令和３年度 先端建設技術セミナー

５Ｇを活用した無人化施工の可能性について

一般財団法人 先端建設技術センター
先端建設技術研究所 研究部
吉田貴本日のご説明する内容
５Ｇを活用した無人化施工の可能性について
・無人化施工の概要
・無人化施工で適用可能な工種・無人化施工実績 etc
・無人化施工技術の構成や技術変遷
・第５世代移動通信システム（５G）について
・５Ｇを適用した無人化システムの可能性
・５Ｇを適用した無人化施工の実証実験について

無人化施工の概要➢

無人化施工とは？
無人化施工は、建設工事を遠隔地より安全かつ円滑に行うものです。ラジコン装置等を取り付けた建設機械群
をオペレータが遠隔地より操作することで安全性を確保します。また、工事を支援するICTシステム群により作業効率の向上をしています。雲仙・普賢岳においては、砂防堰堤の築堤、構造物設置、除石工事に採用されています。本施工は、最近では雲仙・普賢岳のみならず各地の災害復旧工事や劣悪環境現場に適用されています。近年、福島第一原子力発電所や熊本地震災害の復旧工事でも採用されています。

オペは非搭乗

無線等
危険箇所等
安全な場所

無人化施工イメージ-1-

無人化施工の概要➢

無人化施工とICT土工（i-Construction）との関係○ICT土工で使用されるシステム群は、無人化施工から普及したものが多数あり、ICT土工の原点とも言える存在である（無人化村からの意見）。
○現在の無人化施工（特に雲仙普賢岳）は、無人化施工技術に加え、ICT土工を駆使した施工を行っている。
・転圧敷均し管理システム
・マシンガイダンス、マシンコントロールシステム
・3次元測量（3Dスキャナ、無人航空機による航空測量）
・無人測量システム・無人地盤反力測定システム etc○ICT土工を駆使することで、特に難しい作業（法面整形、敷均し作業など）の効率向上がされている。
○無人化施工は、施工効率よりも作業の安全確保を最優先とした技術であり、その観点においては、ICT土工と一線を画すものである。
-2-

無人化施工による初動対応と計画的実施➢

無人化施工による初動対応事例【初動対応の概要】○対応内容
土砂崩落地の不安定土塊の除去○対応者
九州地方整備局
災害協定業者（熊谷組他）○使用機械
遠隔操作式バックホウ×2台
遠隔操作室×1台
照明車兼カメラ車×1台-3-

無人化施工による初動対応と計画的実施➢

無人化施工による計画的実施例【計画的実施例の概要】○工事概要
砂防えん堤部の砂防土工○対応者
ゼネコンおよびその契約業者○使用機械
遠隔操作式バックホウ×2台
遠隔操作式ブルドーザ×2台
遠隔操作式ﾀﾞﾝﾌﾟﾄﾗｯｸ×3台
移動カメラ車×4台
遠隔操作室 他多数
-4-

無人化施工による初動対応と計画的実施➢

初動対応と計画的実施の違い
場面

初動対応

計画的実施

実施時期

災害直後

工事契約後

実施者

各地方整備局、災害協定締結業者

工事契約締結者（施工業者）

実施期間

3～７日程度（規模による）様々（実績では２ヶ月～２年程度）

作業内容

不安定土塊の撤去、遊砂地築造等の簡易な作業

砂防えん堤、護床工、除石工事等、計画的事業に基づいた工事

準備期間

現地到着後、迅速に準備（半日～１日）

工事工程に基づいた準備期間（～２ヶ月程度）

使用機械

主にバックホウのみ

バックホウ、ブルドーザ、重ダンプトラック、振動ローラ他

無線設備

遠隔操作は特定小電力無線局429MHz帯

遠隔操作、映像伝送ともに様々

映像設備

バックホウ車載カメラ、外部カメラ１台程度

バックホウ車載カメラ、外部カメラ、移動カメラ他 多数

計画的実施の特長○作業内容に応じて、複数のカメラを使い分ける。
○これより、映像システム等が多数化および複雑化となっている。
○使用する無線システムの容量によって、低画質になる場合がある。
○使用する無線システムの容量によって、伝送遅延が発生する場合がある。

これより、大容量かつ低遅延の伝送が可能な無線システムの採用が、今後の無人化施工の技術発展に不可欠となる。
-5-

無人化施工で適用可能な工種
機種名：ＢＨ（ﾊﾞｯｸﾎｳ）、ＢＤ（ﾌﾞﾙﾄﾞｰｻﾞ）、ＣＤ（ｸﾛｰﾗﾀﾞﾝﾌﾟ）、ＤＴ（ﾀﾞﾝﾌﾟﾄﾗｯｸ）、ＶＲ（振動ローラ）

対応工種
備
工

1

2

種

砂防
堰堤
等

細

分

写真
番号

考

作業概要

① 転圧コンクリート（ＲＣＣ、ＣＳＧ）

・ＢＨ、ＢＤ、ＶＲの組合わせ作業
・測量、位置出し(ﾏｰｷﾝｸﾞ）、平板載荷試験等の管理

砂防堰堤、床固工、水叩き工、側壁を含む

A②CSG

・ＢＨ、ＢＤ、ＶＲの組合わせ作業
・測量、位置出し(ﾏｰｷﾝｸﾞ）、平板載荷試験等の管理

背割堤、堰堤-③有スランプコンクリート・ＢＨ、ＤＴを改造したポンプ車により作業を実施④ＩＳＭ工法・ﾊﾞｯｸﾎｳに攪拌装置(ＩＳＭ）を取付け施工⑤ブロック積堰堤

・ＢＨにブロック把持装置、ＣＤ、ＤＴによるブロック運搬⑥鋼製スリット・ＢＨに把持装置、ＤＴによるスリット運搬作業⑦土工事（導流堤/遊砂地）

・BH、ＢＤ、ＣＤ、ＤＴの組合作業

-

-

⑧除石工
（転石破砕を含む）

・BH、ＢＤ、ＣＤ、ＤＴの組合作業（転石破砕ではBHにブレーカ
装着）

-

E

⑨頭部排土

・BH、ロッククライミングマシンの組合作業

ﾛｯｸｸﾗｲﾐﾝｸﾞﾏｼﾝは目視の実績しかない。

F⑩土のう設置・BH、ＢＤ、ＣＤ、ＤＴの組合作業

土のうを吊込むために、土のうの吊代に工夫が必要

G⑪伐採工

・BHにｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ(切断機：ｳｯﾄﾞｼｬ）と把持装置付ＢＨ（切断木の接触を防ぐため把持）の複合作業

