JP2006188906A

JP2006188906A - トンネル内台車運行管理システム

Info

Publication number: JP2006188906A
Application number: JP2005002346A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ito; 耕一伊藤; Yoshikiyo Nomura; 義清野村; Masatoshi Handa; 雅俊半田; Yasuki Katsuki; 泰樹香月; Michitoshi Hosoda; 道敏細田; Satoru Kimura; 哲木村; Misaka Kondo; 操可近藤; Kazuo Harada; 和男原田
Original assignee: TOKAI PLANET KK; Nishimatsu Construction Co Ltd; Toda Corp
Current assignee: TOKAI PLANET KK; Nishimatsu Construction Co Ltd; Toda Corp
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-07
Also published as: JP4540484B2

Abstract

【課題】台車の位置情報を安価でかつ詳細に得ることができ、しかも、位置モニタから離れた坑内作業員にも確実に情報を伝達することができるトンネル内台車運行管理システムを提供する。
【解決手段】トンネル１０内の軌道１８上を走行する台車２０と、内部に電気的位置情報を有し、軌道に沿って所定間隔でトンネル内に配置された複数のＩＣタグ２２と、台車に搭載されてＩＣタグの位置情報を検出するＩＣタグ検出装置２４と、軌道に沿って所定間隔でトンネル内に配置された複数の固定無線装置２６と、台車に搭載されてＩＣタグ検出装置によって検出した位置情報を固定無線装置に伝送する移動無線装置２８とを設け、台車の位置情報を固定無線装置より受信してトンネル内の作業者に移動通信端末３６により伝達可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル内台車運行管理システムに関し、特に、シールド工事におけるセグメントや土砂を搬送する台車の運行位置を監視するためのトンネル内台車運行管理システムに関する。

一般に、シールド掘進機を用いてトンネルを構築する場合、立坑からシールド掘進機位置まで軌道を設けて、その軌道に沿って台車を走行させることで、セグメント、資材、掘削土砂、作業要員等を運搬するようにしている。

このような狭い構内での台車の移動に対する安全確保のために、トンネル内の台車の運行管理を行う必要がある。

そのため、特許文献１に示すような車両移動中央監視制御システムが提案されている。

この車両移動中央監視制御システムは、マイクロ波（２〜３ＧＨz）帯を使用したバッテリ内蔵のＩＤタグをトンネル内に敷設して、台車が走行しながら各ＩＤタグから位置情報や走行情報等を非接触状態で順次取得し、これらＩＤタグから得た位置情報を台車の走行速度情報等と共に台車から固定無線局に伝達し、固定無線局から位置モニタシステムに優先で伝達するようにしている。
特開平６−１４９３６８号公報

このような車両移動中央監視制御システムにあっては、バッテリが必要な比較的高価なＩＤタグを使用しているため、バッテリのメンテナンスが必要で、その分、ランニングコストがかかり、しかも、比較的高価なＩＤタグを間隔を狭くして多数設けることが困難で、詳細な位置情報が得られにくいものである。

また、位置モニタシステムは高価なもので、坑内に多数配置することが困難で、位置モニタから離れた位置にいる坑内作業員には台車の走行情報を確認することができず、十分な安全確保がなし難いものである。

本発明の目的は、台車の位置情報を安価でかつ詳細に得ることができ、しかも、位置モニタから離れた坑内作業員にも確実に情報を伝達することができるトンネル内台車運行管理システムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のトンネル内台車運行管理システムは、トンネル内の軌道上を走行する台車と、
内部に電気的位置情報を有し、前記軌道に沿って所定間隔で前記トンネル内に配置された複数のＩＣタグと、
前記台車に搭載されて前記ＩＣタグの位置情報を検出するＩＣタグ検出装置と、
前記軌道に沿って所定間隔で前記トンネル内に配置された複数の固定無線装置と、
前記台車に搭載されて前記ＩＣタグ検出装置によって検出した位置情報を前記固定無線装置に伝送する移動無線装置と、
前記各固定無線装置と第１の有線伝送手段を介して接続された中央制御室の制御用ＣＰＵと、
前記トンネル内の所定位置に配置され、前記制御用ＣＰＵと第２の有線伝送手段を介して接続された複数の位置表示装置と、
を含むトンネル内台車運行管理システムであって、
前記ＩＣタグ検出装置から発信される電磁界により起電力を発生して電波信号を発信する非接触型の前記ＩＣタグと、
前記第１の有線伝送手段及び制御用ＣＰＵに接続されて、前記台車の位置情報を前記第１の有線伝送手段を介して前記固定無線装置より無線伝送する移動通信端末制御用ＣＰＵと、
前記移動端末制御用ＣＰＵからの前記台車の位置情報を前記固定無線装置より受信して前記トンネル内の作業者に伝達可能な移動通信端末と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ＩＣタグにＩＣタグ検出装置から発信される電磁界により起電力を発生して電波信号を発信する比較的安価な非接触型のパッシブタイプのものを用いることで、位置情報を有するＩＣタグを多数間隔を狭めて配置することができ、詳細な位置情報を確実に取得することができる。

