地方公共団体等のDX事例

展開地域名: 愛知県豊田市

分野:

防災

インフラ整備

キーワード:

人工衛星

水道

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解決すべき課題

■漏水の発見には、人手に頼った音聴調査を広範囲にわたって行うことが必要であり、効率的に調査を行うことが難しく、大規模に行うには長期間に渡り、調査員確保の問題とコスト増大が避けられない。

● 豊田市の水道管布設延⾧は令和 4 年 1 日現在 3,675 ㎞で、法定耐用年数*（40 年）を経過した管路延⾧が約 635 ㎞（13％）存在する。令和 8 年度以降にピーク時に整備した管路が軒並み法定耐用年数を経過し、今までの維持管理費用では済まされない規模への対応が迫られる。

*法定耐用年数: 地方公営企業法で施設ごとに定めている減価償却費を算出するための期間。管路は一律に 40年と規定している

● また、豊田市は、人口 1 人当たりに対する水道管延⾧が⾧く、密集度が低い。よって、他市に比べ維持管理に対するに時間と労力は非常に大きい。

（j21corportaion「人工衛星とAIで宇宙から水道管の漏水を検知世界で実績の技術が愛知県豊田市で国内初採用」、豊田市「水道管路の現状と対策」参照。）

解決の手法

■2020 年衛星画像データと AI を活用した「漏水検知システム」（アステラ社開発）を導入。豊田市では同年 9 月から翌年 2021 年 4 月まで、豊田市の面積の約 7 割に相当する660平方キロメートルの山間部で、本検知システムから漏水の可能性が示された区域を絞り込み、現地にて漏水音を確認する路面音聴調査を行った。

＜漏水検知システム＞

人工衛星の画像データを特許技術の独自アルゴリズムと AI を駆使して解析。衛星の画像解析には、主に JAXA の衛星「だいち2号」の画像データを用いる。衛星によるLバンドのマイクロ波（1.3 GHz前後）が地下 2 m程度まで浸透し、比誘電率の違いによる反射特徴から水道水と非水道水とを区別できる独自のアルゴリズムを基に AI 解析し、水道管の漏水を検知する。漏水の可能性がある地域ではレポートが作成され、水道事業者がもっている水道管の敷設データと照らし合わせて、漏水調査が行われる。

● 調査方法

① 人工衛星で対象エリアの画像を撮影。

② 衛星から電磁波を放射、湿った地下で反射した箇所の表面温度や土壌等のデータを画像に登録（水道水は、湧き水等の非水道水とは異なる反射特性がある）。

③ 反射特性（比誘電率）を解析して、漏水可能性区域を抽出。

（j21corportaion「人工衛星とAIで宇宙から水道管の漏水を検知世界で実績の技術が愛知県豊田市で国内初採用」、横須賀市「視察報告書　期間：2022年11月8日（火）～11月10日（木）」、豊田市「「人工衛星とAIによる水道管の健康診断」について」参照。）

● 更に、冬場の水道管凍結による漏水や断水の住民への注意喚起を目的に、「水道管凍結注意マップ」を 2022 年 12 月より公開。PC・スマートフォンなどから自宅の水道管の凍結注意度を確認でき、凍結防止対策を講じる参考ともなる。人工衛星で測定した地表面温度のデータを活用した凍結マップ作成は、全国の自治体で初。

・また、市のホームページでも、同マップの案内とともに、タオルや布を蛇口に巻いてテープで固定するなどの凍結防止対策や、凍って水が出ないときや水道管が破裂したときの対応策なども掲載している。

＜水道管凍結注意マップ＞

・冬季に路面が凍結するリスクを可視化したもの。宇宙ベンチャーの㈱天地人がクラウドシステム開発で使用している地表面温度のデータを活用し、4 か月間に地表面温度が－4℃以下の日数を 3 段階で表示する。

