マシンガイダンス技術 ( バックホウ編 ) の手引き発注者用平成 26 年 3 月

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1 マシンガイダンス技術 ( バックホウ編 ) の手引き発注者用平成 26 年 3 月

2 基礎編 1. はじめに 2. 情報化施工技術の動向 3. マシンガイダンス技術の概要 4. マシンガイダンス技術の構成 5. 準拠する要領基準等適用工種 6. マシンガイダンス技術導入のメリット 7. マシンガイダンス技術導入の主要 5パート

1. はじめに情報化施工とは建設事業における施工において情報通信技術 (ICT) の活用により高効率高精度な施工を実現するものです設計データ (3 次元設計データ等 ) 測量データ( 現地盤データ等 ) 機械稼働データ( 稼働時間走行軌跡等) 品質データ( 計測データ転圧回数等 ) 出来形出来高データ( 計測データと設計データとの差分等 ) などの電子データを有効活用することで

3 1. はじめに情報化施工とは建設事業における施工において情報通信技術 (ICT) の活用により高効率高精度な施工を実現するものです設計データ (3 次元設計データ等 ) 測量データ( 現地盤データ等 ) 機械稼働データ( 稼働時間走行軌跡等) 品質データ( 計測データ転圧回数等 ) 出来形出来高データ( 計測データと設計データとの差分等 ) などの電子データを有効活用することで従来の施工プロセスの中で必要であった起工測量施工検測品質出来形管理の省力化合理化等の改善を行うことができます情報化施工の導入によって施工者は新たな機器ソフトウェアを購入 ( リースレンタルを含む ) し新たな施工管理要領等に基づき施工を実施するまた発注者は新たな監督検査要領等に基づき施工管理監督検査を実施する国土交通省では平成 25 年度から TSによる出来形管理技術一般化技術と位置づけた他 MC( モータグレーダ ) 技術 MC/MG( ブルドーザ ) 技術 MG( バックホウ ) 技術 TS GN SSを用いた締固め管理技術 TSを用いた出来形管理技術 (10,000m3 未満の土工 ) の5 技術を今後 5ヶ年の一般化推進技術とし普及促進を図ることとしている本事例集ははじめて情報化施工を導入する施工者発注者でも円滑な施工が可能となることを目的とし主に情報化施工の実施手順に沿って事例留意すべき事項よくある質問等をとりまとめたものです情報化施工の実現イメージ 3

2. 情報化施工技術の動向 ( 一般化推進技術 ) 国土交通省では平成 25 年 3 月に策定された新たな情報化施工推進戦略 (

日付け国官技第 23 号国総公第 18 号 ) が通知され以下のような情報化施工技術を具体なスケジュール活用目標で積極的に実施

jp/sogoseisaku/constplan/sosei_constplan_fr_000015.

排土板の高さ勾配を自動制御するマシンガイダンス (MG) 技術 TS や GNSS により機械の位置を取得し

4 2. 情報化施工技術の動向 ( 一般化推進技術 ) 国土交通省では平成 25 年 3 月に策定された新たな情報化施工推進戦略 ( 情報化施工推進会議 ) に基づき情報化施工の推進を図っている参考 URL: 平成 25 年 5 月には各地方整備局等へ情報化施工技術の一般化実用化の推進について ( 平成 25 年 5 月 14 日付け国官技第 23 号国総公第 18 号 ) が通知され以下のような情報化施工技術を具体なスケジュール活用目標で積極的に実施普及していくこととしている参考 URL: マシンコントロール (MC) 技術 TS や GNSS により機械の位置を取得し施工箇所の設計データと現地盤データとの差分に基づき排土板の高さ勾配を自動制御するマシンガイダンス (MG) 技術 TS や GNSS により機械の位置を取得し施工箇所の設計データと現地盤データとの差分を運転席モニタへ提供する TS による出来形管理技術設計データを搭載した TS を用いて出来形計測を行い自動で設計データと出来形データとの差分を算出するまた自動で出来形管理帳票を作成する TS/GNSS による締固め管理技術 TS や GNSS により締固め機械の位置を取得し走行軌跡や締固め回数をリアルタイムに運転席モニタへ提供する普及段階にある情報化施工技術本事例集の対象範囲 4

5 参考情報化施工技術の広がり情報化施工推進戦略 [H ]( 情報化施工推進会議 ) より抜粋新たな情報化施工推進戦略では一般化推進技術および実用化検討技術の普及拡大に加えて多様な情報化施工技術についても適用性及び適用効果を検証評価の上普及の推進を図ることを目標に掲げています情報化施工推進戦略 [H ]( 参考資料 ) より抜粋本手引きの対象範囲多様な情報化施工技術のイメージと本手引きの対象範囲 5

3. マシンガイダンス技術の概要 ( バックホウ ) マシンガイダンス ( 以下 MG という ) 技術とは自動追尾式

現状ではMGのみが実用化されています (2013 時点 ) TS を用いた MC イメージ TS により施工機械の位置を計測しオペレータへ提供 GNSS を用いた MC イメージ

(10cm) 差分を情報提供 ( 例 :+10cm) バケットの操作は従来通りオペレータが行う MC とはここが違う!

