EYとFractaが日本初のAIを活用した下水道管路劣化予測手法を構築

EY新日本有限責任監査法人
EY ストラテジー・アンド・コンサルティング株式会社
Fracta
Fracta Japan株式会社

国土交通省 令和3年度下水道応用研究プロジェクト採択業務において今後の老朽化対策への技術・財政効果を確認

• 下水道管路に特化した劣化予測のアルゴリズムの構築を完了。
• AI活用予測で、劣化予測下水道管路は従来より約80%減少、交換優先順付が容易に。
• 劣化診断精度の向上により管路のテレビカメラ調査費用の約75%が削減できる可能性が示唆された。

日本の下水道施設では、下水道管の老朽化に伴う陥没事故の発生や、将来の更新費用増大が課題となっており、劣化状況の把握や管路更新計画の立案、投資費用の削減（いわゆるストックマネジメント）が急務となっています。

本業務では滋賀県大津市企業局の協力を得て、日本初となるAI（人工知能）/ 機械学習を活用した下水道管の劣化予測技術の確立を目指すとともに、今後の更新費用が財政に与える影響の見える化を検討しました。

研究結果の要旨

•  上水道分野で実績のあるAIアルゴリズムを下水道分野に適用し、下水道に特化した管路劣化予測AIアルゴリズムを確立した。
•  モデル都市（大津市）における下水道管路の劣化予測精度について、AIを用いた劣化予測は、直近2年間に発生した腐食について、従来手法の半分以下の調査で発見できることが明らかとなった。
  
•  従来型の布設年度からの経過年数のみを変数とした管路劣化予測式を用いた場合、50年間で213キロメートルのコンクリート管について更新が必要と推計されていたが、今回のAIによる予測手法では、50年間で劣化すると予測されたコンクリート管は累計45 キロメートルとなり、従来手法よりも劣化予定の管路は大幅に減少した。これにより、交換優先順付が容易になることがわかった。
•  本技術による財政効果の見える化を実施した。その結果、劣化診断精度の向上により、ストックマネジメントの維持管理費用（管路のテレビカメラ調査費用）の約75%が削減できる可能性が示唆された。

EY　Japan インフラストラクチャーアドバイザリー担当　アソシエートパートナー 福田 健一郎（ふくだ けんいちろう）のコメント：

「人口減少下で老朽化していくライフラインを効率的に維持・更新していくためには、先端テクノロジーを最大限活用することが不可欠です。今回、EYでは、我々が培ってきた公共インフラセクターでの知見や財務会計に関する専門性を生かしながら、テクノロジーを保有するスタートアップであるFractaと連携して国内初となる下水道管の劣化予測実証に取り組み、効率的な事業実施につながりうる結果を得ることができました。EYでは、今後もインフラセクターでのイノベーション創出に向けた多様な取組みを推進してまいります」

本業務のFractaの責任者であるFracta Manager of Business Development 前方 大輔（まえかた だいすけ）のコメント：

「実証を進める中で水道と下水道は似て非なるものであることを痛感しました。その中でも水道事業での経験を生かし、過去の劣化・異常に関するデータと環境ビッグデータをAIが解析することによって、大津市様における下水道管きょの劣化状況を把握することができました。Fractaでは、水道事業で既に複数の自治体で活用頂いているAI劣化診断を下水道分野でも実際の製品として速やかにご提供できるように、準備を加速したいと考えています」

EY及びFractaでは、本業務が、全国的に施設の老朽化が進む下水道事業の維持と住民にとって不可欠な公共サービスの持続に向けた端緒となるよう引き続き努めてまいります。

研究結果の詳細は、以下の資料をご覧ください。

• 国土交通省　下水道応用研究「AIによる下水道管路破損予測、財政効果の見える化ならびにストックマネジメント、アセットマネジメントの高度化に関する研究」研究成果 （PDF：476KB）

