「無人化施工の歴史と技術の変遷について」
建設無人化施工協会
佐藤康博

技術委員長

川上勝彦

技術委員

青野隆

会長

（鹿島建設株式会社）（株式会社フジタ）（鹿島建設株式会社）

１． は じめ に

自然災害の多い日本で は、 台風や集中豪雨、 地震による土砂災害や火山の噴火に伴っ て生じる火砕流や土石流等の火山災害などがたびたび発生しております。 無人化施工は、 二次災害の危険が懸念される災害復旧作業において有効な技術と認知され、 その活用が検討されることが多くなっ てきま した。
無 人化施工とは、 人 が立入ることができない危険な作業現場に対 して、 安全な場所に設けた操作室でカメラ映像を見ながら建設機械を遠隔操作して作業を行う技術です。 無人化施工技術は情報化施工技術や映像技術、通信技術の導入と長年にわたる技術開発・技術継承により進化をし続けています。
建 設無人化施工協会は、 有珠山の災害復旧工事 （２０００年３月 〜） を契機に建設省河川 局砂防部 （当時）の ご指導のもと、 無人化 施工技術に知見 のある建設会社、 建機メ ←力、 レンタ ル会社等 （２０１６ 年 ９月 １ 日時点で２１ 社） が中心となっ て設 立 した任意団体で、 無人化施工技術を改良・開発・普及更には災害時の復旧作業時の支援等の活動を行っております。 本編では、 無人化施工の歴史と変遷を簡単に紹介させていただきます。
２． 無人化施工技術の変遷
遠隔操作式建設機械を用 いた初めての施工は、 １９６９年 （昭和４４年） の常願寺川 の富山大橋応急復旧工事で、 河ロ部に堆積 した土砂の掘削、 押土を 「水陸両用 ブル ドーザ」 により行うもので した （写真−１参照）。 この水陸両用 ブ ル ドーザは、 建 設省 立 山砂 防工事事務所 （当 時） と建機メ ーカ（小松製作所）によ っ て共同開発されたものです。 以下に現在に至るまでの技術の変遷 を示 します。

（１）遠隔操作式建設機械１台を用いた無人化施工（第ー段階）
水陸両用ブルドーザをオペ レータが陸上や船舶からＥ 滋 聾震聾 鰻
遠隔操作す るものです。 オペ レータは目視で水面からー
講

突き出た水 陸両用 ブル ドーザの吸排気煙突の高さな どを目印に水深、位置、傾き等を把握し遠隔操作を行い← 力 に よ り ブ ル ドー ザ、 バ ッ ク ホ ウ、 重 ダ ン プ トラ ット−濃 艶 』−
二一鱗−

水 陸両用 ブル ドーザ単独による施工で した。

水 陸両用 ブル ドーザの開発以降、 複数の建設機械メ

謡 藷一

写真一．

水陸両用 ブル ドーザ（Ｄ１５５Ｗ 型）

ク、 不整地運搬車等の多様な建設機械が遠隔操作化されましたｏこれら遠隔操作式建設機械の使用方法は建設機械から数十ｍ離れた場所からオペ レータが目視で運転 （図−１参照） するものでしたが、 多様な機械の出現により複数台の組合せによる連携施工が可能と

豊

なりま した。 しかしお互いの機械で死角が発生し目視
運 転 で き な い と い っ た 課 題 が あ り ま した。

図 −１

諺脅 零琶

目 視 によ る遠 隔操作イメ ー ジ（３） 遠隔操作室を操作基地とした無人化施工 （第三段階）
複数の遠隔操作式建設機械を稼働させるため、 無線装置などを装備した遠隔操作室を操作基地として無人化施工を行うきっ かけとなっ たのが、１９９４年１月 から開始された 「雲仙普賢岳水無除石無人化施工試験工事」 です （図−２参照）。 この試験工事は、 建 設省 （当時） が試験 フィ ー ル ド制度を活用 した 民間からの技術公募により行われま した （公募：１
９９３年７月、試験施工：１９９４年１月）。

遠隔操作室を操作基地とした無人化施工技術は、 遠隔操作者と建設機械の離隔距離がｌｏｏｍ以上の場合、 目視では機械の姿勢や対象物等の確認が困難で遠隔操作は不可能なため、 映像を見ながら行う方式と して新たに開発されたもの です。 特徴は、 建設機械に搭載したカメ ラからの映像を遠隔操作室内でリアルタイ ムにモニタリ ングすることができ、 複数のオペ レータによる多機種の建設機械の操作が可能となり、 複数台の建設機械の連携作業を実現することができま した。 なお、 この試験施工により火砕流の到達 区域外（ｌｏｏｍ以 上離れた安全な場 所から操作）での建設機械群で、１０万 ｍ３超える除石の 施工が実 証されま した。

