JP2020140233A - 施工管理装置、施工管理システム、作業機械、施工管理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の作業機械それぞれの、単位時間ごとのゴールを適切に設定する。【解決手段】施工管理システム９において、施工管理装置１０は、施工現場における現況地形を取得する現況地形取得部１００１と、施工現場における最終設計面を取得する最終設計面取得部１００２と、施工現場における作業機械の施工エリアを取得する施工エリア取得部１００３と、作業機械の単位時間当たりの目標作業量を取得する目標作業量取得部１００４と、最終設計面と、現況地形と、施工エリアと、単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、作業機械についての中間設計面を生成する中間設計面生成部１００５と、中間設計面を作業機械のオペレータに向けて通知する通知処理部１００６と、を備えるＣＰＵ１００を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、施工管理装置、施工管理システム、作業機械、施工管理方法及びプログラムに関する。

複数の作業機械がそれぞれの持ち場で作業を行う施工現場において、各作業機械の日々の目標施工量が明確でないために１日当たりの施工量の実績がばらついてしまい、予定通りに施工が進展しない事態が生じ得る。

そこで、現場管理者がその日ごとの施工の目標である中間設計面を作り、各作業機械に指示を出すことが検討されている。
特許文献１には、各作業機械それぞれに対し、本日行うべき作業内容をグラフィック表示させることが記載されている。

特開２００２−１８８１８３号公報

上述の施工管理を行うに際し、作業機械の、単位時間（例えば１日）ごとのゴール（中間設計面）を適切に設定することが求められている。

本発明の目的は、複数の作業機械それぞれの、単位時間ごとの施工の目標を適切に設定することにある。

本発明の一態様によれば、施工管理装置は、施工現場における最終設計面を取得する最終設計面取得部と、前記施工現場における現況地形を取得する現況地形取得部と、前記施工現場における作業機械の施工エリアを取得する施工エリア取得部と、前記作業機械の単位時間当たりの目標作業量を取得する目標作業量取得部と、前記最終設計面と、前記現況地形と、前記施工エリアと、前記単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、前記作業機械についての中間設計面を生成する中間設計面生成部と、前記中間設計面を前記作業機械のオペレータに向けて通知する通知処理部と、を備える。

上記態様によれば、複数の作業機械それぞれの、単位時間ごとの施工の目標を適切に設定することができる。

第１の実施形態に係る施工管理システムの全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置等の機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係る作業機械情報の例を示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。 第１の実施形態に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。 第１の実施形態の変形例に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。 第１の実施形態の変形例に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る施工管理システムについて、図１〜図１０を参照しながら詳細に説明する。

（施工管理システムの全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る施工管理システムの全体構成を示す図である。
図１に示すように、施工管理システム９は、施工現場Ｆ内で施工を行う複数の作業機械１を有してなる。作業機械１は、パワーショベル、ブルドーザ、ホイールローダ等の一般的な作業機械である。
複数の作業機械１のうちの一つは、施工管理装置１０を具備する。以下の説明において、施工管理装置１０を具備する作業機械１を主導作業機械１Ａとし、他の作業機械１を従導作業機械１Ｂとして区別する。

主導作業機械１Ａは、司令塔となって、従導作業機械１Ｂに向けて施工の指示を出す。具体的には、主導作業機械１Ａは、従導作業機械１Ｂに向けて、１日の施工の目標、すなわちその日の施工のゴールとしての中間設計面を通知する。従導作業機械１Ｂを操作するオペレータは、通知された中間設計面を目標として１日の施工を行う。

施工管理装置１０は、作業機械１それぞれについての中間設計面を生成する。また、施工管理装置１０は、生成した中間設計面を各従導作業機械１Ｂに向けて通知する。施工管理装置１０の具体的な処理については後述する。

エッジ処理コンピュータ３は、施工現場Ｆの現場事務所内などに設置されるコンピュータである。エッジ処理コンピュータ３は、地形情報を取得可能なドローン（後述）や各作業機械１から、各種情報を収集する。そして、エッジ処理コンピュータ３は、収集した各種情報を軽量化（エッジ処理）した後、広域通信網Ｇを通じてサーバ装置４に送信する。なお、広域通信網Ｇは、いわゆるインターネット通信網、ＬＴＥ／３Ｇ等のモバイル通信網などである。
サーバ装置４は、エッジ処理コンピュータ３から受信した情報（施工現場Ｆの現況地形や各作業機械１の状態を示す情報など）を逐次更新、蓄積する。
施工会社のコンピュータ５は、施工会社が有する端末装置であって、広域通信網Ｇを通じてサーバ装置４やエッジ処理コンピュータ３にアクセスすることができる。

