JP2020154655A - 作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法に関し、作業現場の安全性の低下を抑制する。【解決手段】作業現場の管理システム１は、作業現場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、有人の運搬車両の位置に基づいて、前記有人の運搬車両が前記進入禁止エリアに進入するか否かを判定する判定部と、進入禁止エリアに有人の運搬車両が進入したことを通知する通知部と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法に関する。

鉱山のような広域の作業現場において、無人車両が稼働する場合がある。

特開２０１６−１５３９８７号公報

作業現場において、無人の運搬車両と有人の運搬車両とが混在して稼働する場合がある。無人の運搬車両が稼働する作業エリアに有人の運搬車両が進入すると、作業現場の安全性が低下する可能性がある。

本発明の態様に従えば、作業現場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知する通知部と、を備える作業現場の管理システムが提供される。

本発明の態様によれば、作業現場の安全性の低下を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る管理システム、無人車両、及び有人車両の一例を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。 図３は、実施形態に係る管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 図４は、実施形態に係る排土場の一例を模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係る通知装置の一例を模式的に示す図である。 図６は、実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、コンピュータシステムの一例を示すブロック図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

＜管理システム＞
図１は、実施形態に係る管理システム１、無人の運搬車両である無人車両２、及び有人の運搬車両である有人車両９の一例を模式的に示す図である。無人車両２及び有人車両９のそれぞれは、作業現場において稼働する。実施形態において、作業現場は、鉱山又は採石場である。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。

無人車両２とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼動する車両をいう。有人車両９とは、運転者の運転操作により稼働する車両をいう。

無人車両２及び有人車両９は、作業現場を走行して積荷を運搬する運搬車両の一種であるダンプトラックである。無人車両２及び有人車両９に運搬される積荷として、鉱山又は採石場において掘削された鉱石又は土砂が例示される。

なお、作業現場は、鉱山又は採石場に限定されない。作業現場は、運搬車両が積荷を運搬する作業現場であればよい。

管理システム１は、管理装置３と、通信システム４とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含み、例えば作業現場の管制施設５に設置される。通信システム４は、管理装置３と無人車両２と有人車両９との間で通信を実施する。管理装置３に無線通信機６が接続される。通信システム４は、無線通信機６を含む。管理装置３と無人車両２と有人車両９とは、通信システム４を介して無線通信する。

＜無人車両＞
無人車両２は、管理装置３から送信された走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。無人車両２は、走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるダンプボディ２３と、制御装置３０と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、を備える。

走行装置２１は、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２５と、走行方向を調整する操舵装置２６と、車輪２７とを有する。

車輪２７が回転することにより、無人車両２は自走する。車輪２７は、前輪２７Ｆと後輪２７Ｒとを含む。車輪２７にタイヤが装着される。

駆動装置２４は、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置２４は、電動機を含んでもよい。駆動装置２４で発生した動力が後輪２７Ｒに伝達される。ブレーキ装置２５は、無人車両２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、無人車両２の走行方向を調整可能である。無人車両２の走行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２６は、前輪２７Ｆを操舵することによって、無人車両２の走行方向を調整する。

制御装置３０は、例えば無線通信機２９により無人車両２の外部に存在する管理装置３と通信可能である。制御装置３０は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキ指令、及び操舵装置２６を作動するためのステアリング指令を出力する。駆動装置２４は、制御装置３０から出力されたアクセル指令に基づいて、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、無人車両２の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、制御装置３０から出力されたブレーキ指令に基づいて、無人車両２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、制御装置３０から出力されたステアリング指令に基づいて、無人車両２を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。

位置検出装置２８は、無人車両２の位置を検出する。無人車両２の位置が、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される無人車両２の絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムにより、グローバル座標系において規定される無人車両２の位置が検出される。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置検出装置２８は、ＧＮＳＳ受信機を含み、無人車両２の絶対位置（座標）を検出する。

無線通信機２９は、無線通信する。通信システム４は、無線通信機２９を含む。無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。

＜有人車両＞
有人車両９は、有人車両９の運転室に搭乗した運転者の運転操作に基づいて、作業現場を走行する。有人車両９は、走行装置２１と、車両本体２２と、ダンプボディ２３と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２５と、操舵装置２６と、前輪２７Ｆ及び後輪２７Ｒを含む車輪２７と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、制御装置４０と、通知装置５０とを備える。

