無人化施工の作業遂行に必要な判断情報に関する調査

次世代無人化施工研究組合
研究開発委員会 施工判断情報WG
令和５年２月１３日
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【２０２１年度】実施項目①無人化施工を行うための初期判断の抽出整理②無人化施工を活用するために必要な事前情報の抽出整理③無人化施工適用における判断情報とオペレータへの支援技術の提案、課題等整理【２０２２年度】実施項目①無人化施工に対応する操作オペレータの確保
及び選定に関する検討➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理2

①無人化施工に対応する操作オペレータの確保
及び選定に関する検討■アンケート調査及び個別ヒアリングの実施⇒建設無人化施工協会所属企業の8社（対面：2社／Web：6社）から聞き取り
遠隔操作経験オペレータの構成

9～20歳

8
7

20～30歳30～40歳40～50歳

50～60歳

60歳～

遠隔操作経験のベテランは、５０代以上となっている

6543
2

遠隔操作経験者の不足

10（人）

1～5年

5～10年

10～15年15～20年

20～25年25～30年30～35年35～40年40～45年45～50年

建設機械操作経験年数（年） 緊急対策時の遠隔操作による作業判断は現場オペレータに委ねている
 現場状況を把握したうえで慎重に対応、 2次災害・事故等の発生を回避
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無人化施工の操作オペレータに求められる技量の整理■アンケート調査および個別ヒアリングの集約結果を踏まえ, 操作オペレータに求められる技量を整理した。
■無人化施工をオペレータが１人で対応することはほとんどない。逆に言えば, 災害対応の実務経験があり，施工マネジメント能力のある技量の高いオペレータが, １人は必ず求められると解釈できる。

※現場感のない遠隔操作オペレータが初動対応するのは困難である⇒訓練と実現場は求められる技量が異なる

無人化施工の操作オペレータに求められる技量の整理■すべてのオペレータに高い技量を求めるのは困難（人が集まらない）。リーダを支えるチーム・オペ
レータについて, 災害発生直後の初動対応で無人化施工を適用する場合に, 特に求められる技量を整理した。
⇒遠隔操作室の特殊環境では, 遠隔操作時の挙動や周囲に対する言動等に表れる性格面も重要。

※経験年数よりも,遠隔操作の適性のほうが重要※遠隔操作時には「搭乗操作と異なる技量」が求められる

遠隔操作オペレータに求められる技量
与えられた作業に対して搭乗での建設機械の操作を戸惑うことなくできること
求められる作業において現場状況を俯瞰でき、作業手順（施工プロセス）を把握し、自らの判断で作業可能であること
常に建設機械の安全（損傷防止）を認識・判断した操作・取組ができること

遠隔操作オペレータの適正（メンタル面）
常に慎重で丁寧に作業できること
災害対応に対して献身的な姿勢があること
遠隔操作に対してチャレンジング（挑戦的）な姿勢であること
与えられた作業に対して根気強く対応可能であること
周囲からの視線に緊張せずに対応可能であること※メタ認知能力の高い方、緊張しない人
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オペレータ選定基準の整理■無人化施工オペレータは, ①建設機械とセットで, ②チーム単位で選定するのが基本という形式知を得た。
■必要な建設機械の台数・組合せは, ③災害状況によって異なる（3～4名のメンバーの固定は可能）。
■あらゆる状況に迅速に対応するには，重機土工専門業・オペレータとの平時からの関係性構築が大切。

※求められる技量を持ったオペレータを確保する
安全・適切＞効率・迅速※現場ごとに施工計画上必要な建設機械を操作できるオペレータ・チームを組み合わせる※災害時, バックホウ操作は, スタンダード・スキル

遠隔操作オペレータの体制確保
求められる作業を確実に実行するうえで建設機械とオペレータをセットとした確保が必要
企業としてオペレータのみの確保は、人材派遣的な体制確保が難しい

遠隔操作オペレータの適切な運用
遠隔操作での複合的な作業は、チームワークが重要
チーム内で全体を俯瞰し、作業を的確に指示するリーダーが必要
チームとなる場合、リーダーは、指示専属、代表オペレータによる兼任