（施工管理装置等の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る施工管理装置等の機能構成を示す図である。
図２に示すように、施工管理装置１０は、ＣＰＵ１００と、無線通信インタフェース１０１と、記録媒体１０２とを有している。

ＣＰＵ１００は、施工管理装置１０の動作全体を司るプロセッサである。ＣＰＵ１００は、記録媒体１０２等に格納されたプログラムやデータをメモリ上に読み出し、当該プログラムに規定される処理を実行することで、後述の各機能を実現する。

無線通信インタフェース１０１は、施工管理装置１０が無線を介して施工現場Ｆ内に存在する従導作業機械１Ｂと情報を送受信するための通信インタフェースである。無線通信インタフェース１０１は、例えば、無線ＬＡＮの通信インタフェースであってよい。

記録媒体１０２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記録デバイスにより実現され、ＯＳ（Operation System）、アプリケーションプログラム、及び、各種データ等を記憶する。本実施形態においては、記録媒体１０２には、現況地形Ｄ１、最終設計面Ｄ２、作業機械情報Ｄ３が記録されている。

現況地形Ｄ１は、現在の施工現場Ｆの地形を示す情報であって、例えば、三次元点群データからなる。現況地形Ｄ１は、１日の作業終了後に、施工現場Ｆの上空にドローンを飛行させることで取得される。このドローンは、施工現場Ｆの上空から地上を撮影可能なステレオカメラを具備している。ドローンは、施工現場Ｆの上空を飛行しながらこのステレオカメラを用いて俯瞰画像をくまなく撮影する。この俯瞰画像は、エッジ処理コンピュータ３に転送され、当該エッジ処理コンピュータ３で三次元点群データとしての現況地形データＤ１に変換される。エッジ処理コンピュータ３は、現況地形データＤ１をサーバ装置４に送信する。サーバ装置４は、現況地形データＤ１を記録、更新する。を三次元点群データに変換することで施工現場Ｆの現況地形Ｄ１が生成される。本実施形態においては、現況地形Ｄ１は、１日ごとに取得、更新される。
施工管理装置１０は、１日ごとに、サーバ装置４から現況地形データＤ１を受信し、記録媒体１０２に記録しておく。

最終設計面Ｄ２は、施工現場Ｆの施工完了時における最終的な地形を示す情報である。最終設計面Ｄ２は、例えば、現況地形Ｄ１と同様の三次元点群データからなる。
最終設計面Ｄ２は、予めサーバ装置４に記録されている。施工管理装置１０は、事前に、サーバ装置４から最終設計面Ｄ２を受信し、記録媒体１０２に記録しておく。

作業機械情報Ｄ３は、施工現場Ｆで施工を行う作業機械１のそれぞれに関する情報をまとめた情報テーブルである。作業機械情報Ｄ３に含まれる情報については後述する。 作業機械情報Ｄ３も、予めサーバ装置４に記録されている。施工管理装置１０は、事前に、サーバ装置４から作業機械情報Ｄ３を受信し、記録媒体１０２に記録しておく。

端末装置２は、各従導作業機械１Ｂに搭載される端末装置であって主導作業機械１Ａのオペレータ（現場管理者）と従導作業機械１Ｂのオペレータとの間でのコミュニケーションを実現する。例えば、端末装置２は、施工管理装置１０から通知された中間設計面をディスプレイなどに表示して各従導作業機械１Ｂのオペレータに提示する。

次に、本実施形態に係るＣＰＵ１００が有する機能について詳しく説明する。
ＣＰＵ１００は、所定のプログラムに従って動作することで、現況地形取得部１００１、最終設計面取得部１００２、施工エリア取得部１００３、目標作業量取得部１００４、中間設計面生成部１００５、及び、通知処理部１００６としての機能を有する。

