JP2023151277A - Construction method of rubble mound - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、捨石マウンドの施工方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a rubble mound.
護岸用ケーソン(コンクリートブロック)を水平に据え付けるためには、据え付け前に土台となる捨石マウンドを指定された高さ(設計高さ)に略均等に均す必要がある。均し方法としてはローラ転圧方式や重錘式、油圧ハンマー式及びバイブロハンマー式などがあるが、現在では重錘式、油圧ハンマー式、バイブロハンマー式による締固めが主体となっている。 In order to install a bank protection caisson (concrete block) horizontally, it is necessary to level the rubble mound that serves as the foundation approximately evenly to a specified height (design height) before installation. Leveling methods include the roller compaction method, the weight method, the hydraulic hammer method, and the vibrohammer method, but currently, compaction using the weight method, hydraulic hammer method, and vibrohammer method is the main method.
重錘式による締固めは、重錘を所定の高さから自由落下させその衝撃エネルギーにより捨石マウンドの捨石を締め固める方法である。 Compaction using a weight is a method in which a weight is dropped freely from a predetermined height and the impact energy is used to compact the rubble in the rubble mound.
特許文献1には、捨石マウンドの天端面を設計高さに近づけるため、重錘の捨石マウンド上への落下後の高さ方向位置を計測することにより、捨石マウンドの天端面の高さを取得することが記載されている。
例えば、捨石マウンドの天端面の高さをより大きく変位させる(沈下させる)ためには、重錘をより高い位置から落下させればよい。しかしながら、必要以上に高い位置から落下させると天端面の高さを設計高さより低い位置まで変位させることとなる。一度、設計高さより低い位置まで変位すると天端面の高さを容易に元に戻すことはできず、大幅に工事の手戻りとなる。また、重錘を比較的低い位置から落下させると捨石マウンドが変位せず、天端面の高さを設計高さに調整するためには、多くの落下回数が必要になり、施工効率が低下する。効率よく施工するには捨石マウンドを強固に締め固める前提でいかに少ない落下回数で設計高さである均し面に締め固めるかが求められるが、捨石マウンドの天端面の現状での高さを測定し設計高さとの差が認識できても、現状の高さを設計高さに近づけるための変位量を得るために、重錘をどの程度の高さから落下させればよいかは、作業者等の経験則に頼らざるを得ない。さらに、捨石マウンドの天端面の或る区画にして打突した場合、その周囲の区画が打突済みであるか否かによって、打突による高さの変位量が異なることもある。 For example, in order to further displace (sink) the height of the top surface of the rubble mound, a weight may be dropped from a higher position. However, if it is dropped from an unnecessarily high position, the height of the top surface will be displaced to a position lower than the design height. Once it is displaced to a position lower than the design height, the height of the top surface cannot be easily returned to its original height, and the construction work will have to be reworked considerably. Additionally, if the weight is dropped from a relatively low position, the rubble mound will not be displaced, and in order to adjust the height of the top surface to the design height, many drops will be required, reducing construction efficiency. . For efficient construction, it is necessary to compact the rubble mound firmly to a leveled surface that is the design height with as few falls as possible, but it is necessary to measure the current height of the top surface of the rubble mound. Even if the difference from the design height can be recognized, it is up to the operator to decide from what height the weight should be dropped in order to obtain the amount of displacement that will bring the current height closer to the design height. We have no choice but to rely on empirical rules such as Furthermore, when a certain section of the top surface of a rubble mound is struck, the amount of height displacement due to the strike may differ depending on whether or not the surrounding sections have already been struck.
上述の背景に鑑み、本発明は、作業者の経験則に頼らずに捨石マウンドの均し施工において重錘を落下させる適切な高さを算出する手段を提供する。 In view of the above-mentioned background, the present invention provides a means for calculating an appropriate height to drop a weight in leveling work of a rubble mound without relying on an operator's empirical rules.
本発明の請求項1に係る施工方法は、捨石マウンドの天端面を区分して得られる複数の区画の各々に関し、重錘による打突前の前記捨石マウンドの天端面の高さを計測するステップと、前記複数の区画の各々に、前記重錘を複数回、設定した高さから落下させて打突し、打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を計測するステップと、前記重錘を落下させた高さと落下させた回数との積の平方根に対する前記変位量の比率を、前記複数の区画、及び前記天端面の全領域のそれぞれについて算出するステップと、前記複数の区画、及び前記全領域における、前記重錘を落下させた高さ、前記回数、前回の打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を示す前回変位量、前回までの打突による前記捨石マウンドの高さの変位の累積量を示す前回迄累積変位量、及び前記比率を説明変数とし、前記変位量を目的変数とする教師データを用いて第1学習モデルを構築するステップと、前記第1学習モデルを用いて、前記捨石マウンドに対し前記重錘を落下させる高さを推定するステップと、前記推定するステップにおいて推定した高さから前記重錘を落下させて、前記捨石マウンドの天端面を前記重錘で打突するステップと、を備える捨石マウンドの施工方法である。
The construction method according to
本発明の請求項2に係る施工方法は、前記比率を算出するステップにおいて、前記全領域の前記比率は、前記複数の区画の全ての前記比率の相加平均値、最頻値、中央値、相乗平均値又は最大値のいずれかである請求項1に記載の捨石マウンドの施工方法である。
In the construction method according to claim 2 of the present invention, in the step of calculating the ratio, the ratio of the entire area is an arithmetic mean value, a mode value, a median value of all the ratios of the plurality of sections, The method for constructing a rubble mound according to
本発明の請求項3に係る施工方法は、前記比率を算出するステップは、前記複数の区画、及び前記全領域のそれぞれに加えて、前記複数の区画のうち重錘を移動させて落下させる二以上の区画からなるグループごとに前記比率を算出するステップであり、前記構築するステップは、前記区画、前記グループ、及び前記全領域の、前記重錘を落下させた高さ、前記回数、前記前回変位量、前記前回迄累積変位量、及び前記比率を説明変数とし、前記変位量を目的変数とする教師データを用いて前記第1学習モデルを構築するステップである請求項1又は2に記載の捨石マウンドの施工方法である。 In the construction method according to claim 3 of the present invention, in addition to each of the plurality of sections and the entire area, the step of calculating the ratio includes moving and dropping a weight among the plurality of sections. This is a step of calculating the ratio for each group consisting of the above sections, and the step of constructing includes the height at which the weight was dropped, the number of times, and the previous time for the section, the group, and the entire area. 3. The step of constructing the first learning model using training data in which the amount of displacement, the cumulative amount of displacement up to the previous time, and the ratio are used as explanatory variables, and the amount of displacement is used as a target variable. This is a method of constructing a rubble mound.
本発明の請求項4に係る施工方法は、前記比率を算出するステップにおいて、前記グループの前記比率は、該グループに属する全ての区画の前記比率の相加平均値、最頻値、中央値、相乗平均値又は最大値のいずれかである請求項3に記載の捨石マウンドの施工方法である。
In the construction method according to
本発明の請求項5に係る施工方法は、前記複数の区画、及び前記全領域における、前記重錘を落下させた高さ、前記回数、前記前回変位量、前記前回迄累積変位量、及び前記比率を説明変数とし、該重錘を落下させた区画と異なる区画の変位量を目的変数とする教師データを用いて第2学習モデルを構築するステップと、前記第2学習モデルを用いて、前記複数の区画のうちの或る区画に前記重錘を落下させることによって生じる他の区画の変位量を算出するステップと、算出された前記他の区画の変位量を通知するステップと、を有する請求項1から4のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法である。
In the construction method according to
本発明の請求項6に係る施工方法は、前記第1学習モデルを用いて、前記複数の区画のいずれかに、前記重錘を落下させることによる前記変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップと、前記変位量が前記閾値未満になる状態が予測されたことを通知するステップと、前記変位量が前記閾値未満になる状態と予測された捨石マウンドの天端面と所定の高さとの比較を行うステップとを有する請求項1から5のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法である。
The construction method according to claim 6 of the present invention uses the first learning model to determine whether a state in which the displacement amount due to dropping the weight is less than a threshold value occurs in any of the plurality of sections. a step of predicting whether the amount of displacement is less than the threshold; and a step of notifying that the amount of displacement is predicted to be less than the threshold; The method for constructing a rubble mound according to any one of
本発明の請求項7に係る施工方法は、前記第2学習モデルを用いて、前記複数の区画のいずれかに、前記重錘を落下させることによる前記他の区画の前記変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップと、前記他の区画の前記変位量が前記閾値未満になる状態が予測されたことを通知するステップと、前記他の区画の前記変位量が前記閾値未満になる状態と予測された捨石マウンドの天端面と所定の高さとの比較を行うステップと、を有する請求項5に記載の捨石マウンドの施工方法である。
In the construction method according to claim 7 of the present invention, the second learning model is used to drop the weight into any of the plurality of divisions so that the displacement amount of the other division is less than a threshold value. a step of predicting whether a state in which the amount of displacement of the other section is less than the threshold value is predicted; and a step of notifying that the amount of displacement of the other section is predicted to be less than the threshold value. 6. The method for constructing a rubble mound according to
本発明の請求項8に係る施工方法は、前記打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を計測するステップは、計測器により計測した前記重錘の上面の少なくとも3点の深度を用いる請求項1から7のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法である。
In the construction method according to claim 8 of the present invention, the step of measuring the displacement amount of the height of the rubble mound due to the striking uses depths of at least three points on the upper surface of the weight measured by a measuring device. A method for constructing a rubble mound according to any one of
本発明によれば、捨石マウンドの均し施工において重錘を落下させる適切な高さを算出することができる。 According to the present invention, it is possible to calculate an appropriate height for dropping a weight during leveling construction of a rubble mound.
