JP2017122988A - 送電設備における作業者管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】管理するのに必要となる特別な装置を鉄塔に設置することが不要で、しかも管理者から作業者に警告指示を的確に与えることができるシステムを提供する。【解決手段】現場管理装置１と、作業者端末装置４とを備え、作業者端末装置４は、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を現場管理装置１へ送信する送受信部２２を備え、現場管理装置１は、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する位置情報取得手段１４と、鉄塔構造図を作成するためのデータを取得する鉄塔構造図データ取得手段１５と、作成される鉄塔構造図における危険範囲と安全範囲とを設定して表示するためのデータを取得する範囲設定取得手段１６と、危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、現場管理装置１及び作業者端末装置４の現在位置を加えてモニタ表示する表示手段１７と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、高圧送電線鉄塔において点検や保守等の作業を行う作業者が、安全に作業が行えるように、作業者の位置を管理（監視）するための送電設備における作業者管理システムに関する。

高圧電流が流れる送電線鉄塔において、送電線の一部を停電して停電側で作業を行なう場合がある。この場合、作業を行わない側は、送電（充電）中であるため、管理者は、作業者が送電側の危険範囲に誤って侵入することがないように作業者の位置を管理する必要がある。そこで、作業者の位置を管理するための作業者管理システムが既に提案されている。

前記作業者管理システムは、作業者が携帯する近距離無線通信が可能なＩＣタグと、鉄塔に上下方向に間隔をおいて支持される上相電線、中相電線、下相電線の各相の危険区域の境界にそれぞれ設置される警報機付きの危険区画標示装置と、を備えている。前記各危険区画標示装置には、ＩＣタグを感知してＩＣタグとの距離を計測するためのセンサ装置が取り付けられており、センサ装置により計測したＩＣタグとの距離データと予め入力されている３台のセンサ装置の位置とに基づいて、鉄塔での作業者の位置を演算して、管理者が監視する画面上に鉄塔上の作業者の現在位置を表示するようにしている（特許文献１参照）。

特開２００７−５２６７１号公報

上記特許文献１の構成では、鉄塔に支持される高い位置にある上相電線、中相電線、下相電線の各相のそれぞれに、センサ装置を有する危険区画標示装置を設置しなければならないため、その設置作業が非常に手間のかかる煩わしい作業になるだけでなく、風雨に晒される危険区画標示装置のメンテナンスを定期的に行わなければならない手間もあった。また、次に述べる２つの原因により、画面を見ている管理者から作業者に警告指示を的確に与えることができないという不都合があった。その第１の原因としては、鉄塔に実際に取り付けられた危険区画標示装置の取付位置と画面上に入力されている危険区画標示装置の表示位置とが食い違っている場合に、作業者がいる鉄塔上の現在位置が実際の位置と異なることである。また、第２の原因としては、各相に設けられた１つのセンサ装置では遠距離通信が行えないＩＣタグの位置を精度よく検出することができないことである。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、管理するのに必要となる特別な装置を鉄塔に設置することが不要で、しかも管理者から作業者に警告指示を的確に与えることができる送電設備における作業管理システムを提供することを目的とする。

本発明に係る送電設備における作業管理システムは、鉄塔の近くに配置される現場管理装置と、鉄塔で作業する作業者が携帯する作業者端末装置とを備え、前記作業者端末装置は、ＧＰＳ信号を受信して該作業者端末装置の位置情報を取得し、その位置情報を前記現場管理装置へ送信する送受信部を備え、前記現場管理装置は、ＧＰＳ信号を受信して該現場管理装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記鉄塔の鉄塔構造図に関するデータを取得する鉄塔構造図データ取得手段と、該鉄塔構造図データ取得手段から取得したデータで作成される鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定するためのデータを取得する範囲設定取得手段と、前記現場管理装置の位置情報及び前記作業者端末装置の位置情報に基づいて、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、前記現場管理装置の現在位置及び該作業者端末装置の現在位置を加えてモニタ表示する表示手段と、を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、現場管理装置の位置情報及び作業者端末装置の位置情報は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して得るので、誤差のない精度のよい位置情報である。従って、それらの位置情報を、危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、加えてモニタ表示することによって、位置情報の位置ずれによる誤表示がないので、管理者は、モニタを見て的確な警告指示を作業者に与えることができる。しかも、危険範囲と安全範囲とが区分けされて表示されているだけでなく、現場管理装置との位置関係も表示されているので、危険範囲と安全範囲との境界に対する作業者の位置を把握し易い利点がある。また、ＧＰＳ信号を受信して現場管理装置へ送信する作業者端末装置を作業者が携帯するだけで作業者の位置情報を得ることができるので、鉄塔には管理システムに必要となる特別な装置を設置することが不要になる。

