JP4266949B2 - 輸送品質サポートシステム - Google Patents

Description

この発明は、輸送品質サポートシステムに関するものである。

車両の荷台に積載された積荷は、運行中に発生する加速度による振動を受け、時には致命的な損傷を受けることがある。荷台に加わる加速度は、車両の走行速度の他、道路の状態、車両の性能、積載量、運転手の技量等の要因によって発生する。よって、運行中に荷台に与える振動を効率よく抑えるためには、これらの様々な原因を考慮する必要がある。
また、万一荷台に大きな衝撃が加わった時、運転手自身はそれに気付かず、目的地について初めて積荷の損傷を知るという場合も多い。このような場合、できるだけ早く運転手が積荷の状態を知ることができれば、より迅速な対応が可能となる。

車両による輸送の品質を維持、向上させるための技術は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
特許文献１に記載の輸送物の健全性確認検査システムは、輸送物や輸送容器に波形採取センサを取り付け、車両にＧＰＳシステム、ＣＣＤカメラを取り付けて、採取されたデータをインターネットＷｅｂを利用して輸送運行中リアルタイムに遠隔地の輸送物監視事務所に送信する。監視事務所からは解析結果が車両に通知され、実走行中の発生加速度、発生時刻、生波形がＰＣ地図走行ルート上に順々表示され、輸送物の健全性を常時リアルタイムに確認することができる。

また、特許文献２に記載の検査装置は、毎回輸送される実輸送において輸送用トラック床面もしくは輸送容器に加速度計を取り付け、印加された加速度とその周波数の両方を分析し、燃料体に印加された応答加速度を推定し、その推定された加速度と周波数が原子燃料の健全性を考慮した「許容しきい値」もしくは「許容限界値」以下であるか否かを判断することにより、原子燃料体の輸送・取扱時の健全性を判断する。これにより、本来の燃料受入検査項目が検査できると共に燃料の受入検査では判断できなかったスペーサ内での燃料棒のフレッティングウェアー量及び燃料棒内のペレットのワレ、カケ等の健全性が判断できる。

特開２００３−２３２８８８号公報 特開２００２−３２３５９０号公報

特許文献１に記載の技術は、監視事務所との通信によりリアルタイムに荷台状況を把握しているが、走行中に採取したデータを全て蓄積し、後からそれらを解析することにより、以降の輸送品質の向上に役立てるということは行っていない。
また、特許文献２に記載の技術は、燃料体に印加された応答加速度の推定値と許容値を比較して燃料体の健全性を判断しているが、測定したデータを以降の輸送品質の向上に利用するということは行っていない。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、輸送品質を向上させる輸送品質サポートシステムを得ることを目的とする。

この発明に係る輸送品質サポートシステムは、荷台に生じる加速度を常時計測する加速度センサと、運転席前に設置され、車両の走行速度、加速度センサから供給される加速度および加速度波形を表示する出力装置と、加速度センサから供給される加速度と閾値を比較し、該加速度が閾値を超える場合には、出力装置を介して運転手に警告を通知する荷台状況判定部と、走行速度、位置情報及び加速度情報に関する履歴データの生成初めから生成終了までを１秒単位を１レコードとしてその間に生成された全てのデータを記録して日時データテーブルを生成する履歴データ生成部と、１秒単位を１レコードとし、上記１レコードの間に上記加速度センサから供給された、走行中の加速度波形データの生成初めから生成終了までに相当する全ての加速度値を記録して、上記１レコードごとの上記加速度波形データからなる加速度波形データテーブルを生成する加速度波形データ生成部と、加速度波形データテーブル、および日時データテーブルを格納するデータ記憶部を備えたものである。

この発明によれば、加速度センサにより測定された加速度に基づいて、荷台状況判定部が荷台の状態を判定し、運転手に結果を通知するようにしたので、運転手は即座に荷台の状況を知ることができる。また、採取した加速度データは全てデータ記憶部に記録し、データ解析装置において、それらのデータを用いて様々な観点からデータ解析を行うようにしたので、輸送品質の向上に役立てることができる。

