JP4589791B2

JP4589791B2 - 盛土施工管理支援システム

Info

Publication number: JP4589791B2
Application number: JP2005109177A
Authority: JP
Inventors: 浩史平下; 弘山元; 敏行亀井; 正吉田; 弘小倉; 佳二羽鳥; 重臣西垣; 仁志杉浦
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Public Works Research Institute
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; National Research and Development Agency Public Works Research Institute
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-04-05
Also published as: JP2006291454A

Description

本発明は、山間部を切り開いて道路を造成する道路工事などの土木工事において、盛土の施工結果を効率よく確認することを可能とする土木工事の盛土施工管理支援システムに関する。

土木工事においては、作業量や運搬土量の管理は、実際に工事を請け負う会社への費用のべースとなるため、いろいろな方法で管理されていおり、その多くは手書きの帳票で管理する方法である。また、バックホウによりダンプに土砂を積み込んだ後のダンプヘの作業指示（配車指示）も重要であり、それは作業員が行っているのが現状である。

その中で、ダンプにＧＰＳやコンピュータを搭載して、積み込み場所から基地局に位置情報、車両番号情報、時刻情報、積載重量情報を送信し、それらのデータを基に基地局からダンプに盛立箇所への運行指示（配車指示）を行うが方法非特許文献１に提案されている。

また、特許文献１には、施工作業の作業目標と実績を時系列で管理・表示するシステムとして、採掘（採土）→運搬→破砕（クラッシャー）等の作業の流れの中で、採掘（採土）現場を３次元の管理ブロックで分割し、管理するシステムが提案されている。

特開２００３−２５３６６１号公報「土木学会年次学術講演会後援概要集第６部４８巻」（１９９３年）、土木学会発行、４８３頁、「ＧＰＳ重機車両就労運行管理システム」

山間部を切り開いて道路を造成する道路工事においては、道路を造成するために盛土作業が必要である。この盛土作業では、道路完成後、盛土の品質を保証する必要があり、このため盛土層毎に盛土情報を把握し、施工結果を管理する必要がある。従来、このような情報の把握・管理は、施工管理者がそれらの各種情報を収集し、手作業により帳票類を作成することで行っていた。しかし、この各種情報の収集及び帳票類の作成業務は時間と手間がかかり、施工管理者にとって負担となっていた。

非特許文献１に記載のシステムでは、ダンプに土砂を積み込んだ後、ダンプへの運行指示を行えるようにしている。また、積み込み場所、積み込み時刻、積載重量、盛立場所、盛立時刻の各データを集積し、帳票出力を行っている。しかし、その帳票出力は場所別盛立数量表の出力であり、その帳票のデータには盛土層の位置情報や盛土材料の種類情報が含まれていない。このため盛土作業の施工結果を管理するのには不十分であった。盛土作業の施工結果を管理するのに十分な帳票とするためには、更に、盛土層の位置情報や盛土材料の種類情報を入手し、それらの情報と帳票の場所別盛立数量情報を合成して、手作業で新たな帳票を作成する必要があり、結局、帳票類の作成に時間と手間がかかり、施工管理者にとって負担となっていた。

特許文献１に記載の技術は、採掘（採土）作業の管理システムであり、盛土層毎の各種情報を管理する必要のある盛土作業には適用することができない。

本発明の目的は、盛土作業における施工結果の帳票作成及び管理を容易に行える土木工事の盛土施工管理支援システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、掘削工区においてバックホウにより盛土材料を掘削し、その盛土材料を運搬車両に積み込んで盛土工区へと運搬し、その盛土工区の盛土箇所において運搬車両から盛土材料を降ろして盛土作業を行う土木工事の盛土施工管理支援システムにおいて、前記掘削工区において、前記バックホウが掘削した盛土材料の土質に関する情報とその盛土材料を積み込んだ運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報を入力する入力機能と、前記入力した情報を無線で送信する通信機能を備えた第１入力通信手段と、前記盛土工区において、前記盛土箇所に前記盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と前記盛土箇所の位置情報とを含む第２盛土情報を入力する入力機能と、前記入力した情報を無線で送信する通信機能を備えた第２入力通信手段と、前記第１入力通信手段より無線で送信した盛土材料の土質に係わる情報と運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報、及び前記第２入力通信手段より無線で送信した運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報を含む第２盛土情報を受信し、前記第１及び第２盛土情報を蓄積管理するサーバと、前記サーバに蓄積管理した前記第１及び第２盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力する情報出力手段とを備え、前記サーバは、前記盛土工区を管理したい任意の寸法に設定可能である立方体に分割することで複数のメッシュブロックを生成し、この複数のメッシュブロックを含む３次元の管理ブロックを設定する機能を有し、前記情報出力手段は、前記第１及び第２盛土情報に基づいて、前記盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を、前記複数のメッシュブロックのそれぞれの立方体に割り当てて出力するものとする。

