Apache 4 USVおよびHQ-400 MBESを用いた貯水池パイプライン調査

貯水池の底にパイプラインを敷設する前に、その底の状況を把握しておく必要があります。ルートは地形に沿って設定し、困難な区間を避け、完成後の工事を照合できるよう、十分に正確に記録しておく必要があります。 ヨーロッパのある貯水池では、HQ-400コンパクトマルチビームエコーサウンダーを搭載したCHCNAV社製「Apache 4」無人水上艇を用いて、この作業が行われました。 この測量は、平均水深15メートルの水域において3日間で3.27平方キロメートルをカバーし、パイプラインチームがルート計画と検収の両方に必要とする水深測量データを生成しました。

現場：計画および検証を行うためのパイプラインを備えた貯水池

貯水池に敷設されるパイプラインの品質は、貯水池の運用や、そこから供給される水の安全性に影響を与えるため、工事は両端で点検されます。 敷設に先立ち、作業チームはルートや配置を決定するために、水中の地形を十分に詳細に把握する必要があります。これにより、パイプラインを安全に建設し、経済的に運用することが可能になります。敷設後は、計画通りに工事が完了したことを確認するため、同じ区域を再度調査します。
 

どちらの測量も、貯水池に支障をきたすことなく行わなければなりません。ここは、実用的な水路というよりは農業地帯にある管理された水域であり、通常のように乗組員を乗せた船舶を持ち込むという手法には、いくつかの問題があります。大型船を現場まで運搬するのは困難であり、チャーター費用も高額である上、貯水池には厳しい環境規制が課されているからです。 こうした制約が、チームを小型の無人プラットフォームの採用へと導いたのです。

現場の様子：計画された配線、そしてノートパソコンの代わりにコントローラー

セットアップは短時間で済んだ。乗組員はHQ-400の設置と調整を行い、船舶の電源チェックを実施した後、調査対象海域を調査ブロックごとに分割し、ソフトウェアに各ブロックの調査ラインを生成させた。その後、アパッチ4号は計画されたラインに沿って自律航行を行った。
 

乗組員が気づいたのは、データ取得中にやるべき作業がほとんど残っていなかったことだった。持ち運ぶノートパソコンもなく、リモートデスクトップセッションを管理する必要もなかった。ハンドヘルドコントローラーには、計画された航路上の船舶の位置、進行方向、速度、そして各ブロックでの進捗状況が表示されており、岸から測量全体を監督するにはこれで十分だった。

調査範囲：3日間で3.27平方キロメートル

平均水深15メートルの海域で、「アパッチ4」と「HQ-400」は3日間で3.27平方キロメートルの貯水池の測量完了した。この船舶は計画された航路を「おおよその」位置ではなく正確に維持するため、測量範囲は均一になる。つまり、設計通りに測量帯が重なり合い、測量区域全体を通じて測深間隔が一定に保たれるのだ。 有人調査では、同じ測線を手動で舵取りするため、舵手が計画にどれだけ忠実に従うかによって、測点密度にばらつきが生じがちである。

処理：測深データからパイプラインチームが活用できるルートへの変換

生データはCHC Navigation社のCMSソフトウェアで処理され、貯水池の底面の高精度な点群データが生成され、LAS形式でエクスポートされました。これが、パイプライン建設チームが作業の基礎とする成果物です。底面がモデル化されているため、パイプラインの敷設作業に着手する前に、計画されたパイプラインの位置と実際の地形とを照合して確認することができます。

その後、その結果をGlobal Mapper^®ソフトウェアに取り込み、対象地域の衛星画像上に重ねて表示しました。 TIF形式でエクスポートされたこのビューは、貯水池全体にわたる湖底の変化を、測量ソフトウェアを持たないプロジェクトチーム全体が理解できる形で示しています。これは、今年初めに報告されたドイツの湖の測量で用いられたのと同じ処理手順であり、ここではその約10倍の面積のエリアに適用されています。

なぜこの現場に無人プラットフォームが適していたのか

このプロジェクトでは、2つの点が特に際立っていました。1つ目は、ライン追従の精度です。Apache 4は計画されたルートを正確に走行するため、手動での操舵に伴う点密度のばらつきや不規則なライン間隔といった問題を解消し、測量結果が検収に使用される際にも、測量範囲の妥当性をより容易に立証できるようになります。
 

2つ目は、この規模においてその精度がどれほどの価値を持つかという点です。3.27平方キロメートルという広大な範囲では、小さな流域よりもラインの正確さが重要になります。なぜなら、調査の初期段階で生じた不整合は、その後のすべてのブロックに繰り返し影響を及ぼすからです。 さらに、設置が簡単であること、管理された貯水池では有人船舶が不要であること、そして繰り返し行われる測量プログラム全体を通じてチャーター費や動員コストが抑えられることを考慮すれば、そのメリットは技術的な側面だけでなく、経済的な側面でも十分に説得力があると言えます。

当サイトでは、有人船舶と「アパッチ4」USVを比較しています

他にどのような場合にこれが当てはまるか

コンパクトなUSVと一体型マルチビームの組み合わせは、測量が必要であるもののアクセスが困難なあらゆる水域――貯水池や湖、港湾、内陸水路、沿岸の浅瀬など――に適しています。 CHC Navigation社のマルチビーム搭載無人水上艇は、欧州での本プロジェクトに加え、韓国、日本、インドネシア、モルディブ、フィリピンでも水中地形測量に活用されています。
 

無人水上艇および水文センサーの全ラインナップについては、当社の海洋測量ソリューションをご覧ください。

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CHC Navigationについて

CHC Navigation（CHCNAV）は、生産性と効率の向上を目的とした、高度なマッピング、ナビゲーション、測位ソリューションを開発しています。 地理空間、農業、機械制御、自律走行などの業界にサービスを提供するCHCNAVは、専門家の能力を高め、業界の発展を牽引する革新的な技術を提供しています。140カ国以上に拠点を展開し、2,200名以上の専門家からなるチームを擁するCHC Navigationは、地理空間業界をはじめとする幅広い分野においてリーダーとして認められています。 CHC Navigation [300627.SZ] に関する詳細については、https://geospatial.chcnav.com/about/overviewをご覧ください。