JP2000086156A - クレーン無線ｌａｎシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動クレーン装置と地上監視室との間で長距
離かつ高品質なデータ伝送を可能とするとともに、デー
タ伝送媒体のメンテナンスを不要にできる。 【解決手段】 一定の範囲を移動するクレーン本体２と
監視室３との間でデータ伝送を行うことによって、クレ
ーン本体についての情報を前記監視室にて管理するクレ
ーン無線ＬＡＮシステムであって、クレーン本体と監視
室との間のデータ伝送を指向性無線装置２０，３３によ
り行うとともに、指向性無線装置におけるアンテナ１
１，３１の方向を、無線の方向性パターンに適合するよ
うに、クレーン本体の移動距離に応じた角度で制御する
クレーン無線ＬＡＮシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクレーン無線ＬＡＮ
システム、更に詳しくは移動式大型荷役装置におけるク
レーン本体〜監視室間のデータ伝送の部分に特徴のある
クレーン無線ＬＡＮシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンテナクレーンやバケツ式クレーン等
の港湾荷役業務を行う各種移動式クレーンが広く用いら
れている。これらの移動式大型荷役装置においては、ク
レーン本体から各種データを地上監視室に伝送し、この
地上監視室にてクレーン装置に関するデータの管理等を
集中的に行うようにしている。

【０００３】図５は従来の方法で移動式クレーン装置と
地上監視室との間をデータ伝送する場合のシステム構成
図である。同図に示すように、クレーン操作に必要な各
種モータ７１を駆動する各ドライブ装置７２は、ドライ
ブ制御装置７３によって制御されるようになっている。
また、このドライブ制御装置７３は制御情報等をモニタ
リング装置７４に伝送するようになっている。

【０００４】モニタリング装置７４からのクレーン装置
に関する情報は、伝送装置７５，光伝送ケーブル７６及
び伝送装置７７を介し、地上監視室に設けられるモニタ
リング装置７８に有線で伝送される。

【０００５】ここで、コンテナクレーン等の移動式クレ
ーンは、コンテナ船の停泊位置やコンテナ荷役作業等に
対応するために、クレーン装置全体が波止場に沿って移
動できるようになっている。

【０００６】このため、伝送装置７５，７７間における
光伝送ケーブル７６等の有線ケーブルの必要長さや状態
が変化する。したがって、従来の伝送システムでは有線
ケーブルに対応してケーブルリール装置７９によるケー
ブル巻き取り制御が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の伝送システムは、次のような欠点を有する。すなわ
ち光伝送ケーブル等による有線方式で移動クレーン装置
と地上荷役監視室との間でデータ伝送を行ったのでは、
有線ケーブルの保守・点検・交換等のメンテナンスが必
要である。また、ケーブル接触部の接触不良や断線等に
より信頼性やデータ品質性が劣ることになる。

【０００８】また、有線ケーブルに代えて無線によりク
レーン装置〜地上監視室間のデータ伝送を行うことも考
えられるが、一般的な無線装置ではその通信有効距離が
３００ｍ程度しかなく大型の荷役装置のデータ伝送用と
しては十分ではない。

【０００９】さらに、光伝送ケーブルを用いた場合でも
通信距離を最大１ｋｍ程度しか取ることができない。本
発明は、このような実情を考慮してなされたもので、移
動クレーン装置と地上監視室との間で長距離かつ高品質
なデータ伝送を可能とするとともに、データ伝送媒体の
メンテナンスを不要することができるクレーン無線ＬＡ
Ｎシステムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の骨子は、
データ伝送のために指向性無線を利用するところにあ
る。指向性無線装置を用いれば高品質かつ長距離（約３
ｋｍ）のデータ伝送が可能だからである。ただし、指向
性無線は有効な立体角が小さいので通信を維持できるよ
うにクレーン本体の移動につれてアンテナの方向を制御
する。

【００１１】また、本発明の第２の骨子は、監視室側の
アンテナを複数設けることで、クレーン本体が無線有効
範囲から出るのを防止するところにある。上記課題の解
決は、具体的には、以下のような解決手段により実現さ
れる。

【００１２】まず、請求項１に対応する発明は、一定の
範囲を移動するクレーン本体と監視室との間でデータ伝
送を行うことによって、クレーン本体についての情報を
監視室にて管理するクレーン無線ＬＡＮシステムについ
てなされたものである。

