【UC-TEC活動報告】

無人化施工における5G活用に関する検討

令和5年2月13日

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

５G活用について通信技術は、操作制御・映像等を遅延なく操作オペレータに伝達する、といった無人化施工を行ううえで欠かせない存在（技術）である。
建設業においては、現場施工等への 5G の適用に関する検証等の取り組みが進められており、今後、無人化施工においても活用に向けた検証が必要と考えられる。

施工現場での 5G 活用に向けた企業等の取り組み状況を調査、整理し、今後、無人施工においてどのように活用するのか、また、どのような検証が必要か知見者等の考えを取りまとめ整理した。

1

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

2

検討内容
No

項 目

実施内容

備 考

1

計画準備

5Gの概要整理2① 企業等における5G活用に向けた取組・検証等の実態を調査・整理

貸与資料及び公開されている情報（公知の情報）等の文献調査の実施

建設業及び建設業以外の5G活用事例収集

3② 無人化施工における5Gの活用シーンについてヒアリング・アンケート①②の結果より5G活用シーンについて

5G活用の実態について情報収集

4③ 無人化施工における5G活用に向けた検証の必要性について①②の結果から、5G活用に向けた検証の必要性について

5

報告書作成

①～③の結果を報告書に作成

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討①企業等における5Gの活用に向けた取組・検証等の実態を調査・整理

企業・団体における5Gの活用に向けた取組・検証等について
インターネット等によるの文献調査

取組内容の一覧整理3

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討＜調査結果一覧（建設分野）＞
工種

No

除石工事

1

鉱山・採掘砕石工事

2
3

トンネル工事

4

検証名

5Gを活用した除石無人化施工の現場実証

表1 建設分野の調査結果
企業・機関・団体等（順不同）
国土交通省九州地方整備局、青木あすなろ建設㈱時期（発表日）URL

2021年12月23日

https://www.zenken.com/kikkansi/vol_65/01/zk_vol65_01_27_29.pdf

商用5Gによる鉱山向け大型ICTブルドーザー遠隔操作の実証
NTTドコモ、㈱小松製作所
2021年2月2日
https://www.komatsu.jp/ja/newsroom/2021/20210202
実験
ローカル 5G通信を用いたホイールローダー遠隔操作システ 西松建設㈱、㈱カナモト、㈲浅草ギ研、ジオマシ
2021年10月8日※1 https://www.nishimatsu.co.jp/news/news.php?no=NDg4
ム
ンエンジニアリング㈱トンネル工事現場における作業員の安全管理を目的としたi- ソフトバンク、大成建設㈱、WirelessCityPlanning
2020年1月28日
https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2020/200128_4869.html㈱
Constructionの実現に向けた実証実験

5掘削・運搬・転圧など一連の道路造成工事

ビル建設工事6

建設現場の作業効率化と安全性向上を目的としたトライアル

鉄筋コンクリート7

コンクリート施工における労働生産性の向上を図る技術

道路土工
河川土工
作業土工

8

あらゆる通信規格に対応できる複数建設機械の遠隔操作を可㈱加藤組、日立建機日本㈱、西尾レントオール㈱能とするマルチコックピットシステム

2021年2月※1

9次世代高速通信5Gを用いた重機の遠隔操縦の高度化

KDDI、㈱大林組、日本電気㈱2018年12月14日

10 建設機械の自動運転と精細映像伝送

ソフトバンク、大成建設㈱2019年6月5日

11 建設現場での省人化と遠隔操作による作業効率化

ソフトバンク、大成建設㈱2018年3月16日

12 建設機械による遠隔施工

KDDI、㈱大林組、日本電気㈱2017年5月16日

13 安定した映像伝送と操作を可能にする適応遠隔制御

コベルコ建機㈱、日本電気㈱2021年11月30日

14 4K映像の伝送および重機模型のVR遠隔操作

日本電気㈱、㈱熊谷組

2020年12月10日

15 5G統合施工管理システム㈱大林組、酒井重工業㈱、日本電気㈱2021年3月※1

建設工事全般164

KDDI、㈱大林組、日本電気㈱2020年2月14日

NTT西日本、㈱NTTファシリティーズ、日本電気㈱、2021年2月25日㈱竹中工務店
清水建設㈱、学校法人法政大学、㈱ Create ‐ C 、
2021年2月※1
シャープ㈱https://www.obayashi.co.jp/news/detail/news20200214_1.html
https://jpn.nec.com/press/202102/20210225_02.html
https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf
https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf
https://www.obayashi.co.jp/technology/shoho/083/2019_083_
33.pdfhttps://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2019/20190605_01/
https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2018/180316_4414.html
https://news.kddi.com/kddi/corporate/newsrelease/2017/05/16/2446.html
https://jpn.nec.com/press/202111/20211130_02.html
https://www.kumagaigumi.co.jp/news/2020/nw_20201210_1.html
https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf㈱淺沼組、関東建設マネジメント㈱、国立大学法
インフラデータプラットフォームの活用による工程管理の効
人北海道大学、国立大学法人名古屋大学㈱ロゼッ 2021年1月※1
率化と労働生産性の向上
タ、㈱ミオシステム