6 3. マシンガイダンス技術の概要 ( バックホウ ) マシンガイダンス ( 以下 MG という ) 技術とは自動追尾式 TSやGNSSなどの位置計測装置を用いて建設機械の位置情報を計測し施工箇所の設計データと現地盤データとの差分をオペレータへ提供するシステムですバックホウでは現状ではMGのみが実用化されています (2013 時点 ) TS を用いた MC イメージ TS により施工機械の位置を計測しオペレータへ提供 GNSS を用いた MC イメージ GNSS により施工機械の位置を計測しオペレータへ提供車載 PC 車載 PC GNSS 受信機基準局用差分のオペレータへの提供イメージ設計データ現地盤データ差分 (10cm) 差分を情報提供 ( 例 :+10cm) バケットの操作は従来通りオペレータが行う MC とはここが違う! 車載 PC 画面イメージ各メーカにより異なる現地盤より -10cm で仕上がるという情報をオペレータへ提供車載 PC に搭載された設計データに対する施工機械位置をリアルタイムに提供現在位置の切り出し位置や設計データに対するバケット位置の差分 ( 切土目標値 ) をリアルタイムに提供 MC( バックホウ ) 技術を用いた施工イメージ 6

4. 1MG の機器構成 ( バックホウ ) MGのバックホウではブームアームバケット本体の傾きをセンシングするセンサを設置する必要がありますバックホウは回転作業を行うことが多いため向きを特定するために測位アンテナを2 基設置しているのが一般的です ( 次頁のシングルタイプもあります 2 傾斜センサ部ブームアームバケット本体の傾きをセンシング 5 無線装置測位データ通信用

7 4. 1MG の機器構成 ( バックホウ ) MGのバックホウではブームアームバケット本体の傾きをセンシングするセンサを設置する必要がありますバックホウは回転作業を行うことが多いため向きを特定するために測位アンテナを2 基設置しているのが一般的です ( 次頁のシングルタイプもあります 2 傾斜センサ部ブームアームバケット本体の傾きをセンシング 5 無線装置測位データ通信用 GNSSアンテナ全周プリズム 1 測位部 3 データ変換装置通 ) GNSS の解析処理設計との差分データをガイドバー等に変換 4 モニタおよび演算部 (MC/MG 共通 ) 設計との差分を算出画面表示図はトプコン社システム : カタログより引用参考機器構成についてメーカによっては 3 と 4 を一体化している場合や 2 を重機に標準搭載している場合もある参考適用機種について MGバックホウは重機への制御を行わないことから基本的には全てのバックホウに搭載可能です MGバックホウは向きを特定するために2 基のアンテナを設置していますが小旋回型などではアンテナを取り付ける位置が無い場合もあります小型のバックホウでは作業中の機械のゆれが大きくなるため安定したガイダンス機能が発揮されにくい場合があります -10cm 留意点センサ等の取り付け位置についてバックホウの作業によっては振動や負荷がかかり剥離や亀裂等が発生する場合もあるため GNSS 等センサの取り付け位置は十分強度 ( ブラケット補強等 ) がある箇所へ設置してください 7

4. 2MG で利用される測位技術位置計測技術 ( 例 ) RTK-GNSS 2 基タイプ建設機械に取り付けたアンテナ (2 基 ) の座標を RTK-GNSS

アンテナを搭載した移動局側を複数稼働させることができます GNSS 受信機移動局用 (2 基 ) GNSS 受信機基準局用測位技術のシングルタイプ

の活用や移動の少ない作業では測位部を 1 つにしたタイプでのマシンガイダンスを実施することが可能となっています自動追尾式 TS GNSS 1 基タイプ

に建設機械が 1 台のセットとして稼働しますバックホウが移動終了時に回転することで旋回中心を逆算 ( 固定 ) して利用する移動を行う毎に繰り返す参考

8 4. 2MG で利用される測位技術位置計測技術 ( 例 ) RTK-GNSS 2 基タイプ建設機械に取り付けたアンテナ (2 基 ) の座標を RTK-GNSS を用いて計測します RTK-GNSS の基準局から補正データを無線装置等で受け取る必要があります補正データは複数の機械に配信可能でアンテナを搭載した移動局側を複数稼働させることができます GNSS 受信機移動局用 (2 基 ) GNSS 受信機基準局用測位技術のシングルタイプバックホウは回転作業を行うことが多いためバックホウの向きを特定するためにアンテナを 2 つ搭載して向きを特定するシステムが一般的ですしかし自動追尾式 TS の活用や移動の少ない作業では測位部を 1 つにしたタイプでのマシンガイダンスを実施することが可能となっています自動追尾式 TS GNSS 1 基タイプ建設機械側に取り付けた全周プリズムを自動追尾式 TS が追尾し連続的に全周プリズムの位置を計測します計測結果は無線で建設機械に転送されますこの方式では自動追尾式 TS に建設機械が 1 台のセットとして稼働しますバックホウが移動終了時に回転することで旋回中心を逆算 ( 固定 ) して利用する移動を行う毎に繰り返す参考測位技術の選択について測位技術については当該工事の現場条件 ( 山間地での衛星の捕捉状況無線障害の有無 ) と作業期間当該作業以外で利用する測位技術の活用などを考慮して選定する MG バックホウでは 3 次元座標を利用しない 2D ガイダンスもある ( 一定勾配や丁張りとの併用には便利 ) 8

