JP2019512431A - 輸送コンテナと輸送コンテナの収容物を監視するためのシステム - Google Patents

Abstract

輸送コンテナは、コンテナへ物品を投入してコンテナから物品を取り出すようにコンテナの内側に出入りするためのドアを側壁の少なくとも一つに含む複数の側壁を含む。コンテナの床は、各々がコンテナの少なくとも一つの側壁に直接的または間接的に接続される複数の荷重支持ビームから成る。複数の重量センサが荷重支持ビームの上に設置され、それから中間層が重量センサの上に設置される。中間層は、中間層に加えられる荷重が、積荷の重量を検知する重量センサの少なくとも一つに伝えられるように側壁に接続されず、積荷の重量を複数の荷重支持ビームの少なくとも一つに伝える。本発明はまた、輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムにも拡張される。システムは、上記の重量センサを監視するとともに、輸送コンテナの内部に載置されて輸送コンテナの収容物の容積を測定する容積センサを監視する。輸送コンテナの収容物の重量と容積のいずれかが減少した場合に、アラームが発生される。【選択図】図１

Description

本発明は、輸送コンテナと、輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムとに関する。

輸送コンテナのような輸送コンテナは、ある場所から別のある場所へ物品を輸送するのに使用される。

残念なことに、これらのコンテナの収容物は、出荷前に、または途中で、または目的地に到達した後で合法的に降ろされる前に、コンテナに出入りして物品を取り出そうとする窃盗犯に狙われることが多い。

本発明はこれに対処して、改良型の輸送コンテナと、輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムとを提供する。

本発明の第一実施例によれば、
コンテナへ物品を投入してコンテナから物品を取り出すようにコンテナの内側へ出入りするためのドアを側壁の少なくとも一つに含む、複数の側壁と、
各々がコンテナの少なくとも一つの側壁に直接的または間接的に接続される複数の荷重支持ビームと、荷重支持ビームの上に設置される複数の重量センサと、重量センサの上に設置される中間層とから成る床であって、中間層に加えられる荷重が、積荷の重量を検知する複数の重量センサのうち少なくとも一つに伝えられて積荷の重量を複数の荷重支持ビームの少なくとも一つへ伝えるように、中間層が側壁に接続されない、床と、
を含む輸送コンテナが提供される。

輸送コンテナは、使用時に積荷が載置されて積荷の重量が中間層へ伝えられるための、中間層の上方に載置される木製床も含む。

木製床に加えられる荷重が中間層へ伝達されるように、木製床は側壁に接続されていない。

一例において、コンテナは４枚の側壁を有して矩形の形状であり、対向する側壁の間でのコンテナの幅にわたって荷重支持ビームが接続される。

中間層は、一緒に接続されて矩形を形成する２本の側部支持要素と２本の端部支持要素とから形成され、輸送コンテナの側部に接触せずに中間層が輸送コンテナに嵌着するように、矩形の大きさは輸送コンテナの内寸より小さく、中間層は、２本の側部支持要素と２本の端部支持要素との間に接続される複数の他の支持要素を含む。

中間層は、輸送コンテナの内寸より僅かに小さい。

一例において、複数の支持要素の幾つかは矩形の幅に沿って延び、支持要素の幾つかは矩形の長さに沿って延びることにより、メッシュ構造を形成する。

好ましくは、側壁の少なくとも幾つかは、シート材料が接続されて完成側壁を形成する下方フレーム要素を底部に有し、荷重支持ビームと重量センサと中間層と木製床との合計高さは、下方フレーム要素の高さと同じかこれより小さい。

本発明の第二実施例によれば、輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムが提供され、このシステムは、
輸送コンテナの床に載置されて輸送コンテナの収容物の重量を測定する複数の重量センサと、
輸送コンテナの内側に載置されて輸送コンテナの収容物の容積を測定する少なくとも一つの容積センサと、
メモリと、
通信モジュールと、
複数の重量センサ、少なくとも一つの容積センサおよび通信モジュールに接続されるプロセッサであって、センサの出力を監視し、輸送コンテナの収容物の重量と容積のいずれかが減少した場合にアラームを発生させ、アラームが起動された際に通信モジュールを介してアラーム信号を送信するプロセッサと、
を含む。