このように第１入力通信手段、第２入力通信手段、サーバ、情報出力手段を設け、第１入力通信手段で盛土材料の土質に関する情報と運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報を入力・送信し、第２入力通信手段で盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報とを含む第２盛土情報を入力・送信し、サーバで、それらの第１及び第２盛土情報を蓄積管理し、情報出力手段でそれらの第１及び第２盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力するとともに、サーバに盛土工区を管理したい任意の寸法に設定可能である立方体に分割した複数のメッシュブロックを設定する機能を持たせ、情報出力手段で盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を複数のメッシュブロックのそれぞれの立方体に割り当てて出力することにより、盛土層の位置情報や盛土材料の種類情報を含む盛土情報を３次元的に把握し、管理、出力する手段が提供され、盛土作業における各種情報の収集・把握と、施工結果の管理、帳票作成及び管理を容易に行うことができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記情報出力手段は、前記盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を盛土領域の垂直断面に関連付けて任意のアプリケーションソフトのワークシートに割り当て、このアプリケーションソフトにより帳票を作成し、出力する手段である。

これにより市販のアプリケーションソフト（例えば「エクセル」（商標名）を用いて誰にでも簡単に利用できるようになり、かつ帳票の作成が自動化されるので、帳票作成業務の効率が向上する。

また、盛土情報を３次元管理するにあたり、安価なアプリケーションソフトの利用が可能なため、高価な３Ｄソフトを導入しなくても利用できるようになり、導入コストを抑えることができる。

（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１入力通信手段に入力される盛土材料の土質に関する情報は、前記掘削工区の土質の種別情報である。

（４）また、上記（１）において、前記第１入力通信手段に入力される盛土材料の土質に関する情報は、前記掘削工区の位置情報であり、前記サーバは、前記掘削工区の位置情報と予め入力した位置と土質の相関情報に基づき前記位置情報に対応する土質の種別を決定し、蓄積してもよい。

本発明によれば、第１入力通信手段、第２入力通信手段、サーバ、情報出力手段を設け、第１入力通信手段で盛土材料の土質に関する情報と運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報を入力・送信し、第２入力通信手段で盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報とを含む第２盛土情報を入力・送信し、サーバで、それらの第１及び第２盛土情報を蓄積管理し、情報出力手段でそれらの第１及び第２盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力するとともに、サーバに盛土工区を管理したい任意の寸法に設定可能である立方体に分割した複数のメッシュブロックを設定する機能を持たせ、情報出力手段で盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を複数のメッシュブロックのそれぞれの立方体に割り当てて出力することにより、盛土層の位置情報や盛土材料の種類情報を含む盛土情報を３次元的に把握し、管理、出力する手段が提供され、盛土作業における各種情報の収集・把握と、施工結果の管理、帳票作成及び管理を容易に行うことができる。

また、本発明によれば、市販の表計算アプリケーションソフト（例えば「エクセル」（商標名）を用いて誰にでも簡単に利用できるようになり、かつ帳票の作成が自動化されるので、帳票作成業務の効率が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
＜全体構成＞
図１は、道路工事における施工工程の全体概要と本発明の盛土施工管理支援システムの全体構成を示す図である。

図１において、１は盛土の材料を掘削する掘削工区１であり、２は盛土をする作業対象領域である盛土工区２である。掘削工区１には掘削機械であるバックホウ１０が配備され、バックホウ１０は盛土する材料（土砂）を掘削し、その掘削した土砂を運搬車両であるダンプ２０に積み込む。ダンプ２０は積み込んだ土砂を、盛土工区２まで運搬し、盛土箇所に荷下ろしする。盛土箇所に荷下ろしされた材料は、敷き均し機械であるブルドーザ３０により敷き均され、締め固め機械である振動ローラ４０により締め固められる。その後、バックホウ５０により法面整形を行い、所望の形状に仕上げられる。

