IoT、AI技術を活用した次世代型トンネル構築システムの開発に着手

清水建設（株）＜社長　井上和幸＞は、今後想定される熟練技能労働者の大量離職を見据え、生産性の向上と一層の安全性確保を目的として、ICT、IoT、人工知能（AI）などの最新技術を活用した次世代型トンネル構築システム「シミズ・スマート・トンネル」の開発に着手します。今後、20億円を投じ、システムを構成する要素技術の開発を順次進め、2020年までに全体システムとして完成させる計画です。

熟練の技能労働者の大量離職が懸念される中、入職者の確保と並び、生産性の向上が喫緊の課題になっています。生産性の向上は、賃金改善、休日拡大などの処遇改善の鍵を握ることから、国土交通省はICTの全面活用を柱とする「i-Construction」の導入を推進しています。i-Constructionの取り組みは、土工が先行していましたが、今後、舗装工、浚渫工、橋梁、トンネルへと適用工種が拡大していく見込みです。一方、特に山岳トンネル工事においては重篤災害の発生件数が下げ止まりの状況にあり、生産性のみならず、安全性のさらなる向上も重要な課題となっています。当社はこうした状況を踏まえ、山岳トンネル工事、シールドトンネル工事を対象に、最新技術を用いて生産性と安全性の飛躍的向上を図る次世代型トンネル構築システムの開発に取り組むものです。

本システムの開発に当たっては、生産効率を左右する安全管理の高度化を目指し、ヒューマンエラーをセンシング技術でカバーする「支援的保護システム」、並びに、AI等を組み込んだ建設機械と相番作業者が協調しながら安全な協働作業を実現する「Safety2.0」のコンセプトを導入。現場で協働する人と機械、作業環境に関する情報を集約し、AI解析に基づくガイダンス情報をリアルタイムに現場へフィードバックすることで、生産性と安全性を高い次元で両立させた革新的なトンネル構築システムを実現します。併せて、センシング技術を活用して熟練工が持つ経験知を定量化し、AIによる建設機械の自動運転等を実現することで、大幅な省人化・省力化を図ります。

今後、本システムの要素技術として、例えば、山岳トンネルについては、地山・切羽の状態監視、切羽・坑内作業支援、施工情報管理等の高度化技術、シールドトンネルについては、熟練オペレータのシールド機操作行動を再現するAI制御モデル等の開発を進めていきます。これらの技術を実工事に逐次投入しながら、トンネル現場の生産性・安全性の向上を図り、国民の生活と安全を守る良質な社会インフラの整備に寄与していく考えです。