除根作業は手間が掛かる。

H

・分解型BHと空輸による作業

空輸計画、組立ヤード等の検討
が必要

I

⑬除雪

・BH、ＢＤによる作業

降雪などの厳しい作業条件

J

⑭瓦礫撤去

・ＢＨに把持装置、CＤで運搬--⑮粉塵防止材散布

・ＣＤを改造した(散水車）

-

-

⑯水中掘削

・水陸両用BD、嵩上げBHによる作業

作業箇所の平坦性、ﾄﾗﾌｶﾋﾞﾘﾃｨを確認してからの作業

K

⑰吹付工

・BHに吹付けノズルまたは散布機を装着して作業--⑱ブルメタル・ＢＨに把持装置、ＤＴによるブルメタル運搬作業

土工事 ⑫分解による空輸
等（山頂部での施工）-

B

ホースの取廻し距離に限界がある。

C

把持対象と把持装置、運搬機と
適合が必要

施工写真
砂防堰堤等
A (雲仙普賢岳）

B (雲仙普賢岳）

D （東京都三宅C （雲仙普賢岳）島）

DB

把持対象と把持装置、運搬機と
適合が必要

その他
E （鹿児島県船石川）

G (東京都新島）

ﾛｯｸｸﾗｲﾐﾝｸﾞﾏｼﾝ

H (山形県東根）

I (福井県）

土のう吊具

H

K (長野県大西山）-

構造物
3 設置 ⑲ﾎﾞｯｸｽｶﾙﾊﾞｰﾄ
撤去

・ＢＨに把持装置、ＤＴでﾎﾞｯｸｽカルバート運搬

L⑳構造物撤去工・ＢＨに破砕機またはブレーカを装着して作業--6-

F (岐阜県揖斐川）

L (雲仙普賢岳）

土のう設置作業J (山形県立谷沢川）

土のう設置状況

建設無人化施工協会員の無人化施工実績（1/3）

有珠山 無人化施工（橋梁解体）

雲仙 無人化施工（RCC打設状況）
建設無人化施工協会まとめ 2013年10月-7-建設無人化施工協会員の無人化施工実績（2/3）
No

年度

西暦
（年）

県名

工事名

発注者

元請業者

1

平成6年

1994

長崎県

雲仙普賢岳水無除石工無人化施工試験（その１）工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

フジタ

7

平成6年

1994

長崎県

３号遊砂地除石工無人化施工試験（その１）工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

西松建設

14

平成7年

1995

長崎県

水無１号ダム上流第１工区除石工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

熊谷組

16

平成7年

1995

長崎県

水無１号ダム越流部建設工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

大成建設

17

平成8年

1996

長崎県

水無川１号砂防ダム越流部二期建設工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

大成建設

22

平成9年

1997

長野県

濁川災害関連緊急治山工事

林野庁長野営林署

小松建設工業

25

平成9年

1997

鹿児島県 針原川災害関連緊急工事

鹿児島県出水土木事務所

小松建設工業

26

平成9年

1997

長野県

蒲原沢災害復旧工事

北陸地方建設局

フジタ・地崎工業

27

平成9年

1997

熊本県

河内谷川単県砂防掘削工事

熊本県

フジタ

33

平成9年

1997

長崎県

水無川2号砂防ダム越流部建設工事

九州地方建設局雲仙復興工事事務所

フジタ

46 平成11年

1999

岐阜県

左俣谷災害関連緊急砂防ダム除石工事

北陸地方建設局神通川水系砂防工事事務所

小松建設工業

57 平成12年

2000

北海道

板谷川災害関連緊急砂防工事

北海道室蘭土木現業所

鹿島大成西松熊谷フジタ

62 平成12年

2000

北海道

西山川災害復旧工事（応急）北海道室蘭土木現業所

鹿島大成西松熊谷フジタ

66 平成12年

2000

東京都

吹上洞門崩落土除去工事他

東京都大島支庁

小松建設工業

82 平成13年

2001

東京都

坪田地区緊急清流対策工事のうち三池地区の沢床固め工

東京都三宅支庁

西松建設・音丸建設

86 平成14年

2002

福井県

雲川災害復旧工事

近畿地方整備局福井河川国道事務所

小松建設工業

93 平成15年

2003

兵庫県

（国）372号丹南バイパス道路改良工事における災害緊急工事

兵庫県柏原土木事務所

あすなろ建設94 平成15年

2003

長崎県

赤松谷川３号導流堤工事

九州地方整備局雲仙復興工事事務所

大成建設
あすなろ・西松・五洋

95 平成15年

2003

群馬県

谷沢川第四砂防堰堤工事

関東地方整備局利根川水系砂防工事事務所

96 平成15年

2003

新潟県

復第５号復旧治山（転流工）工事

新潟県津川振興事務所

あすなろ建設98 平成15年

2003

徳島県

千足谷第二堰堤工事

四国地方整備局四国山地砂防事務所

あすなろ建設99 平成15年

2003

山梨県

大春木上流第二砂防堰堤工事

関東地方整備局富士川砂防事務所

あすなろ建設103 平成15年

2003

北海道

駒ケ岳火山砂防（無人化試験施工）工事

北海道函館土木現業所

あすなろ建設104 平成16年

2004

長崎県

水無川背割堤2期工事

長崎県島原振興局

大本組

112 平成16年

2004

新潟県

平成16年度一般県道小千谷長岡線崩落土砂除去作業工事

新潟県

鹿島大成前田熊谷福田

113 平成17年

2005

新潟県

国道291号地震災害応急復旧(１工区)工事

北陸地方整備局長岡国道事務所

青木あすなろ建設

125 平成18年

2006

北海道

樽前山火山砂防工事の内 苫小牧川遊砂地建設工事(無人化試験施工)

北海道開発局室蘭開発建設部

青木あすなろ建設

126 平成18年

2006

鹿児島県 桜島黒神川除石工事

九州地方整備局大隅河川国道事務所

青木あすなろ建設

131 平成19年

2007

山口県

一般県道岩国美和線災害復旧工事 第40工区 第二期工事

山口県

青木あすなろ建設

132 平成19年

2007

岩手県

下冬部地区復旧治山工事

岩手県

青木あすなろ建設

139 平成20年

2008

宮城県

尿前川応急対策工事（胆沢ダム内）

林野庁

青木あすなろ建設

建設無人化施工協会まとめ 2018年9月

-8-

備考

平成6年 試験フィールド制の採用により、採用された6社が無人化施工を開始した。
1工区：株式会社フジタ
2工区：西松建設株式会社
3工区：株式会社大本組
4工区：株式会社熊谷組
5工区：大成建設株式会社
6工区：鹿島建設株式会社

平成12年 有珠山噴火災害復旧に適用され、遊砂地築造や橋梁解体などを実施した。また、1.5kmの長距離施工を実施。

有珠山 無人化施工（板谷川）建設無人化施工協会員の無人化施工実績（3/3）
No

年度

西暦
（年）

県名

工事名

発注者

元請業者

140 平成20年

2008

宮城県

付替国道397号崩落土砂除去工事

東北地方整備局

青木あすなろ建設

144 平成21年

2009

長崎県

おしが谷砂防えん堤工事

九州地方整備局雲仙復興事務所

大本組

145 平成21年

2009

長崎県

赤松谷川２号床固工工事

九州地方整備局雲仙復興事務所

フジタ

147 平成21年

2009

宮城県

荒砥沢Ⅱ（Ｈ２１）治山工事

林野庁東北森林管理局宮城北部森林管理署

熊谷組

148 平成21年

2009

岐阜県

公共道路災害復旧事業工事

岐阜県

青木あすなろ建設

151 平成22年

2010

鹿児島県 災害関連緊急砂防工事（根占山本地区１１工区）

鹿児島県大隅地域振興局建設部

熊谷組

161 平成23年

2011

福島県

福島第一原子力発電所震災対応に伴う構内ズリ・がら等撤去委託

東京電力

大成・鹿島・清水162 平成23年

2011

福島県

福島第一原子力発電所３号機原子炉 建屋カバーリング工事

東京電力

鹿島建設

163 平成23年

2011

奈良県

北股川北股地区河道閉塞緊急対策工事

近畿地方整備局紀伊山地砂防事務所

熊谷組

164 平成23年

2011

奈良県

川原樋川赤谷地区河道閉塞緊急対策工事

近畿地方整備局紀伊山地砂防事務所

鹿島建設

168 平成24年

2012

鹿児島県 有村川除石工２期工事

九州地方整備局大隅河川国道事務所

青木あすなろ建設

169 平成24年

2012

宮城県

鬼首地熱発電所138号井防護工設置工事

電源開発

大成建設

170 平成24年

2012

長崎県

赤松谷川11号床固工工事

九州地方整備局雲仙復興事務所

熊谷組

171 平成24年

2012

福島県

１Fガレキ一時保管施設設置工事

東京電力

熊谷組

174 平成25年

2013

福島県

福島第一原子力発電所ガレキ収集・運搬業務

東京電力

大成建設

176 平成25年

2013

奈良県

赤谷地区上流堰堤他工事

近畿地方整備局紀伊山地砂防事務所

鹿島建設

177 平成25年

2013

山口県

平成25年度宇佐川外24年災補災河第10号外災害復旧工事第１工区 山口県岩国土木建築事務所

熊谷組

178 平成25年

2013

富山県

有峰地区渓岸対策（その２）工事

北陸地方整備局立山砂防事務所

青木あすなろ建設

179 平成26年

2014

北海道

樽前山火山砂防工事の内 覚生川2号砂防堰堤工事用道路整備外工事(無人化施工分)

北海道開発局室蘭開発部

青木あすなろ建設

181 平成26年

2014

富山県

有峰地区渓岸対策（二の谷）工事

北陸地方整備局立山砂防事務所

青木あすなろ建設

182 平成26年

2014

奈良県

赤谷地区河道閉塞部侵食防止緊急対策工事

近畿地方整備局紀伊山地砂防事務所

鹿島建設

183 平成26年

2014

宮城県

鬼首地熱発電所138号井注水設備設置工事

電源開発

大成建設

184 平成27年

2015

北海道

樽前山火山砂防工事の内 覚生川1号砂防堰堤前庭保護他工事

北海道開発局室蘭開発建設部

青木あすなろ建設

185 平成27年

2015

宮城県

鬼首地熱発電所138号井及び136号井埋坑工事

電源開発

大成・JPハイテック

186 平成27年

2015

長崎県

雲仙地区地域防災対策総合治山工事

長崎県島原振興局

青木あすなろ建設

187 平成27年

2015

鹿児島県 砂防緊急除石工事（深港川（２）１工区）

鹿児島県大隅地域振興局

熊谷組

188 平成27年

2015

北海道

石狩川砂防事業の内 美瑛川第１号堰堤改良外工事(無人化試験施工分)