9 5. 準拠する要領基準等適用工種準拠する要領基準等 MG 技術を用いた施工の施工管理要領監督検査要領等は策定されていません MG 技術を用いた施工では従来の施工のとおり河川土工マニュアル(( 財 ) 国土技術研究センター ) 道路土工指針(( 社 ) 日本道路協会 ) 土木工事施工管理基準及び規格値 ( 国土交通省各地方整備局 ) 等の従来通りの土工の施工管理要領監督検査要領に準じて実施されます MG 技術に関する機器ソフトウェア等の必要要件も統一されていません適用工種情報化施工技術の適用可能な作業と工種道路土工河川土工舗装工技術名称技術概要対象機種掘削工法面整形工盛土工 ( 敷均し ) 盛土工 ( 締固め ) 掘削工法面整形工盛土工 ( 敷均し ) 盛土工 ( 締固め ) 路盤工 ( 敷均し ) マシンガイダンス技術ブルドーザ GNSSとセンサ等の組み合わせで建機作業装置の位置標高を取得後設計データとの差分を算出してオペレータに提供する技術油圧ショベル TS( トータルステーション ) やGNS S もしくは回転レーザを用いて建マシンコントロール技設機械の作業装置の位置標高をグレーダ術リアルタイムに取得し設計データとの差分に基づき制御データを生成し作業装置を制御ブルドーザ TSやGNSSで取得された位置および TSを用いた出来形位置群を出来形値 ( 基準高長さ TS 管理技術幅 ) 等に抽出変換するとともに設計データとの差分を算出提供ローラ GNSSやTSで建機の位置を取得 TS GNSSを用いたし平面上に設けたメッシュ毎に締盛土の締固め回数め固め回数をカウントし試験施工管理技術で確認した規定回数との差をオペレータに提供する技術ブルドーザ : 文献や国土交通省の試験施工で情報化施工の実績を有する作業 : 国土交通省の標準積算マニュアルなどで利用可能な機械となっているが技術の適用実績の少ない作業 9

10 情報化施工技術 MＣＭＧ技術の手引き書 6. マシンガイダンス技術導入のメリット丁張り削減検測作業削減施工作業の簡素化による施工の効率化従来手法参考 MG技術 MG バックホウ技術の活用場面についてＭＧバックホウはデータ作成次第で活用場面が広がる法面だけでなく様々な３次元データを作成して効果的に活用することが重要 10

平面位置高さ勾配 ) と設計データとの差分を計算し車載へ提供する (MG の場合 ) 2. 計測精度の確保 (1) 計測精度の確認基準局の設置 GNSSの場合計測座標と既知座標とが合致することを確認任意点の計測座標が合致することを確認(1 箇所を2 回計測 ) 3.

11 7. マシンガイダンス ( バックホウ ) 技術導入の主要 5 パート MG 技術を用いた施工では以下の主要 5 パートの適切な実施により施工精度を確保することができます 1. システム適用条件の事前調査 (1) 計測障害の事前調査システム適用条件の確認 (2) 測位技術の選定 (3)MC/MGシステムの選定調達計測機器 (TS GNSS) の選択必要機能を有するシステムの選定 GNSS の場合無線通信障害がないことを確認 FIX 解データを得る衛星捕捉状態の確保 GNSS 衛星の補足が困難となる狭小部や山間部でない現場である排土板等の 3 次元位置データ ( 平面位置高さ勾配 ) と設計データとの差分を計算し車載へ提供する (MG の場合 ) 2. 計測精度の確保 (1) 計測精度の確認基準局の設置 GNSSの場合計測座標と既知座標とが合致することを確認任意点の計測座標が合致することを確認(1 箇所を2 回計測 ) 3.3 次元設計データの作成 (1) 設計図書 ( 平面図縦断図横断図 ) 線形計算書の貸与 2 次元 CAD データの照査 (2)3 次元設計データの作成 (3)3 次元設計データの確認 3 次元設計データ作成ソフトウェアにより作成 3 次元設計データの照査不備の確認起工測量結果との差異の確認工事基準点平面線形縦断線形出来形横断面形状を基準点測量結果や設計図書等から作成施工者が 3 次元設計データの照査監督職員が基 3 次元設計データの照査結果の確認 3 次元設計データのイメージ道路中心線形 ( 又は堤防法線 ) 出来形横断面形状 4. 機器取付システム設定 (1) 建設機械への機器取付現場調整機器取付現場調整建設機械への機器の適切な取付排土板幅等の正確な測定車載 PC への必要情報の入力 (2) 設計データ作成搭載設計データ設計データの建設機械への搭載 5. 施工 (1) 施工精度の確認排土板等の位置情報の精度確認 (2) 施工車載 PC の確認施工機械の操作施工状況をリアルタイムで確認 11

