JP2009104357A - 危険連絡通報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 重機と徒歩の作業者が混在して作業を行う工事現場において、作業者の対重機の安全を守りながら、連絡に関する通報を行う無線装置の提供。
【解決手段】 本発明の危険連絡通報装置１０４は、重機１０１と同一の作業現場で作業する作業者１０２が携帯して、送信機が取り付けられた重機１０１からの信号を受信する無線受信機２０１と、無線受信機２０１に受信信号の有無を所定の周期で監視する中央処理装置２０２とを備え、無線受信機２０１が受信した信号の内容に従って、重機１０１近接の危険通報装置として機能するか、連絡事項を通報する連絡通報装置として機能するかを、前記中央処理装置２０２により切り替えられる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、作業者と作業機とが混在して作業を行う作業現場において、作業者を作業機による事故から守る危険通報装置として、また連絡事項がある場合には連絡用通報装置として稼働する無線通信装置に関する。

例えば、土木作業の工事現場等、徒歩の作業者と重機を操縦して作業に当たる作業者等が、入り交じって作業をする現場に於いて、重機の操縦者は重機の陰に隠れた徒歩の作業者の存在に気が付かず、重機を徒歩の作業者の方向に動かしてしまい、徒歩の作業者に危害を加えるおそれがある。一方、徒歩の作業者も作業に気を取られ、重機の接近に気が付かず、同様の事故に遭うおそれがある。

従来は、重機に音響装置を取り付けて重機の接近を音で知らせる方法が取られていた。しかし、この方法では、聾唖の作業者に重機の接近を十分に伝える事はできなかった。

近年、無線装置を用いて重機の接近を知らせる方法が開発されている。これは重機に特定の周波数を定時的に発する送信機を置き、徒歩の作業者に当該周波数を受信できる受信機を持たせ、受信機に於ける受信信号強度がある一定レベルを超えた場合は音響信号を用いて徒歩の作業者に重機の接近を告げる方式が取られている（例えば、特許文献1から４参照。）。
特開平３−９６７９９号公報 特開平７−１６８９８５号公報 特開平７−１６８９８６号公報 特開平７−１６８９８７号公報

しかし、作業者は全て健常者では無く、聾唖者の様に身体に不自由な部分を持つ人間もいる。従って、音声による危険通報以外にも振動や光や表示を組み合わせ、危険を通知する事が必要である。また工事現場などでは、特定の作業者に連絡を取るため、本人を捜す場合に広いエリアを徒歩等で探さなくてはならない場合がある。その為には、連絡用の通報装置を徒歩の作業者に持たせる事が必要である。

しかしながら、徒歩の作業者に複数の無線装置を携帯させることは徒歩の作業者の負担になり、作業効率に悪い影響を与える事になる。従って、危険通報装置と連絡用の通報装置を１つの装置として携帯させる事が考えられ、機能の異なる２種類の無線通信方法を効率良く一台の無線装置に組み込む事が課題となる。

上記課題を解決するために、作業機と同一の作業現場で作業する作業者が携帯して、送信機が取り付けられた前記作業機からの信号を受信する受信機と、前記受信機に受信信号の有無を所定の周期で監視する中央処理装置と、を備え、前記受信機が受信した信号の内容に従って、作業機近接の危険通報装置として機能するか、連絡事項を通報する連絡通報装置として機能するかを、前記中央処理装置により切り替えられる。

本発明の危険連絡通報装置は、重機接近のアラームとして、また簡単な連絡事項を一方向通信で伝える機能を併せ持つ。無線装置は受信専用とする事で大きな電力を消費する事も無く、形状を小型・軽量にすることができる。

本発明の実施形態にかかわる危険連絡通報装置は、作業者と作業機とが混在して作業を行う作業現場において、作業者を作業機による事故から守る危険通報装置として、また連絡事項がある場合には連絡用通報装置として稼働する無線通信装置である。

危険通報装置に使われる無線装置は、例えば、送信機を重機に受信機を徒歩の作業者に取り付ける構成で、これは連絡用の通報装置でも同じである。ここで、連絡用の通報装置は連絡用の通報を送信機から一方的に受信機に送るものである為、通報が届いたかどうかの確認は行わない。受信機は、徒歩作業者の負荷を軽減させる為に、電池駆動、それも極力小さな電池を用いることが好ましい。無線装置は送信を行うと電力を多く消費する為、電池の消耗が著しい。従って、当該無線装置は受信専用とする。

