JP2008165672A

JP2008165672A - 集団動態管理システム

Info

Publication number: JP2008165672A
Application number: JP2007000034A
Authority: JP
Inventors: Kimiharu Onda; 公治恩田; Kenji Akagi; 憲二赤木; Kazuto Tatehora; 和人館洞; Masaaki Morita; 賢亮森田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-01-04
Filing date: 2007-01-04
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2027-01-04
Also published as: JP4971800B2

Abstract

【課題】最小限の通信インフラ設備で、集団人員の動態管理を常時継続して実現すること。
【解決手段】電子タグ１を保持する人員を特定するタグＩＤを送信する電子タグ１、および、タグＩＤを受信するタグリーダを有する携帯端末２による集団動態管理システムであって、各人員に保持される各携帯端末２が、管理対象の人員が保持する電子タグ１のタグＩＤを列挙した人員リストを記憶部に記憶し、通信可能な電子タグ１からタグＩＤを受信し、通信可能な他携帯端末２と接続することにより、無線アドホックネットワークを形成し、無線アドホックネットワークを介して、各自が受信したタグＩＤを交換し、交換したタグＩＤのリストと、記憶部に記憶された人員リストとを照合し、受信しなかったタグＩＤが、人員リストに存在したときには、警告を出力することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、集団動態管理システムに関する。

近年、日本の製造業界や建設業界では生産管理の高効率化、および、生産管理情報の高信頼度化が図られてきた。その一例として、建設現場等に通信網を敷設し、携帯端末から敷設した通信網を介して、建設現場における施工管理に関わる情報を管理サーバに送信することで、生産管理の効率と品質を向上させる提案がある（特許文献１参照）。
特開２００２−９２０８２号公報

前記したような従来のシステムでは、管理対象の人員が集団で移動しつつ作業することを前提とした、集団人員の動態（動いている状態）の管理には不向きである。

従来のシステムは、現場等に通信網を敷設するようなインフラ整備を前もって行う必要がある。しかし、人員が移動するときには、インフラ整備も伴った移動させる必要がある。インフラ整備の移動には、敷設および撤去のコストがかかる上、移動中には通信網が使えないために人員管理が中断されてしまう。よって、人員管理を常時継続してリアルタイムに行うシステムが求められている。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、インフラ整備を構築せず、敷設などのコストを抑えつつも、集団人員の動態管理を常時継続して実現することを主な目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、電子タグを保持する人員を特定するタグＩＤを送信する前記電子タグ、および、タグＩＤを受信するタグリーダを有する携帯端末による集団動態管理システムであって、各人員に保持される前記各携帯端末が、管理対象の人員が保持する前記電子タグのタグＩＤを列挙した人員リストを記憶部に記憶し、通信可能な前記電子タグからタグＩＤを受信し、通信可能な他前記携帯端末と接続することにより、無線アドホックネットワークを形成し、前記無線アドホックネットワークを介して、各自が受信したタグＩＤを交換し、前記交換したタグＩＤのリストと、前記記憶部に記憶された前記人員リストとを照合し、受信しなかったタグＩＤが、前記人員リストに存在したときには、警告を出力することを特徴とする。その他の手段は、後記する。

本発明によれば、インフラ整備を構築せず、敷設などのコストを抑えつつも、集団人員の動態管理を常時継続して実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。

図１（ａ）は、携帯端末２および電子タグ１の用途を示す説明図である。電子タグ１およびＲＦＩＤリーダ２０（図２参照）を備える携帯端末２は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）を実現する。電子タグ１および携帯端末２は、携帯可能かつ小型に構成されるので、インフラ構築を行う必要が無く、低コストで導入することができる。

なお、ＲＦＩＤ技術の進歩にはここ十数年における情報通信技術の目覚しい進歩と社会への普及が大きく影響している。特に、無線通信技術における発展は顕著であり、最近では家庭内ＬＡＮ（Local Area Network）ネットワーク、社内ＬＡＮネットワークや喫茶店や空港等での情報ネットワークはワイヤレス化してきており、ＲＦＩＤ応用の情報・物流管理システムが社会で普及される礎となった。ＲＦＩＤは、例えば、電子乗車券、電子マネーカードなど、プリペイドカード、認証などに活用される。