12 実務編 1. MG 技術を用いた施工の流れ 2. システム適用条件の事前調査時の実務内容 3. 施工時の実務内容

13 1.MC/MG 1. MG( バックホウ ) 技術を用いた施工の流れ施工者発注者本書の記載範囲事前調査段階 1. システム適用条件の事前調査計測障害の事前調査測位技術の選定 MG システムの選定調達準備段階 2. 施工計画書作成施工計画書の作成 3. 工事基準点の設置基準局の設置設計図書等の貸与監督職員のチェックポイント提案事項の確認施工状況の把握方法 4.3 次元設計データの作成 3 次元設計データの作成 5. 機器取付システム設定機器取付キャリブレーション設計データの搭載施工段階 6. 施工システム精度の確認 ( 始業前点検 ) 施工施工結果の確認監督職員のチェックポイント提案事項の履行確認施工状況の把握出来形管理検査段階出来形管理 ( 従来手法あるいは TS 出来形 ) 13

14 2. MC システム適用条件の事前調査時の実務内容施工計画時の実施内容と解説事項本書の記載範囲フロー施工計画書の作成施工者の実務内容施工計画書の作成監督職員の実務内容提案事項の確認 ( 解説 1)P15 施工状況の把握方法 ( 解説 2)P16 14

15 解説 1: 提案事項の確認監督職員 ~2.MC システム適用条件の事前調査時の実務内容 ~ 施工者が MG 技術を利用するための特別な記載は必要ありませんただし技術提案などで MG の導入を提案している場合は提案している内容と利用するシステムが合致しているか確認しますまた技術提案などで MG の導入を提案している場合利用するシステムの特徴や現場の制約条件から現場の一部で利用する場合もありますので利用範囲についても確認します利用範囲に制限を設ける場合は施工前の協議で受発注者で確認しておくと良いでしょう施工計画書の内容で確認施工者は土木工事共通仕様書施工計画書の規定に基づき使用する施工機械に関する情報を記載しますポイント 1 施工者が任意で利用する場合 MG( バックホウ ) として特別に記載する項目はありませんポイント 2 技術提案などで MG 技術の利用を提案している場合は選定した MG システムのメーカ型番構成機器の記載の有無を確認しますまた添付資料としてシステムの機能および精度が確認できる資料 ( メーカパンフレット等 ) を確認しておきます MG で利用する測位技術について性能の証明は不要ですただし施工結果を確認する方法は確認しておきましょうチェックホイント技術提案事項の確認について (1) 提案事項の目的と機能が合致しているか利用するシステムは 2D システム ( 設計データを搭載しないタイプ ) と 3D システム (3 次元設計データを搭載 ) で提案事項と合致している目的の精度に応じた測位技術を利用している自動追尾 TS の計測精度は鉛直方向で ±5~15mm 程度 RTK-GNSS の計測精度は鉛直方向で ±30~50mm 程度発生します利用するシステムのカタログや仕様書がある ( 推奨事項 ) システムの機能や仕様を把握したり現場で提案事項が稼働しているかを判断する際の参考としてカタログや仕様書があると便利です (2) 利用範囲が示されているか利用範囲が限定されている場合はその理由が明確か現場の制限から適用範囲を限定しているまたその理由を明記している RTK-GNSS の衛星が補足できない箇所橋梁などで振動や揺れがある場所利用するシステムを効率的に利用する為に適用範囲を限定しているまたその理由を明記している狭隘な箇所や既に丁張りが設置されている場所など利用範囲に制限を設ける場合は施工前の協議で受発注者で確認しておくと良いでしょう 15

16 解説 2: 施工状況の把握方法監督職員 ~2.MCシステム適用条件の事前調査時の実務内容 ~ 現場で施工状況を確認する方法を確認します ( 推奨事項 ) 施工計画書の記載内容の把握等施工者は土木工事共通仕様書施工計画書の規定に基づき施工管理計画を作成しますポイント 1 MG 施工の導入により従来の施工管理基準が変更になっている箇所はありませんポイント 2 施工現場に丁張りなどの施工状況を確認するための目印が減少します現場での施工状況をどのように確認するのかを確認しておくと良いでしょう従来方法では丁張り水糸などで仕上がりを確認することが容易でしたが MC の利用ではこれらの目安も削減されます MG の機械制御の精度管理ではなく結果としての仕上がりを確認する方法が記載されているかを確認しましょうチェックホイント施工状況の把握方法について (1) 施工状況の確認方法が明確か施工の指示施工状況を確認する方法が記載されている施工状況を確認する別の方法が示されている例 : チェックのための目印 ( 丁張り ) を数カ所に設置する TS 出来形を利用して確認する 16

