建設技術情報（第16期） - インフラ分野のDX（デジタルトランスフォーメーション）技術TECH16

i-Constructionは、調査・測量から設計、施工、検査、維持管理等の建設生産プロセスに三次元データを一貫して活用することで生産性の向上を目指しています。
(一社)日本測量機器工業会加盟各社は、調査・測量及び施工管理のプロセスでは三次元計測を可能にするUAV、地上型レーザスキャナ（TLS）など最新の三次元測量機器と建設生産プロセスに対応したソフトウエアを開発・提供をしており、本建設技術展示館ではICT施工の作業の流れに対応した製品・技術の概要を紹介します。また、MR/VR等の複合現実/仮想現実や測量機器の最新技術の動画による紹介を行います。

橋梁上部工のコンクリート表面温度を測定し、うき・剥離箇所を検知するシステム。偏光フィルタ内蔵レンズの使用で熱反射を除去し、昼夜問わず赤外線調査が可能となった。測定データと打音点検結果をＡＩに学習させ損傷種別ごとの診断確率を示して、調査精度が向上した。

高感度カメラでタイヤトレッド面を撮影し、AIでスタッドレスタイヤを判別。
・30km/h以下の走行速度に対応
・リアルタイムに判別結果を音声および画面で通知
・昼夜、路面の乾湿に関係なく判定

「建方キング」は、鉄骨の建方をトータルステーション1台で計測を行い3次元管理により精度を確保するシステムです。また、遠隔での画面共有が可能となっており、遠隔による作業が可能です。出来形出力帳票においても、自動で帳票が作成できるため、人的ミス防止や、コンプラインス遵守が可能となりました。このシステムにより、「品質の向上」「生産性の向上」「可視化による精度の確認」「リアルタイム計測によるタイムラグの軽減」が可能となっています。

https://kinsoku.net/service/tatekataking-2/

「杭打キングPLUS」は、3次元システムとカメラ付きトータルステーションを利用して杭の施工の精度を向上させる管理システムです。独自で開発した４大計測機能を使用することにより、トータルステーションの観測者が不要となり、更なる効率化が可能となりました。このシステムにより、「品質の向上」「生産性の向上」「可視化による精度の確認」「リアルタイム計測によるタイムラグの軽減」が可能となっています。

https://kinsoku.net/service/kuiuchiking/

近年の建設業界は、若手技術者の減少や技術者の高齢化による深刻な人手不足により、生産性や技術力の低下という問題に悩まされております。そこで他分野の技術（VRなど）を取り入れ、若手技術者育成の質の向上や現場作業の簡略化・効率化を図り、若手技術者が抱える現場に対する「不安」や「難しさ」を取り除き、熟練技術者の技術を上手く継承できるようにしたものがXR技術です。
サン・シールドは、下水道工事の専門会社という視点から、こうした技術を取り入れ、未来に繋ぐ取り組みを行っております。

従来の3D施工では不可能だったAR技術を搭載し、専用カメラによる現況映像に設計データを重ねて表示する事ができます。これにより、いつでも完成形をイメージした施工が可能になり、進捗を常に可視化する事が出来ます。CatCommandStationは、長距離/超長距離での遠隔施工が出来る後付けキットで、油圧ショベル/ブルドーザーなどの建機の種類を切り替えながら動かす事が可能になります。これにより、安全な場所から従来出来なかった施工の幅を広げる事ができます。

ACTUSは舗装路面の状況を評価するIRI(国際ラフネス指数)簡易計測システムであり、加速度センサーと衛星利用測位システム（GPS）を装着した一般車両を走行させることにより、日常的のモニタリングを可能とした。PSSⅡはACTUSで得られた結果から道路基盤地図に路面状態をマッピングと動画による可視化、システムの自動集計による補修範囲の自動選定、概算工事費の算定の省力化が実現できる。

3Dデータが核となる計測技術や施工技術、また得られた3Dデータをクラウドを介して現場とオフィスを繋ぎ、リアルタイムかつ情報の一元管理により、生産効率の向上と見える化を実現する建設DXソリューションです。