また、本発明の送電設備における作業管理システムは、前記鉄塔構造図データ取得手段は、鉄塔構造図を二次元表示するための二次元データを取得する手段であり、前記範囲設定取得手段は、前記鉄塔構造図データ取得手段で取得した二次元データに基づいて作成された二次元の鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定する手段を備えており、前記表示手段は、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された二次元の鉄塔構造図に、前記現場管理装置及び前記作業者の現在位置を加えてモニタ表示する構成であってもよい。

上記のように、危険範囲と安全範囲とが設定された二次元の鉄塔構造図に、現場管理装置及び作業者の現在位置を加えてモニタ表示することによって、危険範囲と安全範囲との境界から作業者までの距離をリアルに把握し易い。

また、本発明の送電設備における作業管理システムは、前記鉄塔構造図データ取得手段は、鉄塔構造図を三次元表示するための三次元データを取得する手段であり、前記範囲設定取得手段は、前記鉄塔構造図データ取得手段で取得した三次元データに基づいて作成された三次元の鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定する手段を備えており、前記表示手段は、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定され作業者の現在位置を加えた三次元の鉄塔構造図を、前記現場管理装置の現在位置から鉄塔を見たときと同じ向きの図としてモニタ表示する構成であってもよい。

上記のように、危険範囲と安全範囲とが設定され作業者の現在位置を加えた三次元の鉄塔構造図を、現場管理装置の現在位置から鉄塔を見たときと同じ向きの図としてモニタ表示することによって、鉄塔の近傍の作業現場で見ている目線での画像と同じような画像になるため、違和感がなく、作業者の位置を直ちに把握し易い。

また、本発明の送電設備における作業管理システムは、前記現場管理装置は、前記作業者端末装置から前記危険範囲までの距離が設定距離以下であることを判定する判定手段を備えている構成であってもよい。

上記のように、現場管理装置が、作業者端末装置から危険範囲までの距離が設定距離以下であることを判定する判定手段を備えることによって、危険範囲に対する作業者の安全確認を、管理者の目視によるものに加えて現場管理装置による判定手段によるものの二重の確認で行うので、作業者の安全性をより高めることができる作業者管理システムを実現することができる。

以上のように、本発明によれば、危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、誤差のない精度のよいＧＰＳ信号を受信して得た現場管理装置の現在位置及び作業者端末装置の現在位置を加えてモニタ表示することによって、管理するのに必要となる特別な装置を鉄塔に設置することが不要で、しかも管理者から作業者に警告指示を的確に与えることができる送電設備における作業管理システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る送電設備における作業管理システムの概略を示す側面図である。 同作業管理システムの平面図である。 同作業管理システムの構成を示すブロック図である。 同作業管理システムを作動させるためのメインのフローチャートである。 鉄塔構造図を作成するためのサブのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る送電設備における作業管理システムにより三次元で表示した鉄塔の図である。 図６において危険範囲と安全範囲とを分離して表示した鉄塔の図である。 本発明の第３実施形態に係る送電設備における作業管理システムにより作業者の身体的疲労度をチェックするためのフローチャートである。

＜第１実施形態＞
本発明に係る送電設備における作業管理システムの第１実施形態について図面を参照して説明する。作業管理システムは、図１に示すように、送電線鉄塔（以下、単に鉄塔という）２の近くに配置される現場管理装置１と、鉄塔２で作業する作業者３が携帯する作業者端末装置４と、を備えている。図１において、作業者３は、現場管理装置１から水平距離で所定距離Ｌの位置で、かつ、現場管理装置１から水平面に対して角度θの方向に位置している。

送電線鉄塔２は、図１に示すように、上下方向に間隔をおいて上相電線５，５、中相電線６，６、下相電線７，７を支持している。上相電線５，５は、平面視山形状の左右の上側部材８，８で支持され、中相電線６，６は、平面視山形状の左右の中側部材９，９（図２参照）で支持され、下相電線７，７は、平面視山形状の左右の下側部材１０，１０で支持されている。また、左右の上側部材８，８、左右の中側部材９，９、左右の下側部材１０，１０のそれぞれは、左右中央に位置する矩形状の連結部材１１，１２（図２参照），１３のそれぞれで連結されている。図１及び図２では、中側部材９，９を連結する左右中央部の連結部材１２上で作業者３が作業している。

