JP2014015115A

JP2014015115A - 港湾クレーン装置

Info

Publication number: JP2014015115A
Application number: JP2012153511A
Authority: JP
Inventors: Shoko Tada; 翔子多田
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-01-30

Abstract

【課題】クレーン操作を許可された者のみの操作を可能とし、既存の用品を使用することでコスト上昇も抑えることができる港湾クレーン装置を提供する。
【解決手段】操作机に設けられた操作用品を操作することにより発生する操作信号にしたがってクレーンを動作させる制御装置を有する。この制御装置には、クレーン操作を許可された複数のオペレータの操作パターンを、オペレータ別の認証用パターンとして認証用パターン記憶手段にそれぞれ記憶しておく。また、クレーン運転前のオペレータによる操作用品の操作パターンが判定用パターンとして入力され、この判定用パターンを認証手段により認証用パターンと比較し、いずれかとの一致により、判定対象のオペレータが、クレーンの操作を許可されたオペレータであると認証する。
【選択図】図３

Description

本発明は、港湾設備として用いられ、船上のコンテナなどの積み下ろしに用いられる港湾クレーン装置に関する。

港湾設備として、コンテナなどを船上から積み下したり船上へ積み込んだりする港湾クレーン装置がある。このような港湾クレーン装置では、安全面から運転室の入り口に鍵をかけ、鍵の所有者以外は運転室に入ることが出来ないようにしている。一般に、クレーンの運転操作は高度な専門性を必要とし、運転対象となるクレーン装置については、予め運転操作が許可された人のみ運転できるようなセキュリティ上の対策が必要である。

しかしながら、現在の港湾クレーン装置のほとんどは、セキュリティ対策が未だ十分ではなく、クレーン上にある電気室にて電源を投入後、運転室に入ることが出来れば、操作机のクレーン操作用品を操作して誰でも運転することが可能である。したがって、単に運転室に鍵を設けた程度の対策では不十分であった。

この種の荷役装置におけるセキュリティ対策としては、自動車搭載型クレーンの盗難防止装置が知られている（例えば、特許文献1参照）。この装置は、作業終了時における操作手段の操作により暗礁データを設定し、電源オフにより動作ロック状態、すなわち、盗難防止状態とする。作業再開時は、操作手段を操作し、上述の暗礁データと同じ操作情報を入力することで動作ロック状態を解除している。

特開２００８−１３７４５４号公報

ところで、港湾クレーン装置では、クレーン装置自体が盗難されることは無いので上述のような盗難防止装置は必要ない。港湾クレーン装置としてのセキュリティ対策としては、前述したように、操作者を識別し、予め運転操作が許可された人のみ運転できるような仕組みが必要となる。

このようなセキュリティ対策として、これまで個人を認証する手法が種々提供されている。例えば、０〜９の入力キーにて認証用パスワードを入力することにより、個人認証を行うものがある。しかし、このような手法では、入力キーの類推や試行の繰り返しによってパスワードが解かれる恐れが少なからずある。また、入力キーの追加設置が必要となり、新たに設備費用がかかる。また、指紋や瞳孔皺のような個人固有の情報を認証手段とし、指紋や瞳孔皺を映像機器で撮影し、予め撮影登録してある指紋や瞳孔皺の画像と照らし合わすことにより個人の判定を行うような個人認証装置も知られている。このような装置を設置すれば、パスワードの秘匿性は向上しセキュリティ性は高まるが、やはり個人認証装置の追加設置費用がかかり高価となる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、クレーン操作を許可された者のみ操作を可能とし、しかも、既存の用品を使用するためコスト上昇も抑えることができる港湾クレーン装置を提供することを目的とする。