今後の技術継承平時の有人施工において一部活用
テストフィールドでの定常的な活用
実作業時に経験者と未経験者のペア体制といった工夫が必要

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➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理■災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理は,過年度調査のフォローアップを基本とし, まず, 災害時に国や都道府県の官側が最初に実施する緊急調査について整理した。
■操作オペレータの確保及び選定に関する選定時に実施したアンケート及び個別ヒア
リング時に調査⇒無人化施工の標準判断フロー, 必要情報, 役割から, 火山災害と土砂災害・地震災害の違いを整理。
緊急調査が実施される大規模災害
土砂災
害（降雨誘因）＜自然斜面・渓流＞
●土石流
●がけ崩れ
●地すべり
●落石
●岩盤崩壊
●深層崩壊・表層崩壊＜土工構造物＞●切土のり面の崩壊●盛土のり面の崩壊●盛土崩壊（流失）調査で得られる情報●崩壊箇所の位置●崩壊箇所の大きさ●崩壊箇所の数・分布●被災範囲●被災箇所周囲の地形●渓流の流域●土石流により被害が想定される区域●既設の砂防施設の位置●施設の貯砂量・流木量●被災箇所へのアクセス路など
9➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理緊急調査が実施される大規模災害
火山災
害因（）噴火・降＜自然斜面＞●降灰●小さな噴石・大きな噴石●溶岩流●火砕流（火砕サージ）●融雪型火山泥流●土石流（降灰後の降雨誘因）●溶岩ドームの崩壊（山体崩壊）●岩屑なだれ雨
誘
緊急調査が実施される大規模災害
地震
災
害（地震誘因）＜自然斜面＞
●地すべり
●がけ崩れ
●落石
●斜面崩壊
＜宅地造成地＞●盛土造成地の滑動崩落調査で得られる情報＜土石流＞●勾配10度以上の流域●火山灰の堆積1cm以上の斜面・渓流域※ある渓流の面積の5割以上に1cm以上の降灰が認められる場合，土石流の発生が想定される●積雪（冬期）※融雪型火山泥流を懸念＜土石流以外＞●火口の位置
●火山砕屑物の分布(噴石の大きさ)●溶岩流・溶岩ドーム等●噴火様式
調査で得られる情報●崩壊等の発生箇所●地すべりブロックの形●地すべり特有の微地形（滑落崖，段差，溝等）●湧水，地下水位●建物・擁壁等の変状（亀裂，傾倒，倒壊等）●滑動していない周辺の地形・環境の変化●周囲の地すべり分布●保全対象の位置●既設地すべり・急傾斜地
崩壊防止施設の位置●被災箇所へのアクセス路など

10無人化施工の可否判断に関する整理
無人化施工の目的●被害の最小化●作業員の安全
●早期復旧
［役 割］

［ 時間軸 ］
⇒平 時
オペレータの訓練
支援技術の開発⇒ 【 前提】 災害時に初動対応にあたる遠隔操作のオペレータ・チームは，できる限り早く確保できる状態にあることが望ましい
オペレータの確保●重機土工専門業 ・・・ 日常的なコミュニケーション，職長との良好な関係⇔ 【 専門業の役割】 建設機械とオペレータをセットで確保する●オペレータ・チームのリーダー ・・・ 一緒に仕事をする，実績・技量を把握する ⇔ 【 リーダーの役割】 遠隔操作の技術を活かす，継承する●個々のオペレータ ・・・ 性格（メンタル面）を知る，技量・適性を把握する⇔ 【 オペレータの役割】 訓練に参加する，操作スキルを上げる，現場感を養う［役 割］

災害リスクアセスメント

災害発生直後必要情報を踏まえた災害
リスクアセスメント↓施工計画

現地踏査・緊急調査

必要情報を踏ま えた
施工計画の提案↓【 リ スクを考える】●保全対象，インフラ等への被害の拡大

協 議=

気象庁・研究機関等

時系列的に速報・予測の「情報」を発信・更新⇒降雨予測，土砂災害警戒情報，緊急地震速報，噴火警報・降灰予報など=

現地担当者等=

最終判断は，発注者=

オペレータ選定フロー ［ ST ART ］

遠隔操作室，ヤード設置，工事用道路造成の計画（土地管理者情報等の収 集整理）無人化施工中断の判断基準の設定=※降雨予測，余震の頻度，土砂災害警戒情報，噴火警報や観測値の時系列データ

無人化施工の実行

災害リスクアセスメント

施工マネジメント↓協 議

有識者（研究機関等）

ゼネコン・施工企業※選定するのは施工企業（or重機土工専門業）【2】 チームとしての施工能力を確保▼ 【 リーダーの資質】 災害対応の経験あり，経験20年以上・40代以上（いわゆるベテラン）⇒他のオペレータを指揮する，施工マネジメント能力，遠隔操作の専門性・技量が高い○ 【 オペレータの資質】 遠隔操作の実務経験は必須，現場感（工事の組み立てを理解している）● ⇒遠隔操作室の特殊な環境で協働する，協調性，災害対応への理解，前向き，我慢強さ，慎重さ，● 落ち着き，プレッシャーに強い，搭乗操作時と同じ型にこだわらない，安定してコンスタントに作業
各オペレータの技量に紐づく条件