以下、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による、輸送品質サポートシステム１００を搭載した車両２００の概略図である。車両２００は、運転席と荷台部分を備えたトラック等の車両である。
輸送品質サポートシステム１００は、入力装置１０１、出力装置１０２、データ処理部１０３、データ記憶部１０４、加速度センサ１０５、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ１０６を備えている。入力装置１０１、出力装置１０２、データ記憶部１０４、加速度センサ１０５、およびＧＰＳアンテナ１０６は、回線を介してデータ処理部１０３と接続されている。
図２は、データ処理部１０３の構成を示すブロック図である。データ処理部１０３は、設定画面表示部１０３１、メイン画面表示部１０３２、加速度波形表示部１０３３、条件設定部１０３４、荷台状況判定部１０３５、履歴データ生成部１０３６、加速度波形データ生成部１０３７、ＧＰＳ時刻同期部１０３８、及び通信部１０３９を備えている。

出力装置１０２は、車両２００の運転席の前に設けられたディスプレイおよびスピーカ等から構成される。
また、入力装置１０１は、ディスプレイに表示されるタッチパネルやキーボードなどにより構成される。
データ処理部１０３は、輸送品質サポートシステム１００を構成するコンピュータのプロセッサである。設定画面表示部１０３１、メイン画面表示部１０３２、加速度波形表示部１０３３、条件設定部１０３４、荷台状況判定部１０３５、履歴データ生成部１０３６、加速度波形データ生成部１０３７、ＧＰＳ時刻同期部１０３８、及び通信部１０３９は、実際にはコンピュータのプロセッサを、該プロセッサの動作を制御するプログラムのモジュールにしたがって便宜的に分割したものである。
データ記憶部１０４は、輸送品質サポートシステム１００を構成するコンピュータのメモリや、外部記憶装置等である。
加速度センサ１０５は、車両２００の荷台の底面の外側に据え付けられており、荷台に生じる加速度（以下、荷台加速度と記す。）を計測する。

次に、動作について説明する。
データ処理部１０３は、車両２００の運行中、加速度センサ１０５からの加速度データ、ＧＰＳアンテナ１０６からの信号により算出することができる車両２００の走行速度等の供給を受け、出力装置１０２上にそれらの情報を随時更新して表示する。

図３は、実施の形態１による、出力装置１０２に表示される画面を示す図である。（ａ）は、メイン画面表示部１０３２により表示されるメイン画面、（ｂ）は、設定画面表示部１０３１により表示される設定画面、（ｃ）は、加速度波形表示部１０３３により表示される加速度波形表示画面である。
図に示すように、メイン画面では、「速度」として、車両２００の現在の走行速度、「加速度」として、加速度センサ１０５によって計測される荷台加速度が表示される。また、「最大加速度」として、運行中に計測された最大の荷台加速度、「最高速度」として、運行中に計測された最大の走行速度が表示される。
画面左側には「警告（赤ランプ）」「注意（黄ランプ）」「安全（青ランプ）」の３つのランプが表示される。運行中はいずれかのランプが点灯し、運転者が現在の荷台の状況を知ることができるようになっている。
また、赤及び黄色ランプが点灯している時に、警告音を発するようになっている。

図４は、荷台状況を通知する処理のフローチャートである。まず、荷台状況判定部１０３５は、加速度センサ１０５から供給される荷台加速度が２Ｇを超えているか否かを判定する（ステップＳＴ４０１）。なお、２Ｇは、後述する設定画面において、注意ランプ点灯の閾値として設定された加速度の値である。
荷台状況判定部１０３５は、荷台加速度が２Ｇを超えていない場合には、メイン画面表示部１０３２を介してメイン画面上の安全ランプ（青）を点灯させる（ステップＳＴ４０５）。一方、加速度が２Ｇを超えている場合にはステップＳＴ４０２に進む。

ステップＳＴ４０２では、荷台状況判定部１０３５は荷台加速度が５Ｇを超えているか否かを判定する。５Ｇは、設定画面において、警告ランプ点灯の閾値として設定された加速度の値である。
荷台状況判定部１０３５は、荷台加速度が５Ｇを超えていない場合には、メイン画面表示部１０３２を介してメイン画面上の注意ランプ（黄）を点滅させると同時に、出力装置１０２のスピーカを介して注意喚起のブザーを鳴らす（ステップＳＴ４０６）。荷台状況判定部１０３５は、メイン画面上の安全確認ボタンが押されるまで、注意ランプを点滅させ、ブザーを鳴らし続ける（ステップＳＴ４０７）。

