2020年11月から現場（注1）での试行実施し、建设现场の生产性向上に効果があることを确认しました。
本コンソーシアムは、内阁府の官民研究开発投资拡大プログラム（笔搁滨厂惭）（注2）の枠组みを活用した国土交通省の「建设现场の生产性を飞跃的に向上するための革新的技术の导入?活用に関するプロジェクト」に选定されました。2021年3月に适用结果について国土交通省へ报告を行い、2021年5月に総合评価叠（试行は一定の成果があり、技术の社会実装に向け今后の技术开発が期待される）の评定を得ました。

1．开発の背景

山岳トンネル工事における施工管理の効率化には、トンネル坑内を俯瞰して、坑内の数百メートルにわたる作业区间の重机や仮设备の配置を适切に管理することが重要です。しかし、山岳トンネル工事は、切羽の进行に伴って施工箇所が移动して作业区间が长くなることや、通常の无线通信では电波が届きにくいことなどから、トンネル全线にわたる施工情报を共有することが困难であり、トンネル全体の坑内状况を効率的に可视化する方法が求められています。
また、山岳トンネル工事では、トンネル掘削时に切羽の地质を评価するために切羽観察を実施します。切羽観察は切羽近傍で行う目视による観察が中心であり、その精度や定量化、安全性が课题となっています。さらに、所定の频度で、受発注者の双方が切羽観察を行いトンネルの支保パターンを选定する岩判定を実施するのが一般的ですが、この岩判定にあたって作业调整による业务ロスが発生する场合があり、受発注者间のより効率的な地质情报の共有が课题となっています。

2．远隔临场支援システムの特长

远隔临场支援システムは「トンネル全线の可视化システム」と「切羽地质情报取得システム」から构成されます。各システムに実装した主な特长は以下のとおりです。

（１）トンネル全线の可视化システム（図1）
本システムは、当社が开発した「トンネルリモートビュー」（注3）を利用します。トンネルリモートビューは、360度カメラを取付けた车両で坑内を走行しながら撮影しデータを取得します。车速から走行距离を算出することで、骋狈厂厂等を使用できないトンネル坑内でも撮影位置情报を付与することができます。
トンネルリモートビューで取得した撮影データをクラウドサーバに保存し、受発注者が専用ソフトを用いることなくウェブブラウザ上で撮影データを閲覧できる机能を开発しました。閲覧画面の坑内距离カーソルをドラッグすることで坑内の任意の位置に移动します。画面上をドラッグすることで视点が回転し、任意の方向の坑内画像を确认することができます（図2）。

（２）切羽地质情报取得システム（図3）
本システムは、従来の目视による切羽観察に代わるものとして、地质评価指标のうち、岩盘の圧缩强度、风化程度、割れ目间隔について定量评価を行います（注4）。他现场で运用を开始していた风化程度と割れ目间隔の评価に加えて、穿孔データによる圧缩强度の评価を当现场で开始しました。
本システムは、カメラやハロゲン照明、制御笔颁などを1台の计测车両に搭载します。切羽で取得した计测データと穿孔データを集约し、専用のソフトで処理を行うことで评価结果が出力されます。
そして、本システムによる地质评価结果を受発注者がクラウド上で共有できる机能を开発しました。日々の切羽の地质评価结果をクラウド上にアップロードすることで、受発注者が远隔地でも切羽の连続的な地质状况を把握できるようになります。本试行では、地质评価结果のクラウド共有による岩判定の省力化に対する効果について検証を行いました。

3．システム适用の効果

（１）トンネル全线の可视化システム

1. 概略管理（日常の管理）
   现场の状况を画面から把握することができ、施工管理の省力化が可能となりました。

2. 详细管理（品质出来形の确认）
   施工中の覆工状况などを直接现场に行くことなく确认でき、接触机会を低减しつつトンネル工事の品质确保につなげることが可能となりました。

3. 监督管理（発注者による管理）
   クラウド共有により、発注者がトンネル全线の坑内状况を容易に把握することができ、现场巡视の省力化が可能となりました。

4. 教育?広报?パトロール
   若手职员の教育や一般向けの広报资料のほか、远隔でのパトロールへの活用に効果が期待できます。

（２）切羽地质情报取得システム

1. 评価の高度化?省力化：従来の担当者による定性的评価が解消され、また、経験の少ない职员でも切羽评価が可能となりました。従来の目视観察结果との比较では、支保パターンの选定では、一致率が100％、各评価项目では圧缩强度で95％、风化度で90％となり、高精度な地质评価が可能となりました。また本システムの活用により、切羽の地质评価に要する时间を约50％削减することができました。

2. 现场临検の省力化：本システムを用いて受発注者が地质情报を共有することで、定常の岩判定を远隔実施として、现场临场を省略することが可能となりました。本试行の场合、现场临场频度を约5割程度减できる効果があることを确认しました（図4） 。

3. 安全性の向上：観察者が切羽に立ち入ることなく十分に离れた位置（约10尘）から撮影作业を行うため、职员の肌落ち灾害の防止に寄与しました。

4．今后の展开について

今后、计测できる项目の追加や取得画像の高精细化といったシステムの改良を进め、当社の山岳トンネル现场に适用して施工管理のさらなる効率化に取り组んでいきます。また、既设トンネルや导水路などの维持管理工事における点検?调査や灾害时の状况确认への活用を検讨していきます。

図1：トンネル全线の可视化システム构成図

図2：システムの閲覧画面

図3：切羽地质情报取得システム构成図

図4：现场临场を省力できたと考えられる箇所（赤线）