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情報化施工は、調査・測量~設計~施工~維持管理といった中で「施工」に着目し、ICT(Information and Communication Technology:情報通信技術)を活用することで施工の効率化を図るものです。

具体的には、GNSS(Global Navigation Satellite System:全地球航法衛星システム)やTS(Total Station)、3次元データなどを用いて、重機の自動制御や丁張りを削減した施工が可能になり、さらに施工過程で得られたデータを他の業務に活用し、建設プロセス全体を通して生産性の向上、品質の確保を図ることを目的としています。

情報化施工には機能に応じて次の分類があります。

3DMC(マシンコントロール) 3次元データをもとに、自動で重機を制御(コントロール)します。
3DMG(マシンガイダンス) …  あと何回走ればよいか、あとどれだけ動かせばよいかなどの案内(ガイダンス)に従って、従来どおりの操作をします。
岩崎では、これらのプロセスにおいて多くの実績から得られた経験をもとに、お客様に合ったさまざまなサービスをご提供いたします。
 
3DMCブルドーザ

全体概要、画面表示、敷き均しにおける操作

3DMGバックホウ

全体概要、画面表示、キャリブレーション

TS/GNSSによる締固め管理

全体概要、画面表示、従来管理方法との比較

Field Manager 3D

全体概要、システム画面、帳票、システムカタログ

地盤改良管理システム

システムの紹介動画、全体概要、工法別のシステム詳細

杭ガイダンスシステム

全体概要、システム画面、システムカタログ

概要
 情報化施工のメリット
 
 情報化施工を始めるまでの手順
GNSSの設定
GNSSは、観測方法によって精度や観測時間が異なります。一般的に、情報化施工ではリアルタイムに位置情報を取得でき、精度が数cm以下を確保できるRTK-GNSSという観測方法を使用します。
RTK-GNSSの特徴 
常に、5個以上の衛星を捕捉する必要がある。
座標がわかっている既知点上に「固定局」を設置し、衛星から得られる位置情報と既知の座標から観測誤差を算出し、無線で「移動局」に補正情報を送信する。
   
GNSS設定に際する留意点
衛星の受信状態は、時間帯によっても変化するため、1日かけて全施工範囲の衛星受信状態(5個以上の衛星が捕捉できるか)を確認する。受信状態によっては、TSによる実施や情報化施工の実施範囲の再検討が必要。
固定局は高く設置し、障害物の少ない場所を選ぶ。
無線が混信しないかを確認し、適切なチャンネルを選定する。
 RTK-GNSSによる観測イメージ
 GNSSの観測方法と特徴
観測方法 必要
衛星数
観測時間  受信機 精度 用途 
スタティック 4個  1時間
(基線長10km以上の場合、2時間)
2台以上 水平:± 3mm
垂直:± 5mm
基準点観測
RTK-GNSS
(リアルタイム
キネマティック)
5個  リアルタイム~
10秒前後
2台以上+無線
※補正情報を携帯電話から受信する「VRS」、インターネットから受信する「N-Trip」もある。
水平:±10mm
垂直:±15mm
・情報化施工
・測量
・ナビゲーション
D-GNSS
(ディファレンシャル)
4個  数秒 1台+ビーコン波、FM波、MSASなど補正情報 ±0.5m 車・飛行機・船舶などのナビゲーション
単独測位 4個  数秒 1台 数十m以上  
ローカライズ

一部の情報化施工では事前にローカライズという作業が必要です。このローカライズとは、GNSS受信機で測定した座標データを、現場の座標系(平面直角座標)のデータに変換するための作業です。この作業で作成されたローカライズのファイルは、重機のシステムに取り込んだり、測量用データコレクタに取り込んで作業します。

ローカライズの精度を確保するための注意点として、以下のことが上げられます。

◆ 測定に使用する基準点は最低4点以上準備する。
◆ 基準点には、3次元座標(X座標、Y座標、標高)が必要。
◆ 測定する基準点は、施工範囲を囲むように設置する。

ローカライズは、情報化施工を実施する前に一度だけの作業になりますが、地震などの地殻変動が生じた場合は、基準点を検測し、値が異なる場合は再度ローカライズが必要です。

ローカライズ作業イメージ
     
 
ローカライズ画面    ローカライズ作業
3次元データの作成・応用

情報化施工を実施するためには、3次元データを作成する必要があります。その作成方法や使用するアプリケーションはさまざまですが、おおむね次の情報をもとに作成します。

◆ 平面線形
◆ 縦断線形
◆ 横断要素
◆ 基準点座標

これらから作成される情報化施工用の3次元データは、TIN(Triangulated Irregular Network:不規則三角網)サーフェスと呼ばれる、三角面の集合体で表現されます。この3次元データをブルドーザやバックホウなどの情報化施工システムに入力することで、情報化施工が実現します。

[作成]
 TINサーフェスによる道路の3次元データ
3次元データは従来の丁張りに代わる「電子丁張り」であり、このデータをもとに施工が進むため、非常に重要です。

特に、施工方法や現場条件を反映して作成する必要があります。そこで、3次元データの作成にあたっては事前に次の内容を検討する必要があります。
◆ 情報化施工を実施する範囲
◆ 側溝や路肩、構造物、構造物との摺りつけ部分などの扱い
  ※TINサーフェスは、鉛直面を表現できない。
◆ 層状転圧の進め方
◆ 曲線区間における、横断図の間隔は適切かどうか
[応用]
色づけしたTINサーフェス
作成した3次元データは、情報化施工のためだけではなく、他にも多くの活用方法があります。
たとえば、面積や体積(土量計算)や排水勾配の確認などにも利用できます。
また、従来2次元図面では確認することができないような部分も3次元データにすることで可視化することができます。(CIMのページを参照)
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