小規模ICT施工に最適な『杭ナビショベル』は、『LN-150』（杭ナビ）をセンサーとして小型ショベルにも装着可能な3Dマシンガイダンスシステムです。都市部や山間部でも高精度で安定した施工を実現するとともに、杭ナビ1台で測量と施工の用途に応じたICTの普段使いであらゆる作業工程で活躍します。

これらICT技術の導入と人材育成を支援するトプコンのトレーニングセンタとトレーニングの概要をご紹介します。

油圧ショベルのオペレータがキャビンから降りることなく、運転席より油圧オートカプラを操作し、油圧アタッチメントの取付と油圧／電気回路の接続を行える技術です。
従来はオペレータと作業員2～3名共同作業で行っていたピン及び油圧ホース／電気配線の着脱が、遥かに安全に短時間で行えます。
運転席から1人で操作出来るため作業員が交換エリアに入る必要が無くなり、大ハンマー打撃によるピン着脱もなくなるので、安全性と生産性の向上が図れます。
油圧ホース着脱時の油飛散もなくなり、現場がクリーンになります。
1台で複数のアタッチメントを最適に使用できるため油圧ショベル台数の低減と、狭い現場等での接触回避にもつながります。

コテプリは、コンクリート打設時の仕上げ高さを自動追尾トータルステーションとスマートグラスにより、作業員が直接確認及び調整できるシステムです。従来は、高さ目印を基準にした作業員の目測で対応していましたが、本技術の活用により、リアルタイムに設計との差が数値で分かるため、品質及び施工性が向上します。
ビーコンアラートはビーコン（無線標識）を危険箇所に設置し、警報エリアに接近した作業員に対して、インターネットを使用せずローカル通信で、危険箇所への接近をイヤホンにて音声出力、また、スマートフォンにてバイブレーションおよび画面表示で通知するシステムです。

「水中ジャイロ」は、クレーン作業において、ブロックの回転をジャイロスコープの原理を利用して遠隔制御する技術で、従来は、潜水士の介錯ロープ操作で対応していました。本技術の活用により、潮流があっても遠隔操作でブロックの向きを保持できるため、安全性及び施工性が向上します。
「水中遠隔玉外し装置」は、水中ブロック据付において、超音波信号によりロックを解除しフックを回転させることにより遠隔で玉外しを行う装置で、従来は、潜水士の手作業で対応していました。本技術の活用により、潜水士作業を省人化でき、玉外しの作業効率が向上します。
上記２つの技術の組み合わせにより、吊荷の向き調整、玉外しを船上から遠隔操作で制御でき、玉外しを短時間できるので、潜水士は吊荷を監視するだけでよく、安全性と施工性の両方が向上します。この２つの技術を組合わせて使うことで、水中作業の無人化へ近づけて行きたいと考えています。

従来コンクリート打設に関する作業の定量的な評価は困難であり、基準を満たした施工が行われたかを十分に確認ができない問題があった。
本システムは、コンクリートの打設状況を、定点カメラや各種センサにより作業状況をセンシングすることで、打設進捗や打設状況の良否に関する定量的な評価を行い、適切に現場にフィードバックするものである。
また、打設データは、システム内に蓄積され、現場毎の特徴や傾向を分析するとともに、今後の施工計画への活用を図ることを可能としている。

①Automatic-Shot R
吹付作業での省人・省力化及び安全性、生産性の向上を実現した全自動吹付システムです。従来の熟練技能が必要であった吹付機の操作が全自動化され、非熟練者1名でのプラント運用が可能となり省人化を実現。熟練オペレーターをしのぐ吹付機の全自動運転により、熟練度に左右されない高い施工能率を達成。ホース閉塞時の自動緊急停止機能により安全性が向上。バッチごとの材料計量データの記録保存が可能で現場練り、工場製造の両方に対応しております。
②ICT削孔管理システム
アンカー工やロックボルト工における角度、方位、検尺作業や出来形管理を効率化するICT計測システムです。マシンセットデータ(削孔角度、方位角度）や削孔作業の進捗を自動計測し、リアルタイムに表示します。測定結果を出来形管理帳票として即時作成する機能を有し現場作業の負担軽減を実現します。また、多様な削孔機に搭載可能で幅広い工種へ対応可能となっております。