無人化施工の内容
モニター映像遠隔操作
使用する建設機械
特殊な施工環境【キーワード】【キーワード】【キーワード】【キーワード】○車載カメラ●油圧ショベル●除石，排土，掘削，積み ▼高所・急斜面○外部カメラ（ バックホウ， ロボQS， 込み，運搬，敷均し▼泥濘化した崩土○移動カメラ車
分解組立型， 把持等の ▼切土のり面整形工▼軟弱地盤・湿地帯○ディスプレイアタッチメント含む）○土のう・構造物設置工， ▼不安定な地形・傾斜○ドローン○不整地運搬車
ブロック積み堰堤工○障害物あり○支援技術（クローラダンプ，ダンプ ▼工事用道路造成（切盛 ○市街地・狭隘地（3D，高解像度等）
トラック等）
土工，伐採），土留盛土工 ▼高低差ある搬入路⇒配置や視覚情報量 ▼ブルドーザ▼伐採を要する搬入路
はオペレータの要望※ 初動対応から次の段階へ： 無人化施工による迅速な応急対策により，二次災害リスクが低減⇒

無人エリアの縮小

・有人・搭乗操作の併用 ⇒ 効率化⇒

恒久対策への移行

・無人化施工，自動・自律施工，有人施工 ⇒ 効率化【キーワード】・詳細な計画，リアルタイム観測・監視体制の構築，リスクマネジメント
・オペレータ・建設機械の選定，通信等の環境構築に時間的余裕あり
・向き不向き，難易度の違いを踏まえたオペレータ・チームの再編
・遠隔操作室内のチームワークの醸成，作業の慣れ，スキルアップ=新たなリスク の高ま りの 有人・搭乗操作を併検知，計器観測データの 用した施工計画（恒分析，地形変化の把握， 久対策への移行）の
既存施設機能・応急対策 提案，オペレータ・建効果の評価など
設機械の追加・再編，遠隔操作シ ステ
ムの拡充など↓土質・地質データ［ 遠隔操作室のオペレータ・チーム ］ ＝安全区域●人が立ち入れない

無人化施工の計画⇒噴火・降雨の作用

無人化施工の展開判断●人が立ち入れる●応急対策の完了

計器観測データ（時系列）

建設無人化施工協会【1】 オペレータと建設機械をセットで手配

遠隔操作室，ヤード，アクセス路等の確保⇒地震・降雨の作用【 要点】 迅速に応急復旧する必要がある ＝ 無人化施工の適用を検討する必要がある

無人化施工の可否判断【キーワード】・土石流の推定流路内
・天然ダム・クラックのある崩壊地・滑動した地すべり土塊
・不安定土塊・落ち残り土・湧水・流水・巨大な転石・浮石の推定落下経路・堆積域
・岩塊のオーバーハング・噴石・降灰・火砕流・火災サージ⇒降雨の作用発注者 （行政）●二次災害リスクがある

施工マネジメント【3】 火山災害［協議の参加者］

無人／有人エリアの境界線を設定
災害リスクアセスメント【2】 地震災害

災害形態

保全対象の位置関係

現地状況⇒情報・データを集約する（災害前の地形図や砂防関係施設の点検記録を含む），現地状況・施工環境（規模感）を把握する●作業エリア内の搭乗オペレータの被災

時間雨量・累積雨量や余 リス クアセスメントを
震・噴火の規模・頻度に 踏 ま えた 制約 条件
応答す る地形・地盤に関 の整理，無人化施工
する時系列観測データの に対応するオペレー
分析，観測網拡充の提案 タ・チーム ，建 設機
械，外部カメ ラ や通信環境等の支 援装
置に関する現場マネ
ジメントの計画

三次元地形データ

全景写真 （空撮）［ 必要情報 ］【1】 土砂災害

災害時の初動対応との違い

復旧レベル

オペレータ専門業等

土木建設コンサルタント※オペレータ＋建設機械の手配と同時並行
目指す復旧レベル・時間軸が定まっている状態＝ 【3】 災害状況の把握［ 作業エ リア ］ ＝危険区域⇒作業エリアが局所的（見通しあり），見下ろし操作場所とアクセス路あり
・オペレータが建設機械に近づける災害状況【4】直接目視を優先・オペレータの安全な操作場所の確保が前提↓【5】条件つきの適用（例） 降雨時，夜間，霧や降灰の低視程など↓
無人化施工の計画⇒ オペレータ・ 建機の到着／施工実行 ［ END］

