JP2015141550A - 工事スケジュール作成システム及び工事スケジュール作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】事故や道路工事などによる突発的な道路渋滞など経時的に変化する道路状況を考慮した巡回経路の生成を可能とする。【解決手段】道路情報と気象情報とが定期的に、格納される外部データベース１２０と、車載装置３０から送信される工事実施者と、工事施工者の現在地情報を含む現在情報と現在地情報と、地図情報と、工事情報と、過去工事情報が格納されるデータベース１１０と、現在地情報と、工事情報から、経路を探索し、道路情報から、経路の通行所要時間を算出し、過去工事情報と気象情報とから、工事所要時間を算出し、通行所要時間と、工事所要時間に基づき作成された巡回工事スケジュールを前記車載装置に送信する処理装置１００とを有する。【選択図】図１

Description

工事スケジュールの作成を支援するシステムに関する技術である。特に、道路情報および気象情報から、地理的に異なる複数の場所を巡回し、工事を実施するスケジュールを作成する技術である。

特許文献１では、巡回対象の複数の地点間の渋滞情報や道路種別などの道路情報を考慮して、生物の進化過程をモデルとして確率的に最適解を探索する手法である遺伝的アルゴリズムを用いて、地理的に異なる複数の場所を巡回する経路を作成する技術が開示されている。

また、特許文献２では、屋外における工事実施の際に、悪天候により工事が実施できない、工事の作業効率が低下するなどの状況を考慮するために、天候情報に基づいて工事スケジューリングを行う技術が開示されている。

特開2007-187584号公報 特開2011-197975号公報

しかし、上記に挙げた特許文献１では、最初に地理的に異なる複数の場所を巡回する最適な経路を作成した後は、リアルタイムの渋滞情報などの道路情報を考慮した巡回経路の再作成を行わない。そのため、事故や道路工事などによる突発的な道路渋滞などが発生した場合において、作成した巡回経路が最適な経路では無くなる可能性がある。

また、上記に挙げた特許文献２では、気象予報情報に基づいて事前に工事スケジュールを作成している。そのため、夕立などの突発的な気象変動が生じた場合に、工事スケジュール通りに作業が遂行できなくなること、大幅な作業遅延が発生することなどが想定される。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の一つは、道路情報と気象情報と、が定期的に、格納される外部データベースと、車載装置から送信される工事実施者と、工事施工者の現在地情報を含む現在情報と、地図情報と、工事情報と、過去工事情報が格納されるデータベースと、現在地情報と、工事情報から、経路を探索し、道路情報から、経路の通行所要時間を算出し、過去工事情報と気象情報とから、工事所要時間を算出し、通行所要時間と、工事所要時間に基づき作成された巡回工事スケジュールを前記車載装置に送信する処理装置とを有する。

本発明によれば、渋滞などの道路情報や気象情報をリアルタイムに巡回工事スケジュールに反映しているため、事故や道路工事などによる突発的な道路渋滞など経時的に変化する道路状況を考慮した巡回経路の生成が可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

工事スケジュール作成支援システムのハードウェア構成図である。 現在情報DBのデータ構成図である。 過去工事情報DBのデータ構成図である。 道路情報DBのデータ構成図である。 気象情報DBのデータ構成図である。 全体の処理のフローチャートである。 スケジュール作成の処理のフローチャートである。 再スケジューリング要否判定の処理のフローチャートである。 巡回工事スケジュール生成の処理のフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明に関する実施の形態を説明する。但し、本実施例における巡回工事スケジュール生成処理に用いる最適化手法として、生物の進化過程をモデルとして確率的に最適解を探索する手法である遺伝的アルゴリズムを用いた場合を挙げることとする。