現場管理装置１は、例えばパーソナルコンピュータからなり、図３に示すように、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得する位置情報取得手段１４と、鉄塔２の鉄塔構造図を作成するためのデータを取得する鉄塔構造図データ取得手段１５と、鉄塔構造図データ取得手段１５から取得したデータで作成される鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定するためのデータを取得する範囲設定取得手段１６と、現場管理装置１の位置情報及び作業者端末装置４の位置情報に基づいて、範囲設定取得手段１６で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、現場管理装置１の現在位置及び作業者端末装置４の現在位置を加えてモニタ表示する表示手段１７と、を備えている。また、現場管理装置１は、作業者端末装置４が危険範囲からの距離が設定距離以下であることを判定する判定手段１８を備えている。この判定手段１８を備えることによって、危険範囲に対する作業者の安全確認を、管理者の目視によるものに加えて現場管理装置１による判定手段１８によるものの二重の確認で行うので、作業者３の安全性をより高めることができる作業者管理システムを実現することができる。

位置情報取得手段１４は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得して現場管理装置１の記憶部（図示せず）に記憶する手段である。

鉄塔構造図データ取得手段１５は、鉄塔２の鉄塔構造図を二次元表示するために予め作成されて後述する本体システムの記憶部に記憶されている鉄塔構造図の二次元データを取得して現場管理装置１の記憶部（図示せず）に記憶する手段である。

範囲設定取得手段１６は、鉄塔構造図データ取得手段１５から取得した二次元データで作成される二次元の鉄塔構造図に、本体システムから取り込んだ停電範囲情報から危険範囲と安全範囲とを演算して（割り出して）設定する手段である。そして、図１及び図２に、危険範囲１９と安全範囲２０とが鉄塔構造図に分かり易く表示されている。図１及び図２では、危険範囲１９と安全範囲２０とが異なる斜線で区別できるようにしているが、異なる色で区別してもよく、危険範囲１９と安全範囲２０とを区別するための具体的な構成は、自由に変更することができる。尚、前記範囲設定取得手段１６は、停電範囲情報のデータを取得する取得手段と、その取得手段で取得したデータで危険範囲１９と安全範囲２０とを演算して（割り出して）設定する設定手段とを備えていてもよい。

表示手段１７は、範囲設定取得手段１６で危険範囲１９と安全範囲２０とが設定された二次元の鉄塔構造図に、現場管理装置１の現在位置及び作業者端末装置４の現在位置を加えてモニタ表示する手段であり、図１に、二次元の側面図で表示した場合であり、図２に、二次元の平面図で表示した場合である。このように、二次元の図でモニタ表示することによって、図１及び図２において、危険範囲１９と安全範囲２０との境界２１から作業者３までの距離をリアルに把握し易い。

作業者端末装置４は、図３に示すように、ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得し、その位置情報を現場管理装置１へ送信する送受信部２２を備えている。この作業者端末装置４は、例えば、携帯電話で構成され、送受信部２２の他に、図示していない表示部や入力操作部を備えている。

上記したように、現場管理装置１の位置情報及び作業者端末装置４の位置情報は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して得るので、誤差のない精度のよい位置情報である。従って、それらの位置情報を、危険範囲１９と安全範囲２０とが設定された鉄塔構造図に、加えてモニタ表示することによって（図１及び図２参照）、位置情報の位置ずれによる誤表示がないので、管理者は、現場管理装置１のモニタを見て的確な警告指示を作業者３に与えることができる。しかも、危険範囲１９と安全範囲２０とが区分けされて表示されているだけでなく、現場管理装置１との位置関係も表示されているので、危険範囲１９と安全範囲２０との境界２１に対する作業者３の位置も把握し易い利点がある。また、ＧＰＳ信号を受信する作業者端末装置４を作業者３が携帯するだけで、鉄塔２には管理システムに必要となる特別な装置を設置することが不要になる。

