JP2000186500A - トンネル坑内の搬送台車誘導制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害物により通信不能状態に陥ることなく、
また通信が中断したり、誤動作することなく、トンネル
坑内の全域で無人の搬送台車の誘導操作を可能とする。 【解決手段】 トンネル坑内に所定の間隔で設置する複
数のＳＳ無線機固定局６と、トンネル坑内の停止、加
速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指
令を発信する発信手段と、ＳＳ無線機移動局や制御指令
を受信する受信手段及び発進、加速、減速、停止の走行
制御を行う制御装置を搭載し走行制御される搬送台車９
と、ＳＳ無線機固定局６を介してＳＳ無線機移動局と通
信を行い搬送台車９の誘導制御を行う中央監視装置４と
を備え、ＳＳ無線機移動局が隣接するＳＳ無線機固定局
のいずれからも受信できるようにして、搬送台車９をト
ンネル坑内で誘導する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル坑内の路
線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うト
ンネル坑内の搬送台車誘導制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削を行うシールド工法におい
て、立坑から切羽へ無人の資材搬送台車でセグメントや
資材を搬送する場合、従来は、トンネル坑内等の軌条に
沿って配置した複数の光指令装置（微弱電波又は赤外線
により数１０ｃｍ〜数ｍの遠隔範囲で通信する装置）を
シリアル又はパラレルに有線（光ファイバーケーブル又
はメタル同軸ケーブル等）で中央監視装置と結んで、無
人搬送搬送台車誘導制御専用ＬＡＮを構築していた。無
人搬送台車を中央監視装置からの指令により自動で誘導
制御する当該装置は、光指令装置間を走行する当該微弱
電波又は赤外線通信用送受信機を具備した無人搬送台車
が光指令装置の配置された位置に到着し、双方の送受信
機が通信可能な範囲にある時のみ中央監視装置からの指
令および無人搬送台車からの状態情報を送受して自動運
転を継続するシステムであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、走行している
無人搬送台車の正確な現在位置を知ることが不可能であ
った。また、遠隔地（例えば、地上にある中央監視装
置）から、走行する無人搬送台車を任意の位置で非常停
止等をさせることができなかった。さらに、光指令装置
の近傍で停止している無人搬送台車を中央監視装置から
発進させようとしても、無人搬送台車がその送受信機に
より通信できない場合には、システムダウンとなる。そ
の場合には、手動操作により無人搬送台車を光指令装置
と通信可能な範囲に移動し、再度自動モードに戻して再
起動をしなければならなかった。しかも、軌条と無人搬
送台車の状態により、光指令装置の通信可能範囲に無人
搬送台車が正確に停止できず、オーバーランすると、そ
の度にシステムダウンとなる。また、切羽、立坑、坑内
資材ヤード等の任意の場所での無人搬送台車の誘導制御
や操作ができず、不便であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、障害物により通信不能状態に陥る
ことなく、また通信が中断したり、誤動作することな
く、トンネル坑内の全域で無人の搬送台車の誘導操作を
可能とするものである。

【０００５】そのために本発明は、トンネル坑内の路線
を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトン
ネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、トンネ
ル坑内に所定の間隔で設置する複数の無線機固定局と、
前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局及び発進、
加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該
制御装置により走行制御される搬送台車と、前記無線機
固定局を介して前記無線機移動局と通信を行い前記搬送
台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置とを備
え、あるいはトンネル坑内の停止、加速、減速ポイント
に設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する発信
手段と、前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局、
前記制御指令を受信する受信手段及び発進、加速、減
速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置
により走行制御される搬送台車と、前記所定の間隔を、
前記無線機移動局が隣接する前記無線機固定局の双方か
ら受信できる距離に設定し、前記複数の無線機固定局
は、相互干渉しないように隣接する局を異なるグループ
に分けグループ単位で同時送信を行うようにすることを
特徴とするものである。

【０００６】さらに、前記複数の無線機固定局は、前記
グループ単位で時間をずらし、あるいは周波数を変えて
同時送信を行い、交互に周波数を変えて１対おきに同一
グループとし、グループ単位で時間をずらして同時送信
を行い、前記搬送台車が複数台ある場合に各搬送台車に
対して時間をずらして通信を行うようにすることを特徴
とするものである。