本実施の形態に係わる盛土施工管理支援システムは、このような道路工事における盛土管理をするものであり、掘削工区１のバックホウ１０に搭載され、通信機能を有する制御システム１００（図２参照）と、バックホウ１０のオペレータ又は掘削工区１の作業員が入力手段として使用する小型携帯端末１５０と、盛土工区２においてダンプ２０の運転手又は盛土工区２の作業員が入力通信手段として使用する携帯電話２００と、遠隔地に設置された施工管理サーバ３００と、道路工事作業現場の適所に設置された現場事務所ＰＣ４００とを備えている。

掘削工区１において、入力手段である小型携帯端末１５０はバックホウ１０に備えられる制御システム１００（図２参照）に接続され、制御システム１００に入力された情報は、制御システム１００に付属する衛星通信端末１２０（図２参照）から、その他の情報（例えばＧＰＳ衛星５００によるＧＰＳ情報に基づいて作成された位置情報等）とともに、通信衛星５２０を経由して施工管理サーバ３００に送信され、施工管理サーバ３００のデータベースに格納、蓄積される。小型携帯端末１５０により入力する情報には、掘削した盛土材料の土質情報と、盛土材料を積み込んだダンプ２０の特定情報であるトラックＩＤ番号が含まれる。

盛土工区２において、携帯電話２００を用いて入力した情報は携帯電話２００から直接施工管理サーバ３００に送信される。携帯電話２００により入力し送信する情報には、荷下ろししたダンプの特定情報であるトラックＩＤ番号と、荷下ろしした盛土箇所の位置情報とダンプ待ち台数等が含まれる。盛土箇所の位置情報は、例えば、盛土作業現場の管理ブロック番号と測点番号により与えられる。

また、盛土工区２においては、必要に応じ、振動ローラ４０による締め固め箇所の位置情報や転圧回数情報等、その他の情報を、同じ携帯電話２００或いは他の携帯電話を用いて入力し、施工管理サーバ３００に送信してもよい。

道路工事の施工管理者は、当日の作業完了後等に、現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００を経由して施工管理サーバ３００にアクセスし、蓄積されたデータを基に盛土管理表の帳票類を出力し、作業結果の確認を行う。

図２は、バックホウ１０に備えられる制御システム１００の全体構成を示す図である。制御システム１００は複数の制御ユニット１１２，１１４，１１６と、衛星通信端末１１８と、ＧＰＳユニット１２０と、メールスイッチ１２２とを有している。制御ユニット１１２は、バックホウ１０に搭載される油圧回路の油圧ポンプ等の制御を行う車体制御コントローラであり、制御ユニット１１４は水温、燃料残量等を表示するモニタコントローラであり、制御ユニット１１６はエンジン稼働時間や負荷情報等を収集、記憶するための情報収集コントローラである。衛星通信端末１１８は情報収集コントローラ１１６に収集された情報を通信衛星５２０を経由して施工管理サーバ３００に送信する。また、必要に応じ、施工管理サーバ３００から送信された情報を受信し、情報収集コントローラ１１６に与える。ＧＰＳユニット１２０は、ＧＰＳ衛星５００からのＧＰＳ情報と図示しないＧＰＳ基準局からの情報を受信し、バックホウ１０の位置を計測して情報収集コントローラ１１６に与えらる。情報収集コントローラ１１６にはメールスイッチ１２２と上記の小型携帯端末１５０が接続されている。メールスイッチ１２２は、作業イベント発生時にオペレータがスイッチ１２２を押下することにより、その時点のバックホウ１０の位置情報、スイッチ押下時刻、材料情報、トラックＩＤ番号をサーバに送信するためのスイッチである。メールスイッチ１２２が押されると、情報収集コントローラ１１６は衛星通信端末１１８を経由して情報を施工管理サーバ３００に送信する。