また、ＩＣタグから取得した詳細な位置情報を移動通信端末制御用ＣＰＵを用いてトンネル内の作業者が所持する移動通信端末に伝達することで、位置表示装置から離れた位置にいる作業者にも台車の位置情報を確実に伝達することができ、十分な安全を確保することができる。

本発明においては、前記台車に坑内酸素濃度測定装置を搭載し、トンネル内の酸素濃度を測定して測定結果を前記移動無線装置から前記固定無線装置を介して前記制御用ＣＰＵに伝送し、前記位置表示装置に表示することができる。

このような構成とすることにより、坑内酸素濃度測定装置により坑内の酸素濃度を連続的に測定し、坑内の作業者等に知らせて安全管理に寄与することができる。

本発明においては、前記ＩＣタグ検出装置は、前記台車の移動方向に沿って２個搭載され、いずれのＩＣタグ検出装置が先にＩＣタグを検出したかによって前記台車の進行方向を検出することができる。

このような構成とすることにより、ＩＣタグ検出装置のＩＣタグ検出状態で台車の進行方向を検出することができ、位置情報に加え、進行方向を管理した台車の運行管理を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施の形態に係るトンネル内台車運行管理システムを示す図である。

図１は、トンネル内台車運行管理システムの概略を示すトンネルの軸方向に沿う縦断面図で、図２は、トンネルの軸方向と交差方向の縦断面図である。

図１に示すように、このトンネル１０は、シールド掘進機１２を用いて構築されるもので、地上１４から所定深さの立坑１６を掘削して、立坑１６内にシールド掘進機１２を搬入し、立坑１６の底部から地盤を掘進しながら、トンネル１０を構築していくようにしている。

シールド掘進機１２には、シールド掘進機運転台車１１、後続台車１３等が接続されるようになっている。

このトンネル１０の掘進に伴って、セグメント、資材、掘削土砂、作業要員等を運搬する必要がある。

そのため、立坑１６位置からシールド掘進機１２位置まで、トンネル１０内の底部に軌道１８を敷設し、この軌道１８に沿ってバッテリロコ等の台車２０を走行させることで、運搬を行うようにしている。

トンネル１０内には、図２に示すように、作業者等が台車２０の通過時に退避するための退避所１５が所定箇所に設けられるようになっている。

この台車２０の運行状況は、トンネル内台車運行管理システムにて管理するようにしている。

このトンネル内台車運行管理システムは、台車２０と、ＩＣタグ２２と、ＩＣタグ検出装置２４と、固定無線装置２６と、移動無線装置２８と、制御用ＣＰＵ３０と、位置表示装置３２と、移動通信端末制御用ＣＰＵ３４と、移動通信端末３６とを有している。

ＩＣタグ２２は、ＩＣタグ検出装置２４から発振される電磁界により起電力を発生して電波信号を発振する非接触型の比較的安価なパッシブタイプのものとされている。

また、ＩＣタグ２２は、内部に電気的位置情報を有し、軌道１８に沿って所定間隔でトンネル１０内に複数配置されるようになっている。

このＩＣタグ２２は、例えば、周波数１３４．２ＫＨｚ、最大読み取り距離１．２ｍ程度のリードオンリーまたはリード／ライトのものを、２５ｍ程度の間隔で設置するようにしている。

ＩＣタグ検出装置２４は、台車２０に搭載されてＩＣタグ２２の位置情報を検出するもので、図２の断面図に示すように、ＩＣタグ検出装置本体２４ａと、検出アンテナ２４ｂとを有し、検出アンテナ２４ｂからＩＣタグ２２に向けて電磁界を発振してＩＣタグ２２に起電力を生じさせることで、ＩＣタグ２２に電波信号を発振させて、その電波信号を受信するようになっている。

