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論文 R01 D 情報モデルを活用した維持管理に関する研究 JR 西日本における鉄道橋への適用 ○清水 智弘 *1 吉川 *2 瀧浪 秀元 *3 中山 忠雅 *4 キーワード:BIM/CIM システム開発 維持管理 3D 1. はじめに 機械設計・製造分野では1970年代からCAD(Computer Aided Design) CAM(Computer Aided Manufacturing) CAE(Computer Aided Engineering) を統合化した CIM(Computer Integrated Manufacturing)が推進され、その 中で3D-CAD も利活用されていった。建築分野でも、 CIM(Computer Integrated Manufacturing) などの情報化技 術によって建築生産の合理化に取り組んできた 1。さら に、BIM(Building Information Modeling)が普及してきて おり、意匠や構造、設備などの設計からFMなどの維持管 理まで幅広く利活用されている。一方、土木インフラ分 野に目を転じてみると2008年に策定された「CALS/ECクションプラン」の中でICT(情報通信技術)を活用し た建設生産システムの構築を目指して3Dデータの利活 用が押し進められたものの十分に浸透せず、今もなお2 Dデータの利用が多い状況にある。実務の現場での電子 納品、情報化施工、情報共有システムなどCALSE/ECよって一定の成果が得られたものの、一方でCALS/EC目指してきた調査〜計画〜設計〜積算〜施工〜維持管理 までの建設プロセスを一貫して情報化させるためのシス テム構築については実現には至らず課題として残ってい 2そのような中、2012年になると土木版BIMと呼ばれる CIM(Construction Information Modeling)が国交省から提 唱された 34CIMとは、施設や構造物の3Dの形状情報 にくわえ属性情報(材料・部材の仕様、性能、コストなど の情報)を併せもつ建設情報モデルのことである。建設プ ロセス全体で関連情報を一元的に共有・活用させること により生産性の向上を図ることを目的としており、これ BIMの概念を参照している。CIM(Computer Integrated Manufacturing) 3D形状のみで、各々の形状に意味は持 たせていない3Dモデルを扱うことが主流であるのに対 し、 BIM/CIM(Construction Information Modeling)は、 3D状にくわえ材料・部材の仕様、性能、数量、コストなど の属性情報(意味情報)を持たせた3Dモデルであるといえ る。このような動向のもと、国交省は2012年にBIM/CIM 導入検討会を設立しており、BIMCIMを一体的に捉え ることで建設生産システム全体の効率化と生産性の向上 を目指している。 2. 研究の目的 BIM/CIM は次元()を「評価軸」として捉えている。 立体的な構造物を示す 3D にくわえ、「時間」軸を考慮し 4D や「コスト」軸を考慮した 5D を含めた活用の検討 が進められている。さらには、「維持管理」軸を考慮した 6D が出現し始めており 56、我が国においても少子高齢 化、技術の伝承、施設の更新等の社会資本を取り巻く環 境が変化してきている中で BIM/CIM を活用した「維持 管理の効率化・高度化」が重要となっていくと考えてい る。そこで、本研究では維持管理に焦点を当てた。 わが国では、高度経済成長期に大量の社会資本(イン フラ)が整備・蓄積されてきた。これらの社会資本(イ ンフラ)ストックは、建設後すでに 3050 年の期間を経 過していることから、今後、急速に老朽化が進行してい くと想定される。このような状況を鑑みれば社会資本に おける適切かつ効率的な管理と評価技術の高度化が一層 求められる状況にある。これまでの社会基盤施設におけ る維持管理については、機能的な信頼度が直ちに大きく 損なわれるような事象が少なかったことから、損傷が発 生してから修繕などの対処をする「事後的管理」が行わ れていた。しかし、今後、高齢化したストック(社会基 盤施設)が増大していくと致命的な損傷が発生する可能 性が飛躍的に高まる。そのような中、事後的な対処で万 全を期すことは困難であり、結果として安全性が大きく 損なわれる恐れがある。既存の構造物を効率的かつ適切 に維持・管理・更新していくためには、早期に修復が必 要な箇所を発見することにより、構造物の長寿命化を図 る「予防保全的管理」への転換が必要である。 予防保全的管理として構造物の機能を維持していくた めには、検査〜計画〜工事という流れの中で、各種デー タを蓄積するとともに、これらを常に最新のデータに更 新しておくことを継続的に実施していく必要がある。 すでに構造物の老朽化が深刻な状況となっている米 国においては、 BIM/CIM が土木分野でも実務レベルで展 開されはじめている。米国での土木に関わる発注者や設 計会社、ゼネコンなどを対象に行った調査では、実務で BIM/CIM 利用率は 2013 年には 52%になると予測され ている 7。このように BIM/CIM は、生産性向上の効果を 発揮するものとして期待されているだけでなく、すでに 日本建築学会・情報システム技術委員会 第 36 回情報・システム・利用・技術シンポジウム 2013 -1-