争 畳振無作廻ｂ伝送．

感触カメラ曜 、ー−Ｔ■〔一ハックホ．ー軍）
バ−一ウ，種−−−１ｂＩＰｉｉｉ※１９９
４年導入当時はＧＰＳ（Ｇｔｔ）
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衛星による測位技術を使用−−−− ； ミリ渡による■象伝送

図−２ 遠隔操作室を操作基地と した無人化除石工事イメ ージ
無人化施 工は写真−２に示すように除石 工、 コンクリー ト構造物破砕工、 コンクリ ー トブロ ック
積 工、 大 型 土 の う 据 付 工、 Ｒ Ｃ Ｃ 工 法 （Ｒｏｌｌｅｒ Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ） による砂 防えん堤等の施工

な ど様々 な工事を行っ ております。 また、 遠隔操作式の建設機械は作業機だけに留まらず、 カメラ映像を操作室へ提供する専用の移動カメラ車と呼ばれる機械なども開発されま した。

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砂防えん堤築堤工

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コ ンク リ ー ト
大型土のう据付工

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貝工

遠隔操作室

無人化施工状況川（４） Ｉ Ｃ Ｔ （工ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ＣＯ１ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） を 無 人 化 施 工 へ 適 用 （第 四 段 階）
写真−２

計画通りに施工を行うためには現地測量が必要不可欠で、 無人化施工の当初は避難用車両を配備し、 一時的 に無人化施工エリアに立入り、 短時間の測量作業を実施 していま した。 そこで、 土石流の発生や溶岩 ドームの崩落による火砕流の発生が懸念される雲仙普賢岳で継続して行われた無人） 測 位 技 術 や ネ ッ トワ ー ク 型 のＧ１ｏｂａＩ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ
化 施 工 工 事 で は、 Ｇ Ｎ Ｓ Ｓ （操作方式を積極的に取り入れた土木、 機械、 通信、 情報技術を融合した情報化施工技術の導入が求められま した。 その結果、 測量作業不要で掘削・敷き均 し施工が可能となる システムを活用 した、
ブ ル ドーザ排 土板自動制御 システ ムやバ ックホウのガイ ダンス システムな どＩＣＴを無人化施工

へ適用 しております。
３． Ｉ ＣＴ建設機械を用いた無人化施工の紹介（１） 遠隔操作式工ＣＴブル ドーザ
ブ ル ドーザのオペ レータ は遠隔操作室において、 カメ ラ映像等を見 ながら遠隔操作 しますが、映像のみでは現地に施工の手助けとなる指標 （丁張や トンボ） が無いため、 コンクリ ー トの敷き均 し高さを均一にする作業は非常に困難です。 本システムは、 三次 元の設計 データとＲＴＫ‐Ｇ‐ＮＳＳで測定 した三次元位置データを照合すること で、 現状 と設計との差をリアルタイ ムに算出し、 排土板を設計地盤の高さと勾配に合わせて自動制御するシステ ム です。 専用の油圧電磁 バ ルブを 搭載 し排土板の自動制御 を行うため、 オペ レータは遠隔操作室内から工ＣＴ ブル ドーザの前後進操作をするだけで、 設計値の高さに高精度で敷き 均すことが出来ます （写真−３， 図−４参照）。

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写真−３ミ， ｒ シラ ．

遠隔操作式 Ｉ ＣＴ ブル ドーザによる敷き均 し作業状況

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衛星す
《《ふ え 〆 総評 き 、，予め設定した敷き均し高さＧＮＳ
Ｓ基・ 局

図−３

敷 き均 し管理画 面

１ Ｃ Ｔ ブル ドー ザの 無人 化 施 工イ メ ー ジ（２） 遠隔操作式工 Ｃ Ｔ バ ッ ク ホ ウ
本 システ ム は、ＲＴＫ−ＧＮＳＳで測定 した三次元位置データと バ ックホ ウの ブーム、ア ーム、
バ ケ ッ トそれぞれに取り付けた角度セ ンサにより、 バ ケ ッ トの刃先位置をリアルタイ ムに算−；
デ三−−，−

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遠 隔 操作 式ＩＣ
ウによる法面整形作業；ー、設計データを格納−′ー‐￥ ；；；▼ｉｔキ霧滋ＧＮＳＳデータ座標変換
位置情報・ＧＮＳＳ情報表示
制御データ（位置・勾配）出力

