BIM およびクラウド技術を活用した公共共同住宅のための点検業務支援システムの開発
Development of an Inspection Support System for Public Housing
Using BIM and Cloud Computing○川端 巧己*1，大西 康伸*2
Takumi KAWABATA＊1 and Yasunobu ONISHI＊2*1 熊本大学大学院自然科学教育部 大学院生
Graduate Student, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto Univ.
*2 熊本大学大学院先端科学研究部 准教授 博士（学術）
Associate Prof., Faculty of Advanced Science and Technology, Kumamoto Univ., Ph. D.
キーワード：団地; 維持管理; 修繕・更新; CAFM; LOD; データベース
Keywords: Housing complex; Operations and maintenance; Repair and update; CAFM; LOD; Database.

1. 研究の背景と目的

よび「計画点検」をモデリングの対象とし、「安全点検」

戦後の都市部における住宅不足を発端として整備されを点検システムの対象とする（表 1）。てきた公共共同住宅注 1）は、現在老朽化が進行し効率的な維持管理が必要とされている。一方、本研究室では BIMデータの特徴を利用して維持管理情報を一元管理するクラウドシステムである建築情報マネジメントシステム（Building Information Management System、以下、BIMS）の開発を行っている

3. 維持管理モデル作成の予備検討
本研究での維持管理モデルの検討はオートデスク社のRevit2019（以下、Revit）を用いて行う。
維持管理モデルの Level of detail を検討するため、予備1）2）。BIMS を活用することによって、 検討として、完成図書に基づいて作成する詳細モデルと、公共共同住宅の効率的な維持管理ができると考えられる空間を用途および階ごとに分割しそれをマス注 2）で作成しが、公共共同住宅は全国に数多く存在しており、詳細にたオブジェクト（以下、部位ボリュームオブジェクト）モデリングした場合の手間が問題となる。また、詳細なを組み合わせて作成した簡易モデルの作成を行った（図3D モデルを用いた場合、点検後その結果を記録する際に1）。詳細モデルの問題点として、モデルの作成に手間が多くのオブジェクトから対象を選別する手間を要するとかかる、データ量が大きくなり BIMS での表示に負荷がか予想される。

かるなどがあげられる。一方、簡易モデルの問題点としそこで、公共共同住宅がある程度共通した点検部位でて、設備やドアなどの小さな点検対象の建物内での正確構成されていることを踏まえ、BIMS での利用を前提としな位置の把握が難しい、雨樋や配管など複数の部位ボリた必要最小限のオブジェクトで構成された公共共同住宅

ュームオブジェクトをまたぐ点検部位の情報を、どの部の維持管理のためのモデル（以下、維持管理モデル）を位ボリュームオブジェクトに関連付けるのか判断が難し提案する。また、提案した維持管理モデルを利用した、いことがあげられる。これら 2 つのモデルの問題点を解決現場での点検結果の入力を支援するシステム（以下、点検システム）を開発し、さらに BIMS を公共共同住宅に特する独立行政法人都市再生機構（以下、UR）が運営する共同住宅を対象とする 3）。主要業務として UR 住宅の維持管理を担う日本総合住生活株式会社（以下、JS）を対象
業務のうち情報を定期的に蓄積する点検業務に着目し、その中でも点検頻度が高く情報量の多い「安全点検」お日本建築学会情報システム技術委員会
第 44 回情報･システム･利用･技術シンポジウム論文集， 291-294 ， 2021 年 12 月，京都
Proceedings of the 44th Symposium on Computer Technology of Information ，Systems and Applications ， AIJ ， 291-294 ， Dec. ， 2021 ， Kyoto

機械に、維持管理業務の整理を行った。本研究では維持管理部位

外壁
外壁以外
排水設備
道路
法面・擁壁
遊戯施設
休憩施設
通路
囲障
貯水池
橋梁
桜大径木
屋内給水管
屋内排水管
屋内ガス管
給油暖房配置土木・造園
安全点検

2. 公共共同住宅の維持管理業務の整理
本研究では公共共同住宅の内、1487 団地 71 万戸を管理建築化させるために改良する（以下、PHBIMS）。

表 1 安全点検および計画点検の点検部位一覧
点検点検部位煙道機
屋外給水管
械屋外排水管
共用灯設備
盤類
換気設備
テレビ・FM 共同受信設
安 備
全 雷保護設備
点電
検 気 野外灯設備
電 架空配線設備
気 地中配線設備
太陽光発電設備
段差解消機
防犯カメラ設備
駐車場設備
J 型受信機

