11月25日16:55-17:10論文番号 II-056
 
「我が国積雪寒冷他全地域スーパーシティ化推進と飛翔体等を含む環境・健康調和型の交通・エネルギー基盤管制維持管理システム技術開発及び実装フィールド計画調査と検討」
 
を発表しました。

我が国積雪寒冷他全地域スーパーシティ化推進と飛翔体等を含む環境・健康調和型の交通・エネルギー基盤管制維持管理システム技術開発及び実装フィールド計画調査と検討

〇桜井宏(前衆議院議員三重大学社会連携特任教授) 豊崎禎久(慶応大学特別招聘教授)
伊藤秀雄(中晋会(中部地区衆議院議員安倍晋三後援会)会長) 吉田武義(中部国際ドローンスクール理事長)
古谷和之(ニセコ環境(株)社長) 佐藤陽平((株)フューチャーリンクネットワーク)
松本洋三(日本DID㈱社長) 岡田包儀(前衆議院政策秘書北見工業大学技術職員)
鈴木明人(日本大学客員教授) 佐伯昇(北海道大学名誉教授)

論文番号Ⅱ-056.pdf(2.1MB)

我が国積雪寒冷他全地域スーパーシティ化推進と
飛翔体等を含む
環境・健康調和型の交通・エネルギー基盤管制
維持管理システム技術開発及び実装フィールド計画
調査と検討 

1.1 背 景

Ⅰ. 社会基盤維持管理とスーパーシティ化(公共DX)推進政策

①我が国は道路、鉄道、空港、港湾等交通施設、河川、海岸、山岳、斜面等防災施設等の膨大な都市・地方の 社会基盤・防災施設の維持管理 及び的確迅速な運営運行管理や安全情報発信等を一元化した スマートシティ化各地域特性に適応統合化したスーパーシティ化構想実現 が重要な政策課題(令和2年5月特区法改正)
少子高齢化加速中、特に理工系・産官学等の 担い手人材確保等が益々困難化
③最近新型コロナ対策受膨大化し財政逼迫・予算財源著しく不足
④基礎技術となるICTやIoT・AI等実装 を懸案克服し、確実効率的実現が急務
⑤我が国政府は、総合的勣率的な強化政策 の一環として、サイバー・経済・安保を統括す日本版NEC(米国国家経済会議(NEC)をモデル)プロジェクトを推進し、スーパーシティ構築等を目指す

Ⅱ. 実現可能な実装の必要性

①筆者等は、限られた予算で効率的実装可能な、都市河川防災用 水路簡易型水位計やスマート道路維持管理モニタリング技術等を実装運用化
飛翔休(ドローン)等による災害時非常用物資投下訓練や管制システムの実証試験等展開
③使用条件が変化し当初設計条件が不適合の積雪山岳地帯のRC・PC橋梁コンクリートや補強鋼材等の 耐久性や耐震性能等モニタリング状況等も調査検討
④大容量で得られるモニタリングデータ等を有効活用 した施設の安全性・信頼性判断、維持管理等の効率的経済的実施が重要
⑤更に、最近の急激温暖化の影響で、都市・地方河川等氾濫で人的・社会産業基盤重大被害が激増し、 防災ICTとIoT等実装急務
効率的再エネ導入 (筆者等技術開発特許「既設鉄塔内への風力発電装置の設置方法」:令和2年5月8日特許第6701425号)推進等も重要緊急
⑦環境・健康十分配慮の成果住民還元(ポイント付与)
⑧WEB空間だけで無く、感染対策所謂「三蜜」を十分避け安全性信頼性 確保可龍で適切かつ十分な国際的規模面積を有するフィールドも求められる

1.2 目 的

最近の人材・財源不足の中、急務の積雪寒冷地の冬季交通安全性確保や 社会基盤維持管理と防災等に関するIoTとAI等支援化実装状況調査

我が国積雪寒冷他全地域スーパーシティ化推進飛翔体等(ドローン)積極的活用を含む環境・健康調和型の交通・エネルギー基盤管制維持 管理システム技術開発及び実装フィールド計画調査と検討