【００１３】ここで、クレーン本体と前記監視室との間
のデータ伝送は、指向性無線装置により行われる。さら
に、指向性無線装置におけるアンテナの方向が、無線の
方向性パターンに適合するように、クレーン本体の移動
距離に応じた角度で制御される。

【００１４】したがって、移動クレーン装置と地上監視
室との間で長距離かつ高品質なデータ伝送を可能とする
とともに、データ伝送媒体のメンテナンスを不要するこ
とができる。

【００１５】また、請求項２に対応する発明は、一定の
範囲を移動するクレーン本体と監視室との間でデータ伝
送を行うことによって、クレーン本体についての情報を
監視室にて管理するクレーン無線ＬＡＮシステムについ
てなされたものである。

【００１６】ここで、クレーン本体と前記監視室との間
のデータ伝送は無線装置により行われる。さらに、クレ
ーン本体が前記一定の範囲内を移動しても前記データ伝
送が保持されるように、前記監視室側の無線アンテナが
複数配置される。

【００１７】したがって、データ伝送ケーブルが不要と
なり、移動クレーン装置と地上監視室との間で信頼性の
高いデータ伝送を可能とするとともに、データ伝送媒体
のメンテナンスを不要することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）本実施形態は、クレーン無
線ＬＡＮシステムをコンテナクレーンに適用する場合で
説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施の形態に係るク
レーン無線ＬＡＮシステムを適用するクレーン装置及び
地上監視室を示す全体図である。コンテナクレーンシス
テムは、図１（ａ）に示すように、移動用レール１上を
移動可能に設置された移動式クレーン装置２と、地上監
視室３とから構成される。移動式クレーン装置２には、
電気室４、運転室５、コンテナ用スプレッダ６及びその
他のクレーン構成要素が設けられ、コンテナを荷役でき
るようになっている。

【００２０】また、図１（ｂ）は、本実施形態のコンテ
ナクレーンシステムを上方から見たものであり、同図に
示されるように、移動式クレーン装置２及び地上監視室
３には、それぞれデータ伝送用のアンテナ１１、３１が
設けられている。これらのアンテナ１１、３１は、クレ
ーン装置２の位置に応じて角度調節され、常に対向する
ようになっている。

【００２１】図２は本実施形態におけるクレーン無線Ｌ
ＡＮシステムの構成例を示すブロック図である。このク
レーン無線ＬＡＮシステムは、移動式クレーン装置２の
データ伝送系と地上監視室３のデータ伝送系とから構成
される。

【００２２】同図に示すように、移動式クレーン装置２
には、クレーン各部を稼働させるモータ１２と、各モー
タ１２を駆動するドライブ装置１３と、ドライブ装置１
３を制御するドライブ制御装置１４と、モニタリング装
置１５とが設けられている。さらに、モニタリング装置
１５を地上監視室３に伝送するための伝送装置２０が設
けられ、その送受信アンテナ１１が向いている方向を変
更するアンテナ駆動装置１９が設けられている。

【００２３】なお、ドライブ制御装置１４は電気室４に
設置され、モニタリング装置１５は、電気室４及び運転
室５の双方若しくは何れかに設けられる。また、特に図
示しないが運転室５にはドライブ制御装置１４に対する
リモート入出力装置が設けられている。

【００２４】モータ１２には、スプレッダ６等を駆動す
るモータの他、移動式クレーン装置２自体をレール１上
で移動させるモータも含まれる。この移動用モータ１２
にはモータの回転量に基づいてクレーン装置２の移動量
を計算して、クレーン位置を検出する位置検出装置１６
が設けられている。

【００２５】ドライブ制御装置１４には、各ドライブ装
置１３を制御するプログラムロジックコントローラ１７
（以下、ＰＬＣ１７という）が設けられている。このＰ
ＬＣ１７は、各ドライブ装置１３の制御手段やクレーン
制御のため種々の処理手段を備える他、アンテナ駆動制
御部１８を備えている。

【００２６】また、ＰＬＣ１７は、位置検出装置１６か
らクレーン位置情報を取得し、これをモニタリング装置
１５に伝送するとともに、アンテナ駆動制御部１８に入
力する。

