再開発が進む都市で次々と誕生しているスマートビルディング。省エネに加え、セキュリティ向上や混雑軽減などの新たなビル管理ニーズに対応する動きも進む。その一つが、竹中工務店の「人工知能(AI)を活用した次世代ビル管理システム」だ。機械学習による大型ビルの自動制御の試みは、例がないという。

多様化、複雑化する
ビル管理ニーズに対応する

 竹中工務店が、「人工知能(AI)を活用した次世代ビル管理システム」の実証実験を開始したのは、2014年7月のこと。日本マイクロソフトが提供する機械学習システム「Microsoft Azure Machine Learning」と、竹中工務店のビル管理システム「ビルコミ」をクラウド上で連携。建物内で発生するさまざまなビッグデータを解析することで、最適なビル運用を自動制御しようという試みだ。

図表 人工知能を活用したクラウド型ビル管理システム「ビルコミ」 建物内で縦割りに管理されるデータを集約し、言語を統一。 人工知能による機械学習システムで解析することにより、最適な運用法則を算出し、自動制御を行う。

 

 たとえば、空調の自動調整。混雑度によって室温が上がることを予知し、人が不快に感じる前に空調温度を下げることができる。また、災害時の避難計画にも役立つ。居場所に応じて、安全かつ迅速な避難経路への誘導が可能となるのだ。

 竹中工務店がこうした自動制御によるビル管理システムの開発に着手した背景には、近年、ビルにまつわる管理ニーズが多様化し、かつ複雑化していることが挙げられる。大きくは次の3つだ。

 ①高齢化や少子化により、ビル管理に携わる人員の確保が難しくなり、クラウドによる集約管理や自動化への対応が求められていること。

 ②電力自由化による電力源の多様化などを受け、さらなる建物の高度化が求められ、それに対応する設備や管理システムも必要であること。

 ③IoT(Internet of Things)などの技術革新によって、さまざまな設備や環境の定常的モニタリングや、機械学習によるビッグデータ解析が、安価なクラウド環境の登場で容易になったこと。

「こうしたニーズの変化に対応していくためには、我々建設業界のプレーヤーだけでは限界があります。特にクラウド型のビッグデータ解析については、それを熟知したパートナーが不可欠。しかも、そのほうが圧倒的に開発スピードも早くなります。当社の『ビルコミ』をさらに進化させるために、新たなパートナーが必要でした」(児玉正孝・執行役員/スマートコミュニティ推進室長)

実験開始から2年
機械学習効果を高める準備

 このAIを活用した次世代ビル管理システムは、第1号として、竹中工務店の東京本店(江東区)に導入され、実証実験が始まっている。

「まずはエネルギーの負荷予測にAIを活用しています。データ解析を始めて2年が経過しましたが、本格的なサービス提供に向けて、もう数年、データを蓄積する必要があります。ただし、現時点でもいくつか面白い傾向が見えてきました。たとえば、外気温の変化とビル全体の消費電力の関係。外気温が上がるとエアコン稼働が増え、消費電力も増えると思っていましたが、意外にも、それらの間には、思ったほどの相関関係がないことがわかりました」(政井竜太・情報エンジニアリング本部副部長)

 AIといっても最初は万能ではない。マイクロソフトが提供する機械学習システムにはいくつかのメニューがあり、どの頭脳と組み合わせれば最適なデータ解析を行うことができるか、現在、トライ・アンド・エラーを繰り返しながら実験を進めている。その最適な組み合わせと、一定のデータ蓄積が整った時、機械学習の効果が発揮され、自動制御が可能となる。そのため、本格的なサービス開始にはもう数年かかる見通しだ。だが、今年6月に東京本店で開催した見学会には25社もの企業が参加し、関心は高いという。

「エネルギーの見える化」による
脱炭素モデルタウン

 AI導入でさらなる進化への挑戦を始めた同社の「ビルコミ」だが、消費電力のモニタリング、つまり「エネルギーの見える化」においては、すでに先進的な実例も生み出している。それが「竹中・脱炭素モデルタウン」だ。

