※ ICT・DXによって、安全・安心な通行確保、効率的な交通管制など高度利用が実現された道路
試験舗装フィールド
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開発の背景
近年の多様化するモビリティサービスを受け、交通事故の撲滅など安全な社会の実現に向けたカメラやLiDAR※などの活用が進められています。しかし、これら先行技術には、雨や霧などの天候による影響、プライバシーの保護、物陰に隠れた移動体への対応などの課題があります。光ファイバセンサはこれらの技術課題を解決でき、安全性を高められるだけでなく、圧倒的に広い範囲を面的にセンシングできるためコスト低減効果もあります。
今回、構造解析技術やデータ処理技術を有する東京都市大学関屋准教授とカリフォルニア大学バークレー校曽我教授、モビリティ技術を有するトヨタ自動車、舗装技術を有するNIPPOの研究チームに、同センサによるインフラ構造物の計測・評価技術を有する鹿島が加わり、新時代のモビリティに対応できるスマートロードの開発に向けた研究体制を構築しました。
※ レーザー光を照射して、その反射光の情報をもとに対象物までの距離や対象物の形などを計測する技術
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技術の概要
光ファイバセンサは、30km以上にも及ぶ距離にわたって、どこに振動やひずみ（伸縮）が発生しているか、その位置と大きさを捉えることができます。今回、幅10m、長さ20mの本試験フィールドにおいて、5本の同センサを、それぞれ異なる深さに埋め込みました。道路に埋め込まれた同センサには、道路上を移動する歩行者や車両から生じたわずかな振動が伝わるため、振動の伝播状況を詳細に把握できます。2022年4月から1年間、外気温など環境条件が変化するなかでデータを蓄積し、同センサで検知した歩行者や自転車からの振動データを解析した結果、その位置や進行方向を自動で追跡できることを確認しました。
このことから、本技術を発展させることにより、見通しの悪い交差点や悪天候下においても歩行者や車両などをあらかじめ認識する安全性の高いモビリティサービスの構築が可能となり、自動運転社会の実現に貢献することが期待できます。
歩行者・自転車の追跡結果例
現在、共同研究先と連携しながら、同フィールドを活用し、歩行者や自転車の振動データのパターンの解析にAI技術を活用するなどして、複数の異なる移動体の識別や追跡技術を開発しています。さらに、深さによって異なる振動データを利用して、移動体から同センサへの振動伝播を解析する技術を構築し、最適な同センサの配置や本数などの計画、ならびにセンシングに適した舗装に関する技術の検討も進めています。
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今後の展開
鹿島は、橋梁やトンネルなどのインフラへの光ファイバセンサの適用を通じて、構造物に生じる変形などの状況の評価、利用状況の把握、センシングデータに基づく利用者へのリアルタイムなサービス提供、といったインフラの新たな価値の創出を目指しています。
今回の取組みにおいても、道路に埋め込まれた同センサを活用し、舗装や地盤などの構造を評価するだけでなく、より安全なモビリティサービスを提供できる道路インフラとしてスマートロードの開発を進めていきます。
（参考）
業界初 光ファイバでダム堤体コンクリートのひずみ挙動検知に成功
（2023年2月1日プレスリリース）
https://www.kajima.co.jp/news/press/202302/1c1-j.htm
業界初 光ファイバで鋼製支保工のひずみを計測
（2023年2月16日プレスリリース）
https://www.kajima.co.jp/news/press/202302/16c1-j.htm
自動車専用道路の管理ツールに光ファイバを初めて採用
（2023年3月1日プレスリリース）
https://www.kajima.co.jp/news/press/202303/1c1-j.htm
NEC、鹿島、NTT東日本 世界初 通信用光ファイバを用いた工事振動の検知に成功
（2023年8月24日プレスリリース）
https://www.kajima.co.jp/news/press/202308/pdf/24c1-j.pdf
モビリティを支える道路インフラ。路上センシングの開発
（トヨタ自動車ホームページ）
https://global.toyota/jp/mobility/frontier-research/39699141.html
