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西松建設とNTT東日本、建設重機の超遠隔操作にIOWNとローカル5Gを適用

 西松建設株式会社とNTT東日本株式会社は1日、山岳トンネル無人化・自動化施工システム「Tunnel RemOS」による建設重機の超遠隔操作に、次世代通信技術IOWNにおけるオールフォトニクスネットワーク(APN)とローカル5G「ギガらく5Gセレクト」を適用し、疑似的に2拠点間距離200kmとした場合において、映像伝送遅延約100msecという、遠隔操作に十分な速度を達成し、現場実装に大きく前進したと発表した。

 この結果を踏まえ、西松建設の実験施設である「N-フィールド」(栃木県那須塩原市)に、ローカル5G基地局を8月1日に開局し、さらなる検証を実施する。また、2025年度中に「N-フィールド」とNTT中央研修センタ(東京都調布市)をAPNでつなぐことで、実際の遠隔操作環境を構築し、「低遅延」「高精細」「多数接続」を備える建設重機の超遠隔操作技術の確立を目指す。同件は、建設重機の超遠隔操作にAPNとローカル5Gを活用する初の事例になるという。

システム構成全体像(遅延測定区間:映像情報ユニットのモニター⇔建設重機に取り付けるカメラ)
N-フィールド外観

 西松建設が開発を進めている山岳トンネル無人化・自動化施工システム「Tunnel RemOS」では、これまでに広島県や岡山県の遠隔操作室から栃木県の西松建設の実験施設である「N-フィールド」の建設重機を超遠隔操作する検証を実施してきた。

 しかし、拠点同士の通信にインターネット経由のVPN回線やLTE、工事現場の無線通信にWi-Fiなどを利用し、高画質カメラを複数搭載した建設重機を複数台同時に遠隔操作すると、拠点間の通信回線の逼迫(ひっぱく)や無線区間の帯域・伝送チャネル数の制約により、最大で約1秒の映像伝送の遅れが生じるなど、遠隔操作の精度に課題があった。

 また、複数の建設重機が同時に接続した際の通信切断や、無線機器の熱暴走による通信速度の低下など通信品質の問題に起因し、建設重機オペレーターの空間認識能力の低下や、トンネル内での障害物検知、粉じん環境下での視認性の低下といった課題もあったという。

 こうした課題を解決し、将来を見据えた建設重機のさらなる自動化の促進に向けて、「Tunnel RemOS」による遠隔操作の2拠点間通信にAPNを利用し、工事現場における無線通信にローカル5G(ギガらく5Gセレクト)を組み合わせた「エンドツーエンドで低遅延・大容量伝送可能なネットワーク」を構築し、超遠隔操作技術の確立に取り組んでいる。

山岳トンネル無人化・自動化施工システム「Tunnel RemOS」の構想図

 連携では、建設重機の遠隔操作システムである「Tunnel RemOS」の遠隔操作について、2拠点間通信にAPNを適用し、現場における無線通信にローカル5Gを利用することで、遠隔地かつ山岳トンネル内という通信環境が不安定な場所においても、安定した高速・低遅延の通信環境を実現し、精密な遠隔操作を可能にすることを想定している。

 実際の遠隔操作環境を構築する前段階として、NTT中央研修センタにおいてTunnel RemOSのカメラ映像と制御信号の無線通信にローカル5Gを、遠隔操作室までの2拠点間通信にAPNをそれぞれ適用し、2拠点間距離を200km(東京都-栃木県間を想定)とする疑似構成で遅延測定を実施した。

 結果として、映像・制御信号の遅延は約100msecと遠隔操作が十分に可能な速度を達成し、現場実装に大きく前進した。この結果を踏まえ、「N-フィールド」にローカル5G基地局を開局し、建設重機を用いた検証を実施する。また、2025年度中に「N-フィールド」とNTT中央研修センタをAPNでつなぐことで、実際の遠隔操作環境を構築して検証を実施し、「低遅延」「高精細」「多数接続」を備えるTunnel RemOSによる建設重機の超遠隔操作技術の確立を目指す。

 超遠隔操作技術により、遠隔操作の専用拠点から複数の現場を統合的に管理・操縦することが可能となり、結果として、慢性的な人手不足への対応や、遠隔地への移動が困難な人にも、建設重機オペレーターという専門職として、社会参画の機会を提供できるとしている。

 また、APNやローカル5Gを、西松建設が推進する「山岳トンネルデジタルツインプラットフォーム」の通信インフラ基盤として採用し、大容量3次元データや建設重機の稼働状況をリアルタイムに取得・解析を進め、山岳トンネル工事の自動化を目指す。今後も、APNやローカル5Gなどの次世代通信技術と建設技術の融合により、現場の生産性向上と多様な働き方が可能な未来の実現に貢献していくとしている。