【００２７】アンテナ駆動制御装置１８は、入力された
クレーン位置情報に基づいて、送受信アンテナ１１が常
に地上監視室３の送受信アンテナ３１の方を向くよう
に、アンテナ駆動装置１９を制御する。

【００２８】モニタリング装置１５は、ドライブ制御装
置１４で得られるクレーン装置２に関する各種情報をＰ
ＬＣ１７から受け取り、これを無線伝送装置２０によ
り、地上監視室３に向けて無線送信するようになってい
る。また、逆に、地上監視室３からの送信情報をアンテ
ナ１１，無線伝送装置２０を介して受信する。

【００２９】また、モニタリング装置１５には、位置情
報送信部２１が設けられており、この位置情報送信部２
１は、特にクレーン位置情報を地上監視室３に向けて常
に無線送信する。

【００３０】なお、モニタリング装置１５にはディスプ
レイ装置２２が接続され、運転者等に各種情報を表示出
力できるようになっている。無線伝送装置２０は、クレ
ーン位置情報を含むモニタリング装置１５からの各種情
報をアンテナ１１を用いて伝送する。この無線伝送装置
２０は、指向性無線装置であり、図３に示すように特定
の方向のみに強い無線電波を送出するものである。な
お、この強い電波を出力する方向が無線の方向性パター
ンに適合する方向である。無線にこのような指向性があ
るものを用いることから、本実施形態の装置では約３ｋ
ｍの有効通信距離が確保される。

【００３１】一方、地上監視室３のデータ伝送系は、モ
ニタリング装置３２と、移動式クレーン装置２と通信す
るための送受信アンテナ３１、無線伝送装置３３及びア
ンテナ駆動装置３４と、モニタリング装置３２に接続さ
れるディスプレイ装置３５とから構成されている。

【００３２】モニタリング装置３２は、移動式クレーン
装置２のモニタリング装置１５から送出されるクレーン
本体についてのデータを受信するとともに、このクレー
ンデータを編集し、さらに、稼働状況監視、故障診断、
保守管理、帳票・運転管理等を集中的に行う。またこれ
らの管理データのうちクレーン装置２において必要なデ
ータをアンテナ３１を介してモニタリング装置１５に送
出する。

【００３３】また、モニタリング装置３２には、アンテ
ナ３１を常に移動式クレーン装置３１のアンテナ１１に
向けておくようにアンテナ駆動装置３４を制御するアン
テナ駆動制御部３６が設けられている。

【００３４】アンテナ駆動制御部３６は、ＰＬＣからな
り、モニタリング装置３２が取得するクレーン位置情報
が常時入力されることで、クレーン装置２の現在位置を
把握し、アンテナ駆動装置３４に対する上記制御を行
う。

【００３５】次に、以上のように構成された本実施形態
におけるクレーン無線ＬＡＮシステムの動作について説
明する。まず、位置検出装置１６にて検出されたクレー
ン位置情報が位置情報送信部２１及びアンテナ駆動制御
部１８に入力されている。ここで、コンテナ荷役作業時
には、クレーン装置２は、レール１上の一定位置に固定
されているため、各アンテナ１１及び３１はお互いが対
向し、無線電波の送受信に最も適する位置に固定されて
いる。このアンテナ固定位置の状態にて、モニタリング
装置１５，３２間でデータ伝送が行われる。

【００３６】次に、移動式クレーン装置２がレール１上
を移動すると、アンテナ１１をアンテナ３１に向けるた
めの最適角度が、もとのクレーン位置及び移動式クレー
ン装置２の走行距離（クレーン位置情報）と、地上監視
室３まで距離とからアンテナ駆動制御部１８により算出
される。この最適角度情報は、アンテナ駆動制御部１８
からアンテナ駆動装置１９に伝送され、当該角度情報に
基づいて、アンテナ駆動装置１９によってアンテナ１１
がアンテナ３１の方向に向けられる。この様子が図１
（ｂ）に示されている。

【００３７】一方、地上監視室３においては、アンテナ
３１及び伝送装置３３を介し、移動クレーン装置２から
クレーン位置情報がモニタリング装置３２にて常に受信
されている。このクレーン位置情報はアンテナ駆動制御
部３６に入力され、アンテナ駆動制御部３６及びアンテ
ナ駆動装置３３によって上記と同様なアンテナ角度変更
が行われる。この様子が図１（ｂ）に示されている。