Transcript of D Ô¹Ý q#ÝKS)T â'ö#. 6õM %Ê'2 -...

論文 R01

3D情報モデルを活用した維持管理に関する研究 JR西日本における鉄道橋への適用

○清水 智弘*1 吉川 眞*2

瀧浪 秀元*3 中山 忠雅*4

キーワード:BIM/CIM システム開発 維持管理 3D

1. はじめに

機械設計・製造分野では1970年代からCAD(Computer

Aided Design)とCAM(Computer Aided Manufacturing),

CAE(Computer Aided Engineering) を 統 合 化 し た

CIM(Computer Integrated Manufacturing)が推進され、その

中で3D-CADも利活用されていった。建築分野でも、

CIM(Computer Integrated Manufacturing)などの情報化技

術によって建築生産の合理化に取り組んできた1)。さら

に、BIM(Building Information Modeling)が普及してきて

おり、意匠や構造、設備などの設計からFMなどの維持管

理まで幅広く利活用されている。一方、土木インフラ分

野に目を転じてみると2008年に策定された「CALS/ECア

クションプラン」の中でICT(情報通信技術)を活用し

た建設生産システムの構築を目指して3Dデータの利活

用が押し進められたものの十分に浸透せず、今もなお2

Dデータの利用が多い状況にある。実務の現場での電子

納品、情報化施工、情報共有システムなどCALSE/ECに

よって一定の成果が得られたものの、一方でCALS/ECが

目指してきた調査〜計画〜設計〜積算〜施工〜維持管理

までの建設プロセスを一貫して情報化させるためのシス

テム構築については実現には至らず課題として残ってい

た2)。

そのような中、2012年になると土木版BIMと呼ばれる

CIM(Construction Information Modeling)が国交省から提

唱された3)4)。CIMとは、施設や構造物の3Dの形状情報

にくわえ属性情報(材料・部材の仕様、性能、コストなど

の情報)を併せもつ建設情報モデルのことである。建設プ

ロセス全体で関連情報を一元的に共有・活用させること

により生産性の向上を図ることを目的としており、これ

はBIMの概念を参照している。CIM(Computer Integrated

Manufacturing)は3D形状のみで、各々の形状に意味は持

たせていない3Dモデルを扱うことが主流であるのに対

し、BIM/CIM(Construction Information Modeling)は、3D形

状にくわえ材料・部材の仕様、性能、数量、コストなど

の属性情報(意味情報)を持たせた3Dモデルであるといえ

る。このような動向のもと、国交省は2012年にBIM/CIM

導入検討会を設立しており、BIMとCIMを一体的に捉え

ることで建設生産システム全体の効率化と生産性の向上

を目指している。

2. 研究の目的

BIM/CIM は次元(軸)を「評価軸」として捉えている。

立体的な構造物を示す 3D にくわえ、「時間」軸を考慮し

た 4D や「コスト」軸を考慮した 5D を含めた活用の検討

が進められている。さらには、「維持管理」軸を考慮した

6D が出現し始めており 5)6)、我が国においても少子高齢

