正しい軌道へ：Quanta PlusとQinertiaを活用したCordel社の鉄道保守
Cordel社は、鉄道保守における当社のソリューションについて、次の3つの重要な側面で高く評価しています。CLIとGUIの両方のオプションを備えたPPKソフトウェアの汎用性、ドキュメントと技術支援による優れたサポート、そしてワークフローを合理化する品質保証機能を備えた包括的なデータ指標です。
Qinertiaソフトウェアによりデータの詳細な検証が可能になり、パラメータ変更を通じてエラーを迅速に特定して修正できるようになりました。これにより、データ収集と処理の堅牢性を可能な限り高めることができ、当社のビジネスに大きく貢献しました。 | Cordel社エンジニアリングマネージャー、トム・シモンズ（Tom Simmons）
ここでは、鉄道保守におけるCordel社の革新的な活用事例を紹介するユニークなケーススタディをご紹介します。まずは、Cordel社とその事業内容について知っておきましょう。
Cordel社は、世界中の鉄道をより安全で、効率的かつ持続可能なものにすることに尽力しています。同社のミッションは、時代遅れのデータ収集方法や高価な点検システムなど、鉄道業界が長年抱えてきた課題の解決に焦点を当てています。 AIを基盤とするCordelの次世代ソリューションは、鉄道点検データの収集と処理をより迅速かつ自動化された方法で行います。また、鉄道に特化した信頼性の高いデータ管理プラットフォームを提供し、点検作業の効率を大幅に向上させます。
Cordelのソリューションは、列車に搭載された高度なセンサーを活用し、クリアランス分析、構造物計測、バラストプロファイリング、植生管理、架線設備（OLE）の評価、線路沿いの資産監視といった専門的なモニタリング業務をサポートします。 アムトラック、ネットワーク・レール、ARTCといった主要な鉄道事業者から信頼を集めるCordelは、鉄道技術の革新企業としての地位を確立しています。Cordelを真に際立たせているのは、単に収集されるデータの量ではなく、点検の「価値」に焦点を当てている点です。このアプローチは、運用効率を向上させるだけでなく、鉄道業界がより賢明で、情報に基づいた意思決定を行うことを可能にします。
Cordelの技術要件
Cordel社は、列車の車載LiDAR技術とシームレスに統合できる高度な慣性航海システム（INS）を必要としていました。彼らの主な課題は、トンネル、都市の峡谷、線路の切り通しなど、通常はINSシステムにとって困難な環境において、高精度な測位を実現することでした。このシステムは、困難なGNSS条件下でも正確なアセットマッピングを保証しながら、LiDARデータを3Dマップ上に確実に融合させる必要がありました。さらに、大量データのポストプロセッシングを自動化し、強力な品質保証機能を備えている必要がありました。
Cordel社の基準には、多様な列車車載INSの大容量データを自動的に処理するための、ユーザーフレンドリーで効率的なポストプロセッシングソフトウェアも含まれていました。彼らは、信頼性の高いデータ品質を維持するための品質保証成果物も提供する、自動化機能を備えた堅牢なPPKプラットフォームを必要としていました。
コーデルの主力製品：波動センサー
Cordel社の波浪センサーは、LiDARスキャナー、RGBビデオシステム、INSを組み合わせることで、鉄道搭載システムからの無人データ取得を可能にします。wave製品群には、Wave RuggedとWave OEMの2つの主要製品が含まれています。
- 「Wave Rugged」は、ハイレール／ロードレール車両やMPVなどの対象検査車両を含め、さまざまな種類の鉄道車両に容易に組み込めるスタンドアロンシステムとして設計されています。
- 対照的に、Wave OEMシステムは、旅客列車や機関車への緊密な統合を可能にし、効率的な導入のためにコンポーネントを分割・配置します。
Cordel社の要件を評価した結果、鉄道保守作業向けとして、後処理ソフトウェアであるQinertiaと組み合わせたQuanta Plusを推奨しました。
鉄道保守向けソリューション：Quanta PlusとQinertia
Quanta PlusソリューションはQuantaシリーズの一つであり、主なメリットには次のようなものがあります：
- 高精度：コルデルのLiDARデータ収集に不可欠な、センチメートル単位の位置決め。
- 過酷な環境における優れたパフォーマンス：Quanta Plusは、トンネルや都市のビル街など、他のシステムでは測定が困難な難所においてその真価を発揮します。
- 鉄道基準への適合：鉄道規格に準拠したシステムへのシームレスな統合を実現し、Cordel社のWave RuggedおよびWave OEM製品にとって理想的な選択肢となります。
