2024/3/18

令和５年度ドローン社会実装促進実証事業

採択事業

第3回有識者会議

災害初動対応等でのモバイル通信回線を介したドローン線路直上巡回飛行

レベル3～4相当の実用性検証（最終報告）
株式会社

神鉄コミュニティサービス

【協力】神戸電鉄㈱、㈱旭テクノロジー、KDDIスマートドローン㈱目 的
台風・地震などの自然災害時、鉄道各社では多くの点検員により徒歩で線路の安全を確認

線路被災状況

徒歩点検は大がかりな体制が必要

高齢化等により担い手が不足
ドローンによる目視代替

モバイル回線を利用して遠隔で線路直上（線路から3m程度の高さ) を自動飛行させ、ドローンからの映像で線路の安全確認

災害時をはじめ、今後の担い手不足を解消し、安全で効率的な線路点検・巡回を実現
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ドローン線路直上巡回飛行 運用イメージ

KDDI スマートドローン提供

保守拠点から、ドローンをモバイル通信回線を利用して遠隔操作し、ドローンからのリアルタイム映像で線路状況を確認。

目視外自動飛行
※線路建築限界内

4G LTE パッケージ※遠隔自律飛行に必要な基本ツール

運航管理システム

目視外自動飛行リアルタイム映像配信

保守拠点 2目視外
自動飛行

飛行ルート設定
遠隔飛行指示LTE アタッチメント

遠隔監視

使用機体
DJI MATRICE 300 RTK
スマートドローンアタッチメント付

保守拠点1※仕様は資料1参照※機体：旭テクノロジ―提供（飛行管理含む）※スマートドローンアタッチメント：KDDIスマートドローン提供
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実施体制
飛行計画に関する意見交換

線路点検等でのドローン活用検討会

神戸電鉄株式会社

・飛行計画、現地飛行の状況および結果の評価に関する事項について意見交換

・飛行計画及び営業線上の飛行区間の承認、設備等の提供
・試験飛行時の線路内の安全管理方法の確認および安全管理

飛行場所の提供

・検討会構成会長：神鉄、事務局：神鉄コミュニティサービス
出席者：関西私鉄他 ※順不同
京阪電気鉄道、南海電気鉄道、阪神電気鉄道
山陽電気鉄道、大阪モノレール、大阪メトロ
名古屋鉄道 他
アドバイザー：KDDIスマートドローン
兵庫県、NIRO【実施事業主】㈱神鉄コミュニティサービス
・飛行計画の策定
・飛行の実施、安全管理、記録、結果の全体評価※営業線等での飛行に伴う列車監視員、停電・線路閉鎖責任者は、神鉄が定める資格保有者が行う。

㈱旭テクノロジー・飛行計画の策定、試験飛行機体の操縦、試験飛行記録、結果の整理・分析・評価・報告・機体（LTEアタッチメント無し）の貸出し

計画策定
実施
作業管理

機体提供
操縦
飛行管理

KDDIスマートドローン㈱ｽﾏｰﾄﾄﾞﾛｰﾝ

・モバイル通信による遠隔自律飛行時に利用するスマートドローンツールズの運用管理サポート
・スマートドローンアッチメントの動作と4G LTEパッケージの提供

ｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ
提供
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技術課題
ドローンを遠隔自動飛行させ、その飛行安定性等への影響する検証・確認事項
主な技術課題
・機体の基本性能：障害物回避機能（☛

４Ｇ・LTE
建築限界
約Ｗ3800×Ｈ4300☛☛
手動で取得した飛行航跡データによる自動飛行での再現性の検証
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実施内容 /飛行順序
飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて試験飛行は、飛行場所別に3段階に分けて飛行安定性等の検証を行った。
ステップ/飛行場所※資料2参照※DID外内の線区は、神鉄緊急事態対策規程で定める指定点検箇所（降雨時）を踏まえて設定

線路上DID外

神鉄車両基地0 見津車庫

1粟生線
大村～樫山～市場
有馬線
有馬口～有馬温泉

線路上DID内

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粟生線
栄～押部谷～緑が丘
小野～葉多

機体の基本的な飛行性能等の確認・検証（実施日：9/11～26 6日間）※実施方法詳細は資料3参照
・線路上（見津車庫内）での磁束の影響、障害物回避機能 など

各飛行区間で専用送信機での飛行安定性等の検証（実施日：10/11～30 7日間）※磁束密度測定を含む
・手動飛行で取得した飛行航跡（ＷＰ：ウエイポイント）に基づく自動飛行の実施とその再現性の検証
粟生線：
大村～樫山～市場
各飛行区間でモバイル回線での飛行安定性等の検証（実施日：11/14～12/6、2/5～67日間）
有馬線：
・手動飛行で取得した飛行航跡（ＷＰ：ウエイポイント）に基づく自動飛行の実施とその再現性の検証
有馬口～有馬温泉
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試験飛行状況/各線区での4GLTEによる遠隔自動飛行の状況
飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて
見津車庫内

solo flght

tamdem flght7

試験飛行状況/各線区での4GLTE遠隔自動飛行の状況
飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて
DID外市場～樫山間（Ｌ＝700ｍ）昼間（ダイヤ間合い）DID内
有馬口～有馬温泉（Ｌ＝1700ｍ）夜間※き電線、配電線は通電状態※専用サーチライトの仕様は資料4参照