化、技術の伝承、施設の更新等の社会資本を取り巻く環

境が変化してきている中で BIM/CIM を活用した「維持

管理の効率化・高度化」が重要となっていくと考えてい

る。そこで、本研究では維持管理に焦点を当てた。

わが国では、高度経済成長期に大量の社会資本(イン

フラ)が整備・蓄積されてきた。これらの社会資本(イ

ンフラ)ストックは、建設後すでに 30〜50 年の期間を経

過していることから、今後、急速に老朽化が進行してい

くと想定される。このような状況を鑑みれば社会資本に

おける適切かつ効率的な管理と評価技術の高度化が一層

求められる状況にある。これまでの社会基盤施設におけ

る維持管理については、機能的な信頼度が直ちに大きく

損なわれるような事象が少なかったことから、損傷が発

生してから修繕などの対処をする「事後的管理」が行わ

れていた。しかし、今後、高齢化したストック(社会基

盤施設)が増大していくと致命的な損傷が発生する可能

性が飛躍的に高まる。そのような中、事後的な対処で万

全を期すことは困難であり、結果として安全性が大きく

損なわれる恐れがある。既存の構造物を効率的かつ適切

に維持・管理・更新していくためには、早期に修復が必

要な箇所を発見することにより、構造物の長寿命化を図

る「予防保全的管理」への転換が必要である。

予防保全的管理として構造物の機能を維持していくた

めには、検査〜計画〜工事という流れの中で、各種デー

タを蓄積するとともに、これらを常に最新のデータに更

新しておくことを継続的に実施していく必要がある。

すでに構造物の老朽化が深刻な状況となっている米

国においては、BIM/CIM が土木分野でも実務レベルで展

開されはじめている。米国での土木に関わる発注者や設

計会社、ゼネコンなどを対象に行った調査では、実務で

の BIM/CIM 利用率は 2013 年には 52%になると予測され

ている 7)。このように BIM/CIM は、生産性向上の効果を

発揮するものとして期待されているだけでなく、すでに

日本建築学会・情報システム技術委員会第 36 回情報・システム・利用・技術シンポジウム 2013

-1-

論文 R01

3D モデルの

わが国の社会

なメンテナン

BIM/CIM への

わが国では

なリスクをよ

がBIM/CIMの

そのため、計

いては積極的

施工や維持管

かを見極める

ない。しかし

つもりのデー

立たなければ

なる。すなわ

めていくうえ

デルがどうあ

議論し、3Dモ

ていくことも

ると考えてい

以上の点を

した維持管理

法を開発する

プロセスの重

3. 研究の方

わが国にお

102,293 施設

車(マイカー

均経年数は橋

上にわたり継

設を超えてい

そのような

の検査方法や

術基準となる

るとその検査

必要な対応を10)。現在はす

ンスに取り組

用期間を通じ

検査を行い、

その中で、

画〜工事まで

向矢印部分)

進めていくの

には一連の維

存在する。そ

内容などを十

有意性につい

会インフラにつ

ンス時代を迎

の展開は重要

は、建設プロセ

より上流で管理

の目指すべき方

計画や設計段階

的に取り組まれ

管理を見据えて

ることはBIM

しながら、施工

ータが、実際の

ば、設計の手間

わち「フロン

えでも下流の

あるべきかとい

モデルの重要性

もBIM/CIMを

いる.

