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1 / 101 トンネル災害およびプラント災害のための 対応陸上移動ロボット 性能評価手順書 Ver 1.0 2018 5 経済産業省 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

Ver 1...1 / 101 トンネル災害およびプラント災害のための 対応陸上移動ロボット 性能評価手順書 Ver 1.0 2018 年 5 月 経済産業省 国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

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トンネル災害およびプラント災害のための

対応陸上移動ロボット

性能評価手順書

Ver 1.0

2018 年 5 月

経済産業省

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構

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目次

第1章 全体 ...................................................................................................................................... 5

1. 目的 ............................................................................................................................................ 5

2. 背景 ............................................................................................................................................ 5

3. 対象 ............................................................................................................................................ 6

第2章 用語の解説 ........................................................................................................................... 8

第3章 性能評価に関して考慮すべき事項 ......................................................................................... 8

第4章 性能評価手法・基準・試験・設備 ............................................................................................. 9

1. 全体 ............................................................................................................................................ 9

2. 共通基本性能 ............................................................................................................................. 10

2.1. 運動性能 ............................................................................................................................. 11

2.1.1. 路面性能 ....................................................................................................................... 11

2.1.2. 障害物性能 .................................................................................................................... 13

2.2. エネルギー・出力性能 ........................................................................................................... 15

2.2.1. エネルギー性能 ............................................................................................................. 15

2.3. 通信に関する性能 ................................................................................................................ 16

2.3.1. 無線通信性能 ................................................................................................................ 16

2.3.2. 有線通信時の有線が作業に与える性能(新規検討) ......................................................... 17

2.5. 人間-システムインタラクション性能 ........................................................................................ 18

2.5.1. 操縦(maneuvering)性能 ................................................................................................ 18

2.5.2. ナビゲーション性能 ......................................................................................................... 19

2.5.3. 探査性能 ....................................................................................................................... 20

2.5.4. 操作インターフェース性能 ............................................................................................... 21

2.6. センサ性能 ........................................................................................................................... 22

2.6.1. 画像計測性能 ................................................................................................................ 22

2.6.2. 音計測性能 .................................................................................................................... 23

2.6.3. 熱計測性能 .................................................................................................................... 24

2.6.4. ガス計測性能 ................................................................................................................. 25

2.7. 安全・耐久性能 ..................................................................................................................... 26

2.7.1. 安全性能 ....................................................................................................................... 26

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2.8. ロジスティック性能 ................................................................................................................ 27

2.8.1. ロジスティック性能 .......................................................................................................... 27

3. 個別性能 .................................................................................................................................... 28

3.1. 防爆性能 ............................................................................................................................. 28

3.2.1. 概要 .............................................................................................................................. 28

3.2.2. 静電気防止性能 ............................................................................................................. 32

3.2.3. 温度上昇性能 ................................................................................................................ 34

3.2.4. 耐圧防爆(火炎逸走抑止)性能 ....................................................................................... 36

3.2.5. 非金属材料の健全性 ..................................................................................................... 42

3.2.6. ガラス部品の健全性 ....................................................................................................... 44

3.2.7. 内圧防爆性能 ................................................................................................................ 45

3.2.8. 容器の健全性 ................................................................................................................ 48

4. 総合性能 .................................................................................................................................... 50

4.1. トンネル災害対応性能 .......................................................................................................... 50

4.1.1. 概要 .............................................................................................................................. 50

4.1.2. 仕様 .............................................................................................................................. 53

4.1.3. 試行可否の宣言 ............................................................................................................. 55

4.1.4. 探査性能 ....................................................................................................................... 57

4.1.5. 運動性能 ....................................................................................................................... 59

4.1.6. 耐環境性能 .................................................................................................................... 62

4.1.7. 防爆性能 ....................................................................................................................... 62

4.2. プラント災害対応性能 ........................................................................................................... 63

4.2.1. 概要 .............................................................................................................................. 63

4.2.2. 仕様 .............................................................................................................................. 66

4.2.3. 試行可否の宣言 ............................................................................................................. 68

4.2.4. 探査性能 ....................................................................................................................... 70

4.2.5. 運動性能 ....................................................................................................................... 73

4.2.6. 耐環境性能 .................................................................................................................... 75

4.2.7. 防爆性能 ....................................................................................................................... 75

5. 環境因子付加時の性能(新規検討) ............................................................................................ 76

5.1.異なる照明条件下での性能 .................................................................................................... 76

5.2.異なる視程(煙)での性能 ....................................................................................................... 76

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5.3.異なる表面状態での性能 ....................................................................................................... 76

5.4.異なる温度・湿度状態での性能 ............................................................................................... 76

5.5.固有環境下での性能 .............................................................................................................. 76

6. 災害点検用陸上移動ロボットオペレーション時の懸念事項への対応 ............................................. 77

6. 1 一般 ..................................................................................................................................... 77

6.2 オペレーション懸念事項の整理 .............................................................................................. 77

6.3 懸念事項の解決 .................................................................................................................... 77

6.4 オペレーション懸念事項の対応 ............................................................................................... 77

6.4.1 ロボット開発者での対応 .................................................................................................. 77

6.4.2 ロボット開発者及びユーザ双方での対応 .......................................................................... 78

第5章 関連規格 ............................................................................................................................. 79

1. 国内規格 ................................................................................................................................ 79

2. 国際規格 ................................................................................................................................ 79

あとがき .......................................................................................................................................... 83

附録 ................................................................................................................................................ 84

付録A 本書使い方ガイド ............................................................................................................. 84

付録B トンネル災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例) ................... 91

付録C トンネル災害対応ミッション型試験チェックシート(例) ......................................................... 92

付録D プラント災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例) .................... 93

付録E プラント災害対応ミッション型試験チェックシート(例) .......................................................... 94

付録F オペレーション懸念事項対応整理表(トンネル災害の例) .................................................... 95

付録G “ジャングルジム”詳細 .................................................................................................... 100

改定欄 .......................................................................................................................................... 101

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第1章 全体

1. 目的

本性能評価手順書は,現場環境を模擬した試験施設における、災害対応陸上移動ロボットの性能評

価項目、評価目的、評価試験方法、評価結果の表示等を示すものであり、実現場での試行や導入の前

段階において模擬環境下でロボットの性能を予め検証することで、ロボット開発者とロボット運用者(ユー

ザ)との間で共通の認識を保有するとともに、ロボット開発者にとっては自社製品の性能把握を、またロボ

ットユーザにとっては客観的なロボット性能比較を可能とすることを目的とする。本手順書による試験結果

を踏まえたロボット開発からユーザへ提供されるロボット性能情報がどのように改善されるかを付録A「使

い方ガイド 0.はじめに」に示している。本手順書では、踏破性など陸上移動ロボットの共通的な基本性

能と、耐環境性や防爆性能など個別に規定される性能、さらに実際の災害現場での活動を模擬するミッ

ション型総合性能について記述しているが、今後のロボットの技術進化や完成した福島ロボットテストフィ

ールドでの実施結果等により、随時、改訂されるものである。

2. 背景

各ロボットに共通となる踏破性などの基本性能に関しては,世界的デジュールとなりつつある NIST の

STM(Standard Test Methods For Response Robots)最初の出発点とし、過去に蓄積された多くのロ

ボットデータとの比較検討を可能とした。今後、実際にロボットを使った検証を実施してデータを蓄積して

いくとともに、爆破テロ対策を出発点とした NIST ではカバー出来ていないトンネルやプラントなどのイン

フラ災害に対応するロボットの適用を目指し、あらたな性能評価基準を立案・検証・提案していく予定であ

る。

個別性能としての耐環境性能に関しては、近年一般用語となりつつある“IP”表記に関する試験方法を

まとめた。また、安全性能のうちユーザのニーズが顕著である防爆性能に関しては、従来の固定式電気

機器・器具に適用している防爆指針(産業安全技術協会管轄)を移動ロボット用に再構築し、防爆の専門

家以外でも試験と評価を可能とする内容にした。

一方,実現場を模擬したフィールド(福島ロボットテストフィールド(以下、福島 RTF)等)などユーザが

より高い臨場感を持ちながらロボット性能を評価できる環境が整いつつある。しかしながら、模擬フィール

ドにおいてロボットを動作させた場合に、「なんとなく動いた。または、動かなかった」という定性的な判断

になり、複数のロボットを比較検討することが困難になる場合も予想される。そのため、ロボットの性能向

上に役立つための模擬フィールドを用いた試験を効率的に実施するための性能評価手順が必要である。

2016 年度はトンネル災害を想定し福島 RTF に建設予定の模擬トンネルを使うことを前提としたロボット

性能評価基準案を策定した。2017 年度はプラント災害など他の災害に対応する模擬プラントを用いた性

能評価手順を策定するとともに、実際のロボットを使った評価手法の検証(evaluation exercise)を実施

したうえで、本手順書を作成した。

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3. 対象

本手順書は、災害対応に供する(および一部日常使いに共用できる)陸上移動ロボットの各種性能に

関するものである。ただし、壁面や水陸両用などの特殊移動ロボットや粉じん防爆性・耐放射線性など一

部特殊性能は除くものとする。

概要を下図に示す。

災害対応陸上移動ロボット性能評価基準

性能評価基準のベース

具体的な試験方法に展開されているか? 今回の成果

共通基本性能 NIST標準試験法 ○

個別性能 耐環境性能 ○

防爆性能 × 移動ロボット用として展開されていない

総合性能 各ユーザ・場所ごとの特殊性能要求

・個別の作業要求・特有環境

× 実災害で発揮される性能をユーザが比較評価する方法がない

その他・壁面・水陸両用・耐放射線性など

× (個別)

トンネル災害対応

性能評価基準

日本発の性能評価基準を提案

移動ロボット用の新たな

防爆性能評価基準に展開

今回制定する性能評価基準書の範囲

プラント災害対応

性能評価基準

NISTが対象としていないプラントやトンネル災害を想定した

基本性能

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実際に性能評価を進めるに当っては順番も大切であり、ソフトウェアの検証方法として提案された Wモデルが適切であると考える。本書に示す各性能評価を下図 W モデルに例示する。ロボットごとの仕様

や開発・製造者ごとの環境によって細部は異なるが参考としていただきたい。

なお、本手順書に記載している事項については、研究開発プロジェクト※の成果の一部であり、機体や

システムの安全性や信頼性などを保証するものではない。本手順書に基づく試験等など本手順書の利

用に関連して利用者または第三者に生じた損害について、一切の責任を負わないものとする。

※ ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト

プロジェクト期間は 2017 年度~2021 年度の 5 年間

http://www.nedo.go.jp/koubo/CD2_100070.html

総合機能試験【ニーズ】トンネル/プラント事故でファーストレス

ポンダとして情報収集

ロボット設計・製作

全体性能のつくりこみ検証

妥当性確認(形式知になりにくいので,下記の検証結果も含めて大局的に確認する)

今回のミッション型テストは,既存の設備と複数STMとの組み合わせで再現性ある試験をすることが大切

ベリフィケーション

バリデーション今回制定する

性能評価基準書の範囲

ロボット個体ごと内蔵機器ごとにテスト

ミッション型試験要領

RTF(模擬トンネル/模擬プラント)で実施

設計・コードテスト

ガス検知器感度など

各性能ごとのつくりこみ

各種STMによる単体機能試験

IP試験防爆型式検定 等

運搬性踏破性能探査性能

防水・防塵性能防爆性能

ロジステックSTM等Spepfields_STM等

Visual Acuity STM等

IP試験標準(JIS)防爆指針(TIIS)等

誰でもできることが大切であり,形式知として記載

・・・第4章_4/5

・・・第4章_2/5

・・・第4章_3.1・・・第4章_3.2

運用時の懸念事項(整理)

・・・第4章_6リスクアセスメント

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第2章 用語の解説

NIST: National Institute of Standards and Technology

アメリカ国立標準技術研究所

STM: Standard Test Methods 標準試験法

ASTM:現在の ASTM インターナショナル(旧称 American Society for Testing and Materials)

USAR: 市街地探査救助(Urban Search And Rescue)

EOD: 爆発物処理(Explosive Ordinance Disposal)

防爆: 引火性ガスが存在する場所でスイッチ類の電気火花による爆発・引火を防ぐための手段

ひろくは炭鉱などにおける粉じん防爆も含まれるが、本書ではガス防爆を対象とする

TIIS: 公益社団法人産業安全技術協会(Technology Institution of Industrial Safety)

日本(でほぼ唯一)の防爆型式検定に関する認証機関 IEC 防爆認証スキームの CB かつ TL

検証:「客観的証拠を提示することによって、規定要求事項が満たされていることを確認すること」(ISO 9000)。すなわち、定量的に測定再現性が高い性能の要求事項を満足しているかを確認することが検証

であり、ここではSTMを用いた試験が該当する。

妥当性確認:「客観的証拠を提示することによって、特定の意図された用途又は適用に関する要求事項

を満足しているかを確認すること」(ISO 9000)。すなわち、定量的な性能測定のみでなく、定量化・形式知

化が困難な性能(使い勝手など)を大局的に判断することが妥当性確認であり、ここではミッション型試験

が該当する。

第3章 性能評価に関して考慮すべき事項

災害対応は多様であり現在の NIST の STM では災害対応陸上移動ロボットの性能評価を全て確立す

ることは不可能である。そのため、本手順書では NIST の現在の STM に以下の「新規提案」を加えた性

能評価手順を State of the Art(最先端)の災害対応陸上移動ロボット性能評価手順とする。また、「新

規検討」も実施し今後の性能評価手順の効果的ブラッシュアップを目指す。

新規提案:NIST の STM では不足しており、本手順書の目的のために新たに追加した項目。

新規検討:NIST の STM では不足しており、本手順書の目的のために今後確立すべき項目。

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第4章 性能評価手法・基準・試験・設備

1. 全体

災害対応ロボットの性能評価では一般に以下の課題がある。

1) ロボット開発者(大学研究者,企業技術者)は災害現場に直接出向き生の現場情報(1次情報)を得る

ことは困難であり、現場作業者へのヒヤリングや調査報告書から得られる情報(2次情報)を基にロボ

ットの性能評価を検討する必要がある。

2) 災害現場を熟知するレスキュー隊員等はロボットの専門家ではないため、災害現場のどのような特性

をロボットの評価に反映すべきか判断が困難である。

3) ロボット技術は急速に進歩しており、調査報告書作成時に想定したロボット技術レベルと調査報告書

発行・利用時の技術レベルには差異が生じる。従って、調査報告書に過度に依存することはロボット

開発や進化のスピード感を阻害する懸念がある。

以上のことから、本手順書の策定に当たっては、文献調査やヒヤリング調査を通して得られた現場情

報に対して工学的な分析を加えることで、災害対応ロボットのイノベーション推進に資する性能評価手順

の開発を進めてきた。

ここでの災害対応ロボットの性能評価は,「標準的」試験法にて行うものとする。国際標準の基本事項

を定義する規格 ISO/IEC Guide 2「標準化及び関連活動 - 一般的な用語」では,標準化

(standardization)を次のように定義している:

『実際の問題又は起こる可能性がある問題に関して、与えられた状況において最適な秩序を得る

ことを目的として、共通に、かつ、繰り返して使用するための記述事項を確立する活動。』

そのため、本手順書で示す災害対応ロボットの試験方法は、過度に精緻な試験を行うのでなく、誰もが

容易に利用可能な試験法となることを目指しているものである。また、既に標準化されている(または検

討されている)性能評価に関しては、既存の規格を利用しオープンイノベーションの推進を考慮するととも

に災害対応ロボットの特性を考慮した既存規格適用の課題を明らかにしている。

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2. 共通基本性能

米国では国土安全保障省(U.S.Department of Homeland Security,DHS)が主導し、国立標準技術研

究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)が中心となり災害対応ロボットの性能を

測定する標準性能試験法(Standard performance Test Method, STM)の開発を進めている。作成され

た STM は米国材料試験協(American Society for Testing and Materials, ASTM)の Committee E54 on Homeland Security Applications から規格として出版されており、誰もがその情報を入手することは

可能である。STM は当初、都市部の探査救助(Urban Search And Rescue, USAR)を目的に整備が進

められてきたが、現在は爆発物処理(Explosive Ordinate Disposal, EOD)や原子力災害対応に応用範

囲が広がってきている。本手順書は、これまでに NIST で開発されてきた STM(以下、NIST-STM)を基本

とし NIST-STM で不足する部分を新たな STM として整備している。

なお,ここでの NIST-STM は対応 ASTM 規格のほか文献1の情報に基づく。

文献1:"Guide for Evaluating, Purchasing, and Training with Response Robots Using DHS-NIST-ASTM International Standard Test Methods," NIST, http://www.nist.gov/el/isd/ks/response_robot_test_methods.cfm (2017.2.20 閲覧)

NIST-STM を利用した試験は、以下の事項が定められており本稿でもその事項を考慮する。

データの信頼性:30 回の試験で 80%の信頼性(reliability)が 80%の信頼度(confidence)で得られる

ことを基本とする。10 回で 0 回の失敗、20 回で 1 回の失敗、30 回で 3 回の失敗が許容される。

試験中の保守:試験中に 10 分間の現場保守作業が許されるが、そのことは試験結果の一部として

記録される。

試験の取り下げ:ロボット操縦者は試験の取り下げを申請することができる。

4分割ビデオ画像による記録:試験手順の正当性を保証するために、試験中のロボットとロボット操

縦者の動きを4分割ビデオ画像で記録する。

試験結果のレビュー:試験結果は通常次の5つのレビューを受ける 1)試験監督者とロボット操縦

者、2)試験監督者相互(試験結果とりまとめ時の個人間の確認)、3)試験監督団体(結果とりまとめ

後の団体としての議論)、4)ロボット開発者,5)試験実施責任者

環境条件は特別な指定がない場合は以下を目安とする。

照明:明るい=100lux 以上

気温:20度,湿度:50%

災害対応では煙など環境因子の影響が多大であるが、これについては「2.9. 環境因子付加時の性能」

に記述する。

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2.1. 運動性能

2.1.1. 路面性能

(1) 性能評価の考え方 指定された路面を指定された経路で移動し、各路面に対するロボットの運動性能を測定する。

(2) 性能評価基準 路面は以下とする。

閉鎖空間路面:連続ピッチ・ロール斜面(ASTM E2826)

閉鎖空間路面:クロスピッチ・ロール斜面(ASTM E2827)

閉鎖空間路面:対称ステップフィールド(ASTM E2828)

閉鎖空間路面:砂利(ASTM 規格提案中):(注)粒径と水分量の規定が課題

閉鎖空間路面:砂(ASTM 規格提案中):(注)粒径と水分量の調整による路面硬さの規定が課題

閉鎖空間路面:泥(ASTM 規格試作中):(注)粉径と水分量の調整による路面硬さの規定が課題

閉鎖空間路面:グレーチング(新規提案):(注)トンネル内排水溝上やプラント上層階・点検通路(キ

ャットウォーク等)の移動を想定

(3) 試験方法 環境条件を定める。

対応規格があるものは規格に示される試験方法にて実施する。

対応規格の無いものは以下の試験方法にて実施する。

試験手順:ASTM E2826 に準拠(規定された路面を8の字経路で連続走行)