なお、EY新日本およびEYSC等を含むEY Japan は、アシュアランス・税務・コンサルティング等のプロフェッショナルサービスを提供しており、行政・公共サービス分野においても、クライアントが抱える課題解決に向けたアドバイザリーサービスを提供し、デジタルテクノロジーの活用もサポートしています。また、EY Japanの上下水道事業専門チームが、全国の自治体や民間企業向けに経営をサポート、官民連携、広域化などのさまざまなサービスを提供しています。「Building a better working world～より良い社会の構築を目指して」というパーパス（存在意義）の実現に向けて、官民のイノベーション促進や、行政・公共サービス分野でのより効率的で優れたソリューションの提供に向けた取組みを今後とも強化してまいります。

Fractaは、米国カリフォルニア州シリコンバレーで生まれたベンチャー企業であり、AI（人工知能）/ 機械学習を用いて、パイプの管種・布設年度、過去の漏水情報などのデータと環境ビッグデータを組み合わせて解析することで、パイプの劣化状態を予測・診断します。実績としては、同社が用いるAI解析システムは、これまでに米国を中心に、米欧日3カ国約100事業体において、延長約25万キロメートル、約35万件の漏水事故を学習しています（22年3月時点）。FractaおよびFracta Japanでは上下水道管およびガス管をはじめとする社会インフラ全般の効率的な運用・更新による持続可能な社会基盤の構築に貢献すべく、引き続き先進技術の社会実装に努めてまいります。

EYについて

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EYは、「Building a better working world～より良い社会の構築を目指して」をパーパス（存在意義）としています。クライアント、人々、そして社会のために長期的価値を創出し、資本市場における信頼の構築に貢献します。
150カ国以上に展開するEYのチームは、データとテクノロジーの実現により信頼を提供し、クライアントの成長、変革および事業を支援します。
アシュアランス、コンサルティング、法務、ストラテジー、税務およびトランザクションの全サービスを通して、世界が直面する複雑な問題に対し優れた課題提起（better question）をすることで、新たな解決策を導きます。
EYとは、アーンスト・アンド・ヤング・グローバル・リミテッドのグローバルネットワークであり、単体、もしくは複数のメンバーファームを指し、各メンバーファームは法的に独立した組織です。アーンスト・アンド・ヤング・グローバル・リミテッドは、英国の保証有限責任会社であり、顧客サービスは提供していません。EYによる個人情報の取得・利用の方法や、データ保護に関する法令により個人情報の主体が有する権利については、ey.com/privacyをご確認ください。EYのメンバーファームは、現地の法令により禁止されている場合、法務サービスを提供することはありません。EYについて詳しくは、ey.comをご覧ください。

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EYストラテジー・アンド・トランザクションは、クライアントと共に、そのエコシステムの再認識、事業ポートフォリオの再構築、より良い未来に向けた変革の実施を支援し、この複雑な時代を乗り切る舵取りを支えます。グローバルレベルのネットワークと規模を有するEYストラテジー・アンド・トランザクションは、クライアントの企業戦略、キャピタル戦略、トランザクション戦略、ターンアラウンド戦略の推進から実行までサポートし、あらゆるマーケット環境における迅速な価値創出、クロスボーダーのキャピタルフローを支え、マーケットに新たな商品とイノベーションをもたらす活動を支援します。EYストラテジー・アンド・トランザクションは、クライアントが長期的価値をはぐくみ、より良い社会を構築することに貢献します。詳しくは、ey.com/ja_jp/strategy-transactions をご覧ください。

Fractaについて

Fractaは、「テクノロジーを活用して社会益を生み出す」という考えのもと、2015年に米国カリフォルニア州シリコンバレーで創業、AI（人工知能）と機械学習を活用した老朽化インフラ診断サービスを展開する企業です。
上水道管路の劣化状態診断事業を主軸として日欧米で事業を展開しており、創業から7年で米国28州70社、日本では2018年事業開始から30水道事業者にFractaのサービスを導入いただいています（2022年6月末現在）。
地中に埋設された管の劣化状態を予測し、劣化状態の進むインフラ交換の優先順位付けを行うことで、上水道交換投資の最適化をサポートしています。
Fractaは、社会インフラ全ての老朽化の課題解決への貢献を目指し、さらなる先進技術の開発・実装に勤め、社会インフラ全般の効率的な運用・更新による持続可能な社会基盤の構築の実現に貢献してまいります。
当社公式サイト： https://www.fracta-jp.com/