【００３８】なお、上記アンテナ１１及び３１の角度制
御は、フィードバック制御によって常時行われ、両アン
テナ１１，３１は通信不能になる不適切な角度になるこ
とはない。これにより地上監視室側において、アンテナ
角度制御に必要なクレーン装置の位置情報が常に取得で
きることになる。また、このシステムではクレーン装置
２の移動範囲が予め定められているため、このような計
算及び制御が可能となる。

【００３９】また、指向性無線を用いるためのアンテナ
が常に適切な位置に設定されることから、移動式クレー
ン装置２がレール１上を移動しても、両モニタリング装
置１５，３２間の長距離のデータ伝送が確保される。

【００４０】上述したように、本発明の実施の形態に係
るクレーン無線ＬＡＮシステムは、伝送装置２０，３３
及びアンテナ角度の駆動装置１９，３４を設けるととも
に、クレーン位置情報に基づいてアンテナ最適角度を算
出して、両アンテナ１１，３１が常に対向するようにし
たので、移動式クレーン装置２と地上監視室３との間の
データ伝送を有線ケーブル無しで実現する。また、指向
性無線を用いることから、従来の光ファイバケーブルに
比べて、長距離なデータ伝送を行うこともできる。

【００４１】また、データ伝送用のケーブルが不要であ
るので、高信頼性及び高品質を確保することができ、メ
ンテナンスフリーを実現することもできる。 （発明の第２の実施の形態）第１の実施形態では、指向
性無線用のアンテナ間の適切配置を保つために、クレー
ン位置情報に基づくアンテナ角度制御を行うようにした
が、このアンテナの適切配置方式には、種々の変形例が
考えられる。

【００４２】本実施形態では、その変形例を説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態に係るクレーン無線Ｌ
ＡＮシステムにおけるアンテナ配置例を示す図であり、
図１及び図２と同一部分には同一符号を付して説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００４３】本実施形態は、地上監視室３におけるアン
テナ３１を予め固定位置で複数設けるものである。図４
（ａ）に示す方式においては、レール１に直交する方向
に無線有効範囲がつながるように複数のアンテナ３１が
配置される。ここで、全てのアンテナ３１を地上監視室
３上に設けることは困難であるので、各アンテナ３１か
ら地上監視室３間では、伝送ケーブル４１によりデータ
伝送される。一方、移動式クレーン装置２のアンテナ１
１は、レール１に直交する方向に一つ配置される。

【００４４】したがって、移動式クレーン装置２がレー
ル１上のどの位置にあっても、そのアンテナ１１は何れ
かのアンテナ３１と対向し、指向性無線による有効な無
線通信ができる状態となる。

【００４５】なお、何れのアンテナ３１と通信するか
は、クレーン位置情報に基づいてモニタリング装置３２
において判断され、使用するアンテナ３１の切替が行わ
れる。一方、図４（ｂ）に示す方式では、複数のアンテ
ナ３１はすべて地上監視室３上に設けられる。

【００４６】各アンテナ３１は、無線有効範囲が途切れ
ないように、少しづつ角度を変えて予め固定で位置設定
される。一方、移動式クレーン装置２のアンテナ１１は
固定式でなく、第１の実施形態と同様な方式で角度修正
がなされる。

【００４７】したがって、移動式クレーン装置２がレー
ル１上のどの位置にあっても、アンテナ１１を常に地上
監視室３に向けることにより、何れかのアンテナ３１と
対向させることができる。これにより、指向性無線によ
る有効な無線通信ができる状態となる。

【００４８】上述したように、本発明の実施の形態に係
るクレーン無線ＬＡＮシステムは、複数のアンテナ３１
を地上監視室３側に位置固定で設けるようにしたので、
第１の実施形態と同様な効果が得られる他、地上監視室
３でのアンテナ駆動制御を行う必要をなくすことができ
る。

【００４９】これにより、少なくともアンテナ３１につ
いては常に最適な配置を保持することができ、通信の確
実性をより一層高めることができる。また、図４（ａ）
に示す方式では、アンテナ１１も固定位置でよいので、
さらに信頼性の高い通信が確保される。