有人車両９の位置検出装置２８は、有人車両９の位置を検出する。有人車両９の無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。

制御装置４０は、例えば無線通信機２９により有人車両９の外部に存在する管理装置３と通信可能である。駆動装置２４を作動するためのアクセルペダル、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキペダル、及び操舵装置２６を作動するためのステアリングホイールが運転室に配置される。アクセルペダル、ブレーキペダル、及びステアリングホイールは、運転者に操作される。駆動装置２４は、アクセルペダルの操作量に基づいて、有人車両９を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、有人車両９の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、ブレーキペダルの操作量に基づいて、有人車両９を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、ステアリングホイールの操作量に基づいて、有人車両９を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。

通知装置５０は、運転室に配置される。通知装置５０は、管理装置３から送信された通知データに基づいて作動する。通知装置５０として、表示データを表示する表示装置及び音声を出力する音声出力装置が例示される。表示装置として、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。

＜作業現場＞
図２は、実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。無人車両２及び有人車両９は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる走行路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。走行路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。

積込場ＬＰＡとは、無人車両２及び有人車両９に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場ＬＰＡにおいて、積込機７が稼働する。積込機７は、例えば作業機を有する油圧ショベル又はロープショベルである。排土場ＤＰＡとは、無人車両２及び有人車両９から積荷が排出される排土作業が実施されるエリアをいう。排土場ＤＰＡには、例えば排土位置Ｍが設けられる。

無人車両２は、無人車両２の走行条件を示す走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。図２に示すように、走行コースデータは、間隔をあけて設定された複数のコース点ＣＰを含む。コース点ＣＰは、無人車両２の目標位置を規定する。複数のコース点ＣＰのそれぞれに、無人車両２の目標走行速度及び目標走行方位が設定される。また、走行コースデータは、無人車両２の目標走行経路を示す走行コースＣＲを含む。走行コースＣＲは、複数のコース点ＣＰを結ぶ線によって規定される。

走行コースＣＲは、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定される。無人車両２は、走行コースＣＲに従って、走行路ＨＬを走行する。

走行コースデータは、管理装置３において生成される。管理装置３は、生成した走行コースデータを、通信システム４を介して無人車両２の制御装置３０に送信する。制御装置３０は、走行コースデータに基づいて、無人車両２が走行コースＣＲに従って走行し、複数のコース点ＣＰのそれぞれに設定されている目標走行速度及び目標走行方位に従って走行するように、走行装置２１を制御する。

本実施形態においては、作業現場において、無人車両２と有人車両９とが混在して稼働する。走行路ＨＬ及び作業場ＰＡにおいて、無人車両２及び有人車両９の両方が走行する。例えば、運搬車両として有人車両９のみが稼働する作業現場から無人車両２のみが稼働する作業現場に移行させる場合、移行期間において、無人車両２及び有人車両９の両方が作業現場において稼働する。

＜管理装置及び制御装置＞
図３は、本実施形態に係る管理システム１の一例を示す機能ブロック図である。管理システム１は、管理装置３と、制御装置３０と、制御装置４０とを含む。

管理装置３は、走行コースデータ生成部３Ａと、進入禁止エリア設定部３Ｂと、判定部３Ｃと、通知部３Ｄとを有する。

走行コースデータ生成部３Ａは、走行コースＣＲを含む走行コースデータを生成する。走行コースデータ生成部３Ａにより生成された走行コースデータは、無人車両２の制御装置３０に送信される。

進入禁止エリア設定部３Ｂは、作業現場において有人車両９の進入を禁止する進入禁止エリアＡＲを設定する。本実施形態において、進入禁止エリアＡＲは、例えば排土場ＤＰＡに設定される。進入禁止エリアＡＲは、例えば管理装置３を操作可能な管理者により設定される。進入禁止エリアＡＲに対する無人車両２の進入は許可される。無人車両２は、進入禁止エリアＡＲにおいて稼働することができる。

なお、進入禁止エリアＡＲは、作業現場のうち排土場ＤＰＡとは異なる場所に設定されてもよい。管理者は、有人車両９の進入を禁止したい作業現場の任意の場所に進入禁止エリアＡＲを設定することができる。