基準単位:単位時間あたりの移動速度

【参考:ASTM E2826 に示される試験手順の概要】

1. 実験前に以下のデータを習得する:試験日時、試験場所、試験イベント名/スポンサー名、ロボット

モデル・メーカー、ロボット操縦者氏名・所属、環境条件(明るさ、気温、湿度含む)、ロボットの通信方

法、試験回数、試験監督者氏名・所属・連絡先、その他

2. 試験監督者が試験条件(周回数含む)を設定し、それが適切かを確認する。

ASTM E2826の路面

ASTM E2827の路面

ASTM E2828の路面

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3. 操縦者がロボットを指定された向きでスタート位置に設置する。

4. 試験監督者が開始を宣言し、計時を開始する。

5. 操縦者はロボットを指定された経路で周回させる。周回数は完全に周回した場合のみをカウントし、

周回途中のものは周回数には含まない。

6. ロボットに不具合が生じた場合には、試験監督者は試験の計時を止めて操縦者にロボットの修理を

させ、スタート位置から試験を再開させることができる。試験監督者は修理の全内容と時間を記録す

る。

7. ロボットが指定された数の周回を行い試験が終了した時には、試験監督者は単位時間あたりの性能

を記録する。

8. 結果は指定された用紙に記録し,試験結果に影響を与える可能性のある事項(個々の不具合事象、

試験結果の操縦者による取り下げの理由、試験監督者の意見、操縦者からの意見)はすべて記入す

る。

9. 試験結果の区分は以下とする。

(ア) 試験なし

(イ) 操縦者による取り下げ

(ウ) 成功

(エ) 失敗

(オ) 試験監督者による一時中断が必要であったが、試験結果は受理(例:試験設備の不具合による

試験の一時中断)

10. 以下の場合は不具合とする。

(ア) 開始後のタスクの失敗

(イ) 操縦者がロボットの状態やタスク内容に関して他者と情報交換したとき

(ウ) 不具合で計時が停止している場合を除き、ロボットの調整・修理のために人がロボットに介入し

たとき

(4) 施設・設備・機器 路面設備

対応規格があるものは規格に示される設備

閉鎖空間路面:グレーチング(新規提案)は,ASTM E2826 の路面形状をグレーチングで構

4分割ビデオ画像記録装置

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

周回数計測装置(手動式カウンターで可)

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2.1.2. 障害物性能

(1) 性能評価の考え方 指定された障害物を指定された方法で移動し、各障害物に対するロボットの運動性能を測定する。

(2) 性能評価基準 障害物は以下とする。

閉鎖空間路面:隙間(ASTM E2801)

閉鎖空間路面:ハードル(ASTM E2802)

閉鎖空間路面:傾斜面(ASTM E2803)

閉鎖空間路面:階段・踊り場(ASTM E2804)(新規提案)ASTM では直行方向のみだが、斜め方向

登りを新たに提案。ブロック状ガレキへの斜め登坂や階段上の障害物回避を想定。

閉鎖空間路面:垂直挿入(ASTM 規格検証中)

閉鎖空間路面:ジャングルジム(新規提案)

(3) 試験方法 環境条件を定める。

対応規格があるものは規格に示される試験方法にて実施する。

ASTM E2804 への斜め登坂追加

試験手順:ASTM E2804 で示される直階段の最大傾斜線を基準線として、ヨー角方向に一定角

ずれたまま、ASTM E2804 の示す方法で階段の上り下りをする。ヨー角は 5 度、10 度、20 度、

30 度のいずれかとする。

基準単位:単位時間あたりの上り下り回数。

ジャングルジム

試験手順:1 方向にのみ回転する斜めに配置された複数の棒を、押す、または回避することで壊

すことなく指示された経路に従い通り抜ける。

基準単位:単位時間あたりの通り抜け回数。

ASTM E2802の障害

ASTM E2803の障害(斜面)

ASTM E2804 へ

の斜め登坂追加

(イメージ)

ジャングルジム

(イメージ)

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(4) 施設・設備・機器 路面設備

対応規格があるものは規格に示される設備。

ASTM E2804 への斜め登坂追加:ASTM E2804 で示される直階段を基本とし、必要なヨー角を

保ったまま移動するのに十分な横幅の直階段とする。(ヨー角30度上限とすれば 2.4m 幅で

1.2m 高さの階段(NIST標準サイズ内)で対応可能)。

ジャングルジム:1 方向にのみ回転する斜めに配置された棒で構成される峡部障害。構成詳細

は付録G参照

4分割ビデオ画像記録装置

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

周回数計測装置(手動式カウンターで可)

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2.2. エネルギー・出力性能

2.2.1. エネルギー性能

(1) 性能評価の考え方 指定された作業を指定された方法で実施し、各作業に対するロボットのエネルギー消費性能を測定す

る。(注)ここでは移動以外の作業が長時間繰り返し行われることは想定しないため、作業としては移動の

みを取り上げる。

(2) 性能評価基準 耐久性:連続ピッチ・ロール斜面(ASTM 規格検証中)(注)トンネル災害での最初のアプローチの指標と

して利用想定。

耐久性:平地(新規検討)(注)トンネル災害での最初のアプローチの指標として利用想定。

(3) 試験方法 試験手順:

環境条件を定める。 規定される路面を 8 の字状に移動し,エネルギーが無くなり動けなくなるまでの時間と距離を測定す

る。

基準単位:動けなくなるまでの時間と距離。

(4) 施設・設備・機器 路面設備

耐久性:連続ピッチ・ロール斜面においては ASTM E2826 に規定されるもの。

耐久性:平地においては、平坦でコンクリート面やベニヤ板を敷き詰めたもの。

4分割ビデオ画像記録装置

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

周回数計測装置(手動式カウンターで可)

ASTM E2826の路面

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2.3. 通信に関する性能

2.3.1. 無線通信性能

(1) 性能評価の考え方 指定された環境において無線通信によりロボットが制御可能な性能(距離)を測定する。

(2) 性能評価基準 見通し環境(ASTM E2854)

見通しできない環境(ASTM E2855)(注)ISOコンテナを障害物として利用

構造物への侵入環境(ASTM 規格試作中)

都市のビルの谷間(ASTM 規格試作中)

妨害電波のある環境(ASTM 規格試作中)

トンネル内:見通し環境(新規検討)(注)車列の無いトンネル内を想定。トンネルの口径の定義が課題。

トンネル内:見通しできない環境(新規検討)(注)車列の有るトンネル内を想定。トンネルの口径と車列の

密度の定義が課題。

(3) 試験方法 試験方法:制御可能性は画像、音声、8 の字走行の可否で判断する。

単位基準:通信距離

(4) 施設・設備・機器 路面設備

対応規格があるものは規格に示される設備

対応規格がないものは,ASTM E2854 を

参考に設備を作成する。

4分割ビデオ画像記録装置

照明設備

距離計

ASTM E2854の設備例

ASTM E2855の設備例

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2.3.2. 有線通信時の有線が作業に与える性能(新規検討)

(1) 性能評価の考え方 有線通信によりロボットが指定された作業を実施した際の有線の影響を測定する。

(2) 性能評価基準 上記 2.3.1 と同様の作業を有線で実施し、その結果を計測する。

現実には起こりがたい試験特有の有線の絡まり(例:8の字走行)をどのように考慮するべきか、要検討

(NISTでも検討中)

(3) 試験方法

無線と同じ試験を優先的に行う。現実には起こりがたい試験特有の有線の絡まり(例:8 の字走行)は

補助者が有線を捌き、局所的には現実の有線の影響と同等の影響がロボットに有線から与えられるよ

うに配慮する。

(4) 施設・設備・機器

無線と同じ。必要に応じて有線を捌く棒などを使用。

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2.5. 人間-システムインタラクション性能

2.5.1. 操縦(maneuvering)性能

(1) 性能評価の考え方 指定された軌跡を指定された条件で移動する操作システムの性能を評価する。

(2) 性能評価基準 定速移動(ASTM E2829)

牽引物の引きずり(ASTM E2830)

ポストや穴のスラローム(ASTM 規格投票中)

(3) 試験方法 試験方法:指定された経路を指定された方法で移動する。

単位基準:速さ、距離

(4) 施設・設備・機器 路面設備

対応規格があるものは規格に示される設備

試験用品(そり等)

4分割ビデオ画像記録装置

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

周回数計測装置(手動式カウンターで可)

ASTM E2830の試験イメージ

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2.5.2. ナビゲーション性能

(1) 性能評価の考え方 目的とする場所に移動する作業での操作システムの能力を測定する。

(2) 性能評価基準 複雑路面のランダム迷路(ASTM 規格検証中)(注)トンネル内は向きと位置の決定に有用な情報が限定

的であるため、この評価法は有用と考えられる。

(3) 試験方法 試験方法:迷路をスタート地点からゴールまで移動する。

基準単位:速さ、距離

(4) 施設・設備・機器 路面設備(迷路)

4分割ビデオ画像記録装置+迷路全域でのロボットの移動を記録できるビデオ記録装置

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

複雑路面のランダム

迷路のイメージ

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2.5.3. 探査性能

(1) 性能評価の考え方 探査作業での操作システムの能力を測定する。

(2) 性能評価基準 複雑路面のランダム迷路(ASTM E2853) (注)トンネル内は向きと位置の決定に有用な情報が限定的

であるため、この評価法は有用と考えられる。

下部の探査(ASTM 規格検証中)

パン/チルト/ズーム性能(ASTM 規格投票中)

(3) 試験方法 試験方法:

複雑路面のランダム迷路(ASTM E2853) :迷路内に置かれた探査対象物(Hazmat Tag 等)を探

査し、その位置を報告する。 下部の探査(ASTM 規格検証中):自動車の下を模擬した対象物を探査する。 パン/チルト/ズーム性能(ASTM 規格投票中):複数個所に設置された探査対象物を、ロボットを

移動することなく実装されているカメラのパン/チルト/ズーム機能を用いて探査する。

基準単位:

複雑路面のランダム迷路(ASTM E2853) :速さ、位置の正確さ 下部の探査(ASTM 規格検証中):速さ、正確さ パン/チルト/ズーム性能(ASTM 規格投票中):速さ、正確さ

(4) 施設・設備・機器 路面設備(迷路)

探査対象物

4分割ビデオ画像記録装置+迷路全域でのロボットの移動を記録できるビデオ記録装置(複雑路面

のランダム迷路のみ)

照明設備

時間計測装置(ストップウォッチで可)

パン-チルト-ズーム性

能試験設備のイメージ

下部の探査性能試

験設備のイメージ 複雑路面のランダム

迷路のイメージ

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2.5.4. 操作インターフェース性能

(1) 性能評価の考え方 災害対応ロボットの操作インターフェースで有すべき特性を計測する。

(2) 性能評価基準 制約条件:個人保護具・姿勢・明るさの影響(ASTM規格試作中):クロスピッチ・ロール斜面(ASTM E2827)上で、個人保護具・姿勢・明るさを変化させたときの移動で評価する。

表示:バッテリー残量低下・ロボットの傾き(ASTM規格試作中):バッテリー残量低下・ロボットの傾きの

表示機能があり、想定される環境で表示理解が容易かを評価する。

表示:可燃性ガス(新規検討)(注)トンネル災害での大きな危険源:可燃性ガス検知の表示機能があり、

想定される環境で表示理解が容易かを評価する。

(3) 試験方法 試験方法:

環境条件を定める。 制約条件:個人保護具・姿勢・明るさの影響 予め定めた個人保護具・姿勢・明るさで、ASTM E2827 で示されるクロスピッチ・ロール斜面上を

移動する速さを評価する。 表示:バッテリー残量低下・ロボットの傾き(ASTM規格試作中) バッテリー残量低下・ロボットの傾きに対応した表示を制御装置上に表示させ、容易に表示内容

が理解できるかを視認により評価する。 表示:可燃性ガス(新規検討) 可燃性ガスに対応した表示を制御装置上に表示させ、容易に表示内容が理解できるかを視認に

より評価する。

単位基準:速さ、距離

制約条件:個人保護具・姿勢・明るさの影響:単位時間あたりの移動距離(ASTM E2827 と同じ) 表示:バッテリー残量低下・ロボットの傾き:表示の有無、表示の理解が容易かどうか。 表示:可燃性ガス:表示の有無、表示の理解が容易かどうか。

(4) 施設・設備・機器 制約条件:個人保護具・姿勢・明るさの影響:

路面設備((ASTM E2827)

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2.6. センサ性能

2.6.1. 画像計測性能

(1) 性能評価の考え方 ロボットに搭載された状態での画像センサの性能を計測する。

(2) 性能評価基準 視力,分解能,視野角(ASTM E2566 再投票中)

ダイナミックレンジ(ASTM 規格検証中)

カラー視認性(ASTM 規格検証中)

遅延(ASTM 規格検証中)

(3) 試験方法 試験方法:ロボットに搭載された状態の画像センサで、次の試験を行う:

視力、分解能、視野角(ASTM E2566 再投票中):ランドルト環等を用いて視力、分解能、視野角を

試験する。 ダイナミックレンジ(ASTM 規格検証中):ランドルト環等を用いて明るさを変化させ、ダイナミックレン

ジを試験する。 カラー視認性(ASTM 規格検証中):カラーチャートを用いてカラー視認性を試験する。 遅延(ASTM 規格検証中):ストップウォッチの画面を画像センサで計測し、ストップウォッチ画面と画

像センサ出力画面の差から遅延時間を計測する。

基準単位:対応する物理量

(4) 施設・設備・機器 視力、分解能、視野角(ASTM E2566 再投票中)、ダイナミックレンジ(ASTM 規格検証中):

:ランドルト環を用いた視力検査表 カラー視認性(ASTM 規格検証中):カラーチャート 遅延(ASTM 規格検証中):ストップウォッチ 4分割ビデオ画像記録装置 照明設備

ASTM E2566 の試

験設備イメージ

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2.6.2. 音計測性能

(1) 性能評価の考え方 ロボットに搭載された状態での音センサの性能を計測する。

(2) 性能評価基準 会話認識(双方向)(ASTM 規格検証中)

周波数応応答(双方向)(ASTM 規格試作中)

(3) 試験方法 試験方法

会話認識(双方向)(ASTM 規格検証中):会話認識能力試験に用いられる聴力検査の音源(1、2、

3、4 と数字が読み上げられる)を用いて、会話認識能力を試験する。 周波数応答(双方向)(ASTM 規格試作中):周波数を考慮した聴力検査に用いられる音源を用い

て、会話認識能力を試験する。

単位基準

会話認識(双方向)(ASTM 規格検証中):可/否 周波数応応答(双方向)(ASTM 規格試作中):認識可能な周波数の範囲

(4) 施設・設備・機器 会話認識(双方向)(ASTM 規格検証中):会話認識能力試験に用いられる聴力検査の音源 周波数応応答(双方向)(ASTM 規格試作中):周波数を考慮した聴力検査に用いられる音源

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2.6.3. 熱計測性能

(1) 性能評価の考え方 災害対応ロボットの熱計測性能を評価する。

(2) 性能評価基準 計測温度の精度と空間分解能

(3) 試験方法

試験方法:人体(30℃程度)と着火源(200℃程度)を模擬した熱源を計測する。計測は温度とその空間

分解能とする。

単位基準:温度(℃)、空間分解能(cm)

(4) 施設・設備・機器 熱源 熱源を覆う断熱性のあるランドルト環 4分割ビデオ画像記録装置 照明設備

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2.6.4. ガス計測性能

(1) 性能評価の考え方 ガスセンサ単体ではなく、ガスセンサがロボットに搭載された状態での性能を評価する。

(2) 性能評価基準 (注)標準性能試験法としての簡易な評価法の開発が今後の課題

(3) 試験方法 下図の試験を実施することで、部分的(酸素濃度のみの意)ではあるがロボットに搭載された状態での性

能(例:ガス吸引口を塞いでしまっていないかなど)の確認が可能である。ガス検知器が複合タイプの場

合は、他のガスも同等に検知できると推測出来るため、本手法を暫定的にガス計測性能の試験方法とす

る。

ガス検知器単体としては校正が必要であり、主たるガス検知器メーカは年 1 回実施している。

(4) 施設・設備・機器 市販ガス検知器(校正済のもの)、酸素ボンベ(登山用・競技用などとして市販のもの)

【今回の提案】

市販の酸素ボンベをロボット周辺に吹きかけて(下写

真)、酸素濃度の上昇が隣接設置した市販ガス検知器

(校正済)と±0.5%以下の精度で一致することを確認する

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2.7. 安全・耐久性能

2.7.1. 安全性能

(1) 性能評価の考え方 災害対応の特性を考慮し、ISO12100 に基づく安全設計が適切に行われており、その残留リスクが労働

安全として適切に管理できるものかを評価する。

(注)災害対応関係者は過剰な努力をする傾向があり、残留リスクの無理な現場管理に注意が必要。

(注)NSITでは代表的個別危険事象に対しての安全性評価を実施

(2) 性能評価基準 通信・動力遮断時の挙動(ASTM 規格投票中)

防水性(IP##)(ASTM 規格検証中)

水没時の性能(IPX7-8)(ASTM 規格試作中)

水洗・除染(ASTM 規格検証中)

(注)防爆性など既存規格が適用可能な安全性は既存規格適用が基本。環境因子付加時の災害対応の

特性を考慮した基準は今後の課題。

(3) 試験方法 今後、策定される内容を反映していく。

(4) 施設・設備・機器 今後、策定される内容を反映していく。

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2.8. ロジスティック性能

2.8.1. ロジスティック性能

(1) 性能評価の考え方 ロボットの現場運用に必要な資機材の量・質量を見積もる。

(2) 性能評価基準 大きさ(cm)・質量(kg)

(3) 試験方法 箱を含む資機材の大きさ,質量を計測する。

(4) 施設・設備・機器 メジャー 秤

備考:米国ではFEMA等で他の資機材とロボットの統合運用(輸送)が想定され標準的な箱で送付物体

積を見積もっているが、日本では個別運用が主となるため、大きさ、重さの個別明示とした。

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3. 個別性能

3.1. 防爆性能

3.2.1. 概要

(1) 防爆性能評価の概要(指針や規格,評価場所,評価者など) 防爆性能評価は公益社団法人産業安全技術協会(以下

「TIIS」と略称し「ティース」と呼称する)が発行する技術資料

「Ex2015(上巻・下巻)」(以下「指針」と略称し外観を右図に

示す)に基づいて実施されるが、本指針は固定電気機器に関

して定められているものであり、移動ロボットへの適用方法が

不明である。本手順書では、この指針の行間を読み指針設

定の根拠に戻って解釈し直すことにより、移動ロボットに適用

できる形に再構築した。本手順書においては、特に断りなき

場合は「TIIS 技術資料 Ex2015」に準じるものとする。

ポイント TIIS が発行する防爆指針には複数の種類があり、過去日本特有の「構造規格」と呼ばれる

指針も存在するが、2016 年度以降の新規型式検定発行分は全て上記の Ex2015 に統一する方向で

あり、移動ロボットもこれに準拠すべきであると考える。なお、Ex2015 は IEC 規格に準拠(全く同じで

はない)しているため、海外へ防爆機器を輸出する場合のデータの互換性が多く再試験が不要な項目

も多いことから有利である。例えば、欧州では ATEX(「エイテックス」と呼称する)とよばれる防爆規格

に整合している必要があるが、ATEX も同じ IEC 準拠であり Ex2015 と共通点が多い。

本手順書に基づく試験は、基本的にはロボット製造場所で実施され自主検査データとして防爆型式

検定申請書類に添付するとともに TIIS 立会検査時に再現するべきであるが、試験機材の都合等によ

り製造場所での試験が困難な場合がある。以下に外部機関による試験で代替する項目と方法につい

て列記する。

・表面抵抗試験:メーカデータと材料証明の組み合わせや公的試験機関の計測データで代替できる。

・爆発試験:爆発試験設備を有するメーカや公的試験機関と製造メーカとの間で正式に貸借契約を締

結した場合には、製造メーカ以外の場所で自主検査および立会検査を実施することができる。

・熱安定性試験:TIIS に実施依頼可能であり立会検査は不要である。また、過去に製造場所で型式検

定合格実績のある材料に関しては不要である。

出典 「防爆安全ガイドブック」 日本電気制御機器工業会

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(2) 評価すべき性能と防爆のグレード(対応ガス,危険場所)との対応 防爆性能は、対象とする場所の危険グレードと対象とする引火性ガスの種類の組み合わせによって

