オークランドの公共交通機関プロジェクトが敷設する未来へのレール

世界各地のさまざまな分野におけるコロナウイルスの影響を考える際、間違いなく難しい課題に直面するであろう業界のひとつが公共交通機関だ。世界の都市を支える大黒柱である公共輸送機関は、各国にロックダウンが広がったことで、利用者の大幅な低下を経験することになった。だがこの一時的な休止が、インフラ修繕のスピードアップや、一部では復旧の新計画を進める好機にもなっている。

新たなインフラ構築へ大きな前進を遂げているのがニュージーランドのオークランドで、この国内最大にして最も人口密度が高い都市には 150 万人が居住している。市内の通勤客に人気が高まっているのが公共交通機関で、2019 年 6 月にはオークランドの公共交通機関利用者数が 1 億人に到達した。これはこの街で路面電車が最盛期を迎えていた 1950 年代初め以来の高い数字で、そのうち約 20% が電車を利用。一方、オークランドの居住者人口は 2033 年までに 200 万人 に上ると予測されている (PDF: P9 参照)。

この公共交通機関の今後の需要に対処するため、オークランドは歴史上最も意欲的な交通インフラとなる City Rail Link (CRL) プロジェクトを進めている。これは全長 3.45km の双設トンネルをオークランド線路網の既設路線に接続するもので、この地下鉄路線によって輸送力が倍増し、より多くのエリアを結ぶことで移動時間の短縮と道路交通の渋滞緩和、混雑するバス路線への負荷の低減が実現される。

100 年にわたって進行中のコンセプト

オークランドに地下鉄を作るアイデアは 1920 年代からあったが、このプロジェクトの正式なスタートは 2012 年だった。建設工事は 2 つの新駅となるアルバート ストリートのアオテア駅とカランガハペ ロードのカランガハペ駅で進められている。またマウント・エデン駅を CRL によりウェスタン線へ接続し、ブリトマート駅を終点から双方向へ通過できるよう改修してオークランド市の東部と西部、南部間の移動を高速化する再開発が計画されている。

Link Alliance デジタルエンジニアリング マネージャーのダニエル・ジューゲンス氏は「これはニュージーランドが取り組んだ中でも、最も大規模かつ複雑なインフラ プロジェクトです」と述べている。「プロジェクトに関わる膨大な人数と、このプロジェクトの実行、それにより解決する問題は、今後のニュージーランドの建設、インフラ業界における大きな変革を生み出しています」。

CRL の主要なトンネルと駅のデザイン、建設工事の統率を行う Link Alliance は、大規模インフラ プロジェクト開発に豊富な経験を持つローカル企業とグローバル企業で構成されたコンソーシアムだ。このアライアンスにはフランスの建設企業 Vinci Construction Grands Projets S.A.、フランスの地質工学インフラ企業でニュージーランドにオフィスを構える Soletanche Bachy、総合サービス企業 Downer、インフラ企業 WSP、AECOM New Zealand、ニュージーランドの環境/エンジニアリング コンサルティング会社 Tonkin + Taylor、City Rail Link Limited (CRLL) が参画している。

Link Alliance で BIM マネージャーを務めるブライス・ゴーディン氏は「アライアンス形態による業務は初めてですが、こうした大規模プロジェクトには正しい契約モデルだと思います。これまで経験したことのないレベルまで、連携が強化されています」と話す。「全員が同じ目標、同じ要求に取り組んでおり、互いに大きな学びを得ています」。

駆動力はチームワークとデジタル ワークフロー

この地下鉄の最深部には、上部を走る道路に沿い、市中心部の地下 42 m を走るトンネルが複数含まれている。湾曲するトンネル内に電車が安全に走行できる空間を確保するため、デザイン チームは Autodesk Dynamo を使ってコンピューターを利用したデザイン スクリプトを開発し、複雑な形状を実現した。

Link Alliance デジタル エンジニアリング リードのディーン・バーク氏は「トンネル内のカーブやスロープを、複数の車両で編成された列車の動きを正確に把握するのは困難です」と話す。「車両限界に抵触しないよう、トンネル内の構造や設備を動かしたりサイドを入れ替えたりして調整します。2D ベースでは、こうした複雑さを許容するため、より多くの空間を確保しなくてはなりません。コンピューターを用いた設計と正確な 3D モデル、空間整合を使用すれば、公差をより小さくしてデザインを最適化できます」。

こうしたコンピューターによる設計の採用は、輸送能力が毎時36,000 人である 6 両編成から、ピーク時に最大 54,000 人となる 9 両編成の電車が停車できるようプロジェクトが拡大された際にも、チームに有利に働いた。バーク氏と彼のチームは、最初からやり直したり手動で変更したりするのでなく、コンピューターによるデザイン スクリプトを再実行し、3D モデルを更新することで、最小限の手直しで新たなデザインを実現できた。

Link Alliance デジタル エンジニアリング マネージャーのチェーザレ・カオデューロ氏によれば、CRL プロジェクトではチームがデザイン変更による更新モデルの生成に必要な時間を短縮するため、コンピューター デザインやジェネレーティブ デザインを使用した効率的な方法を模索できるようになっている。