電子タグ１は、非接触で情報の伝達が可能であり、一般に、電子タグ、無線タグ、ＲＦタグとも呼ばれる。電子タグ１内には、情報を読み書きすることができる。本実施形態の電子タグ１は、タグを一意に識別するためのタグＩＤが書き込まれている。

管理者８は、電子タグ１および携帯端末２を保持する。被管理者９は、電子タグ１を保持する。電子タグ１のタグＩＤは、保持する人員（管理者８または被管理者９）を一意に特定するために用いられる。携帯端末２は、付近の電子タグ１から、タグＩＤを読み取る。例えば、携帯端末２は、携帯端末２の保持者である管理者８のタグＩＤ「Ｔ１」を管理者８の電子タグ１ａから読み取る。同様に、携帯端末２は、管理者８の付近にいる被管理者９のタグＩＤ「Ｔ２」を被管理者９の電子タグ１ｂから読み取る。

携帯端末２と、その携帯端末２が読み取ったタグＩＤとの対応関係により、管理者８の付近にいる被管理者９を特定することができる。例えば、「Ｔ１」の管理者８の付近には、「Ｔ２」を被管理者９が存在する。また、携帯端末２が読み取り可能な電子タグ１は、携帯端末２のＲＦＩＤリーダ２０が発信する無線電波の強度により制限される。これにより、携帯端末２から距離が遠い電子タグ１は、そのタグＩＤが読み取られない。つまり、タグＩＤが読み取られない電子タグ１の保持者は、携帯端末２の管理者８の付近に存在しないこととなる。

図１（ｂ）は、携帯端末間で形成される無線アドホックネットワークを示す説明図である。無線アドホックネットワークとは、無線通信機能を備えた携帯端末２が相互に無線通信で形成するネットワークである。携帯端末２は、いつでも無線アドホックネットワークに対して、参加および離脱することができる。つまり、無線アドホックネットワークは、流動的なネットワークである。なお、アドホックネットワークは、例えば、特開２００５−１８４７２７号公報に詳しい。

アドホックエリア３は、無線アドホックネットワークにおいて、携帯端末２が他の携帯端末２および電子タグ１を認識可能なエリアである。アドホックエリア３は、携帯端末２の無線通信機能における電波強度や、周囲の遮蔽物などにより特定される電波が到達するエリアである。

各携帯端末２は、通信可能な携帯端末２を相互通信により検索し、検索結果として発見された携帯端末間を論理的に接続することにより、無線アドホックネットワークを形成する。なお、無線アドホックネットワークの形成は、１回ではなく、繰り返し行われる。

無線アドホックネットワークは、従来の基地局を必要とする無線および有線インフラストラクチャと比較すると、大幅な初期投資コスト（金額、人員、時間）の削減を可能にする。従来のインフラストラクチャでは、インフラ回線の敷設に当たり、据付計画、ケーブルなどの通信機材の購入、搬送、据付施工をする必要があり、さらに、建設終了時には、その通信機材の撤去が必要となっていた。

図１（ｃ）は、位置情報通知装置４を示す説明図である。位置情報通知装置４は、付近の携帯端末２に対して、位置情報通知装置４自身が保有する位置情報を通知する。位置情報は、例えば、３次元の位置を一意に特定する位置情報ＩＤなどにより表現される。位置情報通知装置４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波が屋根などの遮蔽物で到達しづらい建設現場などにおいて、位置情報を取得することができる。

位置情報通知装置４は、例えば、建設現場で運搬される配管４ａなどの移動体や、建設現場で固定されているポール４ｂなどの固定物に付加される電子タグ１として構成される。

図２は、携帯端末２の構成を示す構成図である。携帯端末２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６、相互無線通信部１８、ＲＦＩＤリーダ２０、表示部２２、操作部２４、および、電源２６を有する。

ＣＰＵ１２は、携帯端末２の中枢として、データ演算や信号制御を行う。ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１２に実行させるためのプログラムを記録する。ＲＡＭ１６は、人員固有ＤＢ３２、および、人員動態ＤＢ３４を記憶する。相互無線通信部１８は、無線通信を行うためのアンテナを含む。ＲＦＩＤリーダ２０は、電子タグ１からタグＩＤを読み取る。操作部２４は、例えば、タッチパネルとして構成され、表示部２２は、例えば、タッチパネルの液晶表示装置として構成される。電源２６は、電源制御回路を含む。