ステップＳＴ４０２で、荷台加速度が５Ｇを超えていると判断された場合には、荷台状況判定部１０３５は、メイン画面上の警告ランプ（赤）を点滅させると同時に、スピーカから警告ブザーを発する（ステップＳＴ４０３）。荷台状況判定部１０３５は、車両２００のエンジンの再始動を確認するまで、警告ランプを点滅させ、ブザーを鳴らし続ける（ステップＳＴ４０４）。
なお、荷台状況は、通信部１０３９を介して管理センター等に通知するようにしてもよい。

メイン画面上で「設定」ボタンを選択すると、設定画面に遷移する。設定画面では、条件設定部１０３４を介して各種の設定変更を行うことができる。
「トリガー設定」では、上述の荷台状況通知処理における注意ランプ点灯と警告ランプ点灯の閾値の設定を行うことができる。それぞれの閾値（Ｇ）を、入力装置１０１を介して指定することにより閾値を変更することができる。
また、「フィルター設定」では、荷台状況通知処理において参照する荷台加速度の周波数の上限値設定を行う。これは、車両運行時に荷台に印加される加速度は、低周波数領域の定常時の加速度が支配的であるため、高周波領域の加速度は、判定処理に用いないようにするためである。
「スケール設定」では、加速度センサ１０５のフルスケール値および電圧感度を設定することができる 。
設定画面上で「ＧＰＳ時間同期」を選択すると、ＧＰＳ時刻同期部１０３８において、衛星時計と輸送品質サポートシステム１００の時計の時刻同期が行われる。また、「ＭＡＩＮ」ボタンを選択することによりメイン画面に戻ることができる。

メイン画面上で「波形表示」ボタンを選択すると、加速度波形表示画面に遷移する。加速度波形表示画面では、加速度波形データ生成部１０３７が加速度センサ１０５から供給される加速度データを用いて生成した加速度波形が、加速度波形表示部１０３３を介して表示される。図３（ｃ）に示すように、加速度波形は、縦軸を加速度（Ｇ）、横軸を時刻（１〜１０００）として１ミリ秒毎の計測値が表示される。

次に、履歴データ生成部１０３６および加速度波形データ生成部１０３７による、記録データの生成処理について説明する。
図５の（ａ）は、履歴データ生成部１０３６によって生成される日時データテーブル、（ｂ）は、加速度波形データ生成部１０３７によって生成される加速度波形データテーブルの例である。これらのテーブルはデータ記憶部１０４に格納される。
（ｂ）に示すように、加速度波形データ生成部１０３７は、加速度センサ１０５から供給される荷台加速度の計測値である加速度波形データの生成初めから生成終了までを１秒単位を１レコードとしてその間に生成された全てのデータを記録する（ベタ採り）。１レコードには１０００点（１ミリ秒毎）の計測値が含まれる。

履歴データ生成部１０３６は、履歴データの生成初めから生成終了までを１秒単位を１レコードとしてその間に生成された全てのデータを記録する（ベタ採り）。１レコードには、履歴データとして、日時情報（時刻、日付）、位置情報（ＧＰＳアンテナ１０６を介して取得した緯度・経度）、走行速度、荷台加速度（プラス加速度、マイナス加速度、測定中最大加速度）が含まれる。プラス加速度およびマイナス加速度は、加速度波形データテーブルの同一時刻のレコードに含まれる１０００時点の加速度のうち、プラスで最大のものとマイナスで最大のものが記録される。測定中最大加速度は、運行中に計測された最大の荷台加速度である。

次に、データ記憶部１０４に格納されたデータを用いたデータ解析処理について説明する。
データ解析装置は、管理センター等に置かれたコンピュータに実装されたソフトウェアにより実現される。データ解析装置は、車両２００の運行終了後、データ記憶部１０４に格納されたデータを取り込んで解析を行う。