北海道開発局旭川開発建設部

青木あすなろ建設

189 平成27年

2015

長崎県

赤松谷川4号砂防堰堤改築他工事

九州地方整備局雲仙復興事務所

青木あすなろ建設

190 平成28年

2016

熊本県

立野ダム仮排水路工事（熊本地震災害応急復旧）

九州地方整備局立野ダム工事事務所

青木あすなろ建設

191 平成28年

2016

熊本県

阿蘇大橋地区斜面防災対策工事

九州地方整備局熊本河川国道事務所

熊谷組

195 平成29年

2017

熊本市

熊本城飯田丸五階櫓 石垣復旧工事（その２）

熊本市

大林組

197 平成29年

2017

長崎県

赤松谷川2号砂防堰堤改築他工事

九州地方整備局雲仙復興事務所

青木あすなろ建設

建設無人化施工協会まとめ 2018年9月

-9-

備考

平成23年 福島原発の災害復旧に適用。
現地の災害復旧において、日本で初めて本格採用されたロボット技術と言われる。その後も適用されている。

福島原発（東京電力HPより）
平成28年 熊本地震の災害復旧に適用。
阿蘇大橋地区の斜面防災や飯田丸の石垣復旧等を実施。

阿蘇大橋対応（初動）無人化施工の地区別実績
無人化施工
北海道

東北

関東

地区別実績一覧表（工事実績）

北陸

中部

近畿

中国

四国

九州

（雲仙）

計

協会員

21

29

9

14

4

13

6

3

98

83

197

会員外

5

10

4

48

5

0

0

1

1

0

74

計

26

39

13

62

9

13

6

4

99

83

271

○全国実績は、271件であるが、会員外の実績の調査
漏れを考慮すると300件を超えると思われる。
○年間の平均工事数は、11（件/年）となる。
○圧倒的に九州での実績が多い。
○そのほとんどは、協会員の雲仙。
○次に多いのは北陸。
○北陸は、協会員外の実績が多い。
○その次に多いのは東北。
○岩手・宮城内陸地震（2008年）、東日本大震災（2011年）の対応が多く含まれている。
○北海道も実績が多いが、有珠山噴火対策（2000
年）とその後、北海道開発局で定期的に実施されている実験工事 （樽前山、美瑛）の影響が大きい。
先端建設技術センター調べ 2018年9月-10-無人化施工技術の構成
無人化施工は複合した技術の集合体

ICT･情報化施工技術等の駆使

画像伝送技術

建設機械の遠隔操作技術危険区域

無線通信技術運転操作環境

建設機械の自動制御技術遠隔操作式バックホウ
遠隔操作式ブルドーザ

移動カメラ車モニタ選択、カメラ配置、ガイダンス画面 等
遠隔操作式ダンプトラック

無人中継車

施工技術（施工計画、ﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ）の駆使
遠隔操作室

-11-

遠隔操作式建設機械➢現存する機種および規格

全国の現存台数:93台（R2.8月現在 先端建設技術センター調べ）※国土交通省が保有する災害対策用機械は除く

主な遠隔操作式建設機械一覧
作業内容
掘削・押土

機

種

ブルドーザ

規

格

備

考

60t 級
43t,32t 級【ブルドーザ】
規格が限られている

水陸両用

28t 級
21t,16t 級
掘削・積込

バックホウ

湿地式

【バックホウ】
比較的、規格が揃っている

0.25～4.0ｍ3 級 ブレーカ仕様あり
特殊ｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ仕様あり

運搬

ダンプトラック

77t 級【運搬機械】
選択肢は２つしかない
重ダンプの現存機は老朽化
土質によって、不整地運搬車に限定

45t 級
32t 級
不整地運搬車ｱｰﾃｨｷｭﾚｰﾄﾀﾞﾝﾌﾟ

12t 級
11t 級

旋回仕様

10t 級
7t 級

旋回仕様

締固め

振動ローラ

11t 級

ダム用

垂直振動型

その他

移動式カメラ車

4t,2t 級

不整地運搬車ベース

通信中継車

12t 級

不整地運搬車ベース

6t 級

低床式運搬台車ベース

散水車

11t 級

不整地運搬車ベース

清掃車

中型

専用車、トラクタショベル型-12-【振動ローラ】
現存機の数量減少
現存機は老朽化施工可能工種（RCC）への影響懸念

遠隔操作式建設機械➢現存する機種（写真）
振動ローラ

ブルドーザ

ダンプトラック

バックホウ

不整地運搬車レバー直動方式ロボット
（SAM）
-13-

レバー直動方式ロボット（ロボＱ）

遠隔操作式建設機械の遠隔操作器➢遠隔操作器の種類やタイプ
可搬型（半固定兼用タイプ有）操作送信機（Ｂ社）

操作送信機（Ａ社）

操作送信機（Ｃ社）

固定型○可搬型は、内蔵の送信機と外部送信機との使い分けができるため、利便性が高い。
○可搬型は、肩掛けを基本に設計されているため、机上操作の場合、設置方法の工夫が必要となる。
○可搬型は、ある一定以上傾けると電波の送信が止まる（デッドマン機構）。
操作器

送信機

操作器
-14-

遠隔操作式建設機械の回転灯➢回転灯の必要性

黄、赤２色タイプ

赤、黄、緑３色タイプ

赤、緑２色タイプ

回転灯の必要性◇遠隔地から機械のモードを把握する。
無線オンオフ、無線可否、非常停止、エンジン稼働状態等の把握◇遠隔地から機械の状態を把握する。
機械の異常（油圧低下等）の有無を把握（ランプの間欠点灯）◇遠隔地から機械の方向を確認する。
旋回体があるもの。上部旋回体に対する走行体の向きを把握-15-

赤、黄、緑３色タイプ

無人化施工設備の種類➢無人化施工設備の種類
無人化施工で使用する設備を下記に示す。

①遠隔操作式建設機械②特殊アタッチメント③移動カメラ車④遠隔操作室
⑤移動中継車（超遠隔操作等）
⑥映像設備
⑦無線設備
⑧施工管理設備

一般に③～⑧を無人化施工設備と呼ぶ-16-

映像設備 使用するカメラと用途
名

称

用

機械種別

途
BH

車載カメラ

BD

DT

VR

機械に搭載され、作業を監視するカメラ○△■

作業を局所監視するカメラで、作業状況に応じて移動する

○

○

■

○

運搬路、登坂路、屈曲点などを監視する

■

■

○

■

作業を局所監視するカメラで、作業状況に応じては移動しない

○

○

○

○

運搬路、登坂路、屈曲点などを監視する

■

■

○

■

移動カメラ

固定カメラ

土砂仮置場や有人・無人の輻輳作業を監視する

○

高所カメラ

作業全体を映し、作業状況の把握や機械の離隔状況を確認する

●

●

●

●

照準カメラ

映像用無線装置の照準やプリズム等の照準に使用

○

○

○

○

BH：バックホウ

BD:ブルドーザ

DT：ダンプトラック

VR：振動ローラ○：その機械専用として一般的に配置されるもの【ポイント】
・各機械につき、2台以上のカメラを使用。
・立体的イメージができる配置
・死角をつくらない配置
・作業に応じて共用を考慮
・有人との輻輳作業・区域は特に考慮△：その機械専用としてまれに配置されるもの●：共用設備として一般的に配置されるもの■：他の機械専用として配置されたものを利用する-17-

映像設備 カメラ概要
➢映像設備
照準カメラ

固定カメラ

移動カメラ車50GHz帯簡易無線局（映像伝送用無線装置）

ハウジング
ｽﾞｰﾑﾚﾝｽﾞCCDｶﾒﾗ

電動旋回雲台

車載カメラ

移動中継車

単眼レンズ仕様-18-

無線設備 用途と留意点➢無人化施工で使用する無線設備①建設機械の遠隔操作用無線→建設機械全般②建設機械稼働情報伝送用無線→建設機械全般③建設機械の車載映像伝送用無線→バックホウ,（ダンプトラック）④有線接続ができない箇所に設置する映像設備の伝送用無線→固定カメラ,移動カメラ車⑤カメラの制御信号伝送用無線→固定カメラ,移動カメラ車,高所カメラ
車載カメラなど⑥GPSなどの位置情報を伝送する無線→ガイダンス系システム類⑦その他制御情報を伝送する無線→施工管理システム類【選定の留意点】●施工距離（通信距離）がどの程度であるか。
●見通し条件の有無。また、屈折箇所がどの程度あるか。
●同一地域内で使用する同種無線の使用数（ch数）がどの程度あるか（同一地域内使用可能台数）→無線LANの場合は若干異なる。
●使用する無線の免許・許認可はどうであるか。
●映像伝送は、アナログかデジタルにするか、使い分けは。
●使用する無線のデータ伝送速度はどの程度であるか。
●通信内容は送受信か送信のみか●通信条件は連続発信可能が必要か休止時間ありでも大丈夫か