17 6. 施工時の実務内容施工時の実施内容と解説事項本書の記載範囲フロー始業前点検施工者の実務内容施工精度の確認対処監督職員の実務内容施工施工状況結果の確認技術提案事項の実施を確認 ( 解説 1)P18,19 施工状況の把握 ( 解説 2)P20,21 17

メーカや機種毎に異なるため施工計画書に記載される構成と比較します MG システムの主な機器構成 ( 例 ) 基準局 (TS GNSS) TS の場合 GNSS の場合 1 自動追尾 TS 2 座標保管用パソコン 3 データ通信用無線送信アンテナ 1GNSS アンテナ 2GNSS 受信機

18 解説 1: 技術提案事項の実施を確認監督職員 1/2 ~6. 施工時の実務内容 ~ MG 技術を用いた施工に必要な機器ソフトウェアは基準局移動局に大きく分類されます MG システムは測位技術に TS を用いるシステムと RTK-GNSS を用いるシステムとがありそれぞれ機器構成が異なりますシステムの機器構成についてはメーカや機種毎に異なるため施工計画書に記載される構成と比較します MG システムの主な機器構成 ( 例 ) 基準局 (TS GNSS) TS の場合 GNSS の場合 1 自動追尾 TS 2 座標保管用パソコン 3 データ通信用無線送信アンテナ 1GNSS アンテナ 2GNSS 受信機 3 データ通信用無線送信アンテナ TS で計測したデータを 2 座標保管用パソコンを介さずに直接移動局へ伝達可能なもの 3 データ通信用無線送信アンテナが内蔵されたものがある移動局 ( 施工機械 ) TS の場合 GNSS の場合 4 追尾用全周プリズム 5 無線受信機 4GNSS アンテナ 5 無線受信機 TS/GNSS 共通 6 車載 PC TS を用いる場合の精度垂直方向で ±5~15mm 程度 (TS と建設機械との距離による ) GNSS を用いる場合の精度垂直方向精度は ±30~50mm 程度 18

19 解説 1: 技術提案事項の実施を確認監督職員 2/2 ~6. 施工時の実務内容 ~ MC/MG システムの稼働状況をシステム画面などで確認しますシステム画面の稼働状況の確認例各メーカのより異なるので詳細はカタログなどで確認車載 PC 画面イメージ MG( バックホウ ) 各メーカにより異なる移動操作支援機能車載 PC に搭載された設計データに対する施工機械位置をリアルタイムに提供バケット操作支援機能現在位置の切り出し位置や設計データに対するバケット位置の差分 ( 切土目標値 ) をリアルタイムに提供測位システムの状態画面例では GNSS の選択とフィックス解を取得中の表示チェックホイント技術提案事項の確認方法について (1) 施工計画書に記載したシステム構成が設置されているかシステムに必要な機器が設置されている施工計画書に添付されているカタログなどと比べるただしシステムの改良が急速に進んでおり簡略化小型化されている場合もあるので詳細は利用者に確認する (2) 確実に稼働しているシステムの画面で設計と計測値設計値と計測値との差がリアルタイムに表示されているシステムの画面で利用している測位技術が適正に稼働していることが表示されている 19

( 建設機械 ) 側の精度が変化する要因例 (1) 排土板等の摩耗による排土板等寸法の変化 (2) 建設機械のピン支承の摩耗による機械ガタの増加 (3) 全周囲プリズム (GNSS アンテナ ) のねじの緩み変形による設置位置のずれ故障等 (4) 無線受信アンテナのねじの緩み変形による故障等 (5) センサのねじの緩み

20 解説 2: 施工状況の把握監督職員 1/2 ~6. 施工時の実務内容 ~ MC/MG システムの計測精度が管理されていることを把握します施工中施工後に施工状況を把握します施工精度の管理状況の把握方法施工精度の簡易確認 ( 例 ) 車載 PC 上に表示される座標値と既知座標とが一致することを確認下記の要因で精度が低下することもあるので施工前に必ず確認する方が良い移動局 ( 建設機械 ) 側の精度が変化する要因例 (1) 排土板等の摩耗による排土板等寸法の変化 (2) 建設機械のピン支承の摩耗による機械ガタの増加 (3) 全周囲プリズム (GNSS アンテナ ) のねじの緩み変形による設置位置のずれ故障等 (4) 無線受信アンテナのねじの緩み変形による故障等 (5) センサのねじの緩み変形による設置位置のずれ故障等 (6) 機器取付用ケーブルの緩み損傷等チェックホイント施工状況の把握方法について (1) 利用している基準点は正確か TS や RTK-GNSS の基準局は工事基準点を利用して設置されている工事基準点の設置成果の提出手法は従来方法と同じです (2) システムの精度管理状況は適正か作業前に工事基準点などを利用した確認を実施しているシステムの精度は測位技術の精度傾斜計などのセンサ精度機械のがたつきやブレードの摩耗や損耗などが施工誤差の要因となります全てを組み合わせた状態で精度管理を行う必要があります機械のがたつき変形などが生じていない 20

