TOPトピックス水上ドローンによる樋管函体内部の点検を試みました~電波のつながりにくい樋管内の目視外点検で、安全・効率的な樋管検査の実施可能性を検証~

水上ドローンによる樋管函体内部の点検を試みました~電波のつながりにくい樋管内の目視外点検で、安全・効率的な樋管検査の実施可能性を検証~

株式会社ジャパン・インフラ・ウェイマーク(本社:東京都港区、代表取締役社長:柴田 巧)は、八千代エンジニヤリング株式会社(本店:東京都台東区、代表取締役社長執行役員:高橋 努 以下八千代エンジニアリング)の協力のもと、2024年1月29日、30日に荒川下流河川事務所管内(東京都、事務所長:出口 桂輔)において、従来は点検が困難だった樋管函体内部(以下、樋管函内)を対象に水上ドローンを用いた点検を実施しました。

荒川下流河川事務所では、建設生産プロセスの変革による生産性向上を図り、魅力ある建設現場を目指すため、インフラ分野におけるデジタルデータと情報技術を活用した DX(デジタル・トランスフォーメーション)を推進しており、今回は河川管理施設の点検作業のX(変容・変革)に向けた取り組みとして点検に水上ドローンを活用するものです。

樋管函内に進入する水上ドローン と 撮影された劣化箇所

1.背景と目的

樋管は堤防を横断する暗渠形式の水路構造物であり、樋管壁面のクラックやコンクリートの劣化などによる漏水が原因で堤体の安全性を損なう恐れがあります。樋管などの河川管理施設は治水機能維持のため点検が義務付けられていますが、従来の点検は人がボートで樋管函内に進入して目視により行う必要があり、狭く暗い空間での作業には危険が伴いました。また、点検の非効率に伴う点検精度の低下も課題となっていました。

他方、昨今では法令などで目視や対面、人の常駐などを義務づけた「アナログ規制」の撤廃がデジタル庁主導で進められており、社会インフラにおける検査・点検・監査の自動化・無人化への対応は、土木分野全体でも急務です。そこで、水上ドローンを用いた点検方法の工夫により、従来、点検が困難とされていた樋管函内点検の安全性の確保や作業効率化の実現を図ります。

2.実施内容

荒川下流河川事務所が管理する新芝川排水機場樋管および小名木川排水機場樋管について、水上ドローンによる点検の安全・効率化を目指し、樋管函内の点検を試みました。

点検方法:

樋管の正面または正面側方にドローン操縦者および水上ドローンを配置し、水上ドローンを函体吐口部より内部に進入させ、劣化箇所の写真・動画撮影を行いました。

実験時の課題とその対応:

  • プロポ(ドローンのコントローラー)の通信環境では、樋管函内でドローン本体との接続が切れる恐れがありました。そのため、機器を回収可能な安全装置を実装のうえ、ドローンの自走機能により奥までの到達を可能としています。
  • 点検データ画像を送信するための周波数を2.4GHz帯から5GHz帯に変更することで、狭隘な樋管函内におけるデータ受信状況を改善させ、これまで送信できなかった距離でも点検データ画像の送信を可能としました。

※周波数特性 自由空間においては、周波数が低いほど、障害物の影響を受けず遠くまで届くとされていますが、狭隘部など周辺の影響を受けやすい環境においては、周波数が高い方が、周辺環境の影響を受けづらく、相対的な伝搬損失が少なることで、遠くまで通信できるとされている。

点検イメージ

3.結果と今後の展望

新芝川排水機場樋管および小名木川排水機場樋管について、水上ドローンで樋管函内の劣化箇所を撮影することができ、樋管函内点検の省人化の可能性の検証を行うことができました。

今回の点検で得られた結果は概ね以下のとおりです。

  • 劣化状況把握の精度向上(水面付近からの撮影のため従来よりも広角での撮影に成功)
  • 点検作業及び資料整理の作業時間の短縮化
  • 点検員の安全面に寄与

また、荒川の下流部に位置する小名木川排水機場樋管においては、以下の結果も得られました。

  • 潮位差が大きく、一日の作業時間の制約も見られたことから安全に実施
  • 感潮区間に位置する施設は、一般的に側壁の乾湿繰り返し部分の劣化進行が早いことから干潮時に短時間で点検することにより状況を確実に把握
  • 函体延長が長く、他の点検手法では実現不可能だった点検の実現化に成功

今後は、プロポ(ドローンのコントローラー)の通信環境についても検討を行うことで、水上ドローンを更に安全に操作できる環境を構築していきます。また、感潮区間に位置し、従来の点検では安全面の懸念があるなど、条件が類似している管内の他施設の点検にも活用可能かつ点検省力化に寄与すると期待されることから、水上ドローンを活用した樋管函内点検の導入を積極的に検討していきます。

八千代エンジニヤリングについて

国内トップクラスの総合建設コンサルタントとして、国土交通省を始め官公庁から公共事業を受託し、社会インフラや環境保全に関する技術コンサルティングサービスを、設立より60年にわたって提供しています。

近年は、これまで培った技術ノウハウを民間企業へも提供しビジネスの領域を広げています。

社 名:八千代エンジニアリング株式会社

所在地: 東京都台東区浅草橋5-20-8 CSタワー

代表者: 代表取締役社長執行役員 高橋 努(たかはし つとむ)

資本金: 4億5千万円

設 立1963年1月29日

URL www.yachiyo-eng.co.jp/