図１は、本実施例における工事スケジュール作成支援システムのハードウェア構成図である。以下、システムの構成について説明する。

工事スケジュール作成システム１０は、処理装置１００、データベース１１０、外部情報連係用データベース１２０、外部情報連係I/F１３０を備える。

処理装置１００は、リアルタイムに取得した道路情報や気象情報、各工事実施者の現在の状況の情報に基づいてスケジューリングの要否判定処理を行うスケジューリング要否判定処理部１０１、リアルタイムに取得した気象情報および過去の工事実績から工事所要時間の推定処理を行う工事所要時間推定処理部１０２、リアルタイムに取得した道路情報、工事所要時間推定処理部１０２で算出した工事所要時間などに基づいて巡回工事スケジュールの生成処理を行う工事スケジュール生成処理部１０３を備える。

データベース１１０は、各工事実施者の現在の状況の情報を格納する現在情報DB１１１、地図情報を格納する地図DB１１２、工事の詳細情報を格納する工事情報DB１１３、過去の工事の実績情報を格納する過去工事情報DB１１４を備える。

外部情報連係用データベース１２０は、リアルタイムに取得した各道路の移動所要時間といった道路情報を格納する道路情報DB１２１、リアルタイムに取得した各エリアの気象状況を格納する気象情報DB１２２を備える。

外部情報連係I/F１３０は、外部システム２０と外部情報連係用データベース１２０を仲介する。具体的には、本システムの外部システム２０からVICS(登録商標)情報２００を外部情報連係I/F１３０を介してリアルタイムに取得し、道路情報DB１２１に格納する。また、外部システム２０から気象情報２１０を外部情報連係I/F１３０を介してリアルタイムに取得し、気象情報DB１２２に格納する。

また、工事スケジュール作成システム１０には、工事実施者が携行するタブレット端末やカーナビなどの車載装置３０がローカルネットワーク４０を介して接続されており、各工事実施者の現在情報の工事スケジュール生成システム１０への伝送や、各工事実施者が携行するタブレット端末やカーナビなどの車載装置３０への巡回工事スケジュールの配信などが行われる。

図２は、現在情報DB１１１のデータ構成図である。現在情報DB１１１は、工事実施者１１１１、現在地１１１２、ステータス１１１３、予実績差分１１１４、次の工事場所状況１１１５から構成される。

工事実施者１１１１は、各工事実施者を示す。現在地１１１２は、各工事実施者の現在地を示す。

ステータス１１１３は、各工事実施者の現在の作業状況を示す。本実施例では、ステータスの具体例として、各工事実施者が属する工事会社に居ることを示す「出発点」、次の工事場所へ移動している途中であることを示す「移動中」、各工事場所で工事を実施している途中を示す「工事中」、全ての工事を終了し、工事会社へ移動している途中を示す「帰社中」、全ての作業が完了し、帰社した後を示す「作業完了」を用いることとする。

予実績差分１１１４は、現在の巡回工事スケジュールと実際の工事巡回状況の差分を示す。

次の工事場所状況１１１５は、現在の巡回工事スケジュールにおける現在地から次の工事場所までの移動予定時間、次の工事場所の気象状況などの次の工事場所の状況を示す。

現在情報DB１１１のデータは、各工事実施者が携行するタブレット端末やカーナビなどの車載装置３０から送信されるものであり、各工事実施者ごとに工事スケジュール作成の要否判定に使用される。

図３は、過去工事情報DB１１４のデータ構成図である。過去工事情報DB１１４は、案件ID１１４１、工事内容１１４２、作業効率低下率１１４３、気象状況１１４４から構成される。

案件ID１１４１は、各工事案件に固有のIDである。工事内容１１４２は、各工事案件における工事実施内容を示す。

作業効率低下率１１４３は、各工事案件における工事予定時間および実績の工事時間からどの程度作業効率が低下しているかを算出した値である。

気象状況１１４４は、各工事案件における工事実施時の実際の気象状況を示す。本実施例では気象状況の項目として、工事に直接影響を及ぼすと考えられる降雨量、風速、気温、雷発生有無の4項目を挙げる。

