少子高齢化に対応した無人化施工の挑戦！
株式会社中和コンストラクション 代表取締役 大浦晃平
〒633-0091 奈良県桜井市桜井 281 番地 7
TEL 0744-42-9313

https://www.chuwa-hdg.jp/

１会社概要
株式会社中和コンストラクションは、1962 年（昭和 37 年）に奈良県桜井市で創業した総合建設会社です。主な事
業内容は、「国土交通省や奈良県・県内市町村発注の公共土木・公共建築工事」、「幼稚園やこども園・高校・大学などの教育施設や老人福祉施設・障碍者福祉施設といった福祉施設を中心とする民間建築工事」、「BtoC の分野では木造戸建住宅の新築工事やマンションのリノベーション工事・戸建住宅のリノベーション工事」などを手掛けている奈良県全域を中心とした地域建設業です。
他にも関連会社では、駐輪場の運営管理や奈良市内でのシェアサイクル運営といった自転車による観光関連事業や、保水性タイルの研究開発といった環境関連事業も行っています。
２無人化施工挑戦のきっかけ
当社の無人化施工への挑戦は、紀伊半島大水害の災害復旧工事に携わらせて頂いたことがきっかけとなる。
紀伊半島大水害は、2011 年（平成 23 年）9 月に発生した大型でゆっくりとした動きの台風 12 号の影響で、紀伊半島の広い範囲で総降水量が 1,000mm を超え、紀伊半島全体で約 1 億㎥もの土砂崩壊が発生、奈良県内だけでも約 1,800か所で土砂崩れが発生した。
当社が施工させて頂いている奈良県十津川村にある栗平地区では、大規模な深層崩壊により崩落した土砂が河道を閉塞し湛水池（天然ダム）を形成した。崩壊地の規模は幅:600m・高さ:450m・長さ:650m で崩壊土砂量は 2,384.6 万㎥にのぼり、本災害の中でも最大の崩壊土砂量であった。
深層崩壊

崩壊土砂
湛水池

23,846,000m

河道閉塞

図-1 現場位置

図-2 栗平地区 被災状況

３無人化施工事例①（2017 年実施）
３-１背景
当社は 2014 年から栗平地区の災害復旧に携わらせて頂いているが、2011 年の被災以降、湛水池が決壊しないように仮排水路の設置や暗渠管の設置、下流域に流出した土砂による湛水池の埋め立てなど様々な策を講じてきた。
しかし、2017 年の台風 21 号による被害で、仮排水路の流失や侵食により付近の土砂が河川に流入し、河床が数十 m上昇した。その結果、法肩がオーバーハング状態となりクラックが発生している場所での作業や、高低差 15～27m に渡り侵食を受けさらなる崩壊の恐れがある狭隘な河床での掘削や根固めブロックの据え付け作業が発生し、重機の墜落転落災害や地山の土砂崩壊災害の防止による安全対策が重要な現場であった。
（図-3、4）34

図-3 構築物破損崩壊状況と無人化施工状況

図-4 土砂崩壊・クラック発生状況と無人化施工状況

構造物の落下や土砂崩壊の恐れがある河床部での作業が発生

オーバーハングで 5～10cm のクラックが数十 m に渡り発生

第２部

BIM・CIM の対応／インフラ分野の DX 戦略

３-２無人化施工の概要
先の状況であった為、当現場では重機オペレータが安全な遠隔地から無人化施工機械（遠隔操作システムを搭載した 1.0 ㎥級分解対応型バックホウ ※近畿技術事務所様より借用）をジョイスティック型のコントローラーとハイビジョンモニターを用いた遠隔操作で施工を行うことでオペレータの二次災害防止に寄与できた。
（図-5）

