スマート計測ウォッチャー®
山岳トンネルの調査・施工・計測データの
自動一元管理・可視化・分析により生産性と安全性を向上
山岳トンネル工事では、掘削中に収集した調査・施工・計測データを総合的に分析することで、トンネルの安全性や支保パターンの妥当性を日々確認しています。そのためには各種のデータを総合的に分析し、受発注者間で迅速に共有する必要があります。しかし、多種で膨大なデータを整理・統合するための労力が大きく、資料作成にも手間がかかることから現場の負担が大きくなっていました。また、分析・解釈が属人的になることも課題となっていました。
そこで鹿島は、各種調査・施工・計測データを自動で集約・可視化できるデータプラットフォーム「スマート計測ウォッチャー」を開発しました。本システムでは、各種データを一元的に表示することができるとともに、その相関関係を容易に分析することができます。また、施工管理BIM/CIMとして3次元可視化することも可能です。さらに、クラウド管理による遠隔からの監視機能や規定値を超えた際のアラート機能も備えています。
これにより、現場社員の施工管理業務を大幅に省力化できる上、客観的な分析に基づいた先手管理を行うことができ、意思決定の迅速化や安全性向上にも寄与することができます。
スマート計測ウォッチャー概要図
- キーワード
- 山岳トンネル、計測管理の効率化、一元管理、可視化、3次元化、BIM/CIM
特長・メリットココがポイント
基礎的情報の一元表示ツール
地質データ、切羽等の観察データ、計測結果等の各種データを自動収集・可視化し、工事現況をリアルタイムに把握できるため、個別システム（測量・計測、風化変質判定システム、スマート切羽ウォッチャー、削孔検層、補助工法注入管理）が搭載されている複数の専用PCから現場担当者がデータを収集・整理し取りまとめる作業を大幅に削減できます。これにより、省力化と重要な施工管理業務への注力を両立することができます。
また、過去に生じた切羽崩落等の分析結果に基づき、アラートを自動で発報し、現場の安全性向上に貢献します。アラートレベルも都度設定することができます。
基礎的情報の一元表示ツール画面
アラート発報画面
データ分析ツール
当データプラットフォームでは、内蔵された「データ分析ツール」を用いれば、「基礎的情報の一元表示ツール」にて自動収集・整理されている各種データ間の相関関係を容易に分析できます。これにより、多面的な地山分析（最終変位量-初期変位速度、初期変位速度-破壊エネルギー係数、初期変位速度-切羽評価点、破壊エネルギー係数-切羽評価点等の相関関係）に基づく支保パターン変更判断や補助工法要否判断を迅速に支援することができます。
一元データや分析結果はExcel形式にて出力することもできるため、資料作成の手間だけでなく、より詳細な分析を行うためのデータ収集・整理の手間が不要となります。
データ分析ツール画面
Excel形式での出力例
岩判定資料の作成支援ツール
「基礎的情報の一元表示ツール」にて既に自動収集・整理されている各種データを用いて、クリック&ドラッグ操作のみで岩判定資料の作成ができるため、現場担当者の大幅な負担軽減による生産性向上や働き方改革に寄与します。
岩判定資料の作成支援ツール画面
3次元可視化
各種施工時データを立体的かつ統合的に可視化する機能を有しており、3次元的に可視化することでトンネル掘削が周囲に与える影響をより詳細に把握することができます。また、切羽写真や切羽スケッチから周辺地山との連続性を考慮した地質境界モデルを作成することも可能です。例えば、地表面変位のヒートマップ表示は直感的に沈下・陥没を認識できるため、モデルで地山の変化を予測しつつ、支保パターン選定や補助工法要否の意思決定をリアルタイムで支援可能です。
3次元可視化した地質境界モデル
3次元可視化した地表面沈下ヒートマップ
クラウド連携による複眼管理
クラウド連携することより、遠隔地の工事現場の計測データに、いつ、どこからでもアクセスすることが可能となります。複数の技術者や専門家による複眼管理を実現することで、意思決定の迅速化や現場の安全性向上を支援するとともに、現場負担の分散・平準化にも寄与します。
クラウド連携による本社からの複眼管理
適用実績
鹿島では施工する全ての山岳トンネル工事に標準的に採用しています。
学会論文発表実績
- 「山岳トンネル工事におけるトンネル計測可視化・分析システムの改良」，土木学会，第79回年次学術講演会，2024年
- 「山岳トンネル工事におけるトンネル計測可視化・分析システムの開発」，土木学会，第78回年次学術講演会，2023年