JP2005290886A - 除雪作業管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的はインフラ整備にコストをかけずに、作業路線全体の積雪量を正確に把握することができる除雪作業管理システムを提供することである。
【解決手段】 除雪管理サーバ１５は除雪作業情報１３ａを作業情報データベース１５ａに逐次記憶すると共に、インターネット等の公衆回線１４を介して気象情報管理サーバ１６の気象情報データベース１６ａから前記作業機械１１が稼働している地域の１時間毎の積雪情報を取得し、この１時間毎の積雪情報と前記作業情報１３ａから作業路線データベース１５ｂを作成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は除雪作業管理システムに係わり、特に作業路線に配備され除雪を行う作業機械を遠隔で管理する除雪作業管理システムに関する。

雪国において、除雪作業は除雪作業機械を用いて行われることが多い。この除雪作業では、気象の変化、降雪量といった自然環境が著しく変化するために、除雪作業の作業量の見積り及び把握が困難である。従って、除雪作業を一度行った作業路線でも降雪状況によっては、再び除雪作業が必要とされる場合も多い。このような除雪作業において、現状ではパトロール車の巡回等により除雪の必要とされる路線を監視し、指示を与えている。また、道路にカメラを設置し、画像処理により路面の乾燥、積雪、凍結等の路面状態を判断する方法が特開２００２−３１０８９６に記載されている。

特開２００２−３１０８９６号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。現状行われている、パトロール車の巡回による監視指示では、どうしても移動に時間がかかり作業路線全体の積雪状態と除雪作業の進捗状況を正確に把握することは難しく、またパトロール員が積雪量を監視するため、その判断は主観的なものとなり、必ずしも適切な指示が行えない。また、特開２００２−３１０８９６号公報記載の画像処理による方法では、作業路線全体の道路状況を把握するためには主要路線毎にカメラを設置する必要があり、インフラ整備に多大なコストがかかる。また、積雪の有無の判断は可能であるが積雪量の大小（積雪状態）の把握は難しい。

本発明の目的は、作業路線全体の積雪状態と除雪作業の進捗状況を正確に把握し、作業機械に対し適切な作業指示を行うことができ、かつインフラ整備にコストをかけない除雪作業管理システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、作業路線に配備され除雪を行う作業機械を遠隔で管理する除雪作業管理システムにおいて、前記作業機械は、現在位置を検出する測位手段と、作業状態を検出する作業状態検出手段と、前記測位手段により検出された現在位置および前記作業状態検出手段により検出された作業状態の各情報を用いて作業機械の位置情報を含む除雪作業情報を作成する作業情報作成手段と、前記除雪作業情報を遠隔地にある管理サーバへ送信する通信手段とを備え、前記管理サーバは、前記除雪作業情報を逐次記憶する情報記憶手段と、インターネット等の公衆回線を介して、気象情報管理サーバから単位時刻毎の積雪情報を取得する手段と、前記除雪作業情報と前記単位時刻毎の積雪情報とから作業路線の除雪作業進捗情報を作成する手段と、前記作業路線の除雪作業進捗情報を、前記作業機械を遠隔地で管理する管理端末へ送付する手段とを備えるものとする。

このように作業機械側で除雪作業情報を作成し、管理サーバ側でその除雪作業情報と気象情報管理サーバから取得した単位時刻毎の積雪情報とから作業路線の除雪作業進捗情報を作成し、その除雪作業進捗情報を管理端末に送付することにより、管理端末側では作業路線全体の積雪状態と作業機械による除雪作業の進捗状況を正確に把握でき、作業機械に対し、適切な作業指示を行うことができる。また、主要路線毎にカメラを設置する等のインフラ整備も不要であり、安価なシステムを提供することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、除雪作業管理システムにおいて、前記管理端末は、前記作業路線の除雪作業進捗情報に基づいて除雪作業進捗管理画面を表示する表示手段を備え、前記除雪作業進捗管理画面は作業路線を地図上に表示するとともに、作業路線上の積雪量が除雪作業を必要とする一定値以上になった場合に、その作業路線を強調して表示するものとする。

