JP2015148119A - Ｒｆｉｄを利用した入坑者及びバッテリーロコの運行管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 トンネル工事の入坑者及びバッテリーロコの安全管理システムに関し、入坑者やバッテリーロコの運転手に対し、確実に必要な安全対策を講じることができ、かつ必要な情報を伝達することが可能な、効率的で安価な安全管理システムを提供する。【解決手段】 バッテリーロコ５に、ＩＤ情報を発信しうるＲＦＩＤタグ４を備えるとともに、入坑者３にＩＤ情報を発信しうるＲＦＩＤタグ４を備えさせ、トンネル内に一定間隔で、バッテリーロコ５と入坑者３から発信されたＩＤ情報を受信しうる複数のＲＦＩＤリーダ９を取り付け、ＲＦＩＤリーダ９がバッテリーロコ５と入坑者３からのＩＤ情報を受け取り、受け取ったＩＤ情報に基づきバッテリーロコ５の移動に対する入坑者３の安全を管理する安全管理処理装置１２を設け、その判断に基づいて必要な安全対応策又は必要な情報を発する。【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル構築現場において、坑内の入坑者の安全を管理する安全管理システムに関し、詳しくは、シールド工事や推進工事及びバッテリーロコを用いる山岳トンネルにおける、入坑者やバッテリーロコの運行を安全に行うための安全管理システムに関する。

現在、シールド工事や推進工事は掘進機を用いてトンネルを構築することが多いが、シールド工事においては立坑からシールド掘進機位置まで軌道を設けて、その軌道に沿ってバッテリーロコを走行させることで、セグメント、資材、掘削土砂等を運搬するようにしている。

このような狭い坑内での入坑者に対する安全確保のために、バッテリーロコの運行管理を行う必要がある。特に狭小断面で十分な歩行者通路幅を確保できない場合、バッテリーロコの運転手は、運行範囲内に入坑者がいないことを確認してからバッテリーロコを走行させる必要がある。また、曲線区間で見通しの悪い場合、特に速度を落とし注意して走行させる必要がある。

従来、このような場合、バッテリーロコの位置把握は、坑口、坑内作業箇所間の有線電話で行ってきた。

しかしながら、この場合、バッテリーロコが発進したとの連絡を坑口、坑内作業箇所間でできるが、その間の区間に入坑者がいるか否かわからず、またその区間に入坑者がいた場合、入坑者はバッテリーロコが走行してくるのがわからず、しかも坑口側からか切羽側からか、どちら側から走行してくるかわからない場合もある。そのために、十分な安全確保ができていない。

このような現状に鑑み、これまでに特許文献１に示すようなトンネル内台車運行管理システムが提案されている。このトンネル内台車運行管理システムは、トンネル内に配置されたＩＣタグとトンネル内の軌道上を走行する台車に搭載されたＩＣタグ検知装置とトンネル内に所定間隔で配置された固定無線装置と前記台車に搭載された移動無線装置と移動通信端末制御用ＣＰＵと移動通信端末を用いて、台車の位置情報を検知し、その情報をトンネル内の入坑者に伝達するようにしている。

しかしながら、このトンネル内台車運行管理システムは、ＩＣタグのシステムと比較的高価なＰＨＳのシステムを組み合わせて用いるもので、システム全体として高価なものとなる。また、ＩＣタグ検知装置が走行する台車の下側に設置されているため、狭い場所となり取り付けにくい。走行する台車の下側は、坑内の泥等が飛んで汚れやすく、軌道との距離も少ないため、軌道付近に何か物があれば、当たって壊れやすい等の問題が残っている。

特開２００６−１８８９０６号公報

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、トンネル工事の入坑者及びバッテリーロコの安全管理システムに関し、入坑者やバッテリーロコの運転手に対し、確実に必要な安全対策を講じることができ、かつ必要な情報を伝達することが可能な、効率的で安価な安全管理システムを提供することを課題としている。