【０００７】また、トンネル坑内の路線を走行する搬送
台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送
台車誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の
間隔で設置する複数のスペクトル拡散無線機固定局と、
前記スペクトル拡散無線機固定局と通信を行うスペクト
ル拡散無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行
制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御
される搬送台車と、前記スペクトル拡散無線機固定局を
介して前記スペクトル拡散無線機移動局と通信を行い前
記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置
とを備え、あるいは、トンネル坑内の停止、加速、減速
ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信
する発信手段と、前記スペクトル拡散無線機固定局と通
信を行うスペクトル拡散無線機移動局、前記制御指令を
受信する受信手段及び発進、加速、減速、停止の走行制
御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御さ
れる搬送台車とを備え、前記所定の間隔を、前記スペク
トル拡散無線機移動局が隣接する前記スペクトル拡散無
線機固定局の双方から受信できる距離に設定したことを
特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るトンネル坑
内の搬送台車誘導制御システムの実施の形態を示す図、
図２はＳＳ無線機固定局の配置間隔と障害物に対応する
バックアップ受信の例を説明するための図、図３はＳＳ
無線機固定局の通信割り当て例を示す図である。図中、
１はストックヤード、２は移載装置、３は昇降装置、４
は中央監視装置、５は立坑操作盤、６はＳＳ無線機固定
局、７は通信ネットワーク、８は切羽操作盤、９は資材
搬送台車を示す。

【０００９】図１において、ストックヤード１は、セグ
メント及び資材を一時的にストックする倉庫又はヤード
であり、移載装置２は、セグメント又は資材をストック
ヤード１に入庫したり資材搬送台車９に移載するための
装置である。昇降装置３は、立坑の上下間でセグメント
又は資材を搬送するための装置であり、資材搬送台車９
は、セグメント又は資材を立坑下と切羽との間で搬送す
る車両設備であり、ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペク
トル拡散 )無線機移動局を搭載している。中央監視装置
４は、自動搬送システムに関わる各装置に対する制御指
令とモニタを行い、ＳＳ無線機を介して資材搬送台車９
と制御、監視信号の送受信を行う、例えばホストコンピ
ュータからなるものである。

【００１０】ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペクトル拡
散 )無線通信方式は、情報信号を変調用キャリヤによっ
て角度変調すると共に、その角度変調波を分周してクロ
ック信号を生成し、さらにそのクロック信号を基に拡散
符号信号を発生させて、拡散符号により角度変調波を拡
散変調したスペクトル拡散変調波を送受信するものとし
て知られている（例えば特開平４−１３６００４号公
報、特開平５−２５２１４０号公報、特開平８−１７２
４１６号公報など）。このＳＳ信号は、広い周波数帯域
に拡散されてそのパワースペクトル密度が非常に小さく
なるので、他の通信に与える影響が小さく、既存の通信
周波数帯での混用が可能になる。トンネル坑内での資材
搬送台車９の無線誘導制御において、特にこのＳＳ無線
方式を採用し本発明を構成することにより、例えば走行
中に通信の中断の問題が生じやすいＰＨＳや他の通信方
式に比べて障害物などのために通信不能状態になること
がなく好結果を得ている。

【００１１】立坑操作盤５は、立坑下において昇降装置
３又は資材搬送台車９の半自動運転及び手動運転に使用
するものであり、切羽操作盤８は、切羽において資材搬
送台車９の半自動運転及び手動運転に使用するものであ
る。ＳＳ無線機固定局６は、資材搬送台車９のＳＳ無線
機移動局と無線通信を行うためのコントロールユニット
およびＳＳ無線機からなる無線送受信用基地局であり、
立坑下から切羽までの軌条に沿って所定の間隔（数１０
０ｍ〜数ｋｍ毎）に配置される。通信ネットワーク７
は、自動搬送システムに関わる各装置の相互接続を行う
ためのネットワーク網であり、ＳＳ無線機固定局６をシ
リアル又はパラレルに有線又は無線で結ぶものである。

【００１２】全体の動作概要を説明すると、中央監視装
置４の出庫計画又は任意の選択によりストックヤード１
に保管されているセグメント又は資材を移載装置２にて
資材搬送台車９に移載する。移載完了後、資材搬送台車
９は、昇降装置３にて立坑下まで移動する。移動完了
後、中央監視装置４又は立坑操作盤５の操作によりＳＳ
無線機固定局６を介して資材搬送台車９に動作指示を行
う。これにより資材搬送台車９は切羽に向かい走行す
る。切羽に到着した資材搬送台車９からセグメント又は
資材を降ろす。積降完了後、中央監視装置４又は切羽操
作盤８の操作によりＳＳ無線機固定局６を介して資材搬
送台車９に動作指示を行う。これにより資材搬送台車９
は立坑に向かい走行する。立坑下に到着した資材搬送台
車９は、昇降装置３により立坑上地上部まで移動する。

