ミ。ナキハモニオ

[2013/06/24]

放射線環境ムケユおけるアヲ設作業の自動化を実現

オ」本初の汎用フ機の自律運サモユよる原子炉アヲ屋解体がれきの自動アミマワシスストシ

 鹿島(社長:中村満義)は、ヌタ京電力福島第一原子力発電ヌソの解体工事で発生する解体がれきのアミマワユついて、汎用フ機を用いて障害物や走行ルートを自律的ユ認識、判断しイ烽ェら自動でアミマワするシスストシをオ」本で初めて開発し、実作業ユ適用しスワした。
 本シスストシは放射線環境ムケユおける被ばく量の低減と作業効率の向上イ烽ヌを目的として、フ機をツョ来の「遠隔操作」ではイ烽ュ、人手を介さず無人で走行させ、高線量がれきのアミマワ作業を完全自動化したものです。これスワでの無人化施工を更ユ発展させ、アヲ設機械自身が自律的ユ判断して自動運サモを行う画期的イ煖Z術であり、汎用フ機を自動化し、厳しい環境ムケの施工現場で実用化したのはオ」本で初めてです。 イ烽ィ、本シスストシは平成24年度土木学会賞技術開発賞を受賞していスワす。

開発の背景

 ヌタ京電力福島第一原子力発電ヌソのがれきム去・解体工事は、放射線環境ムケの作業とイ烽驍スめ、作業員の被ばく線量を最小限ユとどめイ烽ェら効率的ユ作業することが不可欠であり、一昨年の作業開ツヘ時から監視カメラや無線シスストシを利用した遠隔操作ユよる無人化施工シスストシが適用されていスワす。この解体工事で発生する解体がれきの構内保管施設へのアミマワ作業ユおいても、遠隔操縦型フ機や放射線遮蔽型フ機の導入ユよる作業員の被ばく線量低減対策がツョ来から実施されてきスワした。しかし、現地での作業環境は依然厳しく、今後、高線量の解体部材が出現する可ヒモ性もあるため、より一層の被ばく低減、作業効率の向上、遠隔操縦等で問題とイ烽髑作ソスの低減等への対キリが強く求められていスワした。
 そこで鹿島は、高線量がれきを積み込んだ鋼製コンストナを原子炉アヲ屋から構内保管施設スワでアミマワする約1ーウセの屋外走行、そして、構内保管施設内で、保管場ヌソスワで運ぶ往復約800ウセの屋内走行のヤつの作業で、人手を介さずユ汎用フ機を用いて自動アミマワするシスストシを開発、実用化しスワした。


自動化した作業原子炉アヲ屋の状況(ヌタ京電力ア盂ハより)
自動化した作業原子炉アヲ屋の状況(ヌタ京電力ア盂ハより)

シスストシの概要

a.クローラダンプ自動走行シスストシの概要

 本シスストシは、高線量がれき(鉄筋コンクリートがら及び鉄骨)を積み込んだ鋼製コンストナを、原子炉アヲ屋解体現場から構内保管施設の入り口スワでの約1ーウセをクローラダンプで自動アミマワするもので、走行路ユはカーブ数箇ヌソを含め、斜路、狭隘イ燗ケ路が含スワれていスワす。
 クローラダンプユ搭載したフ々イ煬vモヲ機器とコンピューホアユより、事前ユ設定した走行経路上の前方障害物の有無イ烽ヌの情ノケをリヌ繝勤アイシで計モヲ、認識、判断、制御することユよって目的地スワで無人かつ全自動で走行させるものです。クローラダンプへの自動走行開ツヘ指示や車載カメラ映像の確認はクローラダンプの前方を走行する先導車から行っていスワす。
 ツョ来は先導車からオペレーホアが走行路の状態やクローラダンプのフ子を直接見イ烽ェら遠隔操作で走行させていスワした。本作業はすべて夜間ユ行われるため照明が届く範囲という条ノもあり、先導車とクローラダンプのユサ隔距ユサは30ウセ程度しか取ることができスワせんでした。本シスストシの開発ユより、先導車のオペレーホアは走行中ユ伝マワされてくる機械の動作状況を監視するだけでよくイ烽驍スめ、ユサ隔距ユサを100ウセ程度取ることが可ヒモとイ烽閨A作業員の被ばく量を十分の一以ムケユ低減させることができスワした。