即ち、本発明の安全管理システムは以下のことを特徴としている。

第１に、バッテリーロコが移動するトンネル構築現場において、坑内の入坑者の安全を管理する安全管理システムであって、バッテリーロコに、ＩＤ情報等を発信しうるＲＦＩＤタグを備えるとともに、入坑者にＩＤ情報を発信しうるＲＦＩＤタグを備えさせ、トンネル内に一定間隔で、前記バッテリーロコと前記入坑者から発信されたＩＤ情報を受信しうる複数のＲＦＩＤリーダを取り付け、前記ＲＦＩＤリーダが前記バッテリーロコと前記入坑者からのＩＤ情報を受け取り、受け取ったＩＤ情報に基づき前記バッテリーロコの移動に対する前記入坑者の安全を管理する安全管理処理装置を設け、前記安全管理処理装置は、受け取ったＩＤ情報に基づき前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を求める検出部と、前記検出部による位置と移動方向の情報をもとに、前記バッテリーロコと前記入坑者との距離が予め定めた距離以内に接近したか否かを確認する安全判断部とを備え、その安全判断部の判断に基づいて必要な安全対応策又は必要な情報を発するようにしたことを特徴とする安全管理システムである。

第２に、上記第１の発明の安全管理システムにおいて、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダから送られてきたＩＤ情報の信号強度を求め、求めた信号強度に基づいて、前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することができる。

第３に、上記第２の発明の安全管理システムにおいて、前記検出部は、前記バッテリーロコ又は前記入坑者が発信するＩＤ情報を受信可能な２つのＲＦＩＤリーダから送られてきたＩＤ情報の信号強度に基づいて、三角測量により前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することができる。

第４に、上記第１から第３の発明の安全管理システムにおいて、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた、前記バッテリーロコから発信されたＩＤ情報の信号強度に基づいて、前記バッテリーロコの位置を求め、この位置の時間的変化から求めた前記バッテリーロコの速度、あるいは前記バッテリーロコに搭載されたＲＦＩＤタグが速度センサを備え、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた前記速度センサからの速度が、坑内走行制限速度を超える場合、双方向通信システムや装置を用いて、前記バッテリーロコの運転手に必要な安全対応策又は必要な情報伝達を発するようにすることができる。

第５に、上記第１から第４の発明の安全管理システムにおいて、入坑者が備える前記ＲＦＩＤタグが振動センサを備え、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた前記振動センサが検知した振動情報に基づいて、前記入坑者に双方向通信システムを用いて必要な安全対応策又は必要な情報伝達を発するようにすることができる。

第６に、上記第１から第５の発明の安全管理システムにおいて、前記ＲＦＩＤタグからのＩＤ情報を受信できる感帯と、受信できない不感帯が存在するように復数の前記ＲＦＩＤリーダを取り付け、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダが受信したＩＤ情報に基づいて、前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することができる。

第７に、上記第６の発明の安全管理システムにおいて、前記検出部は、前記バッテリーロコが位置を変化させ、前記入坑者がその路線内におり、かつ前記不感帯に前記バッテリーロコ又は前記入坑者が入っていると検出した場合に、警告発信部は、前記バッテリーロコ及び前記入坑者に設けた警告装置に対して必要な安全対応策又は必要な情報を発信することができる。

第８に、上記第１から第７の発明の安全管理システムにおいて、前記ＲＦＩＤリーダを、トンネル掘削の進行に合わせて増設させることができる。

第９に、上記第１から第８の発明の安全管理システムにおいて、前記バッテリーロコと前記入坑者が備える前記ＲＦＩＤタグの使用周波数を、３００ＭＨｚ帯の微弱電波とすることができる。

第１０に、上記第１から第９の発明の安全管理システムにおいて、前記入坑者が備えるＲＦＩＤタグを、前記入坑者が使用するヘルメットの内側に設置又は内蔵させることができる。

本発明によれば、トンネル工事の入坑者及びバッテリーロコ運行の安全管理システムおいて、入坑者やバッテリーロコの運転手に対し、確実に必要な安全対策を講じることができ、かつ必要な情報を伝達することが可能な、効率的で安価な安全管理システムを提供することができる。