<実施形態>
<全体構成>
以下に本発明の一実施形態に係る捨石マウンドの天端面の施工方法Mを説明する。図1は、施工方法Mにより捨石マウンド3の天端面30が均される状態を示した図である。以下の説明において、捨石マウンド3における方向は、図中の3つの矢印が示すX軸、Y軸、Z軸を用いて記載する。ここで-Zは、重力方向、すなわち下方向である。また、+Xは例えば北方向であり、+Yは例えば西方向である。
<Embodiment>
<Overall configuration>
Below, a method M for constructing the top surface of a rubble mound according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a state in which the
施工方法Mは、海面W上に停止している船に搭載された学習装置1、制御装置4、及び管理装置5と、捨石マウンド3の上に配置された均し機2と、を用いて実施される。
Construction method M uses a
捨石マウンド3は、海底Bに捨石を投入して築造される。海底Bに築造された捨石マウンド3は、その上に構築されるケーソン等の港湾構造物の基礎部分となる。 The rubble mound 3 is constructed by throwing rubble into the seabed B. The rubble mound 3 built on the seabed B becomes the foundation of a port structure such as a caisson built thereon.
学習装置1、制御装置4、及び管理装置5は、有線又は無線により通信回線を介して互いに通信可能に接続されている。
The
制御装置4は、均し機2を制御する装置であり、例えばプログラマブルロジックコントローラ等である。制御装置4は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)を含んでもよい。また、この実施形態において制御装置4は、操作者の操作を受け付ける。
The
管理装置5は、均し機2及び制御装置4から均し機2を管理するためのデータを取得して記憶する装置である。管理装置5は、例えば、コンピュータである。
The
学習装置1は、管理装置5から上述したデータの少なくとも一部を取得して機械学習を行う装置である。学習装置1は、例えば、コンピュータである。
The
均し機2は、起重機船等によって海上から海底に向けて降ろされ、捨石マウンド3の天端面30のうち、計画された場所に配置される。図2は、均し機2を上から見た図である。図3は、均し機2の構成の例を示す図である。
The leveling machine 2 is lowered from the sea toward the seabed by a hoist ship or the like, and is placed at a planned location on the
<均し機の構成>
図3に示す通り、均し機2は、架台20、打突機21、レーキ装置22、均し高さセンサ23、通信線24、測位機25、制御線26、及び方位傾斜計27を有する。
<Smoothing machine configuration>
As shown in FIG. 3, the leveling machine 2 includes a
架台20は、均し機2の各構成を支持する構造物である。架台20は、天端面30に接触する三本以上の脚部と、これら脚部を相互に連結する連結部とを有している。なお、図3に示す均し機2は、図示しないが脚部を八本有する。これら八本の脚部のうち、四本は均し機2を支持する脚であり、残りの四本は均し機2を移動させるときに天端面30に接触する移動用の脚である。脚部、連結部は例えば鋼材で構成される。水平方向に延びるフレーム上には打突機21、レーキ装置22、均し高さセンサ23がX軸、Y軸に沿って移動可能に支持される。
The
図4は、打突機21の構成の例を示す図である。図4に示す打突機21は、吊ワイヤ210、重錘高さセンサ211、重錘212、重錘嵌合台盤213、台盤高さセンサ214、重錘昇降ウインチ215、及び重錘走横行台車216を有する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the
重錘走横行台車216は、架台20のフレーム上に沿って水平方向等に走行する台車である。重錘走横行台車216は、重錘昇降ウインチ215を搭載しており、これを重錘212の落下予定領域の上方に移動する。
The weight-running
重錘昇降ウインチ215は、重錘走横行台車216に搭載されたウインチであり、吊ワイヤ210の巻き上げ、及び繰り出しを行う。
The
吊ワイヤ210は、重錘嵌合台盤213を吊り下げて保持(「吊持」ともいう)するワイヤである。
The
重錘嵌合台盤213は、上面が吊ワイヤ210によって吊持された台盤である。重錘嵌合台盤213は、例えば下面に重錘212を嵌め合わせる(「嵌合する」ともいう)ラッチ等の嵌合部材を有する。
The weight
重錘212は、鋼等の金属でできた直方体形状の物体である。この重錘212の上面は、上述した嵌合部材により重錘嵌合台盤213と着脱可能になっている。重錘212は、重錘嵌合台盤213から脱離させられて、捨石マウンド3の天端面30上に落下された際、捨石マウンド3の天端面30を打突して締め固め、天端面30の高さを均一化する。
The
重錘212は、重錘走横行台車216を介してフレーム上を走行して所定箇所に配置された重錘昇降ウインチ215を起点として重錘嵌合台盤213とともに吊ワイヤ210により吊り下げられている。重錘212の落下高さは、この重錘昇降ウインチ215による吊ワイヤ210の巻取量により調整される。重錘昇降ウインチ215が吊ワイヤ210の巻取量を調整すると、重錘嵌合台盤213は、指示された高さに吊持される。この重錘昇降ウインチ215は、吊ワイヤ210の長さを維持するために、重錘212及び重錘嵌合台盤213にかかる重力に抗する力で巻取った吊ワイヤ210を保持している。
The
この調整された高さで重錘嵌合台盤213が嵌合部材を外して重錘212を保持する力を解放すれば、重錘212は、重錘嵌合台盤213から脱離し、捨石マウンド3の上面である天端面30に自由落下する。
When the weight
つまり、重錘昇降ウインチ215が吊ワイヤ210を所定の長さだけ巻き上げ若しくは繰り出すことにより、重錘212は指示された高さに吊持される。そして、その後、重錘嵌合台盤213が重錘212を解放すると、重錘212は、天端面30に向けて落下し、その落下位置を打突する。
That is, the
打突の後、重錘昇降ウインチ215は、吊ワイヤ210を繰り出して重錘嵌合台盤213を重錘212の高さまで下げる。下げられた重錘嵌合台盤213は、嵌合部材により重錘212と再び嵌合する。そして、重錘昇降ウインチ215が吊ワイヤ210を巻き取ると、重錘嵌合台盤213、及び重錘212は天端面30から浮き上がり、巻取量に応じた高さまで吊り上げられる。すなわち、天端面30を打突した重錘212は、再び、重錘昇降ウインチ215から吊り下げられた吊ワイヤ210の末端に接続している重錘嵌合台盤213と嵌合して、これにより吊持される。
After striking, the
台盤高さセンサ214は、重錘走横行台車216の下面に設置され、重錘嵌合台盤213までの距離を計測するセンサである。この台盤高さセンサ214は、重錘走横行台車216の下面に取り付けられている。台盤高さセンサ214は、重錘走横行台車216の下面から重錘嵌合台盤213の上面までの距離を計測するが、これは吊ワイヤ210の繰り出し量と対応する。
The
したがって、台盤高さセンサ214による距離の計測結果は、重錘昇降ウインチ215に備えられたロータリーエンコーダ等により計測される吊ワイヤ210の繰り出し量を検証するために用いられてもよい。吊ワイヤ210の繰り出し量、又は台盤高さセンサ214による距離の計測結果は、重錘走横行台車216の下面の位置を基準とした重錘嵌合台盤213の上面の深度の算出に用いられる。
Therefore, the distance measurement result by the
重錘高さセンサ211は、重錘212の上面での深度を計測する計測器であり、超音波距離計である。重錘高さセンサ211は、重錘嵌合台盤213の下面に取り付けられている。重錘高さセンサ211は、下方に存在する重錘212の上面に向けて超音波を送波する送波部を有する。また、重錘高さセンサ211は、重錘212の上面で反射した超音波を受波する受波部を有する。重錘高さセンサ211は、送波部から送波した超音波が反射して受波部に戻ってくるまでの時間に基づいて、重錘嵌合台盤213の下面から重錘212の上面までの距離を計測する。
The
例えば、吊ワイヤ210の繰り出し量で算出した重錘嵌合台盤213の上面の深度に、重錘嵌合台盤213の厚みをオフセットすると、重錘嵌合台盤213の下面の深度が求まる。この深度からさらに、重錘高さセンサ211により計測された距離を降下した位置に重錘212の上面がある。この重錘212の上面の位置から、重錘212の厚みをオフセットすることで重錘212の下面、つまり天端面30の深度が計測される。
For example, by offsetting the thickness of the weight
重錘高さセンサ211は、重錘嵌合台盤213の下面の少なくとも3ヶ所に水平方向に等間隔を於いて取り付けられていることが望ましく、当該間隔は出来るだけ広いほうがより望ましい。これにより重錘212の上面は、平面として捉えられ、その傾きが特定されるからである。
The