このように管理端末の表示手段に除雪作業進捗情報を表示することにより、管理担当者は除雪を必要とする作業路線を容易に知ることができ、作業機械に適切な作業指示を行うことができる。

（３）上記（１）において、好ましくは、除雪作業管理システムにおいて、前記管理端末は、前記作業路線の除雪作業進捗情報に基づいて除雪作業進捗管理画面を表示する表示手段を備え、前記除雪作業進捗管理画面は作業路線を地図上に表示するとともに、作業路線の積雪量毎に線種分けして表示するものとする。

このように管理端末の表示手段に除雪作業進捗情報を表示することにより、管理担当者は除雪を必要とする作業路線を容易に知ることができ、作業機械に適切な作業指示を行うことができる。

本発明によれば、作業路線全体の積雪状態と除雪作業の進捗状況を正確に把握でき、作業機械に対し、除雪作業の適切な指示を行うことができる。また、安価な除雪作業管理システムにより効率的な作業指示を行うことができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本実施の形態に係わる除雪作業管理システムの構成図である。
図１において、除雪作業現場には複数の除雪作業機械１１が稼働している。複数の作業機械１１はそれぞれ衛星１２より測位情報を受信し自車位置を測位するＧＰＳユニット１１ａと、除雪作業情報１３ａを遠隔に通信するための通信ユニット１１ｂと、作業状態を検出し除雪作業情報１３ａを作成する制御ユニット１１ｃを搭載している。作業機械１１は例えば先端に作業装置として傾転可能なバケット１１ｄを備えたホイールローダであり、制御ユニット１１ｃは、例えば作業装置（バケット）１１ｄが除雪作業位置に固定された等の信号をトリガにエンジン稼動を判断して除雪作業情報１３ａを生成する。この除雪作業情報１３ａは作業機械１１の位置情報を含み、公衆無線通信網１３と、専用電話回線１３ｂを経由して除雪管理サーバ１５へ送信される。

除雪管理サーバ１５は除雪作業情報１３ａを受信し、作業情報データベース１５ａに逐次記憶すると共に、この除雪作業情報から除雪作業進捗情報を作成し、作業路線データベース１５ｂに記憶する。また、除雪管理サーバ１５はインターネット等の公衆回線１４を介して気象情報管理サーバ１６の気象情報データベース１６ａから作業機械１１が稼働している地域の時刻毎、例えば１時間毎の積雪情報を取得し、この１時間毎の積雪情報により除雪作業進捗情報を修正し、修正後の除雪作業進捗情報を作業路線データベース１５ｂに記憶する。また、除雪管理サーバ１５はインターネット等の公衆回線１４を介して管理端末１７からアクセスがあると、作業路線データベース１５ｂから除雪作業進捗情報を読み出して、表示データを作成し、管理端末１７へ配信する。管理端末１７は例えばパソコンであり、その画面１７ａに受信した除雪作業進捗情報を表示する。管理担当者はその表示データを用いて除雪作業のための配車指示を行う。

図２は作業機械１１の車載ユニット構成図である。車載ユニットはＧＰＳユニット１１ａ、通信ユニット１１ｂ、制御ユニット１１ｃで構成される。ＧＰＳユニット１１ａは衛星１２より測位情報を受信して作業機械１１の現在位置を計測し、その計測位置を制御ユニット１１ｃに入力する。制御ユニット１１ｃには、エンジン稼働状態を検出する手段として、コンパレータが設けられ、このコンパレータにオルタネータの出力電圧がオルタネータとの接続点１１ｅから入力される。また制御ユニット１１ｃにはリミットスイッチ１１ｆの信号が入力される。リミットスイッチ１１ｆはバケット１１ｄが除雪作業位置に固定されたときに、リミットスイッチ１１ｆがＯＮになるように、例えばバケット１１ｄが除雪作業位置まで下がったときのアーム位置を検出し、アームに押されるように作業機械１１に設けられる。

なお、バケット１１ｄが除雪作業位置にあることを検出する手段としては、バケット１１ｄの操作圧を検出するパイロット圧センサを設け、バケット１１ｄの下げ操作を検出することによりバケット１１ｄが除雪作業位置にあることを判定してもよい。

