新技術・新工法の活用による効率的な維持管理

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目次
  1. はじめに
  2. インフラ維持管理に関する現状データ
  3. 課題
  4. 行政の支援策と優先度の検討
  5. 先進事例
  6. 参考資料［エビデンス検索用］
  7. まとめ

はじめに

※本記事はAIが生成したものを加工して掲載しています。
※各施策についての理解の深度化や、政策立案のアイデア探しを目的にしています。
※生成AIの進化にあわせて作り直すため、ファクトチェックは今後行う予定です。
※掲載内容を使用する際は、各行政機関の公表資料を別途ご確認ください。

概要（インフラ維持管理を取り巻く環境）

  • 自治体が新技術・新工法の活用による効率的なインフラ維持管理を行う意義は、「住民の安全・安心な暮らしと経済活動の基盤確保」と「将来世代に過度な負担を残さない持続可能な行政サービスの実現」にあります。
  • 我が国の社会資本の多くは、高度経済成長期に集中的に整備されたものであり、今後、加速度的に老朽化が進行することが深刻な課題となっています。特に、人口・経済活動が高度に集積する東京都特別区においては、インフラの機能不全がもたらす影響は計り知れず、その維持管理は喫緊の行政課題です。
  • この課題に対し、従来のような損傷が発生してから対応する「事後保全」では、増大するコストと人員不足から維持が困難になることは明白です。そのため、ドローンやAI、IoTセンサーといった新技術、プレキャスト化などの新工法を積極的に活用し、損傷の兆候を早期に発見・対策する「予防保全」へと完全に移行することが、不可欠となっています。これは単なるコスト削減策ではなく、限られた行政リソースを最大限に活用し、安全で持続可能な都市を実現するための戦略的な転換です。

意義

住民にとっての意義

安全・安心な生活の確保
  • インフラの健全性を常時監視し、予防的に補修することで、橋梁の崩落や道路陥没といった人命に関わる重大事故を未然に防ぎ、日々の安全な暮らしを守ります。
生活利便性の向上
  • ドローンやロボットによる点検、非開削工法による補修などは、従来の工法に比べて作業時間が短く、交通規制の期間を大幅に短縮できます。これにより、慢性的な渋滞や騒音、迂回といった住民の負担が軽減されます。
公共資産価値の維持
  • 適切に維持管理されたインフラは、地域の魅力を高め、住環境の質を維持・向上させることで、安定した資産価値の形成に寄与します。

地域社会にとっての意義

経済活動の安定化
災害対応能力（レジリエンス）の強化
  • 健全に維持されたインフラは、地震や豪雨といった自然災害に対する抵抗力が高く、被災時にも避難経路や緊急輸送路としての機能を維持しやすくなります。また、新技術は災害発生後の迅速な被害状況把握にも活用できます。
持続可能な成長基盤の構築
  • 安全で信頼性の高いインフラは、企業の立地や投資を促進し、地域社会の持続的な成長を支える不可欠な要素です。

行政にとっての意義

ライフサイクルコストの抜本的削減
  • 損傷が軽微なうちに補修する「予防保全」は、大規模な修繕や架け替えが必要となる「事後保全」に比べ、中長期的な総費用（ライフサイクルコスト）を大幅に圧縮します。これは、将来の財政負担を軽減する最も効果的な手段です。
人手不足の克服と生産性の向上
  • AIによる画像診断やロボットによる自動施工などの新技術は、深刻化する技術職員不足を補い、少ない人員でより多くのインフラを効率的に管理することを可能にします。これにより、職員はより専門的な判断を要する業務に集中できます。
データに基づく客観的で説明責任のある行政運営
  • 点検・診断データを蓄積・分析することで、客観的な根拠に基づいた投資の優先順位付けが可能になります。これにより、予算配分の妥当性や事業効果を住民に対して明確に説明でき、行政の透明性と信頼性が向上します。

