Giám đốc điều hành và giám đốc điều hành kỹ thuật của Nexco Đông Nhật bắn cá rồng, Giám đốc trụ sở công nghệ, Trung tâm nghiên cứu tổng hợp dựa trên dữ liệu của Đại học Hokkaido Giáo sư thỉnh giảng Ryuji Kubo

NEXCO East hiện đang thực hiện dự án SMH (Đường cao tốc bảo trì bắn cá rồng minh) từ năm 2014, nhằm nâng cao hiệu quả và độ phức tạp của hoạt động kiểm tra và bảo trì đường cao tốc Tiến trình và tác dụng hiện tại của SMH là gì? Chúng tôi đã nói chuyện với Ryushi Kubo, Giám đốc điều hành, Giám đốc điều hành kiêm Tổng Giám đốc Trụ sở Công nghệ, NEXCO East Japan Engineering, người đã tham gia vào dự án ngay từ đầu

──Điều gì dẫn đến sự ra đời của SMH?

Mr Kubo: Nguyên nhân trực tiếp là vụ tai nạn sập tấm trần Đường hầm Sasago xảy ra vào tháng 12 năm 2012 Trong tương lai, khi cơ sở hạ tầng tiếp tục cũ đi, có một cuộc tranh luận ngày càng gia tăng trong NEXCO East rằng có thể có những giới hạn đối với việc kiểm tra chỉ được thực hiện bởi con người Khi đó tôi đang phụ trách bộ phận bảo trì tại trụ sở chính của NEXCO East Vụ tai nạn Đường hầm Sasago xảy ra trong phạm vi quyền tài phán của NEXCO Central Japan, nhưng chúng tôi nghĩ nó cũng có thể xảy ra trong phạm vi quyền tài phán của chúng tôi Có cảm giác khủng hoảng về việc liệu có thể kiểm tra hoàn toàn tình hình chỉ bằng mắt người hay không, chẳng hạn như cấu trúc nơi các tấm trần treo lơ lửng trong không gian tối và ngày càng có nhu cầu xây dựng một ``hệ thống quản lý và bảo trì bền vững để đảm bảo an toàn'' bằng cách kết hợp các cảm biến, robot và AI để bổ sung cho việc kiểm tra của con người

SMH là gì? (Nguồn: NEXCO East)

──Mục đích chính của SMH là cải thiện độ chính xác của thử nghiệm thay vì cải thiện hiệu quả công việc?

Ông Kubo: Mục đích của dự án là đảm bảo an toàn, nhưng quá trình xem xét lại tập trung vào việc “nâng cao năng suất” Trong tương lai, các vấn đề như giảm số lượng người và cắt giảm chi phí chắc chắn sẽ phát sinh, vì vậy chúng tôi tin rằng việc cải thiện đáng kể năng suất là điều cần thiết để bảo vệ cơ sở hạ tầng của Nhật bắn cá rồng SMH không chỉ giới thiệu công nghệ; điều quan trọng là phải cải tiến toàn bộ quá trình từ kiểm tra đến ra quyết định Đây là những gì chúng ta gọi là DX

Số lượng tài sản được NEXCO East quản lý (Nguồn: NEXCO East)

──Mr Kubo, bạn đến với SMH như thế nào?

Ông Kubo: Chúng tôi đã đưa ra khái niệm SMH vào năm 2013 và xây dựng kế hoạch cơ bắn cá rồng vào năm 2014 Vào thời điểm đó, tôi đang giữ chức vụ trưởng nhóm phụ của nhóm quảng bá SMH tại Trụ sở chính của NEXCO Đông Nhật bắn cá rồng Sau đó, vào khoảng năm 2015, tôi được yêu cầu chứng minh rằng những gì tôi đã lên kế hoạch có thể được sử dụng trên thực địa, vì vậy tôi đã làm việc về PoC (bằng chứng về khái niệm) trong vòng chưa đầy bốn năm với tư cách là giám đốc Văn phòng Quản lý Saku của chi nhánh Kanto, một công ty kiểu mẫu Quá trình là phát triển những gì đã thành công ở đó và triển khai trên toàn quốc

──Sáng kiến nào ở SMH đã mang lại kết quả đặc biệt tốt?