動作面において、危険通報機能も連絡用通報の機能も絶えず受信をするか、短い間欠受信を繰り返すか、電波の到来を常に見張っている点では同じである。しかし、危険通報では、電波の信号強度の大小が問題になるだけで、受信した内容そのものは問題とならない。即ち、受信機に届く電波の信号強度が増す事は、送信機と受信機の距離が縮まっていることを示し、危険が迫っている事を意味する。

一方、連絡用通報では受信した通報の内容が問題となる。しかし、工事等の作業現場では無線通信で打ち合わせを行うことは希で、一般的には指示や命令を伝える為の呼び出しや作業の始まり、終了、交代、休憩時間等の時間を知らせるなど、限られた内容の連絡事項に限られる。従って、予め想定される通報内容を決めておき、内容を選択する為の符号を送るだけで事足りる。受信機は送信機から信号を受けると、信号から選択すべき通報の内容を読み出し、その通報に関するメッセージを記憶された中から選び出してスピーカ等の音を発生する機器に出力する。

本実施形態では、危険連絡通報装置は、送られた信号の内容に従って、重機近接の危険通報装置か、連絡事項を通報する連絡装置として機能する。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜４を参照して説明する。

本実施形態の危険連絡通報装置は小型軽量にする事が可能で有るため、携帯性に優れているが、衣服上に留める事、例えば、ピン留めやマジックテープ留めは、作業を行う上で邪魔になるおそれがあり、また衣服を変えた時に忘れるおそれがある。そこで、本実施形態の危険連絡通報装置は図１に示す様に作業者のヘルメットに装着する。図１（ａ）は、使われる環境における重機１０１と作業者１０２との関係を示している。重機１０１には通報を送る送信機が装備されており、作業者１０２には無線受信機を含む危険連絡通報装置が作業者のヘルメットに装備されている。 図１（ｂ）は、ヘルメット１０３に装備された危険連絡通報装置１０４の外観的構成を示している。危険連絡通報装置１０４はヘルメット１０３の下部で、作業者１０２の耳に近いところに固定ベルト１０５で固定される。これは、スピーカから出る通報を聞き易くする為である。ヘルメット１０３の上部には、アンテナ１０６が固定されている。これは、無線の電波を受け易くすることが目的である。

図２は、本実施形態の危険連絡通報装置１０４の概略構造を示すブロック図である。アンテナ１０６、無線受信機２０１、中央処理装置２０２及びスピーカ２０３が共有部分であり、無線受信機２０１は受ける信号の内容に従って、危険を通報する近接警報機２０４と連絡用に通報する連絡事項通報機２０５の何れかの機能を有する機器を選択する。また、スピーカ２０３以外でも、音を発生する機器、すなわち音出力手段であれば良い。

また、重機１０１に装備された無線送信機が送信する電波や危険連絡通報装置１０４が受信する電波は、３１５ＭＨｚ帯の電波を用い、連絡に関する通報を変調する場合は振幅変調方式を用いる。

次に、重機１０１が必要以上に作業者１０２に近づき、作業者１０２に重機１０１による事故の可能性が高まったにもかかわらず、その事実に作業者１０２が気付いていない場合の警報について説明する。

図１（ａ）に示す重機１０１は送信機を携帯し、常にそのアンテナから電波を送信している。その送信電力強度は５０マイクロワットの出力に設定されている。このように、送信出力を低く設定するのは、送信出力が高すぎると重機１０１が作業者１０２から遠くにいても信号を受信してしまい、受信機が危険信号を発してしまう事を防ぐ為である。

通常の場合、この送信機から放射される危険検知用の信号（ベースバンド信号）の電波には、図３で示す波形、つまり０と１を交互に繰り返すバランス信号３０１と呼ばれる信号が変調してある。バランス信号３０１はデジタル信号の内、受信機側に取って０と１を識別し易い信号であり、デジタル信号の受信機の感度を安定させることにも役立つ。このバランス信号３０１は、１６新法で示せば８となる。従って、本発明の危険連絡通報装置１０４がこの信号を受信する事は、重機１０１が作業者１０２の直ぐ近くに迫っていることを示す。