図３（ａ）は、人員固有ＤＢ３２を示す構成図である。人員固有ＤＢ３２の１つのレコードは、１人の電子タグ１の保有者に関する詳細な情報を格納する。人員の認証の為に、各作業員に電子タグ１を手渡すときに、手渡される各電子タグ１の「タグＩＤ」と、手渡される「人員名称」とが対応づけられる。なお、アドホックエリア３に入る可能性のある人員が、登録される。

例えば、タグＩＤ「Ｔ１」の電子タグ１の保有者である人員名称「特許一郎」は、動態管理の対象であり（管理フラグ「○」より）、作業「１」に参加する必要があり（対象作業「１」より）、「ＰＤＡ「Ａ１」」の携帯端末２を保持する、現場監督（関連情報より）である。

「対象作業」は、作業ごとに動態管理するときに、人員が属する作業グループを特定する用途で使用される。例えば、作業「１」に属する全人員が周囲にそろったときに、作業「１」が開始される。「関連情報」は、例えば、タグの対象となる人の名称、作業者・作業監督・指導員・検査員・顧客等の管理権限を明確にした職制、会社名などの所属であり、説明用のデータとして、表示部２２に表示される。

なお、図１（ａ）で説明した管理者８は、人員固有ＤＢ３２の「携帯端末ＩＤ」に値をもつ人員（タグＩＤ「Ｔ１，Ｔ４」）が該当する。被管理者９は、人員固有ＤＢ３２の「携帯端末ＩＤ」が「×」である人員（タグＩＤ「Ｔ２，Ｔ３」）が該当する。

携帯端末２は、例えば、図示しない建設サーバ内からネットワークを経由して、人員固有ＤＢ３２のデータを取得する。別の例では、携帯端末２は、電子タグ１から、ＲＦＩＤリーダ２０を介して、人員固有ＤＢ３２のデータを取得する。別の例では、携帯端末２は、自身に挿入されたメモリカードから、人員固有ＤＢ３２のデータを取得する。

図３（ｂ）は、人員動態ＤＢ３４を示す構成図である。人員固有ＤＢ３２の１つのレコードは、１人の電子タグ１の保有者の動態に関する情報を格納する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、タグＩＤをキーとして対応している。

例えば、タグＩＤ「Ｔ１」の電子タグ１の保有者（特許一郎）は、検出日時「2006/9/20 10:30:00」に、自身のタグＩＤが「ＰＤＡ「Ａ１」」の携帯端末２により検出されたので、検出フラグが「○」となっている。また、「ＰＤＡ「Ａ１」」の携帯端末２は、位置情報ＩＤ「T1B23」の付近に位置している。

また、タグＩＤ「Ｔ２」の電子タグ１の保有者（特許二郎）は、タグＩＤ「Ｔ１」と同じ「ＰＤＡ「Ａ１」」の携帯端末２により検出されたので、特許一郎と特許二郎とは、互いに近くにいることがわかる。

携帯端末２は、電子タグ１から、ＲＦＩＤリーダ２０を介して、人員動態ＤＢ３４のデータ（検出フラグ、検出日時、および、検出携帯端末２）を取得する。携帯端末２は、位置情報通知装置４から、人員動態ＤＢ３４のデータ（位置情報ＩＤ）を取得する。

図４は、動態管理を学校生徒に適用した一例である。図４（ａ）は、全生徒が集団で移動できている正常な状態を示し、図４（ｂ）は、１人の生徒が集団からはぐれてしまった緊急な状態を示す。なお、全生徒の集団移動は、例えば、登下校や遠足など、学校の敷地外での移動に適用される。電子タグ１は、各生徒のランドセルやカバンに取り付けられている。

図４（ａ）では、管理者８である教師が先導して、被管理者９である生徒とともに移動している。教師が保持している携帯端末２を中心として、アドホックエリア３が形成される。全生徒は、アドホックエリア内にいるので、携帯端末２は全生徒のタグＩＤを読み取ることができる。

図４（ｂ）では、１人の生徒がアドホックエリア３から出てしまった。教師が保持している携帯端末２は、アドホックエリア外の生徒のタグＩＤを読み取ることができなくなる。その結果、携帯端末２は、人員動態ＤＢ３４の検出フラグが「○」になっていない、はぐれた生徒に関する詳細な情報を人員固有ＤＢ３２から取得し、その旨を例えば学校、親などに通報する。