-19-

無線設備 用途と種別（無線局名や帯域）➢無線設備の種別
無線局
免 許

従事者
免 許

資格名 ※4348MHz帯 小エリア無線局（簡易無線局）

要

不要

－

1,000ｍ 1W以下

400MHz帯 実験局（建設無線）※1

要

要

三級陸特

5,000m 1W以下

429MHz帯 特定小電力無線局

不要

不要

－

2.4GHz帯 小電力データ通信システム無線局（LAN方式）

不要

不要

－

1,000ｍ 10mW/MHz以下

2.4GHz帯 小電力データ通信システム無線局（SS方式）

不要

不要

－

1,000ｍ 10mW/MHz以下

5GHz帯 無線アクセスシステム無線局（LAN方式）

要

要

三級陸特

600ｍ 250mW以下

5.6GHz帯 小電力データ通信システム無線局（LAN方式）

不要

不要

－

1,000ｍ 10mW/MHz以下

25GHz帯 小電力データ通信システム無線局（LAN方式）

不要

不要

－

1.2GHz帯 携帯局（アナログ伝送）

要

要

三級陸特

2,000ｍ 1W以下

※2

要

要

一級陸特

2,000ｍ 1W以下

2.4GHz帯 実験局（デジタル建設無線）※3

要

要

一級陸特

2,000ｍ 500mW以下

2.4GHz帯 小電力データ通信システム無線局（SS方式）

不要

不要

－

1,000ｍ 10mW/MHz以下

2.4GHz帯 小電力データ通信システム無線局（OFDM方式）

不要

不要

－

500ｍ 10mW/MHz以下

5GHz帯 無線アクセスシステム無線局（LAN方式）

要

要

三級陸特

5.7GHz帯 携帯局陸上移動局

要

要

三級陸特

25GHz帯 小電力データ通信システム無線局（LAN方式）

不要

不要

－

10km 1mW以下

50GHz帯 簡易無線局

要

不要

－

10km 30mW以下

種別

無線局名

遠
隔
操
作
・
デ
ー
タ
通
信
用

2.45GHz帯 実験局（建設無線）
映
像
伝
送
用

※1～3 建設無線協会が許認可・運用している無線局であり、協会員のみが使用可能である。
※4 三級陸特：第三級陸上特殊無線技士 一級陸特：第一級陸上特殊無線技士※5 到達距離はあくまでも目安であり、現地状況やアンテナ等により変わる。

-20-

到達距離 ※5

出力300m 10mW以下

10km 1mW以下

600ｍ 250mW以下
1,000ｍ 1W以下

無人化施工 実施方式
方 式

第１世代

第２世代

第３世代

第４世代

副 題

直接操作方式モニター操作方式

情報化施工方式

ネットワーク型遠隔操作方式

遠隔操作用建設機械
遠隔操作用建設機械

GPS

外部カメラ

GPS

車載カメラ

メッシュLAN
オペレータ

情報化施工用
モニター

イメージ図

中継局

光ファイバー

オペレータ
オペレータ

-21-

オペレータ

無人化施工 実施方式（1/2）
大別

直接目視による無人化施工

映像伝送システムを用いた無人化施工

実施方式

直接操作方式非ネットワーク型直接および中継操作方式

ネットワーク型操作方式

世 代

第１世代

第２世代

第４世代

概 要

オペレータが遠隔操作式建設機械を直接目視しながら遠隔操作する実施方式である。

オペレータがカメラの捉えた遠隔操作式建設機械の映像をモニタで見ながら遠隔操作する実施方式である。第２世代はネットワークを使用しないため、遠隔操作と映像伝送は１：１通信である。第４世代は、すべての情報を集約し、ネットワークで伝送するため、１：ｎ通信となる。また、第２または第４世代にて情報化施工をするものを第３世代と称している。

●直接方式

中継局
施工状況を撮影

メッシュ LAN

移動カメラ車特定小電力無線（操作）
簡易無線50GHz（映像）操作室（オペレータ）

特定小電力無線システム
イメージ

遠隔操作式建設機械（車載カメラ搭載）●中継方式
中継車（中継局）

オペレータ

等

光ケーブル

遠隔操作式建設機械

操作室（オペレータ）
操作室（オペレータ）

・操作距離が0～50ｍ以内、かつ直接目視操作が可能であること。
・オペレータが機械より高い位置から操作できること。
・簡素な作業であること。
適用の目安【直接方式の場合】
・操作距離は、50～300ｍ以内、かつ障害物がない(見通しが確保される)こと。
・無人化施工で実績のある工種はすべて可能。
【中継方式の場合】・操作室から中継車までの操作距離が1km以内かつ障害物がないこと。
・中継車から機械までの操作距離が50～300ｍ以内であること。
操作室から機械までの間に障害物が１箇所であること。
・無人化施工で実績のある工種はすべて可能。

-22-

・操作距離は障害物の有無を問わず600ｍ以上 が可能。
・光ファイバーケーブルを使用すると、超長距離からの操作も可能（実績：直線距離30km）。
・見通し条件は問わない。操作距離（500ｍ程度が目安）
障害物の数と応じて、アクセスポイント（中継車）を設置する。
・無人化施工で実績のある工種はすべて可能。

無人化施工 実施方式（2/2）
大別

直接目視による無人化施工

実施方式

直接操作方式非ネットワーク型直接および中継操作方式

映像伝送システムを用いた無人化施工
ネットワーク型操作方式

世 代

第１世代

第２世代

第４世代

主な操作用無線及び免許

特定小電力無線局(429MHz帯) 無線局免許:不要，無線従事者免許:不要
簡易無線局(348MHz帯) 無線局免許:必要，無線従事者免許:不要
業務用無線局(424MHz帯) 無線局免許:必要，無線従事者免許:必要※2

小電力データ通信システム無線局(2.48GHz帯無線LAN，25GHz帯無線LAN）
無線局免許:不要
無線従事者免許:不要

主な映像伝送用
無線及び免許簡易無線局(50GHz帯) 無線局免許:必要，無線従事者免許:不要
小電力データ通信システム無線局(2.4GHz帯OFDM) 無線局免許:不要，無線従事者免許:不要

包括無線局（5GHz帯無線LAN）
無線局免許:必要（無線登録）
無線従事者免許:必要※2

準備に要する期間※1

・直接方式 7日程度
・中継方式 10日程度

・10日程度（使用する機械台数と伝送する
データ数に影響を受ける）

・手配性は最もよい。
・最も簡便な方法である。
・遠隔操作式建設機械の改造等はない。
・作業コストは、一般的に最も安い。

・無人化施工で実績のある工種はすべて可能。
・操作、映像ともにアナログ伝送であるため、伝送遅延は、ほぼない。
・映像伝送は、専用の無線を使用するため、標準画質であるが、鮮明である。
・全国で最も採用実績が多い。

・無人化施工で実績のある工種はすべて可能。
・ch数という概念がないため、混信や隣接工区の問題はない。
・ハンドオーバー機能があるため、中継が簡便に構築可能である。
・中継回数の制限もない。
・操作距離の制限もない。
・光Fケーブルの併用で超長距離からの遠隔操作が可能である（実績：直線距離30km）
・ハンドオーバーにより長距離の土砂運搬等が可能である。

・操作距離が非常に短い。
・死角や操作距離の影響を受け、作業効率が落ちる。
・簡素な作業のみ対応可能。

・操作距離は操作室または中継車から300ｍ以内となる。
・中継方式は設備が複雑となる。
・中継方式は、操作室～中継車と中継車～重機のそれぞれに無線を準備する必要がある。
・使用する重機が多い場合、ch数や混信の影響を考慮する必要がある。
・隣接工区がある場合も上記と同様の懸念が発生する。
・中継方式の場合、一般的に最もコストが高い。

・画像をデジタル変換して伝送するため、通常より荒い画像となる。
・画像の圧縮解凍により、伝送遅延が発生する。
・すべてのデータをデジタル変換して、1波で伝送するため、混信があった場合、すべてがダウンする。
・システムの故障が発生した場合、他の方式に比べると原因をつかみにくい。
・システム運用の専門性が高く、通信工のスキルを必要である。
・中継を必要としない操作距離の無人化施工では最もコストが高い。

・1日程度

メリット

デメリット

※1 機材の手配、運搬日数を除く。あくまでも参考値である。
※2 第三級陸上特殊無線技士以上の資格が必要である。

-23-

無人化施工 実施方式（第２世代から第４世代へ）➢第２世代からなぜ第４世代に移行したのか①雲仙普賢岳の無人化施工が、除石工から砂防堰堤工に移行した。
→使用する重機の台数が除石工では4～5台であるが、砂防堰堤工では、10台程度となり、必要となる無線数が増加した。これにより、混信等のトラブルが増加した。併せて、映像用無線のch数が不足することとなった。
→砂防堰堤工に変わったことで、出来形管理関係のICT機器の導入が一般的となり、必要となる無線数や種別が増加し、混信等のトラブルや無線管理が煩雑化した。