判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入するか否かを判定する。有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入するか否かの判定は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かの判定、及び有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているか否かの判定を含む。判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かを判定することができる。判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているか否かを判定することができる。有人車両９の位置は、位置検出装置２８により検出される。判定部３Ｃは、位置検出装置２８の検出データを受信することにより、有人車両９の位置を取得することができる。

通知部３Ｄは、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に通知する。通知部３Ｄは、判定部３Ｃにより有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したと判定された場合、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを通知する。通知部３Ｄは、判定部３Ｃにより有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していると判定された場合、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知する。

通知部３Ｄは、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に設けられている通知装置５０に通知する。通知部３Ｄは、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したこと又は有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知装置５０に通知する。

制御装置３０は、走行コースデータ生成部３Ａから送信された無人車両２の走行コースデータを取得して、無人車両２の走行を制御する。制御装置３０は、走行コースデータに従って走行するように無人車両２の走行装置２１を制御する。

制御装置４０は、通知部３Ｄから送信された通知データに基づいて、通知装置５０を制御する。通知データは、進入禁止エリアＡＲの位置及び大きさと、進入禁止エリアＡＲに対する有人車両９の進入の有無とを含む。通知装置５０は、通知部３Ｄから出力された通知データに基づいて作動する。

＜排土場における動作＞
図４は、実施形態に係る排土場ＤＰＡの一例を模式的に示す図である。図４に示すように、排土場ＤＰＡに複数の排土位置Ｍが設定される。排土位置Ｍは、無人車両２の排土作業が実施される位置である。無人車両２は、走行コースデータに基づいて排土位置Ｍに走行し、排土位置Ｍに排土する。

排土位置Ｍに有人車両９が排土してしまうと、無人車両２の排土作業が妨げられる。例えば、無人車両２の排土作業が予定されている排土位置Ｍａに有人車両９が排土してしまうと、無人車両２の排土作業が妨げられる。

また、無人車両２は、走行コースデータに基づいて排土位置Ｍに走行する。一方、有人車両９は、任意の位置に排土することができる。有人車両９が無人車両２の走行コースＣＲ上に排土してしまうと、無人車両２の走行が妨げられる。

本実施形態において、進入禁止エリア設定部３Ｂは、無人車両２の排土作業が実施される排土位置Ｍを含むように進入禁止エリアＡＲを設定する。進入禁止エリアＡＲに含まれる排土位置Ｍは、１つでもよいし複数でもよい。また、進入禁止エリア設定部３Ｂは、無人車両２の走行コースＣＲを含むように進入禁止エリアＡＲを設定する。

＜通知装置＞
図５は、実施形態に係る通知装置５０の一例を模式的に示す図である。通知装置５０は、表示装置を含む。図５に示すように、進入禁止エリアＡＲが表示装置に表示される。図５に示す例において、進入禁止エリアＡＲの輪郭を示す点線が表示装置に表示される。なお、進入禁止エリアＡＲが特定の色で表示装置に表示されてもよい。表示装置は、運転者が進入禁止エリアＡＲを認識できる表示形態で表示すればよい。これにより、運転者は、進入禁止エリアＡＲの位置を確認することができる。

なお、図５において、排土位置Ｍ、無人車両２の位置、及び有人車両９の位置が表示装置に表示されてもよい。

また、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入する場合、通知装置５０が警報を出力する。通知装置５０は、警報として警報音を出力してもよいし光を出力してもよい。これにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入することを認識することができる。

通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入する前に警報を出力してもよい。通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているときに警報を出力してもよい。通知装置５０は、有人車両９と進入禁止エリアＡＲとの距離に基づいて、警報の出力状態を変化させてもよい。例えば、通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近するに従って警報音を大きくしてもよい。

通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したとき、規定の通知形態で通知する。規定の通知形態は、規定の警報音を出力すること、及び規定の色光を出力することを含む。通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した後、警報を出力し続けてもよいし、所定時間だけ警報を出力した後に警報の出力を停止してもよい。

＜管理方法＞
図６は、実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。進入禁止エリア設定部３Ｂは、進入禁止エリアＡＲを設定する（ステップＳ１）。

判定部３Ｃは、有人車両９の位置と、進入禁止エリア設定部３Ｂにより設定された進入禁止エリアＡＲとに基づいて、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したか否かを判定する（ステップＳ２）。

判定部３Ｃは、位置検出装置２８の検出データに基づいて、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したか否かを判定することができる。

ステップＳ２において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、通知部３Ｄは、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを有人車両９に通知する（ステップＳ３）。

