覆工コンクリートの表層品質をAIが自動評価する新技術、西松建設：AI

西松建設は、山岳トンネル工事のさまざまな課題をAIで解決する「山岳トンネル AI ソリューション」の構築を2019年度に開始している。このほど、山岳トンネル AI ソリューションの要素技術として、覆工コンクリートの表層品質評価を行うためのAI活用技術「A.E.s.SLiC」を開発した。

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　西松建設は、sMedioと共同で、山岳トンネル覆工コンクリートの表層品質評価を行うためのAI活用技術「A.E.s.SLiC（イースリック）」を開発したことを2021年3月19日に発表した。

表層目視評価シートの6項目をAIが自動評価

　山岳トンネル覆工コンクリートの品質と耐久性を確保するためには、覆工コンクリートの表層品質を評価し、出来形を確認しつつ適切な施工方法を検討することが重要だ。覆工コンクリートを評する手段としては、表層の目視によりコンクリートの品質を定量評価する手法が、2018年に東北地方整備局で試験導入されて以降、全国的に導入が進んでいる。

　上記の手法は、コンクリート構造物全体を目視した上で、総合的に全体を評価し、特別な技能を必要としないため、担当者の熟練度を問わない。しかし、評価担当者の個人差やPDCAサイクルに活用するために必要な評価結果のとりまとめ作業に時間を要するといった課題があった。

　そこで、西松建設は、目視評価の平準化と結果とりまとめの工程を迅速化し、覆工コンクリート表層品質の良否や施工方法の妥当性確認、改善対策の要否判断を迅速に行えるA.E.s.SLiCを開発した。

「A.E.s.SLiC」の構成　出典：西松建設

　A.E.s.SLiCは、覆工コンクリートの写真を用いて、表層目視評価シートに従い、「はく離」「気泡」「水はしり・砂すじ」「色むら・打重ね線」「施工目地不良」「検査窓枠段差」の6項目をAIが自動評価する。構成機器は、タブレット、クラウドサーバ、PC端末、専用のiPadアプリ、AI。専用のiPadアプリにタブレットやデジタルカメラで撮影した覆工コンクリート面の写真を入力すると、表層目視評価シートの各項目についてAIが自動評価し、結果が出力される。

「A.E.s.SLiC」の評価内容　出典：西松建設

　専用のiPadアプリは、画像処理法「VIS」を写真に適用して、覆工コンクリート面の凹凸やエッジ、キメ、粗さなどの視認性を上げる機能も備えている。VISにより鮮明化処理された画像は、A.E.s.SLiCの教師データ補強に利用する他、現場の状況により不鮮明な画像しか取得できない場合に、評価精度の維持と改善に役立てる。

専用のiPadアプリの操作画面　出典：西松建設

A.E.s.SLiCに期待される効果

　A.E.s.SLiCの有効性に関して、覆工コンクリート面の写真撮影や評価日、評価者、コメントなど、必要事項の記入は、専用のiPadアプリ1つで対応するため、クラウドサーバへの各種情報の登録およびAIによる評価が現場で完了する。これらのデータは、Webアプリを介して事務所PC端末で所定の目視調査評価票の形式で出力することで、データ入力や評価結果のとりまとめ作業が円滑になる。

　また、登録したデータは、クラウドサーバを介して、現場事務所や本社、支社といった支援部署との情報共有に応じており、Webアプリを介し、評価項目ごとの評価点推移を一覧表とグラフでアウトプットできる。これにより、施工方法の妥当性確認や施工方法改善対策の実施効果を確かめられる。

　加えて、評価項目ごとの評価点推移をPDCAサイクルに活用することで、覆工コンクリートの表層品質を向上する施工方法を選びやすくなる。さらに、評価点付きの覆工コンクリート写真をさまざまな現場で取得し、教師データとしてAIの学習を継続することで、現場担当者の主観による評価点のばらつきを低減し、評価精度のアップと平準化を実現する。