決定される。

危険場所は危険度合が高い方からゾーン 0 から 2 までがあり、対応する防爆機器は上位互換(す

なわち、ゾーン 1 対応の防爆機器はゾーン 1 や 2 でも使用可能の意)である。災害対応としては何が

起こっているか分からないという意味でゾーン 0 対応が望ましいが、現行の規定でゾーン 0 に対応で

きるのは携帯式のガス検知器などの小電力機器(エネルギーの小さい本質安全防爆方式の機器)の

みであり大型のモータやバッテリーを有する移動ロボットでは対応できない。よって本手順書で取り扱

う移動ロボットとしてはゾーン 1 対応とすることが現実的である。ゾーン 1 対応の防爆機器の機器保護

レベル(EPL:Equipment Protection Level)は“Gb”である。

引火性ガスの種類はガスの性質(爆発性ガス雰囲気の最大安全隙間又は最小点火電流比に基づ

く)と機器の最高表面温度によって下表に分類される。ガスの性質による分類はⅡA~ⅡC であり一般

的にⅡC が最も厳しいレベルである。最高表面温度は T1~T6 であり数字が大きいほど厳しいレベル

となる。

(例 1)トンネル災害で対象とされる場合が多いメタンガスはⅡAT1 であり、これに対応する機器はⅡ

BT1 もⅡAT2 にも対応できない。ただし、ロボットの表面が T4 で定められている 135℃を超える

ことは希であるため、メタン対応の場合でもⅡAT4 と適用範囲を拡大させて検定を取得するのが

一般的である。

(例 2)今後の水素社会や石油化学プラント(特に精製に関わるダウンストリーム)などは、水素に対応

した防爆とすることが望ましい。水素のみの場合はⅡCT1 であるが、上記(例 1)と同様にⅡCT4を目標にすることが妥当と思われる。しかしながら、ⅡCT2 に分類されるアセチレンは防爆性能

として厳しい仕様を要求されるため、ⅡCT1 とⅡCT2 とは大きなレベルの差異がある。よって、

水素には対応が必要だがアセチレンへの対応が不要な場合には、ⅡBT4+H2 に対応する方法

が規格上可能であり現実的である。

出典 「防爆安全ガイドブック」日本電気制御機器工業会

本手順書では,特に指定しない限りゾーン 1 対応とし水素対応を取り扱うこととする。

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よって防爆記号としては下記となる。

ⅡB+H2 T4 Gb

(3) 評価すべき性能と試験方法との対応 ・内圧防爆方式に関する試験の順番と評価すべき性能に関して下図に示す。

温度試験

寸法計測 構造検査

①ロボット外の最高表面温度が防爆基準を超えないことを確認する。 ②熱安定性試験(後述)の温度条件を決定する。

表面抵抗 試験

静電気の蓄電防止性能を評価するために全ての非金属材料の表面抵抗が規定以下であることを確認する。(材料のメーカデータと材料証明で代替できる場合もある)

IP 試験

最大圧力試験

漏洩試験

充填手順の 試験

最小内圧の 検証

熱衝撃試験

熱安定性 試験

容器の非金属材料のライフサイクル健全性を評価する。

容器の透明部品の健全性を評価する。

IP4X 以上の防塵性能を有することを確認する。

衝撃試験 容器のすべての部品の物理的衝撃による健全性を評価する。

内圧が正常に負荷でき、引火を防止する性能(内圧防爆性能)を評価する。

主たる寸法に関して実測検査する。主たる寸法には静電気の蓄電防止性能を評価するための制限寸法、装置の外形、内圧室の体積に関わる寸法を含む。

3.2.2 章

3.2.2 章

3.2.3 章

3.2.5 章

3.2.6 章

3.1.1 章

3.2.7 章

3.2.8 章

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・耐圧防爆方式に関する試験の順番と評価すべき性能に関して下図に示す。

温度試験

寸法計測 構造検査

①ロボット外の最高表面温度が防爆基準を超えないことを確認する。 ②熱安定性試験(後述)の温度条件を決定する。

表面抵抗 試験

静電気の蓄電防止性能を評価するために全ての非金属材料の表面抵抗が規定以下であることを確認する。(材料のメーカデータと材料証明で代替できる場合もある)

ケーブルグランド

機械的強度の試験

爆発圧力(基準

圧力)の決定

ケーブルグラン

ド密封性試験

熱安定性 試験

容器の非金属材料のライフサイクル健全性を評価する。

ケーブルグランドの健全性を評価する。

容器内部で引火爆発が起きた場合でも、火炎が逸走して容器外部の引火性ガスに引火しない性能(耐圧防爆性能)を評価する。

主たる寸法に関して実測検査する。主たる寸法には静電気の蓄電防止性能を評価するための制限寸法、装置の外形、耐圧容器の体積に関わる寸法、接合部(はめあい、ねじ、ボルト、フランジなど)の諸寸法、固着接合部、回転軸、締付ねじ引き込み部など多岐に渡る。

3.2.4 章

3.2.4 章

3.2.2 章

3.2.3 章

3.2.5 章

3.2.4 章 過圧試験

引火試験

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3.2.2. 静電気防止性能

(1) 性能評価の考え方 静電気放電による可燃性ガスへの引火爆発を防止するため、静電気が機器への引火に至るレベル

以上に帯電しないことを評価する。具体的には、静電気を帯電する非金属材料の使用を制限するが、

制限は材料の表面抵抗と表面積との複合条件とし、これを書面および寸法計測/構造検査および表

面抵抗試験で確認する。

指針該当箇所 「上巻」第 1 編「総則」7「非金属材料製容器及び容器の非金属部分」

適用する防爆方式 共通

ポイント 移動ロボットの場合は、容器でない非金属材料(例えば、クローラベルトなど)も容器と同等

の扱いを受ける。

(2) 性能評価基準 以下①②③のいずれかを満たさなければならない。

① 別途定める方法に従って試験を実施した際に、次のいずれかの値を超えない適切な材料を選択

する。

・相対湿度(50±5)%で測定したとき:1.0×109Ω

・相対湿度(30±5)%で測定したとき:1.0×1011Ω

② 容器の非金属材料の表面積を、ⅡAおよびⅡBでは 10,000mm2,ⅡCでは 2,000mm2 に制限

する。表面積は次のように定義する。

・シート状の材料については、表面積は(帯電が可能な)露出面積とする。

・曲面をもつ物の場合、その物の投影面積のうち最大値となる面積とする。

・個々の非金属製部分については、それらを接地した導電性の枠で隔離している場合に、それぞ

れ独立に面積を評価する。

ポイント 一般機器では、非金属材料の露出面が接地した導電性の枠で囲まれている場合には

表面積の 4 倍の値とすることができるが、移動ロボットの場合は接地が確実ではないために、こ

の 4 倍規定をあてはめることはできない。

ポイント 非金属表面をもつ長い部分,例えば,管,棒,ロープなどについては,表面積を考慮す

る必要はないが,それらの直径又は幅は,ⅡAおよびⅡBでは 30mm,ⅡCでは 20mm を超え

てはならない。外部回路を接続するためのケーブルは,この要求事項の対象外とする。

③ 導電性表面に接着した非金属層を制限する。

非金属層の厚さは、ⅡAおよびⅡBでは 2mm、ⅡCでは 0.2mm 以下とする。又は、絶縁破壊電

圧を 4kV 以下とする(IEC 60243-1 の規定に従って絶縁材料の厚さ方向で測定したとき)。

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(3) 試験方法 寸法や面積に関しては図書を確認したうえで実物計測し、基準への適合を確認する。

・・・ 寸法計測/構造検査

表面抵抗に関しては使用材料のメーカデータを図書で確認する。または、指針に掲載ある下記方

法(IEC 準拠の方法)で計測したデータを確認する。

・・・ 表面抵抗試験

(指針にある表面抵抗測定方法)表面抵抗は、大きさが許すならば容器の部分について、又は、

図 5 に示す寸法の長方形の試験片について試験を実施する。試験片の表面は損傷がなく清浄

なものとする。表面抵抗に著しい影響を及ぼすことのない溶剤を含む導電性塗料を用いて、これ

に塗布して 2 本の平行な電極とする。試験片は、まず蒸留水で洗浄し、次にイソプロピルアルコ

ール(又は水と混和するもので試験片の材料又は電極に影響を与えない他の溶剤)で洗浄す

る。そのうえで、最後にもう一度蒸留水で洗浄した後に乾燥させる。試験片は素手で触れること

なく温度(23±2)℃と 7.4.2 a) の条件に従って、相対湿度(50±5)%若しくは(30±5)%、温度

(23±2)℃で 24 時間前処理する。試験は、同じ温度及び湿度の条件で行う。電極間に直流電

圧(500±10)V を(65±5)秒間印加する。試験の間は、試験片に流れる電流に比べて電圧変動

に起因する充電電流を無視できるほど電圧は十分に安定していなければならない。表面抵抗

は、電極間に印加した直流電圧を電極間に流れる電流で除した値である。

ポイント 表面抵抗を計測する方法としては JIS K 6911 や JIS K 7194 などがあり、メーカデー

タはこれに基づいて計測提示されることが多い。これらのメーカデータと指針に示される方法によ

る計測値がどの程度異なるかは厳密には不明であるが、十分余裕(例えば基準に対して 2 桁程

度)をもった抵抗値を有する材料を選定すれば問題は生じない。

(4) 施設・設備・機器 寸法計測に使用する直尺など。

ポイント 計量管理されている必要があり、計測器リストの提出も求められる。

出展 「TIIS 技術資料 Ex2015」

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3.2.3. 温度上昇性能

(1) 性能評価の考え方 機器の発熱により引火性ガスへの引火爆発を防止するため、機器の発熱量が引火に至るレベル以

上に発熱しないことを評価する。具体的には、機器の動作条件に基づき動作中の温度を測定し確認す

る。

指針該当箇所 「上巻」第 1 編「総則」5「温度」

適用する防爆方式 共通

ポイント 移動ロボットの場合は、そのロボットの実運用を想定し動作シナリオを作成する。動作シナリ

オより等価換算された簡易の動作へ置き換え温度を測定する。移動ロボットの場合、熱電対等のケー

ブルが動作に負荷とならないような計測器を用いる必要がある。

(2) 性能評価基準 移動ロボットの温度等級は T4+H2 対応としており、以下の①~③全ての基準を満たさなければなら

ない。

① 使用時の周囲温度が一般的な-20℃~+40℃以外の場合に表示すること。

ポイント 通常の周囲温度範囲外で使用する設計が施された電気機器は、周囲温度の上限値及

び下限値と記号 Ta 又は Tamb のいずれかを表示する。それが不可能な場合は、上限値及び下

限値の周囲温度を含め特定の使用条件を示す記号 X を表示する。

電気機器 使用周囲温度 追加表示

一般的な場合 最高:+40℃ 最低:-20℃

なし

特別な場合 製造者が 指定する.

Ta 又は Tamb の特別な周囲温度範囲 例えば,-30℃≤ Ta ≤+40℃又は記号 X

ポイント 設置する場所等に電気機器を加熱または冷却する環境がある場合は取扱説明書に仕

様を明記する。 ポイント 輻射熱の影響は最終的な設置状態で考慮する必要がある。(C 60079-14:2008,

IEC60079-14 参照)

② ロボットの最高表面温度:T< 135℃-5℃以下 ③ ロボットの内側最高温度:T< 135℃以下

ポイント 内圧防爆構造の場合は内圧が破壊された時に内部機器が引火性ガスに暴露された時

を想定し、内部の電気機器が等級以下およびガスの発火温度以下であることを確認する必要が

ある。

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(3) 試験方法 基準への適合を事前に試験した記録確認および実物計測で確認する

・・・ 温度試験

(指針にある温度測定方法) 使用時の到達温度を測定する場合に銘板記載の定格電圧で試験を実施する。 最高表面温度と内側最高温度を測定するときは、定格電圧の 90%~110%の範囲で最も高温とな

る電圧での試験を実施する。 インバータ駆動の回転機(モータ等)に対しては、JIS C 4034 IEC60034-29 に記載のある抵抗法

によってモータコイル内部の最高温度を評価する必要がある。

ポイント バッテリーが電源となっている機器の場合は、電圧が一定の運用とならない為にバッテリ

ーの最大電圧~最小電圧にて試験を実施する。特にサーボ制御機器の場合にバッテリー電圧が

高い時が必ずしも温度が高いとは限らないからである。

ポイント 熱等価な単純な繰り返し動作に置き換えて試験を実施する。

(4) 施設・設備・機器 熱電対、ワイヤレス・多点温度ロガー

ポイント 計量管理されている必要があり計測器リストの提出も求められる。

動作条件(環境・動作)の設定

模擬環境実動作での温度測定

熱等価な単純繰り返し動作で温度測定する

速度/傾斜が外部制御

できる重トレッドミルがあるとうれしい!

実走行での温度計測は再現性に難あり!

実災害現場では測定できない!

ワイヤレス・多点温度ロガー

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3.2.4. 耐圧防爆(火炎逸走抑止)性能

(1) 性能評価の考え方 耐圧防爆性能(構造)では、筐体の隙間から内部に侵入した爆発性雰囲気が内在する点火源によ

る着火(内部爆発)を許容するものの筐体外部の爆発性雰囲気が着火しないように隙間(接合面)の

寸法が規定されている。この規定の評価として、①構造検査(図面および現品(圧力が加わらない状

態において)の寸法・表面粗さ等、②容器の耐圧力試験(筐体接合部の恒久的な変形および筐体本体

の損傷の有無)を実施する。

指針該当箇所 「上巻」第 2 編「耐圧防爆構造“d”」5「耐圧防爆接合部」および 15「型式試験」

適用する防爆方式 耐圧防爆

ポイント 移動ロボットの場合は、ロボット本体もしくは付属機器を耐圧防爆構造とした場合に「筐体=

容器」として同等の扱いを受ける。

(2) 性能評価基準 移動ロボットの防爆構造はⅡB+H2 としており H2 はグループⅡC に分類される(3.2.1 参照)。本項

では①②③に関してはグループⅡC と同等の機器とし、④に関してはⅡB+H2 特有の機器として設

計基準を設定する。

筐体構造を設計する際には以下①②③の全てを満たさなければならない。

さらにケーブルグランドを設計する際には以下④を満たさなければならない。

①接合面の寸法(隙間の奥行:L≧25mm,隙間 i≦0.04mm)

ポイント グループⅡC における内容積 V が 500 cm3 以上 2,000cm3 未満の筐体について、接合

部の最小奥行き 25mm とした場合の最大隙間が 0.04mm と規定されている。グループ(Ⅰ,ⅡA,

ⅡB,ⅡC)、接合面の隙間の奥行 L(6mm 未満、6mm 以上 9.5mm 未満、9.5mm 以上 12.5mm未満、12.5mm 以上 25mm 未満)、内容積 V(100 cm3 以下、100 cm3 を超え 500 cm3 以下、500 cm3 を超え 2000 cm3 以下、2000 cm3 を超える)の組み合わせにて最大隙間寸法 W が規定されて

いる。

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出展 「TIIS 技術資料 Ex2015」

出展 「TIIS 技術 資料 Ex2015」

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②接合面の平均粗さ Ra(ISO468 による)≦6.3µm

③ボルト穴までの距離(筐体内面からボルト穴までの距離)l≧9mm

ポイント 隙間の奥行 L(12.5mm 未満、12.5mm 以上 25mm 未満)についても距離lが規定されて

いる。

④グランド本体とシールリングとの間、並びにシールリングとケーブルの間の圧縮前のシールリングの

軸方向寸法(隙の長さ)を 20mm 以上(断面が円形で直径 20mm 以下、および円形以外で周長

60mm 以下のケーブルの場合)

ポイント 断面が円形で直径 20mm を超える、および円形以外で周長 60mm を超えるケーブルの場

合に、圧縮前のシールリングの軸方向寸法(隙の長さ)を 25mm 以上と規定されている。

次に、供試体製作した上で筐体については以下⑤を満たさなければならない。

⑤基準圧力*1 の 1.5 倍を加えた状態で、筐体接合部の恒久的な変形および筐体本体の損傷がないこ

と。

*1:基準圧力については(3)試験方法を参照。

ポイント 圧力試験は(1)静的過圧試験(水圧による)と(2)動的過圧試験(引火による)のそれぞれ

で実施する。

出展 「TIIS 技術 資料 Ex2015」

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ポイント 水圧による静的過圧試験の場合は試験時間を 10 秒とする。

ポイント 動的過圧試験において供試体には点火部と圧力検知部を設ける必要がある。これらは筐

体構造および内蔵部品の配置によって位置を変える必要がある。位置の変更は圧力重積*2 による

必要以上の高い内圧が発生していないことを確認するためである。

*2:容器内のある分室で起こった爆発で予圧された別の分室内の混合ガスが二次的に爆発すること

によって圧力がより高くなる現象。【JIS60079-1:2008(IEC 60079-1:2003)より】

ポイント 試験時には内蔵部品は全て取り付けた状態で実施する。内蔵部品は等価モデル(ダミー)

にて置換することも可能である。

また、供試体を製作した上でケーブルグランドについては以下⑥⑦を満たさなければならない。

⑥圧力を加え水漏れがないこと

⑦ケーブルグランドのいずれの部品にも恒久的な変形および損傷がないこと

(3) 試験方法 寸法および表面粗さに関しては、図書および実物計測で基準への適合を確認する。

・・・ 寸法計測/構造検査

供試体内部にて実際に爆発させ、過圧試験での設定圧力を決めるための基準圧力を検証する。

・・・ 爆発圧力(基準圧力)の決定(予備試験)