AR安全可視化システムは、構造物位置や周辺状況をリアルタイムでAR表示することにより、施工現場の安全性向上に資する支援ツールです。
本システムは、タブレットを主体とした手軽さが特徴であり、様々なツールとして汎用することができます。
一例として、下記のような海上工事特有の課題を解決することができます。
・浅瀬等の危険箇所を有する海域や、視認性が悪い夜間・濃霧時における船舶の安全航行
・目視確認が困難な箇所（水中等）における作業の安全確保およびアラートによる注意喚起

【内容】
既存の住宅地や工場敷地内などの、狭隘な施工条件下でTOFT工法の格子状地盤改良体を構築する目的で開発された施工法です。
【効果】
・機械の運搬が容易かつ組立・解体に要するスペースの縮小が可能になります。
・機械攪拌式であるため、噴射攪拌式などに比べ排泥量も少なく経済的です。
・全自動施工により、改良品質の安定化と省人化を実現します。

当工法は、近年の河川工事において大規模な浸水・土砂災害を防ぐ減災対策を目的とした堤防強化事業に3次元GNSS施工管理装置を装着したスタビライザを用いて、単体では盛土材料の規格に合わない建設発生土同士をこの技術で粒度改良（土砂改良）する事で築堤（盛土）材料を合理的に製造し有効利用できる工法です。更に、GNSS施工管理装置の「見える化」により施工履歴データーを品質管理・出来形管理帳票に活用する事で生産性が向上する。

従来工法は、人力による吹付であったため、施工スピードを大幅に上げることは難しく、安全面においても高所作業を作業員に強いることが課題でした。
スロープセイバーは吹付ロボットによる施工で、従来技術と比較し以下のメリットがあります。また、LiDARによるリアルタイム吹付厚計測も可能です。

①40-70％の工程短縮

②50-80％の省力化

③ロープ足場による吹付作業がなくなるため、安全性が向上

直高で約17ｍ以下、勾配約45°以上ののり面に適用が可能。大規模なのり面で高い効果を発揮します。

砂防堰堤の設計において、「土石流・流木対策設計技術指針」では砂防堰堤計画地点の上下流各々200mの範囲で礫径調査を実施し、設計諸元を決定することとなっています。
計測を実施する山地渓流は、土石流発生後の不安定な土砂が堆積している状態や、大小の砂礫が混在する樹林化した土石流段丘を伴う場合もあります。このような条件では、作業者の目視による調査では、見落としや作業者による差が発生します。また、渓流の地形条件によっては直接計測できない場合もあります。
本システムは、UAVによる高解像度の垂直写真に対する人工知能（AI）による自動判読技術により、作業効率化と安全性向上性が期待できます。

【１】分割型PCa覆工システム
施工現場に搬入可能な複数のプレキャスト部材を⾺蹄形に組み⽴てトンネルの覆⼯体を早期に構築する⼯法です。
【２】緊急仮設橋「モバイルブリッジ」の開発
折り畳んで運搬し，被災現場で伸長することで容易かつ迅速に架設することができ，速やかな人命救助を可能にします。
【３】Single i技術を用いた微破壊調査
現場でリアルタイムに調査・診断ができ、母材への影響が少ない小径穿孔ビットによる微破壊コンクリート内部調査工法です。
【４】ハイブリッド吹付システム「On-Site Shot Printer」の開発
ICT建機と3Dプリンティング技術を組合せ、現場で構造物を直接造形する3Dプリント技術です。
【５】バルーン式自動交通遮断機
緊急時の迅速な通行止めを可能にし、交通の安全を確保できる技術であり、緊急車両等は通過できます。