遠隔操作室
高低差≒35m

直線距離≒30m

高低差≒15～27m

遠隔操作状況

車載カメラ設置状況

固定ハイビジョンカメラ及び八木アンテナ

車載カメラ状況ジョイスティック型コントローラー

図-5 無人化施工の通信システム
４無人化施工事例②（2022 年実施）
４-１背景2017 年以降も台風や豪雨の影響で栗平川の河道流域は大規模な浸食を受け、急峻かつオーバーハング状態になっている箇所が随所に点在し、さらにはクラックが発生している箇所も存在している。このような最大高低差 60m の崩壊斜面の山頂から不安定土砂を掘削し、湛水池へ土砂運搬を行う必要がある工事を 2022 年に受注した。上記に加え、現場全域で断続的に小規模な地山崩壊も発生し、地山崩壊や重機の転落等の可能性が高い場所での土砂崩壊災害や墜落転落災害の防止が重要課題であった。これらの課題に対して無人化施工を行う事で安全対策を講じた。
４-２無人化施工システムの概要
前述の通り、崩壊による重機の墜落転落災害や土砂崩壊災害の危険が伴う環境であった為、遅滞無い作業の遂行と作業員の安全確保の両立を目指して、安全な遠隔地から建設機械を操作する無人化施工の利用を検討した。
「無人化施工事例①」での実績も踏まえ、無人化施工機械（1.4 ㎥級バックホウ 2 台、10t 級不整地運搬車 3 台）、無線操作機、現場視認用の映像伝送装置などを中心に無人化施工のシステムを構成した。
（図-6）
４-３無人化施工における生産性向上に向けた取組み
オペレータの安全を確保しながら重機の遠隔操作を確実かつ迅速に実施できるか事前検証を行った。
① 遠隔操作通信ネットワークの伝送遅延状況確認
遠隔操作室と作業現場との間で 60m もの高低差や地山などの障害物が存在した為、どの程度の遅延が発生するかの確認を行った結果、約 0.02 秒の遅延であり重機操作に支障がないことを確認した。
② 操作環境（操作レバー）の影響
過年度の経験からジョイスティック型の操作レバーではなく、オペレータが慣れている搭乗操作の環境に近い運転席型の操作レバーの環境を構築することで、オペレータの不快感を軽減し操作性の確保ができた。
③ 無人化施工時の定量的な施工効率の把握
バックホウと不整地運搬車による掘削・積込・運搬・排土作業を行う際の「走行時・旋回時・掘削積込時それぞれの効率性・正確性・安全性」についてオペレータへのトレーニングを約 1 ヶ月間実施し、効率の検証を行った。
④ 遠隔操作の映像環境による影響確認
当初、重機の車体前方カメラを漠然とした方向と高さに取付けていたが、トレーニングを重ねる中でオペレータの視野角およびカメラ位置による視覚的な操作の違和感が施工効率低下の要因であると考えられ、視野角を 110 度に、撮影レンズを約 15 度～20 度下向にチルトした。さらに、奥行き感を得るために映像モニタ自体に 2m を示すラインテープを貼ることにより奥行きの感覚も得られたことにより操作感覚が向上した。
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遠隔操作室の外観

屋外 360 度俯瞰カメラ
遠隔操縦席の全景

重機搭載カメラのモニタ状況

遠隔操縦時の画面状況
遠隔操縦時の画面状況

遠隔施工重機（バックホウ・不整地運搬車）とカメラ設置位置

屋外俯瞰カメラのモニタ状況

図-6 遠隔操作システムネットワーク
４-４無人化施工の活用結果
現在実装可能な技術の組み合わせによって複数台の遠隔操作重機による施工を実現できることが確認でき、ICT 機器を搭載した無人化施工
機械での遠隔 ICT 施工を行うことにより安全性も確保できた。
従来の搭乗操作での ICT 施工と比べると施工効率は掘削作業で約85％、法面整形作業で約 67％となった。一般的に無人化施工の施工効率は 60％～80％程度と言われている中、掘削作業においては有効な結果を得ることができたが、本工事では法面整形作業においてはまだ不十分な結果で改善の余地ありの結果となった。
現場に合わせた既存の装置を用いることで、無人化施工を実現できる

図-7 無人化施工の様子

ことは確認できたが、作業途中、耐震性・耐久性・耐環境性等の部品の品質低下がみられた。これらの課題解消のためには、配線部の防水対策や取り付け金具の強化、耐震構造によるユニット化など、さらなる開発・改良を行う余地がある結果となった。
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第２部