【００１３】固定局６の配置距離と通信可能距離との関
係は、図２（Ａ）に示すように軌条に沿って配置する固
定局６の離隔距離をＤ１（ｍ）、固定局６と資材搬送台
車９との間の通信可能距離をＤ２（ｍ）とした場合、Ｄ
１≦Ｄ２の範囲とすることにより、走行している資材搬
送台車９に対し、図２（Ｂ）に示すように何れかの固定
局６から送信されるＳＳ無線の電波が障害物の陰になっ
ても隣接する固定局６からの電波を受信して自動運行を
継続できるようにする。したがって、資材搬送台車９が
任意の位置に停止しても、その起動は、最寄りの固定局
６からの発進指令により可能となり、オーバーランによ
るシステムダウンは解消できる。

【００１４】また、上記のように隣接する固定局６のい
ずれからも電波が受信できる距離の設定にすると、電波
の相互干渉が問題になるが、その問題を防ぎ、障害物等
による固定局６と資材搬送台車９の間の通信不能状態を
回避するために、図３（Ａ）に示すように固定局６を３
つのグループ〜に分け、同一グループの固定局６間
の離隔距離を相互干渉しない距離にして、１つの電波で
グループ単位に同時送信し、固定局のグループ、固定
局のグループ、固定局のグループ、そして固定局
のグループに戻る順に各グループで送信タイミングを微
小時間ずらす時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔime Ｄivis
ion Ｍultiple Ａccess)方式を採用する。さらに、複数
台の資材搬送台車９を１つの電波で誘導制御するため
に、各資材搬送台車９の誘導制御をそれぞれ個別に微小
な時間をずらしてポーリングする、いわゆる同一固定局
タイムシェアリング方式を採用する。

【００１５】なお、固定局間の離隔距離をＤ１（ｍ）に
対し、固定局６と資材搬送台車９との間の通信可能距離
をＤ２（ｍ）を小さくした場合には、図３（Ｂ）に示す
ように各固定局６の近傍で隣接する固定局６と通信不能
領域が生じる。しかし、固定局６の近傍では、障害物が
あってもＤ１、Ｄ２を適切に設定することで通信不能領
域はほとんどなくなるようにすることができる。この場
合には、図３（Ｃ）に示すように固定局６を２つのグル
ープ、に分けてそれらを交互に配置して時分割多元
接続方式を採用することもできる。

【００１６】上記のように本発明に係るトンネル坑内の
搬送台車誘導制御システムでは、ＳＳ無線機固定局６、
通信ネットワーク７を介して無人の資材搬送台車９を誘
導制御する専用のＬＡＮをトンネル内に構築し、中央監
視装置４と結ぶ。一方無人の資材搬送台車９では、ＳＳ
無線機移動局を搭載して最寄りのＳＳ無線機固定局６と
電波の送受信を行うことにより、中央監視装置４から指
令された誘導制御信号を受信し、また、資材搬送台車９
の状態などの中央監視装置４に知らせる信号を送信す
る。

【００１７】さらに、本発明に係るトンネル坑内の搬送
台車誘導制御システムでは、固定局同士の電波が相互干
渉しないように、隣接する局を異なるグループに分け互
いに干渉しない距離にある同一グループの固定局６から
同時に電波を送信し、各グループの固定局６ごとに微小
時間ずらしたタイミングで電波を送信する時分割多元接
続（ＴＤＭＡ）方式を採用する。このような方式の採用
により、互いに隣接する固定局６から送信する電波の到
達範囲が隣接する固定局６をカバーできるようにして、
固定局６間を走行する資材搬送台車９には少なくともど
ちらかの固定局６からの電波が届くようにすることがで
き、ＳＳ無線による電波が障害物の陰になり、資材搬送
台車９との交信が妨げられるのを防ぐことができる。