図３は施工管理サーバ３００の構成をその処理機能とともに示す図である。施工管理サーバ３００は、掘削工区１のバックホウ１０、盛土工区２の携帯端末２００、現場事務所ＰＣ４００との間で情報の送受信を行う通信インターフェース３１０と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３２０と、データベースを構成するハードディスク３３０と、ＣＰＵが行う演算処理のプログラムや制御演算に必要な基本データを格納するＲＯＭ３４０と、演算途中の値を一時的に記憶するＲＡＭ３５０、図示しないプリンタ、モニタ、入力手段等の外部端末インターフェース等から構成されている。ＣＰＵ３２０は、管理ブロック設定処理部３２２と、データ受信・格納処理部３２４と、データ出力処理部３２６の各機能を有している。ハードディスク３００は、管理ブロックＤＢ３３１と、積み込み情報ＤＢ３３２と、荷受け情報ＤＢ３３３と、盛土材料ＤＢ３３４の各種データベースを有している。

管理ブロック設定処理部３２２は、道路工事の施工管理者が、本施工作業における設計図と施工計画書に基づいて、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００経由で施工管理サーバ３００にアクセスすることにより、施工対象領域の情報管理を行なう管理ブロックを設定する処理を行う。管理ブロック設定処理３２２で入力された設定データは管理ブロックＤＢ３３１に格納される。

データ受信・格納処理部３２４は、図１の掘削工区１のバックホウ１０及び盛土工区２の携帯端末２００から送信された情報を施工管理サーバ３００の積み込み情報ＤＢ３３２及び荷受け情報ＤＢ３３３に格納、蓄積する処理を行う。

データ出力処理部３２６は、道路工事の施工管理者が、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００経由で施工管理サーバ３００にアクセスすることにより、管理ブロックＤＢ３３１、積み込み情報ＤＢ３３２、荷受け情報ＤＢ３３３、盛土材料ＤＢ３３４に格納されたデータを読み出し、帳票類を作成し出力する処理を行う。

図４〜図９は、管理ブロック設定処理部３２２により管理ブロックを設定するときに表示される画面を示す図である。

図４はそのスタート画面であり、メニュー７０１と、入力フォーム７０２とを備えている。メニュー７０１は管理ブロックを設定する項目の種類を表示する画面であり、管理ブロックの設定項目は、管理対象サイズの設定７０３、管理ブロックサイズの設定７０４、測点番号の設定７０５、基準点座標の設定７０６、ゾーン名称の設定７０７で構成されている。入力フォーム７０２には、メニュー７０１より選ばれた設定項目の入力値を入力する画面が表示される。

図５は、図４のメニュー７０１から管理対象サイズの設定７０３を選択したときに入力フォーム７０２に表示される画面である。この画面は、施工管理者が、施工エリア全域を含む立方体（管理対象ブロック７１１）を定義するためのものであり、管理対象ブロック７１１を定義するための高さ入力フィールド７１２、幅入力フィールド７１３、長さ入力フィールド７１４と、入力したデータをデータベース（管理ブロックＤＢ３３１）に登録するための登録ボタン７１５と、取消ボタン７１６を備えている。

図６は、図４のメニュー７０１から管理ブロックサイズの設定７０４を選択したときに入力フォーム７０２に表示される画面である。この画面は、図５で設定した管理対象ブロック７１１をメッシュブロック７２１に分割し、そのメッシュブロック７２１を設定する画面であり、１メッシュブロックの立方体の高さ、幅、長さ、メッシュブロック数を設定するための高さ入力フィールド７２２、幅入力フィールド７２３、長さ入力フィールド７２４、管理ブロック数入力フィールド７２５と、入力したデータをデータベース（管理ブロックＤＢ３３１）に登録するための登録ボタン７２６と、取消ボタン７２７を備えている。

図７は、図４のメニュー７０１から測点番号の設定７０５を選択したときに入力フォーム７０２に表示される画面である。この画面から、図５及び図６の画面により定義した管理対象ブロック７１１のメッシュブロック７２１の立方体毎に、管理対象ブロック７１１の長さ方向に符号７３６で示すような測点番号を入力する。

ここで、図７の画面で入力する測点番号について説明する。管理対象ブロック７１１の施工エリアには、予め位置情報としての測点番号が付されており、メッシュブロック７２１の立方体毎の測点番号は、その施工エリアの測点番号と目盛番号（メッシュブロック７２１の立方体の長さ）との組み合わせにより与える。例えば、管理対象ブロック７１１の施工エリアの測点番号が１で、メッシュブロック７２１の立方体の長さが２０ｍであるとすれば、図示左端のメッシュブロック７２１の測点番号＃＃−＃＃は１−００であり、左から二番目のメッシュブロック７２１の測点番号＃＃−＃＃は１−２０であり、測点数が６であるとすると、図示右端のメッシュブロック７２１の測点番号＃＃−＃＃は１−１００である。途中で測点番号が変わる場合もある。

