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コラム2024年03月29日

深刻化する自然災害・インフラの老朽化を見守る「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」とは？

#カーボンニュートラル #老朽化対策

現在、激甚化・頻発化する自然災害やインフラの老朽化が、グローバルな社会課題となっています。このグローバル課題に対してOKIが取り組んでいるのが、「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」です。今回は、グローバル課題となっている自然災害・インフラの老朽化と、「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」の概要についてご紹介します。

深刻化する自然災害とインフラの老朽化がグローバル課題に

まずは、自然災害とインフラの老朽化についてご紹介します。

地球規模で増加する自然災害

地球温暖化や気候変動の影響により、世界各地で自然災害が増加しています。これには、地震・洪水・干ばつ・熱波・台風やハリケーンなどが含まれます。これらの災害は、人々の生命や財産に大きな影響を及ぼすだけでなく、経済や社会にも深刻な打撃を与えています。

老朽化による社会インフラの不安定化

多くの国々で、「道路・橋・ダム・水道・電力網」などの社会インフラが老朽化しています。老朽化したインフラは、自然災害に対して脆弱で、災害時には被害を拡大させるリスクがあります。インフラの維持・更新には膨大な費用が必要ですが、経済的な制約や政策の優先順位などの問題から、必要な投資が行われていないケースが散見されています。

グローバル展開も期待される「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」

OKIの「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」の概要と活用方法についてご紹介します。

ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術とは？

「ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術」とは、電源・配線が不要で、設置が容易な小型のセンサー、および、カメラにより、遠隔からインフラを監視するモニタリングシステムです。このシステムは、傾斜・振動数・加速度などを計測する「無線加速度センサーユニット」、水位を計測する「超音波式水位計・水圧式水位計」、インフラの状態をリアルタイムで把握できる「高感度カメラ」で構成されており、各センサーで集めたデータを「親機（ゼロエナジーゲートウェイ）」に集約してクラウドに送信します。各種センサーの中でも「無線加速度センサーユニット」は、以下のような機能があります。

【無線加速度センサーユニットの特長】
・高度なスリープ制御と省電力の920MHzマルチポップ無線技術により、電池寿命5年（10分に1回傾斜計測をした場合）を実現
・筐体（きょうたい）は長手が約140ｍｍと小型で設置が容易、かつ、防水防塵にも対応

・傾斜角を0.01度単位で2方向に同時に計測し、インフラ建造物の僅かな傾きの変化を計測できる

・装置内のエッジ分析処理により、強さがピークになる周波数（固有振動数）を自動算出し、その変化を計測できる。これにより、送信するデータ量を大幅に削減（加速度生データの約700分の1以下）し、消費電力も大幅に削減

このような遠隔モニタリング技術の事例として代表的なのは、橋梁のモニタリングです。鉄道橋梁に無線加速度センサーユニットを設置し、傾きと固有振動数を計測。橋梁の変化を遠隔から監視するといった活用事例があります。従来は、インフラ管理者が現場に出向き、傾きや固有振動数を計測する試験を定期的に行っていましたが、無線加速度センサーユニットを導入したことで、現場に出向いて試験を行う回数が大幅に削減されました。

また、橋梁に超音波水位計や高感度カメラを設置し、河川の水位を遠隔から把握。「安全な運行が可能な状態かを現場に行かずに判断する」といった活用事例もあります。遠隔モニタリング技術を導入することで、インフラ管理者が現場で行う巡視点検の回数を減らし、業務効率化につなげることができるのです。

ゼロエナジーIoTによる遠隔モニタリング技術による災害への対応

橋梁・河川・斜面・のり面・鉄塔・電柱といったインフラに設置することで、高精度の遠隔モニタリングが可能になります。災害発生時の状況把握が迅速に行えることで、その後の復旧作業にスムーズにつなげられる他、復旧までの変状監視や安全確保にも役立てることができます。また、異常発生後の経過観察や危険エリアの巡視業務など、日常的なインフラ維持・管理業務を遠隔化・効率化できる点も特長です。