【００１８】また、複数の資材搬送台車９を同一の電波
で誘導制御するために、各固定局６から、個々の資材搬
送台車９に固有の電文を微小時間ずらしたタイミングで
送信してポーリングし、運用上支障の無いタイムラグの
範囲で、１つの電波による複数の資材搬送台車９の誘導
制御をする。これらの方式を併せて採用することによ
り、複数のＳＳ無線機固定局６、資材搬送台車９とも同
一の電波を使用することができるため、各ＳＳ無線機固
定局６、資材搬送台車９ともに同一仕様の無線機を設置
することができ、無線機の調達コストを低減し、保守を
簡便にすることができる。

【００１９】図４は資材搬送台車の構成例を示す図、図
５はデータキャリアと対向路線の配置例を示した立坑か
ら切羽までの坑内路線平面図であり、１１は駆動系制御
盤、１２は自動搬送制御盤、１３は液晶タッチパネル、
１４はハンディ無線アンテナ、１５はＳＳ無線機移動
局、１６はＳＳ無線用アンテナ、１７はハンディ無線受
信機、１８はデータキャリア用リード・ライトアンテ
ナ、２１と２２はデータキャリア、２３はポイント、２
４は路線、２５はすれ違い分岐路線を示す。

【００２０】資材搬送台車は、例えば図４に示すように
搬送台車の動力系を制御する駆動系制御盤１１、ＳＳ無
線機やハンディ無線、データキャリアよりの制御情報に
より搬送台車の制御を支持する自動搬送制御盤１２、シ
ステムの運用における情報をモニタする液晶タッチパネ
ル１３などを備えるとともに、ＳＳ無線機固定局との通
信を行うためのＳＳ無線移動局１５、ＳＳ無線用アンテ
ナ１６、ハンディ無線機との通信を行うためのハンディ
無線受信機１７、ハンディ無線アンテナ１４、データキ
ャリアとの通信を行うためのデータキャリア用リード・
ライトアンテナ１８を備えている。さらには図示しない
が、前面には１ないし複数の前方障害物センサなどを有
している。

【００２１】ハンディ無線機は、作業員や監視員が中央
監視装置から独立して資材搬送台車に任意の位置（数十
ｍ〜百数十ｍの隔離距離）から発進、加速、減速、停止
の指令ができるようにする携帯型の微弱電波無線機又は
特定小電力無線機であり、操作ボタンとして、例えば停
止ボタン「停止」、切羽向発進ボタン「切羽」、立坑向
発進ボタン「立坑」を有する。この場合、それぞれ停止
ボタンは、資材搬送台車を即停止させ、切羽向発進ボタ
ンは、切羽向に向かって発進させ、立抗向発進ボタン
は、立抗向に向かって発進させるものである。さらに、
発進ボタンを押したときは、台車をその方向に微速で発
進させ、その後、再度同じ発進ボタン押す度に低速から
徐々（低速→中速→高速）への増速させ、走行方向と逆
方向のボタン、つまり、切羽向発進ボタンによる発進に
対し立坑向発進ボタン、立坑向発進ボタンによる発進に
対し切羽向発進ボタンを押すと、徐々に減速（高速→中
速→低速）させる。勿論、これらのボタンの操作の組み
合わせによる走行制御の対応は、適宜変更し得ることは
いうまでもない。作業員又は監視員は、このハンディ無
線機の操作により自動走行中の資材搬送台車に対して制
御情報を送信し、任意の位置で資材搬送台車を停止させ
たり起動せさたりすることができ、あるいは遠隔操作す
ることができる。ハンディ無線機の信号をハンディ無線
受信機にて受信した資材搬送台車は、自動搬送制御盤よ
り駆動系制御盤に発進、加速、減速、停止の指示を行
い、それらの指示にしたがって発進、加速、減速、停止
する。

【００２２】データキャリアは、図５に示すように立坑
から切羽までの坑内路線に沿って適宜設置されるリード
・ライト可能な簡易な送信機であり、資材搬送台車を一
旦停止させ再発進させる必要のあるポイントや資材搬送
台車を加速、減速する必要のあるポイントに配置され、
位置情報、増減速、前方障害物センサの一部又は全部の
ＯＮ／ＯＦＦなどの指令を送信する。図５において、デ
ータキャリヤ２１、２２は、あらかじめ各種制御データ
を設定して必要個所に設置するものであり、資材搬送台
車に取り付けたリード・ライトアンテナ１８と通信を行
い、データキャリヤ２１、２２に設定された各種制御デ
ータが資材搬送台車に読み出される。

