特 集

河川上空での長距離飛行可能なドローンの技術開発
The Development of a Drone Capable of Long-distance Flight Over Rivers

くま だたか ゆき

熊田貴之

し ろう

小峰史郎

せん だ やす ひろ

KUMADA Takayuki

KOMINE Shiro

SENDA Yasuhiro

＊１

こ みね

１．はじめに＊２

千 田 泰 弘＊３

法、航空法での留意点を紹介する。
①民有地（民法）１）

近年、我が国では、民間でのドローン利活用が進んでき

民法（土地所有権の範囲）によれば土地の所有権は、法ており、農業、建築土木、人命救助、気象予報、流通、観令の制限内において、その土地の上下に及び、河川区域内

光と言った様々な分野で、実用化が進んでいる。特に、他にも民有地が多数存在するため、土地の立入については、国に比べて、無人ガソリンヘリコプターによる農薬散布の河川管理者も土地所有者の承諾が必要となる。

活用は早くから進んでいる。河川分野でも、河川巡視、砂②DID地区（航空法）２）

防施設点検などでドローン活用が進んできており、今後、航空法（飛行の禁止空域）に掲げる空域以外の空域であ河川上空を活用したドローン物流の可能性なども期待されって、国土交通省令で定める人または家屋の密集しているている。

地域の上空とし、一部の河川では、水面も含めてDID地区

２０２２年１２月より、有人地帯における目視外飛行を可能とする「レベル４」の実現に向けて、機体認証等の新制度等となっているため、十分な注意が必要である。
③イベント開催情報（航空法）２）が開始され、河川分野でも、河川巡視、ドローン物流な航空法（飛行の方法）では祭礼、縁日、展示会その他のど、更なる高度な利活用が期待されることから、本稿では多数の者の集合する催しが行われている場所の上空以外の長距離飛行可能なドローンの技術開発について、河川上空空域において、飛行させることとされる。河川管理者は、での飛行関連の法規制、ドローン導入に向けての人材育成

河川で行われる催し物の全てを把握することは難しく、イ等の観点に触れながら、紹介する。

ベント開催情報の周知の依頼を徹底する必要がある。

２．河川上空での飛行関連の法規制とリスク分析④輸送物件（航空法）２）
航空法（飛行の方法）では当該無人航空機により爆発性又は易燃性を有する物件その他人に危害を与え、または他の物件を損傷する恐れがある物件で、国土交通省令で定め

２．１

河川上空での飛行関連の法規制るものを輸送しないこととされている。河川は水源として河川上空を飛行するにあたり、DID（人口集中）区域、利用されており、河川上空を縦断的に飛行するなど、利用電車の通る鉄橋や人と車が通る橋の横断、船舶の往来時な形態によっては、航空法で輸送が禁止されている火薬類等

ど、法律上留意すべき事項があり、違反すれば罰金刑、実以外に、水質への影響が顕著なものについての議論が必要刑の可能性もあるため十分な注意が必要であり、以下に民である。水質事故を起こした場合、流出箇所の処理、土壌＊１ ブルーイノベーション株式会社 代表取締役社長
President and Chief Executive Officer, Blue innovation Co., Ltd.
＊２ ブルーイノベーション株式会社 技術顧問
Engineering Advisor, Blue innovation Co., Ltd.
＊３ 一般社団法人日本UAS産業振興協議会 副理事長
Executive Vice President, General Incorporated Association Japan UAS Industrial Development Association

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河川 December ２０２２

特集：河川管理をDXで変えるの処理、河川への流出防止等の処置は原因者が行うことが基本となるため、注意が必要である。

〈図─１〉河川区域の構成断面３）２．２

リスク分析（Concept of Operationsの考え方）〈図─２〉動力源のエネルギー密度５）今後、長距離飛行、目視外飛行を計画する際には、オペレーションの全体（Concept of Operations：国際標準

３．２

機体の効率用語ではCONOPS）を規定し、リスク分析を行うことが機 体 形 状、機 械 構 造 の 違 い に よ る ド ロ ー ン の定 性 的「レベル４」の飛行に当たって重要となる。CONOPSとな比較を〈表─１〉に示す。それぞれの数値はPorsche

