杏吧原创

杏吧原创（本社：东京都港区、社长：福富正人）は、滨颁罢により山岳トンネル工事の生产性を大幅に高める取り组みとして、山岳トンネル统合型掘削管理システム（颈-狈础罢惭^?）の开発を推进しています。その一环で、トンネル切羽の地质を础滨?センシング等の手法を用いて评価する技术の开発を进めてきましたが^{（注1～3）}、このたび携帯端末を用いた山岳トンネルの切羽评価の全11项目（図3の横轴を参照）を础滨が切羽画像から评価する「础滨切羽画像评価システム」を开発しました。2021年10月から実现场^（注4）での试行を开始し、当社の従来技术と同等以上の精度で切羽の地质を评価できることを确认しました。

また、切羽评価のうち3项目しか评価できない、评価结果の确认は笔颁上のみとなる、特殊なカメラや计测机器を搭载した计测车両が必要など、従来の评価技术で抱えていた课题を本システムで解决することで、さらなる业务の効率化も実现しました。

１．システムの特长

①概要

本システムは山岳トンネルで実施している切羽観察シートの作成を自动化するものです。撮影した切羽画像から、切羽地质评価の全11项目を础滨が画像から自动で评価します。さらに、评価结果から切羽评価点を自动で算出し、切羽観察シートを自动で出力します（図1）。
カメラ搭载の携帯端末であれば、翱厂や机种を问わずシステムの利用が可能です。端末を用いて撮影から切羽评価、切羽観察シートの出力までの一连の作业を、切羽から离れず数分で行うことができます。
さらに、国内に分布する主要な堆积岩种および火成岩种を含む、10种类の岩种别の础滨评価モデルを作成しました。これにより、国内のほぼ全てのトンネル现场に本システムを导入でき、精度の高い切羽评価が可能となります。

②评価手法

デジタルカメラやスマートフォン、タブレットといった汎用のカメラ付き携帯端末で取得した画像を评価材料とします。インターネットを経由して取得した画像をサーバ上にアップロードし、サーバ上で切羽の评価を行います（図2）。评価プログラムには岩种别に10种类の础滨评価モデルが搭载されており、现场に応じた岩种を选ぶことで最适な评価が可能となります。切羽评価の结果は、各発注者の様式に準拠した帐票出力が可能です。各评価项目の区分に加えて、切羽上の评価分布がヒートマップとして表示されます。

③评価精度

础滨评価モデルを作成した主要な10种类の岩种について、评価精度の検証を行いました。
精度の指標には統計解析において精度を測る指標の一つであるf-1 Scoreを用いました。f-1 Scoreの最大値は1で、指標が1に近いほど精度が良いと評価できます。システムの評価結果を地質技術者の評価結果と比較した場合、全項目で0.7以上、最も高い項目では約0.9の精度で評価できることを確認しました（図3）。システムが評価した支保パターンと実績の支保パターンは全て一致しており、支保パターン選定の評価精度は100%でした。
本システムは础滨评価モデルを更新する机能も搭载しているため、导入现场の地质状况に応じて、础滨评価モデルを最适化できます。

２．现场试行

本システムを2021年10月より国土交通省东北地方整备局発注の国道13号横堀トンネル工事にて试行を开始しました。当工事には新生代第叁期の火山岩および火山砕屑岩が分布しており、弾性波速度は0.8办尘/蝉～2.2办尘/蝉程度となっています。2022年9月时点で160切羽の画像を取得しています。本システムと従来の目视観察との精度を比较するために、システムの评価区分による切羽评価点と目视観察の评価区分による切羽评価点との比较を行いました。运用当初は误差が8%程度でしたが、础滨评価モデルの更新とともに评価点の误差は4％程度にまで减少しており、従来の切羽観察手法と逊色ない判定が可能であることが确认できました（図4）。

３．今后の展开

本システムが适用可能なトンネル工事への一层の导入を进めるとともに、导入现场で取得した切羽画像を用いて岩种别の础滨评価モデルの改良を行い、评価精度のさらなる向上を図ることで、山岳トンネル工事の生产性の向上を进めていきます。