【００２３】データキャリヤ２１は、資材搬送台車を停
止させると共に、中央監視装置に停止位置又は停止確認
の識別をさせるためのものであり、停止位置□１〜□９
にそれぞれ設置される。したがって、データキャリヤ２
１の情報には、位置情報、発進又は通過時の速度指令や
センサ情報がある。そして、位置情報は、リード・ライ
トアンテナ１８から資材搬送台車に受信されると、ＳＳ
無線機移動局からＳＳ無線機固定局を介して中央監視装
置に送られ、中央監視装置で当該資材搬送台車の停止位
置又は停止確認の識別が行われる。発進又は通過時の速
度指令やセンサ情報は、リード・ライトアンテナ１８か
ら資材搬送台車に受信されると、その走行制御の情報と
して使用される。設置条件として、路線内において必ず
停止が必要な位置及び１ブロック先の路線状態確認やす
れ違い分岐路線２５での対向路線の資材搬送台車の位置
確認、ポイント２３の切替確認、作業エリア等路線内の
状況確認をする必要な位置に設置される。この停止位置
到着情報をもとに中央監視装置は運行管理を行う。

【００２４】データキャリヤ２２は、中央監視装置の状
況とは関係なく任意で速度指令、センサパターン、資材
搬送台車の現在位置情報、警報の指示等のデータが設定
される、いわゆるマーカーである。取り付け位置は、設
定情報に対し必要な位置に応じて設置される。

【００２５】その他、図５において、路線２４は、資材
搬送台車が走行する線路又は誘導路であり、ポイント２
３は、路線の切り換えを行うものであり、すれ違い分岐
路線２５は、２式の資材搬送台車がすれ違うための路線
である。

【００２６】次に、図５に示す坑内路線平面図に基づき
動作を説明する。まず、データキャリヤ２１の停止位置
□１又は□２で待機中の資材搬送台車に対しセグメント
又は資材の積み込みが完了すると、中央監視装置よりＳ
Ｓ無線機固定局を介し資材搬送台車に発進指令が送信さ
れる。勿論、ハンディ無線機からも発進指令の送信が可
能である。この発進指令を資材搬送台車のＳＳ無線機移
動局にて受信すると、資材搬送台車は切羽に向かって発
進する。その後、資材搬送台車は、路線途中の設置され
ているデータキャリヤ２２を通過する毎に無線通信を行
い、データキャリヤ２２に設定されている内容のとおり
に加速度やセンサーの選択、位置データのプリセット、
警報等を行う。

【００２７】資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止
位置□４に到着すると、中央監視装置は、すれ違い分岐
路線２５の対向路線のデータキャリヤ２１の停止位置□
６に他の資材搬送台車が到着しているか確認する。この
時対向路線に資材搬送台車が到着していなければ中央管
理装置は、ＳＳ無線機固定局を介して資材搬送台車にデ
ータキャリヤ２１の停止位置□５で停止する指示を送信
する。しかし、対向路線に資材搬送台車が到着していれ
ばデータキャリヤ２１の停止位置□５で停止指示を行わ
ずすれ違い分岐路線２５を通過させる。資材搬送台車が
データキャリヤ２１の停止位置□５を通過した時点で中
央監視装置は、ＳＳ無線機固定局を介しデータキャリヤ
２１の停止位置□６にて待機していた対向路線の他の資
材搬送台車に対し立坑に向けて発進指示を送信する。

【００２８】切羽に向かって走行している資材搬送台車
が後続台車最後尾のデータキャリヤ２１の停止位置□８
に到着した時に、資材搬送台車は、必ず一時停止を行
う。その再起動は、ＳＳ無線機固定局を介し切羽操作盤
の操作により中央監視装置経由から資材搬送台車に起動
送信する場合とハンディ無線により起動送信する場合が
ある。それらのいずれかにより資材搬送台車のＳＳ無線
機移動局にて発進指令を受信して資材搬送台車は切羽に
向かって再発進する。

【００２９】切羽に向かって走行している資材搬送台車
は、切羽先端のデータキャリヤ２１の停止位置□９に到
着すると走行を停止し、中央監視装置からの指示待ちの
状態になり、この位置で搬送したセグメントや資材の積
み降ろし作業を行うことになる。なお、先に述べたよう
にハンディ無線で任意の位置で停止することも可能であ
る。

