深夜、終電が走り去った後、鉄道会社の保守人員が線路やホーム、トンネル、高架橋などの鉄道設備を確認・検査する鉄道保守。実はこの保守業務は人の手によって支えられている。目視や打音、計測など、これらの作業は基本的には手作業だ。そんな保守人員も人手不足の環境にある。そんな中、東急電鉄がデジタル技術を活用した大手民鉄初の取り組みを始めた。その中身とは？
１秒間に１００万発のレーザー
鉄道の安全輸送に欠かすことができない保守業務。保守の対象も線路、電気設備、車両、高架橋やトンネルなど、対象は多岐にわたる。これらの作業は基本的には手作業だ。さらに今後、現場で働く技術者の人手不足も悩みの種になる中、東急電鉄が鉄道の「保守業務のＤＸ（デジタルトランスフォーメーション）」に乗り出している。
「道路で使われている技術を鉄道でも応用することで、保守業務の効率化を図れる」─。東急電鉄鉄道事業本部工務部施設保全課の白田英明氏は語る。同社は「鉄道版インフラドクター」と呼ばれる技術を導入した。物体や地形を点の集合で把握し、そのデータをコンピュータ上で扱うことを可能にする技術だ。
カメラやＬＥＤ照明、レーザースキャナなどの機材を通常使われている鉄道保守用車に搭載。その保守用車が線路上を動きながら３６０度の全方位で線路周辺の構造物を計測していく。20台のＬＥＤ証明がトンネル内などを照らしながら、高い解像度を誇る８台の８Ｋカメラと１秒間に１００万発のレーザーを当てるレーザースキャナで画像データや点群データを取得する。
インフラドクターは主に「建築限界検査」と「トンネル特別全般検査」で導入する。前者は鉄道の安全走行を維持するため、列車の揺れや線路線形などを考慮して設定した標識や建物などを設けてはならない空間を指す。要は駅のホームなどのことだ。そして後者は20年に１回実施するトンネルの詳細検査のこと。
保守用車で得られた３Ｄ点群データや高解像度カメラの画像を活用することよって、現地まで足を運んで人が目視や打音などで行っていた検査や計測が機械計測に代替されることになる。また、データや画像の解析により、トンネル各部位の浮きや剥離などの要注意箇所を効率的に抽出することも可能だ。
大手民鉄では初の取り組みとなるインラフドクターへの東急電鉄関係者の期待は大きい。工務部施設保全課課長補佐の武田祐一氏によれば「建築限界検査では、ホームと線路との距離を定期的に定点計測するのだが、アルミ製の巨大な定規を用いて人が直接メモリを読んでいる。これらは全て手作業で各駅のホームドアごとに実施している」
しかし、インフラドクターを活用すれば、この人手による定点観測を機械による全面計測に転換することができる。通常、現地での定点観測は東急電鉄全線で約12カ月を要していたが、インフラドクターの導入で約２カ月へと短縮される。
また、トンネル特別全般検査でも東急沿線にある２０２１年度該当箇所（13カ所・約２・９キロ）の作業が効率化される。通常は現地での近接目視による検査に約６カ月。トンネル内まで移動し、現地に足場を組み立てて高所を含めた全ての部位を検査していた。しかし、これが約２カ月に短縮でき、さらに、検査が必要な箇所をあらかじめ抽出することができるため、検査の省力化も図ることができる。
実はこのインフラドクターの技術を持っていたのが首都高速道路。首都高も道路の老朽化が進んでいた一方で技術者不足に直面。そこで同社は17年からレーザー計測機と全方位カメラを搭載した車両を走行させるだけで各種のデータの取得を可能にしていた。これを鉄道でも使えるようにしたのが今回の鉄道版インフラドクターだ。
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伊豆急行での導入効果
最初は東急グループの伊豆急行で18年に実施した。その結果、現場でのトンネル特別全般検査に要した日数は約８割減（15日
→３日）、検査費用も約４割減少した。また、「検査精度のバラつきも解消され、技術継承の促進も期待できる」（白田氏）。こ
れと同時に、各データをシステム上で管理することも可能になった。
「保守業務でも線路を見る保線や高架橋などを見る土木、駅舎などを見る建築、電気設備などを見る電気といった具合で各部門があるが、それらの各部門の情報を共有することができれば効率も上がる」（武田氏）
東急電鉄では鉄道版インフラドクターの導入で検査費用の最大３割の削減を目指す考えだ。一般的に鉄道のコスト構造は人件費や車両修繕費、減価償却費、賃料など、ほぼ固定費で成り立っている。コロナ禍で輸送人員の激減が起き、ポストコロナでは在宅勤務などの普及で大幅な増加は見込めない。そのため、「この固定費をどれだけ下げられるか」（幹部）が競争力に直結する。
８Ｋカメラやレーザースキャナなどを搭載した計測車両
また、人手不足も大きな課題だ。鉄道の保守業務に携わる熟練の技術者は減少傾向にあり、「深夜かつ屋外という過酷な環境下での仕事」（同）といったイメージが強い。東急電鉄では保守業務に携わる現業部門の人員は約２８００人（鉄道統計年報［平成
30年度］）だが、今後は生産年齢人口が減少する。50年度には20年度比で約３割減少するとの予測に同社は身構える。
武田氏は「別の検査にも導入できないか検討していくと共に、全ての世代で使いやすくしていきたい」と語る。このシステムの全部や一部を他の鉄道会社や道路会社、空港会社などに外販することも視野に入れる。
線路などの保守業務は過酷かつ地味なものではあるが、鉄道会社が根幹に据える〝安全〟に直結する。その保守業務にデジタル技術をいかに融合させていけるかが、鉄道会社間の差別化要素になりそうだ。