現況地形取得部１００１は、記録媒体１０２を参照して、施工現場Ｆにおける現況地形（現況地形Ｄ１）を取得する。
最終設計面取得部１００２は、記録媒体１０２を参照して、施工現場Ｆにおける最終設計面（最終設計面Ｄ２）を取得する。
施工エリア取得部１００３は、施工現場Ｆにおける作業機械１の施工エリアを取得する。「施工エリア」とは、施工現場Ｆのうち各作業機械１が担当する領域のことを指す。
目標作業量取得部１００４は、作業機械１の単位時間当たりの目標作業量を取得する。
中間設計面生成部１００５は、現況地形取得部１００１が取得した現況地形と、最終設計面取得部１００２が取得した最終設計面と、施工エリア取得部１００３が取得した施工エリアと、目標作業量取得部１００４が取得した単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、各作業機械１についての中間設計面を生成する。
通知処理部１００６は、中間設計面生成部１００５が生成した各中間設計面を、各従導作業機械１Ｂの端末装置２に向けて送信し、各オペレータに通知する。

（作業機械情報）
図３は、第１の実施形態に係る作業機械情報の例を示す図である。
記録媒体１０２に記録された作業機械情報Ｄ３について、図３を参照しながら詳しく説明する。
図３に示すように、作業機械情報Ｄ３は、施工現場Ｆで作業を行う各作業機械１についての「作業機械ＩＤ」と、「１日当たりの目標作業量」と、「施工エリア広さ」とを関連付けてなる情報テーブルである。
「作業機械ＩＤ」は、施工現場Ｆで作業を行う作業機械１を識別可能に付された識別子である。
「１日当たりの目標作業量」は、各作業機械１が１日当たりに掘削することができる作業量（土量）の目安を示す情報であり、体積に関する値である。「１日当たりの目標作業量」は、作業機械１のスペック（型式、定格出力、バケット容量など）に基づいて個別に定められる。
「施工エリア広さ」は、各作業機械１が１日当たりの作業において施工可能な範囲の広さを示す情報であり、面積に関する値である。「施工エリア広さ」も、「１日当たりの目標作業量」と同様に、作業機械１のスペック（型式、定格出力、バケット容量など）に基づいて個別に定められる。

（施工管理装置の処理フロー）
図４〜図７は、第１の実施形態に係る施工管理装置の処理フローを示す図である。
図８〜図１０は、第１の実施形態に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。
以下、図４〜図１０を参照しながら、第１の実施形態に係る施工管理装置１０の処理の流れについて詳細に説明する。

図４に示す処理フローは、１日の作業を開始する時点で、主導作業機械１Ａに搭乗する、現場管理者としてのオペレータの操作に基づいて実行される。

現場管理者から所定の操作を受け付けると、施工管理装置１０の現況地形取得部１００１は、記録媒体１０２に記録されている現況地形Ｄ１を取得する（ステップＳ０）。この現況地形Ｄ１は、昨日の作業終了時点での施工現場Ｆの地形形状を示すものである。
なお、上述したように、現況地形Ｄ１は、１日ごとに、施工管理装置１０がサーバ装置４から受信することによって予め記録媒体１０２に記録されるものである。

次に、施工管理装置１０の最終設計面取得部１００２は、記録媒体１０２に記録されている最終設計面Ｄ２を取得する（ステップＳ１）。
なお、上述したように、最終設計面Ｄ２は、事前に、施工管理装置１０がサーバ装置４から受信することによって予め記録媒体１０２に記録されるものである。

次に、施工管理装置１０は、ステップＳ０、Ｓ１でそれぞれ取得した現況地形Ｄ１及び最終設計面Ｄ２を用いて、中間設計面通知サブルーチンを実行する（ステップＳ２）。この中間設計面通知サブルーチンでは、施工管理装置１０は、施工現場Ｆで作業を行う全ての作業機械１（従導作業機械１Ｂに加え主導作業機械１Ａを含む）について、今日１日の施工のゴールである中間設計面を生成してそれぞれに通知する。

以下、図５〜図７を用いて中間設計面通知サブルーチン（ステップＳ２）の処理について詳しく説明する。

図５に示すように、施工管理装置１０は、作業機械情報Ｄ３（図３参照）に記録されている作業機械ＩＤのうち一つを取得する（ステップＳ２０）。
なお、上述したように、作業機械情報Ｄ３は、事前に、施工管理装置１０がサーバ装置４から受信することによって予め記録媒体１０２に記録されるものである。