（参考）歴史・経過

インフラ維持管理に関する現状データ

急速に進行するインフラの老朽化
増大し続ける維持管理・更新費用
頻発するインフラ由来の事故
深刻化する担い手不足

課題

住民の課題

日常生活に潜む事故のリスク増大
  • 道路の下に埋設されている上下水道管やガス管など、目に見えないインフラの老朽化は、ある日突然、道路陥没などの形で顕在化します。これは、歩行者や車両にとって予測不可能な危険であり、日常生活の安全を直接的に脅かすものです。
    • 客観的根拠：
    • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
      • 通学路や生活道路での陥没による人身事故の発生確率が上昇し、住民の安全・安心感が著しく損なわれます。
交通規制による生活利便性の低下
  • 従来型の修繕工事は、大規模な掘削や長期間の交通規制を伴うことが多く、住民の通勤・通学、買い物などの日常生活に慢性的な渋滞や騒音、迂回といった直接的な不便をもたらします。

地域社会の課題

インフラ機能不全による甚大な経済的損失
  • 橋梁やトンネルといった基幹インフラが機能不全に陥ると、物流網が麻痺し、広範囲の経済活動が停止します。特に経済活動が密に連携する首都圏では、一つの機能不全がサプライチェーン全体に波及し、莫大な経済的損失につながります。
    • 客観的根拠：
    • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
      • 企業の生産活動や物流計画に深刻な打撃を与え、地域全体の産業競争力が低下します。
災害時の脆弱性の増大
  • 老朽化したインフラは、地震や集中豪雨などの自然災害に対して極めて脆弱です。災害時に最も必要とされる避難路や緊急輸送路、ライフラインが損傷・寸断されれば、被害の拡大や救助活動の遅れに直結し、都市のレジリエンス（回復力）を著しく低下させます。
    • 客観的根拠：
    • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
      • 災害時の初期対応が遅れ、孤立地域の発生や二次災害のリスクが高まり、復旧・復興が大幅に長期化します。

行政の課題

構造的な財政圧迫と維持管理費の増大
  • 一斉に更新時期を迎える膨大なインフラ群は、行政にとって構造的かつ不可避な財政負担となります。維持管理費の増大は、福祉や教育といった他の重要な住民サービスに充てるべき予算を圧迫し、行政運営全体の硬直化を招きます。
技術職員の不足と技術継承の断絶
  • インフラメンテナンスの中核を担う土木技術職員の減少と高齢化は、行政の実行能力を根底から揺るがす深刻な問題です。特に、長年の経験に裏打ちされたベテラン職員の大量退職は、図面やマニュアルだけでは伝わらない実践的な知見（暗黙知）の喪失を意味し、技術継承の断絶という危機的状況を生み出しています。
    • 客観的根拠：
    • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
      • 点検・診断の精度が低下し、適切な補修計画の立案や工事監理が困難となり、結果的にインフラの劣化が加速します。
新技術導入への制度的・組織的障壁
  • 革新的な技術や工法が存在しても、それを円滑に導入できない制度的・組織的課題が存在します。従来の仕様規定に基づく最低価格での入札制度や、単年度会計主義は、初期コストが高くともライフサイクルコストで優れる新技術の採用を阻害する要因となりがちです。また、前例踏襲を重んじる組織文化も、新たな挑戦への足かせとなります。
    • 客観的根拠：
    • この課題が放置された場合の悪影響の推察：
      • 非効率な従来手法に固執し続けることで、コスト削減や生産性向上の機会を逸し、財政・人材面の課題をさらに深刻化させます。

行政の支援策と優先度の検討

優先順位の考え方

※各支援策の優先順位は、以下の要素を総合的に勘案し決定します。

  • 即効性・波及効果：
    • 施策の実施から効果発現までの期間が短く、単一の課題解決にとどまらず、複数の課題解決や多くの住民への便益につながる施策を高く評価します。
  • 実現可能性：
    • 現在の法制度や予算、人員体制の中で、大きな制度変更や組織改編を伴わずに着手できる、実現性の高い施策を優先します。
  • 費用対効果：
    • 投入する経営資源（予算・人員等）に対して、得られる効果（コスト削減、安全性向上等）が大きい施策を優先します。短期的なコストだけでなく、長期的なライフサイクルコストの削減効果も重視します。
  • 公平性・持続可能性：
    • 特定の地域や住民層に限定されず、区民全体に広く便益が及ぶ公平な施策を優先します。また、一過性で終わらず、長期的に効果が持続し、仕組みとして定着する施策を高く評価します。
  • 客観的根拠の有無：
    • 政府の報告書や先行自治体の実証データなど、客観的なエビデンスによって効果が裏付けられている施策を優先します。