を踏まえ本研究

理を支援してい

るとともに、今

重要性について

方法

おける鉄道構

、トンネルは

ー)の普及以前

橋梁が 56 年、

継続使用され

いるといわれて

な状況のもと、

や検査周期とい

る「維持管理標

査の周期や方法

を検討するな

すべての鉄道事

組んでおり、JR

じてその要求性

必要に応じて

2D の図面(展

での維持管理業

。この方法は

のであれば有効

維持管理の中に

その場合、2D の

十分に理解し合

いて一定の成果

ついても上述

迎えるため、維

要性が非常に高

セスの各段階

理する「フロン

方向として掲

階におけるBIM

れている9)。計

てどこまでの

M/CIMが普及す

工や維持管理

の施工や維持

間が無駄に増

トローディン

施工や維持管

いったあり方

性について「

を推進していく

究では、予防保

いくための適切

今後のBIM/CI

て維持管理の観

構造物は、橋梁

は 4,737 施設に

前に整備され

トンネルが 6

る橋梁やトン

ている 10)。

、国交省は 20

いったメンテ

標準」を施行し

法等について

などの見直しが

事業者が共通

R 西日本にお

性能を満足す

て措置を講じ

展開図)を参照

業務を行って

、熟練した技術

効である。し

には、さまざ

の情報のみで維

合うことは難

果が得られてい

したように本

維持管理にお

高いと考えてい

におけるさま

ントローディン

掲げられている

M/CIMの活用

計画や設計段

データを作成

するうえで欠

を考えて作成

管理の場面で

えてしまうだ

グ」を効果的

管理において3

についても併

ボトムアップ

くうえで重要

保全的管理を

切かつ効率的

IMを活用した

観点から考察

梁(1m 以上

上る。鉄道は

た路線も多く

62 年で、100

ンネルは 15,00

007 年に鉄道

ナンスに関す

し 11)、2013 年

妥当性を検証

が進められて

の体系でメン

いても構造物

るよう、定期

ている。

しながら検査

いる(図 1 の

術者のみで作

かしながら、

まな関係者が

維持管理に関

しい。最悪の

いる。

本格的

おける

いる。

まざま

ング」

る8)。

用につ

段階で

成する

欠かせ

成した

で役に

だけに

的に進

3Dモ

併せて

プ」し

要であ

を目指

的な手

た建設

察する。

上)が

は自動

、平

年以

00 施

道施設

する技

年にな

証し、

いる

ンテナ

物が供

期的に

査〜計

の一方

作業を

実際

が多数

関わる

のケー

スで

を進

延長

はな

が難

事段

的表

れる

えら

持管

にお

ルか

状・

4 3

4.1.