本発明の実施の形態に係る港湾クレーン装置は、操作机に設けられ、操作対象のクレーンに操作指令を与えるための操作用品と、この操作用品を操作することにより発生する操作信号を入力し、この操作信号にしたがって前記クレーンを動作させる制御装置と、この制御装置に設けられ、予め前記クレーンの操作を許可された複数のオペレータの、前記操作用品に対する操作パターンを、それぞれオペレータ別の認証用パターンとして記憶しておく認証用パターン記憶手段と、前記制御装置に設けられ、前記クレーン運転前のオペレータによる前記操作用品の操作パターンが判定用パターンとして入力され、この判定用パターンを前記認証用パターン記憶手段に記憶された認証用パターンと比較し、いずれかの認証用パターンと一致すると、判定対象のオペレータが、前記クレーンの操作を許可されたオペレータであると認証する認証手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、個人認証のための新たな設備追加を必要とせず、既存の設備を用いて個人認証し、予め運転操作が許可された人のみ運転できるようにしたので、高価な設備投資を要することなく、港湾クレーン装置としての充分なセキュリティ対策を施すことが可能となる。

本発明の港湾クレーン装置の一例であるコンテナクレーン装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施の形態に係る港湾クレーン装置の運転室内に設けられた操作机上の操作用品を示す図である。本発明の一実施の形態に係る港湾クレーン装置の制御装置部分を示す機能ブロック図である。本発明の他の実施の形態に係る港湾クレーン装置の制御装置部分を示す機能ブロック図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る港湾クレーン装置の制御装置部分を示す機能ブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を、図に基づいて詳細に説明する。

図１は、港湾クレーン装置の一例としてコンテナクレーン１０を例示し、このコンテナクレーン１０により、コンテナ船１１上からコンテナ１２を、埠頭の岸壁１３上に配置された台車１４上に積み下している状態を示している。このコンテナクレーン１０は、岸壁１３上に立設された一対の支持脚１６と、これら支持脚１６の上部に陸側から海側に向って取り付けられたブーム１７とを有する。一対の支持脚１６は、岸壁１３上に、海縁に沿って図示紙面と直角な方向に敷設された軌道１８によって移動可能に構成されている。

ブーム１７には、運転室２１を有するトロリ２２が、ブーム１７の長さ方向（図示横方向）に沿って移動可能に保持されている。このブーム１７の長さ方向に沿うトロリ２２の移動を横行と呼ぶ。トロリ２２にはロープ２３を介してコンテナ１２を着脱可能に把持するスプレッダ２４が吊下げられている。また、ブーム１７上には電気室２５が固定設置されている。この電気室２５には、図示しない巻上機や横行機構への動力電源設備や、トロリ２２と一体に移動する運転室２１からの後述する操作信号に基づいて、トロリ２２を走行制御したり、スプレッダ２４の昇降制御及びコンテナ把持制御を行うための制御電源設備などが設けられている。

図２は運転室２１内に設けられる操作机２９を示している。この操作机２９上には、クレーン操作用品３０が設けられている。このクレーン操作用品３０は、主幹制御器３０１、複数の押しボタン３０２、及び切替スイッチ３０３等からなり、これらの操作信号は制御装置３５に入力される。制御装置３５は、制御ＣＰＵまたはプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）により構成され、電気室２５に設けられた図示しない制御電源設備からの電源供給を受け、上述した操作信号に従ってコンテナクレーン１５の各種機能、すなわち、トロリ２２の横行機能、スプレッダ２４の昇降機能及びコンテナ１２に対する把持機能等を制御する。

制御装置３５は、上述した制御機能のほかに、図３で示すオペレータの認証機能を有する。この認証機能として、制御装置３５は、認証用パターン記憶手段３６、判定用パターン入力手段３７、認証手段３８、及び制御ロック解除手段３９を有する。ここで、この実施の形態における認証は、図２で説明した運転室２１内の操作机２９上に設けられた各種の操作用品３０に対する操作パターンを用いる。

認証用パターン記憶手段３６は、予めクレーンの操作を許可された複数のオペレータの操作用品３０に対する操作パターンを、複数のオペレータ別の認証用パターンとしてそれぞれ記憶しておく。図３の例では、クレーンの操作を許可されたオペレータとして個人Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４人が選定され、それらの操作用品３０に対する互いに異なる操作パターンが認証用パターンとして、対応する認証用パターン記憶手段３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄに記憶されている。