施工管理装置１０は、ステップＳ２０で取得した一つの作業機械ＩＤで特定される作業機械１について、施工エリア設定サブルーチン（ステップＳ２１）と、中間設計面生成・出力サブルーチン（ステップＳ２２）とを実行する。
施工管理装置１０は、全ての作業機械１について、施工エリア設定サブルーチン（ステップＳ２１）、及び、中間設計面生成・出力サブルーチン（ステップＳ２２）を実行したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
全ての作業機械ＩＤについて施工エリア設定サブルーチン及び中間設計面生成・出力サブルーチンが実行されていない場合（ステップＳ２３；ＮＯ）、施工管理装置１０は、ステップＳ２０に戻って別の作業機械ＩＤを取得し、当該作業機械ＩＤについて、施工エリア設定サブルーチン、及び、中間設計面生成・通知サブルーチンを実行する。
全ての作業機械ＩＤについて施工エリア設定サブルーチン及び中間設計面生成・通知サブルーチンが実行された場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、施工管理装置１０は、中間設計面通知サブルーチン（ステップＳ２）を完了する。

図６を参照しながら、施工エリア設定サブルーチン（ステップＳ２１）について詳しく説明する。
施工管理装置１０は、ステップＳ２０で取得した作業機械ＩＤで特定される作業機械１について以下の処理を実行する。なお、以下の説明では、ステップＳ２０で取得した作業機械ＩＤによって特定される１台の作業機械１を「対象作業機械」とも表記して説明する。

施工管理装置１０の施工エリア取得部１００３は、対象作業機械の現在位置を取得する（ステップＳ２１０）。ここで、本実施形態に係る作業機械１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を搭載し、衛星からの電波に基づく測位情報を取得可能とされている。施工エリア取得部１００３は、対象作業機械から測位情報を受信することで、対象作業機械の現在位置を取得することができる。

施工エリア取得部１００３は、ステップＳ２１０で取得した現在位置を対象作業機械の「施工予定位置」に決定する（ステップＳ２１１）。「施工予定位置」とは、対象作業機械が、今日１日の施工を行うにあたっての基準となる位置（施工エリアの基準となる位置）を示す。ステップＳ２１１の処理により、施工エリア取得部１００３は、作業開始時に観測された対象作業機械の現在位置を、当該対象作業機械の「施工予定位置」として仮決めする。

主導作業機械１Ａに搭乗する現場管理者は、各従導作業機械１Ｂのオペレータとの対話を介して、各従導作業機械１Ｂの施工予定位置を正式に決定する。具体的には、以下のとおりである。

まず、現場管理者は、対象作業機械の施工予定位置を変更したい場合、施工管理装置１０を操作して、当該対象作業機械のオペレータに向けて、施工予定位置の変更指示を送信する。この際、施工エリア取得部１００３は、現場管理者の操作に基づき、対象作業機械についての施工予定位置の変更指示の入力を受け付ける（ステップＳ２１２）。
現場管理者から施工予定位置の変更指示の入力を受け付けた場合（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）、施工エリア取得部１００３は、当該変更指示を対象作業機械の端末装置２に送信する。対象作業機械のオペレータは、この変更指示を受け入れるか否かを選択し、端末装置２に入力する。施工エリア取得部１００３は、端末装置２に入力された情報を直ちに受信する（ステップＳ２１３）。
対象作業機械のオペレータが変更指示を受け入れなかった場合（ステップＳ２１３；ＮＯ）、施工エリア取得部１００３は、ステップＳ２１２に戻る。
対象作業機械のオペレータが変更指示を受け入れた場合（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、施工エリア取得部１００３は、対象作業機械の施工予定位置を、ステップＳ２１２の変更指示で指定された位置に更新する（ステップＳ２１４）。
このように、施工エリア取得部１００３は、対象作業機械の施工予定位置を、そのオペレータに対する現場管理者からの指示に基づいて取得する。

