도로 최적 선형 탐색 시스템 [OHPASS]가 펼쳐지는 애플리케이션
－3D•CAD, 확장 DM, 3D•VR등과 연휴, 경관 솔루션으로써 [JHDM]베이스의
다양한 연구도 전개－
하코네역전 마라톤의 응원 씬을 상징하는 [무우 춤]이 한층 더 유명한 동경 농업 대학. [실학주의]를 이념으로 들고, 농학 및 그 주변 분야의 교육•연구를 통한 독특하고 높은 전문성과 질실강건한 교풍으로도 알려져 있습니다. 이번 소개하는 것은, 그 중에서 사람과 자연의 공생에 직접 관계되면서, 지역에서의 행동부터 지구 환경으로의 공헌을 표방하는 지역 환경 과학부 조원 과학과에 있어서, 거기에서의 공학적 어프로치를 탐구하는 [조원 건설 공학 연구실]. 특히 고속도로 사업용 CALS/EC(공공 사업 지원 종합 정보 시스템)에 대한 풍부한 식견을 베이스로, 경관과 관련한 새로운 애플리케이션의 연구•개발을 목표로 하자는 대처에 초점을 맞추고 있습니다.
이 연구실에서는, 조원 주체인 조원 과학과에 있어서, 그 설계•시공면에 주목. 그 때, [경관]을 공통의 키워드로, 담당 교원 각각의 전문에 따라 다양한 연구가 시도되고 있습니다. 그러한 흐름을 시야에, 정보 기술(IT)을 구사하고 도로등 토목 구조물을 포함하는 조원 공간의 새로운 설계•시공 수법을 개척하자고 하는 하나가, 고속도로 사업의 노선 선정 프로세스에 있어서의 최적화 수법으로써 유전적 알고리즘을 이용한 [OHPASS(Optimal Highway Path Automatic Search System：오파스)]와 시뮬레이션 기술을 연계하려고 하는 것. 그것을 실현하는 툴로써 착안된 것이, 포럼에이트의 3차원 리얼타임 VR(버추얼 리얼리티)소프트 [UC-win/Road]로, 현재도 그 구체화를 향한 공동 개발이 진행중입니다.
거기서, 이번 대처를 발안해, 스스로 주도하는 이 연구실의 야마자키 모토야 준교수에게 향후의 전개를 포함한 말씀을 들었습니다.
| ■조원 건설 공학을 둘러싼 흐름, [경관]이 키로 |
막부말기부터 메이지기에 걸쳐서 활약한 에노모토 다케아키가 1891년에 창설한 토쿠가와 육영회 육영농업과를 원점으로 하는, 동경 농업 대학. 그 배경에는, 메이지 유신을 지나 국력을 높이는데 있어서 국내 농업의 발전, 한층 더 농민의 교육이 불가결하다고 여겨졌던 적이 있었습니다.
1893년, 육영회에서 독립하는 형태로 동경 농학교가 설립. 그 후, 조직의 개혁•변경을 거듭하는 가운데, 1925년에는 대학령에 기인한 (재)동경 농업 대학이 되고, 1949년에는 학교 교육법에 의해 현행의 (학)동경 농업 대학으로써 스타트했습니다.
오늘날, 농업을 둘러싸는 시대의 변천을 반영하고, 동경 농대는 세타가야•아츠기•오호츠쿠(홋카이도)의 3캠퍼스에, 농학부•응용 생물 과학부•지역 환경 과학부•국제 식료 정보학부•생물 상업학부, 단기 대학부를 배치하고 있습니다.
이번에 소개하는 지역 환경 과학부는 1998년, 지금까지의 농학부를 개조하고, 삼림 종합 과학과•생산 환경 공학과•조원 과학과의 3학과로 구성하는 형태로, 세타가야 캠퍼스에 설치. 삼림학이나 농업 공학, 조원학이라고 하는 전문 기술과 사회학적 요소를 융합하고, 산촌•농촌•도시의 각 지역에 따른 환경의 보전과 개선을 도모한다는 사고방식을 들었습니다. 그 중 조원 과학과는, 정원•공원을 비롯하여 도시 공간이나 농산촌 지역에 이르기까지, 사람과 자연이 공생하는 환경의 디자인 및 건설을 연구 대상으로 자리매김. 한층 더 [조원 건설 공학 연구실]에서는, 지속적인 발전을 시야에 넣고 공생•공창형의 조원 엔지니어링의 탐구를 사명이라고 말합니다.