作業管理システムの動作説明を図４及び図５のフローチャートに基づいて説明する。まず、図４において、例えば制御開始スイッチ（図示せず）がＯＮされることによって、システムの制御が開始され、本体システムによる鉄塔構造図を作成する（ステップＳ１）。作成が完了すると、作成した鉄塔構造図を現場管理装置１に取込み、現場管理装置１の表示部（モニタ）に、現場管理装置１の位置がわかるように２次元の鉄塔構造図（図１では側面図、図２では平面図）を表示する（ステップＳ２）。次に、現場管理装置１は、作業者端末装置４から出力された作業者端末装置４の位置情報及び高度情報を取り込む（ステップＳ３）。現場管理装置１は、作業者端末装置４から取り込んだＧＰＳ情報（経度、緯度、高さ）を加えた位置情報に基づいて、作業者端末装置４の位置を鉄塔構造図に現在位置として表示する（ステップＳ４）。表示した後は、現場管理装置１は、作業者端末装置４が危険範囲（安全範囲との境界部）から設定している設定距離（例えば５０ｃｍ）にいるかどうかを判断する（ステップＳ５）。設定距離離れている場合には、現場管理装置１による監視を続ける。また、設定距離未満に作業者がいる場合には、現場管理装置１は、作業者端末装置４に警報情報を出力（送信）し、作業者端末装置４は、警報情報を受信して警報音を発生するとともに、振動（バイブレーション）させる（ステップＳ６）。現場管理装置１のモニタを見ている管理者は、必要に応じてマイク等で作業者に注意指示する（ステップＳ７）。指示した後は、作業が終了しているかどうかを確認し、作業が終了している場合には、制御を終了する。また、作業が終了していない場合には、ステップＳ５に戻って現場管理装置１による監視を続行する。

ステップＳ１の本体システムによる鉄塔構造図を作成するフローチャートが図５に示されている。本体システムは、現場管理装置１と送受信してデータのやり取りや演算等が可能なサーバーから構成されている。まず、本体システムは、送電経路図データベースから鉄塔２の位置情報及び鉄塔構造情報（鉄塔構造図に関するデータ）を読み込む（ステップＳ１０）。本体システムとは別に設けられている停電作業要求システムは、作業要求内容から停電作業要求システム内に記憶されている鉄塔２の停電範囲情報を本体システムに出力（送信）する（ステップＳ１１）。次に、本体システムは、出力された停電範囲情報を取り込む（ステップＳ１２）。本体システムは、取り込んだ鉄塔２の位置情報及び鉄塔構造情報並びに停電範囲情報を演算して停電要求内容の安全範囲、危険範囲を表示するための位置情報を持った鉄塔構造図を作成する（ステップＳ１３）。この後、本体システムは、作成した鉄塔構造図を記憶部に保存し、要求があれば出力する（ステップＳ１４）。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る送電設備における作業管理システムの第２実施形態について説明する。第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。前記鉄塔構造図データ取得手段１５が、鉄塔構造図を三次元表示するための三次元データを取得する手段で構成されている。また、前記範囲設定取得手段１６が、前記鉄塔構造図データ取得手段１５で取得した三次元データに基づいて作成された三次元の鉄塔構造図に、本体システムから取り込んだ停電範囲情報から危険範囲と安全範囲とを演算して（割り出して）設定する手段である。また、前記表示手段１４が、前記範囲設定取得手段１６で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された三次元の鉄塔構造図に作業者３を加え、その鉄塔構造図上の作業者３を現場管理装置１から見たときの三次元の図に変換してモニタ表示する手段である。尚、前記範囲設定取得手段１６は、停電範囲情報のデータを取得する取得手段と、その取得手段で取得したデータで危険範囲１９と安全範囲２０とを演算して（割り出して）設定する設定手段とを備えていてもよい。

図６に、危険範囲１９と安全範囲２０とが設定された三次元の鉄塔構造図に作業者３の現在位置を加え、該危険範囲１９と安全範囲２０とが設定され作業者の現在位置が加えた三次元の鉄塔構造図を、現場管理装置１の現在位置から鉄塔２を見たときと同じ向きの図としてモニタ表示している。このように表示することによって、鉄塔２の近傍の作業現場で見ている目線での画像と同じような画像になるため、違和感がなく、作業者３の位置を直ちに把握し易い。尚、図６では、作業者３が実線で示す安全範囲２０にいる状態と、作業者３が破線で示す安全範囲２０と危険範囲１９との境界２１にいる状態と、作業者３が危険範囲１９に入った状態の３つの状態を示している。また、図７のように、安全範囲２０と危険範囲１９とを所定距離だけ離して分割して表示することも可能である。図７の左側の安全範囲２０の図では、実線で示す作業者３が安全範囲２０内に位置している状態を示している。また、図７右側の危険範囲１９の図では、破線で示す作業者３が危険範囲１９内に位置している状態を示している。

＜第３実施形態＞
図８に、本発明の第３実施形態に係る送電設備における作業管理システムにより作業者の身体的疲労度をチェックするためのフローチャートを示している。ここで、作業者端末装置には、作業者の呼吸数や心拍数を検出する生活反応センサを備えている。この生活反応センサで検出した呼吸数や心拍数の他、気温、湿度センサで検出した気温データや湿度データを用いて身体的疲労度を総合してチェックする。

