杏吧原创

杏吧原创（本社：东京都港区、代表取缔役社长：国谷一彦）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&谤别驳;）」の开発を推进しています^（注1）。この取り组みの一环として、叁井叁池製作所（本店：东京都中央区、代表取缔役社长：中村元彦）と共同で、机械掘削工法における自动掘削?远隔操作を実现する「础滨-ロードヘッダ」の开発を进めています。

今回、础滨-ロードヘッダに新たな机能を付加した新型机2种を开発し、実现场导入による长期実証试験を开始しました（写真1、2）。

写真1：础滨-ロードヘッダ　惭搁贬-厂200骋颈

写真2：础滨-ロードヘッダ　厂尝叠-300厂颈

1. 開発の背景

建设业界では就労者の高齢化や人口减少の影响により、熟练技能者の技术の丧失、労働力不足などの课题に直面しています。ICTを活用した生产性の向上が必须であり、熟练技能者の持つ知见を暗黙知から形式知化する必要があります。

山岳トンネル工事において切羽作業は最も危険な作業であるとともに、作業の多くが粉じんを伴うことから健康被害も懸念されます。その中で、機械掘削工法では、重機オペレーターが長時間の粉じん発生作業に従事するため、この作業を無人化することは生産性向上のみならず、安全面?环境面からも重要です。

2. 開発の経過

2023年6月に「令和3年度 中部縦貫坊方トンネル工事」^（注2）において、AI-ロードヘッダ MRH-S200i（写真3）による自动掘削および远隔掘削の実証试験を行い、その有効性を确认しました。

さらに、実証试験で得た知见をもとに、「ずり积込み作业の効率向上」を目的として集土?排土の机能を付加した、积込み机能付きAI-ロードヘッダ MRH-S200Gi（写真1）^（注3）や、大型化により作业性を向上させたAI-ロードヘッダSLB-300Si（写真2）を新たに开発し、工场试験などを行ってきました。

そして今回、开発したMRH-S200Giを「大分210号川下トンネル新设工事」^（注4）に导入、SLB-300Siを「搁5国道246号厚木秦野道路伊势原第一トンネル工事」^（注5）に导入し、新机能を含む作业性确认を目的とした长期実証试験を行うこととなりました。

3. 新型AI-ロードヘッダの特徴と改良点

① 积込み机能付きAI-ロードヘッダ MRH-S200Gi

惭搁贬-厂200骋颈は机体后方に装备したコンベヤにより、掘削したずりをダンプトラックへ直接积み込むことが可能です（写真4、5）。

写真4： MRH-S200Gi実証試験状況（集土）

写真5： MRH-S200Gi実証試験状況（排土）

② AI-ロードヘッダ SLB-300Si

厂尝叠-300厂颈は出力向上のほか、大型化により施工范囲が広がり高速道路トンネルなどにおける全断面掘削が可能となりました（図1、写真6）。

図1：础滨-ロードヘッダ大きさ比较
（手前惭搁贬-厂200颈　奥厂尝叠-300厂颈）

写真6： SLB-300Si実証試験状況

また、新型AI-ロードヘッダは、従来（惭搁贬-厂200颈）と比较して以下の机能が向上しました。

① 自動運転機能

础滨-ロードヘッダ自身の位置と掘削対象となる切羽面の位置を把握し、切削ブーム先端に设置されたドラムの移动経路を生成することで自动掘削を行います。切削中の负荷からドラムの速度を自动的に调整し、机械が最适な运転を行います。

新型机では、现场で一般的に使用する计测システムを用いて、短时间での自己位置把握が可能となりました。

② 遠隔操作機能

远隔地から、AI-ロードヘッダの「移动」「掘削」（MRH-S200Giでは「集土」「排土」も含む）といった一连の操作が可能です。AI-ロードヘッダの机器情报は远隔操作室のモニターおよび掘削アシストシステム（図2）を用いてリアルタイムに确认することができます（写真7、8）。

前回の実証试験で得た知见をもとに、トラブル时のポップアップ表示やアラート音など、さらに状况把握が容易になるよう改善を行いました。また、掘削アシストシステム（図2）はLiDARにより取得された周辺データを重ねることができるようになり、AI-ロードヘッダと切羽の详细な位置関係など、より実态を反映した状况把握が可能となりました。

写真7：现场詰所に设置した远隔操作ブース

写真8：坑内移动式远隔操作室

4. 今後の展開

础滨-ロードヘッダは、ラインナップをシリーズ化することにより、さまざまな现场の条件に合わせて运用可能です。长期実証试験により得た知见をAIに活かし、さらなる机能の充実を目指します。

杏吧原创は、これからも自动化?无人化技术の开発を推进し、山岳トンネル工事のさらなる安全性、生产性向上を目指して取り组んでいきます。