②砂防堰堤工事の複数工区の同時発注→雲仙普賢岳の砂防事業の促進のため、砂防堰堤工事が同時に複数工区の発注がされた。このことにより、上記に記載した混信等のトラブルや映像用無線のch数不足、出来形管理等の無線の問題が増加した。

③無線LAN（IEEE802.11j）の認可・制度化→平成14年に関係省令が改正され、屋外で使用可能な無線LAN（IEEE802.11j）が認可された。平成21年頃から雲仙普賢岳の無人化施工で試験導入をされ始めた。平成23年には「超長距離遠隔操作実験」が
雲仙普賢岳で実施され、技術が確立した。

-24-

無人化施工 実施方式（第４世代）➢第４世代（ネットワーク型操作方式）が抱える課題①第２世代より映像が不鮮明→第４世代（ネットワーク型操作方式）はLANによる通信を行う方式であるため、カメラ映像を画像圧縮伸張装置を使い、デジタル変換する。データ伝送容量（総量）の関係があり、640×480dpiの標準画質をさらに落とさざるを得ない。
→カメラ映像を画像圧縮伸張装置で圧縮・解凍する際に映像の劣化が生じる。また、掘削面など、色調変化に乏しい映像は見づらくなる場合もある。

②伝送遅延（タイムラグ）が発生→カメラ映像を圧縮・解凍する際にそれぞれタイムラグが発生する。汎用の画像圧縮伸張装置の圧縮または解凍時間は0.2秒程度であり、圧縮・解凍で0.4秒程度の伝送遅延が発生することとなる。この遅延が作業性に影響を及ぼす。

③データ伝送容量（総量）の問題→第４世代で使用する無線LANのデータ伝送容量は、50Mbps程度である。しかし移動体通信であるため、実効値で15～20Mbps程度となる。①で示した画質が必要とする伝送量は、1.5～3Mbpsであるため、6映像程度しか伝送できない。
-25-

無人化施工技術 技術変遷のまとめ（1/3）
第２世代：モニター操作方式
区分

年

第３世代：情報化施工方式

第４世代：ネットワーク型操作方式

モニター
操作方式

情報化施工：初期【土工から施設構築工への展開】

1994
平成6年

1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
平成7年 平成8年 平成9年 平成10年 平成11年 平成12年 平成13年 平成14年 平成15年 平成16年 平成17年 平成18年 平成19年 平成20年 平成21年 平成22年 平成23年 平成24年 平成25年 平成26年 平成27年 平成28年 平成29年 平成30年 令和元年 令和2年

○多数の特定小電力無線を同時に使用（伝送距離150ｍ）○中継局を実験的に使用

情報
通信○50GHｚ簡易無線を使用
技術
分野

遠隔操作技術の確立
・無線伝送技術の確立・画一化
・ch調整による現場運用○無線ＬＡＮシステム実験

機械制御⇒400MHz特定小電力
映像伝送⇒50GHz簡易無線
データ送信⇒2.4GHz小電力データ通信

遠隔操作技術の開発・確立○無線LAN実証実験○中継局を使用した長距離遠隔施工を採用（伝送距離1,500ｍ）【ネットワーク型操作方式の導入】○無線LAN通信システム導入○超長距離遠隔操作実験○携帯電話通信網による遠隔操作実験〇NETISテーマ設定○5Gの各種実験開始〇福島原発で無線LANシステムを使用〇熊本地震災害復旧で無線LANシステムを使用

長距離化・多様化に向けた技術開発
・多種多様な無線伝送技術の採用による現場運用
・無線中継や指向性改善機器による現場運用性改善

デジタル化・超長距離化

長距離化・多様化の確立とデジタル化に向けた技術開発
・デジタルとアナログ映像伝送の併用による現場運用
・遠隔操作と施工管理データ伝送の無線LAN化

・すべての情報を一括して伝送する無線LAN通信システムへの移行、確立と普及
・ch調整からIPアドレス割当へ変わったことによる無線管理概念の転換とch数等の課題解決

無線伝送技術の課題と対応（２）工種・工法の増加に伴うch数、電波干渉に関する課題と対応

新たな技術の実証実験（インフラロボット）● 電波法の改定（1996） により微弱電波による画像伝送が不可⇒ 免許申請が必要な簡易無線（パソリンク）が主流⇒ しかし、簡易無線にはch数の限界という課題は残された。
⇒ デジタル映像技術も開発され始め、現場試行されたが、まだ使用できないレベルであった。

● 簡易無線のch数の限界とデジタル映像への推移⇒ 新たに認可された5.8GHz帯を模索するが、開発に至らず。
⇒ 2.4GHz帯小電力データ通信システム（OFDM）が開発され、導入に至る。
⇒ 上記無線と簡易無線が併用され、車載映像に使用できるch数は増加したが、根本的なch数の問題は解決していない。

● 指向性が強く長距離伝送が可能、しかし、車載カメラとして使用す
ると重機側アンテナを基地側に向ける必要があり改良が必要⇒ 自動旋回するジャイロの開発により対応⇒ 装置価格、耐久性の問題により、新たな対応が望まれた。

● 自動旋回するジャイロに変わる装置への取組み⇒ 簡易無線（パソリンク）の無指向アンテナ（通称：オムニアンテナ）を開発。
⇒ 2.4GHｚ帯小電力データ通信システム（OFDM）が開発され、導入に至る。
⇒ 無指向化は達成されたが、上記同様、抜本的な解決が望まれた。

●赤松谷川床固工群の施工時には、地耐力測定、打設面清掃、散水養生、着工前測量、施工管理に伴う測量、丁張りレス、はつり工事など、多数の無人化作業が技術提項目となり、さらに無人化施工の工種、機器とも増加●マシンガイダンスやマシンコントロールシステムなどの情報化施工機器の採用により、さらに必要ch数が増加●1工区あたりの使用ch数増加に伴い、隣接工区、自工区内での電波干渉の問題が悪化⇒映像伝送：簡易無線、2.4GHz帯小電力データ通信システム（OFDM）の併用に加え、新たな無線帯への要望。
⇒重機制御：2.4GHz小電力データ通信システム（無線LAN）が確立し、採用されるが、一般使用（一般家庭や他建設工事）に対する秘匿性やセキュリティ性の観点より、新たな帯域への要望が強まる。

●国土交通省が、災害応急復旧分野で技術公募し、現場で実証実験を行い、適用性を検証⇒複数の公募があり、外付けロボット等の有効性を確認●現場での実証実験は、2ヵ年実施⇒2年連続の応募技術も複数あり、改善が見られた●検証後に商品化されたものもある⇒福島原発向けに販売されたものもある● 上流除石や水無川２号砂防堰堤工事など遠距離伝送が必要⇒ 雲仙の特例措置により
機械制御：424ＭＨｚ実験局
映像用：2.4GHz実験局、1.2GHz実験局を使用⇒ 無線伝送技術の多様化とともに出力、帯域幅が問題となった。
● 特定小電力の伝送距離（約100m）が限界⇒ 1999年には、中継局（簡易無線、2.4GHz小電力データ通信システ
ム無線局）を用い飛躍的に遠隔操作距離を延ばす事が可能⇒ 同時工区数や使用無線数の増大とともにch数と混信問題が再発することとなる。

● 出力や多様な無線の使い分けによる遠距離伝送の限界に対する対応⇒ 多様な無線の使い分けにより、長距離・多様化はひとまず確立⇒ 高出力無線は他の帯域への影響が大きく、次第に衰退する。
⇒ 施工管理用データ伝送数が増大し、ch数が不足し始める。
⇒ 従来型の無線伝送では、数回の中継に難がある。

水無除石工無人化施工試験

水無川３号砂防ダム
水無川１号砂防ダム

主な
施工
実績
工事

●九州地方整備局が、光ファイバー網と無線ＬＡＮを組み合わせた超長距離実証実験により適用性を検証⇒ 特定小電力の混信性を解消し、高い信頼性を確認●超長距離遠隔操作の展開⇒ 2001年8月の紀伊半島の台風12号災害復旧工事（北股地区）で本格的導入⇒ 赤松谷川11号床固工工事では、全ての情報を一括して無線LANで伝送するネットワーク型の伝送方式を展開⇒ 桜島では、１箇所（垂水）に設置した遠隔操作室から２箇所（有村川、黒神川）の工事を実施

赤松谷川１,4号床固工
赤松谷川１号砂防堰堤

水無川２号砂防ダム

無線ＬＡＮ通信システムの採用●新たな無線帯への移行⇒ 重機制御：2.4GHzに変え、5GHz帯包括無線（無線LAN）が使用されるようなり、秘匿性やセキュリティ性を確保した
ネットワーク型の伝送方式が確立⇒ 映像伝送：新たな無線帯への要望があり、5GHz帯包括無線（無線LAN）に重機制御との一括伝送への検討が開始される（⇒超長距離遠隔操作の実証実験への展開）