メモリは好ましくは、複数の重量センサと少なくとも一つの容積センサとにより測定される初期測定値を記憶しており、プロセッサは、複数の重量センサと少なくとも一つの容積センサとから受信した後続測定値を初期測定値と比較して、アラームが起動されなければならないかどうかを判断する。

通信モジュールは、ＧＰＲＳ通信モジュールでありうる。

システムはまた、プロセッサに接続される位置モジュールも含み、位置モジュールは、輸送コンテナの位置を判断するのに使用される。

位置モジュールはＧＰＳモジュールでありうる。

一例において、システムはさらに、プロセッサに接続されるドアセンサを含み、ドアセンサは、コンテナのドアが開いている時を判断するのに使用される。

本発明による輸送コンテナを、それが組み込まれるシステムとともに示す。 コンテナの床の一部分を示し、重量センサが図１のコンテナの床にどのように組み込まれるかを図示している。 図１のコンテナの床を成す各層の分解図を示す。 輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムのブロック図の例を示す。

添付の図を参照すると、輸送コンテナと、輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムとが設けられる。

図１に示されているような輸送コンテナ１０の例は、いわゆる輸送コンテナである。

図示されている輸送コンテナはトラックトレーラ１２の上に設置されるが、使用時に輸送コンテナは一般的に、トラック、船舶、そして積み込みおよび積み降ろしが行われる倉庫の間で運ばれることが認識されるだろう。

加えて、図の実施形態は輸送コンテナであることは理解されるだろうが、ごくわずかな例を挙げると、例えば陸上で物品を運ぶのに使用される貨物トラックのトレーラの内部、または鉄道で物品を運ぶのに使用される列車の車両の内部、または実際には空輸で物品を運ぶのに使用される貨物機の内部を監視するように、物品を運ぶ他のタイプの輸送コンテナに本発明が使用されうる。

ゆえに本明細書で使用される「輸送コンテナ」の語は広く解釈されるべきであり、以下の例示的な説明に限定されない。

いずれにしても、コンテナ１０は複数の側壁１４（図の実施例では４枚）を含む。

物品をコンテナへ投入してコンテナから取り出すようにコンテナ１０の内側に出入りするためのドア１６が、側壁１４の少なくとも一つに含まれる。

コンテナは屋根１８も含むが、特殊な荷重のため幾つかのコンテナは上部開口型である。

重量監視機能を可能にするように床が変形される際に、コンテナは以下で詳述される床２０を含む。

使用時に、ドア１６が開けられ、輸送される物品２２がコンテナに積み込まれ、それからドア１６が閉じられて一般的には係止される。

コンテナ１０は目的地まで輸送され、ここでコンテナが開けられて物品２２が出し入れされる。

必要とされるのは、輸送プロセスの前、間、後に、コンテナの収容物、この場合には物品２２が許可なくコンテナから取り出されないかを監視することである。

これを容易にするため、具体的にはコンテナ自体の重量を監視せずにコンテナの収容物の重量を監視することなどを可能にするように変形される改良型輸送コンテナ１０が、本発明により設けられる。

初期積載重量と比較して収容物の重量が減少した場合には、物品２２の少なくとも幾つかがコンテナから取り出されたと推測されうるので、これは非常に重要な監視態様となる。

これを実行するため、この重量の監視を可能にするようにコンテナの床２０が変形される。

図２および３を参照すると、図１に図示された輸送コンテナ１０の床が図に詳しく示されている。

図２は、図３の２−２線における断面を示す。

本発明の実行例で、床２０は、図３に明示されている三つの層で構成される。

最下層は、各々がコンテナの２枚の側壁１４の間に直接的または間接的に接続される複数の荷重支持ビーム２４から成る。

図の実施形態において、複数の荷重支持ビーム２４は荷重支持フレーム２６に組み込まれ、そして荷重支持フレームは、コンテナの一部を形成する下方フレーム要素２８に接続される。

