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山岳トンネル用のAI機能付き積み込み機「AIロックローダ」を開発(ニュースリリース)

PR TIMES / 2022年8月3日 20時40分

~トンネルズリだし作業の省力化と安全性向上を実証~

 大和ハウスグループの株式会社フジタ(本社:東京都渋谷区、社長:奥村洋治)は、株式会社三井三池製作所(本社:東京都中央区、社長:中村元彦)と共同で、山岳トンネルの掘削ズリ(掘削によって発生する岩塊)だし作業の省力化・省人化を可能とするAI機能搭載の積み込み機「AIロックローダ」を開発しました。自動で掘削ズリのかき込み、積み込みが可能な機械の開発は、国内初(※1)となります。



 本機は、発破後に切羽(掘削の最先端箇所)から運搬されたズリをかき寄せる「掘削ブーム」と機械後方へ直接ズリを排出し、重ダンプなどに積み込みを行う「排土ベルコン」、機械運転席前方に配置したセンシング機器、GPU盤(AI自動運転盤)などで構成します。AIによりズリのかき込みから積み込みまでの一連の作業がオペレータ不要で可能となり、省力化・省人化を実現しました。また、発破後の切羽のズリを迅速に処理することで、切羽作業エリアを早期解放し、速やかに次工程(支保工作業)へ移行できるため、トンネル掘削のサイクルの効率化が可能となります。
 本機は羽ノ浦トンネル工事(※2)の施工現場で試行・実用化し、AIによる円滑な施工性を確認するとともに、掘削作業の省力化・省人化・安全性向上に寄与できることを確認しました。


[画像1: https://prtimes.jp/i/2296/1735/resize/d2296-1735-0e505eb43c4d8391577e-1.jpg ]

<開発の背景>
 山岳トンネルの施工は、1.発破、2.ズリだし(積込み,運搬)、3.支保工が基本的な作業サイクルとなります。これらの作業の中で、ズリだし作業は、重ダンプの台数やトンネル内外への運行サイクルなどの制約から、次工程の支保工作業まで長い時間を要し、積み込み機械(ホイールローダやバックホウ)のオペレータの拘束時間も長くなります。そのため従来の施工方法では、運搬機械(重ダンプや連続ベルトコンベア)の改造・改善などを行うことで、ズリだし作業の効率化を図ってきました。新たに開発した本機は、切羽後方に設置し、発破後のズリを本機前方に仮置きした後、重ダンプなどの運搬機械へ自動積み込みすることで、省力化・省人化を図るものです。

<AIロックローダの特徴>
1. 省力化・省人化…AI自動運転によるズリのかき込み、積み込みが可能、20%の省人化(班編成:5人→4人に変更)を実現
2. 安全性向上…AIセンシングにより人や機械の検知・自動停止が可能
3. 運転モード選択可能…AI運転モード、半自動モード、手動モード
[画像2: https://prtimes.jp/i/2296/1735/resize/d2296-1735-10a39960c6b417794ca9-2.jpg ]

<検証結果・今後の活用>
 AIロックローダは、羽ノ浦トンネル工事の施工現場に導入し、トンネル内にて実証実験および実用化を行いました。本機の採用により、トンネル発破後の切羽作業エリアの早期解放が可能となり、次工程の支保工作業へ円滑に移行ができました。その結果、ズリ積み込み作業のオペレータが不要となり、20%の省人化(班編成:5人→4人に変更)を実現し、省力化につながりました。
 本機械は、さまざまな運搬方式のトンネル工事への展開が可能なため、今後、更なる省力化・省人化・安全性向上に向けて導入を進めていく予定です。
[画像3: https://prtimes.jp/i/2296/1735/resize/d2296-1735-ac4e1d2848b129a9e04c-3.jpg ]

※1 フジタ調べ(2022年8月2日時点)
※2 羽ノ浦トンネル工事の概要
工事名称:令和元-4年度横断道羽ノ浦トンネル工事
工事場所:徳島県小松島市櫛渕町久ヶ谷~阿南市羽ノ浦町岩脇猪ノ谷地先
発注者:国土交通省四国地方整備局

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