この認証用パターンとして用いられる操作パターンは、例えば、操作用品３０に対する時系列な操作手順とする。例えば、オペレータである個人Ａの認証用パターンとしては、「１．主幹制御器３０１を左横行方向に操作、２．同スプレッダ下降操作、３．窓開用押しボタン３０２操作、４．スプレッダ把持操作用の切り換えスイッチ３０３オン操作」のように、各操作用品３０に対する時系列な操作手順（操作パターン）を、対応する認証パターン記憶手段３６Ａに記憶させておく。

同様に、オペレータである個人Ｂ，Ｃ，Ｄの認証用パターンとして、上述した個人Ａの操作手順とは異なる操作手順を、それぞれ対応する認証用パターン記憶手段３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄに記憶させておく。

判定用パターン入力手段３７は、認証を受ける個人（オペレータ）の判定用パターンを入力するものである。すなわち、認証を受ける個人の、クレーン運転前における操作用品への操作パターン（ここでは操作手順）が判定用パターンとして入力される。

認証手段３８は、判定用パターン入力手段３７により入力された判定用パターンを、認証用パターン記憶手段３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄに記憶された認証用パターンとそれぞれ比較する。その結果、いずれかの認証用パターンと一致すると、判定対象のオペレータ（認証を受ける個人）が、クレーンの操作を許可されたオペレータであると認証する。例えば、認証を受ける個人により入力された判定用パターンと、認証用パターン記憶手段３６Ｃに記憶された認証用パターンとが一致すれば、認証を受ける個人が、クレーンの操作を許可されたオペレータＣであると認証する。

制御ロック解除手段３９は、認証手段３８により、認証を受ける個人がクレーンの操作を許可されたオペレータと認証されると、クレーンの制御機能に対するロックを解除し、各種操作用品３０の操作に基づくクレーンの運転を許可する。すなわち、制御ロック解除手段３９によって制御ロックが解除されることにより、図２で示した各種の操作用品３０から制御装置３５に入力された操作信号に基づき、図示しない制御手段が横行機構や巻上機などの動力機構へ制御信号を出力する。例えば、主幹制御器３０１を横方向に操作することによりトロリ２２を、コンテナ船上１１の積み下ろし対象のコンテナ１２の真上に横行移動させ、同主幹制御器３０１を前後に操作してスプレッダ２４をコンテナ１２上に降ろし、切替スイッチ３０３を操作してスプレッダ２４によりコンテナ１２を把持する、などの運転操作を行う。

次に、全体的な動作について説明する。前述したように、各種の操作用品３０に対する複数回のオン操作の時系列パターンを、予め個人認証用パターンとして、制御装置３５の認証用パターン記憶手段３６に、個人別に登録しておく。

このような状態において、オペレータは電気室２５内の電源設備をオン操作し、制御装置３５を含むクレーン装置を運転待機状態とする。この運転待機状態では制御装置３５は制御ロック状態であり、後述するオペレータの認証が行われない限り、この制御ロック状態を解除することはできない。

次に、オペレータは運転室２１内に入り、操作机２９上の各種操作用品３０を操作して、自己に定めされた操作パターンを判定用パターンとして入力する。この判定用パターンは、判定用パターン入力手段３７に一定時間保持される。この判定用パターンは、認証手段３８により、認証用パターン記憶手段３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄに登録されている各個人Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの認証用パターンとそれぞれ比較される。例えば、判別用パターンが、図示のように個人Ｃが入力したものであれば、認証パターン記憶手段３６Ｃに記憶された個人Ｃの個人認証用パターンと一致する。すなわち、判定用パターンを入力操作した人が、クレーン装置の操作が許可されているオペレータＣであると認証される。このため制御ロック解除手段３９が動作し、制御ロックが解除され、オペレータＣの操作によるクレーン操作が可能となる。

