2020年12月17日大成建設㈱ 土木本部土木技術部 橋梁設計・技術室

堀 倫裕

リスクを考慮したLCC評価システム

インフラメンテナンス国民会議東北フォーラム

効率的かつ計画的な維持管理計画の策定を支援するシステム技術

ＡＭにおける本システムの位置づけ

1.点検・補修政策の検討

・各構造物は，どのようなサイクルで点検するのが良いか？

・各構造物は，どのタイミングで，どのような補修をするのが良いか？

＋リスク分析

・万一故障が発生した場合，どのような被害が想定されるか？

・リスクは，どのようにしたら効率よく低減できるか？

2.優先順位の検討

・予算に制約がある場合，どの部位から点検・補修を行うのが良いか？

3.予算案の検討

・現行の予算規模で，構造物群の持続的な運営・管理が可能か？

・予算案を増減した場合，トータルコストはどのように変動するか？

4.モニタリング情報等の作成

・維持・管理の成果を，どのような指標で把握し，管理するか？

・説明責任を果たすための資料を，どのように作成するか？

ＬＣＣ評価システム

マネジメント支援システム

アセットマネジメントへの拡張

時系列シミュレーションの基本的な考え方

◆状態の遷移，費用･リスクの発生を時間軸に沿ってシミュレート．

状

態

・

性

能

1st 2nd 3rd 4th

トータルコスト

コ

ス

ト

・

リ

ス

ク

状

態

の

遷

移

点検費用

補修費用

リスク

経年

劣化

緊急補修

定期補修

閾値 重大損傷

点検

状態の追跡

コスト・リスクの追跡

エレメントグループ化

劣化のモデル化

点検・補修のモデル化

リスクのモデル化

代替案の作成

シミュレーション実施・集計化

LCC/RM評価

ライフサイクルコスト評価手順の概要（全体）

構造物のモデル化

劣化・補修過程のモデル化

シミュレーションの実施

定量的かつ多様な意志決定支援情報の提供

アセットマネジメントへの展開

拡張

以下のスライドで御紹介

３つのモデル化要素

…リスクを考慮する場合のみ

試算例

◆課題：「リスクを考慮したLCCの観点から見て，最も望ましい点検・補修政策代替案は何か？」

に関する意思決定支援情報を作成する．

◆検討ケース例：・損傷発生部材のみを復旧補修するCase-0.および・定期補修のグレードのみを変化させたCase-1～4.の計5ケース試算し，比較・評価．

検討ケース（代替案一覧）

0 1 2 3 4－ 15 15 15 15－ 10 10 10 10

Ⅴ － － － － －

Ⅳ － － － － ●

Ⅲ － － － ● ●

Ⅱ － － ● ● ●

Ⅰ － ● ● ● ●

Ⅴ － － － － －

Ⅳ － － － － －

Ⅲ － － － － －

Ⅱ － － － － －

Ⅰ － ● ● ● ●

復旧補修 D ● ● ● ● ●

・定期補修は，定期点検年のみ実施．・緊急・復旧補修は，状態に応じて各年実施．・補修後の回復ランクは，すべて「Ⅴ」に統一．

定期補修

緊急補修

Case点検開始年（年後）点検間隔（年）

システム出力の見方

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

500

1,000

1,500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

010203040

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

2,000.0

4,000.0

6,000.0

8,000.0

10,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

〔共通条件〕定期補修：15年次開始後，10年間隔．

緊急補修：毎年次ランクⅠ対象．復旧補修：毎年次ランクD対象．

１．定期点検・定期補修タイミング

２．状態遷移（健全度ランクの割合の推移）

３．費用（単年度）：予防保全費用・事後保全費用

４．リスク（単年度）

５．トータルコスト(累積）＝費用系コスト＋リスク系コスト

試算例：Case-0.定期補修なし（損傷発生後復旧）

〔条件〕定期補修なし．

緊急補修なし．復旧補修：毎年次ランクD対象．

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

100

200

300

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

0

2,000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

5,000.0

10,000.0

15,000.0

20,000.0

25,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

試算例：Case-1.定期補修でランクⅠ以下を補修

〔共通条件〕定期補修：15年次開始後，10年間隔．

緊急補修：毎年次ランクⅠ対象．復旧補修：毎年次ランクD対象．

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

200

400

600

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

0

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

5,000.0

10,000.0

15,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

試算例：Case-2.定期補修でランクⅡ以下を補修

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

500

1,000

1,500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

010203040

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

2,000.0

4,000.0

6,000.0

8,000.0

10,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

〔共通条件〕定期補修：15年次開始後，10年間隔．

緊急補修：毎年次ランクⅠ対象．復旧補修：毎年次ランクD対象．

試算例：Case-3.定期補修でランクⅢ以下を補修

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

500

1,000

1,500

2,000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

0

10

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

2,000.0

4,000.0

6,000.0

8,000.0

10,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

〔共通条件〕定期補修：15年次開始後，10年間隔．

緊急補修：毎年次ランクⅠ対象．復旧補修：毎年次ランクD対象．

試算例：Case-4.定期補修でランクⅣ以下を補修

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

D

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

0

1,000

2,000

3,000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

復旧補修

緊急補修

定期補修

点検

0

10

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

損失

0.0

2,000.0

4,000.0

6,000.0

8,000.0

10,000.0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

定期系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50補修

状態遷移

（補修後）

費 用

（単年度）

損 失

（単年度）

ﾄｰﾀﾙｺｽﾄ

（累積）

定期補修

〔共通条件〕定期補修：15年次開始後，10年間隔．

緊急補修：毎年次ランクⅠ対象．復旧補修：毎年次ランクD対象．

試算例：代替案評価①_コスト・リスク比較

・費用系コスト ：予防保全系コスト｛定期点検費用＆定期補修費用｝

・リスク系コスト：事後保全系コスト｛緊急補修費用＆復旧補修費用｝＋損失

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

0 10 20 30 40 50

Case0

Case1

Case2

Case3

Case4

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

0 10 20 30 40 50

Case0

Case1

Case2

Case3

Case4

■費用系コスト比較（累積） ■リスク系コスト比較（累積）

高

補修グレード

低

低

補修グレード

高

試算例：代替案評価②_トータルコスト比較

・トータルコスト面：50年次のトータルコスト最小案は，Case-3．

・リスク系コスト面：Case-3以上では，リスク系コストを低レベルに制御可能．

・費用系コスト面 ：コスト平準化の観点からは，Case-2も優位．

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

0 10 20 30 40 50

Case0

Case1

Case2

Case3

Case4

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

Case0 Case1 Case2 Case3 Case4

費用系コスト

リスク系コスト

トータルコスト

トータルコスト最小案

■トータルコスト比較（累積） ■50年次トータルコストと内訳

考察例

まとめ

1. 簡易な入力データで検討可能

2. C言語を用いた高速なシミュレーション

3. EXCELを用いた使いやすい入出力インターフェース

4. リスクを考慮したトータルコスト評価が可能

5. アセットマネジメントへの連続的な拡張が可能

6. 多様な施設への豊富な適用実績

・検討実績：道路・鉄道・電力・下水道構造物,等

・研究実績：「平成24年度 土木学会賞 論文賞」の受賞,等

ご静聴，ありがとうございました．