点検部位

建 建物診断築 PC 目地
下水管
道路
土 法面・擁壁
木 通路
・外柵
計 造 雨水浸透施設
画園
点 橋梁
検 並木
機 屋内給水管
械 雑排水管
共用灯設備
テレビ・FM 共同受信設
電備
気野外灯設備
動力設備※網掛けは本研究の点検対象－ 291 －ュームオブジェクトを組み合わせることで作成する（図詳細モデル

ヒアリング 1

ヒアリング 22-①、図 2-②）。また、部位詳細オブジェクトを団地毎にモデリングする手間を省くため、それぞれの点検部位が問題の解消把握できる程度に簡略化し共通化する（図 2-③）
。部位ボ

簡易モデル

リュームオブジェクトを作成する際、平面は壁芯を境界に、断面は床の仕上げを境界にする。作成する部位ボリュームオブジェクトおよび部位詳細オブジェクトにはバランスモデル

維持管理モデル
バランスモデルから維持管理モデルへの変更点
部位ボリュームオブジェクト

・屋根を部位ボリュームオ
ブジェクトに変更
・屋根と外壁を室で分割・小庇の追加

個々を識別するために、共有パラメータ注 3）として棟名、・外壁を基礎部分で分割
・基礎の部位ボリュームオブ
ジェクトの削除

図 1 維持管理モデル提案の流れ

レベル（階）、部位名、室名、方角を設定する（図 2-④⑤）。なお、マスには共有パラメータの追加ができないた
め、個々の部位ボリュームオブジェクトに含まれる点検部位の基本情報を、BIMS を用いて関連づけることとする。

するため、両モデルを混在させたモデル（以下、バラン住棟のモデリング終了後、作成した外構モデルに住棟スモデル）を作成し、JS の社員を対象に 2 度のヒアリンを配置し、団地モデルを作成する（図 2-⑥）
。なお、本研グを経て、維持管理モデルを作成した。

究では住棟の維持管理のみを対象としているため、外構モデルにある点検部位は仮想的な配置としている。団地4. 公共共同住宅を対象とした維持管理モデルの提案モデルの「プロジェクト情報注 4）」に報告書に必要な団地

維持管理モデルは、部位詳細オブジェクトと部位ボリ① 維持管理モデルの部位ボリュームオブジェクトと部位詳細オブジェクト名、戸数、支社名などの情報を入力する。

③ 点検部位のモデリング方法一覧② 点検部位のモデリング方法の決定フロー
設備

部位ボリュームオブジェクト

集合計器盤

仕切弁

点検部位

テレビ共聴

屋根
Yes
設備であるかエレベータ
ホール

階段室

No

RFL

4FL

エレベータ

バルコニー

2FL
1FL
GL＋
部位詳細オブジェクト

小庇

庭

共用灯

雨樋

量水器

部位ボリューム
オブジェクトで作成する

屋根
住戸

防火戸
庭

主開閉機盤

雨樋

⑥ 団地モデルの作成

棟名
棟名を記入
(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)室名

室名を記入(例：101)
室名を記入、複数の室にまたがる場合は両端の室 室名での分類が難しい場合は、名を記入(例：101、101-103)
方位を記入 (例：東)室名を記入、複数の室にまたがる場合は両端の室名を記入(例：101、101-103)
一番近い室名を記入、2 つの室に面する場合は両端の室名を記入(例：101、101-102)

階段下

棟名を記入
(例：2 棟)

一番近い室名を記入、2 つの室に面する場合は両端の室名を記入(例：101、101-102)

階段上

棟名を記入
(例：2 棟)

一番近い室名を記入、2 つの室に面する場合は両端の室名を記入(例：101、101-102)

エントランス 棟名を記入
ホール(例：2 棟)

住棟を外構モデルにリンクした後一体化

エレベータ
ホール

棟名を記入
(例：2 棟)

外構.rvt

エレベータ

棟名を記入
(例：2 棟)

2 棟.rvt

方角

室名を記入(例：501)

棟名を記入(例：2 棟)

