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線路設備点検の人的保守量を削減しながら精緻なモニタリングとメンテナンス最適化の実現にむけて
IoT × ”線路点検” × KDDI

線路設備点検の人的保守量を削減しながら
精緻なモニタリングとメンテナンス最適化の
実現にむけて

東日本旅客鉄道株式会社 様 / 株式会社プロドローン 様

2020年2月4日~5日にかけて、KDDI株式会社東日本旅客鉄道株式会社(JR東日本)、株式会社プロドローンの3社は、「スマートドローン」を活用した線路設備点検効率化に向けた実証実験実施しました。
今回記事では、従来線路設備点検作業でどのような問題点を抱えていたのか、それを解決するためにどのような実証実験が行われたのかについて詳しく紹介します。


実証実験で目指すこと

通勤通学に欠かせない電車ダイヤ通りに運行するためには、車両だけではなく線路安全点検必要不可欠です。定期的線路点検作業はもちろんですが、万が一災害事故などが発生して異常検知した場合現地急行して目視によって異常箇所点検しなければなりません。しかし、これを実現するためには多くの時間を要することに加え、点検にあたる作業員確保しなければならず、鉄道会社にとって大きな負担となっていました。
そこで線路設備点検作業のために作業員現地派遣するのではなく、自律飛行可能ドローン活用し、無人での点検状態確認可能にすることを目標とする3社合同による実証実験が行われました。


実験概要

今回行われた実証実験概要各社役割使用された「スマートドローン」の詳細について解説します。また、この実証実験は「モビリティ変革コンソーシアム」の活動一環として行われました。
コンソーシアムは、国内外企業研究機関などとのオープンイノベーションによるモビリティ変革実現目的とし、JR東日本によって設立された団体です。


実証実験の内容と各社の役割

今回実証実験は大きく分けて2つの内容に分かれます。

  • 線路設備上空におけるドローン自律飛行実施飛行精度検証

200mにわたる線路設備上を、20mの高度維持しながらドローン自律飛行往復させ、ドローン搭載されたカメラ線路様子撮影空撮)します。

  • ドローン空撮した映像伝送

ドローン撮影した映像データをLTE通信網によって遠隔地係員のもとに伝送し、係員タブレットPCにインストールされた専用アプリで、ドローン飛行状態映像確認することができます。

  • 本実証実験計画策定および結果分析はKDDIとJR東日本担当し、ドローン機体開発プロドローンフライトはKDDIが担当しました。

「スマートドローン」とは

今回実証実験使用された「スマートドローン」は、KDDIのモバイルネットワーク活用しながら、広範囲ドローン自律飛行可能にするソリューションです。
従来ドローンはWi-FiやBluetoothなどのネットワーク活用した通信を行うため、半径数百m~数km程度までの範囲しかカバーできず飛行エリア限定されますが、「スマートドローン」の場合モバイルネットワーク活用することにより、遠く離れた場所からでも制御可能となり、より安全ドローン飛行実現します。


KDDIの 「スマートドローンプラットフォーム」とは

ドローン自律飛行は単に機体提供しただけで実現するものではありません。飛行ルート設定上空付近障害物などを避けるために役立つ3次元地図飛行状況確認制御する運航管理飛行中収集した情報ネットワークによって共有するクラウド設備が揃ってはじめて機能するものです。これらをひとつのパッケージとしてKDDIでは「スマートドローンプラットフォーム」という名称提供しています。


実証実験の結果

今回実証実験によって、線路設備上空20mという高度維持しながら、200mにわたってドローン安定飛行可能なことを証明しました。またLEDライト搭載することにより、夜間でも線路設備状況カメラ映像目視確認することにも成功しています。
安定した飛行精度は、点検の際に線路設備撮影フレーム内に捉え続けるためにも不可欠要件です。

また、撮影した映像データをLTE回線遠隔地伝送できることを確認すると共に、ドローン飛行時騒音やLEDライト照射時照度など、実際運用想定したデータ収集並行して行われました。

多くの時間人員を要する線路設備点検ですが、今回実証実験によってスマートドローン活用すれば昼夜を問わず遠隔地係員映像伝送可能なことが実証されました。

線路設備内におけるドローン飛行精度検証

ドローン空撮映像(夜間)/通信品質検証


今後の実用化に向けて

KDDIとJR東日本プロドローンの3社は、今回実証実験によって得られたデータをもとに、「スマートドローン」および「スマートドローンプラットフォーム」を活用した線路設備点検作業内容要件をさらに詳細化した後、さまざまなユースケースについて検証し、実運用開始に向けて取り組んでいく予定です。

またKDDIでは、線路設備点検以外用途においても様々なお客さまのニーズ対応するため、スマートドローンプラットフォーム活用した新しい体験価値創造していきます。