なお、登校時には、学校の門を通った生徒のタグＩＤが、門に備え付けられたゲートリーダによって読み取られ、学校のサーバに記録、管理される。そして、無線通信を通して登校の管理対象から除外される信号を、生徒達の携帯端末２に発信する。携帯端末２は、人員固有ＤＢ３２の管理フラグを「○」から「×」に変更し、登校済みという確認を表示部２２に表示する。

また、下校時には、学校の門を通った生徒のタグＩＤが、門に備え付けられたゲートリーダによって読み取られ、学校のサーバに記録、管理される。そして、無線通信を通して下校の管理対象に追加する信号を、生徒達の携帯端末２に発信する。携帯端末２は、人員固有ＤＢ３２の管理フラグを「×」から「○」に変更し、下校中という確認を表示部２２に表示する。なお、管理フラグが「○」である生徒が全員揃ったら、帰宅許可および登校許可が下りるようにしてもよい。

図５は、動態管理を学校生徒に適用した動作を示すフローチャートである。各動作の主体は、携帯端末２である。

まず、各人員が現場に着く前に、各人員の携帯端末２の人員固有ＤＢ３２に人員のデータを登録する（Ｓ１１）。次に、携帯端末２の付近にいる各人員の電子タグ１からタグＩＤを読み取る。そして、読み取ったタグＩＤを人員動態ＤＢ３４に登録する（Ｓ１２）。このとき、登録した人数を集計してもよい。さらに、位置情報通知装置４から位置情報ＩＤの通知を受け、人員動態ＤＢ３４の位置情報を更新してもよい（Ｓ１３）。

そして、携帯端末間で無線アドホックネットワークを形成し（Ｓ１４）、その無線アドホックネットワークを介して互いの携帯端末２の人員動態ＤＢ３４の内容を交換する（Ｓ１５）。同一のタグＩＤが複数の携帯端末２に属するときには、検出日時が新しい方のデータを採用する。

ここで、存在すべき人員が不在するか否かを判定する（Ｓ１６）。存在すべき人員（人員リスト）は、例えば、人員固有ＤＢ３２の管理フラグが「○」である人員である。また、動態管理を特定のグループに限定したいときには、人員固有ＤＢ３２の管理フラグが「○」である人員のうち、特定のグループに属する人員となる。Ｓ１６でＮｏなら、人員が揃っており問題がないので、Ｓ１２に戻り、動態管理を継続する。

Ｓ１６でＹｅｓなら、人員不在の警告表示（Ｓ１７）を行う。警告表示は、欠員人数、および、各欠員の人員固有ＤＢ３２に登録されている詳細情報である。そして、Ｓ１２に戻り、動態管理を継続する。

図６は、動態管理を建設現場に適用した一例である。建設現場では、発電所、高層ビル、化学プラントなどの大規模な建築物を建設している。配管４ａは、建設中の水力発電所において、発電に使用される水が流れる。なお、この建設現場では、人員動態管理とともに、作業管理、機器の使用管理、安全管理などが行われる。

なお、管理者８は、例えば、以下の人員である。
・据付指導を行う指導員
・据付作業を監督する作業監督
・据付作業の品質を検査する検査員
また、被管理者９は、例えば、以下の人員である。
・据付作業を行う据付作業員
・重要な作業に立会う顧客

建設作業は、例えば、配管４ａの運搬作業である。運搬作業は、集団で行う必要がある。被管理者９ｃは、配管４ａを運搬するクレーン（図示省略）の運搬位置を目視しながら指示するクレーン指示員である。被管理者９ｄは、クレーンの操作員であり、クレーン指示員からの指示に従い、クレーンを操作する。管理者８は、運搬作業を確認する現場監督である。

図６（ａ）は、集団で行う運搬作業が正常に行われている状態を示し、図６（ｂ）は、クレーン指示員が現場から離れてしまったために、運搬作業が中断された状態を示す。クレーン指示員の電子タグ１からタグＩＤが読み取れなくなったときに、図６（ａ）から図６（ｂ）となる。このとき、管理者８の携帯端末２は、「運搬中断」の警告を表示するとともに、セキュリティロック機能として、クレーンの動作を停止するように、クレーンに制御信号を送信する。これにより、クレーン操作員は、誤ってクレーンを操作しても、適切に作業が中断される。

