不動テトラ×ICT

様々なICTを取り入れ、建設生産システムにおける効率化・高度化による生産性向上を進めています。

土木事業のCIM・ICT取り組み事例紹介

近年、国交省は3次元モデルを活用して調査・計画、設計、施工、維持管理の各段階を一元管理するCIM(Construction Information Modeling)を工事に導入し、試行を重ね基準類を整備しています。CIMの普及は急速であり、国交省は2023年度までに直轄工事に対しCIMを原則適用することを表明しています。当社においては「平成27年度東海環状口ヶ島南高架橋橋台工事(中部地方整備局)」において初の施工者希望型CIM試行工事に取り組み、その後もCIMに関する試行に取り組んで参りました。本ページでは土木事業部におけるCIMの取り組みを紹介します。

CIM対応工事施工実績

平成27年度 東海環状口ヶ島南高架橋 橋台工事 [試行工事]

3次元橋台モデルの作成

施工時に属性情報の付与を行いました

3D配筋による杭頭鉄筋干渉チェック

日建連施工CIM事例集

2017年度版掲載

多伎朝山道路 口田儀第1トンネル工事 [試行工事]

口田儀第1号トンネルの3次元モデル

出来形(ロックボルト)

トンネル切羽観察記録/切羽画像

日建連施工CIM事例集

2018年度版掲載

相馬港本港地区 防波堤(沖)(災害復旧)上部及び消波工事

3次元測量を行い
正確な現況地形データを作成

現況地形データを基に
据付検討用模型を作成

据付数量の正確な把握やシミュレーションを行いました

消波ブロック据付状況

日建連施工CIM事例集

2018年度版掲載

細島港(外港地区)防波堤(南沖)ケーソン製作工事

3次元ケーソンモデルの作成

詳細度400で配筋モデルの作成を行った

3D配筋による鉄筋干渉チェック

令和元年度鹿児島港(鴨池中央港区) 臨港道路橋脚P8下部工工事 [CIM活用工事]

4Dシュミュレーションによる作業確認

高密度配筋の組立手順の確認

2018年度版掲載

鉄筋の干渉チェック

施工現場におけるCIM試行案件の内容

点群データを活用した構造物の施工管理に対する試行

当社施工の現場にて今後普及する構造物工に対するICTの活用に対応すべく、構造物の施工管理における点群データの活用を目的に試行を実施しました。

実施項目・方法
  1. 1. 3D測量・点群データ処理

    3Dレーザースキャナを使用し、施工済みの単独橋脚および中央自動車道の既設橋脚を対象に3D測量を実施し、点群データを取得しました。
    取得した点群データを編集し、対象構造物を抽出したデータを作成しました。

    全景

    図-1 3D測量による点群データ

    対象構造物の抽

  2. 2. 単独橋脚の出来形管理

    単独橋脚を対象に、点群データを活用した出来形管理を実施しました。出来形管理は抽出した橋脚の点群データに対し、管理位置における基準高および躯体寸法を計測する手法を採用しました。
    また、橋脚の面管理を目的として躯体表面の平坦性をヒートマップにて評価しました。

    点群データによる3Dモデル

    表中の括弧内は設計値との差[mm]を示す。
  3. 3. 拡幅橋脚における既設橋脚の位置確認

    橋脚拡幅部では既設橋脚に新設橋脚のフーチングおよび梁部を接続させるため、既設橋脚の位置を事前に確認する必要があります。
    そこで、点群データを活用し既設橋脚の位置を面的に捉え、現場での測定値と比較しました。

    梁側部断面

点群データを活用したICT土工に関する試行

当社施工の現場にて現在普及している土工に対するICTの活用に対応すべく、土工の施工管理における点群データの活用を目的に試行を実施しました。

  1. 1. 3D測量・点群データ処理

    3Dレーザースキャナを使用し、起工測量と出来形測定を対象に3D測量を実施し、点群データを取得しました。

    点群処理前

    点群処理

  2. 2. 出来形管理帳票の作成

    法面施工後に3D出来形測量によって得られた点群データに基づき、出来形管理帳票を作成しました。
    土工完成面の基準高をヒートマップに基づく出来形管理表にて評価しています。

    出来形合否判定総括表

保有ICT技術

消波工3次元モデリングシステム

「消波工3次元モデリングシステム」は、消波工の測量点群データに個別の消波ブロックの3次元モデルを適用してモデル空間を作成し、この中でブロックの据付シミュレーションを行うシステムです。
このシステムにより、ICT施工の高度化や効率化が可能となり、CIMへの活用も期待できます。
NETIS登録番号 KTK-200003-A

消波工3次元
モデリングシステムの特徴
  1. 1. 既設消波工を忠実に再現

    3次元測量点群から、個々の消波ブロックの3次元モデルを自動的に作成することができます。これにより、既設消波工の現況を忠実に再現可能となります。

  2. 2. 消波ブロック据付検討の効率化

    ブロック据付シミュレーションにより、ブロック個々の据付位置を3次元モデルで管理することができるため、施工計画の精度向上や効率化が可能となります。

    従来

    本システム

  3. 3. 位置誘導システムとの連携

    据付シミュレーションの結果から消波ブロックの位置や姿勢情報を出力することにより、ICT施工への展開が容易となります。これにより従来熟練工に頼っていた据付誘導作業の改善や施工の効率化、出来形の向上が期待できます。