この信号を受信した危険連絡通報装置１０４は、図２の中央処理装置２０２が近接警報機２０４に指令を出し、スピーカ２０３に対して警報音を鳴らす様に指示する。またこのとき、警報音を鳴らす代わりに、警報を、振動子やモータ等による振動や光や表示を組み合わせて知らせても良い。一方、具体的な現場では受信電波が１か０かを判断出来なくても受信されたと言う事実があれば、重機１０１が作業者１０２の近傍に来ている事であり、この場合も近接警報機２０４に指令を出し、スピーカ２０３に対して警報音を鳴らす様に指示するが、前者の場合は重機１０１が作業者１０２のかなり近傍に迫っていると言う事実がある為、警報音は重度の警報音となる。反面、後者は軽度の警報音となる。警報音の選択については、後述する図６のフローチャートの説明で、Ｓ６０９からＳ６１２のフローの部分に詳細を示す。

次に、連絡通報の選択について説明する。一般に、デジタル受信機において、バランス信号３０１がもっとも受信し易い信号に対して、同じレベル、例えば、０が続く信号又は１が続く信号は、もっとも復調しにくい信号である。従って、これらの連続信号を受信できるということは、受信状況が良いことを示し、連絡通報を送信しても受信できる確率が高い事を示している。

図１の重機１０１に搭載された送信機は、連絡通報の送信を行う場合に送信出力を上げて行う。本実施形態の場合は、電波法の規制で最高の出力に当たる０．２５ｍＷの出力で、連絡通報を送信する。連絡通報用の信号（ベースバンド信号）は、図４に示すパケット４０１で構成されている。プリアンブル４０２は、１６進法のＦ８で構成されている。“Ｆ”は１が８ビット連続で続くことを示しており、この信号が、危険連絡通報装置１０４にとって連絡通報が入ることを意味する信号である。次の“８”はバランス信号３０１である為、デジタル受信機の受信感度を整えるのに用いられる。

実際の通報は、プリアンブル４０２の後に続く、受信先番号４０３の２バイトと、通報の種類４０４の２バイトである。受信先番号４０３は、最大２５６まで設定できるので、１台の重機１０１の近傍で作業する作業者１０２をカバーするのには十分と言える。通報の種類４０４を示す信号は２バイトであるが、１バイト毎同じ内容を送ることで受信再現性を高めている。従って、通報の種類４０４は最大１６種類まで指定できるが、図５では、便宜的に５種類の連絡通報内容を格納した音声記憶装置５０１を用いている。図５は、連絡通報の種類と音声の選択を示す模式図であり、連絡事項通報機２０５は音声記憶装置５０１と音声増幅器５０２からなるが、事前に録音された音声記憶装置５０１から受信信号で指定された通報の種類４０４に対応する音声を選び出して、音声増幅器５０２を経由してスピーカ２０３より音声を発する。このように、音声記憶装置５０１に格納された音声情報を持いる事で、騒音や雑音の多い工事現場で、より確実に連絡通報を作業者に伝える事ができるメリットがある。

次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態にかかわる危険通報と連絡通報の選択及び通報のステップを説明する。

本実施形態にかかわる危険連絡通報装置は、まず最初に、作業機である重機１０１から送信された電波信号を作業者１０２が携帯する無線受信機２０１で受信し（Ｓ６０１）、中央処理装置２０２は、無線受信機２０１に受信信号の有無を所定の周期で監視している（Ｓ６０２）。受信状況が悪い等の理由により受信信号が無い場合は、最初に戻り、無線受信機２０１が電波信号を受信するまで状態を維持する。一方、Ｓ６０２で受信信号があった場合は、中央処理装置２０２は、その信号が“Ｆ”であるか否かを判断する（Ｓ６０３）。