・本マップは豊田市と㈱天地人が土地評価プラットフォーム「Tenchijin COMPASS」を使用し、内閣府宇宙開発戦略推進事務局「令和４年度　課題解決に向けた先進的な衛星リモートセンシングデータ利用モデル実証プロジェクト」に採択され、本プロジェクトの一環として作成したもの。

（豊田市「水道管の凍結防止対策のお願い」、「水道管凍結注意マップについて」、Tenchijin「JAXA Venture Tenchijin collaborates with Toyota City, Aichi Prefecture, to create "Toyota City Water Pipe Freeze Map" using space big data acquired from satellites.」、Nagoya Startup News「天地人、愛知県豊田市と連携して「豊田市水道管凍結注意マップ」を作成〜宇宙ビッグデータを活用〜」、政治山「［愛知・豊田市］衛星データを活用して「水道管凍結注意マップ」を作成」、UchuBiz「愛知県豊田市で「水道管凍結注意マップ」–衛星データを活用」、毎日新聞「水道管凍結注意マップ　人工衛星データで　豊田市が作成」参照。）

事例による成果

● 衛星から水の成分を分析、優先的に漏水調査を行うエリアを特定することで、調査距離を10 分の 1 に短縮することに成功。

● ５年ほどかかる現地調査を約７ヶ月に短縮。

● 調査費用が、（衛星解析費用を含めても）従来の８分の１に削減。

＜漏水検知システムを使った調査結果（2020 年 9 月～2021 年 4 月）＞

・漏水箇所 259件調査距離 2,217Ｋｍ

● 本取り組みは「Digi田甲子園2023」は地方公共部門にて内閣総理大臣賞を受賞。

（国土交通省「令和６年度第１回水道分野における官民連携推進協議会官民連携に関する企業紹介資料」、横須賀市「視察報告書　期間：2022年11月8日（火）～11月10日（木）」参照。）

事例の継続性

継続運用中

事例の運用期間

2020 年（令和 2 年）～継続運用中

参考資料

本事例は、「 Digi田甲子園 2023　水道ＤＸ～人工衛星とＡＩによる水道管の健康診断～」を中心として、以下の資料を参照して編集しています。
※ 以下の資料の参照先は、調査時点でのものです。参照先の構成によっては、リンク切れとなっている場合があります。あらかじめご承知おきください。

■デジタル田園都市国家構想 DIGIDEN

・デジタルの力で実現する地方創生～デジタル田園都市国家構想総合戦略～
https://www.soumu.go.jp/main_content/000879874.pdf

● Digi田甲子園 2023

・水道ＤＸ～人工衛星とＡＩによる水道管の健康診断～
https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/digitaldenen/koshien/honsen/2023/0021.html

・結果発表
https://www.cas.go.jp/jp/seisaku/digitaldenen/koshien/kekka/2023/index.html

■国土交通省

・令和６年度第１回水道分野における官民連携推進協議会官民連携に関する企業紹介資料
https://www.mlit.go.jp/mizukokudo/watersupply/content/001757029.pdf

■豊田市

・報道発表資料　本市の「水道DX」の取組を岸田内閣総理大臣が視察します　ページ番号1059610 　報道発表日 2024年7月5日
https://www.city.toyota.aichi.jp/pressrelease/1059504/1059610.html

　ー「人工衛星とAIによる水道管の健康診断」について
https://www.city.toyota.aichi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/059/610/1.pdf

・「Digi田甲子園2023」に豊田市上下水道局の取組が内閣総理大臣賞を受賞
https://www.city.toyota.aichi.jp/kurashi/jyogesuidou/1062795/1062800/1062807/1057530.html

・水道管路の現状と対策
https://www.city.toyota.aichi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/006/520/r0406/04.pdf

・SDG's 未来都市とよた　2022年5月発行
https://www.city.toyota.aichi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/049/553/01.pdf

・デジタル強靱化戦略活動報告書2020/4－－ 2023/3　２０２４年１月
https://www.city.toyota.aichi.jp/_res/projects/default_project/_page_/001/057/521/02.pdf