代替的に、複数の荷重支持ビーム２４が下方フレーム要素２８に直接的に接続されて、コンテナの底部を構成してもよい。

図示された輸送コンテナ１０は、４枚の側壁を有して形状が矩形である一般的なコンテナであることが認識されるだろう。

この状況で、荷重支持ビーム２４は、対向する側壁の間でコンテナの幅にわたって接続される。

荷重支持ビーム２４の上には、複数の重量センサ３０が設置される。

コンテナの大きさと特定用途の必要に応じて、より高いまたはより低い重量測定感度となるように、重量センサ３０の数と荷重支持ビーム２４でのその位置とが変更されうることが認識されるだろう。

一実施例において、重量センサは圧電性重量センサであるが、用途に適した重量センサが使用されうる。

重量センサ３０の主要な基準は、コンテナの内側に加えられることが予想される最大荷重までの積載が可能であることと、コンテナの収容物の少なくとも幾つかが取り出された時を判断するための感度を有することである。

本発明のプロトタイプでは、６，０００ｋｇの容量と１００ｍｍの高さと１０ｋｇの精度とを有するロープロファイルの圧電性荷重センサが使用された。

重量センサ３０の上には中間層３２が設置され、中間層３２に加えられる荷重が複数の重量センサ３０の少なくとも一つへ伝えられるように、中間層は側壁（１４，２８）に接続されない。

図の実施形態では、一緒に接続されて矩形を形成する２本の側部支持要素３６と２本の端部支持要素３８とから中間層３２が形成され、中間層３２が輸送コンテナの側部に接触せずに輸送コンテナに嵌着するように、矩形の大きさは輸送コンテナの内寸よりも小さい。

中間層３２が輸送コンテナの内寸よりも若干のみ（僅かに）小さいことにより、輸送コンテナの内部にぴたりと嵌着すると考えられる。

中間層３２は、２本の側部支持要素と２本の端部支持要素との間に接続される複数の他の支持要素３８も含む。

他の支持要素は、矩形の幅に沿って延びる複数の支持要素と、矩形の長さに沿って延びる複数の支持要素とを含むことにより、メッシュ構造を形成する。

ゆえに、下方フレーム要素２８に対して、ゆえにコンテナ１０の側壁１４に対して中間層３２が移動可能であることが認識されるだろう。

中間層３２が固定されていたとすると、中間層３２の下に設置される重量センサ３０が、重量変化があってもこれを検知しないだろう。

本発明のプロトタイプにおいて、中間層３２は、コンテナの容量を維持するためロープロフィール（薄型）であるが、荷重を支承してこれを不具合なく支持点に均等に分散させるのに充分なほど構造的に堅固である。

いずれにしても、図示された構成では、積荷の重量が中間層３２で受容され、重量センサ３０の少なくとも一つを介して複数の荷重支持ビーム２４のうち少なくとも一つへ伝えられることが認識されるだろう。

コンテナに完全に積載された場合、この積荷の重量は中間層３２の全体にわたって、重量センサ３０のすべてへ、そして荷重支持ビーム２４のすべてへ分配され、一方で、コンテナが部分的にのみ積載された場合には、この重量が中間層３２の一部と一つ以上の重量センサ３０と荷重支持ビーム２４とに分配される可能性があることも認識されるだろう。

床の最終の最上層は、中間層３２の上方に載置される木製床３４である。

上記のように、木製床に加えられる荷重が中間層３２へ、それから重量センサ３０と荷重支持ビーム２４とに伝達されるように、木製床３４も側壁（１４，２８）に接続されない。

木製床３２は層状の床構造での最上層であり、ユーザから見えて使用時には物品２２が直接的に積載される層であることが認識されるだろう。

この木製床３４は必ずしも木材構造である必要はなく他の適当な材料による構造であってもよく、これは標準の輸送コンテナの床仕上げであるので層を形成するための一つの好都合な材料として木材がここに記載されるに過ぎない。この仕上げは、貨物を熱と電流の両方から絶縁するとともに滑り止め表面を設けるのに役立つ。