供試体内部で実際に爆発させ、基準圧力の 1.5 倍の圧力に対しての構造評価を確認する。

・・・ 過圧試験

供試体および試験槽の内部を爆発性混合ガスにて充填後に供試体内部で実際に爆発させ、試験

槽に引火(火炎逸走)がないことを確認する

・・・ 引火試験

ポイント 基準圧力を測定する際の爆発性混合ガス(空気との体積分率、圧力は大気圧)は下記

の通り。

・8±0.5%のエチレンと空気の混合ガス

・31±1%の水素と空気の混合ガス

計測回数はそれぞれの混合ガスで 3 回とする。基準圧力は測定結果のうち最高圧力を採用す

る。

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グループⅡB+H2 については爆発性混合ガスがグループⅡC とは異なる。

ポイント 過圧試験を実施する際に、基準圧力の 1.5 倍とするための予圧をかける。爆発性混合

ガスは基準圧力測定時と同じものを用いる。試験回数はそれぞれの混合ガスで 3 回とする。

グループⅡC 以外は試験回数を 1 回とする。

ポイント 引火試験を実施する際の爆発性混合ガス(空気との体積分率、圧力は大気圧)は下記

の通り。

・27.5±1.5%の水素と空気の混合ガス

引火試験を実施する際は、接合面の隙間を図面にて規定されている最大隙間の 1.35 倍から 1.5倍に拡大して試験を実施する。隙間の拡大にはスペーサを挿入して寸法を調整する。フランジ接

合面については 0.1mm 以上の隙間をスペーサ挿入にて作り出す。

グループⅡB+H2 ついてはグループⅡC の水素ガスにて評価する。試験回数は 5 回とする。試験

時(爆発時)に発生する圧力を参考値として計測する。

供試体に水圧で加圧して水漏れの有無を確認することで規定圧力に対しての構造を評価する。

・・・ ケーブルグランド密封性試験

過圧試験(ケーブルグランド)で必要となるトルクの 2 倍のトルクで取付ボルトを締めつけた後に分

解し構成品の健全性を確認する。

・・・ ケーブルグランド機械的強度の試験

ポイント ケーブルグランド密封性試験は静的過圧試験(水圧による)で実施する。試験圧力は

3MPa とする。試験回数は 1 回とする。

ポイント 水圧による静的過圧試験の場合は試験時間を 10 秒とする。

ポイント 試験時にはケーブルの代わりに丸棒を使用し、丸棒の直径はケーブル直径と同等とす

る。

出展 「TIIS 技術 資料 Ex2015」

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ポイント ケーブルグランド機械的強度の試験時に必要となる取付ボルトの締め付けトルクは、ケ

ーブルグランド密封性試験で必要となるトルクの 2 倍のトルク(最低でも 10N・m 以上)とする。締

付けねじの径に応じて下表の値以上とする。

ねじの呼び径 M6 M8 M10 M12 M14 M16

トルク 10 N・m 20 N・m 40 N・m 60 N・m 100 N・m 150 N・m

ポイント 丸棒の直径、シールリングの内径・外形を参考値として計測する。

(4) 施設・設備・機器

試験槽(圧力容器)

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3.2.5. 非金属材料の健全性

(1) 性能評価の考え方 容器(およびその一部)に使用する非金属材料(プラスチック材料、エラストマー材料)は、使用期間

を通じて十分な強度と耐久性を保持していなければならない。非金属材料の例としては容器のカバー/シールリング、ケーブルグランドのシールリング/充填コンパウンドなどがある。これらの健全性につい

て熱安定性と耐光性の観点から評価する。

※現段階では容器に使用する非金属材料にプラスチック材料および光を浴びる部分はないため、今

回の基準はエラストマー材料(主としてシールリング)に関する熱安定性に限定し、プラスチック材料や

耐光性に関する評価方法は含めずに、今後必要に応じて加筆する。

指針該当箇所 「上巻」第 1 編「総則」7「非金属材料製容器及び容器の非金属部分」

適用する防爆方式 共通

ポイント 容器以外の部分に非金属材料を使用する場合は本項の健全性評価は不要であるが、静電

気防止性能の評価は必要である。

ポイント ガラスおよびセラミック材料は、熱安定性試験および耐光性試験によって悪影響を受けない

ことが知られているので本評価は不要である。

ポイント 光を浴びない部品(例えば規定溝に内装されるシールリング(オーリング)など)は、耐光性

評価は不要である。

(2) 性能評価基準 エラストマー材料は最低温度が最低使用時到達温度(※1)以下で、最高温度が最高使用時到達温

度(※2)より 20K 以上高い連続動作温度範囲をもたなければならない。

(※1)最低使用時到達温度:ロボットの場合、動作によって機体各部の温度が下がることは想定され

ないため使用周辺温度の下限(通常は-20℃だが製造者が任意に決定してよい)に等しい。

(※2)最高使用時到達温度:使用周辺温度の上限(通常は+40℃だが製造者が任意に決定してよい)

に温度上昇性能評価(温度試験)時に計測した上昇温度ΔT=(試験時の機体最高温度)-(試験時の

周辺温度) を加えた温度

(3) 試験方法 実機または実機と同じ圧縮条件(寸法,材質)を模擬したサンプルを 2 個用意する。

使用時到達温度により下表の条件に置く(高温熱安定性試験)

当該サンプルを相対湿度(50±10)%、かつ温度(20±5)℃の環境に 24(+0~+48)時間保管する。

最低使用時到達温度から 5K 以上 10K 以下の値を減じた周囲温度 24(+0~+2)に置く(低温熱安

定試験)

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実機(模擬サンプルを使用した場合は、サンプルからエラストマー材料を取り出し実機に実装する)

を所定の IP 試験に供して問題ないことを確認する。

ポイント 模擬サンプルとは例えば以下のものをいう

ポイント 実機が恒温槽に入らない場合や実機を使用できない場合の試験方法は産業安全技術協会

と相談して決定する。

ポイント 耐圧防爆や内圧防爆では密封性(防水性)に関する IP が要求されていない。よって、内圧

防爆では内圧防爆性能評価の中の漏えい試験などの検証で代替する。

ポイント 使用するエラストマーが一般的に広く使用されている材質(例えば NBR で JIS に規定され

ているものなど)の場合、熱安定性試験で大きな異常がなければ実機に組み込んでの試験を省略す

ることもある。詳細は都度、産業安全技術協会と相談して決定する。

(4) 施設・設備・機器 恒温槽(通常の周辺温度を想定した機器であれば-20℃~120℃(+多少の余裕)程度)

出展 「TIIS 技術 資料 Ex2015」

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3.2.6. ガラス部品の健全性

(1) 性能評価の考え方 容器のガラス製部分は想定する周辺温度範囲において十分な強度を有する必要があるため、特に

衝撃(通常の衝撃,熱衝撃)に対する健全性を評価する。

※通常の衝撃試験に関しては別項に詳述する。

※現段階では容器に使用する透明部品としてガラス以外の非金属材料(ポリカーボネートやアクリ

ルなどの透明プラスチック材料)の使用実例がないため、今回の基準はガラスの健全性評価に限定

し、今後必要に応じて加筆する。

指針該当箇所 「上巻」第 1 編「総則」26.5.2「熱衝撃試験」

適用する防爆方式 共通

(2) 性能評価基準 ガラスを最高使用温度以上に温め冷水をかけて熱衝撃を与えた時に、ガラスに異常がないことを確

認する。

(3) 試験方法 温度 10±5℃の水を満たした小さな注射器(またはスポイト)で直径約 1mm の噴流水として数回繰

り返して吹き付ける。噴流の距離および吹き付け圧力は関知しなくてよい。

(4) 施設・設備・機器 恒温槽(非金属材料の健全性を評価したものと同じ)および注射器(またはスポイト)

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3.2.7. 内圧防爆性能

(1) 性能評価の考え方 内圧防爆性能(内圧防爆構造には、密封式、封入式、通風式があるが、本手順書ではロボットと親

和性の高い密封式について記載し、他の方式に関しては必要に応じて随時追記する)では、容器内の

保護ガスの圧力を外部雰囲気の圧力より高く保持することによって容器内への外部雰囲気の侵入を

防止するため、内圧が保持できること、また、内圧が規定値以下となった場合に安全装置が作動する

ことを評価する。具体的には,①最大圧力試験(最大内圧の 1.5 倍又は 200Pa の高い方の圧力を掛

け恒久的な変形が無いことの確認)、②漏洩試験(内圧の変化が無いことの確認)、③充填手順の試

験(製造者の指定する手順に従って操作を行い酸素濃度が 1%未満となることの確認)、④最小内圧

試験(保護装置が正常に作動することの確認)を実施する。

指針該当箇所 「上巻」第 3 編「内圧防爆構造“p”」8「密封式内圧防爆構造に対する安全対策及び安

全装置」および 16「型式検証および試験」

適用する防爆方式 内圧防爆

ポイント 内圧防爆を構成する容器にバッテリー等のエネルギー源を内包する際に容器が破損した場

合にはエネルギー源(=点火源)が引火性ガスに暴露されるため、別の保護構造(本質安全防爆,耐

圧防爆等)の併用が必要となる。

(2) 性能評価基準 以下①~⑥の全てを満たさなければならない。

① ドア及びカバーは工具を使用した場合にみ開くことができる。

ポイント 工具とは六角レンチでもよい。ドライバやペンチは基準を満たさない。

② 容器は全ての出口を閉ざした状態で最大内圧の 1.5 倍(最低 200Pa)に耐える。

ポイント 最大内圧を 10kPa 程度以上とすると、必要な空配機器が市販されており圧力のコント

ロールが容易となる。

③ 容器は一つ以上の開口部をもたなければならない。保護ガスを充填して内圧を加えた後は全て

の開口部を閉鎖する。

ポイント 逆止弁付のカプラを利用するとホースの着脱のみで開閉をコントロールできる。

④ 保護ガスは不活性とする。不活性ガスを充填した後の酸素濃度は体積分率 1%未満とする。

ポイント 酸素濃度が体積分率 1%を超える箇所がないようにロボット内部で閉ざされた空間を無

くす。

⑤ 自動的に動作する安全装置を 2 個搭載し、内圧が最小値未満となったときに動作しバッテリー からの電源供給が完全に断たれること。

ポイント 安全装置が 2 個とは圧力検出器が 2 個であり、2 系統ではない

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ポイント 圧力低下時の措置の例を表に示す。移動ロボットでは、タイプ px、ゾーン 1 に対応

危険場所 タイプ ゾーン 1 ゾーン 2

タイプ px 直ちに自動的に通電を停止する。 直ちに警報を発し,自動的又は人為的

に一定時限で通電を停止する。

タイプ py 直ちに警報を発し,自動的に一定

時限で通電を停止する。 直ちに警報を発し,できるだけ早く自動

的又は人為的に通電を停止する。

タイプ pz 許容しない。 直ちに警報を発し,自動的又は人為的

に一定時限で通電を停止する。

⑥ 内圧の最低レベルは、通常の運転について指定する最も悪い条件において外部圧力より 50Pa以上高くする。

ポイント 内圧を確実に 50Pa 以上とするために、圧力検出器などの精度を考慮して余裕をみて

決定する。

(3) 試験方法 指定する最大内圧の 1.5 倍又は 200Pa のいずれか高い方の圧力を、2 分±10 秒の時間だけ内

圧容器に加える。

・・・ 最大圧力試験

内圧容器内の圧力を最大内圧に調整し全ての開口部を閉じた状態で、内圧の変化を確認する。

・・・ 漏洩試験

ポイント 移動ロボットの場合、稼働時間の間だけ内圧を保持できれば良い。

内圧容器に製造者の指定する手順に従って不活性ガスを満たし、酸素濃度が体積分率 1%(大気

条件に換算)を超える箇所が無いことを確認する。

・・・ 充填手順の試験

ポイント 酸素濃度の計測の際に,容器内圧が大気圧より高いことに注意する。圧力が高いと

気体の密度が高くなる。

ポイント 酸素濃度の計測は内圧容器の角部や袋小路など複数ポイントで実施する。

内圧保護システムが通常の運転条件で動作し、内圧を保持できることを確認する。

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・・・ 最小内圧の検証

ポイント 内圧を徐々に下げ、安全装置が所定の圧力で動作することを確認することが容易。

(4) 施設・設備・機器 酸素濃度計、窒素ボンベ

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3.2.8. 容器の健全性

(1) 性能評価の考え方 要求される衝撃に対して、防爆構造の破壊が無いことを確認する必要がある。 防爆構造を構成しているガラスや可動部も対象となる。

指針該当箇所 「上巻」第 1 編「総則」6「全ての電気機器に対する要求事項」

適用する防爆方式 共通

ポイント 移動ロボットの場合、手で持ち運ぶことが無いため落下試験は省略。

(2) 性能評価基準 以下の①②③全てを満たす。

① 衝撃試験によって防爆構造が破壊されない。 ② 表面的だけの損傷、塗装の剥離、及び小さな凹みは無視する。 ③ 動く部分がある場合、動く部分と固定部分とがお互いに接触する程のずれ又は変形を起こし

てはならない。

(3) 試験方法 供試体に規定の高さから半球状の焼入れ鋼製の衝撃頭状の重錘を落下させ、上記基準を満たす

ことを確認する。

・・・ 衝撃試験

(指針にある温度測定方法)

電気機器は、高さ h から垂直落下する質量 1 kg の重すい(錘)による影響の試験を行う。 電気機器の部位に応じて下表の通り高さ h を規定する。

表 衝撃試験

落下距離 h0

+0.01 m (重すい(錘)質量 10

+0.01 kg)

電気機器のグループ グループ I グループ ll 又は III

機械的損傷のリスク 高 低 高 低

a) 容器及び外部から接近可能な部分(透光性部分以外) 2 0.7 0.7 0.4

b) ガード,保護カバー,ファンフード,ケーブルグランド 2 0.7 0.7 0.4

c) ガードのない透光性部分 0.7 0.4 0.4 0.2

d) ガード付きで個々の開口面積が 625 mm2 ~2,500 mm2の透光性

部分 21.1 参照(ガードなしで試験) 0.4 0.2 0.2 0.1

注 個々の開口面積が 625 mm2 ~2,500 mm2の透光性部分のガードは,衝撃を受けるリスクを軽減すること

はできるが,衝撃を防止することはできない。

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ポイント 衝撃試験は、使用可能な状態にある電気機器の完成品に対して行う。

ポイント 試験は 2 個以上のサンプルに対して行う。ガラス製の透光性部品の場合は各サンプル

に対して 1 回だけ試験を行う。その他の全ての場合には各サンプルに対して位置を変えて 2 箇

所ずつ試験を行う。

ポイント 衝撃を加える箇所は最も弱いと考えられる箇所で、かつ、衝撃を受けると見込まれる外

面部分とする。

ポイント 衝撃の向きがその面に垂直となるように、また衝撃を受ける面が平らでないときは衝撃

の向きが衝撃点の表面における接線に垂直となるようにする。

ポイント 衝撃頭がサンプルに当たった時に 1 回以上跳ね返りを示すことがある。衝撃頭は、そ

れが静止するまでサンプル表面から取り除いてはならない。

(4) 施設・設備・機器 凡例: 1 (重すい(錘)落下高さ)調整ピン 2 プラスチック製ガイドチューブ 3 サンプル(供試品) 4 鋼製台(質量 20 kg 以上) 5 鋼製重すい(錘)(質量 1 kg) 6 焼入れ鋼製衝撃頭(直径 25 mm) h:落下高さ

図 衝撃試験装置の例

出展 「TIIS 技術資料 Ex2015」

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4. 総合性能

4.1. トンネル災害対応性能

4.1.1. 概要

(1) 背景など 2012 年 5 月に発生した八箇峠トンネル工事現場で噴出したメタンガスによる爆発事故、同じく

2012 年 12 月に発生した中央自動車道笹子トンネルでの天井板落下事故などトンネルでの事故が続

発し、インフラ老朽化に起因する更なる事故の発生も懸念される。

笹子トンネルの天井板落下事故 八箇峠トンネルのメタンガス爆発事故

トンネル事故では、火災の熱や煙、ガスや事故車両のガソリンの残存、トンネル崩落等の危険性が

ある状況であるために人がトンネル内に立ち入れず、救援等に必要なトンネル内部状況確認などの初

動対応に支障が生じることが多い。ガソリンやメタンガス等の爆発性ガスがトンネル内に充満している

危険性がある状況でも二次災害を引き起こさずに活動し、安全な遠隔地からの操作によりトンネル内

のガスや酸素の濃度情報や映像情報を取得できるロボットがあれば、現場の初動ロスを少なくし結果

として事故による被害を軽減することができる。

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現段階では、トンネル災害対応ロボットを評価する指標が無くトンネル災害にロボットが投入された

実績もない。そこで、笹子トンネル天井版落下事故(2012 年 12 月 2 日発災)の現場状況と人(消防

隊など)の活動記録を参考に、人が入構せず情報収集を可能とする陸上移動型ロボットの代表的なミ

ッションを想定しロボット性能の総合的な妥当性を確認するための性能評価手順を策定した。

(2) 評価すべき性能と試験方法との対応 ・ トンネル災害対応に関する試験の順番と評価すべき性能に関して下図に示す。

視認

通信

長距離 持続性

ミッション試験の中の試行可能な項目について、不整地や障害物の踏破に必要な運動性能、長距離走行による耐久性、稼働時間、通信について評価する。

ミッション試験の中の試行可能な項目について、走行に必要な視認、熱(人)検知など目的とする情報を取得する探査性能を評価する。

4.1.4 章

4.1.5 章

熱(人)検知

ミッション 試験

運動性能

仕様確認

各試験の試行可否の宣言

性能評価手順に沿って評価するロボットの仕様を確認する。 4.1.2 章

ロボットの性能に即して試験の試行可否を宣言する。 4.1.3 章

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・ トンネル災害対応に関する試験における探査性能、運動性能の評価項目、環境条件を下表に示

す。

評価項目 環境

暗所 暗所+煙 暗所+降水 探査性能 視認(高所) ○ -

視認(狭所) - ○ - 熱(人)検知 - ○ -

運動性能 アスファルト ○ - - 砂利 ○ - - 障害物 - - ○ 水溜り ○ - - 狭隘部 - ○ -

・ トンネル災害対応に関する試験とは別に個別に確認する評価項目を以下に示す。

耐環境性能 3.1 章 防爆性能 3.2 章

・ 福島ロボットテストフィールドを使用したトンネル災害対応ミッション型試験については附録B、トンネ

ル災害対応ミッション試験状況の記録(チェックシート)は附録Cを参照のこと。

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4.1.2. 仕様

(1) 性能評価の考え方 ロボットの探査性能、運動性能を評価する際に、ロボット仕様や搭載機器(センサ)を明らかにする。

(2) 性能評価基準 測定が必要な項目についてはm可能な限り実測のうえ記入する。

(3) 試験方法 質量、外形、適用温度、耐環境性、防爆等のロボット仕様をシートに記入する。

項目 仕様 質量 kg

外形 最大 L × W × H mm (変形する場合 最小 L × W × H mm)

適用温度 ____~____℃ 耐環境性 IP__

防爆 ×/○ [ゾーン____,防爆種別____,番号____号]

通信 有線/無線 [種類____,閉鎖空間到達距離____m] 平地最大速度 _____km/h

登坂性 _____度

バッテリー 種別 ,容量____V×____Ah [連続平地走行(おおよそ)____km]

