国土交通省が推進するi-Construction 2.0における運行管理の位置づけと、ダンプ効率化・労働時間削減を実現する具体的な技術・手法、そして導入成功のポイントについて、この記事ではご紹介します。
目次
i-Construction 2.0における運行管理の位置づけと目的
国土交通省が推進するi-Construction 2.0は、建設業界全体のDXを目指すものです。その中で、運行管理は単なる車両管理に留まらず、工事全体の生産性向上と労働時間削減を実現するための重要な要素として位置づけられています。
i-Construction 2.0の3本柱と運行管理との整合性
i-Construction 2.0は、「調査・測量から設計・施工・検査・維持管理に至る建設生産プロセス全体のICT活用」「施工時期等の平準化」「魅力的な職場環境づくり」の3本柱で構成されています。
ダンプの運行管理は、これらの柱と深く整合しています。例えば、ICT施工で発生した土砂の運搬を効率化することは、生産性向上に直結します。また、運搬作業の効率化は、ドライバーの労働時間削減にも貢献し、魅力的な職場環境づくりに繋がります。
運行管理DXで目指す効率化・労働時間削減の技術・手法
双方向リアルタイムデータ活用
i-Construction 2.0が掲げる「双方向リアルタイムデータ活用」は、運行管理においても非常に重要です。ダンプトラックから位置情報や稼働状況がリアルタイムで管理者へ送られるだけでなく、管理者からの指示や最適なルート情報がリアルタイムでダンプドライバーにフィードバックされることを意味します。
リアルタイム位置情報＋GPS／IoT活用
ダンプトラックの位置情報をリアルタイムで把握するためには、GPS（全地球測位システム）の活用が不可欠です。車両に搭載したIoTセンサーは、エンジンの稼働状況、燃料消費量、積載量などのデータを収集します。これらの情報を運行管理システムに集約することで、全ての車両の動態を地図上で可視化できます。現場監督は最適な配車指示を出し、無駄な待機時間を削減できます。
最適ルート計算・配車アルゴリズム
運行管理システムの核となるのが、最適ルート計算と配車アルゴリズムです。アルゴリズムは、各ダンプの現在位置、現場の土量発生状況、交通状況に対応するための労働時間制約などを考慮し、最も効率的なルートと配車計画を自動で立案します。たとえば、渋滞情報をリアルタイムで取り込み、迂回ルートを提示してくれるなど…。
積載管理・過積載防止・荷重最適化
IoTセンサーが積載量を計測し、システムが自動で適正な積載量を算定します。過積載は事故のリスクを高めるだけでなく、車両の劣化を早め、燃費も悪化させます。荷重を最適化することで安全性を確保しつつ、1回あたりの運搬効率を最大化し、運搬回数を最適化できます。
稼働モニタリング・アイドル時間削減
運行管理システムは、ダンプトラックの稼働状況を常にモニタリングします。エンジンが稼働しているが走行していない「アイドルタイム（アイドリング時間）」をリアルタイムで検知し、その原因を特定できます。例えば、積み込み・荷下ろし場所での待機時間が長い場合や、ドライバーが休憩を取りすぎている場合などです。
通信補完・オフライン対応技術
建設現場は、通信環境が不安定な場所が多いという課題があります。運行管理システムを導入する際は、通信補完技術や「オフライン対応」機能を持つものを選びましょう。通信が一時的に途切れても、車両に搭載された端末が運行データを一時的に保存し、通信が回復した際に自動でクラウドに同期する仕組みです。この技術は、いかなる現場環境でもシステムが安定稼働することを保証し、データ欠損を防ぎます。
事例で見る成果とノウハウ（成功例・運用知見）
運行管理DXは、既に多くの建設現場で具体的な成果を上げています。ここでは、実際の成功事例や運用上のノウハウを見ていきましょう。
ダンプ運行最適化で待機時間を劇的に削減した事例