・水道管の凍結防止対策のお願い　ページ番号1003605 　更新日 2025年1月31日
https://www.city.toyota.aichi.jp/kurashi/jyogesuidou/1062737/1003605.html

　ー水道管凍結注意マップ
https://toyota-city-water.jp/portal/apps/experiencebuilder/experience/?id=068598c17c684f68b20aff67964026dc

　・水道管凍結注意マップについて
https://toyota-city-water.jp/portal/apps/experiencebuilder/experience/?id=068598c17c684f68b20aff67964026dc&page=%E6%B0%B4%E9%81%93%E7%AE%A1%E5%87%8D%E7%B5%90%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6

■横須賀市

・視察報告書　期間：令和4年11月8日(火）～11月10日(木）
https://www.city.yokosuka.kanagawa.jp/7860/council/result_report/inspection/documents/20221108sugitasatoru_report.pdf

・視察報告書　期間：2022年11月8日（火）～11月10日（木）
https://www.city.yokosuka.kanagawa.jp/7860/council/result_report/inspection/documents/20221108isakanaoshi_report.pdf

■j21corportaion

・人工衛星とAIで宇宙から水道管の漏水を検知世界で実績の技術が愛知県豊田市で国内初採用
https://www.japan21.co.jp/2021-06-16-utilis-toyota-city/

■中京テレビNEWS

・【岸田首相が視察】全国の水道にデジタル技術を導入方針　愛知・豊田市の上下水道局などを視察
https://www.youtube.com/watch?v=YdzzWQrbioE

■ UchuBiz

・豊田市での衛星データ活用した水道管漏水可能性判定、的中率は3割　2023.04.19
https://uchubiz.com/article/new16994/

■日本経済新聞

・愛知・豊田市の水道管、衛星で漏水検査　費用10分の1に　2021年7月13日
https://www.nikkei.com/article/DGXZQOFD133AC0T10C21A6000000/

■ITmedia NEWS

・衛星データ＋AIで水道管の漏水検出　5年かかる調査が約7カ月で　豊田市で実施
2021年06月16日
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2106/16/news114.html

■PR TIMES

・JAXAベンチャー天地人、宇宙ビッグデータを活用した持続可能な水道DX事例を、国内最大の自治体向け展示会「自治体・公共Week 2024」にて紹介しました
株式会社天地人　2024年7月18日
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000136.000045963.html

■Tenchijin

・JAXA Venture Tenchijin collaborates with Toyota City, Aichi Prefecture, to create "Toyota City Water Pipe Freeze Map" using space big data acquired from satellites.
https://tenchijin.co.jp/pressrelease/1319/?hl=en　2022-12-23

■UchuBiz

・愛知県豊田市で「水道管凍結注意マップ」–衛星データを活用　2022.12.23
https://uchubiz.com/article/new11788/

・天地人、水道管の漏水可能性を衛星画像で判定–豊田市全域で的中率6割を目指す　2022.02.02
https://uchubiz.com/article/new1149/

■Nagoya Startup News

・天地人、愛知県豊田市と連携して「豊田市水道管凍結注意マップ」を作成〜宇宙ビッグデータを活用〜　2023-02-01
https://nagoyastartupnews.jp/tenchijin-toyoya/

■政治山

・［愛知・豊田市］衛星データを活用して「水道管凍結注意マップ」を作成　2023/5/20
https://seijiyama.jp/article/news/g20230520.html

■宇宙畑

・愛知県豊田市が「水道管凍結注意マップ」を公開。地表面温度データをもとに、注意度を3段階で表示【宇宙ビジネスニュース】　2022/12/26
https://sorabatake.jp/30068/

■毎日新聞

・水道管凍結注意マップ　人工衛星データで　豊田市が作成　／愛知　2023/1/14
https://mainichi.jp/articles/20230114/ddl/k23/010/163000c

事例に関する問い合わせ先

上下水道局　総務課
Tel: 0565-34-6653

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愛知県豊田市「水道ＤＸ～人工衛星とＡＩによる水道管の健康診断」