2. 検討方法

政府、民間、学術等最先端公開資料等の分析、現地踏査や各地域行政や産業会、技術者、研究者、政府中枢の政策担当者等ヒアリング等を通じて調査検討

実地のモニタリング技術や、最近のIoTやAI等性能信頼性調査

スマートシティ化、更にスーパーシティへの統合運用調査

一要素の飛翔体(ドローン)の実装活用状況調査

担い手人材養成確保方法検討

必要な総合的な実装フィールド計画上構想と課題を調査検討考察

3. 調査検討結果及び考察

3.1 調査検討結果

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写真1: 妙高大橋PC箱桁内部劣化
(設計条件外融氷剤使用)と
各種センサー計器等やファイバー状センサー
による モニタリング状況

論文

写真2: 水位センサー
LPWAN(Low Power Wide-Area Network)
実装状況(島根県益田市、一社)MCSCC等事例)

論文

写真3:災害時非常用物資投下実証試験等
(国際中部ドローンスクール、岐阜県)

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写真4: ①(上左)JR黒松内駅より車で東南東に約13分(約9.6km)
②(上右):黒松内町内
 実装化実証試験用安全性信頼性検証可能大規模フィールド計画地
 (周辺部含む航空写真、国際大学院大学構想地、元酪農用地)
 道道266号大成黒松内停線町道交差点北側及び朱太川流域農地等北側に位置
③(下)敷地エリア及び実装実証試験項目
④既設鉄塔内風力発電装置
 設置試験等
 再エネ技術実証試験
 (筆者等技術開発特許
 既設鉄塔内への風力発電装置の設置方法: 
 令和2年5月8日特許第6701425号)

論文
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写真5:片山さつき前地方創生担当大臣閣下へ
政府スーパーシティ推進方針
聴取・ 我が国電
子素子産業復興要請
状況

スーパーシティ要件の候補(有識者懇談最終報告)

①移動、物流、支払い、医療一介護、教育、エネルギー・水.環境・ゴミ、防災、防犯・安全等少なくとも5領域以上をカバーする技術が生活に実装される事
複数の分野の規制改革を伴う事
住民その他の利害関係者の合意が得られる見込みがあること
④スーパーシティの設計および運営全般を統括し、データ連携に精通する者(アーキテクト)が存在すること
⑤さまざまデータを分野横断的に収集・整理し提供するデータ連携基盤を整備すること
スーパーシティー間の都市OSの相互運用性が確保されること
2030年の未来の暮らしを先行実現するため、先端的なサービスについて大胆な投資を行うことまたは呼び込むことが見込まれること

論文

写真6:竹本直一IT担当大臣閣下への
政府ICT方針聴取・ 政府管掌API早期整備
推進要請
状況

スーパーシティの想定される指標

①エリア内における社会経済的効果
②「スーパーシティ」のエリアを超えた波及効果
プロジェクトの先見性・革新性

論文

写真7:建設デジタルサイネージ活用
緊急情報伝達システム

論文

◆災害時に役立つ「衛星サイネージ」


日本DID株式会社 松本 洋三

・ 街中でよく見かけるように
  なったデジタルサイネージ
  は、緊急時におけるリアル
  タイム情報を伝達できる端
  末として位置づけることが
  できます。

・ 特に公共性の高い工事現場
  におけるデジタルサイネー
  ジ導入の動きが加速してい
  ます。

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・個別配信可能なデジタルサイネージを
災害時の情報発信に活用します


 
個別配信が可能で、工事現場では案内看板等の集約で活用が広がっている。
災害発生時には、災害情報・避難誘導案内などの配信も可能になる。
 

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3.2 考察

1) 国民市民等
  スーパーシティ化貢献への還元方法

   スーパーシティ化による効果の一つ

   省エネ活動の動機付けとして筆者等が提案協力

   ①地域ポイント活用として「まいぷれポイント」兵庫県尼崎市事例
    同市環境創造課で導入、2016年4月にJR塚口駅前開発に合わせた先進
    的スマートコミュニティのモデル事業として地域ポイントをスタート
    した。大規模分譲マンションの電力可視化
    入居者節電活活動へのインセンティブを付けることにより街区全体で
    の省エネ活動に取り組んでいる。
   ②市民が、夏冬のエアコン需要が高い時間帯に節電要請応えることで
    ポイント付与され、さらに該当時間に地域の商店で買い物をすると通
    常の2倍
のポイントがもらえ、持続的な環境に対する取り組みと、地域
    経済活性化を両立するしくみとして地域ポイントを活用し、まいぷれ
    ポイント案が先としてシステムを提供