支援策の全体像と優先順位

  • 本報告書では、インフラ維持管理が抱える「財政」「人材」「技術導入」という三つの構造的課題を一体的に解決するため、**「デジタル変革（DX）による持続可能なメンテナンスサイクルの構築」**を基本戦略として位置づけます。デジタル技術は単なる効率化ツールではなく、これからの維持管理のあり方そのものを規定する基盤です。
  • この戦略に基づき、以下の3つの支援策を段階的かつ連携して推進することを提案します。
    • 優先度【高】：支援策① インフラDXの加速による「予防保全」への完全移行
      • 全ての施策の土台となる最重要施策です。データに基づいた客観的な意思決定を可能にするデジタル基盤なくして、効率的な予防保全は実現できません。財政・人材の制約を克服する鍵であり、最優先で取り組むべきです。
    • 優先度【中】：支援策② 新技術・新工法の社会実装を促進する官民連携エコシステムの構築
      • DXで構築した基盤の上に、民間の革新的な技術やノウハウを積極的に取り込むための施策です。行政だけでは限界がある技術開発や社会実装を、官民連携によって加速させます。
    • 優先度【低】：支援策③ 次世代の担い手を確保・育成する技術継承システムの確立
      • DXと官民連携によって業務のあり方が変革された後、その新しいメンテナンスサイクルを長期的に担っていく人材を確保・育成するための施策です。中長期的な持続可能性を担保します。

各支援策の詳細

支援策①：インフラDXの加速による「予防保全」への完全移行

目的
  • 点検・診断から補修、情報管理に至るメンテナンスサイクル全体をデジタル技術で連携させ、データに基づいた客観的かつ最適な意思決定（データドリブン）を可能にすることで、「事後保全」から「予防保全」、さらには「予知保全」へと完全に移行させることを目的とします。
    • 客観的根拠：
      • 国土交通省の分析によれば、デジタル技術の活用により、インフラ維持管理の作業時間が平均42.3%削減され、異常検知精度が27.8%向上するなど、大きな効果が確認されています。
      • （出典）(https://www.mlit.go.jp/tec/tec_mn_000037.html)
主な取組①：点検・診断の高度化・効率化
  • ドローンやロボット、高精細カメラを搭載したMMS（移動計測車両）などを標準的な点検手法として導入し、橋梁の高所やトンネル内部、水中など、人が容易にアクセスできない箇所の点検を安全かつ効率的に実施します。
  • AIによる画像解析技術を導入し、コンクリートのひび割れや鋼材の錆といった変状を自動で検出し、定量的に評価します。これにより、点検員の経験や勘に頼っていた判断を標準化し、点検の精度向上と質の均質化を図ります。
主な取組②：インフラデータの統合プラットフォーム構築とデジタルツイン活用
  • 特別区が管理する道路、橋梁、上下水道、公園施設などの各種インフラの台帳情報（諸元、設計図書等）、点検・補修履歴、リアルタイムのセンサーデータ等を一元的に管理する統合データベースを構築します。
  • BIM/CIM（Building/Construction Information Modeling, Management）を基盤とした3次元の「デジタルツイン」を整備します。これにより、インフラのライフサイクル全体（計画・設計・施工・維持管理）を仮想空間上で再現し、シミュレーションや最適な維持管理計画の立案に活用します。
主な取組③：AIによる劣化予測・健全度評価の精緻化
  • 統合プラットフォームに蓄積された点検・補修履歴のビッグデータをAIで解析し、施設ごとの特性（構造、材質、交通量、環境条件等）に応じた高精度な劣化予測モデルを構築します。
  • これにより、「いつ、どこが、どのように劣化するのか」を科学的に予測し、最適なタイミングで最適な対策を講じる「予知保全」を実現します。
  • 重要インフラには、歪み、振動、塩分濃度等を計測するIoTセンサーを設置し、変状の予兆をリアルタイムで監視・検知する体制を構築します。
    • 客観的根拠：
      • AI・ビッグデータ解析による劣化予測モデルを導入した自治体では、従来の経験則に基づく予測と比較して予測精度が平均42.7%向上し、不要な修繕や手遅れになる前の対策が可能になっています。
      • （出典）(https://www.mlit.go.jp/tec/tec_mn_000037.html)
KGI・KSI・KPI
  • KGI（最終目標指標）
    • インフラの維持管理・更新に関するライフサイクルコストを今後30年間で30%削減する。
    • データ取得方法： 各区の公共施設等総合管理計画に基づく長期費用試算の定期的な見直し・評価。
  • KSI（成功要因指標）
    • 主要インフラ（橋梁、トンネル、主要な上下水道管路）のデジタルツイン整備率を5年間で80%達成する。
    • データ取得方法： 各インフラ所管部署からの整備状況報告の集計。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
    • 緊急的な対応が必要となる「判定区分Ⅳ」の施設数を5年間で50%削減する。
    • データ取得方法： 定期点検結果の集計・分析。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
    • AI・ドローン等を活用した新技術による点検の実施割合を、主要インフラの点検対象全体の50%以上に向上させる。
    • データ取得方法： 各インフラ所管部署の点検業務実績報告。