  4. 4. 施工情報の3D化

    消波ブロックの出来形を3次元でモデル化することが可能なため、経年変化の確認など、維持管理に活用することができます。

  5. 5. 様々な消波ブロックに対応可能

    据付シミュレーションはテトラポッドおよびテトラネオの全サイズに対応しています。
    また、ブロック形状を読み込む機能を使用して、その他の製品にも対応できます。

    既設消波工の3次元モデル化

    消波ブロックの据付シミュレーション

    ICT施工への展開

    消波工の出来形再現
    (施工情報の3D化)

    維持管理への活用
    (ブロック移動量確認等)

不動テトラの地盤改良は
ICTとの融合により
さらに進化をつづけています。

国土交通省は、ICTの全面的な活用によって建設システム全体の生産性向上を図り、もって魅力ある建設現場を目指す施策「i-Construction」(アイ・コンストラクション)を進めています。不動テトラもその理念に基づき、地盤改良とICTを融合させた「ICT地盤改良」技術の開発に取り組んでおり、生産性・安全性・品質の向上、見える化、技術伝承を進めることで建設現場の生産性革命を達成していきます。

パンフレット

動画

GeoPilot®-AutoPile

大型地盤改良機で初めてとなる自動打設システム「GeoPilot®-AutoPile」(ジオパイロット・オートパイル)を開発・実用化しました。対応したのはCI-CMC工法であり、撹拌翼の貫入・引抜速度、セメントスラリーの吐出量などが適切な値になるように、コントロールユニットが施工機を制御します。対応工法は順次拡大する予定です。

GeoPilot®-AutoPileの特徴
  1. 1. 操作の簡素化

    施工中に管理計器を監視しながらオペレータが行っていた操作が、自動制御に置き換わり、作業負担が軽減するとともに、手戻り作業が無くなることで施工サイクルが効率化し、生産性の向上が見込めます。

  2. 2. 習熟期間の短縮

    従来、施工ができるまでに3年程度かかっていたオペレータの習熟期間を約3分の1に短縮でき、若年オペレータや海外現地オペレータの活躍が期待できます。

  3. 3. 確実な品質の提供

    施工誤差やオペレータの熟練度による品質の差異が少なくなります。

  4. 4. 安全性の向上

    各種センサーのデジタル情報により、施工機の状態を監視し続け、オペレータの注意喚起を図ることや、適切な制御を行うため安全性が向上します。

※GeoPilot®-AutoPileのGeoPilot®は弊社の自動化対応のシリーズ名として予定しています。

GeoPilot®-AutoPileのシステム構成
GeoPilot®-AutoPile搭載状況
ベテランオペレータによる操作方法の指導

パンフレット

動画

Visios®-3D

リアルタイム施工管理システム + 3次元モデル化システム
NETIS : KK-19005-A

施工機から離れた場所でも、施工機の運転状況を見られる施工管理システムです。タブレットPCの画面で、複数のスタッフが同時に情報を共有できます。施工記録は、国交省のCIMに準じた3次元モデルに変換できます。

※Visios®は不動テトラの登録商標です。Visiosは現場の見える化技術のシリーズ名です。

タブレット画面(CI-CMC)
タブレット画面(SAVE-CP)
遠隔地から確認
施工記録の3次元モデル

動画

Visios®-AR

Visios®-AR

補助作業を行うバックホウやタイヤショベルに取り付ける、AR(拡張現実)システムです。カメラで取り込んだ画像に、足場鉄板の設置位置や埋設物などの情報を重ねて、リアルタイムに映し出します。GNSSの活用により地表面に目印が不要となった現場でも、補助作業ができます。

※Visios®は不動テトラの登録商標です。Visiosは現場の見える化技術のシリーズ名です。

AR機器取付け状況
タブレット画面(AR)
タブレット画面(2D)

GNSS地盤改良機誘導システム

NETIS : CG-120020-VE

運転席のモニターに打設位置と施工機の位置を表示し、誘導員の合図が無くても打設位置が分かるシステムです。施工現場の省力化が図られるとともに、誘導員が施工機に近づくことが無くなるので安全性も向上します。

※本システムは不動テトラと西尾レントオールの共同開発です。

誘導画面
GNSSアンテナ取付状況

地盤改良施工支援システム「Tarop 3D」
NETIS : KTK-200015-A

GNSSから杭芯の2次元および3次元位置情報を取得し、平面位置+3次元表示で杭芯を誘導する地盤改良システムです。

作業船位置・船舶回航情報システム

NETIS : CG-120020-VE

全国に展開する海上作業船の現在の位置と、回航航路を記録・表示するシステムです。インターネットを介して、PC、スマートフォンのブラウザ画面で、いつでも船舶の位置を確認できます。

※本システムは全日本漁港建設協会が提供しているサービスです。

海上SCP船
作業船位置情報画面

3次元点群データを用いた
消波ブロック維持管理の
効率化技術

近年、さまざまな分野で活用が進んでいるUAV(ドローン)は、港湾施設の維持管理作業の一つである点検診断へも適用されつつあります。
不動テトラでは、UAVの写真データから3次元点群データを作成し,これを用いて消波ブロックの維持管理を効率的に行う手法の検討を進めています。その一環として、複数の防波堤施設において消波ブロックをUAVにて測量し、国土交通省「港湾の施設の点検診断ガイドライン」に沿った消波ブロックの点検診断(性能低下度の評価)を実施しています。また、消波工の維持補修時に必要となる嵩上げブロック数量を高精度で算出するための手法も研究しております。
これらの技術の確立によって、ブロック環境事業の生産性向上に寄与します。

UAVにて撮影した防波堤の全景
3次元点群データ
消波工の断面図作成
維持補修に必要なブロック数量計算