基礎
共用灯分電盤部位詳細オブジェ
クトで作成する

階段前

外壁エキスパンション
ジョイント
手摺

階をまたぐもの④ 部位ボリュームオブジェクトの情報入力のルール
部位名

バルコニー

小庇

防火戸

No

配色

室外機置場

防風スクリーン

Yes
階をまたぐか

住居

テレビ共聴

集合計器盤

外壁

室外機置場

Yes

No

3FL
エントランスホール

1 つの部位ボリュームオブジェクトに複数あるもの

1 つの部位ボリューム
オブジェクトに複数存在するか

5FL

2 箇所以上ある場合は方位を記
入 (例：東)1 番近い 1 階の室名を記入、2 つの質の間にある
場合は両方の室名を記入(例：101、101-102)
1 番近い 1 階の室名を記入、2 つの質の間にある
場合は両方の室名を記入(例：101、101-102)

室名での分類が難しい場合は、方位を記入(例：東)室名での分類が難しい場合は、方位を記入(例：東)⑤ 部位詳細オブジェクトの情報入力のルール（例）4 棟.rvt

3 棟.rvt

1 棟.rvt

部位名
外壁基礎小庇
室外機
手摺

棟名
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)
棟名を記入(例：2 棟)

室名
室名を記入(例：101)
室名を記入(例：101)
室名を記入(例：101)
室名を記入(例：101)
室名を記入(例：101)

方角
方位を記入(例：東)方位を記入(例：東)室名での分類が難しい場合は、方位を記入(例：東)室名での分類が難しい場合は、方位を記入(例：東)室名での分類が難しい場合は、方位を記入(例：東)図 2 維持管理モデルのモデリングルール

報告 H04－ 292 －7. PHBIMS の開発

5. システム開発の概要
開発するシステムの構成を図 3、機能を表 2 に示す。ウPHBIMS を用いた点検結果の閲覧手順を図 4 右に示す。

ェブページの開発には HTML、JavaScript、CSS を、デー

公共共同住宅は全国立地しており、また敷地内に複数棟のやり取りには PHP を利用した。本研究にお建ち並んでいるという特徴がある。しかし、既往研究でいて開発するシステムは、Revit で作成した維持管理モデは１棟のみの建物を対象としているため、複数の敷地やルを BIM 360 Docs

注 6）（以下、Docs）にアップロードし、建物には対応していない。そこで、地図から敷地を選択

Autodesk Forge

タベース

注 5）

（以下、Forge）を利用してウェブ上でする機能（図 4-⑦）および敷地内から建物を選択する機表示する。また、Docs に登録した住所を座標情報に変換能（図 4-⑧）を BIMS に追加した。なお、PHBIMS は地図できる Google Map API を利用し、地図上にプロットするページ（図 4-⑨）と団地ページ（図 4-⑩）で構成する。

注 7）

ことで団地の所在を表示し、選択しやすくする。
点検者が現場で点検システムから入力した点検情報は、 8. 評価実験の結果と分析
その場で点検履歴 DB に保存さる。現場では、作業の邪魔点検システムおよび PHBIMS の操作性、閲覧性を評価にならないように片手で持てるスマートフォン（以下、するために、5 名の被験者を対象にアンケートおよびヒアスマホ）を利用する。保存した点検結果を対象に、点検リングを行った。評価実験の概要を表 3 に示す。

者が事務所などで PHBIMS を介して団地の 3D モデルと共QR コードについては、暗い所や高いところでも問題なに閲覧したり、Excel 形式の点検報告書として自動的にまく読み取ることができた。音声検索については、5 つの点とめることができる。

検部位を音声入力した結果、全 25 回中 4 回再入力する必要があり、内 3 回は想定していない言葉で認識された

6. 点検システムの開発（例：誤“よね”→正“屋根”）。事前に単語登録を行っ本研究では、QR コードと音声検索を併用して点検結果の入力対象を選択する（表 3）。既往研究

4）

たが、不十分であった。実務で音声検索を使用することで開発されたを考えると、点検者の発音のクセを考慮した単語を事前点検システムは、機器毎に作成した QR コードを各機器に登録することで、この問題が解決できる可能性がある。

直接貼り、スマホのカメラで読み取ることで当該機器にま対応した点検結果入力ページを表示する。しかし外壁や点検システムバルコニーなど、屋外のため QR コードが貼れない場合や・音声検索
・QR 読込

