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NTTら3社、AI×IOWNで1,000km先から0.2mmのひび割れを発見

トンネル工事現場の革新に向けたユースケース

 安藤・間(以下、安藤ハザマ)、NTT、1FINITYは、安藤ハザマが施工中の山岳トンネルの建設現場で、IOWN技術を活用した山岳トンネルでの大容量高速データ通信の実証実験を実施した。

 同実証実験は、建設現場のデジタルトランスフォーメーションの推進に向けた「トンネル工事現場の革新に向けたユースケース」の取り組みを進めたもの。発破や坑内湧水等、通信機器にとってオフィスや局舎(通信設備を収容する建物)とは異なる条件が揃うトンネルの坑内環境に合わせた運用が可能な光通信ネットワークを構築し、通信実効性および運用上の課題を明確化した。

 実証実験では1,000kmの長距離通信環境を模擬し、IOWN APN、トンネル坑内光通信ネットワーク、無線を介した遠隔施工管理に必要なユースケースの実現性を確認。遠隔からの検査により坑内壁面における管理基準の1つである0.2mmのひび割れを発見できることなど、技術的な有効性を確認した。

実証実験の概要と主な成果

ネットワーク構成

 実証実験は東海北陸自動車道(4車線化)椿原トンネル工事で実施し、トンネル坑内に光ファイバケーブルを1,100m敷設、切羽から100m間隔で6台の光伝送装置を設置した。IOWN APNを模擬した環境により遠隔拠点との通信環境を実現し、3月に実証実験を実施した。

実証実験ネットワーク構成

主な成果

 実証実験で確認した主な成果は、下記の通り。

  • 光通信ネットワーク区間におけるパケットロスなし、ジッタ(通信遅延のばらつき)は100ナノ秒以下を維持し、24時間以上の連続稼働
  • 粉塵、振動、湧水等があるトンネル坑内環境における、IP65規格の収容箱内に設置した通信機器の安定動作
  • WiGigを用いて、通信機器の設置間隔である100mかつ遮蔽物がある場合でも、0.2mmのひび割れの目視確認に必要な通信帯域(通信に使用される電波・光などの周波数の幅)の確保
  • 15台のカメラに相当する映像監視データの通信を継続しながら、約20GBの3次元計測データを坑内から現場事務所まで約1分間での伝送
  • 1,000km離れた拠点を想定した遠隔検査における4K映像と音声の伝送およびトンネル坑内の幅0.2mmのひび割れの目視確認。また、AI画像解析によるひび割れ検出にも成功

 今後は、山岳トンネル施工管理のユースケースの実現に向け、IOWN APNの実環境を活用した運用トライアルを実施。複数のトンネル現場での遠隔監視、遠隔検査、AIによる遠隔解析および施工現場へのリアルタイムフィードバックならびに光ファイバー設備を活用したリモートモニタリングについて検証を行なう予定としている。

1Finity Ultra Optical System
トンネル坑内における環境
通信機器の耐環境性確認状況
無線通信を活用した検証状況
レーザースキャナによる点群計測
遠隔検査のトライアル状況