https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf

沼田土建㈱、日本マルチメディア・イクイップメ
2021年1月※1
ント㈱、学校法人立命館

https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf

17 全天球360度カメラ+VRによる遠隔臨場システム

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討
No.3 ローカル5G通信を用いたホイールローダー遠隔操作システム（西松建設㈱、㈱カナモト、㈲浅草ギ研、ジオマシンエンジニアリング㈱5建設分野□技術時期：2021年1月□試行工事：一般国道5号仁木町外 新稲穂トンネルR側仁木工区工事□技術概要：山岳トンネル工事の掘削ずり運搬作業に使用されるホイールローダーに対して、ローカル5G通信技術と遠隔操作システム等を付加した新たな遠隔施工技術。暗くて狭隘なトンネル坑内において高速走行、複雑なバケット操作が必要なホイールローダーの運転操作を、高精細映像を見ながらストレスなく安全に遠隔操作させる技術。
□適応工種：トンネル（NATM）■トンネル現場における遠隔施工実証実験
運転操作に大きく影響するような映像伝送遅延や通信上の不具合は生じず、狭隘な坑内においても有人運転に近い高速走行（時速20km/h程度）や掘削ずりの積み込みやクラッシャー投入時の微妙なバケット操作を遠隔で実施。
■今後の展開今後も現場試行を継続しながら改良を加え、本システムの早期実用化
西松建設では、本システムをはじめとした山岳トンネル施工に使用する各重機の無人化技術を効果的に、トンネル掘削作業の完全無人化の早期実現を目指して取組みを続けていく「ローカル5G通信を用いたホイールローダー遠隔操作システム」の技術の構成図（出典：https://www.nishimatsu.co.jp/news/news.php?no=NDg4）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討
No.8 あらゆる通信規格に対応できる複数建設機械の遠隔操作を可能とするマルチコックピットシステム（㈱加藤組、日立建機日本㈱、西尾レントオール㈱）

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建設分野

□技術時期：2021年2月□試行工事：安芸バイパス寺分地区第3改良工事□技術概要：遠隔操縦専用の建設機械に限らず、複数の建設機械を1台で操作できるマルチコックピットを用いて、汎用の建設機械を遠隔操縦機として高度化する技術。
□適応工種：道路土工（掘削工、路体盛土工等）、河川土工（掘削工、盛土工等）、作業土工などの建設機械を用いた機械土工作業 一連の機械土工作業において、１日 あたりオペレータ２名分の作業時間縮減。従来施工と比較し約６割程度の省人化 通信環境に応じた移動式遠隔操縦システムを開発・導入し、長距離遠隔操縦を実現
 空間認識機能の補完として、AR映像と聴覚情報を現場の再現情報としてマルチコックピットへ伝送、３次元設計データを「視える化」することで完成形を具現化
 汎用的な建設機械を高度化する後付けの遠隔操縦装置を装着することが可能。遠隔施工と搭乗施工の切替も容易。災害復旧現場でも迅速に対応できるほか、通常工事での活用も視野に入れることで活用範囲が広がる。

「あらゆる通信規格に対応できる複数建設機械の遠隔操作を可能とするマルチコックピットシステム」の技術の構成図（出典：https://www.mlit.go.jp/tec/content/001404792.pdf）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討
No.9 次世代高速通信5Gを用いた重機の遠隔操縦の高度化 （KDDI、㈱大林組、日本電気㈱）