Ông Kubo: Chúng tôi đặc biệt có ý thức tự động hóa việc tạo tài liệu cho cuộc họp lập kế hoạch bảo trì Mục đích của cuộc họp này là để xem xét dữ liệu kiểm tra tại chỗ và xác nhận tình trạng hư hỏng, kế hoạch sửa chữa là gì và liệu việc kiểm tra và sửa chữa có được thực hiện theo kế hoạch hay không Trước đây, chúng tôi sử dụng nội dung viết tay để tạo tài liệu cuộc họp bằng Excel hoặc PPT, nhưng việc này đòi hỏi rất nhiều nỗ lực Do đó, chúng tôi đã tạo ứng dụng máy tính bảng đầu vào `` e-Inspection Taro '', đồng thời giới thiệu và tự động hóa một hệ thống cho phép bạn xem chi tiết trạng thái hiện tại bằng cách tạo một hệ thống nhập dữ liệu cho phép bạn trực quan hóa dữ liệu bằng BI Hệ thống này đã được triển khai trên toàn công ty ở tất cả các địa điểm Tôi không nghĩ bạn có thể tìm thấy nhiều ví dụ về các công ty khác có thể tự động hóa mọi thứ ở mức độ này Ngoài ra, vì khó có thể hiểu rõ ràng về trang web chỉ bằng dữ liệu nên chúng tôi đã tạo Chế độ xem phố nội bộ

Ứng dụng máy tính bảng đầu vào “e-Inspection Taro” (Nguồn: NEXCO Đông Nhật bắn cá rồng)

──"Chế độ xem phố nội bộ" là gì?

Ông Kubo: Bằng cách chuyển đổi video tại chỗ thành dữ liệu và nhúng bắn cá rồng tin tọa độ, có thể kiểm tra tình hình trên video và đo tỷ lệ, chẳng hạn như độ cao và độ rộng của nó Hơn nữa, bằng cách sử dụng "gắn thẻ", có thể ghi lại lịch sử hư hỏng của cây cầu, các biện pháp phòng ngừa, các sự kiện trong quá khứ, vv dưới dạng bản ghi nhớ trên video Kết quả là, ngay cả khi người phụ trách được thuyên chuyển hai hoặc ba năm một lần, bí quyết tại chỗ vẫn có thể được chuyển giao và chất lượng công việc có thể được duy trì ở mức không đổi Điều này cực kỳ quan trọng; nếu mọi người thay đổi mà không thể tiếp quản được tình hình tại chỗ thì hiệu suất sẽ giảm xuống Tôi nghĩ tôi phải làm gì đó về việc này

Cảnh quay toàn cảnh con đường được gọi là “phiên bắn cá rồng nội bộ của Chế độ xem phố” (Nguồn: NEXCO Đông Nhật bắn cá rồng)

──Kiểm tra cầu được sử dụng loại công nghệ nào?

Ông Kubo: Để kiểm tra cầu, chúng tôi sử dụng thiết bị camera có độ phân giải cao di động ``Mắt nhện'' và UAV (máy bay không người lái) và đang xây dựng một hệ thống quản lý toàn diện sử dụng SMH kết hợp giữa con người và máy móc

Tuy nhiên, "Mắt nhện" di chuyển dọc theo dây dẫn và cần có thời gian lắp đặt dây để kiểm tra, vì vậy, chúng tôi đang liên tục xem xét các cải tiến, chẳng hạn như liệu có thể sử dụng máy bay không người lái nhỏ thay thế hay không

“Mắt nhện” (Nguồn: NEXCO East)

Ngoài ra, các trụ cầu như Cầu Katashinagawa trên Đường cao tốc Kanetsu cao 55 mét và những khu vực mà phương tiện kiểm tra cầu hoặc công trình trên cao không thể che phủ thì người dân sẽ sử dụng dây thừng để tiếp cận Để làm được điều này, chúng tôi phải gọi chuyên gia đến kiểm tra, việc này tốn nhiều công sức và tốn kém Vì vậy, chúng tôi đang phát triển một robot leo tường gần như đã hoàn thiện

“Robot kiểm tra leo tường” (Nguồn: NEXCO Đông Nhật bắn cá rồng)