超長距離遠隔操作の実証実験
長距離化・多様化の次なる一歩として、まず、遠隔操作と施工管理
データを2.4GHｚ帯無線LAN（デジタル通信）で伝送する取組み（課題解決）が開始される。

長距離化・多様化はされたが、新たな課題が発生

赤松谷川２号砂防堰堤

赤松谷川２号床固工

赤松谷川7号床固工
赤松谷川１０号床固工

水無川背割堤水無川４号堰堤

赤松谷川３号導流堤

赤松谷川９号床固工

赤松谷川6号床固工

赤松谷川3号床固工 赤松谷川5号床固工
水無川床固工おしが谷床固工 おしが谷上流床固工-25-

赤松谷川2号改築

赤松谷川11号床固工

おしが谷12号改築
赤松谷川4号改築他
水無川4号改築

おしが谷砂防堰堤

水無川上流・赤松谷川除石

NETISテーマ設定による実証実験●九州地方整備局が、無線通信、映像伝送の作業性効率向上を目的にNETISテーマ設定として技術公募し、現場で実証実験を行い、適用性を検証⇒5技術の公募があり、それぞれ有効性を確認●実証実験は、雲仙の実現場を使用⇒実現場を使用することで、現実的な有効性を確認●従来技術との比較⇒実証実験時に従来技術の能力等を計測し、それと比較

赤松谷川８号床固工

おしが谷下流床固工
３号遊砂池除石○インフラロボット現場検証（26,27年）○無線LAN通信システムの普及化○建設無線を使用（伝送距離800ｍ）

無線伝送技術の課題と対応（１）●公募条件として「100m以上の遠隔操作」
現場全体 ⇒ 固定カメラ
機械近傍 ⇒ 移動カメラ
オペレータ目線 ⇒ 車載カメラ●画像伝送
旧電波法による微弱無線を使用

情報化施工：発展期【情報化施工技術の発展】

おしが谷中流床固工

無人化施工技術 技術変遷のまとめ（2/3）
第２世代：モニター操作方式
区分

年

第３世代：情報化施工方式

遠隔操作技術の確立

モニター
操作方式

情報化施工：初期【土工から施設構築工への展開】

1994
平成6年

1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
平成7年 平成8年 平成9年 平成10年 平成11年 平成12年 平成13年 平成14年 平成15年 平成16年 平成17年○多数の特定小電力無線を同時に使用（伝送距離150ｍ）○中継局を実験的に使用

情報
通信○50GHｚ簡易無線を使用
技術
分野

遠隔操作技術の確立
・無線伝送技術の確立・画一化
・ch調整による現場運用●公募条件として「100m以上の遠隔操作」
現場全体 ⇒ 固定カメラ
機械近傍 ⇒ 移動カメラ
オペレータ目線 ⇒ 車載カメラ●画像伝送
旧電波法による微弱無線を使用
機械制御⇒400MHz特定小電力
映像伝送⇒50GHz簡易無線
データ送信⇒2.4GHz小電力データ通信

遠隔操作技術の開発・確立

情報化施工：発展期【情報化施工技術の発展】○無線ＬＡＮシステム実験○無線LAN実証実験○中継局を使用した長距離遠隔施工を採用（伝送距離1,500ｍ）○建設無線を使用（伝送距離800ｍ）

長距離化・多様化に向けた技術開発
・多種多様な無線伝送技術の採用による現場運用
・無線中継や指向性改善機器による現場運用性改善

長距離化・多様化の確立とデジタル化に向けた技術開発
・デジタルとアナログ映像伝送の併用による現場運用
・遠隔操作と施工管理データ伝送の無線LAN化

無線伝送技術の課題と対応（１）

無線伝送技術の課題と対応（２）● 電波法の改定（1996） により微弱電波による画像伝送が不可⇒ 免許申請が必要な簡易無線（パソリンク）が主流⇒ しかし、簡易無線にはch数の限界という課題は残された。
⇒ デジタル映像技術も開発され始め、現場試行されたが、まだ使用できないレベルであった。

● 簡易無線のch数の限界とデジタル映像への推移⇒ 新たに認可された5.8GHz帯を模索するが、開発に至らず。
⇒ 2.4GHz帯小電力データ通信システム（OFDM）が開発され、導入に至る。
⇒ 上記無線と簡易無線が併用され、車載映像に使用できるch数は増加したが、根本的なch数の問題は解決していない。

● 指向性が強く長距離伝送が可能、しかし、車載カメラとして使用す
ると重機側アンテナを基地側に向ける必要があり改良が必要⇒ 自動旋回するジャイロの開発により対応⇒ 装置価格、耐久性の問題により、新たな対応が望まれた。

● 自動旋回するジャイロに変わる装置への取組み⇒ 簡易無線（パソリンク）の無指向アンテナ（通称：オムニアンテナ）を開発。
⇒ 2.4GHｚ帯小電力データ通信システム（OFDM）が開発され、導入に至る。
⇒ 無指向化は達成されたが、上記同様、抜本的な解決が望まれた。

● 上流除石や水無川２号砂防堰堤工事など遠距離伝送が必要⇒ 雲仙の特例措置により
機械制御：424ＭＨｚ実験局
映像用：2.4GHz実験局、1.2GHz実験局を使用⇒ 無線伝送技術の多様化とともに出力、帯域幅が問題となった。

● 出力や多様な無線の使い分けによる遠距離伝送の限界に対する対応⇒ 多様な無線の使い分けにより、長距離・多様化はひとまず確立⇒ 高出力無線は他の帯域への影響が大きく、次第に衰退する。
⇒ 施工管理用データ伝送数が増大し、ch数が不足し始める。
⇒ 従来型の無線伝送では、数回の中継に難がある。

● 特定小電力の伝送距離（約100m）が限界⇒ 1999年には、中継局（簡易無線、2.4GHz小電力データ通信システ
ム無線局）を用い飛躍的に遠隔操作距離を延ばす事が可能⇒ 同時工区数や使用無線数の増大とともにch数と混信問題が再発することとなる。

長距離化・多様化の次なる一歩として、まず、遠隔操作と施工管理
データを2.4GHｚ帯無線LAN（デジタル通信）で伝送する取組み（課題解決）が開始される。

長距離化・多様化はされたが、新たな課題が発生-27-【公募条件のクリア】
・100ｍ以上の遠隔操作が可能。
・2～3ｍのれきの破砕が可能。
・一時的な温度100℃、湿度100%で作業が可能。
【遠隔操作方法の確立】・使用する映像種類や配置等が均一化（統一化）・使用する無線種類等が均一化、現場の運用方法の均一化と各社連携【工法の確立】・除石工、砂防えん堤工で使用する機械群が均一化

長距離化・多様化に向けた技術開発【長距離化に向けた技術開発】
・中継用無線により、遠隔操作の長距離化を実現。
・建設無線協会が認可を受けた「建設無線（遠隔操作）」により、長距離化を実現。
【多様化に向けた技術開発】
・自動旋回台の開発による50GHz帯簡易無線（映像伝送）の運用性向上。
・デジタル映像伝送技術の試行。
・建設無線協会が認可を受けた「建設無線（映像伝送）」による運用性向上。

上記の確立とデジタル化に向けた技術開発【長距離化等の確立】
・多様な無線の使い分けで長距離化等の技術が確立。
【デジタル化に向けた技術開発】
・自動旋回台に変わる無指向性アンテナ（オムニアンテナ）を開発。
・2.4GHz帯小電力データ通信システム（OFDM）によりデジタル映像伝送が開始。

無人化施工技術 技術変遷のまとめ（3/3）
第４世代：ネットワーク型操作方式

区分【ネットワーク型操作方式の導入】
年○無線LAN通信システム導入

情報
通信
技術
分野

デジタル化の確立と更なる多様化

2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
平成18年 平成19年 平成20年 平成21年 平成22年 平成23年 平成24年 平成25年 平成26年 平成27年 平成28年 平成29年 平成30年 令和元年 令和2年
○超長距離遠隔操作実験○携帯電話通信網による遠隔操作実験○インフラロボット現場検証（26,27年）○無線LAN通信システムの普及化

無線LANシステムの試行導入〇NETISテーマ設定○5Gの各種実験開始【新たな無線帯の認可】
・5GHz帯無線アクセスシステムが認可された。
・それに伴い、メッシュLAN方式の試行導入が進んだ。