7

建設分野

□実証実験期間：2018年12月3日～14日□実証実験場所：大阪府茨木市（建設中の安威川ダム）□実証実験内容：より具体的な利用場面を想定して，近年国内で地震や豪雨および台風等の災害で数多く発生する土砂災害の迅速な復旧場面を想定して、2台の異なる建機(バックホーとクローラーダンプ)を遠隔操作により連携させ、土砂を運搬。
□実証実験結果：以下の点を具体化した。
・本試験での5Gを「大容量」特性を生かした高精細な映像の伝送だけでなく，uplinkの「低遅延」を実現した。
・カメラとコーデックを最適化し，室内試験で遅延80ms，現場の簡易計測でも約100msの遅延を実現した。
・これらの成果により，試験では遠隔操縦の操作性の向上を実現でき，作業効率は搭乗操作の79％を確保することができた。高解像度カメラ及び低遅延映像圧縮装置を用いた遠隔操作の作業ができた。
・遠隔操作卓では、ブルドーザー車載カメラにて、前後左右、作業機の視認ができた。
・マルチモニターの車両情報及びマシンガイダンスモニターにてICT施工状況の確認ができた。

5Gを用いた重機の遠隔操縦試験の概要図（出典：https://www.obayashi.co.jp/technology/shoho/083/2019_083_33.pdf）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

8＜調査結果一覧（建設分野以外）＞
表2 建設分野以外の調査結果
分野

No

検証名

時期（発表日）URL

1「5G」を活用した高速道路事業高度化の実証実験

NTT ドコモ、東日本高速道路株式
2021年2月4日
会社

https://www.enexco.co.jp/pressroom/hokkaido/2021/0204/00009317.html

2

自動運転に5Gを活用する共同検証

KDDI、株式会社デンソー

2021年3月3日

https://it.impress.co.jp/articles/-/21139

3

ローカル 5G 検証環境である「ソリューション協創ラNTTドコモ、株式会社ミライトボ」の開設

2020年11月16日

https://www.mrt.mirait.co.jp/solution/local5glab/

45Gの技術検証や体験ができる施設「5G X LAB OSAKA」

5

5G とロボットアームを活用した細胞培養のピペット
ソフトバンク、大成建設株式会社
作業の遠隔操作

6

新技術の実証を行う「5G Innovation Plant」の開設7

力触覚伝達型遠隔操作システムと 5G 技術との連携をソフトバンク、大成建設㈱確認する検証実験

2018年9月5日

https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2018/180905_4448.html

8

新たなワークスタイルの確立 5G×屋外ワークスペー
KDDI、大成建設株式会社
ス

2021年10月18日

https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2021/211025_8529.html

9

自動トラクター等の農機の遠隔監視制御による自動運
東日本電信電話株式会社
転の実現

2021年3月25日

https://www.soumu.go.jp/main_content/000768729.pdf

10

農業ロボットによる農作業の自動化の実現

2021年3月31日

https://www.soumu.go.jp/main_content/000712420.pdf

モビリティ

実験施設

企業・機関・団体等（順不同）

ソフトバンク、大阪市、公益財団法人大阪産業局、一般社団法人 i- 2020年9月30日
RooBO Network Forum2021年5月10日

NTT ドコモ、 JFE エンジニアリン
2021年11月24日
グ株式会社

https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2020/20200930_01/
https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2021/20210510_01/
https://www.jfe-eng.co.jp/news/2021/20211124.html

工場

シティ

農業

関西ブロードバンド株式会社

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討
No.9 自動トラクター等の農機の遠隔監視制御による自動運転の実現（東日本電信電話株式会社）

9

建設分野以外・実証実験場所：北海道岩見沢市
・実証実験内容：
ルーラル環境で4.7GHz帯屋外利用実現に向けた遮蔽物に対する性能評価の実施。
ローカル５Gとキャリア５Gの準同期運用を含めた共用検討
・実証実験成果：
・無人状態での自動走行トラクター等に対し遠隔監視センターからの制御を実現。
・遠隔監視よるトラクター停止制御時間180msecのうち、ローカル５Gによる伝送遅延17msecであった。
・ローカル5G⇔キャリア5Gのネットワークが切り替え時では、ローカル5G→キャリア5Gの場合は一旦通信断し、約1秒後に映像が再開し安定走行を継続した。キャリア5G→ローカル5Gの場合は遅延なく映像伝送・遠隔制御ともに切り替わり、安定走行を継続。
・キャリア5G／ローカル5Gにおける干渉とローカル5G基地局間における干渉についても性能低下を及ぼす影響はほぼみられなかった。

自動トラクター等の農機の遠隔監視制御による自動運転の実現の実証イメージ（参照：https://www.soumu.go.jp/main_content/000768729.pdf）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