──Ngoài ra, có vẻ như cảm biến cũng được sử dụng

Ông Kubo: Chúng tôi sử dụng nhiều cảm biến giám sát khác nhau, chẳng hạn như máy đo độ nghiêng và máy quét laze, để thu thập dữ liệu về một số cấu trúc đường cao tốc và gửi dữ liệu đó lên đám mây qua mạng Mặc dù cảm biến có ưu điểm là có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhưng khó có thể nhúng chúng vào tất cả các dây chuyền do hiệu quả về mặt chi phí Hiện tại, chúng tôi đang thực hiện số lượng cảm biến tối thiểu ở những vị trí cần thiết

Mặt khác, thách thức là thiết bị cảm biến của mỗi nhà sản xuất là một hệ thống riêng lẻ và hiện trường phải kiểm tra nhiều hệ thống Do đó, chúng tôi hiện đang nỗ lực tạo ra một nền tảng cho phép trực quan hóa tích hợp các cảm biến từ bất kỳ công ty nào

──“Ngày mắt đường” là gì?

Road Eye-DAYS là một sáng kiến sử dụng LiDAR (đo khoảng cách và hình dạng 3D bằng cách phát ra ánh sáng laze và phát hiện ánh sáng phản xạ) và camera độ phân giải cao để liên tục lập hồ sơ bề mặt đường cao tốc và hình ảnh không gian, đồng thời chuyển đổi toàn bộ đường thành dữ liệu 3 đến 4 ngày một lần

bắn cá rồng thường, các cuộc khảo sát được thực hiện mỗi năm một lần và chúng tôi chỉ có dữ liệu không liên tục hàng năm nên chúng tôi có thể dự đoán tình trạng xuống cấp theo thời gian và lập kế hoạch sửa chữa mặt đường Nếu một hệ thống như Road Eye Days trở thành hiện thực, bạn có thể lập kế hoạch sửa chữa gần như trong thời gian thực Dữ liệu liên tục cho phép chúng tôi phát hiện tiến trình suy thoái một cách nhạy bén hơn Tuy nhiên, các thiết bị như LiDAR và camera quét đường rất đắt tiền và cần giảm chi phí để sử dụng chúng cho việc kiểm tra hàng ngày Mục tiêu hiện tại là làm cho thiết bị lớn trở nên nhỏ gọn hơn để có thể lắp đặt trên các phương tiện tuần tra màu vàng Ngoài ra, ba phương tiện đo lường đã được đặt tại địa điểm và đang chạy thử nghiệm

Ngoài ra, đây chỉ là ý kiến ​​cá nhân của tôi, nhưng trong tương lai tôi đang nghĩ đến khả năng thu thập dữ liệu từ ổ ghi của ô tô bắn cá rồng thường và thiết bị trên xe buýt bắn cá rồng thường tốc độ cao Tôi tin rằng sẽ đến lúc tất cả các ngành này cùng hợp tác để bảo vệ cơ sở hạ tầng của Nhật Bản Những gì chỉ có thể được đo lường với số lượng nhỏ bằng một phương tiện sẽ trở thành bắn cá rồng tin đường hoặc bề mặt khi dữ liệu được thu thập từ nhiều phương tiện khác nhau Tôi tin rằng nếu tất cả những điều này có thể được phân tích và quản lý tập trung tại một trung tâm dữ liệu thì chi phí quản lý tài sản ở Nhật Bản sẽ giảm đáng kể

“Ngày mắt đường” (Nguồn: NEXCO East)

──Quản lý 3D như BIM/CIM có quan trọng đối với SMH không?

Ông Kubo: BIM/CIM có hiệu quả nhưng có một vấn đề là tốn kém khi triển khai trên toàn bộ 4000 km đường cao tốc đã được sử dụng

Trọng tâm là "3DGS (Tách Gaussian 3D)" Các mô hình 3D quang học có thể được tạo ngay cả từ các video được quay bằng iPhone 15 Pro, mở rộng khả năng quản lý kiểm tra trong tương lai