〇福島原発で無線LANシステムを使用〇熊本地震災害復旧で無線LANシステムを使用
デジタル化・超長距離化

超長距離遠隔操作の実証実験を実施【無線LANシステムの確立】
・雲仙普賢岳にて、超長距離遠隔操作実験が実施された。
・複数の無線の組合せ等や遅延時間等の計測がされた。
・その他の可能性についても実験が実施された。

・すべての情報を一括して伝送する無線LAN通信システムへの移行、確立と普及
・ch調整からIPアドレス割当へ変わったことによる無線管理概念の転換とch数等の課題解決

工種・工法の増加に伴うch数、電波干渉に関する課題と対応

新たな技術の実証実験（インフラロボット）●赤松谷川床固工群の施工時には、地耐力測定、打設面清掃、散水養生、着工前測量、施工管理に伴う測量、丁張りレス、はつり工事など、多数の無人化作業が技術提項目となり、さらに無人化施工の工種、機器とも増加●マシンガイダンスやマシンコントロールシステムなどの情報化施工機器の採用により、さらに必要ch数が増加●1工区あたりの使用ch数増加に伴い、隣接工区、自工区内での電波干渉の問題が悪化⇒映像伝送：簡易無線、2.4GHz帯小電力データ通信システム（OFDM）の併用に加え、新たな無線帯への要望。
⇒重機制御：2.4GHz小電力データ通信システム（無線LAN）が確立し、採用されるが、一般使用（一般家庭や他建設工事）に対する秘匿性やセキュリティ性の観点より、新たな帯域への要望が強まる。

●国土交通省が、災害応急復旧分野で技術公募し、現場で実証実験を行い、適用性を検証⇒複数の公募があり、外付けロボット等の有効性を確認●現場での実証実験は、2ヵ年実施⇒2年連続の応募技術も複数あり、改善が見られた●検証後に商品化されたものもある⇒福島原発向けに販売されたものもある

各地の災害復旧で無線LANシステムを使用
・福島原発の災害復旧工事で使用。
・紀伊半島豪雨災害復旧工事で使用
・熊本地震の災害復旧工事で使用。

無線ＬＡＮ通信システムの採用●新たな無線帯への移行⇒ 重機制御：2.4GHzに変え、5GHz帯包括無線（無線LAN）が使用されるようなり、秘匿性やセキュリティ性を確保した
ネットワーク型の伝送方式が確立⇒ 映像伝送：新たな無線帯への要望があり、5GHz帯包括無線（無線LAN）に重機制御との一括伝送への検討が開始される（⇒超長距離遠隔操作の実証実験への展開）

超長距離遠隔操作の実証実験●九州地方整備局が、光ファイバー網と無線ＬＡＮを組み合わせた超長距離実証実験により適用性を検証⇒ 特定小電力の混信性を解消し、高い信頼性を確認●超長距離遠隔操作の展開⇒ 2001年8月の紀伊半島の台風12号災害復旧工事（北股地区）で本格的導入⇒ 赤松谷川11号床固工工事では、全ての情報を一括して無線LANで伝送するネットワーク型の伝送方式を展開⇒ 桜島では、１箇所（垂水）に設置した遠隔操作室から２箇所（有村川、黒神川）の工事を実施

NETISテーマ設定による実証実験●九州地方整備局が、無線通信、映像伝送の作業性効率向上を目的にNETISテーマ設定として技術公募し、現場で実証実験を行い、適用性を検証⇒5技術の公募があり、それぞれ有効性を確認●実証実験は、雲仙の実現場を使用⇒実現場を使用することで、現実的な有効性を確認●従来技術との比較⇒実証実験時に従来技術の能力等を計測し、それと比較-28-

無人化施工技術の更なる開発
・次世代社会インフラ用ロボットで技術開発を促進。
・NETISテーマ設定で無人化施工技術の開発状況を促進。

第５世代移動通信システム（５G）とは第5世代移動通信システム（ 5th Generation Mobile Communication System, 「5G」）とは、1G・2G・3G・4Gに続く国際電気通信連合 (ITU) が定める規定「IMT-2020」を満足する無線通信システムである。

令和2年1月 総務省資料より-29-

５Gの主要性能
・最高伝送速度は、現行LTEの100倍
下り：20Gbps
上り：10Gbps
・遅延時間は、現行LTEの1/10
・同時接続数は、現行LTEの100倍

令和2年1月 総務省資料より-30-

移動体通信 各世代の通信速度（第２世代以降）
第５世代（IMT-2020）

・最高伝送速度は下記のとおり。
下り：20Gbps
上り：10Gbps
・遅延時間は、1ms。
・同時接続数は、
1,000,000（台/km2）。

令和元年６月
総務省資料より-31-

５Ｇ総合実証試験の実施状況
建設業界では、大林組殿、コマツ殿、大成建設殿が参画中。

大成建設殿

５Ｇ実証実験

上：機器構成 下：５Ｇ基地局（大成建設殿論文より）

令和2年1月 総務省資料より-32-

５Ｇ総合実証試験の実施状況

大林組殿

５Ｇ実証実験

コマツ殿

機器構成図（大林組殿論文より）

５Ｇ実証実験

実験状況（コマツ殿ホームページより）-33-

５Ｇの機器仕様・性能や構成5G機器の仕様・性能一覧表（実験3社からの聞き取り）

ローカル5G（NSA）のシステム構成図①28GHz帯は移動体通信に不向きである。Sub6
帯であれば無人化施工に適用可能。
②通信速度が目標（10Gbps）に達していない。
③上り下りの通信速度が無人化施工の使い方と逆である。
④NSAのものがほとんどである。

-34-

無人化システムの構成の変更点
CCDカメラ
（1,920×1,080dpi）

映像変換器（エンコーダ）CCDカメラ
（1,920×1,080dpi）

映像変換器（エンコーダ）重機コントローラ

信号変換器（RS/LAN）

無線LAN

映像変換器
（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

無線LAN

映像変換器
（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

伝送容量により
複数台使用

信号変換器
（RS/LAN）

25GHz帯

2.4GHz帯
スイッチングHUB
100BASE-T以上

無線LAN

無線LAN

重機群に
1:n通信

遠隔操作器

遠隔操作式バックホウ
遠隔操作式バックホウ操作卓

遠隔操作式バックホウ【赤で示す部分が従来（無線LAN方式）との変更点】

2.4GHz帯
重機コントローラ

信号変換器（RS/LAN）

スイッチングHUB
100BASE-T以上

無線LAN

信号変換器
（RS/LAN）

無線LAN

遠隔操作器

遠隔操作式
クローラダンプNo.1

遠隔操作式クローラダンプNo.1

遠隔操作式クローラダンプ
No.1操作卓

2.4GHz帯
重機コントローラ

信号変換器（RS/LAN）

スイッチングHUB
100BASE-T以上

信号変換器（RS/LAN）

無線LAN

無線LAN

遠隔操作器

遠隔操作式
クローラダンプNo.2

遠隔操作式クローラダンプNo.2

・バックホウの車載カメラがス
タンダードから高画質に変更できる可能性あり。

2.4GHz帯
重機コントローラ

CCDカメラ（ズームレンズ付）

信号変換器（RS/LAN）

映像変換器（エンコーダ）

信号変換器（RS/LAN）

無線LAN

無線LAN

遠隔操作器

移動カメラ車No.1

カメラ車群に
1:n通信

映像変換器（デコーダ）

スイッチングHUB
100BASE-T以上

マトリクス
スイッチャー

遠隔操作式クローラダンプ
No.2操作卓電動旋回雲台（強化型）

LAN型カメラ
制御装置

LAN型カメラ
制御盤

カメラ操作器

移動カメラ車No.1

・無線中継局から重機等までの無線LAN（2.4GHz）がロー
カル5G（4.8GHz）に変わる。

2.4GHz帯
重機コントローラ

信号変換器（RS/LAN）

信号変換器（RS/LAN）

無線LAN

無線LAN

スイッチングHUB
1000BASE-T
CCDカメラ（ズームレンズ付）

映像変換器（エンコーダ）スイッチングHUB
1000BASE-T

遠隔操作器

移動カメラ車No.2

スイッチングHUB
100BASE-T以上

映像変換器（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

LAN型カメラ
制御装置

カメラ操作器

電動旋回雲台（強化型）

LAN型カメラ
制御盤

移動カメラ車No.1～3
操作卓

移動カメラ車No.2・伝送容量によっては、無線中継局の親局が1基ですべてをまかなうことができる。

2.4GHz帯
重機コントローラ

信号変換器（RS/LAN）

信号変換器（RS/LAN）

無線LAN

無線LAN

遠隔操作器

移動カメラ車No.3
CCDカメラ（ズームレンズ付）

映像変換器（エンコーダ）スイッチングHUB
100BASE-T以上

映像変換器（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

LAN型カメラ
制御装置

カメラ操作器

映像変換器（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

LAN型カメラ
制御装置

カメラ操作器

電動旋回雲台（強化型）

LAN型カメラ
制御盤

移動カメラ車No.3

CCDカメラ（ズームレンズ付）

固定カメラNo.1

映像変換器（エンコーダ）

21Mbps

電動旋回雲台（普通型）

固定カメラNo.1
5kbps

LAN型カメラ
制御盤

CCDカメラ（ズームレンズ付）

固定カメラNo.2

映像変換器（エンコーダ）CCDカメラ（ズームレンズ付）

マトリクス
スイッチャー

LAN型カメラ
制御装置

カメラ操作器

映像変換器（デコーダ）

マトリクス
スイッチャー

LAN型カメラ
制御装置

カメラ操作器

固定カメラNo.2

映像変換器（エンコーダ）

固定カメラNo.3

21Mbps

電動旋回雲台（普通型）

LAN型カメラ
制御盤

映像変換器（デコーダ）

5kbps

LAN型カメラ
制御盤

固定カメラNo.3

21Mbps

電動旋回雲台
（普通型）

5kbps

遠隔操作室

無線中継局

-35-

・遠隔操作室から無線中継局ま
での無線LAN（25GHz）がローカル5G（28GHz）に変わる。
・伝送容量によっては、無線LAN（25GHz）の台数が減少する。