は、リスク分析の前提となる運用構想を示すものであり、Consultingの文献６）に示された定性的な比較点数を表にEASA（欧州安全航空局）では、計画段階から運用の各段まとめたものであるが、値を総合評価として有利な属性と階、側面のCONOPSとして、①業務の種類と関連するリ考えられる信頼性、安全性、飛行速度、飛行距離の積をスク、②運用環境と地理的領域、③使用する技術的手段不利な属性としての騒音、価格の点数で除して示した。

（機体、運行技術）、④関係する人員の能力、義務、責任、その結果、VTOL型機体の優位性が高く今後の主流とし⑤当該リスクの低減方法、⑥メンテナンスの分析、を挙げて 注 目 さ れ る。VTOL（Vertical Take-Off and Landingている。

Aircraft）は「垂直離着陸機」と訳され、マルチコプター

４）

まだ、我が国のドローン業界ではこうした考え方は浸透していないが、リスク分析の重要な考え方として、今後整理が必要である。河川上空でのドローンの長距離飛行、目と固定翼機の特徴を兼ね備えた方式である〈図─３〉。
〈表─１〉機体形状、機械構造の違いによるドローンの定性的な比較

視外飛行においても、計画の初期段階でCONOPSを明確にして関係機関、周辺住民などと共有することが、今後必要不可欠になると推察される。

３．ドローンの長距離飛行を実現する
技術開発
ドローンの飛行距離を延ばすために、技術的には、①動力の効率、②機体の効率、③通信距離の確保、④ドローン
運航管理システムとドローンポートの整備、と同時に社会の受容性として、社会インフラとの調和、国民の理解を得るための⑤制度設計が欠かせないと考えられる。
３．１

動力の効率

現在ではリチウムイオンバッテリーによる電動マルチコプターが主流だが、バッテリーのエネルギー密度はガソリンエンジンなどの内燃機関に比べて「レベル４」で想定される目視外で長距離を飛行する物流や河川をはじめとする〈図─３〉VTOL機の優位性７）

広域の調査などの産業用途では不十分な場合が想定され機体形状、機械構造の違いによるドローンの飛行距離とる。こうした用途では、内燃エンジン、燃料電池などのエ飛行速度を定量的に比較した例を、〈図─４〉（左側）に示ネルギー密度の高い動力源が期待されている。

す。各方式の順位は先の点数の比較と同様である。同図
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（右側）には、動力源を電動（バッテリー）からガスターvertiportと言う）」がある。ドローンポートは、用途に応ビン（GT）などの内燃機関とすることにより、飛行距離じて、河川巡視の場合は充電機能、物流の場合は荷物の着が飛躍的に伸びることが示されている。

荷、格納機能などが求められ、今後の「レベル４」に向けた全自動化の技術開発が必要となる。

〈図─５〉ドローンポート・システム９）〈図─４〉機体形状、機械構造の違いによるドローンの飛行距離と飛行速度５）３．３

通信距離の確保

３．５ 「レベル４」に向けた制度設計
改正航空法の施行により「レベル４」飛行が２０２２年１２月

では、ドローンの制御に使える電波は、に解禁となるが、機体の信頼性を確保するために、「機体７３、１６９、９２０MHz帯や２．４GHz帯などであり、いずれも出認証制度」が導入される〈図─６〉。「レベル４」飛行に使力の上限が規制されているため、障害物のない状態でも数用する機体は第一種型式認証された量産機か個別の検査にキロメートルが限界である。目視内飛行であれば十分でも合格した第一種機体認証を取得した機体でなければならな「レベル４」で想定される目視外で長距離を飛行する物流い。また、パイロットの操縦技能についても「免許制度」

や河川をはじめとする広域の調査などの産業用途では、不が導入され、「レベル４」を実施するパイロットは一等免十分な場合が想定される。

許を取得しなければならない〈図─７〉。一等免許では、日本の電波法

８）こうした用途では、公共の通信インフラに頼らざるを得機体性能の計算と、リスク管理の知識が求められる。まず、信号の遅延が課題となるが、ドローンの自律（自動）飛行の割合を高めることで、この通信遅延の影響を減らす方向で開発が進んでいる。ドローンが緊急時も含めて自律飛行できれば、地上施設との通信はモニタリングと起動、緊急指令のみで、機体制御の遅延は問題にならない。一方、インターネットや携帯電話などの公共通信ではハッキング、妨害（VPN接続に対するランサムウエア攻撃、乗っ取り等）に万全な対策が求められる。
３．４