高度な後処理キネマティック（PPK）ソフトウェアであるQinertiaは、Cordel社が必要とする自動化機能を提供しました。そのコマンドラインインターフェイス（CLI）により、詳細なデータの検証とエラー診断による強力な品質保証を維持しながら、データのバッチ処理が可能になりました。
初期のつまずきから、オーダーメイドのソリューションへ
当初、Qinertiaソフトウェアにおけるさらなる自動化の必要性から、Cordel社は列車搭載型キャプチャシステムの初期バージョンにおいて当社の製品を採用しませんでした。しかし、1年以内にCordel社の特定の要件を満たすようにQinertiaを改良し、これらのニーズに対応しました。これが当社のソリューションへの移行の契機となり、Cordel社の検査システムに不可欠なものとなりました。
Cordel社が強調した主な利点の1つは、開発からシステムの使用に至るまで、製品ライフサイクル全体を通じての卓越したユーザーエクスペリエンスです。セットアップを容易にする包括的なドキュメントのおかげで、統合プロセスがスムーズであると感じられました。デバイスインターフェイスは直感的であり、通信ドライバの開発が容易になります。ソフトウェア側では、後処理ツールがいかに効率的で手間のかからない体験を提供しているかを評価していただきました。さらに、ハードウェアは非常に信頼性が高く堅牢であることが証明されており、一貫したパフォーマンスを発揮しながら厳しい環境条件に耐え抜いています。
これに加えて、トム・シモンズ（Tom Simmons）は次のように述べています。「SBGの製品群に移行して以来、最大の変化は、PPKプロセスのあらゆる問題を診断して対処できるようになったことです。以前のプロバイダーはブラックボックス型のソリューションであり、その理由が明確にわからないまま多くの誤ったデータセットが生じていました。Qinertiaソフトウェアを使用すると、データの詳細な検証が可能になり、パラメータ変更によってエラーを迅速に特定して修正できるようになります。これにより、データ収集と処理の堅牢性を可能な限り高めることがビジネスにおいて大いに助けられました。SBGのソリューションを使用することで、より精度の高い許容範囲を達成でき、製品がより厳しい運用仕様を満たすことが可能になりました。」
強固なパートナーシップと支援
プロジェクトを通じて、Cordel社は弊社のサポートチームに強い印象を抱きました。当初から、Cordel社は弊社のサポートチームが迅速かつ知識豊富であると感じていました。自立して作業を進められる一方で、充実したドキュメントやサポートポータルが役立ち、鉄道保守の卓越性を追求する中で、複雑な技術的質問を自信を持って解決することができました。
トム・シモンズ（Tom Simmons）氏は次のように述べています。「Quanta Plusを当社のシステムに統合する際、手厚いサポートを受けることができました。標準的なドキュメントだけで、設計のほとんどを完了するには十分すぎるほどでした。また、非常に迅速な対応をしてくれるサポートチームからも手厚いサポートを受け、複雑な質問への回答や一般的なアドバイスをもらうことができました。サポートポータルも、製品内へのシステム統合において非常に役立ちました。設計に必要なすべてのドキュメントが揃っており、必要とされるあらゆる情報が網羅されていました。」
コーデルが選ぶトップ3
Cordel社は、SBG Systemsとの協業において気に入っている3つの際立った点を強調しました。
- PPKソフトウェアと自動化：まず、お客様は当社のPPKソフトウェアと自動化機能の柔軟性と高性能さを高く評価されました。完全な自動化を実現するコマンドラインインターフェース（CLI）と、使いやすいグラフィカルインターフェース（GUI）の両方を備えているため、データ処理を容易に効率化できるだけでなく、問題が発生した場合には詳細な調査を行うことも可能です。
- サポート：Cordel社は、プロジェクト期間を通じて受けたサポートを高く評価しました。綿密なドキュメント作成から迅速な技術サポートに至るまで、どのような課題も迅速かつ効果的に解決され、円滑なプロジェクト進行が保証されると確信していました。
- データ指標：最後に、同社はハードウェアシステムとPPKソフトウェアの両方から提供される包括的なデータ指標を高く評価しました。これらの信頼性の高いデータは、出力の精度を検証する上で不可欠であり、業務の正確性と信頼性を確保するのに役立っています。当社の堅固な品質保証プロセスにより、同社はデータ収集と処理の自動化に対して確固たる信頼を寄せています。
