JP2020153078A - コンクリート追跡システム - Google Patents

Abstract

【課題】施工後においても、使用したコンクリートの諸元（情報）の追跡と、コンクリートの充填履歴の追跡とを可能とする手段を提供すること。【解決手段】工事現場で使用するコンクリートの追跡システムであって、監視装置１０、充填センサ２１および管理端末３０を少なくとも具備する。監視装置１０は工事現場でのコンクリートの使用状況を検知する機能を有し、充填センサ２１は型枠内に複数設置されてコンクリートの充填状況を検知する機能を有する。管理端末３０に設けた照合手段３１でもって、監視装置１０から取得した使用状況と充填センサ２１から取得した充填状況とを時間を基準に紐付けて照合する。【選択図】図１

Description

本発明は、工事現場などで使用したコンクリートの運搬を担当した運搬車両を照合するためのコンクリート追跡システムに関する。

トンネル工事に用いる覆工コンクリートでは、コンクリートの材料分離が起こらないように打設し、空隙が残らないように品質の良いコンクリートを完全に充填して締め固めなければならない。この品質管理を行う上で、スライドセントルに監視窓を設けたり、型枠部分に温度センサなどの各種センサを取り付けたりする方法が採用されている。
例えば、以下の特許文献１には、コンクリート充填センサを型枠に配置することで、覆工コンクリートの充填状況を把握する技術が開示されている。
また、特許文献２には、コンクリートの打設高さを管理するための型枠装置が開示されている。

特開２０１７−２１４７４７号公報 特開２０１８−３５６３２号公報

しかし、上記特許文献に記載の方法では、以下の問題がある。
（１）打設作業中の充填状況を確認・記録するに留まるため、いつどの場所にどのコンクリートが使用されたかを確認、記録することができない。
（２）最終的に確実に充填がされたか否かを判定するだけであるため、どのようにコンクリートが充填されていったかを面的に確認することができず、施工後のデータ分析が難しい。

よって、本発明は、施工後においても、使用したコンクリートの諸元（情報）の追跡と、コンクリートの充填履歴の追跡とを可能とする手段の提供を目的の一つとするものである。

上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、工事現場で使用するコンクリートの追跡システムであって、監視装置、充填センサおよび管理端末、を少なくとも具備し、前記監視装置は、工事現場でのコンクリートの使用状況を検知する機能を有し、前記充填センサは、型枠内に複数設置され、コンクリートの充填状況を検知する機能を有し、前記管理端末が、前記監視装置から取得した使用状況と前記充填センサから取得した充填状況とを時間を基準に紐付けて照合可能とした、照合手段を少なくとも有することを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記監視装置が、コンクリートの運搬車両の打設現場への入場時間および退場時間のうち少なくとも何れか一方を、前記使用状況として前記管理端末に送信する機能を有することを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１発明において、前記監視装置が、コンクリートの打設時に用いるポンプ用の分電盤の稼働開始時間および稼働終了時間のうち少なくとも何れか一方を、前記使用状況として前記管理端末に送信する機能を有することを特徴とする。
また、本願の第４発明は、前記第１発明乃至第３発明のうち何れか１つの発明において、前記打設現場が、トンネル覆工現場であって、前記管理端末が、縦方向をトンネル軸方向とし、さらに横方向をトンネル周方向として展開した平面図を、打設現場図として生成する、打設現場図表示手段と、前記コンクリートの充填状況を現したコンター図を、前記打設現場図にレイヤー表示する、コンター図表示手段と、をさらに有することを特徴とする。
また、本願の第５発明は、前記第４発明において、前記型枠に、打設コンクリートの表面温度を計測する、温度センサと、打設コンクリートの圧力を計測する、圧力センサと、をさらに設け、前記管理端末が、前記打設現場図に対し、前記表面温度または圧力を数字または図形で示した画面をレイヤー表示する、打設情報表示手段と、をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果を有する。
（１）運搬車両等の位置や作業状態から得られるコンクリートの使用状況と、型枠に設けた充填センサから得られるコンクリートの充填状況とを紐付けることで、打設領域内のどの場所にどの運搬車両から運ばれたコンクリートが使用されたかを確認・追跡することができる。
（２）運搬車両の入退場時間や、ポンプ用の分電盤の稼働の開始・終了時間を検知することで、該当する運搬車両に搭載したコンクリートが使用された時間を把握できる。
（３）二次元表示した打設現場図に時間単位でのコンクリートの打設完了領域を示すコンター図をレイヤー表示することで、コンクリートの打設経過を視覚的に把握することができる。
（４）型枠に別途温度センサや圧力センサを設け、これらの計測値を打設現場図に表示することで、施工中の確認や、施工後のデータ分析が容易となり、将来的なＡＩ施工などの基礎データとしての活用も可能となる。

