ドローンを用いたインフラ管理システム

3D都市モデルを活用することで、ドローンによる鉄道施設の保守・点検システムを構築。ドローン活用によるインフラ施設の保守・点検業務の省力化を実現する。

実証実験の概要

鉄道の保守・点検業務は、各鉄道事業者が定める規定に則り、様々な観点で安全性の担保が必要なことから、多くの労力と時間が割かれている。一方で、少子高齢化による就業者の減少、高スキル者の高齢化等が進む中、老朽化しつつあるインフラ施設の保守・点検業務の省力化が急務である。

今回の実証実験では、3D都市モデルを用いた鉄道施設の管理台帳を構築するとともに、ドローンが取得した画像を台帳に紐づけて管理する仕組みを開発することで、目視点検による保守業務の一部を代替するインフラ管理システムを構築する。また、鉄道敷地内でのドローン撮影によるリスクを最小化するため、3D都市モデルから算出した空間リスク値と鉄道車両の近接による動的リスク値を組み合わせたルート管理システムを開発する。これらのシステムを統合することによってインフラ管理業務の作業省力化、効率化の実現を目指す。

実現したい価値・目指す世界

インフラ施設の保守・点検業務におけるドローン活用は山間部を中心に進んでいるが、市街地での導入実績は極めて少ない。市街地ではインフラ施設の私有地にドローンが侵入しないように精密な飛行が求められるため、高スキルの操縦者が必要となり、法令遵守や安全性の担保の観点からもドローン導入の障壁となっている。一方で、老朽化しつつあるインフラ施設の保守・点検業務の省力化は喫緊の課題であり、市街地におけるインフラ点検ドローンの実装が求められている。

3D都市モデルは鉄道等のインフラ施設の複雑な形状や、施設類型や構造などの属性情報を正確に保持することができる。今回の実証実験では、これらの3D都市モデル（鉄道モデル、都市設備モデル等）を活用し、鉄道等の点検ルートを飛行してドローンが撮影した写真や動画等を3D都市モデルに紐づけて管理することで施設点検を行うことができるインフラ保守・点検アプリケーションを開発する。本システムでは、3D都市モデルの情報を基にインフラ管理に必要なルートを自動的に設定する機能のほか、施設情報や点検実績の管理・共有等が可能なデータベースシステムを構築する。施設情報をデータベース管理することで、施設単位で写真を比較し、経年劣化や破損状況を確認することが可能となる。
また、ドローンがインフラ点検ルートを安全に飛行するためには、静的なグラウンドリスクとともに、鉄道車両の接近等の動的リスクを評価し、リアルタイムにルートを最適化することが必要となる（鉄道が接近している場合は鉄道敷地や近隣空き地に一時的に退避するなど）。このため、3D都市モデルのもつ地上の利用情報と、鉄道車両の動き等の動的情報を統合したリスク評価システムを開発することで、操縦者のスキルに依存せず安全なルートを自動生成する仕組みを構築する。
これらのシステムを統合することにより、人や車両が入りづらい場所や高所における安全な点検などをドローン操縦者のスキルに依らず実施することや、現場作業の身体的負荷の軽減、危険が伴う高所作業の削減、作業計画策定の効率化などのデータに基づいた効率的かつ正確なインフラ管理、災害発生時等における迅速な情報把握等の実現を目指す。