ＩＣタグ検出装置２４とＩＣタグ２２との離隔距離は、２０〜３０ｃｍ程度に設定するようにしている。

また、このＩＣタグ検出装置２４は、台車２０の移動方向に沿って２個搭載され、いずれのＩＣタグ検出装置２４が先にＩＣタグ２２を検出したかによって台車２０の進行方向を検出することができるようになっている。

固定無線装置２６は、ＨＵＢ３７とアンテナ３９とを有し、軌道１８に沿って所定間隔でトンネル１０内に複数配置され、移動無線装置２８からの無線情報を受信すると共に、移動通信端末３６に対して無線情報を送信できるようになっている。

この固定無線装置２６の設置間隔は、例えば３００ｍ程度にされている。

移動無線装置２８は、台車２０に搭載されて、ＩＣタグ検出装置２４によって検出したＩＣタグ２２の位置情報を無線ＬＡＮアンテナ５０を介して固定無線装置２６に伝送し得るようになっている。

制御用ＣＰＵ３０は、地上の中央制御室３８内に設置され、各固定無線装置２６のＨＵＢ３７と例えば、光ケーブルを用いた第１の有線伝送手段４０を介して接続され、移動無線装置２８との間で無線ＬＡＮを構築する状態となっている。

位置表示装置３２は、立坑１６内に配置された親機３２ａと、トンネル１０内の所定位置、例えばシールド掘進機運転台車１１及び親機３２ａとシールド掘進機運転台車１１との間のトンネル１０壁面に複数配置された子機３２ｂとを有し、これら親機３２ａ、子機３２ｂがそれぞれ第２の有線伝送手段４２を介して制御用ＣＰＵ３０と接続された状態となっている。

この第２の有線伝送手段４２は、制御用ＣＰＵ３０から親機３２ａに至る有線ＬＡＮ４２ａと、親機３２ａと各子機３２ｂを接続する通信線４２ｂとからなり、有線ＬＡＮ４２ａと第１の有線伝送手段４０とがＨＵＢ４３を介して接続されている。

また、これら親機３２ａ、子機３２ｂには、制御用ＣＰＵ３０から伝送された現在位置、進行方向、予想到着時間等が表示されるようになっている。

移動通信端末制御用ＣＰＵ３４は、第１の有線伝送手段４０及び有線ＬＡＮ４２ａを介し制御用ＣＰＵ３０に接続されて、台車２０の位置情報を第１の有線伝送手段４０を介し固定無線装置２６より無線伝送するようになっている。

移動通信端末３６は、例えばＰＨＳ等により、移動通信端末制御用ＣＰＵ３４からの台車２０の位置情報を固定無線装置２６より受信してトンネル１０内の作業者４４に伝達可能にされている。

図３には、台車２０に搭載されたＩＣタグ検出装置２４の接続状態が示されている。

図３に示すように、検出用アンテナ２４ｂと接続したＩＣタグ検出装置本体２４ａが移動無線装置２８側の無線ＬＡＮノートパソコン４６に接続され、この無線ＬＡＮノートパソコン４６にＲＳ４２２変換器４８を介して無線ＬＡＮアンテナ５０が接続された状態となっている。

そして、この無線ＬＡＮアンテナ５０と固定無線装置２６のアンテナ３９との間で無線情報のやりとりを行うようになっている。

図４には、位置表示装置３２の内、親機３２ａの接続状態が示されている。

図４に示すように、制御用ＣＰＵ３０側の第２の有線伝送手段４２である有線ＬＡＮ４２ａに接続されたパソコン５２に液晶ディスプレイ５４が接続されている。

また、このパソコン５２には、ＲＳ２３２Ｃ５６を介してＲＳ４２２変換器５８が接続され、このＲＳ４２２変換器５８から第２の有線伝送手段４２の通信線４２ｂにて切羽側の位置表示装置３２である子機３２ｂへと接続されるようになっている。

図５には、位置表示装置３２の内、子機３２ｂの接続状態が示されている。

図５に示すように、立坑１６側の通信線４２ｂとＲＳ４２２変換器６０を介してパソコン６２が接続され、このパソコン６２に液晶ディスプレイ６４が接続されている。

また、このパソコン６２には、ＲＳ２３２Ｃ６６を介してＲＳ４２２変換器６８が接続され、このＲＳ４２２変換器６８から通信線４２ｂにて切羽側の位置表示装置３２である子機３２ｂへと接続されるようになっている。

このように、ＩＣタグ２２にＩＣタグ検出装置２４から発信される電磁界により起電力を発生して電波信号を発信する比較的安価な非接触型のパッシブタイプのものを用いることで、位置情報を有するＩＣタグを多数間隔を狭めて配置することができ、詳細な位置情報を確実に取得することができることとなる。