築す

から

的な

寸法

寸法

こと

では、関係者間

進めてしまい、

長といった問題

ない。すなわち

難しく生産性を

適切な維持管理

段階の知識を簡

表現に優れた 3

る。とくに構造

られるため、本

管理システムの

おける山陽新幹

から寸法を持っ

補修数量を算

3D情報モデル

3Dモデルの構

本システムで維

する必要がある

ら対象橋梁と同

なモデルが自動

法が分かる図面

法を入力するこ

ができる(図

図 1 従来の

間で十分な合意

その結果、作

題が発生してし

ち、2D のみの管

を低下させてし

理を行うために

簡単に共有する

3D データの利

造が複雑であれ

本研究では、3D

の構築を行った

幹線の高架橋と

った展開図を

算定する手法を

ルを用いた維持

構築

維持管理を行う

る。まず、橋梁

同タイプの 3D

動的に構築され

面などを参照し

ことで詳細な橋

図 3)。

の維持管理の

図 2 標準モデ

意形成ができ

作業の手戻りや

しまうことも考

管理では、適切

しまう可能性が

には、関係者

ることが重要で

利用が有効で

ればより効果的

D 橋梁モデル

た。具体的には

と桁橋を対象

を作成し、撮影

を開発した。

持管理システム

うためには 3D

梁構造別の橋梁

D モデルを選択

れる(図 2)。

して構造パラ

橋梁 3D モデル

流れと本手法

デルの構築

ないまま作業

や作業期間の

考えられなく

切な維持管理

がある。

間で検査や工

であり、視覚

あると考えら

的であると考

を活用した維

は、JR 西日本

とし 3D モデ

影写真から変

D モデルを構

梁 3D モデル

択すると標準

次いで、部材

メータに部材

ルを構築する

法の比較

-2-

論文 R01

4.2. 写真管

維持管理業

写真も管理し

影するために

去のデータを

なくない。構

どの部位をど

きなければ撮

ら、撮影した

することは非

真の位置関係

そこで本シ

を視覚的に把

に撮影した写

には、3Dモデ

どの特徴的な

報をもとに撮

間上に正確に

レンズひずみ

影写真をマッ

により、別日

ても写真同士

になった。本

一元的に管理

果的に活用で

4.3. 検査・

「予防保全

や劣化などの

も費用対効果

る。そのため

やすく把握し

べき箇所を把

を的確に評価

事箇所の位置

そこで、本

置させた撮影

間上に配置さ

影角度が求め

間上の視線ベ

クトルと3Dモ

で、変状・修

すなわち、写

で、3Dモデル

積)が反映さ

業務では、図面

している。一度

に撮影写真の管

を検索すること

構造物の測定や

どの位置から撮

撮影した写真は

た構造物の部位

非常に面倒な作

係を把握するこ

システムでは、

把握できるよ

写真が配置され

デルと撮影写真

な点を4点指示

撮影位置と撮影

に配置すること

みなどを除去す

ッチングさせる

日あるいは別の

士の位置関係が

本システムによ

理できるだけで

できる仕組みが

工事履歴管理

全管理」を実現

の経年変化をい

果の高い修繕計

めには、検査

しておく必要が

把握するために

価する必要があ

置や数量を正確

本システムでは

影写真を活用し

された撮影写真

められているた

ベクトルが一義

モデルが交差

修繕図形のXYZ

写真上の検査

ルに正確な位

れる(図8)。

面管理と併せ

度の現場作業

管理が煩雑と

とが困難な状

や点検におい

撮影したもの

は効力を持た

位と撮影位置

作業であり、

ことはさらに

、構造物と撮影

うにするため

れる仕組みを構

真の両者に対

示することで、

影方向が正確

とができる(

することによ

ることができ

の作業者が撮影

が容易に把握

より現場で撮影

でなく、撮影

が構築できた

現するために

いち早く把握

計画を策定す

・工事の内容

がある。また

には、その進行

ある。そのた

確に記録しな

は、前章で述べ

した測定方法

真は、写真の撮

ため、写真上

義的に決定さ

する面上の点

Z座標値が計算

・工事箇所を

置および形状

て現場で撮影

で膨大な写真

なってしまい

況になること

ては、撮影写

であるかを管

ない。しかし

を対応づけて

それぞれの撮

困難であった

影写真の位置

、3Dモデル空

構築した。具

して、部材端

撮影したカメ

に求められ、3

図4)。この際

り、3Dモデル

る(図5)。こ

影した写真で

・管理できる

影してきた写

してきた写真

(図6)。

は、構造物の

し、さらには

ることが必要

を時系列でわ

、優先的に修

行具合(健全

めには、検査

ければならな

べた3D空間上

を採用した。3

撮影位置およ

の点pが示す3

れる。その視

点Pを計算する

算される(図7

図形でなぞる

状や数量(長さや

影した

真を撮

い、過

も少

写真が

管理で

しなが

て管理

撮影写

た。

置関係

空間上

具体的

端部な

ラ情

3D空

際、

ルと撮

これ

であっ

よう

写真が

真を効

の腐食

は、最

要とな

わかり

修繕す

全度)