コンクリート追跡システムの構成図。 監視装置によるコンクリートの使用状況の特定方法を示すイメージ図。 充填センサによるコンクリートの充填状況を示すイメージ図。 運搬車両に搭載したコンクリートと打設済みコンクリートとの照合イメージ図。 打設現場図のイメージ図。 打設現場図にコンター図をレイヤー表示したイメージ図。 打設現場図にコンター図および打設情報をレイヤー表示したイメージ図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成（図１）
本実施例に係るコンクリート追跡システムは、監視装置１０と、充填センサ２１を少なくとも含む型枠内センサ２０と、管理端末３０とを少なくとも具備してなる。
このコンクリート追跡システムによって得られるコンクリートＣの出所や充填状況を、工事現場の作業員や責任者などが使用するユーザ端末４０でもって確認することで作業の品質管理を行う。
以下、各構成要素の詳細について説明する。

＜２＞監視装置（図１、図２）
監視装置１０は、各運搬車両Ａ１に搭載したコンクリートＣの使用状況を監視するための装置である。
本実施例において、コンクリートＣの使用状況とは、運搬車両Ａ１が搭載したコンクリートＣが、打設現場でどの時間に使用されているか否かを示す情報である。
当該情報を特定する方法の一例について、図２を参照しながら説明する。

＜２．１＞運搬車両の入退場時間（図２（ａ））
打設現場への運搬車両Ａ１の入場時間および退場時間をコンクリートＣの打設の開始・終了時間に見立てて、管理端末３０で入退場記録Ｄ１として記憶しておく方法である。
この方法では、運搬車両Ａ１に取り付けたＧＰＳ１１を監視装置１０として、位置情報を工事現場の位置情報と照合する方法や、工事現場に設けた、ゲートセンサ１２などを監視装置１０として、工事現場への運搬車両Ａ１の出入りの時間を記録する方法などを用いることができる。
また、監視装置１０として赤外線センサをポンプ車に設置しておき、運搬車両が荷下ろし箇所まで到達したときに、前記赤外線センサが運搬車両を検知するように構成することで、自動的に運搬車両の入退場を記録してもよい。

また、本発明において、監視装置１０は入場時間および退場時間の両方の送信を必須とするものではない。例えば複数の運搬車両Ａ１が連続して打設作業を行う現場であれば、各運搬車両Ａ１の入場時間のみを記録する形であっても支障は無い。

＜２．２＞ポンプ車の稼働時間（図２（ｂ））
コンクリート圧送用のポンプ車Ａ２が備える、ポンプ用の分電盤Ａ２１の稼働の開始時間および終了時間をコンクリートＣの打設の開始・終了時間に見立てて、管理端末３０で稼働記録Ｄ２として記憶しておく方法である。
この方法では、分電盤Ａ２１に予め取り付けてあるかまたは別途新設する情報処理装置１３を監視装置１０として、分電盤Ａ２１の稼働情報を取り出して管理端末３０に送信する方法などを用いることができる。
また、前記＜２．１＞と同様、本発明において、監視装置１０は分電盤Ａ２１の稼働の開始時間および終了時間の両方の送信を必須とするものではない。