他方、現場管理者から施工予定位置の変更指示の入力がない場合（ステップＳ２１２；ＮＯ）、施工エリア取得部１００３は、対象作業機械のオペレータから施工予定位置の変更希望を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１５）。ここで、対象作業機械のオペレータ自身が施工予定位置の変更を希望する場合もある。この場合、対象作業機械のオペレータは、端末装置２を操作して、主導作業機械１Ａに搭乗する現場管理者に向けて、施工予定位置の変更希望を送信する。
対象作業機械のオペレータから施工予定位置の変更希望を受信した場合（ステップＳ２１５；ＹＥＳ）、施工エリア取得部１００３は、当該変更希望を現場管理者に通知する。現場管理者は、この変更希望を受け入れるか否かを選択し、施工管理装置１０に入力する（ステップＳ２１６）。
現場管理者が変更希望を受け入れなかった場合（ステップＳ２１６；ＮＯ）、施工エリア取得部１００３は、その旨を対象作業機械の端末装置２に返送し、ステップＳ２１５に戻る。
現場管理者が変更希望を受け入れた場合（ステップＳ２１６；ＹＥＳ）、施工エリア取得部１００３は、対象作業機械の施工予定位置を、ステップＳ２１５の変更希望で指定された位置に更新する（ステップＳ２１４）。
現場管理者からの変更指示がなく（ステップＳ２１２；ＮＯ）、かつ、オペレータからの変更希望もなかった場合（ステップＳ２１５；ＮＯ）、施工エリア取得部１００３は、施工予定位置の更新（ステップＳ２１４）をすることなく次の処理に進む。
このように、施工エリア取得部１００３は、対象作業機械の施工予定位置を、そのオペレータからのリクエスト（変更希望）に基づいて取得する。

次に、施工エリア取得部１００３は、ステップＳ２１０からステップＳ２１６までの各処理に基づいて決定された施工予定位置を基準にして、施工エリアを決定する（ステップＳ２１７）。このステップＳ２１７の処理の具体例について、図８を参照しながら説明する。

図８に示す点Ｐは、ステップＳ２１０からステップＳ２１６までの各処理を経て、対象作業機械について決定された作業予定位置である。以下、図８に示す点Ｐを、作業予定位置Ｐと表記する。施工エリア取得部１００３は、この作業予定位置Ｐを中心とする、一辺の長さが“Ｌ”の正方形を規定する。このとき、施工エリア取得部１００３は、正方形の一辺の長さＬの正方形の面積を、作業機械情報Ｄ３に記録されている「施工エリア広さ」の値とする。
このように、施工エリア取得部１００３は、施工現場Ｆにおける対象作業機械の施工予定位置Ｐに基づいて、当該対象作業機械の施工エリアＡＲを決定する。
なお、施工現場Ｆにおいて、施工エリアＡＲとしての正方形を配置する向きは、対象作業機械のＧＮＳＳ情報に基づく方位角から適宜決定することができる。

図７を参照しながら、中間設計面生成・出力サブルーチン（ステップＳ２２）について詳しく説明する。

施工管理装置１０の目標作業量取得部１００４は、作業機械情報Ｄ３を参照して、対象作業機械の１日当たりの目標作業量を取得する（ステップＳ２２０）。

次に、施工管理装置１０の中間設計面生成部１００５は、対象作業機械の施工対象土量を演算する（ステップＳ２２１）。「施工対象土量」とは、対象作業機械に割り当てられた施工エリアＡＲの領域内において、現況地形から最終設計面を形成するために掘削すべき全土量を示す。このステップＳ２２１の処理については、図９を参照しながら詳しく説明する。

図９には、対象作業機械１Ｎと、エリア現況地形Ｄ１ａと、エリア最終設計面Ｄ２ａとを示している。
エリア現況地形Ｄ１ａは、ステップＳ０（図４）で取得した現況地形Ｄ１のうち対象作業機械１Ｎの施工エリアＡＲに属する領域の地形情報である。
エリア最終設計面Ｄ２ａは、ステップＳ１（図４）で取得した最終設計面Ｄ２のうち対象作業機械１Ｎの施工エリアＡＲに属する領域の地形情報である。

図９に示すように、中間設計面生成部１００５は、エリア現況地形Ｄ１ａとエリア最終設計面Ｄ２ａとの差分土量を、対象作業機械１Ｎの施工対象土量として演算する。

図７に戻り、次に、中間設計面生成部１００５は、ステップＳ２２１で算出された施工対象土量が、対象作業機械の１日当たりの目標作業量以下か否かを判定する（ステップＳＳ２２２）。
施工対象土量が、対象作業機械の１日当たりの目標作業量以下であった場合（ステップＳ２２２；ＹＥＳ）、中間設計面生成部１００５は、エリア最終設計面Ｄ２ａ（図９）を、中間設計面として決定する（ステップＳ２２３）。