本実施形態に係るＲＦＩＤを利用した入坑者及びバッテリーロコの安全管理システムを示した概略図である。 本実施形態の安全管理処理装置に導入したＩＤ情報を処理する機序について説明するブロック図である。 本発明の安全管理システムを安全管理処理装置で構成した例を模式的に示したブロック図である。 ディスプレイに表示する、入坑者及びバッテリーロコの位置情報の内容を示した概略図である。 ＲＦＩＤリーダが、発信電波を経時的に受信している状況を示した概略図である。 三角測量を行う場合を示した概略図である。 感帯と不感帯を設けた場合を示した概略図である。 入坑者が使用するヘルメットの内側に入坑者用ＲＦＩＤタグを設置した状態を示す概略図である。 本発明の安全管理システムによる、必要な安全対応策又は必要な情報を発信させる機序について模式的に示したブロック図である。

本発明の安全管理システムは、トンネル構築現場において、入坑者及びバッテリーロコの位置及び移動の状態を把握し管理をする安全管理システムであり、入坑者及びバッテリーロコは、それぞれに付与された固有のＩＤ情報を含むデータを無線信号により発信するＲＦＩＤタグを備えている。

また、入坑口を含めたトンネル内の特定の位置には、入坑者及びバッテリーロコが備えるＲＦＩＤタグから発信されるＩＤ情報を受信するためのＲＦＩＤリーダが設置されている。ＲＦＩＤリーダは、パソコン等の安全管理処理装置に接続され、ＲＦＩＤリーダにより受信され安全管理処理装置に送られたＩＤ情報は、安全管理処理装置内で処理され、これに従って、安全管理処理装置に接続された警告装置から必要な安全対応策又は必要な情報が発信される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るＲＦＩＤを利用した入坑者及びバッテリーロコの安全管理システムを示した概略図である。

トンネルは、坑内２の先端部で掘進機２１により掘削、推進を行い、セグメント２０を組み立てながら構築されていく。また、掘進機２１には、掘進に必要な諸設備を搭載した後続台車１３が配置されている。この後続台車１３は、セグメント２０とともに配設される軌道６上を移動可能となっている。

また、この軌道６上には、掘削された土砂を運ぶ台車や、材料を載せた台車を牽引するために用いられる、蓄電池によって駆動するバッテリーロコ５が移動可能に配置されている。

本発明では、坑内２に入坑した入坑者３は、入坑者用のＲＦＩＤタグ４を携帯し、坑内２のバッテリーロコ５はバッテリーロコ用のＲＦＩＤタグ４を搭載している。また、入坑口７を含めた坑内２の定めた位置にはＲＦＩＤリーダ９が設置され、入坑者３が備えるＲＦＩＤタグ４及びバッテリーロコ５が備えるＲＦＩＤタグ４から発信されたＩＤ情報を含む電波１０を受信可能としている。

本発明で用いる入坑者３及びバッテリーロコ５が備えるＲＦＩＤタグ４は、少なくとも自ら無線信号を発信する機能があるものであれば特に制限はなく、特に通信距離を比較的長くとることができるアクティブ型のＲＦＩＤタグを好適に用いることができる。また、双方向の送受信を行う場合にはセミアクティブ型のＲＦＩＤタグを用いることもできる。

また、入坑者３及びバッテリーロコ５が備えるＲＦＩＤタグ４の発信電波の周波数は特に制限はないが、３００ＭＨｚ帯の微弱電波がより適している。トンネル掘削工事、特にシールド工事では、掘進に伴う後方設備や組み立て後のセグメント２０等があるため、高い周波数ではこれらの対象物が障害となり、ＲＦＩＤタグ４の発信電波がＲＦＩＤリーダ９に届きづらい場合がある。

この点に関しては、これまでに行った実験により、内径３ｍ程度のトンネルにおいて、３００ＭＨｚ帯（波長１ｍ程度）で、１００ｍ程度の通信が可能であることが確認されている。また、曲線部においても、通信距離はやや低下するものの、十分な距離の通信が可能である。また、３００ＭＨｚ帯の微弱電波では、トンネル内径１ｍ程度以上での使用が適している。

また、入坑者３が備えるＲＦＩＤタグ４は、入坑者３が意識的に携帯するようにしてもよいが、図８に示すように、入坑者３が使用するヘルメット２５の内側に設置又は内蔵させることもできる。入坑者３が備えるＲＦＩＤタグ４をヘルメット２５の内側に設置または内蔵することにより、意識せずに容易に携帯することができ、また、紛失等を防止することができる。