＜２．３＞識別情報の取得態様
なお、前記＜２．１＞＜２．２＞における監視装置１０での運搬車両Ａ１の識別情報（協力会社名、車両番号など）を取得の有無は、本発明において限定しない。
例えば、監視装置１０として運搬車両Ａ１に取り付けてあるＧＰＳ１１機器を用いている場合、監視端末に送信する情報の中に、運搬車両Ａ１の識別情報を含めることができる。
また、監視装置１０を、作業現場に用意したコードリーダとすれば、運搬車両Ａ１に取り付けた二次元コードなどを人力または自動で、コードリーダなどで読み取ることで、監視端末に送信する情報の中に、運搬車両Ａ１の識別情報を含めることができる。
なお、監視装置１０をゲートセンサ１２などで構成した場合、運搬車両Ａ１の出入りは検知できても、運搬車両Ａ１の識別までには至らない場合がある。この場合は、作業計画表などのその他の工程管理のデータから、後述する管理端末３０でもって該当する運搬車両Ａ１を別途紐付けてもよい。

＜３＞型枠内センサ（図１，図３）
型枠Ｂ内には、各種パラメータを計測可能なセンサ群（型枠内センサ２０）を設けておくことができる。
本実施例では、型枠内センサ２０として、充填センサ２１を少なくとも有し、その他図示しない温度センサおよび圧力センサをそれぞれ所望の間隔をあけて型枠Ｂ内に配列している。
これらのセンサは別々に配置しても良いし、これらのセンサを一体化した複合的なセンサを配置してもよい。
また、各センサの計測値は、個別に管理端末３０へと送っても良いし、一度集約した情報をまとめて管理端末３０へと送っても良い。
これらは、無線通信等によって管理端末３０に送られる。

＜３．１＞充填センサ（図１，図３）
充填センサ２１は、該センサの設置場所においてコンクリートＣが打設されているか否かを検知するためのセンサである。
この検知情報は、リアルタイムまたは所定時間毎に管理端末３０に送られる。
図３に示すように、管理端末３０では、充填センサ２１から送られる検知情報に基づいて、充填センサ２１毎に時間単位でコンクリートＣの充填の有無が記録された、充填記録Ｅが生成される。
この充填記録Ｅを参照することで、ユーザは、コンクリートＣの充填状況をリアルタイムに確認することができる。

＜３．２＞温度センサ（図示せず）
温度センサは、該センサの設置場所の温度、引いては打設したコンクリートＣの表面温度を計測するためのセンサである。
この計測温度を参考にして、コンクリートＣの打設後の脱型強度の管理が可能となり、適切な養生管理を実現することができる。

＜３．３＞圧力センサ（図示せず）
圧力センサは、該センサの設置場所においてコンクリートＣによって受ける圧力を計測するためのセンサである。
この計測圧力値８２を参考にコンクリートＣ打設による型枠Ｂに係る荷重を把握し、例えばトンネル天端部の空隙を無くすための必要な圧力値８２の算出や、当該圧力値８２に達しているか否かの確認が容易となる。

＜３．４＞各センサの設置態様について
前記した各種センサは、型枠Ｂの外表面に設けても良いし、型枠Ｂの内部に埋め込むなど、あらゆる態様で型枠Ｂに組み込むことができる。
また、各種センサの配置形態や数は特段限定しない。

＜４＞管理端末（図１）
管理端末３０は、前記監視装置１０および前記型枠内センサ２０から取得した情報を利用して、以下に記載する機能を実現するための情報処理を行うための端末である。管理端末３０は、社内や作業事務所内、もしくはクラウド上に設けるサーバ、その他ＰＣ、タブレット、スマートフォンなどの情報処理端末を用いることができる。
管理端末３０は、以下の機能のうち少なくとも何れかの情報処理手段として機能する。

＜４．１＞照合手段（図１，図４）
照合手段３１は、各打設完了領域で使用されたコンクリートＣの運搬車両Ａ１を照合するための手段である。
本機能は、監視装置１０から取得した、各運搬車両Ａ１に搭載したコンクリートＣの使用状況と、充填センサ２１から取得したコンクリートＣの充填状況とを、時間を基準に紐付けてデータベース化することによって行う。
例えば、監視装置１０によって、運搬車両Ａ１の識別番号と打設の開始時間および終了時間を取得しておけば、この時間内に充填センサ２１によって充填されたとした領域のコンクリートＣは、当該運搬車両Ａ１によって運搬されてきたコンクリートＣであると判断することができる。