図４は、道路情報DB１２１のデータ構成図である。道路情報DB１２１は、経路１２１１、通行所要時間１２１２から構成される。

経路１２１１は、各地点間の通行経路を示す。通行所要時間１２１２は、各地点間の通行経路を移動するための所要時間を示す。

図５は、気象情報DB１２２のデータ構成図である。気象情報DB１２２は、エリア１２２１、日時１２２２、気象状況１２２３から構成される。

エリアID１２２１は、エリアに固有のIDである。エリアとは、地図を２次元に等間隔に分割したものであり、エリアごとに気象状況を保持するための情報として使用される。

日時１２２２は、現在および以降１時間ごとの気象状況を保持するための情報として使用される。

気象状況１２２３は、各エリアにおける現在および以降１時間ごとの気象状況を示す。本実施例では気象状況の項目として、工事に直接影響を及ぼすと考えられる降雨量、風速、気温、雷発生有無の4項目を挙げる。

図６は、本実施例における全体の処理のフローチャートである。本実施例における処理のフローは、大きく分けてリアルタイム情報取得処理とスケジュール作成・配信処理に分かれる。

リアルタイム情報取得処理では、工事スケジュール作成システム１０は、道路情報取得（ステップＳ００１）および気象情報取得（ステップＳ００２）の処理がそれぞれリアルタイムに繰り返し実行される。

道路情報取得（ステップＳ００１）では、工事スケジュール作成システム１０は、外部システム２０よりVICS（登録商標）情報２００をリアルタイムに取得し、図４に示す経路１２１１、通行所要時間１２１２の形式で道路情報DB１２１にデータを格納する。気象情報取得（ステップＳ００２）では、外部システム２０より気象情報２１０をリアルタイムに取得し、図５に示すエリアID１２２１、日時１２２２、気象状況１２２３の形式で気象情報DB１２２にデータを格納する。

スケジュール作成・配信処理では、工事スケジュール作成システム１０は、現在情報取得（ステップＳ００３）、スケジュール作成（ステップＳ００４）、スケジュール配信（ステップＳ００５）の各処理を事前に設定された時間間隔で繰り返し実行する。処理を実行する時間間隔は任意に設定できるものとする。

まず、工事実施者側（工事実施者が携行するタブレット端末やカーナビなどの車載装置４０）から工事スケジュール作成システム１０に現在のスケジュールおよび現在の巡回・工事状況を送信し、工事スケジュール作成システム１０は、図２に示す工事実施者１１１１、現在地１１１２、ステータス１１１３、予実績差分１１１４、次の工事場所状況１１１５の形式で現在情報DB１１１に格納する（ステップＳ００３）。

次に、工事スケジュール作成システム１０は、ステータス１１１３、予実績差分１１１４、次の工事場所状況１１１５といった現在情報DB１１１に格納している各工事実施者の現在情報、道路情報DB１２１に格納している各経路の通行所要時間１２１２および気象情報DB１２２に格納している各エリアの各時間帯の気象状況１２２３に基づいて、巡回工事スケジュールの作成を行う（ステップＳ００４）。

最後に、工事スケジュール作成システム１０は、ステップＳ００４で巡回工事スケジュールが作成された後、工事スケジュール作成システム１０から工事実施者側（工事実施者が携行するタブレット端末やカーナビなどの車載装置４０）に作成された巡回工事スケジュールの返送を行う（ステップＳ００５）。

図７は、スケジュール作成（ステップＳ００４）の処理のフローチャートである。

まず、工事スケジュール作成システム１０の工事スケジュール生成処理部１０３は、各工事実施者のステータス１１１３を確認する（ステップＳ１０１）。

ステータス１１１３が「出発点」の場合、工事スケジュール生成処理部１０３は、各工事実施者に事前に割り振られた工事場所の情報を取得（ステップＳ１０２）し、スケジュールの生成処理（ステップＳ１０４）を行う。

ステータス１１１３が「移動中」または「工事中」の場合、スケジューリング要否判定処理部１０１は、再スケジューリングの要否判定処理（ステップＳ１０３）を行い、再スケジューリング要となれば、工事スケジュール生成処理部１０３がスケジュールの生成処理（ステップＳ１０４）を行う。再スケジューリング不要となれば、特に何も行わずスケジュール作成（ステップＳ００４）の処理が終了する。