入坑者３及びバッテリーロコ５が備えるＲＦＩＤタグ４の発信電波からのＩＤ情報は、ＲＦＩＤリーダ９から有線又は無線で地上の中央管理室１１に設置してある安全管理処理装置１２（管理用コンピュータ）に送信して処理される。

図１に示すように、ＲＦＩＤリーダ９からのＩＤ情報を安全管理処理装置１２（管理用コンピュータ）に有線で送信する場合には、ＬＡＮケーブル３０により接続することができ、ＬＡＮケーブル３０はハブ２６によりネットワークの中継が行われる。また、ＬＡＮケーブル３０には無線ＬＡＮのアクセスポイント２８が設けられ、適宜、後続台車１３や、入坑者３、バッテリーロコ５との通信を可能としている。

図２は、本実施形態の安全管理処理装置１２に導入したＩＤ情報を処理する機序について説明するブロック図である。

安全管理処理装置１２は、ＲＦＩＤリーダ９から受け取ったＩＤ情報に基づき入坑者３とバッテリーロコ５の位置を判断する検出部１２０と、検出部１２０による位置情報をもとに、入坑者３とバッテリーロコ５との距離が予め定めた距離以内に接近したか否かを判断する安全判断部１２１を備えている。
＜検出部＞
検出部１２０は、受信部１２０１、受信情報蓄積部１２０２、ＩＤ情報検出部１２０３（ＩＤ情報比較部１２０４、ＩＤ情報蓄積部１２０５）、位置情報等蓄積部１２０６から構成されている。

まず、受信部１２０１でＲＦＩＤリーダ９のＩＤ情報及び、ＲＦＩＤリーダ９が受信したＲＦＩＤタグ４のＩＤ情報を受け取る。受け取ったＩＤ情報は、逐次受信情報蓄積部１２０２に保存される。次に、ＩＤ情報検出部１２０３で、受信情報蓄積部１２００２に保存されたＲＦＩＤリーダ９の情報及び、ＲＦＩＤタグ４の情報からそれぞれのＩＤ情報を検出する。

ＩＤ情報検出部１２０３は、ＩＤ情報比較部１２０４、ＩＤ情報蓄積部１２０５から構成されている。

まず、ＩＤ情報比較部１２０４で、受信情報蓄積部１２０２に保存された受信情報と、ＩＤ情報蓄積部１２０５内に蓄積されたＲＦＩＤリーダ９のＩＤ情報及びＲＦＩＤタグ４のＩＤ情報とを比較する。これにより、どのＩＤのＲＦＩＤリーダ９が、どのバッテリーロコ５及び入坑者３に対応するＩＤを受信しているかの位置情報を検出することができる。

即ち、各入坑者３及びバッテリーロコ５が、どの位置のＲＦＩＤリーダ９の受信エリア内にあるかの位置情報から、各入坑者３及びバッテリーロコ５それぞれの位置を判断することができる。また、これに合わせて入坑者３の人数及びバッテリーロコ５の台数をカウントすることもできる。

これらの検出した位置情報は、時系列に位置情報等蓄積部１２０６に保存される。また、この位置情報等蓄積部１２０６の情報は、図４に示すように、入坑者３とバッテリーロコ５の位置情報として、管理用コンピュータ等のディスプレイに表示することもできる。また、上記の表示は、立坑上や後続台車１３、バッテリーロコ５等に適宜設置されている表示装置１７に表示させることもできる。
＜安全判断部＞
次に、検出部１２０で蓄積された位置情報は安全判断部１２１で参照、判断され、判断に応じて必要な安全対応策又は必要な情報を発信する。安全判断部１２１は、安全対応策検出部１２１１及び発信部１２１２から構成されている。

検出部１２０のＩＤ情報検出部１２０３で検出され、位置情報等蓄積部１２０６に蓄積された位置情報は、安全対応策検出部１２１１において、時間毎の位置情報の変化を検出し、位置及び移動方向を検出し、安全対応策が必要か否かを判断する。

この判断は、バッテリーロコ５と入坑者３との距離が予め定めた距離以内に接近したか否かを確認することにより行われる。

そして、安全対応策検出部１２１１において、安全対応策が必要であると判断した場合に、必要な安全対策や必要な情報等が選定され、発信部１２１２から、予めトンネル内に設置してある警告装置等に対して必要な安全対応策又は必要な情報を発信する。

