建設分野で活用が考えられているICT技術の例

建設コンサルタントでの普段使いのICT活用

3Dモデリング(BIM/CIM)

ドローン(UAV)

人工知能(AI)

株式会社昭和コンサルタント
加納 和幸

モバイルデバイスタブレット

ビッグデータ

IoT

仮想現実(VR)
拡張現実(AR)
複合現実(MR)

クラウド
コンピューティング
オープンデータ

1

2

建設分野のICT活用に関連した用語

インフラDX(デジタルトランスフォーメーション)の目的「社会経済状況の激しい変化に対応し、インフラ分野においてもデータとデジタル技術を活用して、国民のニーズを基に社会資本や公共サービスを変革すると共に、業務そのものや、組織、プロセス、建設業や国土交通省の文化・風土や働き方を変革し、インフラへの国民理解を促進すると共に、安全・安心で豊かな生活を実現すべく・・・」・i-Construction
・BIM/CIM※「インフラ分野のDXアクションプラン第２版 （案）について」より

3

4

1

i-Constructionとは

BIM/CIMとは「現場の効率化を目標とした取組」
・起工測量、出来形管理、進捗管理にICT技術を利用する。
ヒートマップによる出来形・進捗管理、遠隔臨場など
・ICT建機の活用
自動施工・・・マシンコントロール(MC)アシスト施工・・・マシンガイダンス(MG)※『BIM/CIM事例集 ver.2』(国土交通省)より

5

6BIM/CIMモデルとはBIM/CIMモデルの例
地質モデル

狭義には、属性を追加した3次元モデルを作成すること属性として、例えば・・・
設計諸元︓各種条件、適用指針など
材料諸元︓コンクリート、鉄筋など
施工管理︓試験値など
維持管理︓点検結果などを設定すれば、モデルだけで構造物の管理に必要な情報が全て把握できる。

要素に試験結果を属性として付与

維持管理段階で高い効果を発揮する。
7

サーフェス、ソリッドを組合せた3次元モデル

82

BIMの効果

BIM/CIM,i-Constructionの目的

2026年に完成するサグラダ・ファミリア
BIM/CIM

1990年代には、後200年(トータル300年)かかると言われていた→ 公共事業全体の高度化

i-Construction → 現場の効率化

技術の進歩
3Dプリンタや3次元加工機による造形
3次元モデルによる構造解析

業務の効率化も図らないと技術職員の負担が大きくなりすぎます

2026年完成（150年短縮︕）
910

普段使いのICT活用で業務を効率化する

ICT技術を普段使いする目的は︖

ICT技術の普段使いを通して①高度化

・これまでできなかったこと・面倒くさいこと②効率化

・繰り返しやっていることを解決していくことで業務の効率化とICT技術の習得を図ることが大事です。
11123

ドローン(UAV)の活用

以降では、普段使いの事例を紹介したいと思います。
・UAV(ドローン)の活用
・3次元データの活用

・オルソ画像・iPadの活用

・UAV写真点群測量
・UAVレーザー測量

1314

オルソ画像

オルソ画像の活用
被災状況の把握オルソ画像とは、正射投影された合成画像のことで縮尺を持ち、ひずみを除去している。UAV写真測量の成果として得られる。
→ 平面図と重ね合わせたり、寸法・面積計測ができる
写真地図となる。

オルソは自由なアングルで作成できる。
また、不要なもの(仮設防護柵や樹木など)を消すことができる。
→ 全体を把握できる。
長さや面積を測ることができる。

仮設防護柵があると全体を把握できる写真は難しい・・・

15164

オルソ画像の活用
被災状況説明資料のベースマップとしてUAV写真測量の活用
復旧工法イメージのベースとして標定点を設置しないUAV写真測量で十分︕→踏査時に数分で作業できる。

17

写真に写る特徴点や測量鋲(対空標識)に座標を付与すると活用の幅がさらに広がる。

18

UAV写真測量の活用

管理型砂防堰堤での計測事例

業務着手後にUAV写真測量を行うことで、地形測量、路線測量を待たずに概略の工法検討が可能である。
オルソを平面図として説明資料作成

UAVレーザー測量で点群を取得

UAV写真測量データで検討
・平面・縦横断・構造物配置→ その後、目的(工事︖概略・予備検討︖)に合わせて精度をあげていく。

19205

管理型砂防堰堤での計測事例

管理型砂防堰堤での計測事例

点群データの加工

次に現況渓床で堆砂容量がどれだけ残っているか︖(管理型堰堤の場合は除石の判断になるのでは︖）
計画堆砂面を面データとして比較

植生と地盤を分類

現況の渓床で計画堆砂面まで18,785m3の容量がある。
※計画捕捉量と比較して不足するのであれば、除石が必要

植生を除去

全体の面データ※作業道が確認できる程度の精度

2122

2次元図面と3次元モデルの違い

3次元データの活用

現場作業から図面作成まで専門技術と経験が必要

・２次元図面３次元のものを点と線だけで２次元で表現する。
・３次元モデル(点群)3次元形状をそのままモデル化する。
データ加工や計測計画には技術・経験が必要だが計測そのものには不要
23・イメージ共有・自動化