ステータス１１１３が「帰社中」または「作業完了」の場合は、特に何も行わずスケジュール作成（ステップＳ００４）の処理が終了する。

図８は、再スケジューリング要否判定（ステップＳ１０３）の処理のフローチャートである。

まず、スケジューリング要否判定処理部１０１は、各工事実施者の予実績差分状況による再スケジューリング要否判定（ステップＳ２０１）を行う。スケジューリング要否判定処理部１０１は、各工事実施者の予実績差分１１１４において、事前に設定された閾値以上スケジュール遅延またはスケジュール先行の状態である場合、再スケジューリング要の判定を出力（ステップＳ２０４）する。

上記以外の場合は、次に、各工事実施者のステータス１１１３によって処理が分岐する（ステップＳ２０２）。

ステータス１１１３が「移動中」の場合、スケジューリング要否判定処理部１０１は、次の工事場所の状況による再スケジューリングの要否判定処理（ステップＳ２０３）を行う。

次の工事場所の状況による再スケジューリングの要否判定処理（ステップＳ２０３）は、現在情報DB１１１に格納されている各工事実施者の次の工事場所状況１１１５内に持つ現在のスケジュールにおける現在地から次の工事場所までの移動予定時間および現在のスケジュールにおける次の工事場所の気象情報、道路情報DB１２１に格納されている各経路の通行所要時間１２１２および気象情報DB１２２に格納されている各エリアの現在の気象情報１２２３に基づいて行う。

まず、スケジューリング要否判定処理部１０１は、道路情報DB１２１より各経路の通行所要時間１２１２を取得し、この取得した各経路の通行所要時間１２１２から算出した現在地から次の工事場所までの移動所要時間が次の工事場所状況１１１５内に持つ現在のスケジュールにおける現在地から次の工事場所までの移動予定時間より事前に設定された閾値以上に上回っており、遅延が発生すると判断した場合、再スケジューリング要の判定を出力する（ステップＳ２０４）。

次に、スケジューリング要否判定処理部１０１は、次の工事場所状況１１１５内に持つ現在のスケジュールにおける次の工事場所の気象情報と各エリアの現在の気象状況１２２３より特定した次の工事場所の現在の気象情報の比較を行う。比較した結果、両者の差異が大きい場合や、次の工事場所の現在の気象状況が工事が実施できないほどの悪天候である場合において、再スケジューリング要の判定を出力する（ステップＳ２０４）。工事が実施できないほどの悪天候の基準は、降雨量、風速などが設定された閾値以上、雷雲発生有などユーザが事前に設定できるものとする。

次の工事場所の状況による再スケジューリングの要否判定処理（ステップＳ２０３）で再スケジューリング要の判定が出力されなかった場合、またはステータス１１１３が「工事中」の場合、スケジューリング要否判定処理部１０１は、再スケジューリング不要の判定を出力する（ステップＳ２０５）。

図９は、巡回工事スケジュール生成処理（ステップＳ１０４）のフローチャートである。

まず、工事所要時間推定処理部１０２は、残りの各工事場所の工事所要時間の推定値を時間帯別に算出する（ステップＳ３０１）。工事所要時間の推定値は、実際の工事を実施するために要する時間と気象状況による作業効率低下の影響を考慮した工事遅延時間の和とする。

実際の工事を実施するために要する時間については、工事案件ごとに工事内容に応じてユーザが事前に設定する。

気象状況による作業効率低下の影響を考慮した工事遅延時間の算出については、まず、工事所要時間推定処理部１０２は、各過去工事情報の工事内容１１４２と各工事場所における工事内容との比較を行い、工事内容が同様もしくは類似した工事内容である過去工事情報をそれぞれ過去工事情報DB１１４より取得する。また、工事所要時間推定処理部１０２は、各エリアの各時間帯の気象状況１２２３が格納されている気象情報DB１２２より各工事場所の各時間帯の気象状況を取得する。次に、各工事場所・時間帯別に、過去工事情報DB１１４より取得した過去工事情報の気象状況１１４４と気象情報DB１２２より取得した各時間帯の気象状況１２２３の比較を行い、クラスタリング手法などを用いて、気象状況が類似した過去工事情報を抽出する。そして、抽出した過去工事情報の作業効率低下率１１４３を基にして、工事遅延時間の算出を行う。