カメラ#1 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#2 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#3 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#4 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

照明

×/○[場所・向き#1 #2 #3 #4 , 照度: 5m 前方___lx/5m 後方___lx/5m 右___lx/

5m 左___lx/5m 上方___lx

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ガス検知 ×/○ [ガス種別_________][検査___年___月___日] [検出地上高さ_____m]

熱検知 ×/○ [センサ種別_______________]

その他のセンサ

・・・ 仕様確認

(4) 施設・設備・機器 メジャー、質量計、照度計、画面記録のためのビデオカメラやソフトなど。

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4.1.3. 試行可否の宣言

(1) 性能評価の考え方 4.1.4.探査性能および 4.1.5.運動性能の評価において、トンネル内を 10m×5 の 5 つの区間に分

割し、区間毎に異なる路面状態を踏破させ異なる作業を実施できることを確認するが、ロボットの仕

様、構造、搭載しているセンサ等により試行可能な試験と不可能な試験とに分かれる。そこで,どの試

験を試行するかを事前に宣言する。

区間 距離 路面・状況 作業 往路 700m 屋外アスファルト 走行

模擬トンネル

① 10m アスファルト 視認(高所) ② 10m 砂利が堆積した路面(NIST”Grave”準拠) 走行

③ 10m 障害物(NIST”StepField”準拠) 【崩落などを通過する想定】

走行

④ 10m 水溜り(水深最大 10cm) 走行

⑤ 10m 狭隘部( m 設定) (NIST 提案予定”ジャングルジム”準拠) 【放置車両などを通過する想定】

視認(狭所) 熱(人)検知

ポイント ロボットの用途により、仕様、構造、搭載するセンサ等は異なる。試行可能な試験のみ評価

を行う。

(2) 性能評価基準 試行可否の宣言は試験を行うユーザが判断する。

(3) 試験方法 試験に際し、各々の区間、作業、環境について、移動ロボットの性能に即して試行可否を宣言する。

区間 試行 作業 試行 環境 試行 往路 ○/× 走行 - 暗所 -

模擬トンネル

アスファルト ○/× 視認(高所) ○/× 暗所 - 砂利 ○/× 走行 - 暗所 - 障害物 ○/× 走行 - 暗所+降水 ○/× 水溜り ○/× 走行 - 暗所 -

狭隘部 ○/× 視認(狭所) 熱(人)検知

○/× ○/×

暗所+煙 ○/×

・・・ 試行可否の宣言

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(4) 施設・設備・機器 -

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4.1.4. 探査性能

(1) 性能評価の考え方 トンネル災害発生時は、トンネル内の照明は落ち暗闇であると想定される。また、災害に巻き込まれ

た車両等が火災を発生しトンネル内に煙が充満していることも考えられる。暗所および暗所+煙の環

境において目的とする情報を取得するための視認性、熱(人)検知について評価する。

ポイント 災害時にトンネル内の状況が不明確な中でファーストレスポンダとして投入するか、トンネル

内に例えば引火性ガスの噴出等が無いことが分かったうえで投入するか、で要求される性能は異な

る.本章では引火性ガスの噴出が無いことを条件とし、引火性ガスの検知については 2.6.5. ガス計

測性能を参照する。

(2) 性能評価基準 下記①②を満たすこと。

① 暗所にて走行可能な目視性を有すること。 ② 暗所+煙の環境下において、目的とする情報のうち、人の情報を取得する探査性を有する

こと。

ポイント 探査性能において評価すべきポイントを以下に挙げる。

視認性能(高所)として 5m 高のターゲット、視認性能(狭所)として車内を想定した障害

物越し距離 1m(0.5m 高)ターゲットを、どれ位の分解能(mm)で視認可能か? 熱検知性能として車内の人(障害物越し距離 1m(0.5m 高)理化学ホットプレート(温度

約 40℃))が検知可能か? 温度は正確か?

ポイント 熱(人)検知について、災害時のトンネルにおける探査対象として、災害規模、災害状況、引

火性ガスの有無、酸欠、人、放置車両、トンネル内壁の亀裂、漏水の状況等々考えられるが、本評価

においては“人(要救助者)の探査”を最重要課題とする。

(3) 試験方法 本章で示す視認性と熱検知の試験は、4.1.5. 走破性能の試験の中で実施する。

視認性能は高所および狭所の 2 種類について確認する。 USAF1951 チャートを視認性能(高所)として高さ 5m の位置に、視認性能(狭所)として車内を想

定した障害物越しに距離 1m(高さ 0.5m)の位置に配置し、暗所、暗所+煙の条件にて搭載するカ

メラの目視性能(分解能 mm)を確認する。

・・・ 視認試験

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USAF1951 チャート

熱検知性能として車内の人の代替として理化学ホットプレートを障害物越しに距離 1m(高さ 0.5m)

の位置に配置し、暗所、暗所+煙の条件下にて熱源の検知可否および温度の正確さを確認する。

・・・ 熱(人)検知試験

ポイント 本評価では熱(温度)を検知対象としているが、これを評価対象外とする場合の人の

探査は、カメラ、音、熱画像等により探査可能であり手段に拘らない。

理化学ホットプレート

(4) 施設・設備・機器 USAF1951 チャート、照度計、視程計、降水量計、画面記録のためのビデオカメラやソフトなど、ス

モークマシン、降雨装置、理化学ホットプレート(またはカイロ)

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4.1.5. 運動性能

(1) 性能評価の考え方 仮に 2012 年に発生した中央自動車道笹子トンネルでの天井板落下事故にロボットが投入された

場合、目的とする情報を取得するためには落下した天井板や乗り捨てられた車など様々な障害物を乗

り越え、加えて長距離を走行する必要がある。そのため、不整地や障害物の踏破性、長距離走行によ

る耐久性、稼働時間、通信について評価する。

ポイント 延長 750m 程度以上のトンネルでは原則として 750m 間隔に避難連絡坑を設置するようト

ンネル設計指針に定められているため、本評価では、避難連絡坑から避難連絡坑までの一区間を走

行することを想定する。

ポイント トンネル内において無線は通信距離が極端に短くなるため、長距離走行する場合には有線

通信が有効である。ただし、無線通信が不可能ということではなく、中継機器の設置や直線のトンネル

の場合での指向性の強いアンテナを用いることは考えられる。

(2) 性能評価基準 不整地や障害物を踏破しながらトンネル内を往復走行するため、以下の①②③全てを満たす。

① 不整地や障害物を乗り越える踏破性を有すること。 ② 通信が常時可能であること。通信が途絶時には通信の復旧が可能であること。 ③ 耐久性、電源の持続性を有すること。

ポイント トンネル内を 10m×5 の 5 つの区間に分割し、区間毎に異なる路面状態を踏破し異なる作

業を実施できることを確認する。

区間 距離 路面・状況 作業 往路 700m 屋外アスファルト 走行

模擬トンネル

① 10m アスファルト 視認(高所) ② 10m 砂利が堆積した路面(NIST”Grave”準拠) 走行

③ 10m 障害物(NIST”StepField”準拠) 【崩落などを通過する想定】

走行

④ 10m 水溜り(水深最大 10cm) 走行

⑤ 10m 狭隘部( m 設定) (NIST 提案予定”ジャングルジム”準拠) 【放置車両などを通過する想定】

視認(狭所) 熱(人)検知

ポイント トンネル内走行時での走行可否・作業可否以外に評価すべきポイントを以下に挙げる。

遠隔操作に必要な視覚情報が得られているか? 砂利走行でスリップが検知できるか? 水深走行で水深程度が検知できるか? 障害物走行で自身の傾き具合が検知できるか?

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狭隘部走行で通過可能かどうか検知できるか?

(3) 試験方法 ロボットテストフィールドに模擬トンネルを含む片道 750m(往路 700m+模擬トンネル 50m)のコー

スを設定し、運動性能、探査性能、長距離持続性を確認する。

・・・ ミッション試験

準備/動作確認に掛かる時間、人数、楊重などの要/不要について確認した後に、試行可能な項

目について屋外の往路(700m)およびロボットテストフィールドの模擬トンネルに設けられた 10m毎の路面状態の異なる 5 つの区間を走行し、各回の開始時刻/完了時刻、平均時速、消費電力

および各々の路面・状況における開始/完了時刻、視覚、走行性について確認する。

項目 区間 開始 時刻

完了 時刻

環境 走行性検証

準備/動作確認 - 暗所( lx) 人手(人),楊重(要/不要) 往路 - 暗所( lx) 平均時速(km/h),電力消費(%)

模擬トンネル

① 暗所( lx) ② 暗所( lx) スリップが検知できるか(×/○)

③ 暗所( lx)+ 降水( ㍑/分・m2)

傾き度合が検知できるか(×/○)

④ 暗所( lx) 水深程度が検知できるか(×/○)

⑤ 暗所+ 煙(視程 m)

狭隘部が通過可能か検知できるか(×/○)

・・・ 運動性能

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区間①⑤の走行途中において、視認(高所)、視認(狭所)、ガス検知、熱検知の作業を実施し

各々探査性能を確認する。

項目 区間 環境 視認 熱検知

模擬トンネル

① 暗所 【高所】 5m 高所( mm)

⑤ 暗所+煙 【狭所】 距離 1m( mm)

検知可否(○/×) 計測値( ℃) 真値( ℃)

・・・ 探査性能

ポイント 長距離を走行することでロボットの耐久性についても合せて確認する。

試験実施に当たり、下記項目について別途記録すること。

実運用とは異なる条件で実施した項目(例:無線環境、温度など)を記録すること。 個別試験結果があるものは添付すること(例:無線試験、ガス検知個別試験、ノイズ試験、

防爆型式検定書、センサのトレーサビリティ証明書など) 操縦者の種別としては、開発者、製造者、ユーザなどを記録し、同種ロボットの大凡の操縦

経験時間を付記する。 探査性の確認として静止画を記録すること。映像記録として、ロボットを外部から撮影する(必

須)のみでなく操作画面を連続記録することが望ましい。

(4) 施設・設備・機器 模擬トンネル、USAF1951 チャート、照度計、視程計、降水量計、ストップウォッチ、ビデオカメラ、画

面記録のためのビデオカメラやソフトなど、スモークマシン、降雨装置、理化学ホットプレート(または

カイロ)

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4.1.6. 耐環境性能 3.1 章参照

4.1.7. 防爆性能 3.2 章参照

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4.2. プラント災害対応性能

4.2.1. 概要

(1) 背景など 石油化学プラントでガス発生警報が発せられると、作業員はいったん避難した上で系統を止め火災

が発生していないことを確認した後に、ガス検出器を携帯しながら風上側から接近して状況を確認して

いる。この時の現場状況と人の活動状況を参考に、人が立ち入らずに情報収集を可能とする陸上移

動型ロボットの代表的なミッションを想定し、ロボット性能の総合的な妥当性を確認するための性能評

価基準を策定する。

石油化学プラントの火災事故

石油化学プラント事故では、火災の熱や煙、石油や石油精製の過程で発生する水素ガス等の残

存、配管崩落等の危険性がある状況で、人が発災現場に近寄れず災害状況確認などの初動対応に

支障が生じることが多い。これら石油や水素ガス等の爆発性ガスが噴出している危険性がある状況下

でも二次災害を引き起こさずに活動し、安全な遠隔地からの操作により発災現場のガスや酸素の濃度

情報、映像情報を取得できるロボットがあれば、現場の初動ロスを少なくし結果として事故による被害

を軽減することができる。

しかし,現段階ではプラント災害対応ロボ

ットを評価する指標が無く、プラント災害に

ロボットが投入された実績もない。そこで、

過去のプラント災害を参考に、人が入構せ

ず情報収集を可能とする陸上移動型ロボッ

トの代表的なミッションを想定し、ロボット性

能の総合的な妥当性を確認するための手

順を策定した。

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(2) 評価すべき性能と試験方法との対応 ・ プラント災害対応に関する試験の順番と評価すべき性能に関して下図に示す。

視認

ガス検知

通信

長距離 持続性

ミッション試験の中の試行可能な項目について、不整地や障害物の踏破に必要な運動性能、長距離走行による耐久性、稼働時間、通信について評価する。

ミッション試験の中の試行可能な項目について、走行に必要な視認、ガス検知、熱(人)検知、熱(高温)検知など目的とする情報を取得する探査性能を評価する。

4.2.4 章

4.2.5 章

熱検知

ミッション 試験

運動性能

仕様確認

各試験の試行可否の宣言

性能評価手順に沿って評価するロボットの仕様を確認する。 4.2.2 章

ロボットの性能に即して試験の試行可否を宣言する。 4.2.3 章

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・ プラント災害対応に関する試験における探査性能、運動性能の評価項目、環境条件を下表に示す。

評価項目 環境 暗所

探査性能 視認(狭所/高所) ○ ガス検知 ○ 熱(人)検知 ○ 熱(高温)検知 ○

運動性能 アスファルト ○ 砂利 ○ 防油堤(15×15cm)乗越え ○ 階段上り ○ グレーチング(コーナー部) ○ 階段下り ○ 倒壊・狭隘( m 設定) ○

・ プラント災害対応に関する試験とは別に個別に確認する評価項目を以下に示す。

耐環境性能 3.1 章 防爆性能 3.2 章

・ 福島ロボットテストフィールドを使用したプラント災害対応ミッション型試験については附録D、プラン

ト災害対応ミッション試験状況の記録(チェックシート)は附録Eを参照のこと。

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4.2.2. 仕様

(1) 性能評価の考え方 ロボットの探査性能と運動性能を評価するに際し、ロボット仕様、搭載機器(センサ)を明らかにす

る。

(2) 性能評価基準 測定が必要な項目については可能な限り実測のうえ記入する。

(3) 試験方法 質量、外形、適用温度、耐環境性、防爆等のロボット仕様をシートに記入する。

項目 仕様 質量 kg

外形 最大 L × W × H mm (変形する場合 最小 L × W × H mm)

適用温度 ____~____℃ 耐環境性 IP__

防爆 ×/○ [ゾーン____,防爆種別____,番号____号]

通信 有線/無線 [種類____,閉鎖空間到達距離____m] 平地最大速度 _____km/h

登坂性 _____度

バッテリー 種別 ,容量____V×____Ah [連続平地走行(おおよそ)____km]

カメラ#1 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#2 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#3 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

カメラ#4 静止画/動画,場所・向き , 解像度 H____×V____,画角 H____°×V____, 最低照度____lx]

照明

×/○[場所・向き#1 #2 #3 #4 , 照度: 5m 前方___lx/5m 後方___lx/5m 右___lx/

5m 左___lx/5m 上方___lx

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ガス検知 ×/○ [ガス種別_________][検査___年___月___日] [検出地上高さ_____m]

熱検知 ×/○ [センサ種別_______________]

その他のセンサ

・・・ 仕様確認

(4) 施設・設備・機器 メジャー,質量計,照度計,画面記録のためのビデオカメラやソフトなど

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4.2.3. 試行可否の宣言

(1) 性能評価の考え方 4.2.4.探査性能と 4.2.5.運動性能の評価において模擬プラント内の異なる路面状態を踏破し、異な

る作業を実施できることを確認するが、ロボットの仕様、構造、搭載しているセンサ等により試行可能

な試験と不可能な試験とに分かれる。そこで、どの試験を試行するかを事前に宣言する。

区間 路面・状況 作業 往路(100m) 屋外アスファルト 走行

模擬プラント

砂利 走行 防油堤(15×15cm)乗越え 走行 階段上り 走行 グレーチング(コーナー部) 走行 階段下り 走行

倒壊・狭隘( m 設定) (NIST”ジャングルジム(仮名)”)

走行 ガス検知 視認(高所/狭所) 熱(人)検知 熱(高温)検知

ポイント ロボットの用途により、仕様、構造、搭載するセンサ等は異なる。試行可能な試験のみ評価

を行う。

(2) 性能評価基準 試行可否の宣言は試験を行うユーザが判断する。

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(3) 試験方法 試験に際し、各々の区間、作業、環境について、移動ロボットの性能に即して試行可否を宣言する。

区間 試行 作業 試行 環境 試行 往路(100m) アスファルト ○/× 走行 - 暗所 ○/×

模擬プラント

砂利 ○/× 走行 - 暗所 ○/×

防油堤(15×

15cm)乗越え ○/× 走行 -

階段上り ○/× 走行 - グレーチング (コーナー部)

○/× 走行 -

階段下り ○/× 走行 - 倒壊・狭隘 ( m 設定)

○/× 走行 視認(高所) ガス検知 視認(狭所) 熱(人)検知

- ○/× ○/× ○/× ○/×

・・・ 試行可否の宣言

(4) 施設・設備・機器 -

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4.2.4. 探査性能

(1) 性能評価の考え方 プラント災害発生時はプラントの照明は落ち夜間であれば暗闇となることも考えられる。暗所におい

て目的とする情報を取得するために、視認性、ガス検知、熱(人)検知、熱(高温)検知について評価す

る。

ポイント 災害時にプラントの状況が不明確な中でファーストレスポンダとして投入するか、発災現場に

例えば引火性ガスの噴出等が無いことが分かったうえで投入するか、で要求される性能は異なる。

(2) 性能評価基準 状況に応じて①~③を満たすこと。なお、状況(1)(2)は試験を行うユーザが判断する。

状況 条件 (1) 発災現場の状況が不明確 ①②③ (2) 発災現場の大気組成が正常(引火性ガスの噴出がない) ①③

① 暗所にて走行可能な目視性を有すること。

② ガス(引火性ガス(CH4 or HC),O2,CO)検知が可能であること。引火性ガス:10%LEL(市販

されるポータブルガス検知器の設定値)、O2:18.0vol%(人に酸欠の症状が現れる濃度)、CO:

25ppm(市販されるポータブルガス検知器の設定値)で警報を発すること。

③ 暗所にて目的とする情報のうち人の情報を取得する探査性を有すること。

ポイント 探査性能において評価すべきポイントを以下に挙げる。

視認性能(高所)として 3m 高のターゲット、視認性能(狭所)として倒壊狭隘内の距離

1m(0.5m 高)のターゲットをどれ位の分解能(mm)で視認可能か? ガス検知性能としてガス(約 30%O2 ガス雰囲気で代替)が検知可能か? 濃度は正

確か? 熱検知性能として、人(距離 1m(0.5m 高)理化学ホットプレート(温度 40℃))が検知

可能か? 温度は正確か? 異常高温(理化学ホットプレート 約 100℃)が検知可能か? 温度は正確か? その他熱検知センサ(例:輻射熱,環境温度など)

ポイント 下記理由により、ガス検知の対象として引火性ガス(CH4 or HC)、O2、CO を基準とする。

引火性ガス : プラント災害発生時に水素等の引火性ガス噴出の可能性があるため

O2 : 人が入る前に酸欠の有無の確認のため

CO : 放置車両のエンジンがかかったままの可能性があるため

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ポイント 熱(人)検知について、災害時のトンネルにおける探査対象として、災害規模、災害状況、引