図７は、動態管理を建設現場に適用した動作を示すフローチャートである。各動作の主体は、携帯端末２である。

Ｓ１１からＳ１７までは、携帯端末２および電子タグ１の保持者は図５とは異なるものの、コンピュータの情報処理としては図５の処理と同じであるので、説明を省略する。

建設現場に存在すべき人員が不在であり（Ｓ１６，Ｙｅｓ）、その旨を表示（Ｓ１７）した後、作業機器をロックして作業を中断する（Ｓ１８）。その後、Ｓ１２に戻って動態管理を継続し、存在すべき人員が揃ったら（Ｓ１６，Ｎｏ）、Ｓ１９に進む。

そして、作業機器がロックされていたら（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、そのロックをアンロック（解除）して、作業を許可する（Ｓ２０）。このアンロックにより、様々なアクション（作業管理、検査管理、立会管理、記録など）を可能とする。

さらに、作業が終了したか否かを判定し（Ｓ２１）、作業が終了していないなら（Ｓ２１，Ｎｏ）、処理をＳ１２に戻して動態管理を継続する。

以上説明した本実施形態は、ＲＦＩＤを人員管理に適用することを特徴とする。なお、本実施形態は、ＲＦＩＤをバーコードなどに置き換える効率的なデータ入力手段として活用するシステムと、組み合わせてもよい。例えば、ＲＦＩＤ技術をデータ入力手段として活用するシステムとして、建造物の予防保全管理システム、建設の作業進捗管理システム、製品入庫出荷管理システム、作業員の入構管理システム、安全支援システム、計測器構成管理システムなどが挙げられる。

本願出願人は、ＲＦＩＤ技術を応用して、様々な建設の進捗管理や製品の出荷・入庫管理、道工具管理や位置検出および人員管理等に適用する計画を行っている。この計画は、例えば、川畑淳一他著、「ＲＦＩＤ応用高度信頼性原子力プラント建設技術」、日立評論、２００５年に開示されている。

ＲＦＩＤ技術の利用により、入力方法を手入力から自動入力へと変える事ができ、無線通信エリア内であればリアルタイムで管理データ入力が可能となる。従って、管理データの信頼性向上、データ入力やデータ管理における労力およびコストの削減が大幅に見込める（例えば、特開２００５−３１４８８６号公報）。

本発明の一実施形態に関するＲＦＩＤ技術における携帯端末および電子タグを示す説明図である。本発明の一実施形態に関する携帯端末の構成を示す構成図である。本発明の一実施形態に関する人員動態に関する各データベースを示す構成図である。本発明の一実施形態に関する動態管理を学校生徒に適用した一例を示す説明図である。本発明の一実施形態に関する動態管理を学校生徒に適用した動作を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に関する動態管理を建設現場に適用した一例を示す説明図である。本発明の一実施形態に関する動態管理を建設現場に適用した動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１電子タグ
３アドホックエリア
４位置情報通知装置
１２ＣＰＵ
１４ＲＯＭ
１６ＲＡＭ
１８相互無線通信部
２０ＲＦＩＤリーダ
２２表示部
２４操作部
３２人員固有ＤＢ
３４人員動態ＤＢ

Claims

電子タグを保持する人員を特定するタグＩＤを送信する前記電子タグ、および、タグＩＤを受信するタグリーダを有する携帯端末による集団動態管理システムであって、
各人員に保持される前記各携帯端末が、
管理対象の人員が保持する前記電子タグのタグＩＤを列挙した人員リストを記憶部に記憶し、
通信可能な前記電子タグからタグＩＤを受信し、
通信可能な他前記携帯端末と接続することにより、無線アドホックネットワークを形成し、
前記無線アドホックネットワークを介して、各自が受信したタグＩＤを交換し、
前記交換したタグＩＤのリストと、前記記憶部に記憶された前記人員リストとを照合し、受信しなかったタグＩＤが、前記人員リストに存在したときには、警告を出力することを特徴とする
集団動態管理システム。
前記各携帯端末は、通信可能な位置情報通知装置から位置情報を受信し、前記位置情報を前記各携帯端末と関連づけて前記記憶部に記憶することを特徴とする
請求項１に記載の集団動態管理システム。
前記各携帯端末は、前記人員リストに存在するタグＩＤを受信したときには、人員の作業を許可するように指示することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の集団動態管理システム。
前記各携帯端末は、前記人員リストに存在するタグＩＤについて、受信できなくなったタグＩＤが存在するときには、人員の作業を中断するように指示することを特徴とする
請求項３に記載の集団動態管理システム。