側壁１４が下方フレーム要素２８を含むことは上ですでに言及した。

標準的な輸送コンテナは、シート材料が接続されて側壁と屋根と床とを形成する鋼製フレームから一般的に製作される。

輸送コンテナの内部スペースは、輸送されうる物品の量を決定するので、本発明により内部スペースが縮小されないことは非常に重要である。

これに対処するため、荷重支持ビーム２４と重量センサ３０と中間層３２と木製床３４との合計高さは、実質的には下方フレーム要素の高さと同じかこれより小さい。

図４を参照すると、上述した重量センサ３０は、この図を参照して以下でより詳しく説明されるコンテナの収容物を監視するためのシステムに組み込まれる。

輸送コンテナ１０の収容物を監視するためのシステムは、輸送コンテナの収容物の重量を測定するため輸送コンテナの床に載置される複数の重量センサ３０を含む。

少なくとも一つの容積センサ４０が輸送コンテナ１０の内側に載置されて、輸送コンテナの収容物の容積を測定する。

メモリ４２は、システムデータを中に記憶するのに使用される。

一例での通信モジュール４４は、ＧＰＲＳ通信モジュールを含む。通信モジュール４４は一般的に、多数のコンテナに取り付けられる多数のシステムとの通信状態にある外部サーバとの通信を可能にする。

この理由のため、識別番号もメモリ４２に記憶されて、コンテナシステムは外部サーバとの通信時に自身を識別できる。

加えて、通信モジュール４４は、例えばブルートゥースのような短距離通信性能も含む。こうして、搭載システムは、コンテナシステムとのインターフェース接続に使用されうるハンドヘルド（手持ち）装置へ通信できる。こうして、ごくわずかな例を挙げると、ユーザは、搭載コンテナシステムにアクセスし、初期読み取りを行うというプロセッサへの指示のようなアクションを実行し、メモリ４２からデータを読み取ることが認識されるだろう。

ハンドヘルド装置は、ごくわずかな例を挙げると、携帯電話、タブレット装置、またはブルートゥース使用可能な腕時計でありうる。

通信システム４４は、他の形の通信が利用可能でない時にシステムが衛星を介して通信できるように、衛星通信モジュールも含む。

プロセッサ４６は、複数の重量センサ３０と少なくとも一つの容積センサ４０に、そして通信モジュール４４とともにメモリ４２に接続される。

図の実施例では、４個の容積センサが示されている。

容積センサ４０の一つの実行例は、無線波送信器および受信器を含む無線波システムである。この例で、無線波は送信器から送信され、コンテナの内部とともに物品２２で反射される。反射した無線波は受信器で受信される。

受信した無線波に基づいて、プロセッサ４６で実行されるソフトウェアは、物品２２の推定容積を判断できる。

この推定容積は、多少なりとも容積が減少したかどうかを判断するために記憶された初期容積と比較される。

プロセッサ４６は、以下のようにシステムの動作を制御する。

輸送のためのコンテナへの積載が完了すると、プロセッサは複数の重量センサ３０を介して物品２２の開始重量を、そして容積センサ４０を介してその開始容積を記録する。

値はメモリ４２に記録される。

プロセッサ４６はその後センサの出力を定期的に監視し、これらをメモリ４２に記憶された初期値と比較する。

輸送コンテナでの収容物の重量と容積のいずれかがが減少した場合に、プロセッサ４６はアラームを発生させる。

そして、アラームが起動された際に通信モジュール４４を介してアラーム信号が送信される。

システムは、プロセッサ４６に接続される位置モジュール４８も含み、位置モジュールは、輸送コンテナの位置を常に判断するのに使用される。

一つの実施例では、位置モジュール４８はＧＰＳモジュールである。

上述した重量および容積フェンスに加えて、他の幾つかの周知のセンサがコンテナに組み込まれうる。

例えば、システムはさらに、プロセッサ４６に接続される一つ以上のドアセンサ（不図示）を含みうる。

コンテナ１０のドア１６が開けられた時を判断するのにドアセンサが使用される。

収容物の物理量の変化を監視するのにセンサが追加されてもよい。これを達成するのに追加されうるセンサの例は、温度、湿度、または生体的／化学的変化を測定するセンサである。