火性ガスの有無、酸欠、人、放置車両、トンネル内壁の亀裂、漏水の状況等々考えられるが、本評価

においては“人(要救助者)の探査”を最重要課題とする。

(3) 試験方法 本章で示す視認性、ガス検知、熱検知の試験は、4.2.5.走破性能の試験の中で実施する。

視認性能は高所および狭所の 2 種類について確認する。 USAF1951 チャートを視認性能(高所)として高さ 3m の位置に、視認性能(狭所)として倒壊狭隘

内の距離 1m(高さ 0.5m)の位置に配置し、暗所にて搭載するカメラの目視性能(分解能 mm)を確

認する。

・・・ 視認試験

USAF1951 チャート

ガス検知性能としてガス(約 30%O2 ガスで代替)を噴出し、暗所、暗所+煙の条件下にてガスの検

知可否および濃度の正確さを確認する。

・・・ ガス検知試験

ポイント 本評価では濃度の正確さも評価項目として挙げているが、これを評価対象外とする場

合のガス噴出の検知は、ガス検知器、音、熱画像等により探査可能であり手段に拘らない。

熱検知性能として人の代替として約 40℃、また、異常高温として約 100℃の理化学ホットプレートを

障害物越しに距離 1m(高さ 0.5m)の位置に配置し、暗所にて熱源の検知可否および温度の正確

さを確認する。

・・・ 熱(人)/熱(高温)検知試験

ポイント 本評価では熱(温度)を検知対象としているが、これを評価対象外とする場合に人の

探査は、カメラ、音、熱画像等により探査可能であり手段に拘らない。

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理化学ホットプレート

(4) 施設・設備・機器 USAF1951 チャート、照度計、酸素濃度計、酸素ガス、画面記録のためのビデオカメラやソフトな

ど、酸素ガス、理化学ホットプレート(またはカイロ)

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4.2.5. 運動性能

(1) 性能評価の考え方 プラント災害現場にロボットが投入された場合に目的とする情報を取得するためには、落下した配

管や防油堤、乗り捨てられた車など様々な障害物を乗り越え、加えて長距離を走行する必要がある。

そのため、不整地や障害物の踏破性、長距離走行による耐久性、稼働時間、通信について評価する。

(2) 性能評価基準 不整地や障害物を踏破しながら発災現場まで往復走行するため、以下の①②③全てを満たす。

① 不整地や障害物を乗り越える踏破性を有すること。

② 通信が常時可能であること。通信が途絶時には通信の復旧が可能であること。

③ 耐久性、電源の持続性を有すること。

ポイント 模擬プラントを 6 つの区間に分け,区間毎に異なる路面状態を踏破し,異なる作業を実施で

きることを確認する。

区間 路面・状況 作業 環境 往路 アスファルト 走行 暗所

模擬プラント

① 砂利 走行

暗所

② 防油堤(15×15cm)乗越え 走行 ③ 階段上り(2 階分) 走行 ④ グレーチング(コーナー部) 走行 ⑤ 階段下り(踊り場) 走行

⑥ 倒壊・狭隘( m 設定) (NIST”ジャングルジム(仮名)”

走行 ガス検知 視認(高所/狭所) 熱(人)検知 熱(高温)検知

ポイント プラント走行時,走行可否・作業可否以外に評価すべきポイントを以下に挙げる。

遠隔操作に必要な視覚情報が得られているか? 砂利走行でスリップが検知できるか? 防油堤や階段走行で自身の傾き具合が検知できるか? 狭隘部走行で通過可能かどうか検知できるか?

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(3) 試験方法 ロボットテストフィールドに模擬プラントを含むコースを設定し、運動性能、探査性能、長距離持続性

を確認する。

・・・ ミッション試験

準備/動作確認に掛かる時間、人数、楊重などの要/不要について確認した後に試行可能な項目

について、ロボットテストフィールドの模擬プラントに設けられた路面状態の異なる 6 つの区間およ

び屋外の往路を暗闇の状態で走行し、各回の開始時刻/完了時刻、平均時速、消費電力および

各々の路面・状況における開始/完了時刻、視覚、走行性について確認する。

項目 区間 開始 時刻

完了 時刻

環境 走行性検証

準備/動作確認 - 暗所( lx) 人手(人),楊重(要/不要) 往路 - 暗所( lx) 平均時速(km/h),電力消費(%)

模擬プラント

暗所( lx)

スリップが検知できるか(×/○) ② 傾き度合が検知できるか(×/○) ③ 傾き度合が検知できるか(×/○) ④ その場旋回が可能か(×/○) ⑤ 傾き度合が検知できるか(×/○) ⑥ 通過可能か検知できるか(×/○)

・・・ 運動性能

区間⑥の走行途中において、視認(高所)、視認(狭所)、ガス検知、熱(人)検知、熱(高温)検知

の作業を実施し各々探査性能を確認する。

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項目 環境 視認 ガス検知 熱検知

模擬プラント 区間⑥

暗所

【狭所】 距離 1m( mm)

検知可否(○/×) 計測値( %) 真値( %)

人検知可否(○/×) 計測値( ℃) 真値( ℃)

【高所】 3m 高所( mm)

- 高温検知可否(○/×) 計測値( ℃) 真値( ℃)

・・・ 探査性能

ポイント 長距離を走行することでロボットの耐久性についても合せて確認する。

試験実施に当たり、下記項目について別途記録すること。

実運用とは異なる条件で実施した項目(例:無線環境,温度など)を記録すること。 個別試験結果があるものは添付すること(例:無線試験、ノイズ試験、防爆型式検定書、セ

ンサのトレーサビリティ証明書など) 探査性の確認として静止画を記録すること。映像記録として、ロボットを外部から撮影する

(必須)のみでなく操作画面を連続記録することが望ましい。

(4) 施設・設備・機器 模擬プラント、USAF1951 チャート、照度計、酸素濃度計、酸素ガス、ストップウォッチ、ビデオカメ

ラ、画面記録のためのビデオカメラやソフトなど、理化学ホットプレート(またはカイロ)

4.2.6. 耐環境性能 3.1 章参照

4.2.7. 防爆性能 3.2 章参照

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5. 環境因子付加時の性能(新規検討)

5.1.異なる照明条件下での性能

ロボットのみでなく操縦者への照明条件を変化させ性能を測定する。考慮すべき照明条件として、暗

所、強い光(直射日光)、広いダイナミックレンジ(例:逆光)がある。

5.2.異なる視程(煙)での性能 煙によりロボットの視程を限定し性能を計測する。標準的な煙発生装置で用いられる煙は人体に影響

の少ない成分で構成され、実際の災害現場の煙と成分が異なりレーザー光等の透過率が異なる場合が

あることに注意が必要である。

5.3.異なる表面状態での性能 水、油、砂、泥を対象物の表面に付着させ性能を測定する。特に運動性能に対して適用する。

5.4.異なる温度・湿度状態での性能 温度と湿度を変化させ性能を測定する。特にセンサに対して適用する。

5.5.固有環境下での性能 2.9.4 までで取り扱われていない個々の災害現場が有する特別な環境下での性能を計測する。トンネ

ルではスプリンクラー作動時(大量の降水)を対象とする。

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6. 災害点検用陸上移動ロボットオペレーション時の懸念事項への対応

6. 1 一般 災害対応時に陸上移動ロボットの使用を計画している災害対応のエキスパートである消防(ユーザ)

は、本手順書に基づいてロボット開発者が実施した性能評価試験の結果を確認すると同時に、ロボットを

使用する場合でも作業が安全に実施できる見通しを持つことが大切である。

ユーザはロボット開発者が実施した安全確保対策を確認するとともに、ロボットを点検作業に使用する

上で抱くさらなる懸念事項を識別し、これに対するロボット開発者の対応を確認する必要がある。ロボット

開発者の対応では懸念事項に対する解決が十分ではないとユーザが判断する場合には、ロボット開発

者とユーザ双方が懸念に対する対応を実施し解決への見通しを持つ必要がある。「オペレーション懸念

事項対応整理表」に記載した懸念事項は、JIS B 9700(ISO 12100)「機械類の安全性-設計のための

一般原則-」に基づいてリスクアセスメントを実施する場合のユーザの観点から識別するリスクに相当す

る。

以下にロボットを使用する上でユーザが抱く懸念事項の識別と整理、ロボット使用にあたっての懸念事

項の解決、並びにロボット開発者及びユーザ双方の対応について述べる。

6.2 オペレーション懸念事項の整理 ユーザが実施する点検作業に即して、運搬、準備、ロボット操作、保守、保管、廃棄の各フェーズの中

で「労働災害」「第三者への被害」「ロボットの備わる安全関連系の損傷」等の事象の発生が懸念される事

項を整理して、附録 F に「オペレーション懸念事項対応整理表」を添付している。しかしながら、これが懸

念事項の全てであると考えてはならない。ユーザはロボットの使用に関して抱く懸念事項を「オペレーショ

ン懸念事項対応整理表」に追加することができる。

6.3 懸念事項の解決 ユーザが追加した懸念事項を含め附録 F に示した「オペレーション懸念事項対応整理表」に識別した

懸念事項は、ユーザとロボット開発者との間で共有し、その重要性の軽重に関わらず全てに対して解決

策を導き出すことが必要である。ただし、識別した全ての懸念事項に対しては、ロボット開発者だけが解

決しなければならないと考えるべきではない。懸念事項を解決するための対策は、ロボット開発者とユー

ザが協議の上でユーザが対応することもあり、またロボット開発者とユーザ双方で解決を図ることもある。

6.4 オペレーション懸念事項の対応

6.4.1 ロボット開発者での対応 ユーザの観点から識別した懸念事項に対してはロボット開発者が対応することが基本である。しかし、

ロボット開発者が必ず対応しなければならない要求事項と考える必要はない。

ロボット開発者は、ロボットの開発段階において想定される懸念事項を含めてロボットの使用時に発生

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する可能性があるリスクを識別し、必要な低減策を作り込んでいる。この結果を基に、附録 F に従って

「オペレーション懸念事項対応整理表」を作成しユーザに提示する。また、ユーザがさらなる懸念事項を

追加した場合には、同様に附録 F に示したプロセスに則って懸念事項に対する対応を明確にする。

6.4.2 ロボット開発者及びユーザ双方での対応 ロボット開発者は懸念事項の解決に向けた対応策をしているものの、ユーザが自らの使用環境条件を

考慮した際にさらなる懸念事項が存在すると判断する場合、あるいはロボット開発者が対応していない懸

念事項が存在する場合には、ユーザはロボット開発者とコミュニケーションを取り残存している懸念事項

に対して附録 F に示したプロセスに則ってロボット開発者とユーザが双方で解決を図る。

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第5章 関連規格

1. 国内規格

耐環境性能

JIS C 0920 :2003 (IEC 60529 :2001) 「電気機械器具の外郭による保護等級(IP

コード)」

防爆性能

TIIS技術資料 「Ex2015上巻/下巻 (対応国際規格 IEC60079シリーズ」

公益社団法人産業安全技術協会

トンネル内スプリンクラーに関する基準

都街発第 14 号/道企発第 14号(昭和 56年 4月 21日)最近改正 都街発第 60号/道企

発第 94 号(平成 11年 9月 30日)「道路トンネル非常用施設設置基準について」

都市局長 道路局長

2. 国際規格 出版済のASTM規格

1.Terminology(用語)

E2521-07:a Standard Terminology for Urban Search and Rescue Robotic

Operations(都市型災害探索救助ロボット運用における標準用語)

E2771-11:Standard Terminology for Homeland Security Applications(国家安全保

障への運用のための基本用語)

2.Mobility Terrain Test Methods(モビリティ 地形試験法)

E2826-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Terrains: Continuous Pitch/Roll Ramps

(災害対応ロボットの性能評価のための標準評価試験 モビリティ:閉鎖空間におけるピッチ/

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ロール連続傾斜面)

E2827-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Terrains: Crossing Pitch/Roll Ramps(災

害対応ロボットの性能評価のための標準試験方法 モビリティ:閉鎖空間におけるピッチロー

ル斜面横断)

E2828-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Terrains: Symmetric Stepfields(災害対応

ロボットの性能評価のための標準評価試験 モビリティ:閉鎖空間における対称ステップフィ

ールド)

E2829-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Maneuvering Tasks: Sustained Speed(災害対応ロボットの

性能評価のための標準評価試験 モビリティ:操作タスク:持続可能な速さ)

E2830-11:Standard Test Method for Evaluating the Mobility Capabilities of

Emergency Response Robots Using Towing Tasks: Grasped Sleds(災害対応ロボットの

モビリティ性能評価のための標準試験法 牽引タスク:掴まれたソリ)

3.Mobility Obstacles Test Methods(モビリティ 障害物試験法)

E2801-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Obstacles: Gaps (災害対応ロボットの性能

評価のための標準評価試験 モビリティ:閉鎖空間の障害物:ギャップ)

E2802-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Obstacles: Hurdles (災害対応ロボットの性

能評価のための標準評価試験 モビリティ:閉鎖空間におけるハードル)

E2803-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Obstacles: Inclined Planes (災害対応ロ

ボットの性能評価のための標準評価試験 モビリティ:閉鎖空間における障害物:傾斜面)

E2804-11:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Mobility: Confined Area Obstacles: Stairs/Landings (災害対応ロ

ボットの性能評価のための標準試験方法 モビリティ:閉鎖空間における障害物:階段/踊り

場)

4.Energy/Power Test Methods(エネルギー/出力試験法)

(該当なし)

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5.Radio Communication Test Methods(無線通信試験法)

E2854-12:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Radio Communication: Line-of-Sight Range (災害対応ロボットの性能

評価のための標準評価試験 無線通信:見通し範囲)

E2855-12:Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Radio Communication: Non-Line-of-Sight Range (災害対応ロボットの

性能評価のための標準評価試験 無線通信:非見通し範囲)

6.Manipulation Test Methods (マニピュレーション試験法)

(該当なし)

7.Human-System Interaction Test Methods (ヒューマンシステムインタラクション試験

法)

E2853-12 Standard Test Method for Evaluating Emergency Response Robot

Capabilities: Human-System Interaction (HSI): Search Tasks: Random Mazes with

Complex Terrain(災害対応ロボットの性能評価のための標準試験法 ヒューマンシステムイ

ンタラクション(HSI):ナビゲーションタスク 複雑地形のランダム迷路)

8.Sensor Test Methods (センサ試験法)

E2566-08 Standard Test Method for Determining Visual Acuity and Field of View

of On-Board Video Systems for Teleoperation of Robots for Urban Search and

Rescue Applications (遠隔操作型都市探査救助ロボットに搭載されたビデオシステムの

視力と視野角の決定のための標準試験法)

9.Safety and Environment (安全と環境)

(該当なし)

10.Logistics (物流)

E2592-07 Standard Practice for Evaluating Cache Packaged Weight and Volume of

Robots for Urban Search and Rescue (都市型災害探査救助ロボットの保管用梱包時の

重さと体積の評価に関する標準演習)

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ASTM では他の事故・災害対応に関する規格と合わせて以下の CD-ROM の形で上記 STM 規格を提

供している。

表題: ASTM Standards for Accident and Disaster Control

価格: $189

媒体:CD-ROM

ISBN: 978-0-8031-8399-5

URL: http://www.astmnewsroom.org/default.aspx?pageid=2971

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あとがき

ロボットの総合性能を評価するための方法として,福島ロボットテストフィールドで実施することを念頭

にミッション型試験方案を考案し,福島ロボットテストフィールド以外の場所において環境を模擬して試験

方案も合わせて策定した。実績ある複数のロボットで実走してみることにより、現実的かつ有効な方案と

なっているものとの、試験のセッティング等の付帯作業が大変であることも判明した。今後、福島ロボット

テストフィールドを有効利活用していくにあたって,試験状況を記録する機材の常時据え付け・貸出など

設備面だけでなく,試験機材のセッティングや片付け、記録の編集を依頼できるチームの育成など人材

面での充実に期待したい。

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附録

付録A 本書使い方ガイド

0. はじめに『性能評価手順制定の Before & After』仕様が具体的に! →ユーザは他ロボットとの定量的な比較が可能

メーカは性能表記をあれこれ悩まずにすむ

外形寸法 L710×W420×H540mm本体質量 60kg走行速度 1.2km/h昇降角度 45°

環境情報取得 PTZカメラ、ガス検知器連続稼働時間 リチウムイオン電池 1.5時間耐環境性 IP47相当防爆性 Ex px d ⅡB+H2 T4 Gb通信 有線1000m/無線100m

外形寸法 L710×W420×H540mm本体質量 60kg走行速度 1.2km/h

踏破性昇降角度 45°(ななめ△°) ASTM ○○○

Stepfields 〇m/s ASTM E2828ジャングルジム △m/s ASTM 〇〇〇

環境情報取得画像計測性能 PTZカメラ 〇×△ ASTM E2566

ガス検知器連続稼働時間 リチウムイオン電池 1.0時間 ASTM 〇〇〇耐環境性 IP47相当 JIS C 0920防爆性 Ex px d ⅡB+H2 T4 Gb TIIS Ex2015

通信有線1000m(ファイバ長) JSRT ○○○

(試験場所:福島RTF)無線130m ASTM E2854/E2855

操縦性 良好 ASTM E2829/E2830

その他

トンネル災害対応性能

往復クリア(試験回数○回)平均所要:○時間○分バッテリー消費○○%

【詳細】ジャングルジム(○ルクス×視程10m)

パイプ1本倒れ○m/s○mm幅ライン視認

熱検知機能なし10cm水浸(○ルクス)

走行可・水浸深さ認知Stepfields(○ルクス×降水6㍑/分・m2)

○m/sその他特記事項

無線途絶なし(方式LTE)記録:http://○○○○.co.jp/○○.mp4

試験方法:トンネル災害対応ミッション型試験

(JSRT ○○○)(試験場所:福島RTF)

・・・

Before After

(例)三菱重工製防爆ロボット

JSRTは”Japan Standards for Robot Testing(性能評価基準書2018)”の略

1. 陸上型災害対応ロボットSTM使い方ガイド:背景STM試験の必要性

・カタログデータ:災害対応は多様であり,単純なカタログデータ(例:最大登坂角度、最高速度)だけでは、実用性の判断が困難。・ミッション型試験:実災害に近い環境を準備し、実際の災害を想定したシナリオに基づき行うミッション型試験は実用性の判断に有効であり、災害対応ロボットの評価・訓練でしばしば用いられている。しかし、ミッション型試験は実施環境の構築を含め試験の手間がかかり、ロボットの多様な性能を効率的に理解するには課題がある。また、実環境に近いため、失敗できないという思いをロボット操縦者が感じる場合があり、失敗を通じてロボットの限界性能を把握する事に心理的抵抗が生じる可能性がある。

・STM試験:STM試験ではSTMで示される基本性能がわかりやすく表現される。STMは標準化活動を通じて整備されているため、使用設備は簡易に構築可能なものが多く、多くのロボット・ロボット技術の評価を手軽のできる。

・開発マネジメント手法であるシステムズエンジニアリング(SE)は、航空宇宙等の統計的品質管理の困難な分野での開発マネジメント手法として知られている。SEでは検証(verification、規定条件での個別性能の確認)と妥当性確認(validation、実環境を想定した総合性能確認)をVモデルとして行うことで、信頼性を系統的に高めている。STMは検証に、妥当性確認はミッション型試験に有用と考えられる。