図６は、実施の形態１によるデータ解析装置の、入力データ表示画面の例を示す図である。図に示すように、バッチ表６１、加速度表６２、加速度波形６３、地図表示部６４を有する。
バッチ表６１は、車両２００の運行に関する情報を示す部分である。加速度表６２は、データ記憶部１０４に格納されている日時データテーブルから取得される情報であり、時刻単位の走行速度および荷台加速度の情報が含まれる。なお、「加速度」には、プラス加速度とマイナス加速度のうち、値が大きい方の絶対値を示している。加速度波形６３は、データ記憶部１０４に格納されている加速度波形データテーブルから得られる情報であり、１秒毎の加速度波形が示される。地図表示部６４は、加速度表に表示されているレコードに対応する地点の地図が表示される。

データ解析装置は、上述の入力データを用いて様々な手法によるデータ解析を行う。図７は、実施の形態１によるデータ解析装置の、解析結果表示画面の例を示す図である。図に示すように、バッチ表７１、抽出条件表示部７２、加速度度数分布図７３、加速度−速度グラフ７４、加速度表示地図７５、加速度実効値（最大値）７６、加速度実効値（平均値）７７を有する。
バッチ表７１は、解析対象データの運行に関する情報であり、バッチ表６１の内容と同様である。抽出条件表示部７２は、解析に用いたレコードの範囲の抽出条件である。ここでは地図上の区間により抽出範囲を示している。加速度度数分布図７３は、抽出した全レコードの加速度の値の度数分布を表している。加速度−速度グラフ７４は、各時刻の走行速度と加速度の関係を表した図である。加速度表示地図７５は、各レコードに対応する地点における加速度の値を表示したものである。各レコードと地図上の地点は、レコードに含まれる緯度経度情報に基づいて対応付けることができる。また、地図上に表示する加速度を、予め設定した加速度以上のものに限定している。これにより、障害物等によって大きな振動を生じやすい地点を把握することができる。
加速度実効値（最大値）７６および加速度実効値（平均値）７７は、加速度波形データから算出した周波数毎の最大値ＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ）と平均値ＰＳＤの演算結果を示している。また、加速度実効値の最大値および平均値（ＰｅａｋＧｒｍｓ、ＡｖｅｒａｇｅＧｒｍｓ）を表示している。

さらに、得られた解析結果と、車両の走行速度、運転者の技量、車両の性能、積載量、道路状態等との相関関係を見ることにより、様々な観点から、輸送品質を向上させるための条件を得ることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、走行中に、加速度センサ１０５により測定された１ミリ秒毎の加速度波形データに基づいて、荷台状況判定部１０３５が荷台の状態を判定し、運転手に結果を通知するようにしたので、運転手は荷台に大きな衝撃が発生したことを即座に知ることが可能となり、迅速に積荷の状態の確認等を行うことができる。また、大きな加速度が連続して加わっている場合には、車両２００の走行速度を落とすなどの対応をとることにより、荷台に大きな振動が加わらないようにすることができる。
また、この輸送品質サポートシステムを用いることにより、同一の条件で、車両を運転することにより、ある一定以上の振動を記録するようであれば車両が劣化したことが判別することができる。
同一のコースを複数の運転手に運転させ、振動記録を解析することにより、運転手のレベルを判定することもできる。
また、採取された振動データと積荷の包装の劣化を解析することにより、振動に対する積荷の包装の強度の評価にも用いることができる。

また、通信部１０３９を介して、荷台加速度の情報をリアルタイムで管理センターに通知することにより、管理センター側では、荷台にダメージが生じた場合に迅速な対応を取ることができる。また、例えば振動の発生が道路状態に基づくものであれば、同一経路を走行する後続車両に予め警告を与えることができる。

また、走行中の全加速度波形データを、走行速度等の情報と共にデータ記憶部１０４に記録するようにしたので、データ解析装置において、それらのデータを用いて様々な観点からデータ解析を行うことが可能であり、輸送品質の向上に役立てることができる。また、データ解析の結果を振動試験条件に利用することもできる。

なお、車両２００において、加速度波形のほかにも、温度センサや湿度センサ等により、電気的に測定できるデータを記録するようにすれば、さらに詳細なデータ分析が可能となる。