この道のりは素晴らしい学習経験であり、お客様にご満足いただくことこそが私たちの活動の原動力です。SBG Systemsのセールスおよびアフターセールスにおいて重要な役割を果たしたマイケル・ジェフリー（Michael Jeffrey）は、Cordelについて次のように素晴らしい言葉を残しています。「Cordel社との協業は常に喜びです。彼らの誠実さと透明性により、私たちは彼らのニーズに関する貴重な洞察を得ることができ、独自の課題に対処するためのソリューションを効果的にカスタマイズすることができます。彼らには明確なビジョンがあり、鉄道検査技術における真のイノベーターです。私たちは彼らのパートナーであることを非常に誇りに思っています。」
Qinertia GNSS+INS PPKソフトウェア
Qinertia PPKソフトウェアは、高精度測位ソリューションにまったく新しいレベルをもたらします。
生の位置データの後処理により、ワークフローで比類のない精度を実現します。
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ご質問はありますか？
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RTKとPPKの違いは何ですか？
リアルタイムキネマティック（RTK）は、通常RTCMフォーマットの補正ストリームを使用して、GNSS補正をほぼリアルタイムで送信する測位技術です。しかし、GNSS補正の完全性、可用性、カバレッジ、互換性といった点に関して、確実性を確保する上での課題が存在する場合があります。
RTKの後処理と比較して、PPKの最大の利点は、フォワード処理やバックワード処理を含むデータ処理作業を後処理の段階で最適化できる点にある。一方、リアルタイム処理では、補正値やその伝送に中断や不整合が生じると、測位精度が低下してしまう。
GNSSポストプロセッシング（PPK）とリアルタイム（RTK）の最初の重要な利点は、現場で使用されるシステムが、CORSからのRTCM補正をINS/GNSSシステムに取り込むためのデータリンクや無線を備えている必要がないという点です。
ポストプロセッシングの導入における主な制約は、最終的なアプリケーションが環境に対して何らかの処理を行う必要があるという点です。一方、最適化された軌道を生成するために必要な追加の処理時間をアプリケーションが許容できるのであれば、すべての成果物のデータ品質を大幅に向上させることができます。
順方向処理と逆方向処理はどのように機能するのでしょうか？
測量中に、中央部分で60秒間のGNSSデータ途絶が発生したと仮定しましょう。フォワード処理（順方向処理）における位置誤差は急速に増加し（速度はIMUの仕様やその他のパラメータに依存）、途絶の終了時に最大値に達します。その後、急速に回復します。ポスト処理（後処理）では、物理方程式が有効であるため、時間が逆向きに流れると仮定して逆時系列で処理を行います。このバックワード処理（逆方向処理）では、通常のフォワード処理とは非常にきれいな対称性をもって、GNSSデータ途絶の実際の開始時点で誤差が最大になります。
これら2つの計算結果をマージすると、測位中断の中間付近で最大誤差が発生しますが、順方向のみまたは逆方向のみのソリューションと比較して、その規模ははるかに小さくなります。これにより、SBG Systems製品で可能なGNSS+INSソリューションが特に改善されますが、GNSS単独処理もこのワークフローの恩恵を受けることになります。
すでに述べたように、この改善は後処理を通じてのみ行うことができます。これは、最初から最後まですべてのデータが利用可能である必要があるため、その処理を調査の終了まで延期することになるからです。
GNSS後処理（ポストプロセス）とは何ですか？
GNSSの後処理（PPK）は、GNSS受信機に記録された生データ測定値を、データ取得活動の完了後に処理する手法です。これらを他のGNSS測定ソースと組み合わせることで、最も過酷な環境であっても、そのGNSS受信機に対して最も完全かつ正確なキネマティック軌跡を提供することができます。
これらの他のソースとしては、データ取得プロジェクトの場所にあるかその近くにあるローカルGNSS基準局、あるいは通常は政府機関や商用CORSネットワークプロバイダーによって提供される既存の連続観測基準点（CORS）があります。
後処理キネマティック（PPK）ソフトウェアは、無償で利用可能なGNSS衛星の軌道およびクロック情報を活用することで、精度をさらに向上させることができます。PPKを用いることで、使用される絶対的なグローバル座標参照フレームの測地基準系におけるローカルGNSS基地局の位置を正確に決定できます。
PPKソフトウェアは、エンジニアリングプロジェクトを支援するため、異なる座標系間の複雑な変換にも対応しています。
つまり、これにより修正を行うことが可能となり、プロジェクトの精度が向上するだけでなく、ミッション終了後の測量や設置作業中に生じたデータの欠落や誤りを修復することさえできる。