ここで、必要な安全対応策又は必要な情報とは、例えば、図１に示す後続台車１３にパトライト（登録商標）等の警報装置１４を設置したり、坑内２に信号機１５等を設置しておき、バッテリーロコ５が後続台車１３に近づいてきたときに、警報装置１４や、信号制御装置２９により信号機１５を作動させたり、坑内の途中の入坑者３にバッテリーロコ５が走行して近づいてくる場合に、任意の場所に設置している音声装置１６のうち、入坑者３にバッテリーロコ５が近づいてくることを知らせるのに適した音声装置１６を作動させ、音声で入坑者３に知らせる等が考慮される。

本発明の安全管理システムを安全管理処理装置１２で構成した例を模式的に図３に示す。この安全管理処理装置１２は、情報蓄積部、入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ）、入力部、処理部（ＣＰＵ）、主記憶部及び表示部を備え、これらはバスにより接続される。ここでは代表的な機能実現手段のみを例示したが、もちろん、その他必要な各種機能実現手段ないし周辺機器を設けることができる。

情報蓄積部は、図２における、受信情報蓄積部１２０２、ＩＤ情報蓄積部１２０５、位置情報等蓄積部１２０６を含むものであり、入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ）は、受信部１２０１、発信部１２１２を含み、外部と情報等のやりとりを行う。入力部は、キーボードやマウス等の情報入力手段からなり、必要な情報の入力に使用される。処理部（ＣＰＵ）は、ＩＤ情報検出部１２０３、ＩＤ情報比較部１２０４、安全対策検出部１２１１を含み、情報蓄積部に蓄積された必要な情報を参照して検出処理機能を備えるとともに、各部の動作の制御等を行う。また、主記憶部は、安全管理に必要なプログラムを格納し、表示部は、蓄積情報や検出結果等をディスプレイ表示する。

本発明によれば、以上の実施形態の構成とすることにより、入坑口７を含めた坑内２の入坑者３及びバッテリーロコ５の位置と移動方向を求めることができ、これらの情報を基に、入坑者３に対し、確実に必要な安全対策を講じることができ、かつ必要な情報を伝達することが可能となる。

本発明の他の実施形態として、安全管理処理装置１２で、ＲＦＩＤリーダ９から送られてきたＩＤ情報の信号強度を求め、求めた信号強度に基づいてバッテリーロコ５と入坑者３の位置と移動方向をより詳細に検知することができる。

図５は、ＲＦＩＤリーダ９が、入坑者３及びバッテリーロコ５の備えるＲＦＩＤタグ４からの発信電波を経時的に受信している状態を示した概略図である。

ＲＦＩＤリーダ９は、入坑者３及びバッテリーロコ５の備えるＲＦＩＤタグ４が発信するＩＤ情報を含む発信電波を経時的に受信して安全管理処理装置１２に送信する。

安全管理処理装置１２では、検出部１２０の受信部１２０１において、送信されたＩＤ情報を含む電波の電波強度を検知する。検知した電波強度情報は、受信情報蓄積部１２０２に蓄積し、ＩＤ情報検出部１２０３のＩＤ情報比較部１２０４で、受信情報蓄積部１２０２に保存された受信情報と、ＩＤ情報蓄積部１２０５内に蓄積されたＩＤ情報とを比較して、ＲＦＩＤリーダ９のＩＤ情報及び入坑者３及びバッテリーロコ５のＩＤ情報とともに、それぞれのＩＤに対応する電波強度の検知情報を付与して位置情報等蓄積部１２０６に蓄積する。

この入坑者３及びバッテリーロコ５のＩＤ情報に対応する電波強度情報は、安全判断部１２１の安全対応策検出部１２１１において、時間毎の位置情報及び電波強度が比較され、より正確な各入坑者３及びバッテリーロコ５の移動情報が検知される。

即ち、例えば、時間毎の電波強度の変化において、バッテリーロコ５のＲＦＩＤタグ４の発信電波の電波強度が強く変化するときは、図５示すように、実際のバッテリーロコ５は、ＲＦＩＤリーダ９の位置に近づき（（１）から（２））、弱く変化するときは、ＲＦＩＤリーダ９から遠ざかる（（２）から（３））と判断することができる。