伐採量の推定・３次元設計2次元図面 → 絵
3次元モデル →写真

流下方向の可視化246

事例 施工イメージの作成
施工の掘削状況を把握

事例 橋梁点検結果の可視化
損傷記録

床掘時

現況

3次元モデル
根継ぎ施工時部材を損傷程度で色分け

埋戻し

25

26

事例 DEMの活用(流出計算の一部自動化)
DEMデータ

事例 ３次元で設計をする

DEMから、流域や流路を自動設定

線形の設定
標準断面

幅杭吹 付 法 枠 （ 断面 300× 300）
周辺枠

Dt

流路の抽出

流域の自動設定

吹 付 法 枠 （ 断 面600×600）
枠 内 ： 植 生 基 材吹 付 t=30推定

岩盤線

1:

落 石 防護 柵

0.

1500

6S L=長30003m由8.

L
自設計アンカー力
Td kN/本5 .0 %

着長

暫定幅員

▽ E L

5000

L500

余

裕

1 .0m以上平 張 コ ンク リ ー ト

4000

500

50.
1:4500定i %断面形状の設定i%
As

30.96°
ア ンカ ー 工 （ タ イ プ -3）

27

Ss・Msalt(CL～CM)

1号 もた れ 式 擁 壁
1号 L型 側 溝

車道 舗 装表層 再 生 密 粒 度 ア ス コン路盤 再 生 粒 度 調 整 砕 石

t=50t=100287

事例 ３次元で設計をする

事例 ３次元で設計をする

掘削形状

完成形状

2次元のCAD図面出力
一次掘削

施工基面まで掘削【断面図】
青が完成形状表面
赤は掘削形状緑は床掘り形状

掘削・床掘後の地盤
床掘

30

29

2930

先進県の事例 3次元点群データの公開

熱海土石流災害時の迅速なデータ公開

先進県では県土を点群化してオープンデータとして公開
自治体
VIRTUAL ZHIZUOKA

2020年

全域

長崎県

オープンナガサキ

2023年

全域

東京都

デジタルツイン実現プロジェクト

2023年

全域

兵庫県

全県土の高精度3次元データ

2023年

全域

広島県

Dobox

2023年

全域

奈良県香芝市

2020年

市管理道路ほぼ全域

石川県

2024年

能登地域(商用利用不可)

2023年

県土の65%

2024年

山間部地形より順次

大阪府

統合型地理情報システム

2021年7月3日
発災
2021年7月5~6日 UAVレーザ計測2021年7月8日
崩壊土砂量の推定
2021年7月8日
データ公開

公開範囲

静岡県

和歌山県

31

公開時期

熱海土石流災害時において・・・

静岡県では2019年より県土全体を3次元点群化→ 2020年よりオープンデータとして公開

静岡県記者提供資料( 2 0 2 1 年7 月8 日) よ り

結果、迅速に被害の状況を推定することが可能となったといえる。

328

iPadの活用

なぜiPadでレーザー計測を行うのか︖

モバイル端末はデジタル技術と現実をつなぐツール

・計測作業がiPadのみで済む。
・無料のアプリが利用できる。
・モバイルスキャン協会のマニュアルがある。
・災害復旧で活用した事例がある(静岡県)。

・データ通信・アプリによる機能拡張
・カメラ・レーザー(点群)計測

3334

iPad計測結果で土量計算
iPadで計測した地盤の点群データ

iPad活用事例

検証点

条件
︓山地の小河川（延長30m程度）
作業時間 ︓現地作業は10分程度
測量機材 ︓iPad
目的︓①測量と並行して概略工法検討を進める。
②打合せで受発注者のイメージを共有して手戻りを防止。

標定点

変換誤差

河川のボトルネック部分(鳥瞰図的に表示)

ブロック積み(正面表示)

重ね合わせて、体積を計算
検証点の平均誤差
X 6 m m 、Y 9 m m 、Z 1 m m

平面的に表示土のう設置

変換誤差
ブロック積みの根切れ

ボトルネック部分

検証点の平均誤差
X 55mm、Y 77mm、Z 11mm

35369iPad活用事例

iPad(3次元)計測による効率化

断面抽出

断面抽出

手法が固まっており、効率化の余地は小さい。

①対策の概略検討

一般的な業務フロー
基準点測量

河川法線の推定元の河床推定設計は待ちになることが多い

地形測量

工法検討

路線測量

【部分最適】
図面作成
数量計算

工事

三次元計測をすれば、測量を待たずにある程度の精度で工法検討ができる。
結果、手戻り予防やフローを改善し早期に工事に着手することができる。

今回の事例②イメージ共有(洗掘深の可視化)

この段階で効率化しても効果が小さい

基準点測量

地形測量

三次元計測

工法検討

全体として効率化【全体最適】

路線測量
図面作成
数量計算

工事

余分な作業︖

3738

部分最適では業務は効率化できない

ご清聴ありがとうございました。

個別に効率化しても全体が効率的とは限らない。
個別に効率化するのではなく、ボトルネックを探し、ボトルネックを改善することでフロー全体の効率化が必要（全体最適）。
ベルトコンベアを早くしたら効率化できる︖

394010