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢５Gで確認すべき事項①５Ｇの性能・機能面の確認
・５Gを適用して、正常に動作が可能であるか。
・超高速通信は可能か。どの程度通信能力があるのか。
・超低遅延通信は可能か。無負荷での遅延はあるのか。有負荷での遅延はどの程度か。
・多数同時接続は可能か。
・通信到達距離はどの程度か。距離によって能力等が変わるのか。
・通信の安定性はどうか。移動や旋回等をした時に問題はないか。

②５Ｇに付随する機器類の確認
・標準的なカメラ・画像圧縮伸張装置の解像度別の通信容量はどの程度か。
・フルHDカメラ・画像圧縮伸張装置の解像度別の通信容量はどの程度か。

③５Ｇを適用したことによる効果の確認
・掘削能力は向上するのか（カメラ種別ごと）。
・移動能力は向上するのか（カメラ種別ごと）。
・施工精度は向上するのか（カメラ種別ごと）。
-36-

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢５Gの現場検証内容（案）
現場検証内容（案）（性能・機能）
No

目的

試験内容

1 基本構成の確認

５Ｇ動作確認試験

2 超高速の確認

スループット（単位時間処理速度）計測

3 超低遅延の確認

遅延時間計測（有負荷：映像信号）

後述

遅延時間計測（無負荷）4 多数同時接続の可否

１（親機）：ｎ（子機数台）接続の可否

5 到達距離の確認

５Ｇ通信距離確認試験

6 映像の安定性の確認

５G通信の安定性確認試験

7 映像の解像度の確認

５G映像の解像度確認試験

8 画像伝送能力の確認

５Ｇ画像伝送能力確認試験

9 適用可能な重機種別

重機ごとの５G動作確認試験

10 施工精度向上の確認

備考

爪先位置精度確認試験
-37-

後述

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢５Gの現場検証内容（案）
現場検証内容（案）（効果）
No

目的

試験内容

1 超高速の効果確認

５Ｇでの掘削・運搬試験

2５Ｇでの従来・高画質カメラによる走行試験

34

超低遅延の効果確認

備考

５Ｇでの従来・高画質カメラによる掘削・運搬試験
５Gでの汎用・高性能画像圧縮伸張装置による走行試験

２と同時

5

５Gでの汎用・高性能画像圧縮伸張装置による掘削・運搬試験

３と同時

6

LANでの性能・機能試験（前述の表の試験）

7

LANでの従来・高画質カメラによる走行試験

ネットワーク型無人化施工かLANでの従来・高画質カメラによる掘削・運搬試験
らの施工性向上（比較検証）
9
LANでの汎用・高性能画像圧縮伸張装置による走行試験
810LANでの汎用・高性能画像圧縮伸張装置による掘削・運搬試験

-38-

7と同時
8と同時

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢検証フローや流れ

1日目

検証準備工

2日目

動作確認試験

解像度パターン1に設定

解像度設定(3種類)

掘削・運搬試験①～③
検証時間：15分
計測時間：15分
A→B→Aで3回実施

仮設ヤード造成
機械・設備搬入

設備等組立
検証ヤード造成

3種類実施

無線LAN現場検証○性能機能確認検証
・動作確認試験・解像度確認・遅延時間計測 他○効果確認検証
・掘削運搬試験・走行検証

５Ｇ現場検証距離設置(4種類)

解像度パターン2に設定
4種類実施①スループット計測②遅延時間計測(無負荷)③到達距離の確認

掘削・運搬試験①～③
検証時間：15分
計測時間：15分
B→A→Bで3回実施

検証結果計測解像度決定(2種類)

撤去工

現場検証の概略フロー走行試験①～③
検証時間：10分
走路整備：10分
同一走路で3回実施

検証結果計測映像：SD，HD○性能機能確認検証
・動作確認試験・解像度確認・遅延時間計測 他○効果確認検証
・掘削運搬試験
・走行検証

委員検証確認①通信安定性の確認②映像解像度の確認③画像伝送能力確認④遅延時間計測(有負荷)⑤爪先位置精度確認

映像：SD，HD

走行試験①～③
検証時間：10分
走路整備：10分
同一走路で3回実施

現場検証の順番と流れ（1つのパターン）-39-

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢遅延時間の計測（有負荷）試験方法【試験方法】
遅延時間（有負荷）を計測する試験は、1msまで表示ができる無料のストップウォッチのソフトウェア（StopWatchD）とパソコン2台を使用して行う。下記に試験の手順と概要図を示す。
遅延時間計測（有負荷）は、超長距離遠隔操作実験、㈱大林組殿の実証実験、NETISテーマ設定にて同様の試験方法で実施されている。
【試験の手順】①ストップウォッチがインストールされた２台のＰＣを用意し、操作室でスタートする。
②経過時間が微妙にずれるため、２台のＰＣの時間を撮影する。
③１台のＰＣを重機に持っていき、車載カメラに投影する。
④操作室に無線にて映像伝送された画像と操作室のＰＣを同時に撮影する。
⑤撮影結果と②の初期差分から遅延時間を求める。

-40-

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢爪先位置精度確認試験【試験方法】
爪先位置精度試験は、バックホウの車載カメラによる奥行感の把握
度合いを確認するために実施するものである。試験は、あらかじめ引
いた白線とバケットの爪先を突き刺した位置の離隔距離を計測する。
白線は、遠距離、中距離、近距離の３ケース設置し、さらに各距離で３本白線を引くものとする。
【試験の手順】①重機が試験場所に到着したら、計測員が突き刺す白線を指定する（無作為）。
②オペレータは、白線に爪先を突き刺す。ただし、位置決め後の機械の操作はブームのみとし、突き刺す前の微調整は行わない。
③重機を180°旋回させ、①、②を行う。
④重機を２回目のヤードに移動させ、①、②を行う。３回目も同様。

-41-

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢５Ｇを活用した現場検証の効果①施工計画への反映
・現場検証の結果、従来映像、フルHD映像のそれぞれについて、作業能力が明らかになる。これにより、施工計画のうち、工程計画等へ反映できる。
・現場検証の結果、５Ｇの回線安定性等が明らかになる。これにより、施工計画のうち、機器類の配置計画等へ反映できる。
②無人化施工設備計画への反映
・現場検証の結果、従来映像、フルHD映像のそれぞれについて、必要な伝送容量がわかる。また、５Ｇが伝送可能な容量（総量）もわかる。これより、伝送可能なカメラ台数が容易に把握できる。
・また、カメラ画質（従来、フルHD）を伝送可能容量に応じて、使い分けや取捨選択ができるようになり、回線設計に寄与できる。
③施工精度の向上
・現場検証の結果、施工精度の向上があった場合、より精度の高い施工が可能となる。
※しかし、５Gには下記の課題が残っている。
・５G機器の手配性の悪さ（入手困難）と高価な機器費用。
・免許取得に6ヶ月程度を要するのが現状。
-42-

５Ｇを適用した無人化システムの可能性➢５Ｇを活用した現場検証の予定
今年度、九州地方整備局（河川部主体）が５Ｇを活用した現場検証の実施を予定。概要は下記。
・時期：令和３年11月初旬～12月下旬（準備・撤去含む） 約2ヶ月間
・検証場所：長崎県島原市および南島原市 水無川１号砂防えん堤遊砂地内
・検証内容：前述した内容

現場検証の結果を含め、国土交通本省砂防部保全課と九州地方整備局（河川部主体）で「５Ｇ無人化施工要領（案）」を策定する予定となっている。

検証場所

検証場所：水無川１号砂防えん堤-43-

水無川１号砂防えん堤