無人化施工において5Gへの期待、5G導入の課題、5Gの活用場面と工種、新技術の動向に対する企業等の取組検証が進んでいる。

1．5Gへの期待2．5G導入の課題
3．5Gの活用場面と工種
4．新技術の動向

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

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1．5Gへの期待（各企業・機関の検証目的等）

・データ量等の制限や遅延がないことから操作性が向上すること
・高解像度の映像（フルHD、4K、8K等）を伝送できること
・3次元地形データ（地上レーザ、UAVレーザ等）を伝送できること
・低遅延、リアルタイム性（数ms～数十ms）が高まること・多数の建設機械を同時に遠隔で操作可能とすること
・現地の情報を安定して把握できること
・無人航空機（UAV）、IoTセンサー（傾き、振動、音、熱など）、カメラ（俯瞰、魚眼、360°など）で取得した情報を高速処理しながら扱えること
・第3世代の改良として、VRを用いたMC・MG（マシンコントロール、マシンガイダンス）を適用できること
・無人化施工に求められる施工現場の安全性向上と効率性が向上すること
・3次元データを用いたi-Constructionによる効率化、高度化、生産性向上も寄与する
こと

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

1．5Gへの期待①高速大容量大容量のデータ伝送ができることから3Dレーザスキャナのデータをリアルタイムで伝送することや2Kや4Kといった高解像度なカメラ映像を伝送できることが期待されている。

②多数同時接続
多数同時接続できることからクローラーダンプ、油圧ショベル、ブルドーザー、転圧ローラー等の建設機械の接続や、複数の高精度カメラ、IoT機器が接続可能であると期待されている。

③超低遅延超低遅延が可能ということで第4世代の課題であった伝送遅延の解消や低減が期待されている。

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

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1．5Gへの期待①高速大容量・大容量のデータ伝送等の検証、情報の高速処理する検証、作業効率の検証

図2-1

4台のフルHD画質カメラ、複数の遠隔操作式建設機械、環境センサー、ガスセンサー、LiDAR（ソフトバンク、大成建設㈱、WirelessCityPlannning㈱／トンネル工
事現場における作業員の安全管理を目的としたi-Constructionの実現に向けた実証実験）

図2-2

複数の高解像度カメラ、低遅延映像圧縮装置、大型ICTブルドーザー、マルチモニター、マシンガイダンスモニター（NTTドコモ、株式会社小松製作所／商用5Gによる鉱山向け大型
ICTブルドーザー遠隔操作の実証実験）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

1．5Gへの期待②多数同時接続・複数の建機・複数のカメラの同時接続の検証

図2-3

複数の遠隔操作式建設機械、2K・4Kカメラ、3Dレーザスキャナ、ガイダンスモニター（㈱大林組、酒井重工業㈱、日本電気㈱／5G統合施工管理システム）14ページタイトルを入力
無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

1．5Gへの期待③超低遅延・伝送遅延値の検証、高性能画像圧縮伸張装置の検証

図2-4 室内試験で遅延80ms、現場簡易計測で遅延約100msを実現（KDDI、㈱大林組、日本電気㈱／建機遠隔操縦への応用を想定する検討・評価）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

2．5G導入の課題① 5Gの環境・災害発生個所が多い山間部や中山間部でのパブリック5G展開が遅い。
（今後の活用が見込めなければ、キャリアも積極的には展開しない）
・大規模災害時の通信圧迫の懸念。

② 5Gの制度・法令手続き
・ローカル5Gを利用するためには、無線局免許申請から取得までには6か月程度の期間がかかる。

③ 5Gのコスト・ローカル5Gの機器・設備を含めてサービス導入には数千万～1億程度の費用がかかる。

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ページタイトルを入力無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

2．5G導入の課題①5Gの環境・パブリック5Gの展開率、通信圧迫（災害時は一般利用も急激に増加することが懸念）

図2-5 パブリック5Gの広範な全国展開確保のイメージ（総務省／5G・ローカル5Gの普及・高度化に向けた取組／令和2年10月）

図2-6 5Gの機器仕様・性能・構成（一般財団法人先端建設技術センター／5Gを活用した無人化施工の可能性について／令和3年先端建設技術セミナー）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

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2．5G導入の課題②5Gの制度・法令手続き・申請から取得までに約6か月かかる（緊急性の高い災害時で無人化施工を適用する場合にも、事前の申請等が必要になることがあり、既免許取得事業者との予めの連携が必要）

図2-7 導入運用までの流れ（5G利活用型社会デザイン推進コンソーシアム／ローカル
5G入門ガイドブック2.0版）

図2-8 免許制度について（5G利活用型社会デザイン推進コンソーシアム／ローカル
5G入門ガイドブック2.0版）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

2．5G導入の課題③5Gのコスト・機器調達、設置含め多額の費用がかかる

図2-9 ローカル5Gの導入から運用コスト（5G利活用型社会デザイン推進コンソーシアム／ローカル5G入門ガイドブック2.0版）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