2) スーパーシティ化実現改善のための各項目成果効率の指標化定量化
 イ) スーパーシティ化評価各指標の提案

   DX化率(前述事例様に、自治体等予算に対する各事業予算執行がDX化された比率)

   E:エフィシェンシィ(効率)
    効果の目標(100%)を上回る水準のイノベーション率
    災害時の復旧速度を表す強靭化率(レリジエント曲線)等
    指標化定量化等

効果(P)評価式
 P=A1X1 + A2X2 + ----------+ AnXn
ー式(1)

ここで、Ai:評価に適用される重みづけ。
Xi:各対策の評価(施行目標完全達成:100%、体系的全体的な施行実施:75%、
施行実施:50%、施行着手・調整中:25%、施行必要性確認中。未着手:0%)
なお、目標100%上回った場合はDX革新が起こったとし、イノベーション率Inv
(実績を目標完全達成率:100%で除す)で示す。
 
なお
①従来の改善により既にDX化確保している場合でも、最も効果高くコスト低く効率の良い
②現在可能なさらに効率的実現対策等が存在する場合、各評価点が次のような費用が限られた条件で可能な限り大きい対策、規制、重み付け、経済状況や予算制約等後述するが、各制約下で

最大効果:Pmax

が取得できる。

 ロ) 対策総コスト

  各環境評価項目対策に必要な費用(コスト):C
  次の式で定義

コスト評価式:C=B1W1+B2W2+ ---- +BnWn

―式(2) 

  ここで
   Bi:各対策評価項目(アイテム)のコストの重み付け
   (またはボリューム、面積、数量など)
   Wi:手続き手段の費用、単価など
   
  一方、別の手順で大きな効果が期待できる場合でも

Cmax:予算上の制限コスト内で可能

 ハ) 効率:E(エフィシェンシー)の指標化

  適切な効果の指標化・定量化は当然要求
  対策の効率は次のように定義

   E:エフィシェンシー(効率)評価式

    E=P/C   -式(3)

  優れた効率的対策は経済期にも持続可能で
  地球環境対策効果や新たな対策技術を常に調査する必要
  効率は常に高水準を目指す必要

 ホ) スーパーシティ化進捗状況定量化と
   経時的把握可能(時系列曲線グラフ)化で
   限定予算内で線形計画的最大化

    ①限られた予算配分とその効率で表し
     全て理論的には標準化し合算総合化
     スーパーシティ化進捗の指標化可能
     
    ②各都市毎に政策的にどの分野を重み付けするか
     政策目標項目を統括可能な関数数量モデル化
     各効果P合計最大化し合計ΣPを最大化
     各効果Pを各予算Cで割ったエフィシェンシィ:E
     最大値Pmax設定し比較
     
    ③ΣCと各予算Cを調整し
     無時限標準化:0~1(最大値)もしくは0~100%
     目標達成する各都市の設定期間の年による
     
    ④スーパーシティ化時系列曲線グラフ作図視覚化「見える化」
     
    ⑤進捗状況の定量的把握可能で
     線形計画的最大化を計る
     

4. まとめ

我が国積雪寒冷他全地域スーパーシティ化推進と飛翔体等を 含む環境・健康調和型の交通・エネルギー基盤管制維持管理シ ステム技術開発及び実装フィールド計画調査と検討結果

  ① 技術者がデータから診断した劣化種類や、劣化予測、補修補強方法、
    時期コスト等の診断プロセスを多元データ化し、AI深層学習プロセ
    スを構築

    
  ② 担い手人材学生・社会人再教育等至急積極的養成
  ③ 各種センサーデータの解析プロセスを人手介せず、情報量スピード
    対応可能な5Gに2~3年内に強化と、クラウド化統合情報システム
    (政府管掌API)早期整備
とIoT・AI実装促進化
    
  ④ 十分な環境・健康配慮(市民ポイント還元)し再エネ・脱炭素技術
    電力LPWAN(Low Power W0de-Area Network)
やデータ通信網
    (建設デジタルサイネージ活用緊急情報伝達システム)等有効活用
    
  ⑤ 我が国内外全地域スーパーシティ化推進可能とする為、進捗率指標
    化し定量化と.重要な構成要素ドローンの積雪寒冷地の実装化実証試
    験で安全性信頼性を十分検証可能な大規模フィールド
整備が急務