DID外市場～樫山間（Ｌ＝700ｍ）昼間（ダイヤ間合い）※12/6および2/15試験飛行見学会の状況

8主な成果（要約）

飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて線路上の磁束による飛行安定性
磁束密度測定の結果、営業線の線路建築限界内ＲＬ+1.5～3.5ｍでの磁束（レールに流れる帰線電流等による磁束など）は小さいため、機体コンパスに異状が生じることはなく、昼間ダイヤ間合いでも良好な飛行状況であった。※資料5（線路上の磁束密度/測定値）

GNSS信号の受信状態
橋梁下等では、衛星補足数が不十分となり、GPS機能が使用できなくなるため飛行が出来なくなるが、GPS機能が使用できる環境下では、ネットワークRTKを利用することにより、高度の正確性が向上し、安定した高い精度の飛行が確認された。
（手動取得した航跡データとそのデータを使用した自動飛行での航跡を比較した結果、ネットワークRTK利用下では、両者の差異は小さく、高い精度で飛行が再現された。）
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主な成果（要約）

飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けてモバイル通信での遠隔自動飛行の安定性等
実証では低速（1.5～2ｍ/ｓ）で飛行したが、この速度域において、機体情報と映像がほぼ遅延なくリアルタイムに操作拠点に伝送され、飛行中の機体の安全性、および、安定した映像によって線路状況を確認することができた。
現地飛行状況

操作拠点

運航管理システム
モニタリング画面

飛行ルート設定画面

10実用化に向けた今後の検討課題
飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて飛行高度の精度向上について
ネッワークRTKが接続不良の場合、線路からの高さを保持できない現象が確認された。ネットワークRTKの接続が確保されている場合は安定した飛行状況であったことから、飛行高度の精度は、ネッワークRTKによる位置情報の補正精度に依存していたと考えられる。
実証は低速（1.5～2ｍ/ｓ）で飛行したが、急勾配線区での飛行やより速度の高い飛行での安全性を確保するため、ネットワークRTKの接続に加えて、深度センサー等を搭載して対地距離を照査して飛行する機能が必要と思われる。

非ＧNSS環境下での飛行について狭小な桁幅の橋梁下でもGPS通信不良によって遠隔自動飛行が不可となることが確認されたことから、同様の線区での運用では、自律飛行が可能な技術を導入するか、橋梁下飛行のない区間での限定運用など、線路周辺施設に応じた運用面での対応が必要である。
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今後の運用化に向けて飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて「超低空」でのドローン飛行について
今回の実証飛行で、市販の汎用機体を使用して「鉄道営業線直上でのモバイル回線による遠隔自動飛行が可能である」ことを確認できたことは、運用化に向けて非常に大きな成果であった。
その一方で、今回の実証飛行を通して、線路直上飛行での新たな課題として、ドローンの「超低空飛行」に関する課題が明らかとなった。
この課題は機体設計に関わっていることも想定され、課題解決には機体メーカー側のご協力が必要と考えるが、この新たな課題を検証するには、今回の実証飛行では十分とは言えず、運用化に向けてさらに実証を積み重ねていきたい。
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使用機体・搭載カメラの仕様
DJI MATRICE 300 RTK

ｽﾏｰﾄﾄﾞﾛｰﾝｱﾀｯﾁﾒﾝﾄ(スマートドローンアタッチメント付）＜搭載カメラ＞

資料1
スマートドローンアタッチメント

DJI ZENMUSE H20T

※写真提供：KDDIスマートドローン㈱13実施内容 /飛行場所

実施区間：小野～葉多

資料2（当初計画）（当初計画）

実施区間：有馬口～有馬温泉

実施区間：市場～樫山～大村（当初計画）（当初計画）（当初計画）

実施区間：栄～押部谷～緑ヶ丘（当初計画）
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実施内容等 /作業体制・方法等○試験飛行体制・神鉄コミュニティサービス：飛行作業統括1人、作業責任者1人、作業スタッフ3人
列車監視員1～2人、記録映像撮影1人
・旭テクノロジー：ドローン操縦者1人、同補助者1人・KDDIスマートドローン:スマートドローンアタッチメントの動作＆4G LTEパッケージの運用サポート ※必要に応じ
・神鉄：線路閉鎖責任者、停電責任者 ※必要に応じ○飛行時間
・昼間 10：00～16：00
・夜間 線路閉鎖後24：00頃～翌4：00

資料3

一般部建築限界○飛行高度等
・見津車庫内：ＲＬ+1.5、2.5、4ｍ（線路建築限界内）
・営業線：電車運転士の目線を考慮しＲＬ+3ｍを標準とした。
〇飛行速度：1.5～2ｍ/秒（最大3ｍ/秒以下）とした。
○磁束密度の測定
見津車庫及び営業線上の試験飛行区間について、磁界測定器にて線路上の磁束密度（測点①～⑤）を計測した。（昼間時間帯）

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使用機器（専用サーチライト）

資料416線路上の磁束密度/飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて測定値◇線路上の磁束密度

資料5※各軌間内の高さＲＬ+1.5ｍ付近での計測値、単位μt

・車庫内（き電線・高圧配電線通電）0.05～0.15
・営業線（き電線・高圧配電線通電）
粟生線（栄～押部谷）0.3～0.7、（押部谷～葉多）0.3～0.9
有馬線（長田～鵯越）0.4～1.0、（有馬口～有馬温泉）0.6～1.1
ATS地上子（直上）2.5～2.7

17障害物検知の感度 飛行区域別に3段階（ステップ０～2）に分けて

参考

飛行速度が低い（1～2m/s）場合は、ドローン進行方向の前方障害物に対して、概ね設定した距離で検知していることが確認された。
ただし、ドローン進行方向に沿う、また、下方にある小径の電線、進行を阻害しない（機体幅程度）側方障害物に対する検知反応は鈍い傾向にあった。

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