実施の形態２．
実施の形態２では、車両２００の出力装置１０２に、実施の形態１のデータ解析結果に基づいて一定値以上の加速度を生じたレコードを大きな振動を生じやすい注意地点としての情報を地図データ上に登録すると共に、登録されている注意地点を走行中の車両の表示装置に注意地点を表示する。
注意地点のデータ管理方法として、通信部からリアルタイムで管理センターに送信し、他の車両に注意地点を送信するようにしてもよい。
図８は、実施の形態３による、危険地区通報画面を示す図である。実施の形態１において取得した加速度表示地図７５に基づき、車両２００が大きな加速度を発生する地点に近づいたら、当該地点を指し示す地図を出力装置１０２に表示し、運転手に警告する。
これにより、運転手は事前に走行速度を落としたり、当該地点を回避したりするなどの対応をとることが可能となり、積荷に振動が与えられるのを防ぐことができる。

この発明の実施の形態１による、輸送品質サポートシステムを搭載した車両の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１による、データ処理部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による、出力装置に表示される画面を示す図である。 この発明の実施の形態１による、荷台状況通知処理のフローチャートである。 この発明の実施の形態１による、出力データの内容を示す図である。 この発明の実施の形態１による、データ解析装置の入力データ表示画面の例を示す図である。 この発明の実施の形態１による、データ解析装置の解析結果表示画面の例を示す図である。 この発明の実施の形態２による、危険地区通報画面を示す図である。

符号の説明

１００ 輸送品質サポートシステム
１００、１０１ 入力装置
１０２ 出力装置
１０３ データ処理部
１０４ データ記憶部
１０５ 加速度センサ
１０６ ＧＰＳアンテナ
２００ 車両
１０３１ 設定画面表示部
１０３２ メイン画面表示部
１０３３ 加速度波形表示部
１０３４ 条件設定部
１０３５ 荷台状況判定部
１０３６ 履歴データ生成部
１０３７ 加速度波形データ生成部
１０３８ ＧＰＳ時刻同期部
１０３９ 通信部

Claims (6)

1. 走行中の車両の荷台の状態を監視する輸送品質サポートシステムであって、
   上記荷台に生じる加速度を常時計測する加速度センサと、
   運転席前に設置され、上記車両の走行速度、上記加速度センサから供給される加速度および加速度波形を表示する出力装置と、
   上記加速度センサから供給される加速度と閾値を比較し、該加速度が上記閾値を超える場合には、上記出力装置を介して運転手に警告を通知する荷台状況判定部と、
   車内に設置された入力装置を介して入力された数値を、上記閾値として設定する条件設定部と、
   上記車両の走行速度、位置情報及び加速度情報に関する履歴データの生成初めから生成終了までを１秒単位を１レコードとしてその間に生成された全てのデータを記録して日時データテーブルを生成する履歴データ生成部と、
   １秒単位を１レコードとし、上記１レコードの間に上記加速度センサから供給された、走行中の加速度波形データの生成初めから生成終了までに相当する全ての加速度値を記録して、上記１レコードごとの上記加速度波形データからなる加速度波形データテーブルを生成する加速度波形データ生成部と、
   上記加速度波形データテーブル、および上記日時データテーブルを格納するデータ記憶部を備えたことを特徴とする輸送品質サポートシステム。
2. 荷台状況判定部は、第１の閾値と上記第１の閾値より大きい第２の閾値を有し、加速度が上記第１の閾値を超えた場合には、出力装置を介して警告すると共に運転者が安全確認の入力を行うまで警告を継続し、
   上記第２の閾値を超えた場合には、車両のエンジンが再始動されるまで警告を継続することを特徴とする請求項１記載の輸送品質サポートシステム。
3. 荷台状況判定部により警告が発せられた場合には、通信回線を介して管理センターに通知する通信部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の輸送品質サポートシステム。
4. データ記憶部に格納されたデータを用いて、車両の走行に関する条件と加速度波形との相関関係を解析するデータ解析装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の輸送品質サポートシステム。
5. データ解析結果に基づいて、一定値以上の加速度を生じたレコードを地図上の地点に対応させ、当該地点を地図データに注意地点として登録することを特徴とする請求項４記載の輸送品質サポートシステム。
6. 車両が注意地点に近づいたら、出力装置に上記注意地点を指し示す地図を表示することを特徴とする請求項５記載の輸送品質サポートシステム。

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