[『경관』에는, 경치나 재료적인 조형등 광범위한 요소가 포함됩니다. 이 연구실에 있어서는 현재, 그것이 최대 공약수적인 테마로 되어 있습니다]
2007년 봄부터 현직에 오른 야마자키 모토야 준교수는, 지금까지의 중일본 고속도로(주)(NEXCO중일본) 재적 시대의 경험에 입각하고, 토목 구조물의 설계•시공 분야를 중심으로 담당. 예를 들면, CALS/EC로의 대응을 의식한 CAD연습을 맡는 한편, 경관과의 관련에서는 IT이용에 의한 경관 분석등, CALS/EC데이터의 활용에 관한 연구에도 힘을 기울이고 있다고 말합니다.
| ■[OHPASS]구축의 흐름, 3D•CAD나 3D•VR과의 연계 강화 |
야마자키 모토야 준교수가 최근, 계속적으로 공동으로 임하고 있는 연구 과제의 하나로, [OHPASS[를 들 수 있습니다.
이것은 원래, 고속도로의 도로 선형을 결정하는 프로세스에서는, 사업의 직접적인 목적은 물론, 도로 구조령이나 관계 요령•기준의 규정을 충족시킨 후에, 경제성이나 안전성, 주행성, 환경 부하의 저감등 여러가지 평가 항목의 고려를 요구받았던 적이 있었습니다. 그런데, 실제로는 프로젝트가 사업화되어, 선형이 결정된 후, 환경 어세스먼트나 현지 협의등의 단계에서 선형 변경이 요구되는 케이스는 적지 않고, 그 후, 선형을 고치는 것은 매우 번거로워, 프로젝트 지연의 원인이 되는등 문제를 초래하고 있었습니다.
거기서 설계 단계에서 선형을 유연하고 신속하게 시뮬레이션 할 수 있는 검토 수법이 요구되어, 2000년에 당시의 일본 도로 공단(JH) 시험 연구소(현 주식회사 고속도로 종합 기술 연구소)의 위탁을 받아 (주)미츠비시 종합 연구소가 개발에 착수. 종단 선형 및 평면 선형을 모델화하고, 그 선형 모델에 기인하여 설계된 선형을 평가•최적화하는 프로세스에서는, 통과점 선형 모델과 유전적 알고리즘의 채용이 고안되어 있습니다. 이것에 의해, 디지털 지형 데이터상에 도로 선형 설계를 시뮬레이션•평가하고, 사업 코스트 저감이나 토공량 밸런스 개선등을 가능하게 하는 도로 최적 선형 탐색 시스템 [OHPASS]가 구축되기에 이르렀습니다.
아울러, 3차원 CAD와 연동시켜, DM(디지털 매핑)데이터를 [OHPASS]로 취급할 수 있는 것을 확인. 그 툴화도 도모할 수 있었습니다.
또한 이사이, CALS/EC의 보급과 함께 DM데이터의 유통이 증대해 올 것을 상정. 자신을 포함하여 산학의 관계자가 참가하는 [도로 최적 설계 연구회]를 조직하고, (재)일본 건설 정보 종합 센터(JACIC)의 연구 조성 사업에 임했습니다. 이것들을 통하여 [OHPASS]와 확장 DM-SXF변환 사양(안)의 연계를 비롯하여, [OHPASS]와 3차원 CAD, 한층 더 [OHPASS]와 [UC-win/Road]와의 연동에 대해서 검증하고 있습니다.
[『OHPASS』의 평가 항목에 경관 요소를 도입해, 예를 들면, 선형이 바뀌면 경관에도 반영되는 것을 실증하고 싶다. 거기에는 『UC-win/Road』가 연계된다면 큰 진전이 될 것이라고 생각했습니다]
야마자키 모토야 준교수는, 가시화하기 위한 선택 사항이 복수 상정된 가운데 굳이 3D리얼타임 VR툴인 [UC-win/Road]를 채용한 목적에 대해서 이렇게 밝힙니다. 게다가 2007년 봄부터 실제로 일련의 공동 연구로 사용하기 시작한 이래, 특히 지형 데이터의 표현이나 항공 사진과의 연계등, 경로 탐색을 지원하는 툴로써의 기능성이나 재현성의 높이를 실감했다고 말합니다.