なお、均し機2は、落下する時の重錘212に側面で接触してその落下位置を誘導するガイドを有してもよい。ガイドは例えば天端面30に対して垂直に立てられたレール状の鋼材等である。
Note that the leveling machine 2 may have a guide that contacts the
図3に示すレーキ装置22は、Y軸及びZ軸方向に移動でき、その先端が天端面30に接触してY軸方向に移動させられることにより、天端面30の上面の捨石等をかき取って均す部材である。なお、レーキ装置22は、図2に示す中央線Cから遠ざかる方向に移動して均されることが好ましい。
The
例えば、図2に示す通り、均し枠Rが中央線Cよりも+Y側にある場合、レーキ装置22は、+Y方向に移動しながら天端面30の上面の捨石をかき取る。これにより、かき取られた捨石は、天端面30よりも+Y側の斜面に落とされる。このように、レーキ装置22は、中央線Cから遠ざかる方向に捨石をかき取って斜面から落とすので、かき取られた捨石が天端面30の中央に集まることがない。
For example, as shown in FIG. 2, when the leveling frame R is on the +Y side with respect to the center line C, the
レーキ装置22は、レーキ装置22の進行方向における後側に均し高さセンサ23を備える。これら均し高さセンサ23は、レーキ装置22を前後に移動させて捨石マウンド3の天端面30の形状を計測する。この実施形態において均し高さセンサ23は、レーキ装置22の移動に伴って移動する。
The
均し高さセンサ23を用いた計測は、前測、中測、後測の3回がそれぞれ行われる。前測は捨石が投入された捨石マウンド3のうちレーキ装置22で均す前の天端面30の形状を計測する。
中測は、レーキ装置22による均した後のマウンドの形状を計測する。
後測は、レーキ装置22が均した後の天端面30を重錘212が落下締固めた後の形状を計測する。なお、この均し高さセンサ23は、例えば、超音波センサである。
Measurement using the leveling
In the intermediate measurement, the shape of the mound after being leveled by the
Post-measurement measures the shape of the
均し高さセンサ23は、レーキ装置22の幅方向に複数台並んでいてもよい。図5は、幅方向に並ぶ均し高さセンサ23の例を示す図である。図5には、レーキ装置22、及び均し高さセンサ23を上から見た概略図が示されている。図5に示すレーキ装置22の-Y側には、+X側から-X側に5台の均し高さセンサ23-1、23-2、23-3、23-4、23-5(以下、これらを区別しない場合、単に「均し高さセンサ23」という)が並んでいる。
A plurality of leveling
均し高さセンサ23-1、23-2、23-3、23-4、23-5は、レーキ装置22が通過した部分の天端面30の高さを幅方向の凹凸とともに計測する。なお、本説明において均し高さセンサの設置数は5台としたが、均し機の横方向の全巾の範囲を計測できるのであれば5台でなくとも構わないし、6台以上であっても構わない。
The leveling height sensors 23-1, 23-2, 23-3, 23-4, and 23-5 measure the height of the
測位機25は、均し機2の位置を測定する。測位機25は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)受信機を有する。また、方位傾斜計27は、ジャイロセンサを有する。
The
測位機25のGNSS受信機は、複数の衛星からの電波を受信することにより、均し機2の地球上の三次元位置を計測する。ただし、衛星からの電波が水中まで届かないことがあるため、この測位機25は、海面Wよりも上に設置される。また、この施工方法Mは、海面W上に停止している船舶にGNSS受信機とトランシーバを設置し、架台20の既知の位置にトランスポンダを設置するようにしてもよい。
The GNSS receiver of the
GNSS受信機により、図2に示す測位点Pの座標が測定され、この測位点Pを基準にして均し機2の位置は特定される。 The coordinates of the positioning point P shown in FIG. 2 are measured by the GNSS receiver, and the position of the leveling machine 2 is specified based on this positioning point P.
方位傾斜計27のジャイロセンサは、均し機2の姿勢、すなわち、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に対する均し機2の傾きを計測する。これにより、地球上の東西南北の各方角を示すグローバル座標と、均し機2の各構成部材間の相対的な位置関係を示すローカル座標とが対応付けられる。
The gyro sensor of the
そして、均し機2の設置位置が定まり、グローバル座標とローカル座標とが対応付けられることにより、重錘212が落下して打突することが可能な天端面30の範囲は、図2に示す均し枠Rとして定まる。
Then, by determining the installation position of the leveling machine 2 and associating the global coordinates with the local coordinates, the range of the
通信線24は、海面Wよりも上に配置された測位機25と海面Wよりも下に配置された各構成とを通信可能に接続する。
The communication line 24 communicably connects the
制御線26は、通信用電線であり、均し機2の制御指示、計測データの送受信、並びに均し機2への送電を行う複合ケーブルで、均し機2と制御装置4及び管理装置5とを通信可能に接続する。なお、制御線26は、制御指示、計測データの送受信に関しては、無線であってもよい。無線による通信を行う場合、電波が水中まで届かないことがあるため、均し機2は、制御装置4及び管理装置5と無線通信をする通信機を海面Wよりも上に設置していればよい。制御線26は、均し機2を制御装置4及び管理装置5と通信させ、制御装置4の制御下におく。
The
制御線26は、制御装置4からの制御信号等を図示しない均し機2の駆動装置に伝える。これにより、この駆動装置が駆動させる打突機21、レーキ装置22、重錘走横行台車216、重錘嵌合台盤213は制御装置4によって、均し高さセンサ23、台盤高さセンサ214、及び重錘高さセンサ211は、管理装置5によって制御される。
なお、各種センサ類は用いる通信形式によっては、管理装置5ではなく制御装置4によって制御されるようにしてもよい。
The
Note that the various sensors may be controlled by the
図6は、均し枠Rの例を示す図である。図6に示す均し枠Rは、8つの区画R1~R8が二行四列に並べられて構成される。天端面30であって重錘212の底面によって一回に打突される面(打突面)は、例えば2メートル四方の正方形である。この場合、この打突面が二行四列に並ぶため、均し枠Rとしての設定区域は、X軸方向に4メートル、Y軸方向に8メートルの矩形である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the leveling frame R. The leveling frame R shown in FIG. 6 is composed of eight sections R1 to R8 arranged in two rows and four columns. The surface of the
操作者は、制御装置4を用いて、まず、捨石マウンド3の天端面30の全領域を均すため、その全領域を複数の均し枠Rに区分する。そして、操作者は、区分された複数の均し枠Rに順序を割り当てて、制御装置4に順番にこれらを指定する。そして、制御装置4は、指定された均し枠Rを均すための位置に、均し機2を移動させるよう指示する。さらに、制御装置4は、均し機2に対し、天端面30の高さを計測して、計測された高さが、打突機21による打突に適した設定高さの条件を満たすまでレーキ均しをするように指示する。
Using the
上記位置に移動した均し機2においてレーキ装置22が移動し、天端面30が均されるとき、レーキ装置22に伴って移動する均し高さセンサ23は、均した後の天端面30の高さを計測して管理装置5を経由して制御装置4に送る。計測された天端面30の高さが打突開始設定高さの条件を満たすと、操作者は、指定した均し枠Rをさらに複数に区分した区画(R1~R8)に順序を割り当てて、制御装置4に順番にこれらの区画を指定する。
When the
そして、操作者は、制御装置4に指定された或る区画に対する打突前の捨石マウンド3の天端面30の高さを計測する指示、その区画に重錘212を落下させて天端面30を打突する指示、その区画の打突後の高さの変位量を計測する指示を行う。
Then, the operator instructs the
制御装置4の操作者は、第1学習モデル122が構築される前で落下高さが推定されないときには、操作部を介して均し機2に対し、予め設定された落下高さで打突を行う旨を指示する。また、制御装置4の操作者は、第1学習モデル122が構築された後で落下高さが推定されるときには、表示部15に表示されたこの落下高さを確認して、又は参考にして落下高さを操作部に入力し、これにより均し機2に対して入力された落下高さで打突を行う旨を指示する。