3．5Gの活用場面と工種
応急復旧工事（応急）・災害（火山噴火・地震・土砂災害等）の初動対応の工事にかかる取組・検証は1件。
【工種】地すべり地の排土工、土石流災害箇所での除石工、斜面崩壊箇所での土提施工等災害復旧工事（恒久）・災害の復旧にむけた恒久的な工事にかかる取組・検証は2件。
【工種】砂防堰堤の新設等計画的工事（平時）・工事契約後に行う工事にかかる取組・検証は、取組・検証は14件あった。
【鉱山・採掘砕石工事】掘削工【トンネル工事】掘削時のずり出し作業【道路工事】掘削工、路体盛土工【建設ビル工事】安全管理アラート【施工管理】橋梁下部工のRC構築工、鉄筋コンクリート造【他】土砂の掘削、積上、運搬、排土20ページタイトルを入力
無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

4．新技術の動向①ネットスライシング・優先制御機能の検証（①高速大容量②多数同時接続③低遅延を目的に応じて組み合わせ）

図2-14 ネットスライシング技術の実証試験（ソフトバンク、大成建設㈱、WirelessCityPlanning㈱／トンネル工事現場における作業員の安全管理を目的としたi-Constructionの実現に向けた実証実験）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

4．新技術の動向②ICT技術・仮想で搭乗時の環境化を再現するVR技術を活用した検証・自律施工等

図2-15 搭乗時の環境化を再現する実証実験（日本電気㈱、㈱熊谷組／4K映像の伝送および重機模型のVR遠隔操作）

22ページタイトルを入力
無人化施工における５Ｇ活用に関する検討

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4．新技術の動向③農業分野
・農機の遠隔操作制御の取組（スマート農業）

図2-16 ローカル5Gとパブリック5Gの準同期運用を含めた共用検討（自動トラクター等の農機の遠隔監視制御による自動運転の実現）

図2-17 農機制御の性能評価、周波数の干渉抑制評価、ドローン撮影データ伝送等の実証実験（「農業ロボットによる農作業の自動化の実現」）

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討まとめ 無人化施工では、特に5Gの特長である高速大容量、低遅延を活かしてリアルタイムかつ高精細画像による現場状況把握に有効である
 災害復旧（応急）ではパブリック5Gの活用が望ましく、恒久的な災害復旧ではローカル5Gの活用が望まれるが設置にはコスト・時間もかかるため、そのため事前の調査が必須
 通信キャリア及び通信機器メーカーの技術開発・動向調査を平時から行っておき、災害時の5Gの適用可否の判断に資する基礎資料を整理しておく 現場に多くのセンサーや建機など複数のデバイスとの同時接続が可能となり、必要な情報の収集 として利用することが望まれるが、本当に必要な情報についての検討が必要

5Gは、高品質、高画質、複数の画像及び動画の活用や多数同時接続や超低遅延等へのニーズが高く、これによる無人化施工の操作性、反応速度の向上等が期待される

キャリア5Gを提供する通信事業者や中継器等の対応機器を製造するメーカーとのマッチングをさせることで、技術開発が進み将来的には自動施工、自律施工への展開が期待できる

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無人化施工における５Ｇ活用に関する検討まとめ 5Gと従来方法で建機別の比較試験を行い、単位時間の作業量や施工精度等の確認 従来（無線LAN、Wi-Fi、4G）と5Gで、規格が同じ車載カメラを搭載し、実施することで、通信方法の違いによる結果の比較、効果の確認
 応急復旧ではローカル5G、災害復旧（恒久）ではパブリック5Gの活用が望ましいが、ローカ
ル5Gの設置にはコスト、時間もかかるため、そのため、事前の調査が必要
 画像圧縮伸張装置も遅延時間を発生させる要素となるため、組合せ試験で効果の確認
 中継器を用いる場合は、現場でのユースケース（活用シーンの検討）を想定し、中継機の具体的な機能や必要と性能について、屋内若しくは小規模エリアでの検証といった検討を進め、現場における通信環境の事前評価の実施を行うことが必要

5Gは、高品質、高画質、複数の画像及び動画の活用や多数同時接続や超低遅延等へのニーズが高く、これによる無人化施工の操作性、反応速度の向上等が期待される。
このため、キャリア5Gを提供する通信事業者や中継器等の対応機器を製造するメーカーとのマッチングをさせることで、技術開発が進み、将来的には自動施工、自律施工への展開が期待できる。

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