登録単語

音声登録単語距離が遠くカメラで読み取れない場合がある。そこで、

点検結果

点検結果

点検履歴 DB

そのような点検部位は、音声検索によって点検入力対象

属性情報

属性情報を識別する方針とする。

属性情報 DB
3D ビュー情報

点検結果の入力手順を図 4 左に示す。QR コードを用い出力

3D ビュー情報 DB

た場合、点検者はスマホのカメラを起動させて点検部位に貼られた QR コードを読み込むことで（図 4-①）
、点検団地ページ（ウェブブラウザを利用）

データベース
登録単語

点検報告書
点検結果入力ページ（ウェブブラウザを利用）

部位と対応した点検結果入力ページ（図 4-②）をスマホ

3D ビュー情報

座標
モデル情報

GoogleMap API
住所

属性情報に表示する。その後、点検結果の入力（図 4-③）を行う。

Autodesk
Forge

音声を用いた場合、点検者は音声検索ページ（図 4-④）

BIM モデル（SVF ファイル）：事前準備を表示し、点検部位の検索に必要な情報である「棟名」、地図ページ（ウェブブラウザを利用）

BIM モデル（.rvt ファイル）

BIM 360
Docs

維持管理 BIM モデル（.ｒｖｔファイル）
アップロードSVF ファイルに変換

図 3 システム構成「室名」、「部位名」、「方角」を入力する。「棟名」に関しては、音声認識で誤認識が頻出したためプルダウンで入する（例：プルダウンで“1 棟”、音声で“101 号室”“外壁”“東”）。この際、MeCab 注 8）により品詞毎にデータを自動的に区切り、ルール注 9）に従い検索するキーワードを生成する。これを MongoDB の属性情報と照会し、該当す

表 2 開発機能一覧
システム

力し、残りは「室名」、「部位名」、「方角」の順で、発声

点
検シス
テム

PHBIMS

なお、音声検索では人間の意図した言葉とスマホが認

音声検索ページ
点検結果
入力ページ
地図ページ

る点検部位を絞り込む。その情報を用いて団地モデルの中から検索候補の部位がハイライト表示される（図 4-⑤）
。

ページ
名

識した言葉が異なる場合があるため、あらかじめその対団地
ページ

報告 H04

音声検索により点検部位を指定する機能

音声検索から点検結果を入力する機能
QR コードから点検結果を入力する機能登録された住所に基づき地図上にピンとサムネイルを表示する機能
団地名・リスト表示
棟単位でモデルの表示を制御する機能
点検履歴のリスト表示
点検履歴の検索
新着情報のリスト表示
点検報告書自動作成機能
複数の敷地に対応するために団地モデルデータベースの複製（システム管理者の機能）応関係を登録しておくことで正しい語句と入れ替える（図 4-⑥）。

開発する機能その他－アカウント認証

表 3 検索部位の分類
検索部位
外壁
基礎
小庇
室外機置場手摺
バルコニー
屋根
階段
エキスパンション
ジョイント
防火戸
雨樋
防風スクリーン
仕切弁
ビニル製通気口
防風スクリーン
共用灯
引込開閉基盤
主開閉器盤
集合計器盤
共用灯盤
動力分岐盤
隔測量水器盤
テレビ共聴

分類 入力方式

音声
建築機械
ＱＲ

電気－ 293 －PHBIMS

点検システム
音声を用いた方法⑥ 修正後の検索ワード③ 点検結果の入力

あらかじめ登録した正しい検索ワードが表示される。

スマートフォンの音声認識による点検部位の検索ワード入力⑤ モデル表示⑨ 地図ページ

ログイン画面項目に従って劣化状況などの点検結果を入力する。
ページは安全点検（建築・機械・電気）の 3 種類があり、選択したモデルと紐づいた入力ページが表示される。

指定した部位がモデルに ハイ ライ ト 表示 される。こ れに より点検部位の確認ができる。

PC 上でログイン後、地図ページでは、団地の所在地が分かりやすく表示される。

⑦ 団地選択地図上に表示された団地のサムネイルまたは画面右のリストを選択することで、当該団地ページへ移行する。

団地を選択⑩ 団地ページ

点検部位を選択

ログイン画面

点検結果を送信

点検結果リスト表示
該当する部位が複数あった場合、対象がリストで表示され、ここから選択する。
（例：「階段」を検索するとリストに「階段前」「階段下」「階段上」が表示される）。

QR を用いた方法④ 音声検索ページ⑧ ビューフィルタ① QR コードの読み込み表示させたい ビュー範囲を 指定で きる。
「棟」、「階」、「部材カテゴリ」ごとにモデルの表示や非表示を組み合わせることができる。