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１秒間に１００万発のレーザー
鉄道の安全輸送に欠かすことができない保守業務。保守の対象も線路、電気設備、車両、高架橋やトンネルなど、対象は多岐にわたる。これらの作業は基本的には手作業だ。さらに今後、現場で働く技術者の人手不足も悩みの種になる中、東急電鉄が鉄道の「保守業務のＤＸ（デジタルトランスフォーメーション）」に乗り出している。
「道路で使われている技術を鉄道でも応用することで、保守業務の効率化を図れる」─。東急電鉄鉄道事業本部工務部施設保全課の白田英明氏は語る。同社は「鉄道版インフラドクター」と呼ばれる技術を導入した。物体や地形を点の集合で把握し、そのデータをコンピュータ上で扱うことを可能にする技術だ。
カメラやＬＥＤ照明、レーザースキャナなどの機材を通常使われている鉄道保守用車に搭載。その保守用車が線路上を動きながら３６０度の全方位で線路周辺の構造物を計測していく。20台のＬＥＤ証明がトンネル内などを照らしながら、高い解像度を誇る８台の８Ｋカメラと１秒間に１００万発のレーザーを当てるレーザースキャナで画像データや点群データを取得する。
インフラドクターは主に「建築限界検査」と「トンネル特別全般検査」で導入する。前者は鉄道の安全走行を維持するため、列車の揺れや線路線形などを考慮して設定した標識や建物などを設けてはならない空間を指す。要は駅のホームなどのことだ。そして後者は20年に１回実施するトンネルの詳細検査のこと。
保守用車で得られた３Ｄ点群データや高解像度カメラの画像を活用することよって、現地まで足を運んで人が目視や打音などで行っていた検査や計測が機械計測に代替されることになる。また、データや画像の解析により、トンネル各部位の浮きや剥離などの要注意箇所を効率的に抽出することも可能だ。
大手民鉄では初の取り組みとなるインラフドクターへの東急電鉄関係者の期待は大きい。工務部施設保全課課長補佐の武田祐一氏によれば「建築限界検査では、ホームと線路との距離を定期的に定点計測するのだが、アルミ製の巨大な定規を用いて人が直接メモリを読んでいる。これらは全て手作業で各駅のホームドアごとに実施している」
しかし、インフラドクターを活用すれば、この人手による定点観測を機械による全面計測に転換することができる。通常、現地での定点観測は東急電鉄全線で約12カ月を要していたが、インフラドクターの導入で約２カ月へと短縮される。
また、トンネル特別全般検査でも東急沿線にある２０２１年度該当箇所（13カ所・約２・９キロ）の作業が効率化される。通常は現地での近接目視による検査に約６カ月。トンネル内まで移動し、現地に足場を組み立てて高所を含めた全ての部位を検査していた。しかし、これが約２カ月に短縮でき、さらに、検査が必要な箇所をあらかじめ抽出することができるため、検査の省力化も図ることができる。
実はこのインフラドクターの技術を持っていたのが首都高速道路。首都高も道路の老朽化が進んでいた一方で技術者不足に直面。そこで同社は17年からレーザー計測機と全方位カメラを搭載した車両を走行させるだけで各種のデータの取得を可能にしていた。これを鉄道でも使えるようにしたのが今回の鉄道版インフラドクターだ。
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伊豆急行での導入効果
最初は東急グループの伊豆急行で18年に実施した。その結果、現場でのトンネル特別全般検査に要した日数は約８割減（15日
→３日）、検査費用も約４割減少した。また、「検査精度のバラつきも解消され、技術継承の促進も期待できる」（白田氏）。こ
れと同時に、各データをシステム上で管理することも可能になった。
「保守業務でも線路を見る保線や高架橋などを見る土木、駅舎などを見る建築、電気設備などを見る電気といった具合で各部門があるが、それらの各部門の情報を共有することができれば効率も上がる」（武田氏）
東急電鉄では鉄道版インフラドクターの導入で検査費用の最大３割の削減を目指す考えだ。一般的に鉄道のコスト構造は人件費や車両修繕費、減価償却費、賃料など、ほぼ固定費で成り立っている。コロナ禍で輸送人員の激減が起き、ポストコロナでは在宅勤務などの普及で大幅な増加は見込めない。そのため、「この固定費をどれだけ下げられるか」（幹部）が競争力に直結する。
８Ｋカメラやレーザースキャナなどを搭載した計測車両
また、人手不足も大きな課題だ。鉄道の保守業務に携わる熟練の技術者は減少傾向にあり、「深夜かつ屋外という過酷な環境下での仕事」（同）といったイメージが強い。東急電鉄では保守業務に携わる現業部門の人員は約２８００人（鉄道統計年報［平成
30年度］）だが、今後は生産年齢人口が減少する。50年度には20年度比で約３割減少するとの予測に同社は身構える。
武田氏は「別の検査にも導入できないか検討していくと共に、全ての世代で使いやすくしていきたい」と語る。このシステムの全部や一部を他の鉄道会社や道路会社、空港会社などに外販することも視野に入れる。
線路などの保守業務は過酷かつ地味なものではあるが、鉄道会社が根幹に据える〝安全〟に直結する。その保守業務にデジタル技術をいかに融合させていけるかが、鉄道会社間の差別化要素になりそうだ。
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