If the fall height is not estimated before the
この指示を制御線26経由で受けた均し機2は、まず、重錘昇降ウインチ215を作動させて吊ワイヤ210を巻き取り、指示された落下高さまで重錘嵌合台盤213、及び重錘212を吊り上げる。次に、均し機2は、重錘嵌合台盤213の嵌合部材を解放して重錘212を落下させる。そして、その後、均し機2は、重錘高さセンサ211により打突による捨石マウンド3の高さの変位量を計測する。
The leveling machine 2, which receives this instruction via the
管理装置5は、計測された変位量を制御線26経由で取得する。管理装置5は、計測された変位量、及び打突の際の各条件を取得して記憶する。学習装置1は、機械学習を行う際に、制御装置4から上述した変位量等のデータを取得する。
The
<学習装置の構成>
図7は、学習装置1の構成の例を示す図である。学習装置1は、プロセッサ11、メモリ12、及びインタフェース13を有する。また、学習装置1は、図7に示すように操作部14、及び表示部15を有してもよい。これらの構成は、例えばバスで、互いに通信可能に接続されている。
<Configuration of learning device>
FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the
プロセッサ11は、メモリ12に記憶されているコンピュータプログラム(以下、単にプログラムという)を読み出して実行することにより学習装置1の各部を制御する。プロセッサ11は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。
The
メモリ12は、プロセッサ11に読み込まれるオペレーティングシステム、各種のプログラム、データ等を記憶する記憶手段である。メモリ12は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を有する。なお、メモリ12は、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等を有してもよい。
The
また、メモリ12は、第1教師データ121、及び第1学習モデル122を記憶する。図8は、第1教師データ121の例を示す図である。第1教師データ121は、重錘212による天端面30への打突ごとに計測される各種の計測値、及び諸条件を対応付けて記憶する。図8に示す第1教師データ121は、打突ごとにデータを識別する識別情報であるデータIDを割り当て、説明変数として落下回数、落下高さ、重錘を落下させた高さと落下させた回数との積の平方根に対する変位量の比率である前回区画定数、前回枠定数、前回全体定数、前回の打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を示す前回変位量、及び前回までの打突による前記捨石マウンドの高さの変位の累積量を示す前回迄累積変位量を記憶する。
The
ここで、落下回数は、今回の打突を含めて、打突の対象となっている天端面30の或る区画に対して今までに重錘212を落下させた回数である。落下高さは、今回の打突において重錘を落下させた高さである。
Here, the number of falls is the number of times, including the current impact, that the
また、前回区画定数、前回枠定数、及び前回全体定数は、いずれも打突定数αである。ここで打突定数αについて説明する。重錘締固めには、以下の式(1)で示される関係性があることが知られている。 Further, the previous section constant, the previous frame constant, and the previous overall constant are all a striking constant α. Here, the impact constant α will be explained. It is known that weight compaction has a relationship expressed by the following equation (1).
したがってこの式(1)によれば、重錘貫入量は、重錘質量、衝突速度、及び落下回数の平方根に、それぞれ比例する。また、この式(1)によれば、重錘貫入量は、重錘底面積に反比例する。 Therefore, according to this equation (1), the amount of weight penetration is proportional to the weight mass, the collision speed, and the square root of the number of falls. Moreover, according to this formula (1), the amount of weight penetration is inversely proportional to the bottom area of the weight.
ところで、Hで示す距離を落下して天端面30に衝突したときの重錘212の衝突速度v0は、重力加速度gを用いて以下の式(2)で表される。
Incidentally, the collision velocity v 0 of the
そして、N回目の打突における重錘貫入量と、前回(つまり、(N-1)回目)の打突における重錘貫入量との差は、以下の式(4)で表される。 Then, the difference between the amount of weight penetration in the Nth impact and the amount of weight penetration in the previous (that is, (N-1)th) impact is expressed by the following equation (4).
打突定数αは、重錘の打突ごとに更新され、区画ごとに異なる計測値に基づいて算出される。また、複数の区画で構成される均し枠に対応付けて算出される打突定数αは、区画それぞれにおいて算出された打突定数αの代表値が採用される。さらに、捨石マウンド3の天端面30の全領域に対応付けて算出される打突定数αは、この全領域に含まれる全ての区画それぞれにおいて算出された打突定数αの代表値が採用される。
The striking constant α is updated every time the weight strikes, and is calculated based on a different measurement value for each section. Further, as the striking constant α calculated in association with the leveling frame composed of a plurality of sections, a representative value of the striking constant α calculated for each section is adopted. Furthermore, for the striking constant α calculated in association with the entire area of the
つまり、前回区画定数は、或る区画に対する前回の打突が終わった時に算出された打突定数αである。 That is, the previous section constant is the strike constant α calculated when the previous strike against a certain section was completed.
また、前回枠定数は、均し枠Rを構成する全ての区画の各々について、前回の打突が終わった時にそれぞれ算出された打突定数αの代表値である。この代表値は、例えば、均し枠Rを構成する8つの区画R1~R8についてそれぞれ算出された打突定数αの相加平均値である。均し枠Rは、二以上の区画からなるグループである。つまり、この前回枠定数は、グループに属する全ての区画の比率の相加平均値の例である。 Further, the previous frame constant is a representative value of the striking constant α calculated for each of all the sections constituting the leveling frame R when the previous striking was completed. This representative value is, for example, the arithmetic average value of the striking constants α calculated for each of the eight sections R1 to R8 constituting the leveling frame R. The leveling frame R is a group consisting of two or more sections. In other words, this previous frame constant is an example of the arithmetic average value of the ratios of all sections belonging to the group.
