ToP-Shield

• 概要
• メリット
• 特徴

「ToP-Shield」は、「AI Transform Shield®」を軸としたシールド工事の施工自動化技術の総合システムです。本技術は、事前の土質データ、掘進時の土圧や速度などの推進管理データ、さらにマシンの位置やテールクリアランスなどの測量データをAIシステムに集約・学習させます。AIが過去の類似土質における施工実績から最適なデータを抽出・判断し、「自動姿勢制御システム（Best Fit Jack®）」等を通じて各ジャッキの油量バルブをリアルタイムに自動調整。これにより、高精度な位置・姿勢制御を伴う「シールドマシンの自動運転」を実現しました。今後は自動掘進・姿勢制御にとどまらず、排土、セグメント組立て、裏込め材注入、ビット交換、坑内測量といったシールド工事を構成するあらゆる工程の自動化・計画最適化を目指します。熟練技術者のノウハウをデジタル化し、現場の安全性と品質の向上、施工管理の大幅な効率化および省人化を強力に推進する次世代のソリューションです。

• 掘進管理の効率化と施工品質の向上
• 高精度な自動姿勢制御とマシンの自動運転
• 熟練者ノウハウのデジタル化と現場の省人化
• 施工データのリアルタイム一元管理
• シールド工事全般の自動化・最適化への高い拡張性

（1）3つの基盤データを統合するAIシステム

事前調査に基づく「土質データ」、施工中の土圧やジャッキ速度を捉える「掘進管理データ」、および「マシン測量・テールクリアランスデータ」の3つの異なる性質のデータをAIシステムに集約・学習させる構造を持っています。

（2）「AI Transform Shield®」シリーズによる包括的なシステム構成

施工自動化の核として、自動位置・姿勢管理（①）、テールクリアランス・セグメント面向き計測（②）、自動測量（③）、自動連続測量（④）、自動姿勢制御（⑤）、3Dレーザースキャナによるリアルタイム掘削土量計測（⑥）といった、シールド施工の各プロセスに対応する一連のサブシステム（①～⑥）が連携して機能します。

（3）過去の施工実績（教師データ）とのリアルタイム照合

AIシステムが、過去の施工事例から構築された土質断面図や推進管理データ（教師データ）を保持しています。現在の掘削対象の土質データや推進管理データとこれらをリアルタイムに照合・分析し、類似土質の施工実績に基づいた制御指示を出力する仕組みです。

（4）「Best Fit Jack®」によるハイブリッドな自動姿勢制御

AIが判断した目標方向に対し、システムが自動でジャッキ合力点を設定し、各ジャッキの油量バルブを自動調整する自動姿勢制御システムを搭載しています。また、システムによる完全自動制御だけでなく、オペレーターが画面上で手動により合力点を設定・介入できる柔軟なインターフェースを備えています。

（5）シールド工事の全工程を網羅する包括的な拡張設計

単なる掘進やジャッキ制御の自動化に限定されず、排土、セグメント組立て、裏込め材注入といった「掘進工」から、添加材注入、ビット交換、坑内測量、掘進・組立計画にいたるまで、シールド工事を構成する全工程の自動化・最適化を視野に入れたプラットフォームとして設計されています。

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