STM試験の利用法と利点

・ロボット開発者:STMを用いることでロボット開発者は次の利点を得る:現場ニーズの理解、トレードオフの決断、イノベーションの喚起、改善の評価、ブレークスルーへの集中、新技術の信頼性向上。

・調達:多様な災害対応ロボットの調達要件の決定は複雑なものとなり、時として技術面で実用性、信頼性、コスト等で競合する恐れがある。STMによるロボットの性能評価は、信頼性の高い具体的で再現可能なものであり、STMで示される実現可能な性能の組み合わせを調達の指針として用いることで、合理的な調達が進むと考えられる。

・訓練:STMによるロボットの性能評価は、エキスパートオペレータにより実施される。STM評価の結果は、訓練の良い目安となる。

・プログラムマネージャー(PM):STMによる性能評価は、プログラムの目標を明確にする。STMによる評価はまた、プログラムの進捗(イノベーションの推進、アウトカムの実現性)を外部評価が可能な形で示すことにもつながる。

本ガイドは、下記の文献の関連する内容を、本基準書の主旨に沿って改変・補記したものである。A.Jacoff, "Guide for Evaluating, Purchasing, and Training with Response Robots Using DHS-NIST-ASTM

International Standard Test Methods," NIST

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1. 陸上型災害対応ロボットSTM使い方ガイド:代表的評価項目ここでは次のロボット利用を想定する

・ロボットの形式:陸上型災害対応ロボット(マニピュレーター無し)・ロボットの動作環境:車用トンネル内・ロボットに求められるタスク:次の情報を収集する

要救助者の有無、車両の状況(位置、損傷状況)、トンネルの状況(2次崩落、消火設備、照明設備、動線)、環境(可燃性ガス、照明、煙(視程))

このロボット利用に対して、STMで評価されるべき代表的項目は以下と考えられる・運動性能:閉鎖空間路面:クロスピッチ・ロール斜面 (ASTM E2827)・運動性能:閉鎖空間路面:対称ステップフィールド (ASTM E2828)・運動性能:閉鎖空間路面:砂利、砂、泥(ASTM規格提案中)、グレーチング(新規提案)・運動性能:閉鎖空間路面:階段・踊り場 (ASTM E2804)、斜め登坂(新規提案)・運動性能:閉鎖空間路面:傾斜面(ASTM E2803)・運動性能:閉鎖空間路面:ジャングルジム(新規提案)・人間-システムインタラクション性能:操縦性能:スラローム(ASTM規格投票中)・人間-システムインタラクション性能:探査性能:パン-チルト-ズーム性能(ASTM規格投票中)・人間-システムインタラクション性能:探査性能:下部の探査(ASTM規格検証中)・人間-システムインタラクション性能:通信に関する性能:有線通信時の有線が作業に与える性能(新規検討)・センサ性能:探査性能:音計測性能:会話認識(双方向)(ASTM規格検証中)・センサ性能:探査性能:熱計測性能(新規提案)・センサ性能:探査性能:ガス計測性能(新規提案)・安全・耐久性能:耐久性:平地(新規提案)

以上のSTMを環境要因(明るさ、煙、水)を変化させ実施する。

1. 陸上型災害対応ロボットSTM使い方ガイド:参考米国JIEDDOプロジェクトでの超軽量偵察ロボット調達(3200万ドル)で用いられたSTM

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1. 陸上型災害対応ロボットSTM使い方ガイド:参考STMによる訓練例(超軽量偵察ロボット、不審物対応ロボット、車爆弾対応ロボット)

防爆性能評価は,公益社団法人産業安全技術協会(以下「TIIS」と略称し「ティース」と呼称する)が発行する技術資料「Ex2015(上巻・下巻)」(以下「指針」と略称し外観を下図に示す)に基づいて実施され,公的に認知されるためには,TIISの型式検定試験に合格し防爆機器として認定される必要がある。しかしこの指針は固定電気機器に関して定められており,移動ロボットへの適用方法が不明である.本性能評価基準では,この指針の行間を読み,指針設定の根拠に戻って解釈しなおすことにより,移動ロボットに適用できる形に再構築した.

防爆性能評価基準を取りまとめる過程で,防爆の専門家がロボットに対して,逆にロボットの専門家が防爆全般に対して以下の心配をしていることが課題として判明したので解説を加える。

防爆指針に精通しているユーザでも,ロボットのことは専門外でなにかと心配。特にロボット特有の事項で,今の防爆指針でカバーできていないことがありそう・・?

課題 対策 実施内容 さらに・・・防爆性能に関しては,通常の固定電気機器をターゲットとしている防爆指針だけでは,移動ロボットの防爆性能を評価するためには不十分(・・・のような気がする)

ロボット特有事項に関する考察を追加する

・バッテリー充放電に関わる温度上昇への対応

・静電気への対応・メカニカルス

パークへの対応

2. 防爆性能評価手順の使い方ガイドユーザが防爆移動ロボットを導入する場合,何に注意したらいいかをもっと分かり易くする

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Q バッテリーへの充放電をくりかえす使い方をした場合,温度は制限されているのか?

A 想定される充放電サイクルで,温度上昇率が2K/hを下回るまで継続して温度計測し,その時の温度が防爆上の制限(ガスに応じた表面温度制限,高分子材料に適用する熱安定性試験温度,ガラスに適用する熱衝撃試験温度など)を超えないことを確認すればよい。

現地へ輸送 準備(充電など) 搬送 自走移動 探査 自走移動(後退) 撤収シナリオ該当部:

Q アースがとれないロボットで,静電気の蓄積によるガスへの引火の心配はないのか?

A 静電気による引火防止の施策は,「非金属材料容器および容器の非金属部分」における使用制限(表面抵抗,面積)として防爆指針に組み込まれている。移動ロボットの場合,この制限を容器以外の全部品に展開すればよい。

非接触充電のコイル対向面などどうしても制限を超える非金属材料を使用しなければいけない場合,非金属材料表面(ロボット外表面)を皮革(厚さ数mmの牛皮など)で隙間なく覆うなどの施策で認許される場合があるので,あきらめず認証機関と相談するとよい。

現地へ輸送 準備(充電など) 搬送 自走移動 探査 自走移動(後退) 撤収シナリオ該当部:

2. 防爆性能評価手順の使い方ガイド

Q ロボットが環境金属に衝突して発生する火花(メカニカルスパーク)によるガスへの引火の心配はないのか?

A 移動ロボットは,軽量化のためにアルミ材を用いることが多く,ロボットと周辺環境の金属との接触に起因するテルミット反応火花・高温によるガスへの引火が心配される。また,ロボット本体でも金属同士の接触(例えば露出したギヤのかみ合いなど)も想定される。これらいわゆる“メカニカルスパーク”の防止に関しては防爆指針には記載ないが,関連するIEC規格に金属同士の接触が発火源となりうるかをアスメントする方法が示されているので,次葉にギヤのかみ合いをアセスメントした例を示す。

本アセスメントで引火源とならないと判断できない場合,ロボットの金属表面を接触引火の原因にならない非金属材料で覆う方法が考えられる。ただし,前ページで述べたように,ロボット表面は静電気帯電防止のため,非金属材料への制限があるので注意されたい。

現地へ輸送 準備(充電など) 搬送 自走移動 探査 自走移動(後退) 撤収シナリオ該当部:

2. 防爆性能評価手順の使い方ガイド

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✓ ロボット外部に露出しているギヤかみ合わせ部が発火源となるかどうかをアセスメントした例

2. 防爆性能評価手順の使い方ガイド

3. ミッション型試験要領の使い方ガイド

ミッション型試験要領は,トンネル災害およびプラント災害時のファーストレスポンダとして人に代わって情報収集をする遠隔操作型・地上移動型ロボットを試験対象とし,基本的には福島ロボットテストフィールド(RTF)を使って試験をすることを想定して制定した。

ロボットにはさまざまな機能(得意不得意など)があってしかるべきであり,すべてのロボットが本試験をすべてクリアするとは限らない。ユーザがロボットの特徴を生かした使い方をできるよう,すべての試験項目および環境因子(明るさ,煙の有無,降水)毎に試行するかしないかを試験実施者が事前に宣言・記録した上で試験を実施することとした。また,以下の試験条件については,試験実施者が事前にパラメータを宣言・記録した上で試験を実施することとした。

・通過可能な狭隘部の幅・通過可能な水浸深さ・ターゲットを視認可能な視程長さ

☑制定した試験要領に従って実施するチェックシートを添付したので参考にしていただきたい。

☑想定しうる限り多くの機能を検証できるよう考慮したが,ロボット技術は日進月歩であり,記載のない機能に関しては,試験方法を追加して検証結果を記録するとともに,新たな評価基準として順次追加していくことが望ましい。

☑福島RTF以外で試験を実施することを想定し,試験条件や環境因子はなるべく再現が容易となるよう心がけた(例えばNIST制定STMを組み込むなど)。福島RTF以外で試験をする場合には,ユーザがロボット同士を比較評価しやすいよう,できるだけ詳細な試験条件を画像を含んだ記録として付記すること。福島RTF以外の場所で実施したミッション型試験の要領を添付するので参考にしていただきたい。

☑情報収集以外の目的のロボットを対象とする場合は,試験方法を適宜見直すこと。

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☑試験の不確かさをカバ―するため複数回のトライが望ましい。

☑通信性能に関して,福島RTFで最大限”あぶりだせる”ように工夫したが,より実環境に近い試験(例えば国総研の実大トンネル実験施設など)での試験を併用することが望ましい。

☑照明の性能は,周辺環境による反射や散乱によって大きく変化するので,現場に近い環境(例えば福島RTFの模擬トンネルなど)で再現性のよい試験を実施すること。

☑解像度チャートは多くの種類が用意されているので,”見えない”でなく”○○まで見える”を確認すること

☑長いグレーチングの走破性・耐久性を評価できるとなおよい。

☑階段は建築基準法いっぱいのもの(約45度)と一般的なプラント階段(約35度)など複数種類用意し,限界値を評価できるとなおよい。

☑ 階段昇降時の蹴上がりの有無で性能差が評価できるとなおよい。

3.ミッション型試験要領の使い方ガイドトンネル災害を想定したミッション型試験の考え方

実災害現場の想定搬入→準備

→スタート

最大750m

50m

笹子トンネル天井版落下事故(2012年12月2日発災)の現場状況と人(消防隊など)の活動記録を参考に,人が入坑せず情報収集を可能とする陸上移動型ロボットの性能を評価する手法と場を提案する。

坑口まはた非常口 坑口まはた非常口

運動性能

福島RTFを使ったミッション型試験

10 10 10 10 10m

アスファルト 狭隘"ジャングルジム"

障害物"Stepfields"

砂利"Gravel"NIST策定中

水浸~10cm

搬入→準備→スタート

700m

アスファルト

環境因子:全域視認性

(USAF1951チャート)

熱検知(理化学ホットプレート)

模擬トンネル(50m)

簡易的に仕切れるようにする

長距離持続性

有線通信

無線通信防水・防塵

防爆

ロジスティック性

ミッション型試験以外で個別に確認する性能

ガス検知

車炎上を想定し視程10m~

スプリンクラーを想定し6㍑/

分・m2

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3.ミッション型試験要領の使い方ガイドプラント災害を想定したミッション型試験の考え方

実災害現場の想定

福島RTFを使ったミッション型試験

グレーチング

アスファルト100m

搬入→準備→スタート

砂利2m幅

防油堰(15×15cm)

階段上り

階段下り

探査性能視認

熱(人)・熱(異常高温)検知

倒壊・狭隘”ジャングルジム”

運動性能・長距離持続性有線通信

無線通信防水・防塵

防爆

ミッション型試験以外で個別に確認する性能

ガス検知器感度

環境因子:

石油化学プラントでガス発生警報が発せられると,作業員はいったん避難した上で系統を止め,火災が発生していないことを確認した後,ガス検出器を持ちながら風上側から接近して状況を確認している。この時の現場状況と人の活動状況を参考に,人が立ち入らずに情報収集を可能とする陸上移動型ロボットの性能を評価する手法と場を提案する。

視認性(USAF1951チャート)

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付録B トンネル災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例)

トンネル災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例)

700m

スタート

R50m ←時速40kmで設計された道路の最小曲線半径(道路構造令第15条)

トンネル災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールド以外を使用した例)

実施手順(合計750m) (暗所)P0 搬入 準備/動作確認

G1 往復 砂利200mアスファルト500m

T1 ―(50m)

水浸→障害物(Stepfields)(降水)→狭隘(ジャングルジム)(煙)

③障害物"Stepfields"

⑤砂利"Gravel"NIST策定中

搬入→準備→スタート

暗所

降水

②狭隘部”ジャングルジム”

①アスファルト

煙★狭隘部(ジャングルジム)内では視認(狭所),熱検知(低温/高温※)性能試験を実施する。ただし,ロボットに検知能力を有しない場合はその旨記録し試験は実施しない。

※狭隘部試験は,トンネルとプラントとを兼ねて,トンネルで実施(高温熱検知はプラント特有なので注意)

操作席として狭隘部近傍にワンボックスハイブリッド車

(AC100V付)を用意する。無線ロボットの電波が届かない場合はその旨記録し,車でロボットを追いかける(ただし目視外

範囲)。

④水浸~10cm

福島RTF以外での実施例(三菱重工神戸造船所)

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付録C トンネル災害対応ミッション型試験チェックシート(例)

トンネル災害対応ミッション型試験チェックシート(例)トンネル災害対応ミッション試験状況の記録 確認者氏名 (所属 ) 試験場所 福島 RTF 模擬トンネルおよび周辺 試験日時 西暦 年 月 日 試験 回目(予定試験回数 回)

ロボット名称 (製造者 )(型式 )(製造 No. ) 操縦者氏名 (所属 )(種別 経験 時間) 天候 気温( ℃)

ロボット仕様

確認

質量____kg 最大外形____×____×____mm(変形する場合:最小外形____×____×____mm) 適用温度___~___℃ 耐環境性 IP__ 防爆(×/○[ゾーン__,防爆種別________________,番号______________号])

通信(有線/無線[種類________________,閉鎖空間到達距離______m])←今回は____を使用 平地最大速度_____km/h 登坂性____度 バッテリー(種別 ,容量_____V×______Ah[連続平地走行(おおよそ)____km])

カメラ(#1[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#2[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#3[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#4[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

照明(×/○[場所・向き#1 #2 #3 #4 ,照度:5m 前方___lx/5m 後方____lx/5m 右____lx/5m 左____lx/5m 上方____lx])

ガス検知(×/○[ガス種別________ ___][検査___年___月___日][検出地上高さ m]) 熱検知(×/○[センサ種別_______________]) その他のセンサ( )

模擬トンネル

(10m×5 ステー

ジ)

注記: 水浸は最大 10cm 視程は最小 10m

路面・状況 試行 作業 試行 環境 試行 走行可否・作業可否以外に評価すべきポイント

①アスファルト ○/× 視認(高所) ○/× 暗所 ・遠隔操作に必要な視覚情報が得られているか?(◎十分/○ほぼ操作可/△一部不十分/×操作不可)※判断理由を気づき記入

・砂利走行でスリップが検知できるか?(×不可 ○可[検知手段: ])

・水浸走行で水浸程度が検知できるか? (×不可 ○可[検知手段: ])

・障害物走行で自身の傾き具合が検知できるか?(×不可 ○可[検知手段: ])

・狭隘部走行で通過可能かどうか検知できるか?(×不可 ○可[検知手段: ])

・視認性能(高所)として,トンネル天井を想定した 5m 高のターゲット,視認性能(狭所)として,車内を想定した障害物ごし距離 1m

(0.5m 高)ターゲットをどれ位の分解能(mm)で視認可能か? ターゲットは 18%中性灰色カードとする。

・熱検知性能として,車内の人(障害物ごし距離 1m(0.5m 高)温調プレート(温度約 40℃))が検知可能か? 温度は正確か?

②砂利(将来は NIST“Grave”準拠) ○/× 走行 暗所

③障害物(NIST“Stepfields”準拠)

(崩落などを通過する想定)

○/× 走行 ○/×

暗所+降水

(6 ㍑/分・m2)

○/×

④通過可能な水浸(______cm 設定) ○/× 走行 ○/× 暗所

⑤狭隘部(______m 設定)

(NIST 提案予定“ジャングルジム”)

(放置車両などを通過する想定)

○/×

視認(狭所)

熱(人)検知

○/×

○/×

暗所+煙

(視程 m 設定)

○/×

往路(700m) 屋外アスファルト ○/× 走行 暗所

試験時間と

環境

開始時刻 完了時刻 環境 走行性検証結果 探査性検証結果

P0 準備/動作確認 暗所(______lx) 人手( 人),揚重など(不要/要[種類 ]) 視認 熱検知

G1 往路(アスファルト) 暗所(______lx) 視覚( ),平均時速( km/h),電力消費( %) ― ―

T1 トンネル

暗所(______lx)

視覚( ) ①高所 暗所

5m 高所( mm)

⑤狭所 暗所

距離 1m( mm)

⑤暗所

人(×/○[ ℃])

(真値[ ℃])

(うち視認)

② 視覚( ),スリップが検知できるか(×/○)

③ 視覚( ),傾き度合が検知できるか(×/○)

④ 視覚( ),水浸程度が検知できるか(×/○)

視覚( ),通過可能か検知できるか(×/○)

(うち視認)

(うち熱検知)

備考・気付き

・準備するもの 照度計・視程計・降水量計・ストップウオッチ・ビデオカメラ・画面記録のためのビデオカメラやアプリなど,煙発生装置,降雨装置,理化学用ホットプレートなど

・今回の試験にあたって,実運用とは異なる条件で実施した項目 (例:無線環境,温度など)を記録すること

・個別試験結果があるものは添付すること(例:無線試験,ガス検知個別試験,ノイズ試験,防爆型式検定書,センサのトレーサビリティ証明書など)

・操縦者の種別としては,開発者,製造者,ユーザなどを記録し,同種ロボットのおおよその操縦経験時間を付記する。

・探査性の確認として静止画を記録すること。 映像記録として,ロボットを外部から撮影する(必須)だけでなく,操作画面を同時に連続記録することが望ましい

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付録D プラント災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例)

搬入→準備→スタート

倒壊・狭隘”ジャングルジム”

暗所

熱高 温

防油堰(15×15cm)

アスファルト100m

砂利2m幅

グレーチング

1F

中2F

プラント災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールドを使用した例)

プラント災害対応ミッション型試験(福島ロボットテストフィールド以外を使用した例)

屋外から

段差

模擬プラント屋内

グレーチング

全域

階段(上下・踊り場)100m

アスファルト砂利"Gravel"NIST策定中

屋外へ

防油堤

中二階:EL 約10m

★階段などでは適宜ロープなどで滑落防止装置をする

※狭隘部試験は,トンネルと兼ねて実施するので,プラントでは狭隘部の直前までの移動で終了とする。

操作席をスタート地点近傍の屋内に用意する。無線ロボットの電波が届かない場合はその旨記録し,PCを持ち出してロボットを追いかける(ただし目視範囲

外にとどめること)。

搬入→準備→スタート

狭隘部”ジャングルジム”

高 温 熱 ※この段差は建築基準上限であるので十分注意する(また

はトライしない)こと

福島RTF以外での実施例(三菱重工神戸造船所)

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付録E プラント災害対応ミッション型試験チェックシート(例)

プラント災害対応ミッション型試験チェックシート(例)プラント災害対応ミッション試験状況の記録 確認者氏名 (所属 ) 試験場所 福島 RTF 模擬トンネルおよび周辺 試験日時 西暦 年 月 日 試験 回目(予定試験回数 回)

ロボット名称 (製造者 )(型式 )(製造 No. ) 操縦者氏名 (所属 )(種別 経験 時間) 天候 気温( ℃)

ロボット仕様

確認

質量____kg 最大外形____×____×____mm(最少外形____×____×____mm) 適用温度___~___℃ 耐環境性 IP__ 防爆(×/○[ゾーン__,防爆種別________________,番号______________号])

通信(有線/無線[種類________________]) ← 今回試験では____を使用 平地最大速度_____km/h 登坂性____度 バッテリー(種別 ,容量_____V×______Ah[連続平地走行(おおよそ)____km])

カメラ(#1[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#2[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#3[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

カメラ(#4[静止画/動画,場所・向き ,解像度 H____×V____,画角 H____°×V____,最低照度____lx])

照明(×/○[場所・向き#1 #2 #3 #4 ,照度:5m 前方___lx/5m 後方____lx/5m 右____lx/5m 左____lx/5m 上方____lx])

ガス検知(×/○[ガス種別________ ___][検査___年___月___日][検出地上高さ_ __m]) 熱検知(×/○[センサ種別_______________]) その他のセンサ( )

往路(100m)

路面・状況 試行 作業 試行 環境 試行 走行可否・作業可否以外に評価すべきポイント

屋外アスファルト ○/× 走行 暗所 ○/× ・遠隔操作に必要な視覚情報が得られているか?(◎十分 ○ほぼ操作可 △一部不十分 ×操作不可)※判断理由を気づきに記入

・砂利走行でスリップが検知できるか?(×不可 ○可[検知手段: ])

・防油堤や階段走行で自身の傾き具合が検知できるか?(×不可 ○可[検知手段: ])

・狭隘部走行で通過可能かどうか検知できるか?(×不可 ○可[検知手段 ])

・視認性能(高所)として 3m 高のターゲット,視認性能(狭所)として倒壊狭隘内の距離 1m(0.5m 高)のターゲットをどれ位の分解能

(mm)で視認可能か? ターゲットは 18%中性灰色カードとする。

・熱検知性能として,人(距離 1m(0.5m 高)温調プレート(温度 40℃))が検知可能か? 温度は正確か?