制御ユニット１１ｃはコンパレータに入力される電圧が一定値を超え、かつリミットスイッチ１１ｆの信号がＯＮであるときに、エンジンが稼働状態にあって、バケット１１ｄが除雪作業位置にあること、つまり作業機械１１が除雪作業状態にあることを判定する。制御ユニット１１ｃは前記作業機械１１の現在位置データと、前記作業機械１１が除雪作業状態にあるかどうかの情報を含む除雪作業情報１３ａを作成し、通信ユニット１１ｂを通して、除雪管理サーバ１５に送信する。図２では一例として、除雪作業情報１３ａに含まれる現在位置データを（緯度、経度、高さ）で示し、除雪作業状態にあるかどうかを”１”又は”０”で示している。”１”は除雪作業状態にある時、”０”は除雪作業状態にないときである。

図３は除雪管理サーバ１５が管理する管理エリアの概念と作業機械１１、除雪管理サーバ１５、管理端末１７の位置関係を示す図である。
管理エリア１００は複数のサブエリア１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄからなり、各サブエリア１００ａ〜１００ｄ内に複数台の作業機械１１と１つの管理端末１７が配置されている。除雪管理サーバ１５は管理エリア１００内の全ての作業機械１１を管理し、管理端末１７はサブエリア１００ａ〜１００ｄのうち自身が属するサブエリア内の作業機械１１を管理する。前述したように、各作業機械１１は公衆無線通信網１３と専用電話回線１３ｂを介して除雪管理サーバ１５へ除雪作業情報１３ａを送信する。また、管理端末１７はインターネット公衆回線１４を介して除雪管理サーバ１５にアクセスし、除雪作業進捗情報の表示データを取得する。管理端末１７を操作する管理者は当該サブエリアにある作業機械１１に対し、例えば携帯電話等で除雪作業を指示する。

次に除雪管理サーバ１５における作業路線の管理内容について説明する。

図４は除雪を行う作業路線の一例を示す図である。図中の矢印付き太実線が作業路線を示す。作業路線は道路が交わる点Ｐ１〜Ｐ５において、Ｐ１−Ｐ２，Ｐ２−Ｐ３，Ｐ３−Ｐ４，Ｐ４−Ｐ５，Ｐ５−Ｐ１で示す区画単位で管理を行う。また点ａ１〜ａ５は点Ｐ１〜Ｐ５の各区画における中心点を示し、作業機械１１の通過判定を行うことにより作業判定を行う点である。例えばＰ１を始点にＰ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５→Ｐ１のような順路で除雪作業を行う場合、除雪作業の進捗管理は次のように行なう。例えばＰ１からＰ２を作業機械１１が作業する時、作業機械１１の位置情報と作業判定点ａ１とから通過判定を行い、ａ１を通過したなら区画Ｐ１−Ｐ２の路線の除雪を行ったものとみなす。以後Ｐ２−Ｐ３，Ｐ３−Ｐ４，Ｐ４−Ｐ５，Ｐ５−Ｐ１についても各作業判定点ａ２，ａ３，ａ４，ａ５について通過判定を行い作業が行われたかの判定を行う。

図５は除雪作業進捗情報に基づく作業路線の積雪表示例であって、管理端末１７に表示される除雪作業進捗管理画面の一例を示したものである。図示の例では、作業路線が地図上に積雪状態と除雪作業進捗状況に応じて線種分けで表示されている。この線種分けは、作業路線の積雪予測量によって分けられており、例えば１０ｃｍ未満は点線、１０ｃｍ以上〜２０ｃｍ未満を普通の太さの実線、３０ｃｍ以上を太い実線で表示している。図中のＮ１は作業機械１１の最新位置を表す。最新位置Ｎ１に近接した手前の位置に作業機械１１を表示する。この例では作業機械１１はＰ１から作業判定点ａ１，Ｐ２を通り作業中である。Ｐ１−Ｐ２区間は作業が完了したので積雪量予測は０ｃｍとなり点線表示となる。