そして、前回全体定数は、天端面30の全領域を構成する全ての区画の各々について、前回の打突が終わった時にそれぞれ算出された打突定数αの代表値である。この代表値は、例えば、天端面30の全領域を構成する全ての区画の各々についてそれぞれ算出された打突定数αの相加平均値である。この場合、この前回全体定数は、捨石マウンドの天端面を区分して得られる複数の区画の全ての比率の相加平均値の例である。なお、この代表値は、区画それぞれの打突定数αの相加平均値に限らず、最頻値、中央値、相乗平均値、最大値等の各種の統計量であってもよい。
The previous overall constant is a representative value of the impact constant α calculated for each of all the sections constituting the entire area of the
そして、この第1教師データ121は、上述した打突を示すデータIDに対応付けて、目的変数としてその打突による天端面30の変位量、つまり、今回の打突による変位量を記憶する。また、この第1教師データ121は、打突ごとに特定された変位量に基づいて特定された前回の変位量である前回変位量を記憶する。また、この第1教師データ121は、前回までの変位量の累積量である前回迄累積変位量を記憶する。
The
図7に示す第1学習モデル122は、第1教師データ121に基づいた機械学習により生成される。この第1学習モデルは、第1教師データ121に記憶された説明変数から、目的変数が予測されるための数式、行列等に使われるパラメータ群を含む。第1学習モデルを生成するための機械学習には、例えば、線形回帰、決定木、xgboost等が適用可能である。
The
インタフェース13は、有線又は無線により通信回線を介して、学習装置1を管理装置5及び制御装置4と通信可能に接続する通信回路である。
The
操作部14は、各種の指示をするための操作ボタン、キーボード、タッチパネル、マウス等の操作子を備えており、操作を受付けてその操作内容に応じた信号をプロセッサ11に送る。この操作は、例えば、キーボードに対する押下やタッチパネルに対するジェスチャー等である。
The
表示部15は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有しており、プロセッサ11の制御の下、画像を表示する。表示画面の上には、操作部14の透明のタッチパネルが重ねて配置されてもよい。なお、学習装置1は、操作部14及び表示部15を有しなくてもよい。学習装置1は、インタフェース13を介して外部の装置から操作され、又は外部の装置に情報を提示してもよい。
The
<制御装置の構成>
図9は、制御装置4の構成の例を示す図である。図9に示す制御装置4は、プロセッサ41、メモリ42、インタフェース43、操作部44、及び表示部45を有する。これらの構成は、例えばバスで、互いに通信可能に接続されている。
<Configuration of control device>
FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the
プロセッサ41は、メモリ42に記憶されているプログラムを読出して実行することにより制御装置4の各部を制御する。プロセッサ41は、例えばCPUである。
The
インタフェース43は、有線又は無線により制御装置4を、他の装置に通信可能に接続する通信回路である。
The
操作部44は、各種の指示をするための操作ボタン、レバーボックス、タッチパネル等の操作子を備えており、操作を受付けてその操作内容に応じた信号をプロセッサ41に送る。
The
表示部45は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有しており、プロセッサ41の制御の下、画像を表示する。表示画面の上には、操作部44の透明のタッチパネルが重ねて配置されてもよい。なお、制御装置4は、操作部44及び表示部45を有しなくてもよい。制御装置4は、インタフェース43を介して外部の装置から操作され、又は外部の装置に情報を提示してもよい。
The
メモリ42は、プロセッサ41に読み込まれるオペレーティングシステム、各種のプログラム、データ等を記憶する記憶手段である。メモリ42は、RAMやROMを有する。なお、メモリ42は、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等を有してもよい。
The
<管理装置の構成>
図10は、管理装置5の構成の例を示す図である。図10に示す管理装置5は、プロセッサ51、メモリ52、インタフェース53、操作部54、及び表示部55を有する。これらの構成は、例えばバスで、互いに通信可能に接続されている。
<Configuration of management device>
FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the
プロセッサ51は、メモリ52に記憶されているプログラムを読出して実行することにより管理装置5の各部を制御する。プロセッサ51は、例えばCPUである。
The
インタフェース53は、有線又は無線により管理装置5を、他の装置に通信可能に接続する通信回路である。
The
操作部54は、各種の指示をするための操作ボタン、キーボード、タッチパネル、マウス等の操作子を備えており、操作を受付けてその操作内容に応じた信号をプロセッサ51に送る。操作部を有する。
The
表示部55は、液晶ディスプレイ等の表示画面を有しており、プロセッサ51の制御の下、画像を表示する。表示画面の上には、操作部54の透明のタッチパネルが重ねて配置されてもよい。なお、管理装置5は、操作部54及び表示部55を有しなくてもよい。管理装置5は、インタフェース53を介して外部の装置から操作され、又は外部の装置に情報を提示してもよい。
The display unit 55 has a display screen such as a liquid crystal display, and displays images under the control of the
メモリ52は、プロセッサ51に読み込まれるオペレーティングシステム、各種のプログラム、データ等を記憶する記憶手段である。メモリ52は、RAMやROMを有する。なお、メモリ52は、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ等を有してもよい。
The
<学習装置の機能的構成>
図11は、学習装置1の機能的構成の例を示す図である。学習装置1は、プロセッサ11がプログラムを実行することにより、計測値取得手段111、教師データ生成手段112、学習モデル構築手段113、落下高さ推定手段114、及び表示制御手段115として機能する。
<Functional configuration of learning device>
FIG. 11 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
計測値取得手段111は、打突前の捨石マウンド3の天端面30の高さの計測値と、打突後の捨石マウンド3の高さの変位量の計測値とを管理装置5からインタフェース13経由で取得する。
The measured value acquisition means 111 receives from the
教師データ生成手段112は、実行した打突の条件と取得した計測値とから、説明変数、及び目的変数を特定、又は算出して第1教師データ121を生成する。
The teacher data generating means 112 generates the
学習モデル構築手段113は、生成された第1教師データ121を用いて、その説明変数から目的変数が導かれるためのパラメータ群等を算出し、これらを用いて第1学習モデル122を構築する。
The learning model construction means 113 uses the generated
落下高さ推定手段114は、構築された第1学習モデル122に基づいて、次に指示する打突の際に重錘212を吊り上げて落下させるべき高さ(落下高さ)を推定する。まず、落下高さ推定手段114は、重錘212が落下し天端面30を締め固めたとしても設計均し高さ以上沈下しないであろう落下高さ、例えば1mに落下高さを指定し、その落下高さで重錘212を落下させた場合の或る区画の変位量を推算する。そして、落下高さ推定手段114は、その推算された変位量が、予め設定された望ましい変位量に近づくように落下高さを変動させていく。これにより、落下高さ推定手段114は、重錘212を落下させるべき適切な高さである「落下高さ」を推定する。これにより推定した落下高さは、表示制御手段115に伝えられる。表示制御手段115は、表示部15に対し、落下高さの推定値を表示する指示を行う。
The fall height estimating means 114 estimates, based on the constructed
<施工方法の処理>
図12は、施工方法Mの処理の流れの例を示すフロー図である。操作者は、制御装置4の操作部を介して均し機2に指示をして、作業開始位置調整を行わせる(ステップS001)。これにより均し機2の位置が定まり、均し枠Rが決定される。次に、操作者は、管理装置5より均し機2に指示をして、均し高さセンサ23で前測を行わせ、制御装置4の操作部を介して設定高さとなるまでレーキ均しを行わせる(ステップS002)。これにより、均し枠Rが荒く均される。
<Processing of construction method>
FIG. 12 is a flow diagram showing an example of the processing flow of construction method M. The operator instructs the leveling machine 2 via the operation section of the
均し機2は、管理装置5よりの指示に従い均し高さセンサ23でレーキ均し後の天端面30の高さを計測(中測)する。管理装置5は、計測した結果に基づいて天端面30が打突開始時設定高さの条件を満たすか否か判断する(ステップS003)。管理装置5が、天端面30が打突開始設定高さの条件を満たさない、と判断した場合(ステップS003;NO)、制御装置4は、均し機2にレーキ均しを再度指示する。
The leveling machine 2 uses a
図13は、均し機2が天端面30を均す前の様子を示す図である。均し機2は、制御装置4及び管理装置5の制御の下、レーキ装置22とともに均し高さセンサ23を走査させて天端面30の高さを計測(前測)する。このとき、レーキ装置22は、レーキの先端を引き上げて天端面30から離して計測する。制御装置4は、予め打突開始設定高さの条件として、天端面30の高さの上限、及びその最高点と最低点との高低差の範囲を定めている。均し高さセンサ23が計測した高さは、均し機2から管理装置5に送信され、この設定高さの条件を満たしているか否か判断される。
FIG. 13 is a diagram showing the state before the leveling machine 2 levels the
図14は、均し機2がレーキ均しを行う様子を示す図である。均し機2は、制御装置4の制御の下、レーキ装置22を図14に示す矢印方向に駆動させて天端面30の捨石等をかき取って均す「レーキ均し」を行う。かき取られた天端面30の捨石等は、天端面30の外側に移動される。均し高さセンサ23は、レーキ装置22が均した後、水中の濁りが落ち着いた後に中測として天端面30の高さを計測し、管理装置5経由で制御装置4にこれを伝える。
FIG. 14 is a diagram showing how the leveling machine 2 performs rake leveling. Under the control of the