Chỉ chụp ảnh bằng iPhone là không đủ chính xác trong những môi trường phức tạp như chân cầu Vì lý do này, chúng tôi đang nghiên cứu xem liệu công nghệ 3D có thể dễ dàng sử dụng để kiểm tra hay không bằng cách sử dụng thiết bị có tên Multi-Handy Scan sử dụng công nghệ SLAM (công nghệ sử dụng máy ảnh và cảm biến để tạo bắn cá rồng đồ trong thời gian thực và xác định chính xác vị trí của bạn) Chúng tôi mong muốn tạo ra một hệ thống trong đó hiển thị trực quan các vị trí thiệt hại bằng cách sử dụng dữ liệu trên mô hình 3D, đồng thời sử dụng quá trình xử lý hình ảnh và AI để sàng lọc từng mức độ thiệt hại, cho phép các thanh tra viên có tay nghề cao chỉ kiểm tra những vị trí thực sự nguy hiểm

“3DGS” (Nguồn: NEXCO East)

──Bạn sử dụng dữ liệu trong hoạt động ứng phó và quản lý khủng hoảng như thế nào?

Ông Kubo: Để ứng phó với thảm họa, chúng tôi sử dụng GIS (Hệ thống bắn cá rồng tin địa lý) và có sẵn một hệ thống cho phép trụ sở chính, văn phòng chi nhánh và văn phòng chia sẻ bắn cá rồng tin được nhập từ điện thoại bắn cá rồng minh tại chỗ cùng một lúc

Chúng tôi cũng nhập bắn cá rồng tin trang web và SNS theo thứ tự thời gian Ví dụ: khi có tuyết rơi dày ở vùng Kanto, khoảng 2000 chủ đề đã được đăng ký, vì vậy sau khi sự cố kết thúc, chúng tôi sử dụng AI để tóm tắt và tích lũy bí quyết ứng phó với thảm họa

──SMH đã hoạt động hiệu quả đến mức nào?

Mr Kubo: Năng suất đã được cải thiện hàng chục lần khi tạo tài liệu cho các cuộc họp lập kế hoạch bảo trì Mặc dù các vấn đề về quản lý cơ sở hạ tầng nói chung vẫn còn tồn tại, nhưng những cải tiến đã được thực hiện trong từng nhiệm vụ riêng lẻ đến mức các nhiệm vụ trước đây mất hàng chục giờ giờ đây có thể được hoàn thành chỉ trong vài phút

──Phương hướng bạn hướng tới trong SMH tiếp theo là gì?

Ông Kubo: SMH tiếp theo đang hướng tới ``quản lý và bảo trì dựa trên dữ liệu nhằm hài hòa các kỹ sư và AI'' Chủ đề của chúng tôi là cải thiện khả năng ứng phó với sự không chắc chắn trong khi đạt được cả sự an toàn và năng suất bằng cách đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu nhiều nhất có thể, chẳng hạn như dữ liệu đo theo thời gian thực và dự đoán có độ chính xác cao

Phương hướng của SMH (Nguồn: NEXCO East)

──Bạn nghĩ thách thức của SMH là gì?

Mr Kubo: Có rất nhiều thử thách Ví dụ: mô hình phân tích dữ liệu chưa được thiết lập, việc làm sạch để sử dụng dữ liệu vẫn chưa đủ, quản lý tài sản dựa trên rủi ro (bắt đầu từ đâu) cần được thực hiện khách quan hơn, nguồn lực phát triển (con người và vốn) chưa đủ và chưa đạt được DX khi nhìn tổng thể hoạt động kinh doanh Mặc dù đã đạt được tiến bộ trong việc tối ưu hóa một phần nhưng chúng tôi tin rằng vẫn còn một chặng đường dài để đạt được tối ưu hóa toàn bộ

──Để hoàn thành SMH dưới dạng "DX" cần những gì?

Ông Kubo: Thay vì hoàn thành một dự án một lần, DX được cho là tạo ra giá trị cho trải nghiệm khách hàng mới và liên kết điều đó với hoạt động bán hàng bên ngoài Nói cách khác, điều quan trọng là phải nhìn nhận quan điểm “sản xuất” toàn bộ dự án Để đạt được điều này, chúng ta cần tăng cường các chức năng quản lý sản phẩm của mình Ngoài ra, chúng tôi muốn tạo ra một hệ thống cho phép PDCA tại chỗ và mô phỏng/giám sát dữ liệu qua lại, đồng thời cải thiện việc quản lý như một bắn cá rồng song sinh kỹ thuật số