【００５０】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。例えば各実施形態において
は、クレーン位置検出を行う方法として、モータ１２に
設けられた位置検出装置１６を設けるようにしている
が、クレーンの位置検出には他の方法を用いてもよい。
例えばレール１に沿った各領域に、当該領域内を有効範
囲とするＰＨＳアンテナを配置し、移動式クレーン装置
２にはＰＨＳ送受信機を配置する。ＰＨＳ送受信機が何
れかのＰＨＳアンテナの有効範囲内にあれば、何れのＰ
ＨＳアンテナの領域内にあるかを知ることができる。し
たがって、これを利用して、移動式クレーン装置２のク
レーン位置情報を取得することができる。

【００５１】さらに、クレーン位置検出を行う他の方法
として、ＧＰＳシステムを利用する等の方法も考えられ
る。また実施形態においては、クレーン無線ＬＡＮシス
テムを移動式港湾荷役装置、特にコンテナクレーンに適
用する場合で説明したが、本発明はこの場合に限定され
るものではない。例えば移動式港湾荷役装置であって
も、バケツ式クレーン等にも適用できるし、またバラ荷
用荷役機械や多目的荷役機械等、移動式クレーン本体を
有する種々の装置に適用可能である。

【００５２】なお、実施形態に記載した手法は、計算機
（コンピュータ）に実行させることができるプログラム
（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フ
ロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク
（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒
体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布すること
もできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、
計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラム
のみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に
構成させる設定プログラムをも含むものである。本装置
を実現する計算機は、記憶媒体に記録されたプログラム
を読み込み、また場合により設定プログラムによりソフ
トウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって
動作が制御されることにより上述した処理を実行する。

【００５３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、デ
ータ伝送に指向性無線を用い、そのアンテナ角度を常に
最適な方向に向けるようにしたので、移動クレーン装置
と地上監視室との間で長距離かつ高品質なデータ伝送を
可能とするとともに、データ伝送媒体のメンテナンスを
不要することができるクレーン無線ＬＡＮシステムを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクレーン無線
ＬＡＮシステムを適用するクレーン装置及び地上監視室
を示す全体図。

【図２】同実施形態におけるクレーン無線ＬＡＮシステ
ムの構成例を示すブロック図。

【図３】指向性無線における無線電波の方向性パターン
を示す図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るクレーン無線
ＬＡＮシステムにおけるアンテナ配置例を示す図。

【図５】従来の方法で移動式クレーン装置と地上監視室
との間をデータ伝送する場合のシステム構成図。

【符号の説明】

１…移動用レール ２…移動式クレーン装置 ３…地上監視室 ４…電気室 ５…運転室 ６…コンテナ用スプレッダ １１，３１…送受信用アンテナ １２…電動機 １３…ドライブ装置 １４…ドライブ制御装置 １５，３２…モニタリング装置 １６…位置検出装置 １７…ＰＬＣ １８，３６…アンテナ駆動制御部 １９，３４…アンテナ駆動装置 ２０，３３…無線伝送装置 ２１…位置情報送信部 ２２，３５…ディスプレイ装置 ４１…伝送ケーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の範囲を移動するクレーン本体と監
   視室との間でデータ伝送を行うことによって、前記クレ
   ーン本体についての情報を前記監視室にて管理するクレ
   ーン無線ＬＡＮシステムであって、 前記クレーン本体と前記監視室との間のデータ伝送を指
   向性無線装置により行うとともに、 前記指向性無線装置におけるアンテナの方向を、無線の
   方向性パターンに適合するように、前記クレーン本体の
   移動距離に応じた角度で制御することを特徴とするクレ
   ーン無線ＬＡＮシステム。
2. 【請求項２】 一定の範囲を移動するクレーン本体と監
   視室との間でデータ伝送を行うことによって、前記クレ
   ーン本体についての情報を前記監視室にて管理するクレ
   ーン無線ＬＡＮシステムであって、 前記クレーン本体と前記監視室との間のデータ伝送を無
   線装置により行うとともに、 前記クレーン本体が前記一定の範囲内を移動しても前記
   データ伝送が保持されるように、前記監視室側の無線ア
   ンテナを複数配置することを特徴とするクレーン無線Ｌ
   ＡＮシステム。