他方、施工対象土量が、対象作業機械の１日当たりの目標作業量よりも大きかった場合（ステップＳ２２２；ＮＯ）、中間設計面生成部１００５は、エリア現況地形Ｄ１ａ（図９）からエリア最終設計面Ｄ２ａに向けて滑らかに（連続的に）変化させる三次元モーフィング処理を行い、中間設計面を生成する。中間設計面生成部１００５は、この三次元モーフィング処理において、変化率を所定の微小値（例えば１％）ずつ増加させる（ステップＳ２２４）。ここで、「変化率」とは、三次元モーフィング処理における形状の変化の度合いを示すパラメータである。例えば、「変化率：０％」の場合、中間設計面はエリア現況地形Ｄ１ａそのものとなり、「変化率：１００％」の場合、中間設計面はエリア最終設計面Ｄ２ａそのものとなる。

次に、中間設計面生成部１００５は、ステップＳ２２４で生成された中間設計面とエリア現況地形Ｄ１ａとの差分土量を演算する。そして、中間設計面とエリア現況地形Ｄ１ａとの差分土量が、ステップＳ２２０で取得した１日当たりの目標作業量に一致するか否かを判定する（ステップＳ２２５）。
中間設計面とエリア現況地形Ｄ１ａとの差分土量が、ステップＳ２２０で取得した１日当たりの目標作業量に一致しない場合（ステップＳ２２５；ＮＯ）、中間設計面生成部１００５は、ステップＳ２２４に戻り、変化率を更に微小値だけ増加させる。つまり、中間設計面生成部１００５は、ステップＳ２２４〜ステップＳ２２５の処理の繰り返しにより、中間設計面とエリア現況地形Ｄ１ａとの差分土量が１日当たりの目標作業量に一致するまで、変化率を増加させる。ステップＳ２２４及びステップＳ２２５の処理については、図１０を参照しながら詳しく説明する。

図１０には、対象作業機械１Ｎ、エリア現況地形Ｄ１ａ、エリア最終設計面Ｄ２ａの他、更に、中間設計面ＤＸを示している。
中間設計面ＤＸは、エリア現況地形Ｄ１ａからエリア最終設計面Ｄ２ａへと変化させる三次元モーフィング処理によって生成される地形情報である。図１０は、モーフィング処理がある変化率Ｘ％（０＜Ｘ＜１００）まで進んだ時点での中間設計面ＤＸを示している。このように、中間設計面生成部１００５は、現況地形を最終設計面に向かってモーフィングすることによって中間設計面を生成する。

ステップＳ２２５において、中間設計面生成部１００５は、図１０に示すように、エリア現況地形Ｄ１ａと中間設計面ＤＸとの差分土量を演算する。中間設計面生成部１００５は、ステップＳ２２４〜ステップＳ２２５の処理を繰り返すことで、この差分土量が、対象作業機械の１日当たりの目標作業量と一致するような中間設計面ＤＸを生成する。

図７に戻り、次に、施工管理装置１０の通知処理部１００６は、生成された中間設計面を対象作業機械に向けて送信する（ステップＳ２２６）。対象作業機械が従導作業機械１Ｂである場合には、この中間設計面は、従導作業機械１Ｂの端末装置２で表示される。対象作業機械が主導作業機械１Ａである場合には、この中間設計面は、主導作業機械１Ａに搭載されるモニタ等に表示される。これにより、対象作業機械のオペレータは、今日１日の施工のゴールである中間設計面を認識できる。

（作用、効果）
以上の通り、第１の実施形態に係る施工管理装置１０は、施工現場Ｆにおける現況地形Ｄ１を取得する現況地形取得部１００１と、施工現場Ｆにおける最終設計面Ｄ２を取得する最終設計面取得部１００２と、施工現場Ｆにおける作業機械１の施工エリアＡＲを取得する施工エリア取得部１００３と、作業機械１の単位時間当たり（１日当たり）の目標作業量を取得する目標作業量取得部１００４と、現況地形Ｄ１と、最終設計面Ｄ２と、施工エリアＡＲと、単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、作業機械１についての中間設計面ＤＸを生成する中間設計面生成部１００５と、中間設計面ＤＸを作業機械１（主導作業機械１Ａ及び従導作業機械１Ｂ）のオペレータに向けて通知する通知処理部１００６と、を備える。
このような構成によれば、施工エリア、目標作業量などの作業機械固有の特性が考慮された中間設計面が各作業機械に通知される。したがって、複数の作業機械それぞれの、単位時間ごとのゴールを適切に設定することができる。

（変形例）
以上、第１の実施形態に係る施工管理装置１０について詳しく説明したが、施工管理装置１０の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。

