• 建設資材を探す
  • 電子カタログを探す

分析・予測システム|AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術 下水道雨天時浸入水検知システム|株式会社建設技術研究所

分析・予測システム|AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術 下水道雨天時浸入水検知システム|株式会社建設技術研究所

音響装置外観

音響装置外観

調査時の設置状況

調査時の設置状況


概要

分流式下水道の汚水管渠に流入する雨天時浸入水は、溢水発生や維持管理費増大の要因となっている。
下水道管理者は、早急な雨天時浸入水対策の必要性は認識しているものの、コスト面などの課題から抜本的な対策を講じることができていない状況である。
 
これらの課題解決に向け、建設技術研究所・産業技術総合研究所・郡山市・つくば市・名古屋市・神戸市・熊本市共同研究体は、令和元年度下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)において、「AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術の実用化に関する実証研究」を国土技術政策総合研究所からの委託研究として実施した。
本研究では全国5都市の汚水管渠を実証フィールドとし、管渠内にボイスレコーダを設置して下水管路内音響データを収集し、音響データのAI解析から雨天時浸入水を検知した。

 
 

特長

1.音響データを用いたAI解析技術の概要
従来の流量計による雨天時浸入水調査の課題である調査費用や期間に対し、下水の流下量と流水音の関係に特徴があることに着目し、安価な集音装置を用いて下水道管内の流水音を収録する「音響調査」と、晴天時と雨天時の音響パターンの違いから雨天時浸入水の有無を自動的に判別する「AI解析」を組み合わせることで、課題解決に一定の効果を得ることが可能となった。
 
「音響調査」では、雨天時浸入水の検知のためのAI解析で使用する下水道管内の流水音を、市販のボイスレコーダ、外部マイク、電源、防水ケースで構成した音響装置で連続的に収録する。
 
AI(ArtificialIntelligence)は、様々な社会的諸課題に対し深層学習(ディープラーニング)に代表されるニューラルネットワークを利用した機械学習が適用され、その有効性が実証されている。
しかし音響データを取り扱った解析を実施する場合、複数のパラメータが特徴量となるが、画像認識と比べると取り扱う特徴量が限られるため、本技術における「AI解析」は、判別分析法(晴天日の特徴を反映した平均的な音響パターンである特徴量を規定した上で、同様に規定した雨天日の特徴量と比較し、晴天日と異なる場合に雨天時浸入水が発生していると判定)を適用した。
これにより、従来の流量計と同様の波形を得ることが可能である。

本技術と従来技術の解析結果の比較

本技術と従来技術の解析結果の比較



 

2.技術的特長
本技術は人孔内の流水音を観測し、晴天時の範囲を規定して雨天時の異常(雨天時浸入水浸入)を検知する特徴を有していることから、晴天時のパターン構築に支障をきたす観測地点(ポンプ起動の影響、不定期排水のある流域、マンホールの直接流入)では適用が困難になる場合があるが、それ以外のケースでは従来技術と同様の適用範囲であることが確認できた。
 
検知精度については、適用範囲の観測地点では従来技術と同程度の検知精度が確保されており、また、事業性・効率性については、50%以上の削減効果が期待される。調査は極小規模から大規模なエリアまで対応できるため、これから雨天時浸入水対策に取り組む自治体だけではなく、従来技術などでスクリーニングが一定程度済んでいる自治体など、様々なシチュエーションで対応することが期待できる。

 
 

3.技術導入ガイドライン
本技術の技術概要やB-DASHプロジェクトにおける実証研究結果については、「AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術導入ガイドライン(案)」として、国土技術政策総合研究所より発刊されており、より詳細な技術や導入に関する情報が記載されている。

 
 

 

「分析・予測システム|AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術 下水道雨天時浸入水検知システム|株式会社建設技術研究所」の資料請求はこちらから

株式会社建設技術研究所 メーカーの製品一覧 >

住所 〒 103-0007 東京都中央区日本橋浜町3-15-1 TEL 03-3668-0344 FAX 03-5695-1886
HP http://www.ctie.co.jp/

「分析・予測システム|AIによる音響データを用いた雨天時浸入水検知技術 下水道雨天時浸入水検知システム|株式会社建設技術研究所」

「調査試験」 同じカテゴリの電子カタログ

資料請求カートへ追加