災害発生地点・二次災害リスク源
難易度 （高）外部カメラ

人が立ち入れないエリア

・指揮するリーダー
先頭・施工マネジメント
・専門性・ブルドーザ操作
油圧ショベル・臨機応変，遠近感・出来形の微調整
無人化施工の適用・泥濘地等の特殊環境

運搬車
難易度 （低）・平場，繰り返し・コンスタントに・安定した作業

直接目視
モニター映像[ 遠隔操作室 ]ディスプレイ▼○●●

油圧ショベル

通信環境

後尾

搬入路
災害の抑止・抑制

保全対象，道路・鉄道等のインフラ
災害発生直後は，人命救助活動を継続➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理
無人化施工への判断
施工者・コンサルの取得した情報（視点・レベル）を発注者が理解できるようになるかどうか。地方整備局のなかでの温度差を無くす必要がある。
災害復旧の大前提（安全・迅速な対応）を明確にし、災害復旧アセスメントが重要となる。情報共有と役割を明確化する
発注者・管理者とコンサル，施工者における情報の流れを一方通行にしない無人化施工の適用を判断する段階では，実際に３者会議等が設定されるが，同じ目線で協議する場が必要（発注者・管理者，コンサル，施工者，研究機関等）

情報の共有化発注者・官側，コンサル、施工者、研究機関における役割の明確化
調査段階での情報の共有化大きな柱として、二次災害のリスクアセスメントの実施による危機感の共有（人が立ち入ることが出来ない）

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➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理
災害時の初動対応における基本的な流れの整理■無人化施工の可否判断フローを検討する前に，災害時の初動対応における基本的な流れを整理した。
■時系列的な流れのなかに無人化施工の適用の可否判断に必要となる情報や各段階における官側・民間側の役割を整理することにした。

官側・民間側それぞれの役割において、取得される情報の共有化は重要である。
特に災害対応に直接携わる民間企業にとっては、情報の流れが1方向とならないように留意する必要がある。
災害発生後、迅速に無人化施工の適用の可否判断を進める必要がある。
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➁災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理
無人化施工の可否判断フローの提案（災害時の初動対応）■「災害時の無人化施工の可否判断のための必要情報と判断者の役割に関する整理」のとりまとめとして, 判断フロー図を作成した。個別ヒアリング結果を踏まえ, ①協議する場の参加者と判断役割, ②工事の全体像・時間軸の計画を決める必要情報,③リスクに関するキーワードを具体的に整理した。
※判断フローに明示することが, 適切な無人化施工の遂行につながる無人化施工の目的（早期復旧, 被害の最小化, 作業員の安全）が適用の可否を決めるポイントになる。

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災害時に無人化施工を迅速に遂行するための留意点■災害発生直後の初動対応にも準備期間は必要で, オペレータが慣れるのを待つ時間的余裕はない。
■無人化施工の適切な遂行には, 重機土工専門業等との平時の関係性構築が大切だが, さらに迅速に遂行するためには, 別の視点での工夫も効果を発揮すると考えられる。
●直接目視の優先導入：
初めからモニター方式での大規模な遠隔操作システムを計画すると, 準備期間も長期化する。
特に災害発生直後の初動対応では, リードタイムは短い場合が多いと考えられるため, まずは,直接目視での無人化施工が適用できるかどうかを検討するのがよい。

地すべり発生後8日目の頭部排土の無人化施工（松江国道事務所）●環境状況に基づく無人化施工の適用：
災害リスクアセスメントによる有人／無人エリ
アの境界設定は難しい判断となるが, 夜間のみ,降雨中のみ, 無人化施工を適用する方針とすれば, 判断は容易。

アンケート調査で集約した事例でも, 地すべりの現場では, 直接目視が適用されている。萬徳ほか（2022）によると, 直接目視でも準備期間は1週間程度とされている（慣れるのを待っていると, さらに1週間要す）。
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災害時に無人化施工を迅速に遂行するための留意点■2021年7月に発生した熱海市土石流（谷埋め盛土の崩壊）でも, 直接目視による除石が遂行された。
■当現場では, クラウドカメラ等のデジタル技術も活用した監視体制が構築されている。
■このほか, 資機材の搬入路・補給路も実現場では重要な要素。火山減災の計画的取組が参考になる。
●デジタル技術の活用：
クラウドカメラ等による監視体制の構築や画像SfM解析による三次元点群データの作成は,必要情報を迅速に共有するのに役立つデジタル技術である。
●インフラ面の整備：
火山災害の場合, あらかじめ火山ごとに緊急減災対策が計画されているため, 噴火シナリオに応じて, ブロック積み堰堤工に使用するコンクリート部材を備蓄できる（準備期間の短縮化）。電気通信基盤の整備状況も, あら
熱海市土石流後の除石の無人化施工（富士砂防事務所 「ふじあざみ」）
かじめ整理しておくのがよい。
遠隔操作システムを支える映像や音声通信等のインフラは, カメラの物理的な配置や電波障害の問題等により, 作業エリア内の安全性や施工効率の安定性に影響を与えるおそれがある。遠隔操作を迅速に, 広く展開するには, 機械の選定ノウハウや材料・プレキャスト製品の開発など様々なアプローチを検討するのが有効。
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