図７の画面は、測点番号の開始番号（上記の例では１−００）を入力する測点開始入力フィールド７３１、測点番号の終了番号（上記の例では１−１００）を入力する測点終了入力フィールド７３２、測点数（上記の例では６）を入力する測点数入力フィールド７３３、測点間の距離（上記の例では１００ｍ）を入力する測点間距離入力フィールド７３４、目盛間の距離（上記の例では２０ｍ）を入力する目盛間距離入力フィールド７３５と、入力したデータをデータベース（管理ブロックＤＢ３３１）に登録するための登録ボタン７３７と、取消ボタン７３８を備えている。

図８は、図４のメニュー７０１から基準点座標の設定７０６を選択したときに入力フォーム７０２に表示される画面である。この画面は、定義した管理対象ブロック７１１の基準点の座標値を設定するため、基準点を持つメッシュブロック７２１の番号を設定する管理ブロック番号入力フィールド７４１と、その基準点の座標値を入力する横座標入力フィールド７４２、縦座標入力フィールド７４３、標高入力フィールド７４４、緯度入力フィールド７４５、経度入力フィールド７４６と、入力したデータをデータベース（管理ブロックＤＢ３３１）に登録するための登録ボタン７４７と、取消ボタン７４８を備えている。

図９は、図４のメニュー７０１からゾーン名称の設定７０７を選択したときに入力フォーム７０２に表示される画面である。この画面は、作業ヤードのゾーン名称を管理ブロック番号毎に設定するため、ゾーン名称選択プルダウン７５１と、ゾーン名称選択プルダウン７５１で選択したゾーン名称の作業ヤードに含まれる管理ブロック番号を入力する管理ブロック番号入力フィールド７５２と、入力したデータをデータベース（管理ブロックＤＢ３３１）に登録するための登録ボタン７５３と、取消ボタン７５４を備えている。

図１０は、管理ブロックDＢ３３１に格納された管理ブロック設定データを示す図である。管理ブロックＤＢには、上記のようにして入力され設定された管理対象ブロック７１１の幅、高さ、長さ（管理対象サイズ）、メッシュブロック７２１の幅、高さ、長さ（管理ブロックサイズ）、管理ブロック数、測点番号、目盛番号、測点数、測点間の距離、目盛間の距離、基準点の横座標値、縦座標値、標高、経度、緯度（基準点座標）、管理ブロック番号、ゾーン名称等が格納されている。

図１１は、積み込み情報ＤＢ３３２に格納された積み込み情報を示す図である。積み込み情報ＤＢ３３２には、ダンプ２０のトラックＩＤ番号、積み込み日時、積み込み時刻、バックホウ１０の号機番号、盛土材料名、バックホウ１０の位置情報（緯度、経度）等が格納されている。

図１２は、荷受け情報ＤＢ３３３に格納された荷受け情報を示す図である。荷受け情報ＤＢ３３３には、荷受けをしたダンプ２０のトラックＩＤ番号、荷受け日時、荷受け時刻、荷受け箇所（盛土箇所）の位置情報（測点番号及び管理ブロック番号）、そのときのダンプ待ち台数等が格納されている。

図１３は、盛土材料ＤＢ３３４に格納された盛土材料情報を示す図である。盛土材料ＤＢ３３４には、、コード１：れき質土、コード２：粘性土、コード３：砂質土、コード４：普通土、コード５：岩塊玉石、コード６：改良土、コード７：砕石、コード８：砂利というように盛土材料のコードと名称の関係が格納されている。盛土材料の入力や出力表示は、「れき質土」、「粘性土」等の日本語で行うが、施工管理サーバ３００内では、それらをコードに変換して処理、格納する。盛土材料ＤＢ３３４の情報はその変換処理に際して使用される情報である。