一方、天端面30が打突開始設定高さの条件を満たした、と判断すると(ステップS003;YES)、制御装置4は、均し機2に指示をして重錘均しの処理を実行させる(ステップS100)。
On the other hand, if it is determined that the
重錘均しの処理が完了すると、制御装置4は、天端面30の全領域の均しが終了したか否か判断する(ステップS004)。天端面30の全領域のレーキ均し及び重錘均しが終了していない、と判断した場合(ステップS004;NO)、操作者は、ステップS001に処理を戻す。すなわち、操作者は、天端面30のうちで均しが終了していない均し枠Rを指定し、均し機2に指示をして、位置調整→レーキ均し→重錘均しの一連の処理を、新たな均し枠Rに対して行わせる。一方、天端面30の全領域の均しが終了した、と判断すると、操作者は処理を終了する。
When the weight leveling process is completed, the
図15は、重錘均しの処理(ステップS100)の流れの例を示すフロー図である。制御装置4は、指定した均し枠Rをさらに区分して区画R1~R8を決める。そして、操作者は、これらの区画R1~R8に順序を割り当て、その順序に沿って重錘落下締固めを開始するいずれかの区画を決める。操作者は、均し機2に指示をして、決めた区画への打突に先立って、その高さを計測(中測)させる(ステップS101)。この計測の結果は、均し機2から管理装置5経由で制御装置4に伝えられ、データは管理装置5に蓄積される。学習装置1は、管理装置5から記録したデータを取得し、第1教師データの生成、及び第1学習モデルの構築を行う。
FIG. 15 is a flowchart showing an example of the flow of the weight leveling process (step S100). The
このステップS101は、捨石マウンド3の天端面30を区分して得られる複数の区画の各々に対して均し枠R毎に順次、行われる。したがって、このステップS101は、捨石マウンドの天端面を区分して得られる複数の区画の各々に関し、重錘による打突前の捨石マウンドの天端面の高さを計測するステップの例である。
This step S101 is performed sequentially for each leveling frame R for each of a plurality of sections obtained by dividing the
学習装置1は、メモリ12に第1学習モデルがある(構築済みである)か否かを判断する(ステップS102)。なお、新規の工事においては、他の工事で用いた生成済み学習モデルを用いて再学習するようにしてもよい。メモリ12に第1学習モデルがない、と判断する場合(ステップS102;NO)、操作者は、均し機2に予め決められた落下高さを制御装置4に指定する(ステップS103)。
The
一方、メモリ12に第1学習モデルがある、と判断する場合(ステップS102;YES)、学習装置1は、この第1学習モデルを用いて重錘212の落下高さを推定し、推定したその落下高さを表示部15に表示させて、操作者に確認させる(ステップS104)。このステップS104は、第1学習モデルを用いて、捨石マウンドに対し重錘を落下させる高さを推定するステップの例である。落下高さの表示を確認した操作者は、第1学習モデルによる落下高さ指示数値に調整が必要であれば操作部を介して制御装置4の落下高さを調整し、調整が不要であれば推定された落下高さからの打突を均し機2に指示する。
On the other hand, if it is determined that the first learning model exists in the memory 12 (step S102; YES), the
均し機2の打突機21は、制御装置4の制御の下、指示された落下高さに重錘212を吊り上げ、その後、重錘212を解放して自由落下させ、上述した区画を打突する(ステップS105)。このステップS105は、推定するステップにおいて推定した高さから重錘を落下させて、捨石マウンドの天端面を重錘で打突するステップの例である。
Under the control of the
図16は、重錘212による天端面30の打突前の様子を示す図である。重錘走横行台車216は、均し枠Rのうち、指示された区画の上方に移動する。移動が完了すると、重錘昇降ウインチ215は、吊ワイヤ210を繰り出して重錘嵌合台盤213を指示された落下高さに相当する高さまで降ろす。
FIG. 16 is a diagram showing the state before the
図17は、重錘212による天端面30への打突後の様子を示す図である。所定位置まで降ろされた重錘嵌合台盤213は、嵌合部材を外すことにより重錘212を解放する。これにより、重錘212は、自由落下して捨石マウンド3の天端面30を打突する。これにより、天端面30は重錘212が貫入され、その高さが変位する。
FIG. 17 is a diagram showing the state after the
このステップS105は、捨石マウンド3の天端面30を区分して得られる複数の区画の各々に対して、それぞれ設計締固め高さから所定の範囲内となるまで行われる。したがって、このステップS105は、捨石マウンドの天端面を区分して得られる複数の区画の各々に、重錘を所定の回数、設定した高さから落下させて打突するステップの例である。
This step S105 is performed for each of a plurality of sections obtained by dividing the
一回の打突が行われて重錘212が天端面30に貫入すると、均し機2は、管理装置5の制御の下、打突による捨石マウンド3の高さの変位量を計測する(ステップS106)。このとき、均し機2は、天端面30に貫入した状態の重錘212が有する重錘高さセンサ211を用いて、変位量を計測する。この計測は、打突が行われる度に行われる。したがって、このステップS106は、打突による捨石マウンドの高さの変位量を計測するステップの例である。
When the
なお、均し機2が、重錘212の上面の少なくとも3ヶ所に取り付けられたトランスポンダである重錘高さセンサ211を用いて高さの変位量を計測する場合、このステップS106は、計測器により計測した重錘の上面の少なくとも3点の深度を用いて、打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を計測するステップ、の例である。
Note that when the leveling machine 2 measures the amount of height displacement using the
次に学習装置1は、重錘212を落下させた高さ(落下高さ)と、落下させた回数(落下回数)との積の平方根を算出し、その平方根に対する上述した変位量の比率を算出する(ステップS107)。このステップS107は、天端面30を構成する複数の均し枠R、それら均し枠Rを構成する複数の区画、及び天端面30の全領域のそれぞれに対して行われる。つまり、このステップS107は、捨石マウンドの天端面を区分して得られる複数の区画、及び捨石マウンドの天端面の全領域のそれぞれについて、重錘を落下させた高さと落下させた回数との積の平方根に対する変位量の比率を算出するステップの例である。
Next, the
また、均し枠Rは、重錘212を移動させて落下させる二以上の区画からなるグループである。つまり、このステップS107は、天端面の複数の区画、及び天端面の全領域のそれぞれに加えて、複数の区画のうち重錘を移動させて落下させる二以上の区画からなるグループごとに比率を算出するステップの例である。
Further, the leveling frame R is a group consisting of two or more sections in which the
学習装置1は、比率を算出すると、打突の諸条件とともにこの比率を用いて第1教師データ121を生成する。また、学習装置1は、既に第1教師データ121が生成されている場合、算出した新たな比率を用いてこの第1教師データ121を更新する(ステップS108)。これにより学習装置1のメモリ12には、図8に示す第1教師データ121が生成される。つまり、このステップS108は、天端面の複数の区画、及び天端面の全領域における、重錘を落下させた高さ、回数、前回の打突による捨石マウンドの高さの変位量を示す前回変位量、前回までの打突による捨石マウンドの高さの前回迄累積変位量、及び落下高さと落下回数との積の平方根に対する変位量の比率を説明変数とし、今回の打突による変位量を目的変数とする教師データを生成するステップの例である。
After calculating the ratio, the
また、均し枠Rは、重錘212を移動させて落下させる二以上の区画からなるグループである。つまり、このステップS108は、天端面の複数の区画、その複数の区画のうち重錘を移動させて落下させる二以上の区画からなるグループ、及び天端面の全領域の、重錘を落下させた高さ、回数、前回変位量、前回迄累積変位量、及び落下高さと落下回数との積の平方根に対する変位量の比率を説明変数とし、今回の打突による変位量を目的変数とする教師データを生成するステップの例である。
Further, the leveling frame R is a group consisting of two or more sections in which the
学習装置1は、第1教師データ121を生成、又は更新すると、この第1教師データ121を用いて第1学習モデルを構築、又は更新する(ステップS109)。このステップS109は、生成、又は更新された教師データを用いて第1学習モデルを構築するステップの例である。
After generating or updating the
制御装置4は、天端面30の全区画の重錘均し処理が終了したか否かを判断する(ステップS110)。全区画の重錘均し処理が終了していない、と判断する場合(ステップS110;NO)、制御装置4は、上述した順序に従って均し枠Rの複数の区画の内の未処理の区画を均し機2に指定して処理をステップS101に戻す。一方、均し枠Rの全区画の重錘均し処理が終了した、と判断する場合(ステップS110;YES)、制御装置4は、処理を終了する。
The
操作者は、ステップS110がYESとなった際(均し枠R内の全区画の重錘締固めが終了したと制御装置4が判断した際)に、均し機2に指示をして、前述した後測として、均し高さセンサ23を走査させて天端面30の高さを計測させる。この計測の結果は、均し機2から管理装置5経由で制御装置4に伝えられ、データは管理装置5に蓄積される。
The operator instructs the leveling machine 2 when step S110 becomes YES (when the
後測で均し枠R内が全て設計高さに締め固まっていることを確認したのちに、操作者は、均し機2を次の均し枠Rへ移動させる。その結果、施工方法Mの工程は、ステップS100の呼び出し元に戻り、ステップS004(図12参照)に移行する。 After confirming through post-measurement that the entire area within the leveling frame R is compacted to the design height, the operator moves the leveling machine 2 to the next leveling frame R. As a result, the process of construction method M returns to the calling source of step S100 and moves to step S004 (see FIG. 12).