査・工

ない。

上に配

3D空

よび撮

3D空

視線ベ

こと

7)。

こと

や面

図6

図7

図8

図 3 詳細モデ

4 写真マッ

5 写真マッ

3D空間上へ

3Dモデルと写

変状・修繕図

デルの構築

チング手法

チング結果

への写真配置

写真の対応関係

図形入力結果

-3-

論文 R01

また、個別

より、経年的

握することが

2D図面によ

などを管理し

間構成をイメ

化を把握しに

査・工事箇所

ることは容易

数量を測定す

所に接近し、

かし、このよ

大きい。さら

いても課題が

を行うことも

および数量の

別途手動によ

記載自体が模

を活用すれば

的かつ容易に

全な点検位置

4.4. 2D図面

橋梁のよう

雑なため、個

くの労力がか

ても十分に確

ば、構造パラ

され、その形

に出力できる

でも瞬時にか

らには、構造

ている点検・

も正確に出力

5. 検証

検査〜計画

検査と補修工

ステムを用い

ついて検証を

高架橋((計 2

た時間をスト

の平均作業人

数)を行った。

結果、従来方

短縮と作業人

11)。従来法

眺望目視での

別の検査・工事

的な変状の進行

が可能となった

よる構造物の腐

していく場合、

メージすること

にくいという問

所の位置および

易でない。たと

するためには、

スケールを用

ような測定方法

らには、高所作

が残る。また、

も可能であるが

の測定に正確性

より2D図面(

模式図的なもの

ば、3Dモデルを

に把握すること

置・数量(長さ

面の作成・出力

うな構造物の場

個々の構造に対

かかっていた。

確保されない場

ラメータを変更

形状を反映した

る機能を有して

かつ高精度に出

造の形状だけで

・補修箇所につ

力することがで

画〜工事の一連

工事の工程に対

いた新作業方法

を行った。具体

セット)に対し

トップウォッチ

人工の算出(1

。なお、検査の

方法に比べ検査

人数の削減が可

法の検査は、外

の変状箇所寸法

事図形にID を

行や工事時に

た(図9)。

腐食や劣化、

、実物の橋梁構

とが難しいだ

問題が発生し

び数量を正確

とえば、検査箇

、高所作業車

用いて測定す

法は準備作業

作業となるた

、ズームカメ

が、この場合

性を欠く。さ

展開図など)

のになってし

を用いて検査

とができる。

や面積)の測

場合、その構

対して図面を

。また、図面

場合もある。本

更するだけで

た 2D 図面(

ているため、

出力すること

ではなく、3D

ついても位置

できる(図 10)。

連の維持管理

対して、現地

法と従来の検査

体的には、同

して実際に内

チにて測定し

人当たりの作

の方法は眺望

査工程では約

可能であるこ

外業では 3 人/

法計測員、変

を持たせること

よる修繕履歴

あるいは修繕

構造物の3D的

けでなく、経

ていた。また

かつ安全に測

箇所の位置お

などにより対

ることとなる

が多く作業負

め安全性の点

ラによる点検

、点検箇所の

らに、その結

に記載するた

まう。本シス

・工事箇所が

さらに、正確

定が可能とな

造が多種であ

作成すること

自体の精度に

本システムに

3D モデルが

展開図)が自

どんな複雑な

が可能となる

モデルに表現

および形状や

サイクルのう

作業を試行し

査法の作業時

じ 3 径間ラー

業・外業にか

、1 セット当

作業時間×作

目視である。

1/4 程度への

とがわかった

/組(写真撮影

状メモ作成等

とに

歴も把

繕履歴

的な空

経年変

た、検

測定す

および

対象箇

。し

負担が

点にお

検作業

の位置

結果を

ため、

ステム

が視覚

確で安

なる。

あり複

に多

につい

によれ

が生成

動的

な構造

。さ

現され

や数量

ち、

し本シ

時間に

ーメン

かかっ

当たり

作業人

その

の時間

た(図

影者、

等記録

員)で

組(写

ル作

開図

本シ

らに

開図

ステ

に管

る。

で検査が行われ

写真撮影者、撮

作成)、写真取込

図・数量出力の

システムでは外

に、内業につい

図、記録簿、変

テムでは写真に

管理・出力され

図9 時系列管

図10

図11

れるのに対し

撮影箇所指示

込・変換、写真

の作業を 1 人の

外業は写真を撮

いても従来法で

変状数量表の作

に写った点検箇

ることが短縮

管理(赤線:変

0 2D図面(展

従来法との

し、本手法では

示員)、内業は準

真貼付、変状

のみで行える。

撮影するのみで

では個別に写真

作成を行ってい

箇所をなぞるだ

縮につながった

変状 水色線

展開図)の出力

の作業時間比較

は外業は 2 人/

準備(3D モデ

図形入力、展

。このように

で行える。さ

真の整理や展

いたが、本シ

だけで自動的

たと考えてい

線:補修)