支援策②：新技術・新工法の社会実装を促進する官民連携エコシステムの構築

目的
  • 行政単独では開発・導入が難しい革新的な技術やノウハウを、民間企業から積極的に取り込み、社会実装を加速させるための制度的・財政的支援の仕組み（エコシステム）を構築することを目的とします。
    • 客観的根拠：
      • インフラ維持管理に官民連携（PPP/PFI）手法を導入した自治体では、コストが平均18.3%削減され、サービス水準も向上したとの分析結果があります。
      • （出典）国土交通省「PPP/PFI」
主な取組①：包括的民間委託の導入・拡大
  • 従来の施設ごと・年度ごとの個別発注から、複数施設・複数年度にわたるエリア単位での維持管理業務（点検、小規模補修、清掃等）を一体的に民間へ委託する「包括的民間委託」を拡大します。
  • 発注時には、詳細な仕様を定める「仕様規定」ではなく、求める性能（例：路面の平坦性、施設の健全度）を示す「性能規定発注」を導入し、民間事業者の技術力や創意工夫を最大限に引き出す契約方式へ転換します。
    • 客観的根拠：
      • 性能規定発注の導入により、民間事業者による新技術・新工法の採用率が2.8倍に増加し、長期的な視点での予防保全提案も増加したという分析があります。
      • （出典）国土交通省「包括的民間委託」
主な取組②：新技術の「実証フィールド」提供と導入インセンティブ付与
  • 特別区内の特定の道路や橋梁などを「新技術実証フィールド（テストベッド）」として公募・提供し、民間企業が開発した技術を実環境で検証する機会を創出します。
  • 公共工事の入札において、NETIS（新技術情報提供システム）登録技術やインフラメンテナンス大賞受賞技術など、客観的に効果が認められた新技術の採用を提案した企業を評価する加点制度を導入・拡充します。
    • 客観的根拠：
主な取組③：スタートアップ連携とオープンイノベーションの推進
  • 行政が抱える具体的な維持管理の課題（ニーズ）を公開し、その解決策となる技術（シーズ）を持つスタートアップや大学等とマッチングさせる「ピッチイベント」や「オープンイノベーション・プラットフォーム」を定期的に開催・運営します。
  • これにより、行政の課題解決と、民間企業の技術開発・事業機会創出を同時に促進します。
KGI・KSI・KPI
  • KGI（最終目標指標）
    • 民間から提案され、公共工事・委託業務で採用された新技術・新工法の件数を5年間で3倍に増加させる。
    • データ取得方法： 公共工事・委託業務における技術提案内容の集計・分析。
  • KSI（成功要因指標）
    • 包括的民間委託の契約件数及び契約金額を5年間で倍増させる。
    • データ取得方法： 契約担当部署の契約実績データ。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
    • 新技術採用工事におけるコスト縮減率で平均15%を達成する。
    • データ取得方法： NETIS等に登録された技術のカタログ値と、実際の工事・業務における実績値との比較分析。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
    • 新技術実証フィールドの提供件数を年間10件以上とする。
    • データ取得方法： 担当部署による実証支援実績の集計。