BIM・CIM の対応／インフラ分野の DX 戦略

５少子高齢化時代に対応した無人化施工への挑戦
５-１背景と目的
建設業、特に地方の中小規模事業者における現場労働力不足に関する問題は、災害対応時に留まらず、一般土工・インフラメンテナンスなど、国土づくりにおける日常業務の喫緊の課題となっている。
一方で、大手ゼネコンや建機メーカーを中心に開発が進む建機施工の遠隔化・自動化・省力化・脱炭素技術は、大規
模土工を対象とした場合には、活用レベル(TRL6-7)に到達したことが確認報告されているが、現時点で同技術は、中小規模での土工で活用レベル(量産化・汎用性に関して TRL5-6)には未到達状況にある。
すでに大規模土工事を対象に開発が進む建機施工の遠隔化・自動化・省力化技術を、中小規模土工でも活用できるよう、建機遠隔化・自動化技術の汎用性・簡便性・量産性を向上させ、平生時・災害発生時に、対応可能なレベルの省人化施工サービス（遠隔化・自動化）を技術面・事業面で構築し社会実装に向けた検証を実施する。
５-２SBIR（Small/Startup Business Innovation Research）制度への挑戦
国土交通省のイノベーション創出を促進するための制度（SBIR 制度）における「災害に屈しない国土づくり、広域的・戦略的なインフラマネジメントに向けた技術の開発・実証」分野に R5 年度に応募・採択いただいた。
 実施テーマ：建設施工・災害情報収集における高度化（省力化・自動化・脱炭素化）の技術開発・実証 プロジェクト体制：「無人化施工事例②」で無人化施工に挑戦したコンソーシアム企業を中心に「地域建設業＋中小製造業」による、無人化施工分野のイノベーション創出を目指す。
 ORAM 株式会社＠大阪府：事業責任者・RemoDriveや SwitchingCab等の開発
 株式会社ティー・エル・エス＠東京都：無線通信技術の導入・開発
 ハシダ技研工業株式会社＠大阪府：システムの設計・製造
 株式会社加藤工務店＠愛知県：遠隔操縦性能評価
 株式会社中和コンストラクション＠奈良県：遠隔操縦性能評価・通信システム別性能評価
５-３技術開発・実証内容
大規模土工を対象に開発が進む建機施工の遠隔化・自動化・省力化技術を中小規模土工向けの汎用性・簡便性・量産性を向上させ、中小規模土工での建機省人化事業の社会実装（技術・サービスの提供・収益性）を検証する。
① ローコスト化への取組：既存建機遠隔操縦装置 RemoDriveの量産
RemoDrive：他機種・他社製の建② 簡便性実現の取組 1：遠隔操作支援 AI の開発
機を遠隔・自動化する後付け装置
・ 熟練オペレータの操作手順を教師データとするデジタルツイン遠隔操作支援システム・既存 MC/MG 併用システムの実現③ 簡便性実現の取組 2：遠隔操作支援 AR 技術の開発
・ 遠隔施工時に遠隔オペレータが視認する現場作業空間のネットワーク映像上に安全性・操作性能を支援する人工情報をオーバーレイ表示する遠隔操作支援 AR 機能の実現④ 汎用性実現の取組 1：多種通信規格へ適応可能な通信プラットフォームの開発
・ 中小規模の建設現場では通信環境が様々である為、特定小電力・SwitchingCab：単一建機の遠隔操縦だけでなく他の RemoDrive 搭載
LocalWiFi・公衆回線 LTE/5G/衛星通信等、多様な通信規格に対応し各種規建機への遠隔操縦の切替が可能
格での遠隔施工性能と特徴を評価し、省人化施工の事業的適応性を検証⑤ 汎用性実現の取組 2：多種建機・作業機を遠隔化する後付け遠隔装置の開発
・ RemoDriveの OPERA（Open Platform for Earthwork with Robotics andAutonomy）適用と草刈り機/除雪機等の作業機遠隔化への展開⑥ 汎用性実現の取組 3：省人化施工サービスの事業性・収益性評価(MVP)・ 草刈り機等、機能的小規模事業による事業性評価の実施
AR モニタ：映像に奥行感を再現
５-４今後の目標
 大手企業等で大規模土工を対象に開発される建設遠隔化・自動化技術ソリューションを、中小規模土工向けの建機遠隔・自動化ソリューション事業における MVP(Minimum Viable Product)仕様にカスタムインテグレーションすることで、建機遠隔・自動化事業の初 OneStop 事業検証プラットフォームを確立し、いまだ実現しない新事業“建機遠隔化・自動化事業”をいち早くローンチさせる。
 本事業開発プロダクトである「他機種対応後付け遠隔操縦システム
RemoDrive（OPERA 対応）」と「他機種通信規格プラットフォーム」を中心に、市場ローンチしやすい機種（バックホウ/キャリアダンプ/草刈り機）・工種（掘削系・走行系・規模・頻度など）を選定しながら事業化・独占性検証を繰り返し、建機遠隔操縦事業を創出する。

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