以上の通り、説明した施工方法Mによれば、天端面の複数の区画、及び天端面の全領域における、重錘を落下させた高さ、回数、前回の打突による捨石マウンドの高さの前回変位量、前回までの打突による捨石マウンドの高さの前回迄累積変位量、及び落下高さ、落下回数の積の平方根に対する変位量の比率を説明変数とし、変位量を目的変数とする第1教師データが生成される。そしてこの施工方法Mによれば、第1教師データを用いて構築された第1学習モデルにより重錘212を落下させる高さが推定されるので、作業者等の経験則に頼ることなく、重錘締固め時の重錘212の落下高さを設定することができる。
As described above, according to the construction method M described above, the height and number of times the weight was dropped, and the height of the rubble mound caused by the previous impact, in multiple sections of the top surface and in the entire area of the top surface. The explanatory variables are the previous displacement amount, the cumulative displacement amount of the height of the rubble mound due to previous hammering, and the ratio of the displacement amount to the square root of the product of the fall height and the number of falls, and the displacement amount is the objective variable. First teacher data is generated. According to this construction method M, the height at which the
<変形例>
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組合せてもよい。
<Modified example>
The above is the description of the embodiment, but the content of this embodiment can be modified as follows. Further, the following modifications may be combined.
<1>
上述した実施形態において、第1教師データ121は、天端面の複数の区画、及び天端面の全領域における、重錘を落下させた高さ、回数、前回の打突による捨石マウンドの高さの前回変位量、前回までの打突による捨石マウンドの高さの前回迄累積変位量、及び落下高さ、落下回数の積の平方根に対する変位量の比率を説明変数とし、変位量を目的変数とする教師データであったが、他の指標を目的変数とする教師データが生成されてもよい。例えば、教師データの目的変数は、打突された区画とは異なる「他の区画」の変位量であってもよい。
<1>
In the embodiment described above, the
図18は、変形例における学習装置1の構成の例を示す図である。図18に示す学習装置1は、第1教師データ121及び第1学習モデル122に代えて、若しくは加えてメモリ12に第2教師データ123、及び第2学習モデル124を記憶する。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the configuration of the
図19は、変形例における第2教師データ123の例を示す図である。第2教師データ123は、第1教師データ121と同じく、打突ごとにデータを識別する識別情報であるデータIDを割り当て、説明変数として落下回数、落下高さ、前回区画定数、前回枠定数、前回全体定数、前回変位量、及び前回迄累積変位量を記憶する。
FIG. 19 is a diagram showing an example of
一方、第2教師データ123は、第1教師データ121と異なり、目的変数は打突した或る区画の周辺の区画であって、その或る区画とは均し枠R内の何れかの異なる区画(周辺区画ともいう)の変位量(周辺変位量)を記憶する。この第2教師データ123は、周辺変位量を推定するための第2学習モデル124の構築に用いられる。
On the other hand, the
ここで、周辺変位量とは、沈下する量に限らない。或る区画を打突することにより、その区画が沈下するとき、周辺区画には捨石等が押し出されて隆起することもあるからである。 Here, the peripheral displacement amount is not limited to the amount of subsidence. This is because when a certain section is rammed and the section sinks, rubble or the like may be pushed out into the surrounding sections, causing them to rise.
図20は、変形例における学習装置1の機能的構成の例を示す図である。図20に示す教師データ生成手段112は、上述した第1教師データ121に加えて、もしくは代えて第2教師データ123を生成する。
FIG. 20 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
また、図20に示す学習モデル構築手段113は、上述した第1教師データ121を用いて第1学習モデル122を構築することに加えて、もしくは代えて第2教師データ123を用いて第2学習モデル124を構築する。
Furthermore, in addition to or in place of constructing the
第2教師データ123は、周辺変位量を目的変数としているため、第2学習モデル124は、上述した説明変数から目的変数である周辺変位量が導かれるためのパラメータ群が含まれる。
Since the
つまり、この変形例において施工方法Mには、天端面の複数の区画、及び天端面の全領域における、重錘を落下させた区画、高さ、回数、前回変位量、前回迄累積変位量、及び落下高さと落下回数との積の平方根に対する変位量の比率を説明変数とし、重錘を落下させた区画と異なる他の区画の変位量を目的変数とする第2教師データ123を生成するステップが行われる。
That is, in this modification, the construction method M includes a plurality of sections on the top surface, the section where the weight was dropped in the entire area of the top surface, the height, the number of times, the previous displacement amount, the cumulative displacement amount until the previous time, and a step of generating
また、この変形例において施工方法Mには、生成した第2教師データ123を用いて第2学習モデル124を構築するステップが行われる。
Furthermore, in this modification, the construction method M includes a step of constructing a
また、図20に示すプロセッサ11は、周辺変位量算出手段116、及び通知手段117としても機能する。
Further, the
周辺変位量算出手段116は、構築された第2学習モデル124を用いて、今回の打突によって周辺区画に生じる変位量を算出する。つまり、この周辺変位量算出手段116は、第2学習モデルを用いて、或る区画に重錘を落下させることによって生じる他の区画の変位量を算出するステップを実行する手段の例である。
The peripheral displacement amount calculating means 116 uses the constructed
通知手段117は、周辺変位量算出手段116が算出した周辺区画の推定変位量を表示部15に表示させて、又はインタフェース13を介して管理装置5の表示部55に表示させて、通知する。つまり、この通知手段117は、算出された他の区画の推定変位量を通知するステップを実行する手段の例である。
The notification means 117 displays the estimated displacement amount of the surrounding section calculated by the peripheral displacement amount calculation means 116 on the
この変形例における施工方法Mによれば、今回の打突によって他の区画に生じる推定変位量を知ることができる。 According to the construction method M in this modification, it is possible to know the estimated amount of displacement that will occur in other sections due to the current impact.
<2>
上述した実施形態において、学習装置1は、第1学習モデル122を用いて、重錘212を落下させるべき適切な高さである「落下高さ」を推定していたが、どの落下高さにしても変位量が閾値未満になる状態を予測してもよい。
<2>
In the embodiment described above, the
図21は、新たな変形例における学習装置1の機能的構成の例を示す図である。図21に示すプロセッサ11は、プログラムを実行することにより、計測値取得手段111、教師データ生成手段112、及び学習モデル構築手段113として機能することに加えて、変位量予測手段118、比較手段119、及び通知手段117として機能する。
FIG. 21 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
変位量予測手段118は、第1学習モデル122を用いて、複数の区画のそれぞれに対して、複数の落下高さを仮定して、その区画が、それらの落下高さに関わらず、いかなる打突によっても変位量が閾値未満になる状態になっているか否かを判断する。この状態になっていると判断するとき、変位量予測手段118は、この状態を予測したことを比較手段119、及び通知手段117に伝える。この変位量予測手段118は、第1学習モデルを用いて、複数の区画のいずれかに、重錘を落下させることによる変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップを実行する手段の例である。
The displacement prediction means 118 uses the
比較手段119は、変位量予測手段118が上述した状態を予測した場合に、現状の捨石マウンド3の天端面30の高さを設計高さである所定の高さと比較する。つまり、この比較手段119は、変位量が閾値未満になる状態と予測された捨石マウンドの天端面と設計締固め高さとの比較を行うステップを実行する手段の例である。
The comparing means 119 compares the current height of the
通知手段117は、変位量予測手段118が上述した状態を予測した場合に、この状態が予測されたことを表示部15により、又はインタフェース13を介して管理装置5の表示部55に表示して利用者に通知する。また、通知手段117は、比較手段119による比較結果を表示部15により、又は管理装置5の表示部55に表示して利用者に通知する。つまり、この通知手段117は、変位量が閾値未満になる状態が予測されたことを通知するステップを実行する手段の例である。
When the displacement prediction means 118 predicts the above-mentioned state, the notification means 117 displays on the
この変形例によれば、捨石マウンド3の天端面30の高さが、重錘212の自由落下による打突により閾値以上、変位しなくなるか否かがわかる。また、この変形例によれば、この捨石マウンド3の天端面30の高さが、閾値以上、変位しなくなった状態において、その高さが設計高さである所定の高さにどれほど近づいているかがわかる。
According to this modification, it can be determined whether the height of the
なお、この変形例において変位量予測手段118は、第1学習モデル122を用いて、複数の区画のいずれかに上述した状態が生じるか否かを予測していたが、第2学習モデル124を用いてこれを予測してもよい。この場合、変位量予測手段118は、第2学習モデルを用いて、複数の区画のいずれかに、重錘を落下させることによる他の区画の変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップを実行する手段の例である。
Note that in this modification, the displacement amount prediction means 118 uses the
<3>
上述した実施形態において、施工方法Mは、学習装置1と均し機2と制御装置4と管理装置5とによって行われたが、他の構成によって行われてもよい。例えば、施工方法Mは、海面W上に停止している起重機船に搭載された起重機と、起重機から吊り下げられた重錘と、起重機船内に設置された情報処理装置とを用いて実施されてもよい。
<3>
In the embodiment described above, the construction method M is performed by the
また、施工方法Mは、教師データ生成手段112において生成した第1教師データ121と第2教師データ123を同時に用いて、第1学習モデル122と第2学習モデル124を構築し、両学習モデルを併用して用いるようにしてもよい。
Furthermore, construction method M constructs a
1…学習装置、11…プロセッサ、111…計測値取得手段、112…教師データ生成手段、113…学習モデル構築手段、114…落下高さ推定手段、115…表示制御手段、116…周辺変位量算出手段、117…通知手段、118…変位量予測手段、119…比較手段、12…メモリ、121…第1教師データ、122…第1学習モデル、123…第2教師データ、124…第2学習モデル、13…インタフェース、14…操作部、15…表示部、2…均し機、20…架台、21…打突機、210…吊ワイヤ、211…重錘高さセンサ、212…重錘、213…重錘嵌合台盤、214…台盤高さセンサ、215…重錘昇降ウインチ、216…重錘走横行台車、22…レーキ装置、23(23-1、23-2、23-3、23-4、23-5)…均し高さセンサ、24…通信線、25…測位機、26…制御線、27…方位傾斜計、3…捨石マウンド、30…天端面、4…制御装置、
