ドコモなど、5Gと高速AIを活用した鉄道インフラの監視システムの構築に成功

中央復建コンサルタンツ、NTTドコモ、京浜急行電鉄、横須賀市の4者は、5GとAIを活用し、鉄道インフラをリアルタイムに遠隔から自動監視する実証試験に成功したと発表した。2021年4月以降、本実証で構築したシステムのさらなる高度化と、鉄道事業およびその他領域における本格運用検討を行う。

本実証は、2020年12月21日~2021年2月12日に京急電鉄の久里浜工場で実施した。4K映像を5Gで伝送し、網内クラウド環境(MEC)で高速AIディープラーニングにより解析した後、解析結果を遠隔地にリアルタイム配信した。

検証では、通常時の車両監視と災害時を想定した線路点検を対象とした。車両監視では、固定4Kカメラとサーマルカメラで車両の床下機器を撮影し、台車の疑似的なき裂やブレーキパッドの摩耗、機器収容箱ハンドルの開き、車軸温度の上昇を検出した。線路点検では、ドローン上の4Kカメラで線路を撮影し、飛来物などを想定した大きさ・形状の異なる障害物の検知をした。各解析結果は、遠隔PCにリアルタイム配信した。

車両監視では、4K映像を5G伝送し、MECでAI解析後、遠隔地にリアルタイム配信するという国内初の技術を用いて、映像の取得から遠隔地への配信まで、わずか0.94秒で実現した。AI解析では、幅1mmの擬似的なき裂を検出し、ハンドル、ブレーキパッド、車軸温度は、試行ごとに対象の異常を見逃すことなく検出することに成功した。

線路点検では、ドローンとの通信に、Wi-Fiの構成だけでなく、ドローン上の5G端末(上空)と5G基地局(地上)が直接通信可能な構成を導入した。5G端末の上空利用構成を用いた、リアルタイムでの4K映像のMEC高速AI解析・配信についても、国内初の技術だという。各構成において、4K映像を5G伝送し、MECでAI解析後、遠隔地に配信するまで、わずか1.26~1.33秒で実現した。AI解析では、10cm角の木片~身長170cmの人まで、試行ごとに対象の異常を見逃すことなく検出することに成功した。

本実証は、総務省事業「地域課題解決型ローカル5G等の実現に向けた開発実証に係るインフラ分野におけるローカル5G等の技術的条件及び利活用に関する調査検討の請負」における「遠隔・リアルタイムでの列車検査、線路巡視等の実現」を、4者がコンソーシアムを組んで実施したもの。中央復建コンサルタンツとドコモはそれぞれの知見と技術を融合したインフラ維持管理システムを構築。京急電鉄と横須賀市はそれぞれ鉄道事業者、地方自治体の立場から本実証の支援と、より一層の安全性と作業効率化に向けた応用可能性を検討した。また、外部有識者を招いた産学官協議会を開催し、鉄道業界をはじめとする多業種への技術展開に向けた検討を行った。

今後、中央復建コンサルタンツとドコモは、5Gと高速AIディープラーニング、4K映像配信、ドローンなどの先進的なデバイスを活用して、本格運用の検討を行う。鉄道事業における課題解決には京急電鉄と連携して検討を行うとともに、他の社会インフラにおける課題解決には横須賀市と連携して取り組むほか、他の事業者への水平展開を推進していくとしている。

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