独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構(本社:神奈川県横浜市、理事長:藤田 耕三、以下 鉄道・運輸機構)と清水建設株式会社(本社:東京都中央区、代表取締役社長:井上 和幸、以下 清水建設)、KDDI株式会社(本社:東京都千代田区、代表取締役社長 CEO:髙橋 誠、以下 KDDI)は2024年7月25日、清水建設が建設中の北海道新幹線 渡島トンネル(上二股工区、発注者:鉄道・運輸機構、以下 渡島トンネル)にてStarlinkを活用したauの通信エリア構築ソリューション「Satellite Mobile Link」をトンネル坑内で活用し、4G LTEの通信エリア化を実現しました。
なお、「Satellite Mobile Link」でトンネル坑内の工事現場に通信環境を構築した事例は、国内初(注1)となります。
切羽掘削面の映像をトンネル坑外の事務所とやりとりする様子3者は2022年12月に、「Satellite Mobile Link」で渡島トンネル坑外の工事現場の通信エリア化を行い(注2)、労務・安全管理や情報伝達の効率化・即時性を実現しました。一方で、工事現場の最前線であるトンネル坑内のセルラー通信のエリア化ができておらず、特に重大事故の発生リスクが高い切羽(トンネル掘削の最先端箇所)で外部への緊急連絡がすぐにできないことや、切羽掘削面の確認を坑外と行うために、移動環境が悪い工事中の坑内を往復する必要があるなどの課題がありました。そのため、さらなる効率化・即時性実現のため、3者で検討を続けてきました。
今回、先行してトンネル坑外の通信エリア化に使用した設備から、光ケーブルにて4G LTEのアンテナをトンネル坑内に延伸し、通信環境を構築しました。「Satellite Mobile Link」によるトンネル坑内対策は、Wi-Fiによるエリア化と比較し、設置機器数が非常に少なく、設置コストを1/3程度に抑えられることや、保守メンテナンス性が高いことが評価され、このたび、本格導入に至りました。
また、労務管理の効率化や施工管理・検査のDX化推進により労働時間の削減につなげることで、建設業の2024年問題の解決にも寄与します。
背景
これまでトンネル坑内の通信環境はWi-Fi機器で構築されていましたが、大型の工事機械による遮蔽影響で通信エリアが数十メートル程度と狭いことや、長いトンネル坑内全体をカバーしようとすると、必要な機器数が多くなり、設置・メンテナンス作業が煩雑になるといった課題がありました。また、掘削作業での発破による影響を避けるため、アンテナ設備などの設置場所には制限があり、切羽から200メートルの範囲には通信環境を構築することができませんでした。そのため、機器を扱う現場からの緊急連絡や労務管理の効率化やDX化などに課題がありました。
実施内容
「Satellite Mobile Link」の採用により、最小限の設備で約4キロメートルの範囲に通信環境を構築し、切羽付近も含めたトンネル坑内で緊急通報を含めた音声通話や、データ通信が可能となりました。これにより、地山変状などの緊急対応時の関係者との迅速な連絡や、電子図面の活用による効率的で高度な施工管理、高解像度の映像伝送による施工立会の遠隔臨場などICT活用を飛躍的に進めることが可能となりました。また、発注者による効率的な監督業務も実現しています。今後は、建設機械の遠隔操作など、建設現場のさらなるDX化が期待されています。
清水建設とKDDIは、今後も多様な事業者と協力し、未来を切り拓く現場に通信環境を整備することで、建設・土木分野におけるさらなる技術の発展を目指して、研究開発、実証を進めていきます。
また、鉄道・運輸機構は、建設現場での新技術の導入などにより、多様な事業者におけるさらなる技術の発展を後押しし、持続可能な社会の実現に向けて建設DXを推進していきます。
「Satellite Mobile Link」によるトンネル坑内通信エリア化の効果 獨立行政法人鐵路建設運輸設施整備支援機構(總部:神奈川縣橫濱市,理事長:藤田耕三,以下簡稱鐵路運輸機構)與清水建設股份有限公司(總部:東京都中央區,代表董事社長:井上和幸,以下清水建設)、kddi(adr)股份有限公司(總部:東京都千代田區,代表董事社長CEO:高橋誠,以下kddi)於2024年7月25日,在清水建設正在建設的北海道新幹線渡島隧道(上二叉工區,發包人:鐵路運輸機構,以下渡島隧道)上利用Starlink實現了au的通信區域化解決方案“Satellite Mobile Link”,從而實現了4G LTE的通信區域化。
此外,“Satellite Mobile Link”成功爲隧道施工現場建立通信環境,這是該方案國內首個案例。
顯現出了切羽挖掘面與隧道外辦公室之間的通信聯絡情形三方在2022年12月,利用“Satellite Mobile Link”對渡島隧道隧道外施工現場進行通信區域化解決方案(注2)實現了勞務和安全管理以及信息傳遞的高效率和即時性。另一方面,隧道內的蜂窩通信無法區域化,尤其是在隧道掘進的最前線——切羽(隧道掘進的最先進位置),無法立即與外界聯繫的緊急聯繫發生器,並面臨着需要往返於艱苦的施工中的坑道之中進行(設備搬運等)的管理效率和即時性實現的挑戰。因此,三方繼續研究實現更高效率和即時性的解決方案。
因此,從之前用於隧道區域通信的設備出發,利用光纜將4G LTE的天線延伸到隧道內部,實現了通信環境的搭建。與利用Wi-Fi實現的區域化相比,利用“Satellite Mobile Link”實現的隧道內部解決方案設備安裝數量非常少,可將設備安裝成本降低到1/3左右,並具有良好的保護性,從而得到了高度評價,這次的方案得到了全面的應用。
通過實現勞務管理的高效率化、DX化、施工管理和檢查的DX化推進等措施,這將有助於解決2024年建築業問題。
背景
目前爲止,隧道內的通信環境是由Wi-Fi設備構成的,但由於大型施工機械的遮擋影響,通信區域僅爲幾十米左右,如果要覆蓋整個長隧道,所需的設備數量將大大增加,增加了安裝和維護工作的繁瑣性。此外,出於避免爆炸的考慮,關於如何安裝天線設備等的安裝位置也存在限制,且無法在切羽200米範圍內搭建通信環境。因此,在處理機器設備現場聯繫和勞務管理的高效率化、DX化過程中仍需解決問題。
實施內容
藉助“Satellite Mobile Link”,最少的設備已能在約4公里的範圍內建立通信環境,實現了切羽附近用於緊急通報(包括音頻通話和數據通信)的通信區域化。這樣,可以實現快速與工作人員聯繫並處理地山變化等緊急情況,通過利用電子圖紙進行高效的施工管理,並通過高分辨率的視頻傳輸來實現遠程建設見證等,在不遠的將來,遠程控制建築設備等,建築現場將進一步實現DX化。此外,還實現了發包人對施工項目的高效監督。
清水建設和kddi將與各種機構一道合作,將通信環境整備到直面未來的現場,以促進建築和土木等領域的技術進步,通過研究開發和實證來推進。
此外,鐵路運輸機構還將通過引入新技術等手段,推動多種企業的技術進一步發展,並推進建設DX,以實現持續發展的社會。
通過衛星移動鏈接實現隧道內通信區域化的效果