 これは、VPP(Virtual Power Plant)と呼ばれる「都市型仮想発電所」構想の実現に向けた取り組み。VPPとは、省エネ、創エネ、蓄エネを含めた、地域全体のエネルギーの使用状況を管理し、場合によってはビル同士が電力を融通し合うこともできるという、一定エリア内のエネルギーネットワークのこと。

「ただし、そのためには、個々の〝エネルギーの見える化〟が不可欠です。当社の『ビルコミ』は、それを『エナジー・ダッシュボード』というモニターでリアルタイムに表示することができます」(児玉氏)

 現在、「竹中工務店東京本店」、近隣にある「東陽町インテス」「TAK新砂ビル」の3つのビルにシステムを導入。「竹中・脱炭素モデルタウン」の取り組みとして、3棟を合わせたエネルギーの負荷予測、使用実績をモニタリングしている。

図表 エネルギーの見える化「ENERGY DASHBOARD」 3つのビルをつないだエネルギーネットワーク。エリア全体のエネルギー使用状況を管理し、ビル同士が電力を融通し合うことも可能。左下は竹中工務店東京本店

「人流の見える化」による
新たな可能性

「エネルギーの見える化」に加え、もう一つ、竹中工務店が注力しているのが、「人流の見える化」だ。

 この技術は、2015年11月に開催された「鉄道技術展」で初めて公表された。会場内にセンサーを設置し、そのセンサーが来場者を感知することで、その動きをリアルタイムに表示できる仕組み。実際、このモニターは、鉄道技術展の開催中、会場内にある竹中工務店の出展ブースに展示された。

「人は点で、その軌跡は線で表示されます。たとえば、小さなお子さんのいる親子連れはすぐにわかります。2つの点が常に一緒に動いていますから。こうした来場者の人流データを蓄積し分析すれば、会場内の動線や展示ブースのレイアウトなど、今後のイベント運営の改善に大いに役立ちます。また、緊急時の避難計画の検討にも有効です」(政井氏)

 こうした人流データは、今後も増え続けるスマートビルディングにおいて重要な要素だ。特に、人の行き来が多い商業ビルでは、テナントや動線の設計をするうえで非常に重要だし、オフィスビルにおいても、働く人たちが快適に過ごせる空間づくりの大きな一助となる。

 さらには、この人流データを使った新たなトライアルも行われた。地域のまちづくり協議会や大阪市などで構成される実行委員会による「なんば駅前広場」での社会実験だ。11月11~13日の3日間、駅前の主要道路の車の流れを止め、隣接するタクシー停車場を広場として開放。市場やカフェ、休憩スペースなどを設け、人々がくつろげる空間を期間限定で創出した。竹中工務店は、この実験に人流計測システムで協力。期間中、駅前広場の人流を計測・分析し、データを実行委員会に提供。今後の、安心・安全で、活力と魅力ある街づくりに役立てられるという。

図表 人流の見える化 2016年11月に開催された「『なんば駅前広場』社会実験」での人流モニタリング。人の動きが一目瞭然。広場の常設化計画などに役立つ。

オープンイノベーションの
プラットフォームに

「ビルとビル」「ビルと人」をつなぐことで、建物というハードから情報というソフトへ、価値が転換する。それを加速させるのが、クラウドが生み出す新たなプラットフォームだ。

「異業種の方とコラボレーションする中で、建物からいろんなデータが収集でき、そのデータに大きな価値があることに気づきました。『ビルコミ』がオープンイノベーションのプラットフォームとなり、多様なプレーヤーと新たな建物や街をつくっていきたい。古い建物に適用すれば、有効なリニューアルもできます。陳腐化しない、新鮮で魅力的な街づくりを目指しています」(児玉氏)

 少子高齢化時代にふさわしい都市のイノベーションとは何か。テクノロジーの恩恵を受けつつ、都市が持つ多様性を活かし、人が主役となるコミュニティを未来につなぐ、新たな試みが始まっている。


●取材・文|宮田和美(ダイヤモンドクォータリー編集部)