図８に示すように、まず作業者端末装置４に備える生活反応センサにより取得した作業者３の生活反応情報（呼吸数、心拍数等）を出力（送信）する（ステップＳ２０）。続いて、現場管理装置１は、作業者端末装置４から出力（送信）された作業者の生活反応情報を取り込む。この取り込んだ作業者の生活反応情報の他、センサにて検出した気温、湿度情報から作業者の身体的疲労度を、呼吸数、心拍数と疲労度の統計データや暑さ指数（ＷＢＧＴ値）等を利用して表示する（ステップＳ２３）。現場管理装置１は、身体的疲労度が設定値以上になっているかどうかを判断する（ステップＳ２４）。設定値未満であれば、現場管理装置１は、監視を続行し、設定値以上であれば、現場管理装置１は、作業者端末装置４へ警報及び振動（パイプレーション）を発生させるように送信する（ステップＳ２５）。管理者は、必要に応じてマイク等で作業者に注意指示する（ステップＳ２６）。注意指示した後は、作業が終了しているかどうかを確認し（ステップＳ２７）、終了している場合には、監視の制御を終了する。作業終了ではない場合には、ステップＳ２４に戻って現場管理装置１による監視を続ける。

なお、本発明に係る送電設備における作業管理システムは、前記実施形態に限定することなく種々変更することができる。

例えば、前記第１〜第３実施形態では、鉄塔２の上下方向に、上相電線５，５、中相電線６，６、下相電線７，７を支持させた構成としたが、これら以外の他の電線も支持させる構成であってもよい。

また、前記第１〜第３実施形態では、作業者端末装置４として、携帯電話を示したが、スマートフォンやＰＤＡ等の機器であってもよい。

１…現場管理装置、２…鉄塔、３…作業者、４…作業者端末装置、５…上相電線、６…中相電線、７…下相電線、８…上側部材、９…中側部材、１０…下側部材、１１，１２，１３…連結部材、１４…表示手段、１５…鉄塔構造図データ取得手段、１６…範囲設定取得手段、１７…表示手段、１８…判定手段、１９…危険範囲、２０…安全範囲、２１…境界、Ｌ…距離、θ…角度

Claims (4)

1. 鉄塔の近くに配置される現場管理装置と、鉄塔で作業する作業者が携帯する作業者端末装置とを備え、
   前記作業者端末装置は、ＧＰＳ信号を受信して該作業者端末装置の位置情報を取得し、その位置情報を前記現場管理装置へ送信する送受信部を備え、
   前記現場管理装置は、ＧＰＳ信号を受信して該現場管理装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記鉄塔の鉄塔構造図に関するデータを取得する鉄塔構造図データ取得手段と、該鉄塔構造図データ取得手段から取得したデータで作成される鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定するためのデータを取得する範囲設定取得手段と、前記現場管理装置の位置情報及び前記作業者端末装置の位置情報に基づいて、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された鉄塔構造図に、前記現場管理装置の現在位置及び該作業者端末装置の現在位置を加えてモニタ表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする送電設備における作業者管理システム。
2. 前記鉄塔構造図データ取得手段は、鉄塔構造図を二次元表示するための二次元データを取得する手段であり、前記範囲設定取得手段は、前記鉄塔構造図データ取得手段で取得した二次元データに基づいて作成された二次元の鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定する手段を備えており、前記表示手段は、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定された二次元の鉄塔構造図に、前記現場管理装置及び前記作業者の現在位置を加えてモニタ表示することを特徴とする請求項１に記載の送電設備における作業者管理システム。
3. 前記鉄塔構造図データ取得手段は、鉄塔構造図を三次元表示するための三次元データを取得する手段であり、前記範囲設定取得手段は、前記鉄塔構造図データ取得手段で取得した三次元データに基づいて作成された三次元の鉄塔構造図に危険範囲と安全範囲とを設定する手段を備えており、前記表示手段は、前記範囲設定取得手段で取得したデータで危険範囲と安全範囲とが設定され作業者の現在位置を加えた三次元の鉄塔構造図を、前記現場管理装置の現在位置から鉄塔を見たときと同じ向きの図としてモニタ表示することを特徴とする請求項１に記載の送電設備における作業者管理システム。
4. 前記現場管理装置は、前記作業者端末装置から前記危険範囲までの距離が設定距離以下であることを判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送電設備における作業者管理システム。

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