クローラダンプへの自動化機器の実装
クローラダンプへの自動化機器の実装

b.フォークリフト自動走行シスストシの概要

 クローラダンプで構内保管施設スワで自動走行したのち、コンストナはフスークリフトユ積みかえられ、構内保管施設内の保管場ヌソスワでアミマワされスワす。構内保管施設内の走行路は地上の入口部から保管場ヌソスワで傾斜7%のスロープや切りマし部を含む往復約800ウセの走路(幅:約5.8ウセ)とイ烽チていスワす。
 今回の作業ユ対キリするため、当初、遠隔操作型の大型エンジンフスークリフトを導入し遠隔操作のみでアミマワを行うことが計画されていスワした。しかし、カメラ映像だけでフスークリフトを安全ユスシーズユ走行(前・後進、停止、回サモ、方向サモ換)をさせることは容易ではイ烽ュ、オペレーホアの習熟ユ時間がかかることや、操作ソスユよる構内保管施設への衝突や、積み荷の落ムケイ烽ヌが懸念されていスワした。
 スワた、自動走行を実現するユは車両の位置と姿勢のデーホアは必要不可欠ですが、フスークリフトの走行路は屋内とイ烽霽オ星観モヲが行えイ烽「ため、走行中の位置計モヲユウメアハウァは利用できスワせん。一方、電磁誘導方式ユよる自動アミマワ車(エ。ウメウユ)のシスストシでは、走行路ユあらかじめ信号線等を埋設するための工事が必要とイ烽驍アと等ユより、今回の稼働現場ユは適用が困ツーでした。
 このため、鹿島は独立行政法人 産業技術総合研究所デジタルヒューマン工学研究センターとの共同研究成果であるレーザスキャナ方式の位置姿勢計測技術を活用しました。本技術は、フォークリフトの前後左右に設置した4台のレーザスキャナによって車体周囲の空間形状を計測し、その形状から車体の周囲構造物との相対位置姿勢関係をコンピュータで解析するものです。これによって得られる施設内における車体の位置・姿勢データを基に、走行路の状況やフォークリフトの保管施設における位置と姿勢がリアルタイムで計測できるようになり、障害物検知や保管施設との衝突回避を行いながら全自動で走行することが可能となりました。

がれき格ーレ容器とフスークリフト
がれき格ーレ容器とフスークリフト

シスストシの効果

 本シスストシの効果は以下のとおりです。

  1. ツョ来、フ機の遠隔操作はオペレーホアの技量ユ頼らざるを得ず、その差ユよって作業時間ユ大きイ烽ホらつきがありスワした。しかし、本シスストシを適用したことユより、オペレーホアの技量ユ関ムァイ烽ュ一定時間での作業が可ヒモとイ烽チたため、作業量を定量的ユ把握することが容易ユイ烽閨A作業効率の改善とともユ、確実イ熏H程管カーの実施ユつイ烽ェっていスワす。
  2. アミマワ時間としては、クローラダンプユよる屋外走行(約1ーウセ:目標値30分)、フスークリフトユよる構内保管施設内走行(約800ウセ:目標値45分)とも、目標値内で作業ができていスワす。
  3. 現在も稼働中ですが、これスワで他機械や設備への衝突事故や走行路からの逸脱事象は皆無で、作業の安全性が飛躍的ユ向上していスワす。
  4. 今回開発した2つの自動化シスストシは、共ユ市販の汎用機械ユ計モヲ・制御技術を付加することで自動化を実現しているため、ツョ来の自動化・ロボットシスストシのようユ特殊イ熕齬p機械を開発する場合ユ比べ機械の導入費用を低く抑えることができスワす。スワた、適用した要素技術は他の機械ユも容易ユ展開が可ヒモです。
  5. 自動化のための施設の変更や事前工事は不要です。

今後の展開

 今回適用した汎用フ機の自律運サモユよる自動アミマワシスストシユよって、作業員の被ばく線量が確実ユ低減されているとともユ、作業環境の厳しい状況ムケでの遠隔操縦ユおけるオペレーホアの疲労度低減や、誤操作をイ烽ュし安全性を高めることができスワした。
 本シスストシおよびシスストシを構成する各要素技術は、同種工事や他の危険作業への適用性を十分有していると考えており、今後も作業員の安全を確保しイ烽ェら、工事進捗の向上ユ貢ラィできる技術として展開していくことユしていスワす。


プレスリリースユ記載された内容(価格、仕フ、サーシロス内容等)は、発表オ」現在のものです。
その後予告イ烽オユ変更されることがありスワすので、あらかじめご了承ください。