トンネル検査の精度を向上、夜間作業を約2割削減

新幹線トンネルの老朽化対策に　ひび割れをAI検出するJR東の“トンネルDX”

　JR東日本は、2025年4月8日、新幹線のトンネル検査においてAI技術などを活用した“トンネルDX”を進めていることを発表した。これまで人が実施していたひび割れの抽出や二時期比較を自動化する技術であり、トンネル検査の精度を向上させ、夜間作業を約2割削減できるという。

覆工表面画像のひび割れ自動抽出・二時期比較

　トンネルを含む鉄道の土木構造物は、長年の列車通過や気象・環境などの影響により状態が変化するため、安全・安定輸送に影響がないよう定期的に検査する必要がある。検査では「変化した箇所」を見逃さないことが重要であり、JR東日本は、変化を高精度で抽出して、検査自体も効率化できるような手法の開発に取り組んできた。

　特にトンネルの検査では、覆工（ふっこう）コンクリートの表面（覆工表面）に現れる“ひび割れ”に注目する。そこで、今回開発されたのは、新幹線のトンネル覆工表面画像に最適化された「ひび割れ自動抽出技術」と「二時期比較技術」の2つの技術だ。

　画像からひび割れを自動抽出する技術は、富士フイルムのAI画像解析技術を基盤に採用。加えて、JR東日本が開発した、新幹線トンネルのひび割れに特化して機械学習を行い、高精度にひび割れを自動抽出するAIモデルを活用した。

　2つの時期の画像にあるひび割れを比較する技術も、JR東日本によるものだ。ひび割れを二時期で比較して、変化箇所・変化量を定量的に自動抽出する。

　これらの新技術を組み合わせることで、従来の高解像度画像から人の手でひび割れを抽出、図示していた手法と比べて、ひび割れの見落としリスクを低減する。また、二時期のひび割れを自動比較することで、新規のひび割れやひび割れの進展箇所を、確実かつ定量的に抽出できる。これにより、机上の画像調査で現地確認が必要な箇所を絞り込めるようになり、夜間作業を“２割削減”できるという。

新幹線トンネル検査のDX

　JR東日本では、2025年度より、新幹線トンネルを対象に、新技術を活用した検査手法を導入。また、鉄道の表層や基層の下である「路盤」も含めたトンネル全景画像を取得する装置を開発し、覆工から路盤までを画像検査できる仕組みを整備していくという。

DXのステップ

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