例えば、第１の実施形態に係る施工エリア取得部１００３は、作業予定位置Ｐを基準とする一辺の長さＬの正方形の区画を施工エリアＡＲとして決定したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。他の実施形態に係る施工エリア取得部１００３は、作業予定位置Ｐを基準とする直径Ｌの円形状の区画を施工エリアＡＲとして決定してもよい。また、施工エリアＡＲは、矩形、円形に属さない任意の形状であってよい。また、他の実施形態に係る施工エリア取得部１００３は、作業機械１ごとに異なる形状の区画を、各作業機械１の施工エリアＡＲとして決定してもよい。
また、他の実施形態に係る施工エリア取得部１００３は、作業予定位置Ｐにかかわらず、予め定められた区画、又は、施工管理者等によって直接指定された区画を施工エリアＡＲとして決定してもよい。この場合、作業機械の現在位置から施工予定位置を仮決めするための処理（図６に示すステップＳ２１０およびステップＳ２１１）は、必須ではない。

また、第１の実施形態に係る施工管理装置１０では、各作業機械１の１日当たりの目標作業量は、作業機械情報Ｄ３で事前に規定されている値であるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、１日ごとに更新される現況地形Ｄ１を比較すれば、各作業機械１がそれぞれ担当する施工エリアＡＲにおいて、１日の作業で実際に掘削された土量を取得することができる。他の実施形態に係る施工管理装置１０は、各作業機械１の１日当たりの目標作業量を、過去の１日の作業で掘削された土量の実績値に基づいて決定するものであってもよい。このようにすることで、作業機械情報Ｄ３に記録される１日当たりの目標作業量の精度を高めることができる。また、他の実施形態においては、更に、１日当たりの目標作業量がオペレータの技能（「見習い」、「ベテラン」等の設定）に応じて増減調整されるものであってもよい。

第１の実施形態に係る施工管理装置１０は、モーフィング処理を用いて、施工エリアＡＲ内において三次元現況地形から最終設計面へと滑らかに変化させることを説明したが他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
図１１は、第１の実施形態の変形例に係る施工管理装置の処理についての詳細な説明に用いる図である。
図１１に示すように、他の実施形態に係る施工管理装置１０の中間設計面生成部１００５は、エリア現況地形Ｄ１ａを鉛直方向に平行移動させて中間設計面ＤＸを生成するものであってもよい。
また、他の実施形態に係る施工管理装置１０の中間設計面生成部１００５は、エリア最終設計面Ｄ２ａを鉛直方向に平行移動させて中間設計面ＤＸを生成するものであってもよい。
また、上述の変形例において平行移動させる方向は鉛直方向のみに限られず、地形形状に応じて、任意の方向に平行移動させてもよい。

また、第１の実施形態に係る施工管理装置１０は、作業機械１（主導作業機械１Ａ）に搭載されるものとして説明し、主導作業機械１Ａのオペレータが現場管理者を務めるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、施工管理装置１０は、施工会社の事務所に配置されるコンピュータや、このような施工管理のサービスを提供する会社のサーバなど、遠隔地に配置されるものであっても良い。また、現場管理者は作業機械のオペレータとは別の人員であってもよい
更に、施工管理装置１０が作業機械１に搭載される態様であっても、参照する各種情報（現況地形Ｄ１、最終設計面Ｄ２、及び、作業機械情報Ｄ３）は、中間設計面を生成する過程で必要な場合に、その都度、サーバ装置４から受信する態様であってもよい。

また、第１の実施形態に係る施工管理装置１０は、中間設計面生成・出力サブルーチン（図５のステップＳ２２）において、１日当たりの目標作業量を、作業機械情報Ｄ３から直接取得するものとして説明した（図７のステップＳ２２０）。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限られない。
図１２は、第１の実施形態の変形例に係る施工管理装置の処理（中間設計面生成・出力サブルーチン）についての詳細な説明に用いる図である。
例えば、変形例に係る作業機械情報Ｄ３には、１日ではない単位時間（例えば、１時間当たりの目標作業量）が記録されていたとする。この場合は、図１２に示すように、施工管理装置１０は、まず、作業機械情報Ｄ３から、対象作業機械１Ｎの単位時間当たり（１時間当たり）の目標作業量を取得する（ステップＳ２２０ａ）。次に、施工管理装置１０は、対象作業機械１Ｎの今日１日の作業時間単位（例えば、８時間）を取得する（ステップＳ２２０ｂ）。そして、施工管理装置１０は、ステップＳ２２０ａで取得した単位時間当たりの目標作業量に、ステップＳ２２０ｂで取得した作業時間単位を乗じて、対象作業機械１Ｎの今日１日の目標作業量を演算する（ステップＳ２２０ｃ）。
図１２のステップＳ２２１以降の処理については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