＜４．１．１＞照合イメージ
図４に、運搬車両Ａ１に搭載したコンクリートＣと、打設済みコンクリートＣとの照合イメージ図を示す。
図４では、入退場記録Ｄ１に、運搬車両Ａ１（ＮＯ．１）の入場時間が１０：００、退場時間が１０：３０として記録されている。
そして、充填記録ＥＥでは、１０：００の段階で何れの充填センサ２１もコンクリートＣが充填されたことを示しておらず、１０：１０の段階で、充填センサ２１（Ａ−１）についてコンクリートＣ充填されたことが記録されている。
よって、充填センサ２１（Ａ−１）を設けた位置では、ＮＯ．１の運搬車両Ａ１に搭載したコンクリートＣが使用されたことが照合できる。
これらの照合によって、図４に示す表では、充填センサ２１（Ａ−１，Ａ−２）が配置された領域に、運搬車両Ａ１（ＮＯ．１）に搭載していたコンクリートＣが使用され、充填センサ２１（Ａ−３）が配置された領域に、運搬車両Ａ１（ＮＯ．２）に搭載していたコンクリートＣが使用されたことを把握することができる。

＜４．１．２＞時間差の考慮
なお、監視装置１０を設ける態様によって、監視装置１０によって得られる時間と、当該運搬車両Ａ１によって実際にコンクリートＣの打設が行われたことが示される時間との間に差が生ずることもあるが、この場合、当該時間差を予め考慮して適宜関連付けを行えばよい。

＜４．２＞打設現場図表示手段（図１，図５）
打設現場図表示手段３２は、コンクリートＣの打設現場を、ユーザ端末４０による確認が可能な態様で図示する機能である。
図５に、打設現場図６０のイメージ図を示す。
本実施例では、トンネルの構築に用いるスライドセントルの型枠Ｂ部分を二次元図面に展開した図を打設現場図６０としている。縦方向がトンネル軸方向（スライドセントルの進行方向）にあたり、横方向がトンネル周方向（一方の側部から天端部を経由して他方の側部に至る方向）を示している。
この打設現場図６０に、型枠内センサ２０の設置位置を紐付けておくことで、後述する各種の表示機能を任意にレイヤー表示可能ととする。
この打設現場図６０は、管理端末３０やユーザ端末４０に設けているディスプレイによって確認可能である。

＜４．３＞コンター図表示手段（図１，図６）
コンター図表示手段３３は、コンクリートＣの充填状況を、ユーザ端末４０による確認が可能な態様で図示する機能である。
図６に、打設現場図６０に、コンター図７０をレイヤー表示した状態のイメージ図を示す。
本発明において、コンター図７０とは、前記充填センサ２１による得られる打設の完了位置を結んだ線を履歴線７１とし、当該所定時間毎の履歴線７１を表示することで、コンクリートＣの打設完了領域の遷移（打設経過）をいわゆる等高線表示のように図示したものである。
このコンター図７０によれば、コンクリートＣの打設完了領域の遷移を容易に視認することができる。

＜４．４＞打設情報表示手段（図１，図７）
打設情報表示手段３４は、型枠内センサ２０から得られるその他の打設情報を、ユーザ端末４０による確認が可能な態様で図示する機能である。
図７に、打設作業の途中段階において、打設現場図６０にコンター図７０およびその他の打設情報をレイヤー表示した状態のイメージ図を示す。
コンター図７０は、前記した図６に係る説明と同一であるため詳細な説明は省略する。なお、コンター図７０の外側を囲った太字の線は、現段階でのコンクリートＣの充填位置の境界を示す流入線７２である。
本実施例では、打設情報として、温度センサや圧力センサによる計測値そのもの（温度値８１、圧力値８２）や、別途算出されるコンクリートＣの強度値８３、これらの値によって着色を変更するよう構成したブロック（温度表示ブロック９１、圧力表示ブロック９２、強度表示ブロック９３）を含んでいる。
これらの打設情報を打設現場図６０上で確認することで、コンクリートＣの適切な養生や、型枠Ｂに係るコンクリートＣ荷重の把握などの判断が容易となり、コンクリートＣの品質管理をより容易に実現することができる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。
前記した第１実施例では、コンクリートの使用状況を検知するための手法として、コンクリートを搭載する運搬車両の位置や、コンクリートを圧送するポンプの分電盤の稼働状況を検知する態様を採用しているが、本発明では上記の態様に限定するものではない。
例えば、コンクリートの打設に用いるコンクリートバケットの位置を検知することで、バケット内のコンクリートの使用状況を検知してもよい。
また、コンクリートを送る配管やホッパなどの流路に途上に、コンクリートの通過を検知するセンサを設けて、配管内のコンクリートの使用状況を検知してもよい。