次元設計データの内容を把握しておくシステム画面の稼働状況の確認例各メーカのより異なるので詳細はカタログなどで確認

バケットの左右で表示される場合が多い画面例では設計 -647mm) TS を用いて施工結果を確かめる方法 TS

出来形に表示される座標値を確認 ( 設計 -13mm) ポイント :MC( グレーダ ) を導入するだけで

21 解説 2: 施工状況の把握監督職員 2/2 ~6. 施工時の実務内容 ~ MGシステムの稼働状況と施工結果をシステム画面などで確認します比較対象となっている3 次元設計データの内容を把握しておくシステム画面の稼働状況の確認例各メーカのより異なるので詳細はカタログなどで確認設計の 3D 形状も確認できる背景に設計の平面図を入れることも可能車載 PC に表示される座標値を確認 ( バケットの左右で表示される場合が多い画面例では設計 -647mm) TS を用いて施工結果を確かめる方法 TS 出来形を用いる場合 (TS 以外にあらかじめ設置している丁張りと比較する方法も有効 ) プリズム車載 PC TS 出来形に表示される座標値を確認 ( 設計 -13mm) ポイント :MC( グレーダ ) を導入するだけで高精度な施工が実現するわけではありませんチェックホイント施工結果の把握方法について (1) 施工状況は適正か当該施工日の目標値が明確である施工目標値に対して所定の精度で施工されている目視結果で施工にムラがない 21

22 巻末資料 1. 施工の流れ 2. チェックリスト

23 1. 1.MC/MG 技術を用いた施工の流れ施工者発注者本書の記載範囲事前調査段階 1. システム適用条件の事前調査計測障害の事前調査測位技術の選定 MG システムの選定調達 2. 施工計画書作成施工計画書の作成設計図書等の貸与監督職員のチェックポイント提案事項の確認施工状況の把握方法準備段階 3. 工事基準点の設置基準局の設置 4.3 次元設計データの作成 3 次元設計データの作成 5. 機器取付システム設定機器取付キャリブレーション設計データの搭載施工段階 6. 施工システム精度の確認 ( 始業前点検 ) 施工施工結果の確認監督職員のチェックポイント提案事項の履行確認施工状況の把握出来形管理検査段階出来形管理 ( 従来手法あるいは TS 出来形 ) 23

24 2. チェックリスト一覧施工計画時の実務内容技術提案事項の確認について 1 提案事項の目的と機能が合致しているか 2 利用範囲が示されているか利用範囲が限定されている場合はその理由が明確か施工状況の把握方法について 1 施工状況の確認方法が明確か利用するシステムは 2D システム ( 設計データを搭載しないタイプ ) と 3D システム (3 次元設計データを搭載 ) で提案事項と合致している目的の精度に応じた測位技術を利用している自動追尾 TS の計測精度は鉛直方向で ±5~15mm 程度 RTK-GNSS の計測精度は鉛直方向で ±30~50mm 程度発生します利用するシステムが MC あるいは MG で提案事項と合致している MC は建設機械の一部を自動制御します MG は操作は全てオペレータです利用するシステムのカタログや仕様書がある ( 推奨事項 ) システムの機能や仕様を把握したり現場で提案事項が稼働しているかを判断する際の参考としてカタログや仕様書があると便利です現場の制限から適用範囲を限定しているまたその理由を明記している RTK-GNSS の衛星が補足できない箇所橋梁などで振動や揺れがある場所利用するシステムを効率的に利用する為に適用範囲を限定しているまたその理由を明記している狭隘な箇所や既に丁張りが設置されている場所など施工の指示施工状況を確認する方法が記載されている例 : 設計テータは盛土の最終仕上げ面で作成するこのため当該施工日の作業指示は 1 層の仕上がり厚さ 30cm 残りの層数分として指示し MC/MG システムのダイヤルで目標値設定する現場では当該目標値との差が 0~+5cm となるように仕上げる仕上げは当該施工日の実施範囲おうち 3 カ所で実施する施工状況を確認する別の方法が示されている例 : チェックのための目印 ( 丁張り ) を数カ所に設置する TS 出来形を利用して確認する締固め後の施工管理は従来どおり高さや厚さの管理を行うことが記載されている施工時の実務内容技術提案事項の確認方法について 1 施工計画書に記載したシステム構成が設置されているか 2 確実に稼働している施工状況の把握方法について 1 利用している基準点は正確か 2 システムの精度管理状況は適正か施工結果の把握方法について 1 施工状況は適正かシステムに必要な機器が設置されている施工計画書に添付されているカタログなどと比べるただしシステムの改良が急速に進んでおり簡略化小型化されている場合もあるので詳細は利用者に確認するシステムの画面で設計と計測値設計値と計測値との差がリアルタイムに表示されているシステムの画面で利用している測位技術が適正に稼働していることが表示されている MC 施工では作業中にオペレータがブレードの上下操作をしなくてもフレートが自動的に制御されている TSやRTK-GNSSの基準局は工事基準点を利用して設置されている工事基準点の設置成果の提出手法は従来方法と同じです作業前に工事基準点などを利用した確認を実施しているシステムの精度は測位技術の精度傾斜計などのセンサ精度機械のがたつきやブレードの摩耗や損耗などが施工誤差の要因となります全てを組み合わせた状態で精度管理を行う必要があります機械のがたつき変形などが生じていない当該施工日の目標値が明確である施工目標値に対して所定の精度で施工されている目視結果で施工にムラがない 24