また、受信する電波強度の変化に対する、ＲＦＩＤリーダ９との距離の関数を予め設定しておくことにより、入坑者３及びバッテリーロコ５の移動速度を求めることもできる。

また、本発明の他の実施形態として、入坑者用ＲＦＩＤタグ又はバッテリーロコ用ＲＦＩＤタグが発信する無線信号と、少なくとも２以上のＲＦＩＤリーダ９で受信し、検知した電波強度の値から、三角測量により、入坑者３とバッテリーロコ５の移動を検知することもできる。図６は、三角測量を行う場合を示した縦断図である。

ＲＦＩＤタグ４と、ＲＦＩＤタグ４から発信する電波を受信可能な複数のＲＦＩＤリーダ９により、ＲＦＩＤタグ４が発信する電波の複数のＲＦＩＤリーダ９での受信強度を用いて、三角測量の要領で、固定点に設置してある２つのＲＦＩＤリーダ９とそのＲＦＩＤリーダ９からＲＦＩＤタグ４までの距離を求め、ＲＦＩＤタグ４の正確な位置を検知する。

これらの処理は、安全管理処理装置１２の検出部１２０で行われ、正確な位置情報は位置情報等蓄積部１２０６に蓄積される。その後の処理は、前記実施形態と同様である。

図６では、ＲＦＩＤリーダ９の１つをセグメント２０に設置し、もう１つを後続台車１３に設置してある。後続台車１３は掘進機２１に繋がれ掘進とともに移動するが、掘進機２１は自動測量等により三次元位置が判明しており、後続台車１３の位置もわかるため、ＲＦＩＤリーダ９の設置も既知となる。もちろん、セグメント２０に２つ以上設置したＲＦＩＤリーダ９でＲＦＩＤタグ４からの電波を受信するようにしてもよい。この場合、１つのＲＦＩＤタグ４から発信される電波を２つのＦＩＤリーダ９で受信する必要があるため、ＦＩＤリーダ９の設置間隔を近く設定することが望ましい。

また、本発明の他の実施形態として、ＲＦＩＤリーダ９から送られてきた、バッテリーロコ５から発信されたＩＤ情報の信号強度に基づいて、バッテリーロコ５の位置を求め、この位置の時間的変化から求めたバッテリーロコ５の速度、あるいはバッテリーロコ５に搭載されているＲＦＩＤタグ４が速度センサを備え、前記検出部は、ＲＦＩＤリーダ４から送られてきた速度センサからの速度が、坑内走行制限速度を超える場合、双方向通信システムや装置を用いて、バッテリーロコ５の運転手に必要な安全対応策又は必要な情報伝達を発することができる。

具体的には、坑内走行制限速度を超える場合、双方向通信システムを使用してバッテリーロコ５の運転手にブザー内蔵型ＲＦＩＤタグで注意したり、バッテリーロコ５に搭載したパトライト（登録商標）付ブザーを鳴らす等して対応することができる。

さらに、本発明の他の実施形態として、入坑者３が備えるＲＦＩＤタグ４に振動センサを設けることにより、入坑者３の移動状態や停止状態を検知することもできる。ＲＦＩＤタグ４の振動センサで検知した振動情報は、上記の速度情報と同様の方法により位置情報等蓄積部１２０６に蓄積され、安全対策検出部１２１１において、時間毎の位置情報及び速度情報が比較される。そして、例えば、入坑者３の振動情報に一定時間変化がない場合には、入坑者３に何らかのトラブルがあったと判断し、発信部１２１２から無線ＬＡＮを用いた双方向通信システム等を用いて必要な安全対応策又は必要な情報を発信させることができる。

また、本発明の他の実施形態として、坑内２に、入坑者３及びバッテリーロコ５に備えるＲＦＩＤタグ４が発信する無線信号の発信電波を受信可能な感帯と、受信不可能な不感帯を設定して、感帯における受信状態に基づいて、入坑者３及びバッテリーロコ５の位置を検知することができる。

図７は、感帯と不感帯を設けた場合を示した概略図である。ＲＦＩＤリーダ９の設置位置は、入坑者用ＲＦＩＤタグ４及びバッテリーロコ用ＲＦＩＤタグ４からの発信電波１０を受信できる感帯２２と受信できない不感帯２３が存在するように適宜ＲＦＩＤリーダ９を離して設置してある。