【００３０】積み降ろし作業が終了すると、切羽操作盤
の操作によりデータキャリヤ２１停止位置□９や任意の
位置で待機中の資材搬送台車に対し中央監視装置からＳ
Ｓ無線機固定局を介し発進指令が送信され、ＳＳ無線機
移動局にて発進指令を受信した資材搬送台車は、立坑に
向かって発進する。また、ハンディ無線機からも発進指
令の送信が可能である。

【００３１】立坑に向かって走行している資材搬送台車
がデータキャリヤ２１の停止位置□７に到着すると、中
央監視装置は、すれ違い分岐路線２５の対向路線のデー
タキャリヤ２１の停止位置□５に資材搬送台車が到着し
ているか確認する。このとき対向路線に資材搬送台車が
到着していなければ、中央監視装置はＳＳ無線機固定局
を介し資材搬送台車にデータキャリヤ２１の停止位置□
６で停止する指示を送信する。

【００３２】しかし、データキャリヤ２１の停止位置□
５に資材搬送台車が到着していればデータキャリヤ２１
の停止位置□６への停止指示を行わず、すれ違い分岐路
線２５を通過させる。資材搬送台車がデータキャリヤ２
１の停止位置□６を通過した時点で、中央監視装置は、
ＳＳ無線機固定局を介しデータキャリヤ２１の停止位置
□５にて待機していた対向路線の資材搬送台車に対し切
羽に向けて発進指示を送信する。

【００３３】立抗に向かって走行している資材搬送台車
がデータキャリヤ２１の停止位置□３に到着すると、資
材搬送台車は、必ず一時停止を行う。その再起動は、他
の関連機械設備からの起動指令もしくは、立抗操作盤の
操作により中央監視装置からＳＳ無線機固定局を介し資
材搬送台車に起動送信する場合と、ハンディ無線により
起動送信する場合がある。ＳＳ無線機移動局にて発進指
令を受信した資材搬送台車は、立抗に向かって再発進す
る。このとき、ポイント２３の切り替えにより路線変更
等が可能であり、その切り替え指示は中央監視装置や立
抗操作盤などから操作することができる。再起動され立
抗に向かって走行している資材搬送台車は、データキャ
リヤ２１の停止位置□１又は□２に到着すると停止し、
中央監視装置からの指示待ちの状態になる。

【００３４】以上の実施の形態では、１つの電波でグル
ープ単位に同時送信し、各グループで送信タイミングを
微小時間ずらす時分割多元接続方式を採用したが、以下
に説明するようにハイレベルチャンネルＨｃｈとローレ
ベルチャンネルＬｃｈからなる２つの電波を資材搬送台
車のＳＳ無線機移動局で選択できるようにして、２つの
電波をＳＳ無線機固定局に交互に割り当て相互干渉しな
いようにしてもよい。図６は本発明に係るトンネル坑内
の搬送台車誘導制御システムの他の実施の形態を説明す
るための図である。

【００３５】まず、２つの電波Ｈｃｈ、ＬｃｈをＳＳ無
線機固定局に交互に割り当て、固定局間の離隔距離Ｄ１
（ｍ）より固定局と資材搬送台車との間の通信可能距離
Ｄ２（ｍ）を小さくするとと、図６（Ａ）に示すように
電波Ｈｃｈの間、電波Ｌｃｈの間では電波相互干渉回避
距離ΔＤが確保できるので、全固定局から２つの電波Ｈ
ｃｈ、Ｌｃｈを同時に送信することができる。この方式
は、時分割多元接続方式に対し、周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ：Ｆrequency Ｄivision ＭultipleＡccess
）方式という。

【００３６】上記周波数分割多元接続方式の場合には、
電波相互干渉回避距離ΔＤの各固定局近傍で隣接する固
定局からの電波が受信できず、１局からの電波しか受信
できなくなる。このような１局からの電波しか受信でき
なくなるのを回避するときには、図６（Ｂ）に示すよう
に固定局間の離隔距離Ｄ１（ｍ）より固定局と資材搬送
台車との間の通信可能距離Ｄ２（ｍ）を大きくする。そ
して、周波数分割多元接続方式に図３（Ａ）で説明した
時分割多元接続方式を併用することにより、相互干渉を
しないようにしつつ、少なくとも隣接する２つの固定局
から受信できるようになる。この方式は、隣接する２つ
の固定局を１対おきにグループ化し、図３で説明した方
式と同様にグループ単位に同時送信し、各グループで送
信タイミングｔ１、ｔ２を微小時間ずらす。これに対し
て、図３（Ａ）に示すように固定局間の離隔距離Ｄ１
（ｍ）より固定局と資材搬送台車との間の通信可能距離
Ｄ２（ｍ）を大きくして時分割多元接続方式を採用した
場合には、図６（Ｃ）のｔ１〜ｔ３に示す送信タイミン
グとなる。