次に、本発明の第３実施例について説明する。
本発明は、コンクリートの打設途上にあるその他の計測装置から得た計測データを、さらに前記したコンクリートの使用状況および充填状況と紐付けてもよい。
例えば、第２実施例で説明したコンクリートを送る配管内にコンクリートの品質管理用の計測装置（ＲＩ水分計など）を設置している場合には、これらの計測装置から得た計測データを、管理装置で取得し、前記したコンクリートの使用状況および充填状況と紐付けることで、打設領域のうち特定の領域で使用されたコンクリートの品質管理データを容易に把握することができる。

１０ 監視装置
１１ ＧＰＳ
１２ ゲートセンサ
１３ 情報処理装置
２０ 型枠内センサ
２１ 充填センサ
３０ 管理端末
３１ 照合手段
３２ 打設現場図表示手段
３３ コンター図表示手段
３４ 打設情報表示手段
４０ ユーザ端末
５０ ネットワーク
６０ 打設現場図
７０ コンター図
７１ 履歴線
７２ 流入線
８１ 温度値
８２ 圧力値
８３ 強度値
９１ 温度表示ブロック
９２ 圧力表示ブロック
９３ 強度表示ブロック
Ａ１ 運搬車両
Ａ２ ポンプ車
Ｂ 型枠
Ｃ コンクリート
Ｄ１ 入退場記録
Ｄ２ 稼働記録
Ｅ 充填記録

Claims (5)

1. 工事現場で使用するコンクリートの追跡システムであって、
   監視装置、充填センサおよび管理端末、を少なくとも具備し、
   前記監視装置は、
   工事現場でのコンクリートの使用状況を検知する機能を有し、
   前記充填センサは、
   型枠内に複数設置され、コンクリートの充填状況を検知する機能を有し、
   前記管理端末が、
   前記監視装置から取得した使用状況と前記充填センサから取得した充填状況とを時間を基準に紐付けて照合可能とした、照合手段を少なくとも有することを特徴とする、
   コンクリート追跡システム。
2. 前記監視装置が、
   コンクリートの運搬車両の打設現場への入場時間および退場時間のうち少なくとも何れか一方を、前記使用状況として前記管理端末に送信する機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート追跡システム。
3. 前記監視装置が、
   コンクリートの打設時に用いるポンプ用の分電盤の稼働開始時間および稼働終了時間のうち少なくとも何れか一方を、前記使用状況として前記管理端末に送信する機能を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート追跡システム。
4. 前記打設現場が、トンネル覆工現場であって、
   前記管理端末が、
   縦方向をトンネル軸方向とし、さらに横方向をトンネル周方向として展開した平面図を、打設現場図として生成する、打設現場図表示手段と、
   前記コンクリートの充填状況を現したコンター図を、前記打設現場図にレイヤー表示する、コンター図表示手段と、をさらに有することを特徴とする、
   請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のコンクリート追跡システム。
5. 前記型枠に、
   打設コンクリートの表面温度を計測する、温度センサと、
   打設コンクリートの圧力を計測する、圧力センサと、をさらに設け、
   前記管理端末が、
   前記打設現場図に対し、前記表面温度または圧力を数字または図形で示した画面をレイヤー表示する、打設情報表示手段と、をさらに有することを特徴とする、
   請求項４に記載のコンクリート追跡システム。

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