「例えば建設会社とデザインの両方の要件に基づいてトンネル掘削機の正確なデザイン モデルを生成するため、ジェネレーティブ デザインを活用しています」と、カオデューロ氏。「このモデルには線路形状に基づく覆工セグメントの最適化が含まれます。これにより、どの段階でも設計目標からの偏差を最小限に抑えることができます。予備調査下でのさらなる開発により、地盤の制約に基づいたセグメント配置を最適化するための岩盤掘削の最大化や形状知見アルゴリズムなど、デザインと建設工事上の目標が導入されることになるでしょう」。

また CRL プロジェクトのサステナビリティ実現に、BIM 360 Design が役立っている。サステナビリティはオークランド地下鉄建設の重要な目標だ。「材料情報を 3D モデルに入力しています。このモデルにより、コスト、量、サステナビリティ効果が算出できます」と、ジューゲンス氏は言う。

データをつなぐ：ビジュアル化からバーチャル リアリティまで

Link Alliance は地下鉄建設に付随する課題の多くにデジタル エンジニアリングを利用して対処した。このアライアンスはデザイン レビューから現場の安全教育まで、プロジェクトの多くの場面で VR を活用。これは、デザインの実現と労働上の安全の両方の観点から、現場で製造がどう行われるのかを視覚化することでコストを削減する。チームはまた、鉄道事業主がこの新しいシステムの理解を深められるよう、ドライビング シミュレーターを開発中だ。

現地情報のキャプチャには点群データを利用し、LIDAR スキャンとドローンの測量情報を組み合わせている。測量技師は毎月ドローンを飛ばして建設工事の進捗を評価し、この情報はデザイン モデルと建設可能性モデルに直接リンクされている。「データを現場で使用可能にすることは、実際に建設に携わる人たちにとって大きな変革です。正確な現場情報でデジタル モデルを更新することが、極めて重要になります」と、ゴーディン氏は話す。

アライアンスは建設可能性を裏付けるための仮設工事デザイン モデルと建設順序のアニメーションを開発中だ。アセットマネジメント情報はデザインと建設の進行に合わせて BIM に統合される。

これらすべてのテクノロジーを束ねているのは、共通データ環境であるマイクロソフトのクラウドベース連携プラットフォーム、SharePointだ。この環境はチームが必要な情報を検索するハブとして機能し、Autodesk Civil 3D、InfraWorks、Navisworks、ReCap、Revitへのリンクも提供する。

「ミーティングの議事録やデザインに関する決定事項も保存する必要があります」と、ゴーディン氏。「つまり、これはデータだけでなく、コミュニケーションや共有のための仕組みでもあります。全体を管理するための手段なのです」。

この共通データ環境は、コロナ禍においてさまざまな制限が施行され、全チームがテレワークで業務を遂行しなければならない場合に特に有益であることが証明された。「新型コロナウイルスの到来後も、そのまま仕事を続けました。いつも通りに」と、ジューゲンス氏。「この共通データ環境がなければ、プロジェクトは停止していたことでしょう」。

狙いを定めた教育で作業員のスキルアップを行う

この約 3,113 億円のプロジェクトには 1,200 人近くが携わっており、2024 年の完了が予定されている。必須となるスキルと知識を有する十分な人材を探すのは大変な仕事であり、Link Allianceは建築家向けのデジタル デザイン ツールから建設/エンジニアリング チーム向けのトンネル掘削手法に至るまで、さまざまな役割にターゲットを絞った訓練を提供する教育プログラムを考案した。トレーニング セッションは、外部サプライヤーや施工会社にも拡大提供されている。

「このプロジェクトに関わる全員が、スキル セットを向上させています。このプロジェクトは、特にデジタル分野において業界を変革すると考えています」と、バーク氏。「このプロジェクトだけでなく、今後のプロジェクトにも広範な技能を提供できるようになるでしょう」。

CRLプロジェクトは、スキルアップにとどまらず、ニュージーランドの建築、エンジニアリング、建設のデジタルな未来への道を切り拓いている。「他のプロジェクトの基礎となるデジタル基盤を構築しているのです」と、ジューゲンス氏。「建造環境のデジタル表現が実現すれば、画期的な出来事となるでしょう。仕組みの全てを一変させることになり、それ以降の進展への第一歩となるはずです。

「このアライアンスでは皆が一丸となり、共同体としてオフィスを共有し、全関係者間で生の情報を扱って仕事をしています」と、ジューゲンス氏は続ける。「我々は3D モデルがデザインからアセット マネジメントまで、ライフサイクルの段階を経て、知識の暫定的な管理者となることを歓迎しています。これには、このアライアンスで得られた、3D のデジタル表現をサプライ チェーン内の次の鎖へと確信を持って回せるようになるための付加的なデューディリジェンスが必要となります。デジタル ワークフローを採用することで、ライフサイクル全体で最善の結果が得られるようになり、最終的にはニュージーランド全体の利益に貢献できます」。