【００３７】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、ＳＳ無線方式を採用したが、勿論Ｓ
Ｓ無線方式に限らずＰＨＳその他の無線方式を採用して
もよい。また、周波数分割多元接続方式では、２つの電
波Ｈｃｈ、Ｌｃｈを同時に送信するものとして説明した
が、３以上、複数のチャンネルの電波を用いても同様に
適用可能であることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、トンネル坑内に所定の間隔で設置する複数の
無線機固定局と、前記無線機固定局と通信を行う無線機
移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制
御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台
車と、前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通
信を行い前記搬送台車の誘導制御を行う中央監視装置と
を備え、あるいはトンネル坑内の停止、加速、減速ポイ
ントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する
発信手段と、前記無線機固定局と通信を行う無線機移動
局、前記制御指令を受信する受信手段及び発進、加速、
減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装
置により走行制御される搬送台車と、前記所定の間隔
は、前記無線機移動局が隣接する前記無線機固定局のい
ずれからも受信できる距離に設定し、前記複数の無線機
固定局は、相互干渉しないように隣接する局を異なるグ
ループに分けグループ単位で同時送信を行うようにする
ので、通信不能状態を回避することができ、安全かつ簡
便、円滑にセグメントや資材をトンネル坑内で搬送する
ことができる。しかも、前記複数の無線機固定局は、前
記グループ単位で時間をずらし、あるいは周波数を変え
て同時送信を行い、前記搬送台車が複数台ある場合に各
搬送台車に対して時間をずらして通信を行うようにする
ので、無線機の仕様を共通化することができる。さら
に、ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペクトル拡散 )無線
方式を採用することにより、トンネル坑内で資材搬送台
車が移動中に通信が中断したり、ノイズ障害が生じるの
を防ぐことができる。

【００３９】また、ハンディ無線機を利用することによ
り、切羽、立坑、坑内資材ヤード等狭溢な任意の場所で
の資材搬送台車の誘導制御を可能にし、安全性の向上が
図ることができ、トンネル延長が長距離化しても、また
資材搬送台車の編成数が増し、すれ違いの分岐路線の数
が増えても、無線化によるコストダウン効果が図れ、長
距離、高速施工への対応をより廉価なものにすることが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制
御システムの実施の形態を示す図である。

【図２】 ＳＳ無線機固定局の配置間隔と障害物に対応
するバックアップ受信の例を説明するための図である。

【図３】 ＳＳ無線機固定局の通信割り当て例を示す図
である。

【図４】 資材搬送台車の構成例を示す図である。

【図５】 データキャリアと対向路線の配置例を示した
立坑から切羽までの坑内路線平面図である。

【図６】 本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制
御システムの他の実施の形態を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…ストックヤード、２…移載装置、３…昇降装置、４
…中央監視装置、５…立坑操作盤、６…ＳＳ無線機固定
局、７…通信ネットワーク、８…切羽操作盤、９…資材
搬送台車