図６は除雪管理サーバ１５にある作業路線データベース１５ｂに記憶される除雪作業進捗情報を示す図である。この図６では図５の作業路線状況を作業路線データベース１５ｂに格納した例を示す。作業路線は区画を１レコード単位で登録し、登録項目としては各区画を識別する区画番号Ｒｎと、始点であるＰｎの位置データ（緯度、経度）と、終点であるＰｎ＋１の位置データ（緯度、経度）と、作業判定のための判定点ａｎの位置データ（緯度、経度）と、積雪量がある。

図７はアメダスによるインターネット上で公開されている気象情報例を示す図である。市町村単位の地域について１時間毎に積雪量情報が更新される。気象情報管理サーバ１６の気象情報データベース１６ａにはこのように気象情報（積雪情報）が蓄積されている。またその気象情報（積雪情報）は外部から取得可能である。

次に、除雪管理サーバ１５における除雪作業進捗情報の作成処理について説明する。

作業機械１１が除雪作業状態で作業路線を通過した場合、その路線は作業により除雪が完了したと判断することができる。従って作業路線上の作業判定点ａｎを作業車両が作業状態で通過した場合には区画Ｐｎ−Ｐｎ＋１は積雪量を０ｃｍにする。

図８は除雪作業情報１３ａに基づく除雪作業進捗情報作成処理を示すフローチャートである。まず除雪管理サーバ１５にある作業情報データベース１５ａから除雪作業状態にある作業機械１１があるかを判断する（ステップＳ１）。具体的には、作業情報データベース１５ａに記憶された除雪作業情報１３ａのうちの最新の情報を読み出し、その中に除雪作業状態が”１”である除雪作業情報１３ａがあるかを判断する。除雪作業状態が”１”である除雪作業情報１３ａがない場合には処理を抜け、この処理を繰り返す。除雪作業状態が”１”である除雪作業情報１３ａが存在する場合には、作業判定点ａｎの初期値としてｎ＝１を設定し（ステップＳ２）、その除雪作業情報１３ａに係わる作業機械１１が区画番号１の作業路線の作業判定点ａｎ（＝ａ１）から３０ｍ以内にあるかを判定する（ステップＳ３）。具体的には、除雪作業情報１３ａに含まれる作業機械１１の位置データのうち（緯度、経度）の位置データと作業判定点ａ１の（緯度、経度）の位置データとから既知の方法により、作業判定点ａ１と作業機械１１の距離を計算する。ステップＳ３の判定結果が否である場合は、ｎをｎ＋１に更新し（ステップＳ４）、区画番号２の作業路線について、同様の処理を行い、この処理を全ての作業路線について繰り返す（ステップＳ５）。ステップＳ３の判定結果が肯定されれば、除雪管理サーバ１５の作業路線データベース１５ｂに記憶される除雪作業進捗情報のうち、該当する作業路線の積雪量情報を０にする（ステップＳ６）。

図９は積雪情報による除雪作業進捗情報修正処理を示すフローチャートである。気象情報管理サーバ１６の気象情報データベース１６ａは、図７に示すように、市長村単位の地域の積雪量について、１時間毎に１ｃｍ単位で公開している。このため、除雪管理サーバ１５はまず更新時刻になったかどうかの判定を行い（ステップＳ１０）、更新時刻になっていれば、積雪情報を取得する（ステップＳ１１）。そして作業路線データベース１５ｂに記憶される各作業路線の除雪作業進捗情報の積雪量情報に取得した積雪情報を加算する（ステップＳ１２）。

図１０は表示データ作成処理を示すフローチャートである。まず管理端末１７からアクセス要求があったかどうかの判定を行う（ステップＳ２０）。アクセス要求があった場合には、作業情報データベース１５ａに記憶された除雪作業情報に含まれる作業機械１１の現在位置データのうち、その管理端末１７が管理するサブエリアに含まれる作業機械１１の位置データと、作業路線データベース１５ｂに記憶された対象作業路線の除雪作業進捗情報とを読込み（ステップＳ２１）、表示データを作成する（ステップＳ２２）。そして、その表示データを管理端末１７に送信する（ステップＳ２３）。管理端末１７はその表示データに基づいて図５に示した除雪作業進捗管理画面を表示する。