また、第１の実施形態においては、“掘削”により現況地形から最終設計面を形成する場合を例に説明したが、他の実施形態においてはこれに限定されない。他の実施形態に係る施工管理装置１０は、例えば、“盛り土”により現況地形から最終設計面を形成する場合にも適用可能である。この場合、作業機械情報Ｄ３には、１日当たりの目標作業量として、作業機械が“盛り土”を行う際の目標作業量が記録される。

なお、上述した施工管理装置１０の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル、又は差分プログラム等であってもよい。

以上、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。これら実施形態は、その他の様々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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。

１ 作業機械、１０ 施工管理装置、１００ ＣＰＵ、１００１ 現況地形取得部、１００２ 最終設計面取得部、１００３ 施工エリア取得部、１００４ 目標作業量取得部、１００５ 中間設計面生成部、１００６ 通知処理部、１０１ 無線通信インタフェース、１０２ 記録媒体、２ 端末装置、３ エッジ処理コンピュータ、４ サーバ装置、５ 施工会社のコンピュータ、９ 施工管理システム

Claims (11)

1. 施工現場における現況地形を取得する現況地形取得部と、
   前記施工現場における最終設計面を取得する最終設計面取得部と、
   前記施工現場における作業機械の施工エリアを取得する施工エリア取得部と、
   前記作業機械の単位時間当たりの目標作業量を取得する目標作業量取得部と、
   前記最終設計面と、前記現況地形と、前記施工エリアと、前記単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、前記作業機械についての中間設計面を生成する中間設計面生成部と、
   前記中間設計面を前記作業機械のオペレータに向けて通知する通知処理部と、
   を備える施工管理装置。
2. 前記中間設計面生成部は、
   前記施工エリアにおける前記現況地形と前記中間設計面との差分土量が前記単位時間当たりの目標作業量と一致するように、当該中間設計面を生成する
   請求項１に記載の施工管理装置。
3. 前記施工エリア取得部は、
   前記施工現場における前記作業機械の施工予定位置に基づいて前記施工エリアを決定する
   請求項１又は請求項２に記載の施工管理装置。
4. 前記施工エリア取得部は、
   前記施工予定位置を、前記オペレータからのリクエストに基づいて取得する
   請求項３に記載の施工管理装置。
5. 前記施工エリア取得部は、
   前記施工予定位置を、前記オペレータに対する現場管理者からの指示に基づいて取得する
   請求項３又は請求項４に記載の施工管理装置。
6. 前記中間設計面生成部は、
   前記現況地形を前記最終設計面に向かってモーフィングすることによって前記中間設計面を生成する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の施工管理装置。
7. 前記目標作業量取得部は、
   前記作業機械の過去の実績に基づいて、前記単位時間当たりの目標作業量を決定する
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の施工管理装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の施工管理装置と、
   前記施工管理装置から受信した前記中間設計面を表示する端末装置と、
   を備える施工管理システム。
9. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の施工管理装置を備える
   作業機械。
10. 施工現場における現況地形を取得するステップと、
    前記施工現場における最終設計面を取得するステップと、
    前記施工現場における作業機械の施工エリアを取得するステップと、
    前記作業機械の単位時間当たりの目標作業量を取得するステップと、
    前記最終設計面と、前記現況地形と、前記施工エリアと、前記単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、前記作業機械についての中間設計面を生成するステップと、
    前記中間設計面を、前記作業機械を用いて施工を行うオペレータに向けて通知するステップと、
    を有する施工管理方法。
11. 施工管理装置のコンピュータに、
    施工現場における現況地形を取得するステップと、
    前記施工現場における最終設計面を取得するステップと、
    前記施工現場における作業機械の施工エリアを取得するステップと、
    前記作業機械の単位時間当たりの目標作業量を取得するステップと、
    前記最終設計面と、前記現況地形と、前記施工エリアと、前記単位時間当たりの目標作業量とに基づいて、前記作業機械についての中間設計面を生成するステップと、
    前記中間設計面を、前記作業機械を用いて施工を行うオペレータに向けて通知するステップと、
    を実行させるプログラム。

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