有人車両９の通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを規定の通知形態で通知する。通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入した後、警報を出力し続けてもよいし、所定時間だけ警報を出力した後に警報の出力を停止してもよい。これにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを認識することができる。

ステップＳ２において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入していないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、通知装置５０は、通知しない。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に通知する通知部３Ｄが設けられる。進入禁止エリアＡＲが通知装置５０の表示装置に表示されることにより、有人車両９の運転者は、進入禁止エリアＡＲに進入しないように運転操作することができる。進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した場合、通知装置５０から規定の通知形態で警報が出力されることにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを認識し、進入禁止エリアＡＲから出るように運転操作することができる。無人車両２の作業エリアに有人車両９が進入することが抑制されるため、作業現場の安全性の低下が抑制される。

［コンピュータシステム］
図７は、コンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の管理装置３、制御装置３０、及び制御装置４０のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の管理装置３、制御装置３０、及び制御装置４０のそれぞれの機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

コンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、作業現場において有人車両９の進入を禁止する進入禁止エリアＡＲを設定することと、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に設けられている通知装置５０に通知させることと、を実行することができる。

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した場合、管理装置３は、進入禁止エリアＡＲに存在する無人車両２の走行を停止してもよい。

上述の実施形態において、通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近しているとき、上述の規定の通知形態とは異なる通知形態で通知してもよい。進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近しているときときの通知形態は、規定の警報音とは異なる警報音を出力すること、及び規定の色光とは異なる色光を出力することを含む。通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近している期間において、警報を出力し続けてもよい。

上述の実施形態において、制御装置３０の機能、及び制御装置４０の機能の少なくとも一部が管理装置３に設けられてもよいし、管理装置３の機能の少なくとも一部が、制御装置３０、及び制御装置４０に設けられてもよい。例えば、判定部３Ｃの機能が有人車両９の制御装置３０に設けられてもよい。管理装置３で生成された進入禁止エリアＡＲが有人車両９の制御装置３０に送信され、制御装置３０の判定部３Ｃが、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かを判定してもよい。また、通知部３Ｄの機能が有人車両９の制御装置３０に設けられてもよい。管理装置３で生成された進入禁止エリアＡＲが有人車両９の制御装置３０に送信され、制御装置３０の通知部９Ｄが、進入禁止エリアＡＲを通知装置５０に通知させたり、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したこと又は有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知装置５０に通知させたりしてもよい。

なお、上述の実施形態においては、走行コースデータが管理装置３において生成され、無人車両２は管理装置３から送信された走行コースデータに従って走行することとした。無人車両２の制御装置３０が走行コースデータを生成してもよい。すなわち、制御装置３０が走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。また、管理装置３及び制御装置３０のそれぞれが走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。

なお、上述の実施形態においては、無人車両２及び有人車両９が運搬車両の一種であるダンプトラックであることとした。無人車両２及び有人車両９は、例えば油圧ショベル又はブルドーザのような作業機を備える作業機械でもよい。

１…管理システム、２…無人車両、３…管理装置、３Ａ…走行コースデータ生成部、３Ｂ…進入禁止エリア設定部、３Ｃ…判定部、３Ｄ…通知部、４…通信システム、５…管制施設、６…無線通信機、７…積込機、９…有人車両、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ダンプボディ、２４…駆動装置、２５…ブレーキ装置、２６…操舵装置、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…位置検出装置、２９…無線通信機、３０…制御装置、４０…制御装置、５０…通知装置、ＣＰ…コース点、ＣＲ…走行コース、ＰＡ…作業場、ＤＰＡ…排土場、Ｍ…排土位置、ＨＬ…走行路、ＩＳ…交差点。

Claims (5)

1. 作業現場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、
   前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知する通知部と、
   を備える作業現場の管理システム。
2. 前記通知部は、前記有人の運搬車両が前記進入禁止エリアに進入したことを通知する、
   請求項１に記載の作業現場の管理システム。
3. 前記有人の運搬車両の位置に基づいて、前記有人の運搬車両が前記進入禁止エリアに進入するか否かを判定する判定部を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の作業現場の管理システム。
4. 前記進入禁止エリアに対する無人の運搬車両の進入は許可される、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業現場の管理システム。
5. 作業現場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定することと、
   前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知することと、
   を含む作業現場の管理方法。

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