ローカル5Gを活用した無人化施工の実証実験を開始
技術研究所屋外実験ヤードでの遠隔操作と自動運転を実施
株式会社熊谷組（代表取締役社長 櫻野 泰則）、京セラ株式会社（本社：京都府京都市、代表取締役社長 谷本 秀夫、以下 京セラ）、日本電気株式会社（本社：東京都港区、代表取締役 執行役員社長 兼 CEO：森田 隆之、以下 NEC）は、熊谷組技術研究所屋外実験ヤードにおいて、無人化施工に不整地運搬車の自動運転を組み込んだローカル5G（第5世代移動通信）の試験環境下で建機の遠隔操作と自動運転の実証実験を6月に実施しました。今後は、継続して本通信環境に様々なシステムを組み込んで検証実験を継続していきます。
１．目的
近年、調査、測量から設計、施工等すべての建設プロセスにおいてICT技術を活用する「i-Construction」に関する取り組みが進んでおり、災害補修時における二次災害予防のための無人化施工技術に注目が集まっています。無人化施工技術の高度化のためには、4Kによる車載カメラ映像の高品質化や、建機の傾きや振動等の現場情報のフィードバックが必要であり、従来よりも高速で低遅延な伝送が可能な無線通信システムの適用が必要となります。
地域や産業の個別ニーズに応じて地域の企業や自治体などの様々な主体が構築可能なローカル5G（L5G）に注目し、屋外実験ヤードにおいてL5Gのシステム構築をし、実証実験を実施しました。加えて、ヤード内を移動する建機の位置と通信速度の情報を組み合わせることで、通信状況を視覚化する方法を確認しました。
２．システム基本構成
技術研究所の本館、及び土質実験棟にNEC製ローカル5G基地局を設置し、アンテナを屋外実験ヤードに向けて調整しました（写真―１）。基地局ユニットから土質実験棟内のサーバを経由して遠隔操作室の通信機器まで回線接続が行われております。建設機械上には受信電力情報をリアルタイムで取得できる等の運用自由度の高い京セラ製ローカル5G対応デバイス「K5G-C-100A」を設置しており（写真―２）、車載カメラの映像をIP（インターネットプロトコル）ネットワークの上り回線を通じてパケット伝送を行い、遠隔操作室のモニタに表示することが可能となります（写真―３）。また、基本構成図は以下となります（図―１）。
図―１ 基本構成図
写真―１ 屋外実験ヤード内へ向けられたNEC製ローカル5G基地局とアンテナ
写真―２ 京セラ製ローカル5G対応デバイス「K5G-C-100A」（ドーム状のボックスに格納）を搭載した建設機械
写真―３ ローカル5Gでのパケット通信を利用した建設機械の遠隔操作の様子
３．実証実験
屋外実験ヤード内でのスループットや遅延時間測定に関する基礎実験を実施し、基地局間のハンドオーバー機能（移動端末接続する基地局のスイッチ機能）を通じて、屋外実験ヤード内での高い上りリンクスループット、低遅延を達成可能なことを確認しました（図―２）。
図―２ 屋外実験ヤード内移動時の上りリンクスループット（左）と遅延特性（右）
４．今後の展開
複数の建設機械にローカル5G対応デバイス(京セラ製「K5G-C-100A」)を接続し、遠隔操作を実施する際の操作性を調査し、現場環境での実験試験運用を行う予定です。免許による周波数帯域の占有可能な特徴を活かし、他端末からの帯域内干渉が発生しやすい無線LANとの特徴の差異を把握しつつ、複数の無線通信システムを併用しながら、建機の遠隔操作と自動走行を高度化することが可能なローカル5Gの本番導入に向けた取り組みを加速いたします。