以上において、小型携帯端末１５０及びバックホウ１０に備えられる制御システム１００は、掘削工区１において、バックホウ１０が掘削した盛土材料の土質に関する情報とその盛土材料を積み込んだ運搬車両（ダンプ２０）の特定情報を入力する通信機能を備えた第１入力通信手段を構成し、携帯電話２００は、盛土工区２において、盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報とを入力する通信機能を備えた第２入力通信手段を構成し、施工管理サーバ３００（管理ブロック設定処理部３２２、データ受信・格納処理部３２４、管理ブロックＤＢ３３１、積み込み情報ＤＢ３３２及び荷受け情報ＤＢ３３３）は、第１入力通信手段より送信した盛土材料の土質に係わる情報と運搬車両の特定情報、及び第２入力通信手段より送信した運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報を受信し、それらを盛土情報として蓄積管理するサーバを構成し、施工管理サーバ３００のデータ出力処理部３２６及び盛土材料ＤＢ３３４と現場事務所ＰＣ４００は、前記サーバに蓄積管理した盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力する情報出力手段を構成する。

次に、図１４〜図１８を用いて、本実施の形態の盛土施工管理支援システムによる道路工事の盛土作業における管理ブロックの設定、各種データの収集、帳票類の生成までの一連の動作を説明し、合わせて管理ブロック設定処理部３２２、データ受信・格納処理部３２４、データ出力処理部３２６の機能の詳細を説明する。

図１４は、管理ブロックの設定、各種データの収集、帳票類の生成までの一連の工程の全体概要を示すフローチャートであり、図１５は、図１４に示す管理ブロック設定処理（管理ブロック設定処理部３２２の機能）の詳細を示すフローチャートであり、図１６は、図１４に示すデータ受信・データ格納処理（データ受信・格納処理部３２４の機能）の詳細を示すフローチャートであり、図１７は、図１４に示すデータ出力処理（データ出力処理部３２６の機能）の詳細を示すフローチャートであり、図１８は、図１７に示す帳票類出力処理の詳細を示すフローチャートである。
＜全体概要＞
図１４のステップＳ００１において、道路工事の施工管理者は、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００を経由して、施工管理サーバ３００にアクセスする。次にステップＳ００２において、施工管理者は、本施工作業における設計図と施工計画書に基づいて図示しない施工目標画面から、必要事項を入力して図３に示すハードディスク３３０内の図示しない施工目標データベースに登録する。次にステップＳ００３において、図４の管理ブロック設定画面により、図５〜図９に示す各種設定画面から、管理ブロックの設定処理（詳細は後述）を行い、作業管理ブロックを定義する。次にステップＳ００４において施工作業が開始されたら、ステップＳ００５にけるデータ受信・格納処理（詳細は後述）により、各種施工機械から送信されてくる管理データを、図１及び図３の施工管理サーバ３００のハードディスク３３０内の管理ブロックＤＢ３３１に蓄積する。次にステップＳ００６において施工作業が終了したら、ステップＳ００７のデータ出力処理（詳細は後述）において、施工管理者は、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００を経由して施工管理サーバ３００にアクセスし、帳票類を出力させ、作業状況の確認を行う。
＜管理ブロック設定処理＞
図１４のステップＳ００３における管理ブロックの設定処理の詳細を図１５を用いて説明する。