密室‐げ′▼，ｔも＋ー，座標を測粗讐
測定定 ：濫施工高さを表示
施工高さを表示

図−４＼−ｒ 勢・が夕、…
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Ｓ基準局
基準局
基準

設計との差を表示，．・一１′、−−埜

一遠隔操作室

１ Ｃ Ｔ バ ック ホ ウ の 無 人 化 施 工イ メ ー ジ

驚 豪 儀出 し、 設計データ に対する バ ケ ッ トの位置を遠隔操作室内のモニタに表示 します。 オペ レータはモニタのガイ ダンス （誘導） 画面を確認 しながら、 法面な どの施工を 丁張レスで行うこ とができます。 リアルタイ ム で設計値と現状との差を確認 しながら施工出来るので、 丁張り がなくても法面の施工等を容易に行うことができます。
４． 無人化施工工事実績

雲仙の実証フィールドで培われた無人化施工技術は、 有珠山噴火、 新潟県中越地震、 岩手宮城内陸地震等の大規模な災害や台風等による水害対応 でも活用 しており、 全国 で１５０件以上の実績があります （図−５参照）。
古羽トンネル／岸壁篤期（Ｈ９１〜Ｈ９９）ｉ．
．
第２白奈トンネル緊急災害封費工事／薦石（
Ｂ〜Ｈ９Ｈ９９｝，．
上川げム／除石（Ｈ
１２５〜
Ｈ１２」ｏ｝．
犠沢・赤沢ダム／上談蜂賞用〔Ｈ９５〜Ｈ９７）．
．
織…
天川土石ま封嫌工＊／土石流離去（Ｈ９５〜Ｈ９７）．
．
‐１緊急砂防工事／砂防ダムの地すべり土砂隆去（篇園む
．
災雷１
１８〜Ｈ
挫
９９１０）
．
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六繍ダム
１１睦蝕霊正工事／（Ｈ２２〜Ｈ
１２３１）
‐
Ｈ
２１２１１１１〜Ｈ
１２−】−
満幕７砂防壁櫨工事 遺跨法上麓馴亀塵旧／（‐‐Ｈ９８〜
金山沢漢」
平山蔑工事 清川上塗災響封堂工事／土石浅鉾衣（）．
溝川災霊回違繁豊治山工事／±石段夫盛ダム優水路【Ｈ９２〜Ｈａｌｌ）
姫川亀華上質１号庄園災害緊急工事／河床１１
州・床霞め壁枠（７〜Ｈ９１１）
挫９．
鱒川上賓土砂鵬聾瀧旧／｛Ｈ
１２１１
２
１〜Ｈ
Ｈ
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ＩＢ〜Ｈ８９｝．
．姫川／土石楓隣去（，】山姫ｎｌ
腕災帯逼幕戦防工事／ダム隊石・逗復旧・溝礎堰【ｒｒｇ８〜ＨＩＯ３）．
．
葛真上淡１号床同緊巻工事／床固工
９９〜Ｈ
９（Ｈ１１｝．
．
嬢原沢上虫／強肪ダム土石資■朝【Ｈ９７〜Ｈ９８》，‐
常願寺川／立山砂防工事璽内試験工事〔ｌｆ
９９〜Ｈ９１１｝．
左保谷災害回壷緊急酬騎ダム除石工事／砂防ダム■離床付（ＨＩＩ
６１１９１．
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鶴谷上流／隻国め
１
ブロブ男際付け他（６Ｈ
９Ｂ〜Ｈ９９１．
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西山川災零α旧工事／｛
Ｈ
１２６〜Ｈ
１３３）．
．
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山川欲防工■《その１〜３）／（Ｈ
１２１０〜Ｈ
１３６．
谷川災薯国連緊息砂防工事／嫁石（Ｈ−
２５〜Ｈ
１３３｝
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■多雌用２号墓砂地〜
０２号透纏慶喜復旧工事／遮犠土断
１
摩去｛ＨＩＩ
３Ｈ
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浅川第２酬防１堰工事用ー騒工事
一腔国道玉里水沢確遭路贋書ｉ銭水窟国酬（｛富ー日工事／ｌＨ
ＩＩ１〜Ｈ３）ＩＩ．
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Ｅダム壁体工事／ 固め（Ｈ９９〜ＨＩＱａ），事／（Ｈ
１２１２〜Ｈ
１３３）．
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廉薫千トンネル改一工事／ブレーカー作業〔ＨＩ
Ｉ７ーＨＩＩ９）．
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（不鱗）