大規模な造成工事現場での事例です。多数のダンプトラックが同時に稼働する中、運行管理システムを導入し、積み込み・荷下ろし場所でのダンプの待機時間を平均40%削減しました。システムは、各ダンプの到着予測時刻と積み込み・荷下ろしに必要な時間を算出し、最適ではないダンプには一時的な待機場所への誘導や、別の運搬ルートを指示しました。これにより、無駄なアイドリングが減少し、燃料費の削減にも繋がりました。
AIルート制御と渋滞回避を実運用した現場
都市部の工事現場では、AIを活用したルート制御で、ダンプの運行効率を向上させています。AIは過去の交通量データ、リアルタイムの渋滞情報、工事現場周辺の道路規制などを学習し、最適な運行ルートを自動で提案します。ある現場では、このAIルート制御により、渋滞回避が効果的に行われ、平均運行時間を10%短縮できました。結果として、ドライバーの労働時間が削減され、2024年問題への対応に貢献しました。
自動施工との融合による運行最適化
自動施工と運行管理を融合させた取り組みも進んでいます。ICT建機が3次元データに基づいて自動で掘削を行う一方で、掘削された土砂を運搬するダンプもICT施工システムと連携し、最適なタイミングで現場に到着するような運行計画が自動で生成されます。土砂の発生から運搬までの一連のプロセスが自動で最適化され、大幅な省人化と生産性向上が実現しています。
トラブル・異常対応を乗り越えた運用改善プロセス
新しい運行管理システムの導入には、初期段階でトラブルや異常が発生することは避けられません。ある現場では、GPS信号の不安定さや、システム操作への不慣れから、一時的に運用が滞る時期がありました。しかし提供ベンダーとの密な連携、現場からのフィードバックを基にしたシステムの改善で解決。システムの定着と効果最大化に繋がりました。
課題・壁とそれを解決するアプローチ
通信遮蔽・地下部・トンネル内対応問題
通信環境の不安定さは大きな課題です。トンネルや地下部ではGPS信号が届きにくく、リアルタイムの位置把握が困難です。克服アプローチとして、GPSだけでなく、IMU（慣性計測ユニット）やLiDAR（ライダー）など、複数のセンサーを組み合わせた複合測位技術が有効です。また、LPWA（省電力広域無線通信）などの次世代通信技術を活用することで、通信網が整備されていないエリアでのデータ伝送も可能になります。
データ精度・センサ誤差・補正手法
運行管理システムが活用するデータには、GPSやIoTセンサーの誤差が含まれることがあります。精密な運行計画を立てるためには、このデータ精度をいかに高めるかが重要です。AIを活用したデータ補正手法は、過去の走行パターンや周辺環境データを学習し、センサーの誤差を自動で補正することが可能です。また、定期的なキャリブレーション（校正）や、3次元測量データとの照合も、データ精度を高める上で不可欠です。
小規模現場・少台数運用時のコストバランス
大規模工事現場では運行管理システムの導入効果は大きいですが、小規模現場やダンプの台数が少ない運用では、導入コストとのバランスが課題となります。この課題を克服するためには、サブスクリプション型のクラウドサービスや、既存のICT施工システムに運行管理機能が統合されたパッケージなどを選定することが有効です。必要な機能に絞り込み、初期投資を抑えることで、小規模現場でもDXの恩恵を受けられるようになります。
法制度対応・車両運行規制との整合性
ダンプトラックの運行には、道路交通法、労働基準法、そして地方自治体独自の車両運行規制など、様々な法制度が関わってきます。運行管理システムを導入する際は、これらの法制度や規制に確実に整合しているかを確認することが重要です。
まとめ：i-Construction 2.0と運行管理の融合で、建設DXの新時代へ
i-Construction 2.0の考え方は、限られた人員と時間の中で最大の効果を生み出せる具体的な解決策となります。導入には、通信環境やコスト、法制度対応といった課題も伴いますが、次世代の技術と戦略的なアプローチによってこれらを克服し、より高度な運行管理を実現することが可能です。