以上において、ＧＰＳユニット１１ａは作業機械１１の現在位置を検出する測位手段を構成し、オルタネータとの接続点１１ｅとリミットスイッチ１１ｆは作業機械１１の作業状態を検出する作業状態検出手段を構成し、制御ユニット１１ｃは前記測位手段により検出された現在位置および前記作業状態検出手段により検出された作業状態の各情報を用いて作業機械１１の位置情報を含む除雪作業情報１３ａを作成する作業情報作成手段を構成し、通信ユニット１１ｂは前記除雪作業情報１３ａを遠隔地にある管理サーバ１５へ送信する通信手段を構成する。

また、作業情報データベース１５ａは前記除雪作業情報１３ａを逐次記憶する情報記憶手段を構成し、図９のステップＳ１０及びステップＳ１１はインターネット等の公衆回線１４を介して、気象情報管理サーバ１６から単位時刻毎の積雪情報を取得する手段を構成し、図８のステップＳ１〜ステップＳ６及び図９のステップＳ１２は前記除雪作業情報と前記単位時刻毎の積雪情報とから作業路線の除雪作業進捗情報を作成する手段を構成し、図１０のステップＳ２０〜ステップＳ２３は前記作業路線の除雪作業進捗情報を、前記作業機械１１を遠隔地で管理する管理端末１７へ送付する手段を構成する。

以上のように構成した本実施の形態においては、除雪管理サーバ１５の作業情報データベース１５ａに記憶された作業機械１１の現在位置情報を含む除雪作業情報１３ａと、気象情報管理サーバ１６の気象情報データベース１６ａから単位時刻毎に得られる積雪情報とから作業路線の除雪作業進捗情報を作成し、この除雪作業進捗情報を管理端末１７に送付することにより、管理端末１７には図５に示すような除雪作業進捗管理画面が表示される。ここで図５の除雪作業進捗管理画面には、前述したように作業路線が地図上に積雪状態と除雪作業進捗状況に応じて線種分けで表示されている。これにより、管理担当者はその除雪作業進捗管理画面を見ることにより、作業路線全体の積雪状態と除雪作業の進捗状況を正確に把握することができる。

また、例えば除雪作業を必要とする積雪量の最低値を１０ｃｍと仮定した場合、除雪作業進捗管理画面には積雪予測量が１０ｃｍを超えた作業路線が普通の実線のＰ５−Ｐ１と太い実線Ｐ２−Ｐ３、Ｐ３−Ｐ４、Ｐ４−Ｐ５で表示されている。よって、管理担当者はその作業路線の線種分け表示により、除雪作業を必要とする作業路線を容易に知ることができ、作業機械に適切な作業指示を行なうことができる。この場合、その作業指示は、同じサブエリアにある作業機械１１に対し、例えば携帯電話を用いて行う。このとき、管理端末１７には同じサブエリアの除雪作業状態にない作業機械１１があるの位置情報も送られるため、除雪作業進捗管理画面にはその作業機械１１も表示される。このため、作業指示を行うための作業機械１１を探すのも容易であり、作業機械１１の配車指示を的確に行うことができる。この場合、除雪作業状態にある作業機械と除雪作業状態にない作業機械とを色分け等で区別して表示すると、管理担当者は配車可能な作業機械を容易に認識することができ、一層便利である。

以上のように本実施の形態によれば、管理担当者は作業路線全体の積雪状態と除雪作業の進捗状況を正確に把握でき、作業機械１１に対し、除雪作業の適切な指示を行うことができる。また、主要路線毎にカメラを設置する等のインフラ整備も不要であり、安価なシステムにより、効率的な指示を行うことができる。