このようにクレーン装置の運転に先立ってオペレータの認証を行うので、１台のクレーン装置を複数のオペレータが交代で運転する場合、クレーン装置の運転が許可されたオペレータのみが運転することとなる。したがって、従来のようにクレーン装置の運転が許可されていない個人によっても操作可能となることはなくセキュリティ性が向上する。また、その認証手法も、テンキーのような入力機構を追加設置する必要はなく、また、指紋認証や瞳孔皺認証のような高価な認証装置を必要とせず、既存の施設をそのまま使用することができ、導入設備費を増大させることなく低コストに実現することができる。

上述の説明では、認証用パターンおよび判定用パターンとなる操作パターンは、操作用品３０に対する時系列な操作手順としているが、勿論これに限定されるものではなく、他の操作パターンでもよい。例えば、複数の操作用品に対するそれぞれの操作時間、例えば、１秒以内の通常オン操作と、１秒以上の長押しオン操作との違いにより決定される操作パターンであったり、複数の操作用品を同時にオン操作する操作手順であったり、さらに、これらの組み合わせであってもよい。

また、上記実施の形態では、予め登録した認証用パターン通りに判定用パターンを入力することで制御ロックが解除される場合について述べたが、認証用パターンは、個々人でそれぞれ登録するようにしてもよい。すなわち、クレーン運転前（前述した待機状態）におけるオペレータの操作用品３０に対する操作パターンを、操作したオペレータの認証用パターンとして認証用パターン記憶手段３６に記憶させるようにしてもよい。

また、港湾施設での作業者は、各種施設への出入り管理用としてＰＳカードと呼ばれるＩＣカード等による認証カードを携帯しており、各種港湾施設への出入りの際、この認証カードを個人認証装置にかざして個人認証を行っている。そこで、図４に示すように、この個人認証カード４１と個人認証装置４２により個人認証を行い、その認証結果と上述した操作パターンによる認証とを組み合わせて構成することにより、より一層、有効な認証システムを構築することができる。

図４の例では、個人Ａが携帯する認証カードＡ４１を、電気室２５や運転室２２等の入口部に設けた個人認証装置４２に提示し、個人Ａであることの認証を行う。その認証情報により認証用パターン記憶手段３６Ａに記憶された認証用パターンを認証手段３８に出力する。一方、個人Ａは上述の認証後、運転室２２内に入り、運転室２２内の操作机２９上の各種操作用品３０を操作して、自己に設定された操作パターンを判定用パターンとして入力し、判定用パターン入力手段３７に保持させる。認証手段３８は、これら認証用パターンと判定用パターンを比較して、一致していれば制御ロック解除手段３９により制御ロックを解除するが、不一致の場合は制御ロックを解除しない（制御ロック解除失敗）。

このように構成すると、例えば、Ａ以外の個人が、Ａの認証カード４１を用いて個人認証を行い、運転室２１に入って操作用品３０を操作しても、Ａのみが知っている操作パターンを判定用パターンとして入力しない限り、制御ロックを解除することはできず、Ａ以外の個人によるクレーン装置の運転を有効に阻止することができ、セキュリティ機能が一層向上する。

なお、港湾施設への出入管理システムとして、上述した個人認証カード４１と個人認証装置４２とによる認証の他、指紋認証や瞳孔皺認証等、他の認証手段による個人認証装置が設置されている場合は、これら個人認証装置と操作パターンによる認証とを組み合わせてもよい。すなわち、図４で示した個人認証カード４１及び個人認証装置４２に代って、指紋認証や瞳孔皺認証等により個人認証を行った後、認証された個人認証情報に従って、認証用パターン記録手段３６に予め登録した認証用パターン（クレーン操作用品３０の操作パターン）と入力された判定用パターン（同じく操作パターン）とを比較し、その結果により制御ロックを解除するように構成してもよい。

次に、図５で示す実施の形態を説明する。制御装置３５に、クレーンの運転状態を記録する運転状態記録装置４５を設ける。この運転状態記録装置４５は、認証手段３８によりオペレータが認証されると、この認証されたオペレータ情報を取り込む。また、認証後（制御ロック解除後）の、操作用品３０を用いた運転操作により出力される制御信号を取り込んで、クレーン装置の運転状態を記録する。そして、この記録された運転状態を認証されたオペレータ情報と関連付けて保管する。