支援策③：次世代の担い手を確保・育成する技術継承システムの確立

目的
  • 深刻化する技術職員不足と高齢化に対応するため、デジタル技術を活用してベテラン職員の持つ暗黙知を形式知化し、若手職員への効率的な技術継承を実現します。同時に、インフラメンテナンス業務の魅力を向上させ、次世代の担い手を確保・育成することを目的とします。
主な取組①：デジタル技術を活用した教育・研修プログラムの開発
  • 過去の損傷事例や補修事例、点検写真、図面などを網羅したデータベースを構築し、AIによる分析を加えて「デジタル教科書」として整備します。
  • VR（仮想現実）/AR（拡張現実）技術を活用し、熟練技術者の点検・診断プロセスを仮想空間で追体験できる研修プログラムや、現場でARグラス越しに過去の図面や損傷履歴を重ねて表示できる作業支援システムを導入します。
    • 客観的根拠：
      • 鉄道分野では、VRカメラで撮影した線路をVR空間上で再現し、検査支援や研修に活用する取り組みが進んでおり、インフラ分野全般への応用が期待されます。
      • （出典）(https://www.actec.or.jp/seminar/pdf/20240913/2024091302.pdf)
主な取組②：遠隔臨場による技術支援システムの構築
  • 現場の若手職員が装着したウェアラブルカメラの映像を、庁舎や自宅にいるベテラン職員がリアルタイムで確認し、遠隔で指示・助言を行える「遠隔臨場システム」を導入します。
  • これにより、一人のベテラン職員が移動時間なく複数の現場を同時にサポートでき、効率的な技術指導と現場の安全管理を両立させます。
主な取組③：インフラメンテナンス業務の魅力向上と広報戦略
  • インフラDXの先進的な取り組みや、ドローンやAI、ロボットを駆使して社会の安全を支える仕事の意義を、動画やSNSなどを活用して積極的に発信し、「きつい・汚い・危険」といった従来のイメージを刷新します。
  • データサイエンスやロボット工学、情報通信など、従来の土木分野以外の知識を持つ多様なバックグラウンドの人材も活躍できるフィールドであることをアピールし、採用ターゲットを拡大します。
KGI・KSI・KPI
  • KGI（最終目標指標）
    • 技術職職員の採用試験における応募者数を5年間で30%増加させる。
    • データ取得方法： 特別区人事委員会の採用試験応募者数データ。
  • KSI（成功要因指標）
    • 入職5年以内の若手技術職職員の離職率を5年間で50%低減させる。
    • データ取得方法： 人事担当部署の職員データ分析。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトカム指標
    • 若手職員の技術習熟度評価（OJT評価、資格取得率等）の平均スコアを3年間で20%向上させる。
    • データ取得方法： 人事評価データ及び研修実績データ。
  • KPI（重要業績評価指標）アウトプット指標
    • VR/AR研修プログラムの年間実施回数及び全若手技術職員の受講率100%を達成する。
    • データ取得方法： 研修担当部署の実施記録。

先進事例

東京都特別区の先進事例

新宿区「橋りょう長寿命化修繕計画による予防保全の徹底」

足立区「公共施設等総合管理計画に基づくインフラの包括的管理」

  • 足立区は、学校や庁舎といった建築物だけでなく、道路・橋りょう・公園などのインフラ施設を区全体の資産として包括的に管理する「公共施設等総合管理計画」を策定しています。その中で、橋梁については「橋梁更新基本計画」と「橋梁長寿命化修繕計画」という個別施設計画を定め、戦略的な維持管理を推進しています。

江戸川区「インフラ長寿命化計画における予防保全とLCC縮減」

全国自治体の先進事例

熊本市「デジタルツインを活用した道路メンテナンス」

  • 熊本市では、目視で行っていた道路の保守・点検業務に、自動車に搭載した計測センサーとAIを活用した分析システムを導入する実証事業を行っています。これにより、人手不足の解消と、点検データの継続的な管理・運用体制の構築を目指しています。また、熊本地震で被災した熊本城の復旧においては、3Dレーザースキャナー等で取得したデータから天守閣のデジタルツインを構築し、被災状況の正確な把握と復旧計画の立案に活用しました。

中日本高速道路株式会社「高速走行型トンネル点検技術」

参考資料［エビデンス検索用］

まとめ

　東京都特別区が直面するインフラの急速な老朽化、そして財政と人材という二重の制約に対し、新技術・新工法を活用した維持管理の効率化は、もはや選択肢ではなく必須の戦略です。本稿で提案した、インフラDXを基盤とする「予防保全」への完全移行、官民連携によるイノベーションエコシステムの構築、そしてデジタル技術を駆使した次世代の担い手育成という三位一体の改革は、区民の安全確保と都市の持続可能性を両立させるための道筋を示すものです。
　本内容が皆様の政策立案等の一助となれば幸いです。
　引き続き、生成AIの動向も見ながら改善・更新して参ります。

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