25 参考資料 1. 施工者のインセンティブとなる制度 2. MC/MG 技術の工事成績評定における評価方法 3. 用語集

26 総合評価落札方式による評価 ( 平成 22 年度 ~) 総合評価落札方式において情報化施工を実施する施工者の評価が向上するように評価項目が設定されます総合落札方式における評価項目の設定方法参考資料 1. 施工者のインセンティブとなる制度工事区分発注者指定型工事施工者希望型工事内容情報化施工技術の活用を技術提案の指定テーマとして積極的に設定する平成 25 年度に一般化する情報化施工技術が活用される工事発注者指定型工事を除く情報化施工技術の活用が想定される全ての工事において情報化施工技術の活用を評価項目として設定する請負工事成績評定における評価 ( 平成 21 年度 ~) 早期実用化が予定される情報化施工技術が活用される工事情報化施工技術の活用を評価項目として設定しないただし技術機器の普及状況等を考慮し評価項目を設定する請負工事成績評定において発注者指定型工事施工者提案型工事ともに施工者の評価が向上します請負工事成績評定における評価方法区分情報化施工技術が新技術 (NETIS) に登録の有るケース情報化施工技術が新技術 (NETIS) に登録の無いケース内容主任技術評価官の考査項目創意工夫に関する評価最大 6 点の加点新技術活用による加点が最大 4 点施工による加点が 2 点主任技術評価官の考査項目創意工夫に関する評価最大 2 点の加点施工による加点が 2 点使用原則化技術の請負工事成績評定について ( 平成 25 年度 ~) 参考 : 情報化施工活用で加点の場合の評定点数 (100 点満点 ) 6 点加点された場合 :6 点 0.4=2.4 点 4 点加点された場合 :4 点 0.4=1.6 点 2 点加点された場合 :2 点 0.4=0.8 点創意工夫における施工において使用原則化技術の活用による加点は行われませんなお使用原則化技術の活用により施工状況などで効果が確認できるときは引き続き適正かつ的確な評定を実施されます対象技術 (H25.3 月時点 ):TS による出来形管理技術 ( 土工 ) ( ただし 10,000m3 以上の土工を含む工事 ) 26

27 参考資料 2. 情報化施工機器調達に関する支援制度 IT 活用促進資金情報化施工により施工の効率化合理化を図る場合には当該関連機器の購入賃借の際に ( 株 ) 日本政策金融公庫の低利長期の融資制度の対象となります参考 URL: IT 活用促進資金の概要中小企業 ( 資本金 3 億円以下又は従業員 300 人以下 ) の建設業者であれば以下の額の範囲内で利用可能である直接貸付 :7 億 2 千万円代理貸付 :1 億 2 千万円 ( 民間金融機関による代理貸付 ) 長期固定の低利融資制度で以下の特別利率が適用される中小企業事業 :1.45% 国民生活事業 :1.80%( 貸付期間 5 年以内の場合 ) ( 例 ) ブルドーザのマシンコントロールシステム 1 制御システム車載モニター受光器 2 制御装置の取付改造 3 トータルステーション ( 自動制御出来形計測用 ) 排土板自動制御ブルドーザ本体 ( 建設機械 ) 建設機械本体は本制度の対象となりません 27