/

-4-

論文 R01

つぎに、測

工事箇所(断

事写真からの

-②)を算出

63箇所、平均

り、結果とし

㎡であった。

心にあること

とから本シス

十分適用でき

6. おわりに

3D 情報モ

により、BIM

や検査・工事

となった。く

が構築された

るだけで容易

なく、一度 3

規に作成する

にも写真整理

要していたが

の短縮を図れ

係や寸法が経

してのアセッ

いる。本シス

この仕組みを

や施設、設備

このように

てもさまざま

て関連技術、

指摘している

量技術との連

現状システ

応点を指示す

真をなぞるこ

測定精度につい

断面修復箇所)

の定規読取値)

出し、測定精度

均断面修復面積

しては、平均誤

また、図12に

と、誤差分布が

ステムの測定値

きる精度結果が

図12 補修工

モデルを活用し

M/CIM の目指し

事履歴、図面な

くわえて、蓄積

た。さらに、本

易に 2D 図面

3D モデルを構

る必要もなくな

理、数量算出な

が、本システム

れる。また、検

経年的に管理で

ットマネジメン

ステムでは、鉄

をうまく活用す

への展開が十

に、BIM/CIM の

まな効果が得ら

とくにセンシ

る 4)。この点に

連携というかた

テムの課題とし

する「撮影写真

ことで描画され

いて比較検討

)を抜粋し、

)と②本システ

度の評価を行

積は1.612㎡/箇

誤差が-0.002㎡

に示す通り誤差

が正規分布に

値の信頼性は

が得られた。

工事比較による

した本システム

している関係者

などの共有化

積されたデー

本システムで構

(展開図)が

構築しておく

なった。2D 図

などデータ管理

ムを利用する

検査・工事箇所

できるため「

ントが実現可

鉄道橋梁を対象

すれば、他の

十分に可能であ

の活用が維持

られた。BIM/C

シング技術と

についても本

たちで一定の成

して、3D モデル

真の 3D 空間

れる「検査・

を行った。個

①従来法面積

テム面積の誤差

った。検証箇

箇所(0.11%)で

、標準偏差が0

差の平均値が

近い分布にあ

高いく現場作

る誤差

ムを利用する

者間での撮影

・一元管理が

タを活用する

構造寸法を入

作成できるだ

ことで、以降

図面(展開図)

理に多大な労

ことにより、

所の正確な位

予防保全管理

能であると考

象としている

さまざまな構

あると考えてい

管理の場面に

CIM の活用に

の連携の重要

システムは写

成果が得られ

ルと撮影写真

配置」の作業

工事図形の入

個別の

積(工

差(①

箇所は

であ

0.010

が0 中

あるこ

作業に

こと

影位置

が可能

環境

入力す

だけで

降は新

以外

労力を

時間

位置関

理」と

考えて

が、

構造物

いる。

におい

につい

要性を

写真測

れた。

真の対

業と写

入力」

作業

なっ

ザー

出な

率化

[参考

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

*1

*2

*3

*4

業が手作業であ

っている(図 1

ースキャナーや

などを導入する

化・高度化」を進

図13 本

考文献] Godfried AugeContext of ProCivil Engineeri元永秀:CIM

http://committeea.pdf,(入手 20国土交通省:C

http://www.mlit.gCIM 技術検討

http://www.cals.j(入手 2012.06.20情報化施工推進

http://www.mlit.gBehzad AbbasChallenges AsExpectations,Applications (IIssue 2, 2013, p

McGraw Hill C

Infrastructure,

小林一郎,池本

としたトータ

技術論文集,V

小林一郎,島津

おける CIM

集,Vol.38

国土交通省

会議について

https://www.m

例えば鉄道構

ンクリート構

https://www.m

大阪工業大学

大阪工業大学

西日本旅客鉄

ジェイアール西

あるために内業

3)。これらの

や画像処理によ

ることによって

進めていくこと

システム作業

enbroe:Integratduct Data Technong, Vol/8, No.4, 1が目指す理想を

s.jsce.or.jp/cceips13.06.20) CIM の導入検討

go.jp/common/00討会:CIM 技術検

jacic.or.jp/CIM/C0) 進会議:情報化

go.jp/common/00snejad, Hashem sociated with itsInternational Jou

IJERA) ISSN: 22pp.287-294 287

Construction :Th

SmartMarket R

本大輔,竹下史朗

タルデザインシス

Vol.17,pp.171-182

津卓郎,増山晃太

の可能性,土

鉄道構造物の維

mlit.go.jp/commo

構造物等維持管理

構造物)