図１５のステップＳ１０１において、施工管理者が、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００経由で、施工管理サーバ３００にアクセスし、図４の管理ブロック設定画面を表示させる。次にステップＳ１０２で、図４のメニュー７０１から管理対象サイズの設定７０３を選択し、図５に示す管理対象サイズの設定画面を表示させ、高さ入力フィールド７１２、幅入力フィールド７１３、長さ入力フィールド７１４に所定の値を入力し、管理対象ブロック７１１を設定する。次にステップＳ１０３において、図４のメニュー７０１から管理ブロックサイズの設定７０４を選択し、図６に示す管理ブロックサイズの設定画面を表示させ、高さ入力フィールド７２２、幅入力フィールド７２３、長さ入力フィールド７２４、管理ブロック数入力フィールド７２５に、１メッシュブロック毎のサイズを定義するために所定の値を入力し、１メッシュブロック立方体７２１を定義する。次にステップＳ１０４において、図４のメニュー７０１から測点番号の設定７０５を選択し、図７に示す測点番号の設定画面を表示させ、測点開始入力フィールド７３１に設定する測点の開始番号を入力し、測点終了入力フィールド７３２に測点の設定を終了する測点終了番号を入力し、測点数入力フィールド７３３、測点間距離入力フィールド７３４、目盛間入力フィールド７３５に所定の値を入力し、測点番号７３６を設定する。次にステップＳ１０５において、図４のメニュー７０１から基準点座標の設定７０６を選択し、図８に示す基準点座標の設定画面を表示させ、基準点を持つ管理ブロックの番号を管理ブロック番号入力フィールド７４１に入力し、その管理ブロックの基準点座標の情報を横座標入力フィールド７４２、縦座標入力フィールド７４３、標高入力フィールド７４４、緯度入力フィールド７４５、経度入力フィールド７４６にそれぞれ所定の値を入力し、基準点座標の設定を行なう。次にステップＳ１０６において、図４のメニュー７０１からゾーン名称の設定７０７を選択し、図９に示すゾーン名称の設定画面を表示させ、ゾーン名称選択プルダウン７５１より作業ヤードのゾーン名称を選択し、そのヤードの領域に含まれている管理ブロック番号を、管理ブロック番号入力フィールド７５２に入力し、入力完了後登録ボタン７５３を押下し、ゾーン名称を定義する。以上のようにステップＳ１０２〜ステップＳ１０６で設定したデータは、図１０に示すように管理ブロックＤＢ３３１に格納される。
＜データ受信・格納処理＞
図１４のステップＳ００５におけるデータ受信・格納処理の詳細を図１６を用いて説明する。

施工作業が開始されたら、各種施工機械から発信される施工データを、図１に示す施工管理サーバ３００に情報を蓄積させる。図１６のステップＳ２０１において、掘削工区１のバックホウ１０からのデータを受信したならば、それらのデータを図１１に示すように積み込み情報ＤＢ３３２に格納する。次に、ステップＳ２０３において、盛土区画２の携帯電話２００からデータを受信したならば、それらのデータを図１２に示すように荷受け情報ＤＢ３３３に格納する。

また、盛土工区２から振動ローラ４０による締め固め箇所の位置情報や転圧回数情報等のその他のデータが送信される場合は、それらのデータを受信し、図示しないデータベースに格納する。
＜データ出力処理＞
図１４のステップＳ００７におけるデータ出力処理の詳細を図１７及び図１８を用いて説明する。

データ出力処理は、作業終了後又は作業過程においての施工経過及び結果を確認するための処理である。

図１７のステップＳ３０１において、施工管理者は、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００を経由して、施工管理サーバ３００にアクセスし、表示させたい管理ブロック番号を入力し、ステップＳ３０２において帳票類出力処理を行なう。
＜帳票類出力処理＞
帳票類出力処理は次のように行われる。

図１８のステップＳ４０１において、入力した管理ブロック番号をキーにして、上記のように管理ブロック設定処理において管理ブロックＤＢ３３１に設定されたデータと、上記のようにデータ受信・格納処理において積み込み情報ＤＢ３３２と荷受け情報ＤＢ３３３とに蓄積されたデータと、予め盛土材料ＤＢ３３４に設定したデータの照合処理を行い、検索を行なう。次にステップＳ４０２において、ハードディスク３３０に格納されている「エクセル」（商標名）が起動し、新規のエクセルファイルが読み込まれる。次にステップＳ４０３において、ステップＳ４０１の検索結果から、該当する管理ブロック番号の情報を管理ブロックＤＢ３３１から出力し、測点番号毎のワークシートに横断方向の該当メッシュブロックを含む断面の平面図のマトリックス（セル）を生成する。次にステップＳ４０４において、測点番号毎のワークシートに縦断方向の該当メッシュブロックを含む断面の平面図のマトリックス（セル）を生成する。次にステップＳ４０５において、エクセルファイルの各ワークシートに管理ブロック毎のゾーン名称が記述された平面図を生成する。次にステップＳ４０６において、各メッシュブロックを示すセル内に、積み込み情報ＤＢ３３２と荷受け情報ＤＢ３３３と盛土材料ＤＢ３３４から収集し、計算した情報を割り当て、表示させる。盛土材料の種類（材質の種別）は、例えばセルに色を付け、表示させることも可能である。次にステップＳ４０７において、出力された帳票類をエクセル形式ファイルとして保存する。