生体センサの例は、人間または動物の身体により発せられる熱を検出する受動的赤外線センサである。

化学センサの例は、例えばエタノールおよびメタン関連の気体の存在を検出するセンサである。上記に加えて、カメラが装着されたコンテナへ出入りする人の画像を記録するのに使用されるシステムにカメラが組み込まれてもよい。

上に挙げた構成要素の多くは、ＰＣ基板の一部を形成するプロセッサ４６で実行されるソフトウェアとともにＰＣ基板に組み込まれる。

プロセッサ４６で実行されるソフトウェアは、運送業者、所有者、および規制当局による使用のため、システムで収集された情報を統合して解釈する。

ソフトウェアは現在、以下を含むがこれらに限定されない幾つかの機能を実行する様々なモジュールを包含する。

ソフトウェアは、センサへの問い合わせ、制御サーバへ情報を送信する時の判断、サーバからのリクエストの処理、そしてコンテナの外側での通信の制御を担う。

ゆえに、ソフトウェアはカスタムＰＣＢで通信モジュール４４を機能させる。

プロトタイプにおいて、カスタムＰＣＢは、専用ではないプロトコルスタックを実行するためほぼ独立して機能する四つのモジュールを有する。スタックは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／３Ｇ、ＧＰＳ、ブルートゥース４．０、および衛星電話を含む。

これは、通信モジュール４４と通信できる特殊なソフトウェアを必要とし、このモジュールはさらにプロトコルスタックとして通信を行う。

ソフトウェアはまた、コンテナから制御サーバへの通信を制御する。サーバに必要とされる情報があると、地上ではＧＰＲＳかＳＭＳを介して、または海上では衛星メッセージを介して、コンテナの装置にリクエストする。

システムからサーバへのレスポンスは、ＷｅｂＡｐｉを使用してＨＴＴＰ経由で送られる。この同じＷｅｂＡｐｉは、ハンドヘルド装置およびウェアラブルへの通信を処理する。

上で言及したハンドヘルド装置が、ブルートゥース４．０接続性およびインターネットアクセスを備えるスマートフォンまたはタブレットであると、アプリケーションがハンドヘルド装置で実行され、装置は、コンテナからのリクエスト情報、ハンドヘルド装置でのユーザの検証、所有者とその代理人のための追跡およびビジネス機能へのアクセスの提供を処理できる。

システムはまた、バッテリ（不図示）と、電源と、バッテリの長寿命のため電源を管理して電力不足によるシステム不具合を防止するとともに頻繁なメンテナンスを防止する調整モジュールとを含む。

ゆえに、コンテナの収容物を計量することを可能にする改良型の輸送コンテナを本発明が提供することが理解されるだろう。

これは、コンテナの内部容積を縮小することなく達成される。

加えて、窃盗犯がコンテナの収容物を取り出して岩など任意の重い物品を収容物の代わりにするのを回避するため、この状況を回避するように容積センサが重量センサとともに機能する。

窃盗犯がコンテナに格納されているボックスをただ空にして通常は格納されている貴重品がなくなっていても空のボックスの容積は同じままなので、容積センサ単独では機能しないであろう。

１０ 輸送コンテナ
１２ トラックトレーラ
１４ 側壁
１６ ドア
１８ 屋根
２０ 床
２２ 物品
２４ 荷重支持ビーム
２６ 荷重支持フレーム
２８ 下方フレーム要素
３０ 重量センサ
３２ 中間層
３４ 木製床
３６ 側部支持要素
３８ 端部支持要素
４０ 容積センサ
４２ メモリ
４４ 通信モジュール
４６ プロセッサ
４８ 位置モジュール

Claims (14)