mlit.go.jp/commo

学大学院工学研究

学工学部 教授

鉄道株式会社 鉄

西日本コンサルタ

業の大部分を

の課題に対して

よる特徴点や図

てさらなる「維

とができると考

業時間の工程別

ted Building Denology, Journal 1994, pp.420-435

を実現するために

s07/system/files/C

討について,

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太,宮崎浩三:河

木情報学シン

維持管理に関す

on/000995186.pd

理標準・同解説

on/000995186.pd

究科 博士後期

工博

鉄道本部

タンツ株式会社 I

占める作業と

ては、3D レー

図形の自動抽

維持管理の効

考えている。

別割合

sign Systems inof Computing in

5 に,

CIM02_motonag

入手 2013.06.20)成 24 年度報告,

port130430.pdf ,

入手 2013.06.20)BIM and Basicterpretations anding Research andera.com Vol. 3,

lue of BIM for

D-CAD を基盤

土木情報利用

河川堤防設計に

ポジウム講演

する基準の検証

df

(構造物編 コ

df

期課程 修(工)

IT・環境事業部

n n

)

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-5-

論文 R01

A Study on Maintenance Cycle Management using Three-Dimensional

Information Models

Application to the Railway bridges in West Japan Railway

○Tomohiro SHIMIZU*1 Shin YOSHIKAWA*2 Hideyuki TAKINAMI*3 Tadamasa NAKAYAMA*4

Keywords : BIM/CIM, System development, Maintenance cycle management, 3D model and stereo photo

Purpose and method of this study

It is necessary to manage various data in order for maintaining bridge structures appropriately. In the usual

maintenance management of the West Japan Railway, inspection and repair are carried out by referring to 2D

drawings (extended elevation). However, the following problems exist. The first problem is that the 2D drawings

(extended elevations) are only a schematic illustration without dimensions. The second is that those drawing are not

shared in both repair and inspection. The third is that it is difficult to grasp in chronological order based on those 2D

drawings.In this study, the authors developed a maintenance management system by using 3D bridge models. Also,

the authors developed system that can easily make the 2D drawings (extended elevations) for management of the

inspections and repairs. In addition, the validity of this system was confirmed by comparing with the conventional

method.

Main functions of this system

(1)Construction of 3D bridge models:The initial rough bridge model is generated by selecting the type of structure

from the list of prepared standard structures. A complex and precise bridge model can be generated by entering

parameters for each part of the structure.

(2)Photo management:It is possible to precisely place the photo images in 3D space because 3D models and photos

can be matched using characteristic points such as the corners of the structural parts.

(3)Inspection and repair management:This system is possible to trace the shape of damages and repairs on the photo.

As previously mentioned, if the 3D model and the photos are integrated the shapes and position such as damages

and repairs traced on the photos are reflected in the 3D model. In addition, this system can track the progress of each

damage and repair by given it an ID number.

(4)Output of 2D drawings (extended elevation):This system can automatically output 2D drawings (extended

elevation) from the bridge model as generated by entering the structure's parameters. In addition, the system can

damage and repair points output their exact location, shape and quantity.

Future development

This system the engineers must manually enter the photo position in 3D space. This operations is a large part of the

indoor work. In addition, the operation of tracing damages and repairs from photos is another major manual

operation and also takes up most of the indoor work. Future development is needed for automation of photo

positioning and damage and repair tracing. A potential solution would be to use image processing to extract

automatically the damages and repairs shapes.

*1 Graduate Student, Graduate School of Engineering, Osaka Institute of Technology, M. Eng.

*2 Professor, Faculty of Engineering, Osaka Institute of Technology, D. Eng.

*3 Professional Engineer, Senior Engineer of Technical Research & Development Dept., West Japan Railway Co.

*4 Professional Engineer, System Design Dept., JR West Japan Consultants Company

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