このように構成すると、オペレータ個人毎にクレーン装置に対する運転記録が保管されるため、各オペレータ個人の運転時間や、運転操作技能の優劣などを把握することができる。すなわち、オペレータ個人別に運転時間を積算すれば、ある期間における各オペレータの運転時間を把握することができる。また、運転時における各操作用品３０の操作時間も記録されているので、１回の積み下ろし作業に要する時間の長短や、各操作用品３０別の操作時間から運転操作技能の優劣を把握できる。通常、１回の積み下ろし（又は積み込み）作業に要する時間ができるだけ短時間で、コンテナ１２に対する衝撃の少ない運転操作が優れた運転操作として認められる。そこで各個人の運転操作記録を分析することにより、各オペレータの運転操作がこのような優れた運転操作に相当するかを、運転記録から的確に把握することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…港湾クレーン装置の一例であるコンテナクレーン装置
１２…コンテナ
１６…支持脚
１７…ブーム
２１…運転室
２２…トロリ
２３…ロープ
２４…スプレッダ
２５…電気室
２９…操作机
３０…操作用品
３０１…主幹制御器
３０２…押しボタンスイッチ
３０３…切替スイッチ
３５…制御装置
３６…認証用パターン記憶手段
３７…判定用パターン入力手段
３８…認証手段
３９…制御ロック解除手段
４１…個人認証カード
４２…個人認証装置
４５…運転状態記録装置

Claims

操作机に設けられ、操作対象のクレーンに操作指令を与えるための操作用品と、
この操作用品を操作することにより発生する操作信号を入力し、この操作信号にしたがって前記クレーンを動作させる制御装置と、
この制御装置に設けられ、予め前記クレーンの操作を許可された複数のオペレータの、前記操作用品に対する操作パターンを、それぞれオペレータ別の認証用パターンとして記憶しておく認証用パターン記憶手段と、
前記制御装置に設けられ、前記クレーン運転前のオペレータによる前記操作用品の操作パターンが判定用パターンとして入力され、この判定用パターンを前記認証用パターン記憶手段に記憶された認証用パターンと比較し、いずれかの認証用パターンと一致すると、判定対象のオペレータが、前記クレーンの操作を許可されたオペレータであると認証する認証手段と、
を備えたことを特徴とする港湾クレーン装置。
前記制御装置は、前記クレーン運転前におけるオペレータの前記操作用品に対する操作パターンを、操作したオペレータの認証用パターンとして前記認証用パターン記憶手段に記憶させる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の港湾クレーン装置。
前記制御装置は、別途設けられた個人認証装置が特定した個人情報に該当する認証用パターンを該当する認証用パターン記憶手段から前記認証手段へ出力させ、この認証手段は、前記認証用パターン記憶手段から出力された認証用パターンと、入力された前記判定用パターンとを比較して、それらの一致により、前記個人がクレーンの操作を許可されたオペレータであると認証することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の港湾クレーン装置。
前記制御装置は、前記認証手段により前記クレーンの操作を許可されたオペレータと認証されると、操作用品の操作に基づく前記クレーンの運転を許可する制御ロック解除手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の港湾クレーン装置。
前記制御装置は、前記オペレータ認証後におけるクレーンの運転状態を記録する運転状態記録装置を有し、この運転状態記録装置は、記録された運転状態を前記認証手段により認証されたオペレータ情報と関連付けて保管する機能を有することを特徴とする請求項４に記載の港湾クレーン装置。
前記操作パターンは、前記操作用品に対する時系列な操作手順であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の港湾クレーン装置。
前記操作パターンは、複数の操作用品に対するそれぞれの操作時間により決定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の港湾クレーン装置。
前記操作パターンは、複数の操作用品を同時にオン操作する手順を含んでいることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の港湾クレーン装置。