また、ＩＣタグ２２から取得した詳細な位置情報を移動通信端末制御用ＣＰＵ３４を用いてトンネル１０内の作業者が所持する移動通信端末３６に伝達することで、位置表示装置３２から離れた位置にいる作業者４４にも台車２０の位置情報を確実に伝達することができ、十分な安全を確保することができることとなる。

さらに、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、台車２０に坑内酸素濃度測定装置７０を搭載し、トンネル１０内の酸素濃度を連続して測定し、その測定結果を移動無線装置２８から固定無線装置２６を介して制御用ＣＰＵ３０に伝送し、位置表示装置３２に表示するようにしている。

このようにすることで、トンネル１０内の酸素濃度をリアルタイムで常時把握し、坑内の作業者４４等に知らせて安全管理に寄与することができる。

また、各位置表示装置３２及び台車２０には、それぞれパトライト７２が設置され、台車２０が近づいた場合にその位置の位置表示装置３２のパトライト７２を回転させて知らせると共に、台車２０に作業者４４が近づいた場合に台車２０のパトライト７２を回転させて台車２０の運転手に注意を促すようになっている。

さらに、台車２０が例えば２編成の場合、台車の運転手に移動通信端末により知らせることで、坑内の交差部の待ち合わせ管理をも行うことが可能である。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

例えば、ＩＣタグの設置間隔は、前記実施の形態に限定されるものではなく、トンネルの距離に応じて種々変更可能である。

また、位置表示装置の設置個数もトンネルの距離に応じて種々変更可能である。

トンネル内台車運行管理システムの概略を示すトンネルの軸方向に沿う縦断面図である。図１のトンネルの軸方向と交差方向の縦断面図である。台車に搭載されたＩＣタグ検出装置の接続状態を示す説明図である。位置表示装置の内、親機の接続状態を示す説明図である。位置表示装置の内、子機の接続状態を示す説明図である。

符号の説明

１０トンネル
１２シールド掘進機
１８軌道
２０台車
２２ＩＣタグ
２４ＩＣタグ検出装置
２６固定無線装置
２８移動無線装置
３０制御用ＣＰＵ
３２位置表示装置
３４移動通信端末制御用ＣＰＵ
３６移動通信端末
３８中央制御室
４０第１の有線伝送手段
４２第２の有線伝送手段
７０坑内酸素濃度測定装置

Claims

トンネル内の軌道上を走行する台車と、
内部に電気的位置情報を有し、前記軌道に沿って所定間隔で前記トンネル内に配置された複数のＩＣタグと、
前記台車に搭載されて前記ＩＣタグの位置情報を検出するＩＣタグ検出装置と、
前記軌道に沿って所定間隔で前記トンネル内に配置された複数の固定無線装置と、
前記台車に搭載されて前記ＩＣタグ検出装置によって検出した位置情報を前記固定無線装置に伝送する移動無線装置と、
前記各固定無線装置と第１の有線伝送手段を介して接続された中央制御室の制御用ＣＰＵと、
前記トンネル内の所定位置に配置され、前記制御用ＣＰＵと第２の有線伝送手段を介して接続された複数の位置表示装置と、
を含むトンネル内台車運行管理システムであって、
前記ＩＣタグ検出装置から発信される電磁界により起電力を発生して電波信号を発信する非接触型の前記ＩＣタグと、
前記第１の有線伝送手段及び制御用ＣＰＵに接続されて、前記台車の位置情報を前記第１の有線伝送手段を介して前記固定無線装置より無線伝送する移動通信端末制御用ＣＰＵと、
前記移動端末制御用ＣＰＵからの前記台車の位置情報を前記固定無線装置より受信して前記トンネル内の作業者に伝達可能な移動通信端末と、
を含むことを特徴とするトンネル内台車運行管理システム。
請求項１において、
前記台車に坑内酸素濃度測定装置を搭載し、トンネル内の酸素濃度を測定して測定結果を前記移動無線装置から前記固定無線装置を介して前記制御用ＣＰＵに伝送し、前記位置表示装置に表示することを特徴とするトンネル内台車運行管理システム。
請求項１又は２において、
前記ＩＣタグ検出装置は、前記台車の移動方向に沿って２個搭載され、いずれのＩＣタグ検出装置が先にＩＣタグを検出したかによって前記台車の進行方向を検出することを特徴とするトンネル内台車運行管理システム。