지금까지, [OHPASS]－[3차원 CAD]－[UC-win/Road]간의 데이터 연계에 대해서는 확인되어 왔습니다. 단지, 이 구조 그 자체를 향후 보급시켜 가기 위해서는, 그것에 대응 가능한 [3차원 CAD]의 한층 더한 확충이 불가결. 따라서, 다음 스텝에서는, 다시 이러한 3자의 연계 강화에 노력해 가고 싶다고 합니다.
또한, [OHPASS]에서 탐색한 선형을 기초로, VR을 사용하여 경관을 일단 표현하는 것은 되었습니다. 그러나, 그것이 좋은 선형인지 나쁜 선형인지를 평가하는 기능이 없으면, 모처럼 선정한 성과도 계획에 반영할 수 없습니다. 거기서, [OHPASS]와 VR과의 연계의 또 하나의 전개로써, 경관을 시스템적으로 평가하는 기능의 추가에도 주목합니다.
| ■[JHDM]활용에서 파생하는 새로운 연구 전개 |
[사실은 하나 더, NEXCO중일본 시대부터 계속하고 있는 대처에 『JHDM』가 있어, 그것에 대해서도 향후의 연구에 도입해 가고 싶다고 생각하고 있습니다]
[JHDM]은 야마자키 모토야 준교수가 JH시험 연구소에 재적하고 있던 당시부터 그 구축에 깊게 관련되어 온 경위가 있습니다. CALS/EC도입의 피치가 늘어남과 동시에, CALS/EC가 원래 목표로 한, 고속도로 사업의 페이즈를 넘어서 이종 시스템간에서의 데이터 이용을 가능하게 하는 어프로치가 모색되고 있었습니다. 그러한 가운데, 고속도로 사업에서는 특히, 각 사업 프로세스에 있어서 공사 수량이나 재료 제원등 의미가 있는 데이터로써 활용하는 것이 요구되었습니다. 그 솔루션의 하나로써 착안된 것이 [데이터 모델]의 사고방식으로, 그것이 그 후의 데이터 재이용을 고려한 데이터 모델 교환 사양 [JHDM(Japan Highway Data Model：도로 데이터 모델)]의 구축으로 연결되고 있습니다.
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| ▲동경 농업 대학 | ||||||||
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| ▲조원 과학과 교사 | ||||||||
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| ▲좌측부터 야마자키 모토야 준교수, 혼다 히데유키씨, 카사마츠 이사오씨 | ||||||||
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| ▲UC-win/Road에 의한 VR데이터 (동경 농업 대학) | ||||||||
한층 더 PMS에 관련해서는, 노면 모니터링을 지원하고, 평탄성이나 IRI(국제 로프니스 지수)를 효과적으로 측정하는 간이 측정 장치에 탑재 가능한 승차감 평가 시스템의 개발이 계획되어 있습니다. 거기서는, 드라이빙 시뮬레이션 기능이 키가 되는 것부터, 새로운 VR의 가능성도 기대됩니다.
[(이러한 일련의 연구의 자리매김으로써)기본이 되는 사고방식에 『JHDM』가 있어, 그것이 『OHPASS』나 승차감 평가 시스템이라고 한 구체적인 응용례로 전개하고 있는 흐름이라고 파악하고 있습니다]
야마자키 모토야 준교수에게 있어서, 약 10년전의 건설 CALS/EC를 둘러싼 다양한 과제로의 대처는, 그 후 연구자로써 걷기 시작하게 된 원점이라고도 말할 수 있습니다. 그 의미로, [JHDM]이 새로운 CALS/EC의 틀에 있어서 유용한 활용예를 가져오고, 공헌할 수 있을거라고 생각을 말합니다. 아울러 해외에서의 시장성을 응시하면서, 연구 성과의 한층 더한 구체화•보급에도 힘을 기울여 가고 싶다고 합니다.
바쁘신 중, 취재에 응해주신 관계자 여러분들께 다시 한번 감사의 말씀드립니다.