以上に本発明の一実施の形態を説明したが、本発明はこの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、除雪作業進捗管理画面において、作業路線上の積雪量が除雪作業を必要とする一定値以上になった場合に作業路線を強調表示する方法として、作業路線を積雪状態に応じて点線（１０ｃｍ未満）、普通の実線（１０ｃｍ以上〜２０ｃｍ未満）、太い実線（３０ｃｍ以上）の線種分けにより行ったが、線種分けに代え色分けして表示してもよい。また、点線、普通の実線、太い実線の３種類の線種分けを行ったが、点線と実線の２種類であってもよいし、更に太い点線或いは一点差線等を加えるなど、４種類以上の線種分けであってもよい。また、線種分けと色分けを組み合わせてもよい。このような変形例であっても、作業路線上の積雪量が除雪作業を必要とする一定値以上になった場合の線種或いは色を予め決めておくことにより、管理担当者は除雪作業を必要とする作業路線を容易に知ることができ、作業機械に適切な作業指示を行なうことができる。

また、上記の実施の形態では、管理端末１７からアクセス要求があったときに除雪管理サーバ側で作業機械１１の位置データと除雪作業進捗情報を表示データに変換し、管理端末１７に送信したが、事前に表示データを作成し、データベースに記憶しておいてもよいし、除雪管理サーバ１５から管理端末１７には作業機械１１の位置データと除雪作業進捗情報をそのまま送り、管理端末１７側で表示データに変換してもよい。これによっても上記実施の形態と同様の効果が得られる。

除雪作業管理システム構成を示す図である。 作業機械の車載ユニットの構成を示す図である。 管理エリアの概念と作業機械１１、除雪管理サーバ１５、管理端末１７の位置関係を示す図である。 除雪を行う作業路線の例を示す図である。 管理端末１７に表示される除雪作業進捗管理画面の一例を示した図である。 除雪管理サーバ１５にある作業路線データベース１５ｂに記憶される除雪作業進捗情報を示す図である。 アメダスによるインターネット上で公開されている気象情報例を示す図である。 除雪作業進捗情報作成処理を示すフローチャートである。 積雪情報による除雪作業進捗情報修正処理を示すフローチャートである。 表示データ作成処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ 作業機械
１１ａ ＧＰＳユニット（測位手段）
１１ｂ 通信ユニット（通信手段）
１１ｃ 制御ユニット
１１ｅ オルタネータとの接続点
１１ｆ リミットスイッチ
１３ 公衆無線通信網
１３ａ 除雪作業情報
１５ 除雪管理サーバ（管理サーバ）
１５ａ 作業情報データベース
１５ｂ 作業路線データベース
１６ 気象情報管理サーバ
１６ａ 気象情報データベース
１７ 管理端末
１７ａ 画面

Claims (3)

1. 作業路線に配備され除雪を行う作業機械を遠隔で管理する除雪作業管理システムにおいて、
   前記作業機械は、現在位置を検出する測位手段と、作業状態を検出する作業状態検出手段と、前記測位手段により検出された現在位置および前記作業状態検出手段により検出された作業状態の各情報を用いて作業機械の位置情報を含む除雪作業情報を作成する作業情報作成手段と、前記除雪作業情報を遠隔地にある管理サーバへ送信する通信手段とを備え、
   前記管理サーバは、前記除雪作業情報を逐次記憶する情報記憶手段と、インターネット等の公衆回線を介して、気象情報管理サーバから単位時刻毎の積雪情報を取得する手段と、前記除雪作業情報と前記単位時刻毎の積雪情報とから作業路線の除雪作業進捗情報を作成する手段と、前記作業路線の除雪作業進捗情報を、前記作業機械を遠隔地で管理する管理端末へ送付する手段とを備えることを特徴とする除雪作業管理システム。
2. 請求項１記載の除雪作業管理システムにおいて、前記管理端末は、前記作業路線の除雪作業進捗情報に基づいて除雪作業進捗管理画面を表示する表示手段を備え、前記除雪作業進捗管理画面は作業路線を地図上に表示するとともに、作業路線上の積雪量が除雪作業を必要とする一定値以上になった場合に、その作業路線を強調して表示することを特徴とする除雪作業管理システム。
3. 請求項１記載の除雪作業管理システムにおいて、前記管理端末は、前記作業路線の除雪作業進捗情報に基づいて除雪作業進捗管理画面を表示する表示手段を備え、前記除雪作業進捗管理画面は作業路線を地図上に表示するとともに、作業路線の積雪量毎に線種分けして表示することを特徴とする除雪作業管理システム。

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