但し、各工事場所において、工事が実施できないほどの気象状況である時間帯については、工事所要時間の推定値の算出は行わない。また、全時間帯において工事が実施できないほどの気象状況である工事場所が存在した場合は、その工事場所を巡回工事の対象から除外する。

次に、残りの工事場所の数に応じて処理が分岐する（ステップＳ３０２）。

残りの工事場所の数が１ヶ所の場合、工事所要時間推定処理部１０２は、道路情報DB１２１より各経路の通行所要時間１２１２を取得し、この取得した各経路の通行所要時間１２１２から、現在地から次の工事場所までの移動時間および次の工事場所から出発点までの移動時間をそれぞれ算出し、前処理（ステップＳ３０１）で算出した工事所要時間の推定値を組み合わせて巡回工事スケジュールを生成する（ステップＳ３０３）。

残りの工事場所の数が２ヶ所以上の場合、工事所要時間推定処理部１０２は、道路情報DB１２１より各経路の通行所要時間１２１２を取得し、この取得した各経路の通行所要時間１２１２から、各工事場所間および各工事場所から出発点間の移動所要時間を算出し、これらの算出した移動所要時間および前処理（ステップＳ３０１）で算出した時間帯別工事所要時間の推定値に基づき、最適化手法を用いて、巡回・工事をする経路を生成する。本実施例のフローでは、最適化手法に生物の進化過程をモデルとして確率的に最適解を探索する手法である遺伝的アルゴリズムを使用している（ステップＳ３０４〜ステップＳ３０８）。

まず、処理装置１００は、各工事場所を巡回する経路情報で遺伝子列群を生成する（ステップＳ３０４）。但し、これらの遺伝子列を生成する際、ステップＳ３０１で工事が実施できないほどの気象状況のため工事所要時間の推定値を算出しなかった時間帯に当該工事場所を巡回するような経路は生成されないようにする。

次に、処理装置１００は、各遺伝子列の評価値として適応度を算出する（ステップＳ３０５）。各遺伝子列の適応度は、各工事場所における工事所要時間の推定値と各工事場所間の移動所要時間との総和とする。

次に、処理装置１００は、最適解を持つ遺伝子列、つまり遺伝子列群の中で最も良い適応度を持つ遺伝子列が表す各工事場所を巡回する経路および巡回と工事のタイムスケジュールをユーザに提示する（ステップＳ３０６）。提示された経路・タイムスケジュールで問題なしとユーザが判断すれば、巡回工事スケジュール生成処理を終了する。

提示された経路・タイムスケジュールで問題ありとユーザが判断すれば、生物が交配によって子孫を残すことをモデル化した交叉処理（組み換え処理）（ステップＳ３０７）および遺伝子の突然変異をモデル化した突然変異処理（ステップＳ３０８）の処理が行われ、ステップＳ３０６の処理に戻る。ここで、交叉処理は、一点交叉、二点交叉、多点交叉や一様交叉等を実施でき、処理結果に基づき、交叉処理を変更することができる。

上記の本実施例によれば、渋滞などの道路情報や気象情報をリアルタイムに巡回工事スケジュールに反映しているため、事故や道路工事などによる突発的な道路渋滞など経時的に変化する道路状況を考慮した巡回経路の生成が可能となる。