28 参考資料 3. 用語集 1/3 TS 用語内容トータルステーション (Total Station) の略 1 台の機械で角度 ( 鉛直角水平角 ) と距離を同時に測定することができる電子式測距測角儀のことである計測した角度と距離から未知点の座標計算を瞬時に行うことができ計測データの記録及び外部機器への出力ができる出来形管理用 TS 基本設計データ道路中心線形法線平面線形縦断線形出来形横断面形状出来形計測データ現場での出来形の計測や確認を行うために必要な TS TS に接続された情報機器 ( データコレクタ携帯可能なコンピュータ ) 及び情報機器に搭載する出来形管理用 TS ソフトウェアの一式のことである基本設計データとは設計図書に規定されている工事目的物の形状出来形管理対象項目工事基準点情報及び利用する座標系情報などのことである基本設計データは設計成果の線形計算書平面図縦断図及び横断図から 3 次元データ化したもので (1) 道路中心線形又は法線 ( 平面線形縦断線形 ) (2) 出来形横断面形状で構成される道路の基準となる線形のこと平面線形と縦断線形で定義され基本設計データの一要素となる堤防河道及び構造物等の平面的な位置を示す線のこと平面線形と縦断線形で定義され基本設計データの一要素となる平面線形は道路中心線形又は法線を構成する要素の 1 つで道路中心線形又は法線の平面的な形状を表している平面線形の要素は道路中心線形の場合直線円曲線緩和曲線 ( クロソイド ) で構成されそれぞれ端部の平面座標要素長回転方向曲線半径クロソイドのパラメータで定義される縦断線形は道路中心線形又は法線を構成する要素の 1 つで道路中心線形又は法線の縦断的な形状を表している縦断形状を表す数値データは縦断図に示されており縦断線形の要素は道路中心線形の場合縦断勾配変位点の起点からの距離と標高勾配縦断曲線長又は縦断曲線の半径で定義される平面線形に直交する断面での土工仕上がり法面等の形状である現行では横断図として示されている出来形管理用 TS で計測した 3 次元座標値及び計測地点 ( 法肩や法尻など ) の記号を付加したデータのことをいう出来形計測データと基本設計データとの対比により出来形管理を行う 28

29 参考資料 3. 用語集 2/3 用語基本設計データ作成ソフトウェア出来形管理用 TS ソフトウェア出来形帳票作成ソフトウェア締固め管理システム GNSS RTK GNSS( リアルタイムキネマティック ) 管理ブロックサイズ締固め回数分布図走行軌跡図内容従来の紙図面等から判読できる道路中心線形又は法線横断形状等の数値を入力することで基本設計データを作成することができるソフトウェアの総称出来形管理用 TS の情報機器 ( データコレクタ携帯可能なコンピュータ ) に搭載されたソフトウェア基本設計データを入力することで現場において効率的に出来形計測が行える情報を提供すると共に計測結果を施工管理データ ( 基本設計データと出来形計測データの XML 形式 ) として出力することができる基本設計データと出来形計測データから出来形帳票の自動作成と出来形管理データ (PDF ファイル ) 及び施工管理データ (XML ファイル ) の出力が可能なソフトウェアの総称基準局 (TS GNSS) 移動局 ( 締固め機械 ) 管理局 ( 現場事務所等 ) で構成される盛土の締固め管理を行うシステムの総称 GPS( 米 ) GLONASS( 露 ) GALILEO(EU 計画中 ) など人口衛星を利用した測位システムの総称情報化施工にて取り扱う GNSS は移動局の位置座標を正確に測定する必要があることからリアルキネマティック (RTK GNSS) 測位手法を基本とする計測位置の GNSS( 移動局 ) と既知点に設置した GNSS( 基準局 ) の 2 台を用いて実時間 ( リアルタイム ) で基線解析を行うことでより高精度に計測位置の座標を取得できる装置 TS GNSS を用いた締固め管理にて施工範囲 ( 締固めを行う域内 ) を使用する締固め機械により定められたサイズの正方形の領域に分割したもの締固め管理システムで自動作成されるもので締固め範囲の全面を確実に規定回数だけ締固めたことを視覚的 ( 色 ) で確認するための日常管理帳票の 1 つ締固め回数分布図と対となって自動作成されるもので締固め回数分布図の信頼性およびデータ改ざんの有無を確認するための日常管理帳票の 1 つ 29

30 参考資料 3. 用語集 3/3 用語ログファイル 3 次元設計データ XML 内容締固め回数管理で得られる電子情報で締固め機械の作業中の時刻とその時の位置座標を記録したもの電子データ形式で保管するマシンコントロール (MC)/ マシンガイダンス (MG) 技術でシステムに搭載する電子データ extensible Markup Language の略称コンピュータ言語の一種 30

基礎編 1. はじめに 2. 情報化施工技術の動向 ( 一般化推進技術 ) 3. マシンコントロール / マシンガイダンス技術の概要 4. マシンコントロール / マシンガイダンス技術の構成例 5. 準拠する要領基準等適用工種 6. マシンコントロール / マシンガイダンス技術導入のメリット 7

マシンコントロール / マシンガイダンス技術 ( ブルドーザ編 ) の手引き発注者用平成 26 年 3 月基礎編 1. はじめに 2. 情報化施工技術の動向 ( 一般化推進技術 ) 3. マシンコントロール / マシンガイダンス技術の概要 4. マシンコントロール / マシンガイダンス技術の構成例 5. 準拠する要領基準等適用工種 6. マシンコントロール / マシンガイダンス技術導入のメリット

マシンガイダンス技術 ( バックホウ編 ) の手引き 発注者用 平成 26 年 3 月

マシンガイダンス技術 ( バックホウ編 ) の手引き発注者用平成 26 年 3 月