跳火力究電断跡餐兜競瀞橋ｒ■仙普賢岳無人化糠
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９６〜Ｈ
８Ｈ９｝
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水窯
ｑ
ｌ号砂防ダム上謙蹴石（その１〜２）工事／樺石， ０（Ｈ８９〜ＨＩＯ３）．
−
水無川２号砂防ダム上表嫁石｛
その１〜３１工事／降石Ｈ
Ｉ
（１血書Ｈ
１２３）
−
水無川地区火山砲は鰻舎治山工事／｛
１２４〜Ｈ
−２１２Ｈ
１
水■ｊｌｌ
ｌ号ダム上塗第２工区鯵石工事／嫁石（Ｈ
７８〜Ｈ
７‐
，
１３号濃砂艶 石工■人化篭工試験｛
その１〜２｝工事／嫁石谷沢
１１１
第四砂防１堰工事

１水無１
１２号砂ｍダム幅表郷（１ー１掘）駐段工事／
砂防ダム・ＲＣＣコン汁
９１０〜Ｈ
１２３クリート（）．
‐
水■川上虫嵐石工事／嫌石（Ｈ
１２３〜Ｈ
１２１２）
．
‐
｛ＨＩ
Ｉ
３〜Ｈ９｝
ＩＩ．
−
水無除石災害圃壷緊轟工事／嫌石（ＨＩＯ
３〜ＨＩＯ６）．
．
水■川（家松谷１・２エ区｝地区火山地域総合治山工事／治山ダム２基．
１．
２号ダム
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３２
｛Ｈ〜１｝ロメ． 日．
水■川３号樹防ダム本体瞭１期蝕故工事／
砂防ダム
・Ｒ
ＣＣコンク
Ｈ
１２９〜Ｈ
１３３リート（）１号砂防ダム勉責麟［１〜３鞭Ｈ
７９〜Ｈ９｝工事／｛１）．
．
２号珍聞ダム上流強石工事／｛ＨＩ０７）
Ｉ３
赤松谷川２号砂防ダム本体１〜１
１期浅段工事／Ｑ＝
９豆
１幻・
春槌谷川１号砂防１
１１塩工事旧１３９−Ｈ１ｉＩ）

図−５（Ｈ
１ｏ０〜Ｈ
１１｝
１Ｉ０・・Ｈ１
２１０〜Ｈ
１２１１１（．

大西山復旧治山工事《ｌｌｏ〜１２年度｝／（Ｏ６〜Ｈ）
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Ｈ
Ｉ
１２１１．
姫路中鯵処理塙撞馨工事／湾審土層内処理（
６Ｂ〜
１６１１）
Ｈ
ｉ，
‐
バイパス斜面崩壊災害檀旧工事／（ＨＩＯ３〜）．
Ｈ
１〜Ｈ
１２１／嫁石｛１２１１ヱ〜 樋弁窯大野市／霊川災器復旧工事‐‐‐降石（１ａ〜ＨＩＨＩＩ８）．
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９〜Ｈｔｏ９）．
．
（ＨＩＩ
７〜ＨＩＩ８）．
．
砂馳去（９Ｈ
１０〜ＨＩ０３）．
川河川災雷復旧工事／隊石（９９−Ｈ）．
河内谷川畢県砂防■朝工事／（ｆ９７）
Ｈ９７〜ｌ
．
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．
．
析轟村吹上海［誘発豊除去工事／（Ｈ
１３２
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１．
１
津島村上の山噛区急料鶴緊急工事／摩石（
Ｈ
１２９〜Ｈ
１２１）
．
三宅島 砂防畢錠床匝工事！
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９Ｉ
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際川災 圏ー緊窓工事／土石流除去（
挫９７〜Ｈ
９１０）
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．
川辺ダム急傾輯面改修工事／｛不鋒｝
吹上浜無人化惨１袋漢（９〜
挫９Ｈ６８１， ‐建設無人化施工協会調べ

無人化施工実績 （建設無人化施工協会調査）

５． 終わりに今後必要となる無人化施工技術として①視覚情報を補う空間認知のための技術、 ②作業のための地盤等の情報を収集する作業環境計測技術、 ③ 人間では作業に負担となる部分でのマシンコントロー
ルやマシンガイ ダンスなどの制御技術や無線 ＬＡＮ等の技術が挙 げられま す。 無人化施工技術は、 フィー ル ドロ ボテ ィ ックスの分野において、 豊富な活用 事例と適用効果の大きな点で、 これまでにない新分野を切り開いてきま した。 建 設無人化施工協会では、 今後も無人化施工法の普及・発展に貢献 していきたいと考えております。