前述したように、この信号が“Ｆ”であれば、危険連絡通報装置１０４にとって連絡通報が入ることを意味する信号であるので、中央処理装置２０２は、受信先番号４０３を抽出し（Ｓ６０４）、受信先番号４０３が自分の番号である、即ち自分宛の通報であるか否かを判断する（Ｓ６０５）。自分宛通報でなければ、最初に戻り、無線受信機２０１が電波信号を受信するまで状態を維持する。
自分宛通報であれば、連絡項目である受信信号の通報の種類４０４を読み出し（Ｓ６０６）、連絡通報内容を格納した音声記憶装置５０１を用いて、通報の種類４０４に対応する音声を選び出し（Ｓ６０７）、音声増幅器５０２で増幅し（Ｓ６０８）、音出力手段であるスピーカ２０３より音声を発する（Ｓ６１２）。

一方、Ｓ６０３で、この信号が“Ｆ”でなければ、中央処理装置２０２は、その信号が“８”であるか否かを判断する（Ｓ６０９）。前述したように、この信号が“８”でなければ、受信電波が１か０かを判断出来なくても受信されており、重機１０１が作業者１０２の近傍に来ていることを意味し、中央処理装置２０２が近接警報機２０４に指令を出し、スピーカ２０３に対して軽度の警報音を鳴らすように指示する（Ｓ６１０）。一方、Ｓ６０９で、この信号が“８”であれば、危険連絡通報装置１０４にとって重機１０１が作業者１０２の直ぐ近くに迫っていることを示す信号であるので、中央処理装置２０２が近接警報機２０４に指令を出し、スピーカ２０３に対して重度の警報音を鳴らすように指示する（Ｓ６１１）。Ｓ６１０及びＳ６１１のいずれのステップも、その後は音出力手段であるスピーカ２０３より音声を発する（Ｓ６１２）。

危険近接通報機と連絡事項通報機の２つの機能を簡単な装置の中に納めることで、作業者はハンズフリーで作業を行う事ができ、工事現場等の重機が作業者と混在して作業を行う工事現場等で作業者を危険から守り、同時に必要な通報を適時に連絡する手段として利用が可能である。

（ａ）は本実施形態にかかわる危険連絡通報装置の使われる環境における重機と作業者との関係を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態にかかわる危険連絡通報装置の外観的構成を示す模式図である。 本実施形態にかかわる危険連絡通報装置の概略構造を示すブロック図である。 本実施形態にかかわる危険検知用の信号（ベースバンド信号）を示す模式図である。 本実施形態にかかわる連絡通報用の信号（ベースバンド信号）を示す模式図である。 本実施形態にかかわる連絡通報の種類と選択を示す模式図である。 本実施形態にかかわる危険通報と連絡通報の選択を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ 重機
１０２ 作業者
１０３ ヘルメット
１０４ 危険連絡通報装置
１０５ 固定ベルト
１０６ アンテナ
２０１ 無線受信機
２０２ 中央処理装置
２０３ スピーカ
２０４ 近接警報機
２０５ 連絡事項通報機
３０１ バランス信号
４０１ パケット
４０２ プリアンブル
４０３ 受信先番号
４０４ 通報の種類
５０１ 音声記憶装置
５０２ 音声増幅器

Claims (5)

1. 作業機と同一の作業現場で作業する作業者が携帯して、送信機が取り付けられた前記作業機からの信号を受信する受信機と、
   前記受信機に受信信号の有無を所定の周期で監視する中央処理装置と、
   を備え、
   前記受信機が受信した信号の内容に従って、作業機近接の危険通報装置として機能するか、連絡事項を通報する連絡通報装置として機能するかを、前記中央処理装置により切 り替えられる危険連絡通報装置。
2. 危険通報の際、前記受信した信号の復調度合いに応じて２段階で危険を知 らせる請求項１記載の危険連絡通報装置。
3. 危険または連絡を通報する音出力手段を備えて、前記中央処理装置により 作業機近接の警報と連絡事項の通報とを切り替えて、前記音出力手段から出力する請求 項１または２記載の危険連絡通報装置。
4. 危険通報装置として稼働する場合と連絡用通報装置として稼働する場合と では大きさの異なる、２種類の送信電力で送信された信号を受信する請求項１から３の いずれかに記載の危険連絡通報装置。
5. 作業者のヘルメット又は衣服に装着し、危険通報時に警報音又は警報振動 を発する請求項１から４のいずれかに記載の危険連絡通報装置。

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