ド ローン運航管理システムとドローンポートの整備〈図─６〉機体認証制度１０）

今までは河川の現場に行って、目視内で手動または自動でドローンを操縦する「レベル１、２」か ら、今 後 の 目 視 外 で 自 律（自動）飛行する「レベル３、４」へと河川巡視等のドローンの運用方法は大きく変わる。その運用方法の技術に、目視外で複数のドローンが飛び交う運航状況を管理する「ドローン 運 航 管 理 シ ス テ ム（UTM：UAS TrafficManagement）」と、ドローンが自動で離発着する飛行場「ドローンポート（海外では24

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〈図─７〉免許制度１０）

特集：河川管理をDXで変える

た、「機体登録制度」は２０２２年６月に施行され、リモートIDの搭載が義務付けられた。
これより屋外で飛行する質量１００g以上のドローンを電波で識別して登録者、登録会社を特定できるようになっているため、留意が必要である〈図─８〉。

４．人材教育の重要性
河川分野におけるドローン運用事業者（社）に対する人材育成、教育では、ドローンの基礎技術、操縦内容の習得は基本とし、加えて①河川の利用制限、②河川にある施設の管理者との調整、③自然環境への影響〈図─８〉機体登録制度１０）

３）を、十分理解した人材育成が重要である。
河川とその領域は、公共の利益や他人の活動を妨げない限りにおいて、自由に使用できることが原則ではあるが、知、共有することにより、「レベル４」に向けたドローンによる河川巡視や、河川上空を活用したドローン物流等の多くの利活用が期待される。

河川管理の観点から制約を受ける可能性がある。また河川にある施設の管理者がドローンの飛行を制限する可能性も参考文献あり、丁寧な説明と調整が不可欠である。さらに、河川と

１）民法第二百七条

その領域は、動植物の生息・成育繁殖の場であり、空中で２）航空法第百三十二条

は鳥類への影響はもとより、飛行高度によっては、騒音等

３）国土交通省 水管理・国土保全局、河川におけるドロによる地上の動物への影響に配慮する必要がある。

ー ン 利 用、２０１９年７月３０日（https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/kentoukai/drone/dai01kai/①河川の利用制限

pdf/4_drone_riyou.pdf）

公共の利益や他人の活動を妨げない限りにおいて、自由

４）鈴木真二、次世代エアモビリティの飛行安全策～そのに使用できることが原則であるが、ドローン利用の増加

基本理念と今後の展望、東京大学未来ビジョン研究センや、利用形態が変化することにより、河川管理の観点から

ター、２０２２年１０月１１日

制約を設ける必要が生じる可能性がある。現在も地域のルールとして、河川敷の利用方法として、ドローン飛行を禁止としている河川が存在する。
②河川にある施設の管理者
河川の国有地は占用されており（例：グラウンド、サイ５）Technical Journal of Advanced Mobility, Vol. 3,No. 8, 2022.
６）Porsche Consulting, The Future of Vertical
Mobility, 2018. (https://fedotov.co/wp-content/uploads/2018/03/Future-of-Vertical-Mobility.pdf)

クリングロード、樋門等構造物、橋梁）、占用者が占用目７）SkyLink、VTOL機「Wingcopter」を使ったレベル３

的に支障があると考えれば、ドローンの飛行を制限する可飛行による実証実験の様子をご紹介、２０２２年（https://能性がある。

blog.skylinkjapan.com/wingcopter-poc/）③自然環境への影響
河川は動物の生息・成育繁殖の場である。鳥類への影響はもちろん、飛行高度によっては、騒音等による地上の動物への影響を把握する必要がある。

５．おわりに

８）総務省HP、ドローンで使える無線通信システム、
２０２２年（https://www.tele.soumu.go.jp/j/sys/others/drone/）９）Blue innovation、ドローンから自動運転モビリティ
へ の 荷 物 受 け 渡 し を 実 現（https://www.blue-i.co.jp/solution/logistic/6063/）
１０）国土交通省、レベル４の実現に向けた新たな制度整備

本稿では、長距離飛行可能なドローンの技術開発について、河川上空での飛行関連の法規制、ドローン導入に向け等（https://www.kantei.go.jp/jp/singi/kogatamujinki/
kanminkyougi_dai18/siryou1.pdf）ての人材育成等の観点に触れながら紹介してきた。今後、河川上空でのドローンの飛行知識を業界内でしっかり周
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