ログイン画面
② 点検結果入力ページ
1 棟のみの表示例■点検結果の新着情報
新着順に点検結果がリスト表示される。
新着情報を選択すると、対応する部材モデルがハイライト表示される。
■部材情報、点検履歴
新しく入力された順に部材の基礎情報および点検結果がリスト表示される。
■点検報告書・安全点検票（建築・機械・電気）の Excel 出力
・写真一覧（建築・機械・電気）の Excel 出力

図 4 点検システム（左）および PHBIMS（右）の利用手順
また、音声検索した後に、モデルの中で候補となる部位が表示されることは、音声入力で検索した点検部位の確認に役立つことが分かった。PHBIMS での情報の閲覧性については、文字が小さいことや表現に抑揚が無く、主要な項目が分かりづらいことが指摘された。
表 4 実験概要
項目
実験日（天候）
実施建物
被験者
点検箇所（QR）
点検箇所（音声）

内容
2021 年 1 月 25 日（晴れ）、1 月 26 日（曇り）
階数：9 階建、戸数：24 戸、敷地面積：253 ㎡、廊下タイプ：外廊下型
5 名：建築を学ぶ学生（大学生 1 名、大学院生 4 名） スマホは iPhone を利用
3 箇所：消火栓（直射日光が当たる）、分電盤（薄暗い）、共用灯（高い位置）
5 箇所：外壁、屋根、小庇、手摺、階段9.まとめ
本研究では、公共共同住宅の特徴を踏まえたモデリングルールを作成し、点検業務の実施に過不足のない程度にできるだけ簡易的な維持管理モデルを提案した。また、公共共同住宅を対象とした点検現場における入力対象部位の特定に QR コードと音声検索を併用するシステムを開発するとともに、BIMS を公共共同住宅に特化させるために改良を行った。
今回対象にした点検システムの範囲は安全点検のみであったため、法定点検や計画点検など安全点検以外の業務に対応したシステムにプログラムを拡張する必要がある。
謝辞
日本総合住生活株式会社の関係者の方々には、研究を進めるにあたり貴重なデータをご提供いただくとともに、多大なご助言を賜りました。この場をお借りして御礼を申し上げます。
注釈
注1） 本研究では、自治体が運営する公営住宅と独立行政法人都報告 H04

市再生機構（UR）が運営する（通称）公団住宅をまとめて公共共同住宅とした。
注2） Revit で扱うボリュームオブジェクト。オブジェクトを変形させて様々な立体形状を作成することが可能であり、ボリュームの検討などを行うことに用いる。
注3） BIM オブジェクトに関連づける属性情報。
注4） Revit ファイルに関連付ける属性情報。建物の名前や作成者などのプロジェクト全体に関わる情報を入力する。
注5） 点検履歴 DB、3D ビュー情報 DB、音声登録単語 DB はPostgreSQL を利用、属性情報 DB は MongoDB を利用。
注6） 2D、3D データ等の管理・保存・共有・編集・ユーザー管理のためのクラウドサービス。
注7） BIM データをクラウドで扱うサービスを提供する API 群。
注8） 品詞単位で言葉を抽出できる日本語形態素解析エンジン。
例えば、「1 棟 201 号室外壁南」は、「1」「棟」「201」「号」「室」「外壁」「南」と品詞に分割される。
注9） 1.「棟」は前の要素とつなげる、2.「号」と「室」の要素をつなげる、3.「号室」と「方角」の間にある要素が複数ある場合は、つなげて一つの単語とする。
参考文献
1） 仲間祐貴、大西康伸、位寄和久、「継続的利用と情報共有を可能にする建物維持管理支援のための BIM を活用したウェブシステムの開発」、日本建築学会技術報告集、第 22 巻 第50 号、pp.359-364、2016.2
2） 仲間祐貴、大西康伸、位寄和久、「施設維持管理における3D ビューの利点と問題点に関する研究」、日本建築学会計画系論文集、第 84 巻、第 758 号、pp.1029-1037、2019.4
3） UR都市機構、「UR賃貸住宅ストック個別団地類型（案）一覧 」https://www.ur-net.go.jp/chintai_portal/stock/lrmhph000000
ebqe-att/stocktype.pdf、（2021年9月20日にアクセス）4） 大西康伸、仲間祐貴、位寄和久、松村弘治、幡宮祥平、「識別情報タグと BIM を用いた施設維持管理における点検業務支援－オブジェクトベースの建築情報マネジメントシステ
ムの研究 その 3－」、日本建築学会情報システム技術委員会
第 38 回情報・システム・利用・技術シンポジウム、2015－ 294 －