また、工事場所に行ったものの急な悪天候のため急に工事中止になる事態、または出直しになる事態を避けることが可能になることなど、移動効率の向上が実現でき、時間の有効活用にもつながる。さらに、移動効率の向上により、移動費用の削減や環境の保全も可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記した実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０ 工事スケジュール作成システム
２０ 外部システム
３０ タブレット端末やカーナビなどの車載装置
１００ 処理装置
１０１ スケジューリング要否判定処理部
１０２ 工事所要時間推定処理部
１０３ 工事スケジュール生成処理部
１１０ データベース群
１１１ 現在情報データベース
１１２ 地図データベース
１１３ 工事情報データベース
１１４ 過去工事情報データベース
１２０ 外部情報連係用データベース群
１２１ 道路情報データベース
１２２ 気象情報データベース
２００ VICS（登録商標）情報
２１０ 気象情報

Claims (8)

1. 道路情報と気象情報と、が定期的に、格納される外部データベースと、
   車載装置から送信される工事実施者と、前記工事施工者の現在地情報を含む現在情報と、地図情報と、工事情報と、過去工事情報が格納されるデータベースと、
   前記現在地情報と、前記工事情報から、経路を探索し、前記道路情報から、前記経路の通行所要時間を算出し、前記過去工事情報と前記気象情報とから、工事所要時間を算出し、前記通行所要時間と、前記工事所要時間に基づき作成された巡回工事スケジュールを前記車載装置に送信する処理装置と、
   を有することを特徴とする工事スケジュール作成システム。
2. 請求項１に記載の工事スケジュール作成システムにおいて、
   複数の工事場所が存在する場合、前記処理装置は、前記現在地情報と、前記工事情報から、経路を探索し、前記道路情報から、前記各工事場所間の通行所要時間を算出し、前記過去工事情報と前記気象情報とから、前記各工事所要時間を算出し、前記各工事場所間の通行所要時間に基づき、複数の巡回経路を算出し、前記巡回経路毎に前記各工事所要時間を足し合わせた時間を評価値として、遺伝的アルゴリズムにより、最小となる巡回経路を算出することを特徴とする工事スケジュール作成システム。
3. 請求項２に記載の工事スケジュール作成システムにおいて、
   前記処理装置は、前記各巡回経路を遺伝子列群とし、各評価値のうち、最小の評価値を有する遺伝子列群となる巡回経路を決定することを特徴とする工事スケジュール作成システム。
4. 請求項３に記載の工事スケジュール作成システムにおいて、
   前記処理装置は、前記複数の巡回経路のうち、２つの巡回経路について、交叉処理および突然変異処理を行うことを特徴とする工事スケジュール作成システム。
5. 車載装置とアクセスする処理装置と、前記処理装置に接続されるデータベースと外部データベースを有する工事スケジュール作成システムの工事スケジュール作成方法であって、
   前記処理装置は、前記データベースに格納されている現在地情報と、工事情報から経路を探索し、
   前記外部データベースに格納されている道路情報から、前記経路の通行所要時間を算出し、
   前記データベースに格納されている過去工事情報と、前記外部データベースに格納されている気象情報から、工事所要時間を算出し、
   前記通行所要時間と、前記工事所要時間に基づき作成された巡回工事スケジュールを前記車載装置に送信することを特徴とする工事スケジュール作成方法。
6. 請求項５に記載の工事スケジュール作成方法において、
   複数の工事場所が存在する場合、前記処理装置は、前記現在地情報と、前記工事情報から、経路を探索し、前記道路情報から、前記各工事場所間の通行所要時間を算出し、前記過去工事情報と前記気象情報とから、前記各工事所要時間を算出し、前記各工事場所間の通行所要時間に基づき、複数の巡回経路を算出し、前記巡回経路毎に前記各工事所要時間を足し合わせた時間を評価値として、遺伝的アルゴリズムにより、最小となる巡回経路を算出することを特徴とする工事スケジュール作成方法。
7. 請求項６に記載の工事スケジュール作成方法において、
   前記処理装置は、前記各巡回経路を遺伝子列群とし、各評価値のうち、最小の評価値を有する遺伝子列群となる巡回経路を決定することを特徴とする工事スケジュール作成方法。
8. 請求項７に記載の工事スケジュール作成方法において、
   前記処理装置は、前記複数の巡回経路のうち、２つの巡回経路について、交叉処理および突然変異処理を行うことを特徴とする工事スケジュール作成方法。

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