異常高温(約 100℃ヒータ)が検知可能か? 温度は正確か?

その他熱検知センサ(例:輻射熱,環境温度など )

模擬プラント

砂利 ○/× 走行

暗所

○/×

防油堤(15×15cm)乗り越え ○/× 走行

階段上り ○/× 走行

グレーチング(コーナー部) ○/× 走行

階段下り ○/× 走行

倒壊・狭隘( m 設定)

(NIST”ジャングルジム(仮名)”)

○/× 走行

ガス検知

視認(狭所/高所)

熱(人)検知

熱(高温)検知

○/×

○/×

○/×

○/×

試験時間と

環境

開始時刻 完了時刻 環境 走行性検証結果 探査性検証結果

P0 準備/動作確認 暗所(______lx) 人手( 人),揚重など(不要/要[種類 ]) 視認 熱検知

G1 往路 暗所(______lx) 視覚( ),平均時速( km/h),電力消費( %) ― ―

P1 砂利

暗所(______lx)

視覚( ),スリップが検知できるか(×/○) P6 暗所

3m 高所( mm)

狭所 1m( mm)

P6 暗所

人(×/○[ ℃])

(真値[ ℃])

高温(×/○[ ℃])

(真値[ ℃])

P2 防油堤乗り越え 視覚( ),傾き度合が検知できるか(×/○)

P3 階段上り(2 階分) 視覚( ),傾き度合が検知できるか(×/○)

P4 グレーチング 視覚( ),その場旋回が可能か(×/○)

P5 階段下り(踊り場) 視覚( ),傾き度合が検知できるか(×/○)

P6

倒壊・狭隘 視覚( ),通過可能か検知できるか(×/○)

(うち視認)

(うち熱検知)

備考・気付き

・準備するもの 照度計・視程計・降水量計・酸素濃度計・体温計・ストップウオッチ・ビデオカメラ・画面記録のためのビデオカメラやアプリなど,煙発生装置,降雨装置,酸素ガス,ヒータ(またはカイロ)など

・今回の試験にあたって,実運用とは異なる条件で実施した項目 (例:無線環境,温度など)を記録すること

・個別試験結果があるものは添付すること(例:無線試験,ノイズ試験,防爆型式検定書,センサのトレーサビリティ証明書など)

・操縦者の種別としては,(開発者,製造者,ユーザなどを記録し,同種ロボットのおおよその操縦経験時間を付記する。

・探査性の確認として静止画を記録すること。 映像記録として,ロボットを外部から撮影する(必須)だけでなく,操作画面を連続記録することが望ましい

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付録F オペレーション懸念事項対応整理表(トンネル災害の例)

(参考)

オペレーション懸念事項対応整理表

F.1 一般

この附録は、本書箇条 6 に対応して、ユーザが災害後のトンネル点検作業に陸上移動ロボットの導入

を計画する際に抱く懸念事項に対する解決策を見出すツールとしての「オペレーション懸念事項対応整

理表」を提供したものである。ユーザが抱く懸念事項は、「オペレーション懸念事項対応整理表」(表 F.1)

を使用してロボット開発者と共有し、ロボット開発者及びユーザがコミュニケーションを取りながら双方で

解決策を見出すためのツールとして使用することを期待している。

「オペレーション懸念事項対応整理表」は、陸上移動ロボットを用いた点検作業に即して、運搬、準備、

操作、保守、保管、廃棄の各フェーズの中で「労働災害」「第三者への被害」、「ロボットの備わる安全関連

系の損傷」等、主に危害の度合及び発生頻度を考慮したリスクに関する典型的な懸念事項を記載したも

のであり、これが懸念事項のすべてであると考えてはならない。

オペレーション懸念事項の対応整理プロセスを図 F.1 に示した。F.2~F.5 項は、図 F.1 のボックスに

関連付けられる。

F.2 ロボット開発者による対応

このフェーズは図 F.1 のボックス 1 に該当する。

ロボット開発者は、表 F.1 にあらかじめ整理したオペレーション上の懸念事項に対して、既に設計で対

応している内容を記載し、これをユーザに提示する。本書の性能評価試験が懸念事項への対応の検証

になっている場合には、設計での対応事項とともに、本書の項番を記載するとよい。

懸念事項に対してはロボット開発者が対応をしていない場合、「ロボット開発者の対応」の欄に「対策を

とっていない」と記載してもよい。また、ロボット開発者が対応をしている場合でも、ロボットのライフサイク

ルを通じて安全にロボットを運用するためにユーザによる対応を必要とする場合には、ユーザに委ねたい

活動を「ユーザへの申し送り事項」に記載し、ユーザに正しく伝えることが大切である。

F.3 懸念事項の追加

このフェーズは図 F.1 のボックス 2 に該当する。

ユーザは、表 F.1 に記載された懸念事項以外に追加する懸念事項がある場合には、表 F.1 に懸念事

項を追加することができる。ユーザがさらなる懸念事項を追加した場合には、これをロボット開発者に提

示する。

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F.4 ロボット開発者による追加懸念事項への対応

このフェーズは図 F.1 のボックス 3 に該当する。

ユーザが懸念事項を追記し、ロボット開発者に提出した場合には、ロボット開発者は F.2 項を繰り返

す。

F.5 ロボット開発者及びユーザ双方の対応

このフェーズは図 F.1 のボックス 4 に該当する。

ユーザは、ロボット開発者とのコミュニケーションを取りながら、懸念事項に対するロボット開発者の対

応とロボット開発者からのユーザに申し送られる事項に対するユーザの対応を計画し、その妥当性をロ

ボット開発者及びユーザ双方で確認する。

その結果、ユーザは使用目的に合致したロボットを選定することが可能となる。

ロボット開発者の対応 ユーザの対応

図 F.1 オペレーション懸念事項の対応整理プロセス

リスクアセスメント

シート

懸念事項に対する設計対応策/ユーザへの申送り事項公開

ロボット選定

懸念事項に対する解決策をロボット開発者/ユーザ双方で検討

性能評価基準書

設計対策/申し送り事項確認

1オペレーション懸念事項対応整理表

設計対応/申し送り事項記載

3オペレーション懸念事項対応整理表

設計対応/申し送り事項記載

2ロボット導入上の

懸念事項追加

4 オペレーション懸念事項ロボット開発者/ユーザ双方で

解決策記載

ロボット開発者/ユーザ双方の対応

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基準書バージョン: 開発メーカ: 製品名: 型番: 記載日:

ー ID 想定されるオペレーション上の懸念事項 ロボット開発者の対応 ユーザの対応

労働災害の防止に関わる懸念事項

1 ロボットに接触した際に、指を切るような鋭利な端部がないよう設計し、バリがないように製作されているか?また身体を突き刺すような突起物を作らないように設計されているか?

【記載の意図】ロボットを取り扱う際に、鋭利な端部、あるいはロボット表面に存在しているバリ等により、指を切る可能性はないこと、突起物がある場合には、ロボットに押された際に圧力を加えられる恐れがないこと、また、ロボットのライフサイクル中も安全を維持するために、ユーザに求められることがあるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 ロボット筐体と回転部の間に、腕や指が隙間に入ったまま回転することはないか?

【記載の意図】ロボットを取り扱う際に、回転部と知らずに把持する等によって指や腕が挟まれて切傷を負う

ような恐れがないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

3 ロボットのユーザが感電することはないか?

【記載の意図】ロボットのバッテリの交換、あるいは充電作業中に、接触してしまう金属活電部の存在により感電の恐れがないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

4 ロボットを持ち上げたり、移動させたりする際に、一人当たりの負担重量

が厚労省が定める腰痛予防指針*を超えることはないか?

*:満18歳以上の男性の場合取り扱う物の重量は、体重のおおむね40%以下、満18歳以上の女性の場合は男性が取り扱うことのできる重量の60%位

【記載の意図】ロボットを人手で運搬する場合、腰痛の恐れがないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

各フェーズ共通

付録F-2 トンネル災害点検ロボット オペレーション懸念事項対応整理表

以下、必要に応じて追記可能

フェーズ ID 想定されるオペレーション上の懸念事項 ロボット開発者の対応 ユーザの対応

1 輸送車でロボットを輸送する際に、ロボットが荷台上を移動することがないよう、ロボットを固定するための固定ポイントがロボットに設けられているか?

【記載の意図】輸送車の荷台に乗せてロボットを輸送する場合でも、ロボットが荷台上を移動、あるいは荷台に衝突することがないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 輸送車にロボットを乗せて移動する際に、輸送中の振動によって、ロボットの健全性等が損なわれることはないか?

【記載の意図】振動があっても、安全関連系等の機能が損なわれる恐れがないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

3 専用ケースを用いる等、輸送方法に特別な指定があるか?

【記載の意図】安全関連系等を保護するために専用ケースを使用する等、ロボット側から要求される輸送方法の指定があるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

労働災害の防止に関わる懸念事項

1 ロボットを輸送車から降ろす際に、ロボットを落下させないために、ロボット側から注意すべき指示があるか?

【記載の意図】ロボットを輸送車からクレーンを使って降ろす場合、ロボットが有する重心位置や専用ケースの吊り下げ位置等、ロボット側から特別に指示する事項があるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 現場で装備品等を取り付けるタイプのロボットの場合、組立後に所定の機能が発揮できることを確認する手段が明確になっているか?

【記載の意図】現場で組立が必要なタイプのロボットの場合、現場で組立てたロボットが所定の安全関連系等の健全性が損なわれていないことをチェックシート等で確認する手段が明確にされているか確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項

運搬

ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項準備

以下、必要に応じて追記可能

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3 現場で実使用前に、ロボットの健全性を確認するための点検項目及び点検方法が明確になっているか?

【記載の意図】使用前に所定の機能(安全機能)が発揮できることを確認するための点検項目がチェックシート等に準備されているか、またそれらの点検方法が明確になっているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

4 ロボットを安全に操縦するために、操縦者に対する教育・訓練項目が指示書(マニュアル)等で明確になっているか?

【記載の意図】ロボットの操作に関し、安全関連系の操作、あるいは緊急対応時の操作等の訓練項目が明確になっているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

1 ロボットが接近していることを、周囲の作業者及び要救護者に気付かせる手段があるか?

【記載の意図】災害現場では、混乱が起こっていることが予想され、大きな音が発生している環境であることが予想でき、そのような現場で、作業者及び要救護者にロボットの存在を気づかせる手段があるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 爆発性雰囲気の存在が懸念されるトンネル内でロボットを使用する際に、ロボットが着火源となって爆発を発生させることを防ぐ対策がとられているか?

【記載の意図】トンネル災害現場では、爆発性ガスの存在が想定されるため、ロボットが着火源とならない手段を有しているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

3 爆発性雰囲気の存在が懸念されるトンネル内をロボットが移動している際に、ロボットがトンネル壁等に接触してメカニカル・スパークを発生させることによる爆発を防止するための対策がとられているか? 

【記載の意図】ロボットが防爆性を有している場合でも、ロボットがトンネルの壁面、がれき等に接触することでメカニカルなスパークを発生することは考えられるため、ロボットが爆発性ガスの着火源となることがあるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

4 ロボットが有する防爆性能、安全性能を損傷するような衝突を避ける手段を有しているか? 

【記載の意図】災害現場を移動するロボットが、自らが有する防爆性能や安全機能を破損させるような勢いで衝突することのないように、どのような手段を有しているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

5 防爆性能を有するロボットを防爆耐久時間内に回収できない場合、爆発性雰囲気の着火源とならない手段を有しているか?

【記載の意図】防爆機能耐久時間内にロボットが回収できないと、防爆性能が劣化し、爆発性雰囲気の着火源となりうるため、着火源とならない手段を有しているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

6 ロボットは要救護者の存在に気付くために何らかの手段を有しているか?

【記載の意図】災害現場でロボットが要救護者の存在に気付く手段を有するロボットであるか、そうでないかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

7 要救護者を発見した場合、要救護者とコミュニケーションをとる手段を有しているか?

【記載の意図】災害現場の要救護者とロボットがコミュニケーションをとる手段があるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

8 ロボットが担保できる限界値(仕様値)に対して、現在の状況を知る手段を有しているか?

【記載の意図】ロボットが確実に担保できる限界値(仕様値)に対して、現在どのレベルで運用しているかが使用者側にわからないと、限界値(水深、濃煙、熱、転倒耐久角度等)を超えた運用を行ってしまう恐れがある。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

操作中

操作中

労働災害に関わる懸念事項/二次災害に関わる懸念事項

労働災害に関わる懸念事項

労働災害に関わる懸念事項/二次災害に関わる懸念事項/ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項

準備

労働災害に関わる懸念事項/二次災害に関わる懸念事項

以下は直接安全に関わる事項ではない(危害の発生にはならない)が、ユーザからロボット開発者に確認したい懸念事項の例である

以下、必要に応じて追記可能

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操作中

1 運用終了後に、安全を維持するために実施すべき事項がリスト化され、チェック可能となっているか?

【記載の意図】次回の出動に備えて、清掃等、運用後に必要となる工数を要する処置が必要となるかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 保守時に曝露される危険部位がある場合、危険部位の近傍に注意喚起(銘版等)がなされているか?

【記載の意図】保守時にのみ曝露される危険部位があるか、ある場合には危険部位の近傍に識別表示がなされているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

3 ロボットの使用部品の中に寿命品目がある場合、各品目の耐用年数、交換頻度と交換方法は指示書(マニュアル)等に記載されているか?

【記載の意図】安全性能を維持するため、貯蔵寿命管理品目あるいは作動寿命品目が識別され、保守時に

交換することが規定されているか、交換方法が指示書等に記載されているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

4 実際にロボットを稼働させて点検する場合、必要となる環境、制約が指示書(マニュアル)等に記載されているか?

【記載の意図】保守時あるいは保全終了後に稼働させ機能を確認する場合、必要となる環境、稼働範囲の制約などが決められているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

1 ロボットを常時運搬車に積み込むタイプのロボットでは、ロボットを装備場所への締結する部位の締結部品が緩まない対策がとられているか?

【記載の意図】ロボットの締結部品が緩んでいる場合、輸送車で運搬中に落下する恐れがあるため、確実に締結されることの担保方法が指示されているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

2 長期保管による管理方法は明確になっているか?

【記載の意図】災害対応ロボットは使用頻度が少ないと想定されるため、長期保管の管理方法が明確になっているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

第三者への危害に関する事項

1 廃棄の方法が、指示書(マニュアル)等で明確になっているか?

【記載の意図】Liイオンバッテリ等、そのままの廃棄が認められない品目がある場合には、存在が識別されているのとともに、その廃棄方法が指示書(マニュアル)等で明確になっているかを確認したい。

【ロボット開発者の対応】

【ユーザへの申し送り事項】

廃棄

保管

保守

保守

ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項

ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項

労働災害に関わる懸念事項/ロボットの安全関連系の健全性に関わる懸念事項

以下、必要に応じて追記可能

以下、必要に応じて追記可能

以下、必要に応じて追記可能

以下、必要に応じて追記可能

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付録G “ジャングルジム”詳細

新しい基本性能評価基準(STM)の提案”ジャングルジム”

各ロボットに共通となる踏破性などの基本性能 Basic performance such as mobility・プラント災害対応を想定した場合,日本家屋での災害を想定して考案された三次元狭部障害”ジャングルジム”などの手法が適用できそうWhen assuming plant disaster, basic performance test methods such as "jungle gym" which have been devised as a 3D confined space obstacle for the disaster in Japanese house might be applicable.

引用木村哲也,大金一二:”標準性能試験法を用いた災害対応ロボット開発”,第57回自動制御連合講演会予稿集(2B01-2)T.Kimura and K.Oogane: "Disaster Response Robot Development vis Standard Performance Test Method" in Proc. of SSRR2011

ロボカップレスキューロボットリーグ世界大会2017で用いられた三次元狭部障害(左図)を基に、規格化を検討中。以下が課題。-棒状障害物の数、設置間隔、設置角度-棒状障害部への過剰な力の検出とその再現性**現状は摩擦結合により、過剰な力で障害物の結合部が外れる構造で再現性が不明。磁力結合等で再現性の高い結合法を検討中。

2017年11月20-24日長岡技大・2018年2月1-2日三菱重工にて複数ロボット実走による評価実験を実施。

ロボットカップで提案した”ジャングルジム”をさらに改良。プラントでの倒壊配管,トンネルでの浮遊がれきを想定し,触ると”倒壊”する狭隘部を誰でも作れるよう模擬した。

”ジャングルジム”をミッション試験に組込んだ例

(上)暗闇 (下)さらに煙

新しい基本性能評価基準(STM)の提案”ジャングルジム”

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