41…プロセッサ、42…メモリ、43…インタフェース、44…操作部、45…表示部、5…管理装置、51…プロセッサ、52…メモリ、53…インタフェース、54…操作部、55…表示部、C…中央線、D1~D5…矢印(均し機センサの移動経路)、P…測位点、R…均し枠、R1~R8…区画
DESCRIPTION OF
41...Processor, 42...Memory, 43...Interface, 44...Operation unit, 45...Display unit, 5...Management device, 51...Processor, 52...Memory, 53...Interface, 54...Operation unit, 55...Display unit, C ...Central line, D1-D5...Arrow (movement path of the leveling machine sensor), P...Positioning point, R...Leveling frame, R1-R8...Division
Claims (8)
前記複数の区画の各々に、前記重錘を複数回、設定した高さから落下させて打突し、打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を計測するステップと、
前記重錘を落下させた高さと落下させた回数との積の平方根に対する前記変位量の比率を、前記複数の区画、及び前記天端面の全領域のそれぞれについて算出するステップと、
前記複数の区画、及び前記全領域における、前記重錘を落下させた高さ、前記回数、前回の打突による前記捨石マウンドの高さの変位量を示す前回変位量、前回までの打突による前記捨石マウンドの高さの変位の累積量を示す前回迄累積変位量、及び
前記比率を説明変数とし、前記変位量を目的変数とする教師データを用いて第1学習モデルを構築するステップと、
前記第1学習モデルを用いて、前記捨石マウンドに対し前記重錘を落下させる高さを推定するステップと、
前記推定するステップにおいて推定した高さから前記重錘を落下させて、前記捨石マウンドの天端面を前記重錘で打突するステップと、
を備える捨石マウンドの施工方法。 measuring the height of the top surface of the rubble mound before striking with a weight for each of a plurality of sections obtained by dividing the top surface of the rubble mound;
Dropping the weight from a set height and hitting each of the plurality of sections multiple times, and measuring the amount of displacement in the height of the rubble mound due to the hitting;
calculating a ratio of the displacement amount to the square root of the product of the height at which the weight is dropped and the number of times the weight is dropped for each of the plurality of sections and the entire area of the top surface;
The height at which the weight was dropped in the plurality of sections and the entire area, the number of times, the previous displacement amount indicating the amount of displacement in the height of the rubble mound due to the previous strike, and the previous displacement due to the previous strike. constructing a first learning model using the cumulative displacement amount up to the previous time indicating the cumulative amount of displacement in the height of the rubble mound, and training data in which the ratio is used as an explanatory variable and the displacement amount is used as an objective variable;
estimating the height at which the weight is dropped to the rubble mound using the first learning model;
Dropping the weight from the height estimated in the estimating step, and hitting the top surface of the rubble mound with the weight;
A construction method for a rubble mound with
請求項1に記載の捨石マウンドの施工方法。 In the step of calculating the ratio, the ratio of the entire area is any one of an arithmetic mean value, a mode, a median value, a geometric mean value, or a maximum value of all the ratios of the plurality of sections. The construction method for the rubble mound described in Item 1.
前記構築するステップは、前記区画、前記グループ、及び前記全領域の、前記重錘を落下させた高さ、前記回数、前記前回変位量、前記前回迄累積変位量、及び前記比率を説明変数とし、前記変位量を目的変数とする教師データを用いて前記第1学習モデルを構築するステップである
請求項1又は2に記載の捨石マウンドの施工方法。 In the step of calculating the ratio, in addition to each of the plurality of sections and the entire area, the ratio is calculated for each group consisting of two or more sections in which the weight is moved and dropped among the plurality of sections. This step is to
In the step of constructing, the height at which the weight is dropped, the number of times, the previous displacement amount, the cumulative displacement amount up to the previous time, and the ratio of the division, the group, and the entire area are used as explanatory variables. The rubble mound construction method according to claim 1 or 2, further comprising the step of constructing the first learning model using training data in which the amount of displacement is an objective variable.
請求項3に記載の捨石マウンドの施工方法。 In the step of calculating the ratio, the ratio of the group is either an arithmetic mean value, a mode, a median value, a geometric mean value, or a maximum value of the ratios of all sections belonging to the group. The construction method for the rubble mound described in Section 3.
前記第2学習モデルを用いて、前記複数の区画のうちの或る区画に前記重錘を落下させることによって生じる他の区画の変位量を算出するステップと、
算出された前記他の区画の変位量を通知するステップと、
を有する請求項1から4のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法。 The height at which the weight was dropped, the number of times, the previous displacement amount, the cumulative displacement amount up to the previous time, and the ratio in the plurality of sections and the entire area are used as explanatory variables, and the weight is dropped. a step of constructing a second learning model using training data in which the objective variable is the displacement amount of a division different from the divided division;
Using the second learning model, calculating the amount of displacement of another section caused by dropping the weight into a certain section of the plurality of sections;
a step of notifying the calculated displacement amount of the other section;
The method for constructing a rubble mound according to any one of claims 1 to 4.
前記複数の区画のいずれかに、前記重錘を落下させることによる前記変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップと、
前記変位量が前記閾値未満になる状態が予測されたことを通知するステップと、
前記変位量が前記閾値未満になる状態と予測された捨石マウンドの天端面と所定の高さとの比較を行うステップと
を有する請求項1から5のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法。 Using the first learning model,
predicting whether a state will occur in any of the plurality of sections in which the amount of displacement due to dropping the weight will be less than a threshold;
Notifying that a state in which the amount of displacement is less than the threshold is predicted;
The method for constructing a rubble mound according to any one of claims 1 to 5, further comprising the step of comparing a state in which the displacement amount is less than the threshold value with a predicted top surface of the rubble mound and a predetermined height. .
前記複数の区画のいずれかに、前記重錘を落下させることによる前記他の区画の前記変位量が閾値未満になる状態が生じるか否かを予測するステップと、
前記他の区画の前記変位量が前記閾値未満になる状態が予測されたことを通知するステップと、
前記他の区画の前記変位量が前記閾値未満になる状態と予測された捨石マウンドの天端面と所定の高さとの比較を行うステップと、
を有する請求項5に記載の捨石マウンドの施工方法。 Using the second learning model,
predicting whether or not a state will occur in any of the plurality of sections in which the amount of displacement of the other section due to dropping the weight will be less than a threshold;
Notifying that a state in which the displacement amount of the other section is predicted to be less than the threshold value;
Comparing the top surface of the rubble mound predicted to be in a state in which the displacement amount of the other section is less than the threshold value with a predetermined height;
The method for constructing a rubble mound according to claim 5.
請求項1から7のいずれか一項に記載の捨石マウンドの施工方法。 The step of measuring the displacement amount of the height of the rubble mound due to the striking uses depths of at least three points on the upper surface of the weight measured by a measuring device. Construction method of rubble mound.
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