そして、各ＲＦＩＤタグ４からの発信電波１０をＲＦＩＤリーダ９で受信した受信有無の情報を位置情報等蓄積部１２０６に蓄積し、安全対応策検出部１２１１において、時間毎の位置情報の比較し、入坑者３又はバッテリーロコ５が感帯２２に入った場合、どの感帯２２に位置しているか、また入坑者３又はバッテリーロコ５が不感帯２３に入った場合、この不感帯２３の前後にどの感帯２２に入ったかを検知することにより、入坑者３又はバッテリーロコ５の移動方向が坑口側１８か切羽側１９のどちら側に移動しているかを求め、求めた入坑者３又はバッテリーロコ５の位置と移動方向をもとに、必要な安全対応策又は必要な情報を発信させることができる。

ここで、不感帯２３の設置問隔が長い場合、入坑者３やバッテリーロコ５の位置が不明となるため、不感帯２３は感帯２２の長さ以内とするのが好ましい。また、トンネル線形が長い直線の場合には、遠くまで見通し可能であるので、このような場合は不感帯２３の長さを長くすることが可能となる。しかしながら、実際の不感帯２３の設置においては、トンネルの径、曲率半径及びセグメントの種類、地質、吹付けコンクリート等のトンネル覆工内面の表面材質、表面状況により受信状況が異なるため、その現場毎に目安を決めておくか、実際に現場でＲＦＩＤリーダ９のＲＦＩＤタグ４からの電波の受信状況を確認し、確実に受信できる範囲でＲＦＩＤリーダ９を取り付けるのが望ましい。また、双方向の受信範囲も実際に送受信試験を行い、確実に送受信できる範囲で取り付けるのが望ましい。

具体的な、感帯２２と不感帯２３の区域としては、ＲＦＩＤリーダ９の設置場所として、例えば、掘進外形３５００ｍｍのシールド工事において、入坑口７、立坑下８、入坑口７から切羽側１９に向かって３００〜５００ｍ間隔程度で、ＲＦＩＤリーダ７を設置することができる。

また、上記実施形態において、バッテリーロコ５が移動し、入坑者３がその路線内におり、かつ、前記不感帯２３にバッテリーロコ５又は入坑者３が入っていると安全対応策検出部１２１１が検出した場合には、発信部１２１２がバッテリーロコ５及び入坑者３に設けた警告装置等に対して必要な安全対応策又は必要な情報を発信することができる。

具体的には、図７に示すように、感帯２２において、入坑者３にバッテリーロコ５が走行してくることを知らせるために、必要な安全対応策や必要な情報伝達の一つとして、双方向システム等を使用して、送受信電波２４を発信し、ブザーや振動等の手段で入坑者３に知らせて、避難を促すようにさせることもできる。

このように、不感帯を設けることによって、ＲＦＩＤリーダの設置個所を減らすことが可能となり、より経済的な設備にすることができる。しかも、送受信データの解析、処理により通行管理の機能を実現できる。

より具体的な、必要な安全対応策又は必要な情報を発信させる実施形態の機序を図９に示す。

この実施形態では、ＲＦＩＤタグ４からの情報を、ＲＦＩＤリーダ９を経由して、管理用コンピュータ（パソコン）に送り、ここで（受信）、（解析）、（判断）させ、ディスプレイへの（表示）、各データの（保存）をさせている。

また、判断した情報に応じて（送信１）により、ＲＦＩＤリーダ９を経由して、ＲＦＩＤタグ４、即ち、これを備える入坑者３やバッテリーロコ５に対して、必要な安全対応策又は必要な情報を発信させている。

また、必要に応じて、判断した情報を（送信２）により警報装置に、また（送信３）によりロコ用表示器に発信させている。

上記の実施形態に示すような本発明の安全管理システムによれば、入坑者やバッテリーロコの運転手に対し、確実に必要な安全対策を講じることができ、かつ必要な情報を伝達することが可能な、効率的で安価な安全管理システムとすることができる。

