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 鹿島は、シールドトンネル工事のトラブルを未然に防ぐため、地盤変状などのリスクを自動で検知するシステムを開発した。シールド掘進中に得られる大量の施工データを統計処理し、リスクがある場合に警報で知らせる。熟練の技術者やオペレーターが担ってきたリスク管理を自動化し、経験の浅い担当者でもトラブルを回避できるようにする。

「KSJS」のモニター表示例(資料:鹿島)
「KSJS」のモニター表示例(資料:鹿島)
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 開発したシステムの名称は、「カジマ・シールド・ジャッジ・アナウンス・システム(KSJS)」。地中の土圧やセグメントの位置、掘削土量、掘進負荷など、約200項目に及ぶデータの変動状況を分析し、トラブルの発生リスクを点数化。「地盤変状」「掘進不能」「セグメント損傷」「線形逸脱」などのリスクに対し、程度に応じて2段階で警報を出す。データは約10秒ごとに統計処理し、社内の中央管理室やシールド機の運転席の操作モニターに結果を表示する。

 システムは、熟練のオペレーターの経験に基づいて構築している。操作履歴や監視時の視線を事前に分析してモデル化。施工データの変動状況と操作モデルが一致しない場合に、改善すべき対策や警告をモニターに表示する。

 例えば、セグメント1リング分の掘削土量がそれまでの20リングの標準偏差1σを超過している場合、地盤変状の項目に黄色を点灯。「掘削土量が増加(減少)しています。排土制御を見直してください」といった対応策を提示する。さらに、次のリングの掘削でも同様の傾向が続く場合、同項目に赤色を点灯させる。「地盤変状が懸念されます。掘進を停止して排土量や変位量を確認してください」との警告コメントが出る。

リスクの程度に応じて、黄色と赤色の2段階で警報を表示。対応策も提示する(資料:鹿島)
リスクの程度に応じて、黄色と赤色の2段階で警報を表示。対応策も提示する(資料:鹿島)
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