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 友晴 埼玉県大宮市大和田町２丁目1260番地 ユ ー・エム・シー・エレクトロニクス株式会 社内 (72)発明者 出口 種臣 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 GA02 LA12 5H301 AA03 AA09 BB05 CC03 CC06 DD07 DD17 EE01 FF01 JJ01 KK01 KK02 KK03 KK04 KK08 KK09 KK12 KK13 KK18 KK20 QQ02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル坑内の路線を走行する搬送台車
   の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車
   誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間隔
   で設置する複数の無線機固定局と、前記無線機固定局と
   通信を行う無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の
   走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行
   制御される搬送台車と、前記無線機固定局を介して前記
   無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し
   誘導制御を行う中央監視装置とを備え、前記所定の間隔
   を、前記無線機移動局が隣接する前記無線機固定局の双
   方から受信できる距離に設定し、前記複数の無線機固定
   局は、相互干渉しないように隣接する局を異なるグルー
   プに分けグループ単位で同時送信を行うようにすること
   を特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘導制御システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記複数の無線機固定局は、前記グルー
   プ単位で時間をずらして同時送信を行うようにすること
   を特徴とする請求項１記載のトンネル坑内の搬送台車誘
   導制御システム。
3. 【請求項３】 前記複数の無線機固定局は、前記グルー
   プ単位で周波数を変えて同時送信を行うようにすること
   を特徴とする請求項１記載のトンネル坑内の搬送台車誘
   導制御システム。
4. 【請求項４】 前記複数の無線機固定局は、交互に周波
   数を変えて１対おきに同一グループとし、グループ単位
   で時間をずらして同時送信を行うようにすることを特徴
   とする請求項１記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御
   システム。
5. 【請求項５】 前記複数の無線機固定局は、前記搬送台
   車が複数台ある場合に各搬送台車に対して時間をずらし
   て通信を行うようにすることを特徴とする請求項１記載
   のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
6. 【請求項６】 トンネル坑内の路線を走行する搬送台車
   の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車
   誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間隔
   で設置する複数の無線機固定局と、トンネル坑内の停
   止、加速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける
   制御指令を発信する発信手段と、前記無線機固定局と通
   信を行う無線機移動局、前記制御指令を受信する受信手
   段及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装
   置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車
   と、前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通信
   を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央
   監視装置と、を備え、前記所定の間隔を、前記無線機移
   動局が隣接する前記無線機固定局の双方から受信できる
   距離に設定し、前記複数の無線機固定局は、相互干渉し
   ないように隣接する局を異なるグループに分けグループ
   単位で同時送信を行うようにすることを特徴とするトン
   ネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
7. 【請求項７】 前記複数の無線機固定局は、前記グルー
   プ単位で時間をずらして同時送信を行うようにすること
   を特徴とする請求項６記載のトンネル坑内の搬送台車誘
   導制御システム。
8. 【請求項８】 前記複数の無線機固定局は、前記グルー
   プ単位で周波数を変えて同時送信を行うようにすること
   を特徴とする請求項６記載のトンネル坑内の搬送台車誘
   導制御システム。
9. 【請求項９】 前記複数の無線機固定局は、交互に周波
   数を変えて１対おきに同一グループとし、グループ単位
   で時間をずらして同時送信を行うようにすることを特徴
   とする請求項６記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御
   システム。
10. 【請求項１０】 前記複数の無線機固定局は、前記搬送
    台車が複数台ある場合に各搬送台車に対して時間をずら
    して通信を行うようにすることを特徴とする請求項６記
    載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
11. 【請求項１１】 前記搬送台車は、携帯用の無線機の受
    信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減
    速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求
    項６記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
12. 【請求項１２】 トンネル坑内の路線を走行する搬送台
    車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台
    車誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間
    隔で設置する複数のスペクトル拡散無線機固定局と、前
    記スペクトル拡散無線機固定局と通信を行うスペクトル
    拡散無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制
    御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御さ
    れる搬送台車と、前記スペクトル拡散無線機固定局を介
    して前記スペクトル拡散無線機移動局と通信を行い前記
    搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置と
    を備え、前記所定の間隔を、前記スペクトル拡散無線機
    移動局が隣接する前記スペクトル拡散無線機固定局の双
    方から受信できる距離に設定したことを特徴とするトン
    ネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
13. 【請求項１３】 前記搬送台車は、携帯用の無線機の受
    信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減
    速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求
    項１２記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システ
    ム。
14. 【請求項１４】 トンネル坑内の路線を走行する搬送台
    車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台
    車誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間
    隔で設置する複数のスペクトル拡散無線機固定局と、ト
    ンネル坑内の停止、加速、減速ポイントに設置し当該ポ
    イントにおける制御指令を発信する発信手段と、前記ス
    ペクトル拡散無線機固定局と通信を行うスペクトル拡散
    無線機移動局、前記制御指令を受信する受信手段及び発
    進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載
    し該制御装置により走行制御される搬送台車と、前記ス
    ペクトル拡散無線機固定局を介して前記スペクトル拡散
    無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し
    誘導制御を行う中央監視装置と、を備え、前記所定の間
    隔を、前記スペクトル拡散無線機移動局が隣接する前記
    スペクトル拡散無線機固定局の双方から受信できる距離
    に設定したことを特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘
    導制御システム。
15. 【請求項１５】 前記搬送台車は、携帯用の無線機の受
    信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減
    速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求
    項１４記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システ
    ム。