３ 入坑者
４ ＲＦＩＤタグ
５ バッテリーロコ
９ ＲＦＩＤリーダ
１２ 安全管理処理装置（管理用コンピュータ）
１２０ 検出部
１２０１ 受信部
１２０２ 受信情報蓄積部
１２０３ ＩＤ情報検出部
１２０４ ＩＤ情報比較部
１２０５ ＩＤ情報蓄積部
１２０６ 位置情報等蓄積部
１２１ 安全判断部
１２１１ 安全対応策検出部
１２１２ 発信部
２２ 感帯
２３ 不感帯

Claims (10)

1. バッテリーロコが移動するトンネル構築現場において、坑内の入坑者の安全を管理する安全管理システムであって、
   バッテリーロコに、ＩＤ情報を発信しうるＲＦＩＤタグを備えるとともに、入坑者にＩＤ情報を発信しうるＲＦＩＤタグを備えさせ、
   トンネル内に一定間隔で、前記バッテリーロコと前記入坑者から発信されたＩＤ情報を受信しうる複数のＲＦＩＤリーダを取り付け、
   前記ＲＦＩＤリーダが前記バッテリーロコと前記入坑者からのＩＤ情報を受け取り、受け取ったＩＤ情報に基づき前記バッテリーロコの移動に対する前記入坑者の安全を管理する安全管理処理装置を設け、
   前記安全管理処理装置は、
   受け取ったＩＤ情報に基づき前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を求める検出部と、
   前記検出部による位置と移動方向の情報をもとに、前記バッテリーロコと前記入坑者との距離が予め定めた距離以内に接近したか否かを確認する安全判断部とを備え、
   その安全判断部の判断に基づいて必要な安全対応策又は必要な情報を発するようにしたことを特徴とする安全管理システム。
2. 前記検出部は、
   前記ＲＦＩＤリーダから送られてきたＩＤ情報の信号強度を求め、求めた信号強度に基づいて、前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することを特徴とする請求項１に記載の安全管理システム。
3. 前記検出部は、
   前記バッテリーロコ又は前記入坑者が発信するＩＤ情報を受信可能な２つのＲＦＩＤリーダから送られてきたＩＤ情報の信号強度に基づいて、三角測量により前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することを特徴とする請求項２に記載の安全管理システム。
4. 前記検出部は、
   前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた、前記バッテリーロコから発信されたＩＤ情報の信号強度に基づいて、前記バッテリーロコの位置を求め、この位置の時間的変化から求めた前記バッテリーロコの速度、
   あるいは前記バッテリーロコに搭載されたＲＦＩＤタグが速度センサを備え、前記検出部は、前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた前記速度センサからの速度が、
   坑内走行制限速度を超える場合、双方向通信システムや装置を用いて、前記バッテリーロコの運転手に必要な安全対応策又は必要な情報伝達を発するようにすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の安全管理システム。
5. 入坑者が備える前記ＲＦＩＤタグが振動センサを備え、
   前記検出部は、
   前記ＲＦＩＤリーダから送られてきた前記振動センサが検知した振動情報に基づいて、前記入坑者に双方向通信システムを用いて必要な安全対応策又は必要な情報伝達を発するようにすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の安全管理システム。
6. 前記ＲＦＩＤタグからのＩＤ情報を受信できる感帯と、受信できない不感帯が存在するように復数の前記ＲＦＩＤリーダを取り付け、
   前記検出部は、
   前記ＲＦＩＤリーダが受信したＩＤ情報に基づいて、前記バッテリーロコと前記入坑者の位置と移動方向を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の安全管理システム。
7. 前記検出部は、
   前記バッテリーロコが位置を変化させ、前記入坑者がその路線内におり、かつ前記不感帯に前記バッテリーロコ又は前記入坑者が入っていると検出した場合に、
   警告発信部は、
   前記バッテリーロコ及び前記入坑者に設けた警告装置に対して必要な安全対応策又は必要な情報を発信することを特徴とする請求項６に記載の安全管理システム。
8. 前記ＲＦＩＤリーダが、トンネル掘削の進行に合わせて増設されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の安全管理システム。
9. 前記バッテリーロコと前記入坑者が備える前記ＲＦＩＤタグの使用周波数が、３００ＭＨｚ帯の微弱電波であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の安全管理システム。
10. 前記入坑者が備えるＲＦＩＤタグが、前記入坑者が使用するヘルメットの内側に設置又は内蔵されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の安全管理システム。
    

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