1. 輸送コンテナであって、
   物品を前記輸送コンテナへ投入して前記輸送コンテナから取り出すように前記輸送コンテナの内側に出入りするためのドアを少なくとも一つに含む複数の側壁と、
   各々が前記輸送コンテナの少なくとも一つの側壁へ直接的または間接的に接続される複数の荷重支持ビームと、前記荷重支持ビームの上に設置される複数の重量センサと、前記重量センサの上に設置される中間層とから構成された床であって、積荷の重量を検知し、前記積荷の重量を前記複数の荷重支持ビームの少なくとも一つに伝える前記複数の重量センサの少なくとも一つへ、前記中間層に加えられる荷重が伝えられるように、前記中間層が前記側壁に接続されない、床と、
   を含む輸送コンテナ。
2. 前記中間層の上方に載置されて使用時に前記積荷が載置される木製床をさらに含み、前記木製床を介して前記積荷の重量が前記中間層へ伝えられる、請求項１に記載の輸送コンテナ。
3. 前記木製床に加えられる荷重が前記中間層へ伝えられるように前記木製床が前記側壁に接続されない、請求項２に記載の輸送コンテナ。
4. 前記輸送コンテナが４枚の側壁を有して矩形の形状であり、対向する側壁の間での前記輸送コンテナの幅にわたって前記荷重支持ビームが接続される、請求項１から３のいずれか一項に記載の輸送コンテナ。
5. 一緒に接続されて矩形を形成する２本の側部支持要素と２本の端部支持要素とから前記中間層が形成され、前記中間層が前記輸送コンテナの側部に接触せずに前記輸送コンテナに嵌着できるように、前記矩形の大きさが前記輸送コンテナの内寸より小さく、前記中間層が、前記２本の側部支持要素と前記２本の端部支持要素との間に接続される複数の他の支持要素を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の輸送コンテナ。
6. 前記中間層が前記輸送コンテナの前記内寸より若干のみ小さい、請求項５に記載の輸送コンテナ。
7. 前記複数の支持要素の幾つかが前記矩形の幅に沿って延びて前記複数の支持要素の幾つかが前記矩形の長さに沿って延びることによりメッシュ構造を形成する、請求項５または請求項６に記載の輸送コンテナ。
8. 前記側壁の少なくとも幾つかが、シート材料が接続されて完成側壁を形成する下方フレーム要素を底部に有し、前記荷重支持ビームと前記重量センサと前記中間層と前記床との合計高さが前記下方フレーム要素の高さと同じか前記高さより小さい、請求項１から７のいずれか一項に記載の輸送コンテナ。
9. 輸送コンテナの収容物を監視するためのシステムであって、
   前記輸送コンテナの床に載置されて前記輸送コンテナの前記収容物の重量を測定する複数の重量センサと、
   前記輸送コンテナの内側に載置されて前記輸送コンテナの前記収容物の容積を測定する少なくとも一つの容積センサと、
   メモリと、
   通信モジュールと、
   前記複数の重量センサおよび前記少なくとも一つの容積センサと前記通信モジュールとに接続されるプロセッサであって、前記複数の重量センサおよび前記少なくとも一つの容積センサの出力を監視して、前記輸送コンテナの前記収容物の前記重量と前記容積のいずれかが減少した場合にアラームを発生させ、前記アラームが起動された際に前記通信モジュールを介してアラーム信号を伝達するプロセッサと、
   を含むシステム。
10. 前記メモリが、前記複数の重量センサと前記少なくとも一つの容積センサとにより測定される初期測定値を記憶しており、前記プロセッサが、前記複数の重量センサと前記少なくとも一つの容積センサとから受信された後続測定値と前記初期測定値とを比較して、前記アラームが起動されなければならないかどうかを判断する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記通信モジュールがＧＰＲＳ通信モジュールである、請求項９または請求項１０に記載のシステム。
12. 前記プロセッサに接続される位置モジュールをさらに含み、前記輸送コンテナの位置を判断するのに前記位置モジュールが使用される、請求項９から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記位置モジュールがＧＰＳモジュールである、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記プロセッサに接続されるドアセンサをさらに含み、前記輸送コンテナのドアが開いている時を判断するのに前記ドアセンサが使用される、請求項９から１３のいずれか一項に記載のシステム。

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