なお、上記実施の形態では、アプリケーションソフト（表計算ソフト）として「エクセル」を用いたが、例えば「ロータス」等、それ以外のソフトを用いてもよい。また、上記実施の形態では、施工管理者が、図１の現場事務所ＰＣ４００からインターネット網６００を経由して、施工管理サーバ３００にアクセスし、施工管理サーバ３００のエクセルを起動して帳票類出力処理を行ったが、施工管理サーバ３００の端末から直接エクセルを起動して帳票類出力処理を行ってもよい。

また、上記実施の形態では、掘削工区１において、小型携帯端末１５０により掘削した盛土材料の土質に関する情報として、その土質情報（土質の種類）を直接入力した。しかし、事前の調査により掘削工区の土質が分かっている場合は、施工管理サーバ３００内に掘削工区の位置情報と土質情報との相関情報を予め設定しておくことにより、バックホウ１０に備えられる制御システム１００から送信されるＧＰＳの位置情報に基づいて掘削工区の位置に対応する土質の種類を決定し、土質情報を得てもよい。

図１９は、施工結果を帳票として出力する盛土管理表のイメージを示す図である。図１９において、横断方向表示８１０、縦断方向表示８２０、ゾーン表示８３０にそれぞれデータが保持されており、エクセルのワークシートを用いて、それぞれの施工結果を平面データで表示し、管理ブロック別にセル単位で施工情報を出力し、確認可能である。横断方向表示８１０は図７の管理対象ブロック７１１を測点番号を付した位置でメッシュブロック７２１の境界に沿って幅方向に切断した断面（横断面）でのデータ表示であり、縦断方向表示８２０は図７の管理対象ブロック７１１をメッシュブロック７２１の境界に沿って長さ方向に切断した断面（縦断面）でのデータ表示である。幅方向（横断方向）、長さ方向（縦断方向）、高さ方向がそれぞれｘ座標、ｙ座標、ｚ座標として管理されている。

図２０は盛土管理表の横断方向表示８１０の一例を示す図である。図中、符号８５２は図７の測点番号７３６に対応する測点番号であり、管理対象ブロック７１１の測点番号の最大番号までを１＋００から２０単位で発番する。符号８５４は管理対象ブロック７１１の幅番号であり、管理対象ブロック７１１の幅÷メッシュブロック７２１の幅（小数点以下切り捨て）の数値までをＷ１から順に発番する。符号８５６は管理対象ブロック７１１の高さ番号であり、管理対象ブロック７１１の高さ÷メッシュブロック７２１の高さ（小数点以下切り捨て）の数値までをＨ１から順に発番する。

図２１は盛土管理表の縦断方向表示８２０の一例を示す図である。図中、符号８６２は管理対象ブロック７１１の幅番号であり、管理対象ブロック７１１の幅÷メッシュブロック７２１の幅（小数点以下切り捨て）の数値までをＷ１から順に発番する。符号８６４は管理対象ブロック７１１の長さ番号であり、管理対象ブロック７１１の長さ÷メッシュブロック７２１の長さ（小数点以下切り捨て）の数値までをＬ１から順に発番する。符号８６６は管理対象ブロック７１１の高さ番号であり、管理対象ブロック７１１の高さ÷メッシュブロック７２１の高さ（小数点以下切り捨て）の数値までをＨ１から順に発番する。

測点番号８５２は、管理ブロック処理部３２２により図７の測点番号７３６として管理ブロックＤＢ３３１に格納した値である。幅番号８５４、高さ番号８５６，８６６、長さ番号８６４は、図１８のステップＳ４０１でデータ出力処理部３２６が管理ブロック番号をキーにしてデータを照合・検索後、ステップＳ４０２でエクセルが起動し、ステップＳ４０３〜Ｓ４０５で各平面図を作成するときに付される値である。

盛土管理表の横断方向表示８１０、縦断面方向表示８２０の各セルはメッシュブロック７２１に対応しており、そのメッシュブロック７２１における盛土材料名、盛土量等の情報が表示される。この盛土材料名と盛土量は、図１８のステップＳ４０６において、積み込み情報ＤＢ３３２、荷受け情報ＤＢ３３３、盛土材料ＤＢ３３４から収集し割り当てられたデータであり、盛土材料名にはれき質土、粘せい土、砂質土等の名称が付され、盛土量は例えば荷受けデータの受信回数×１回の積載土量により計算され、その値が表示される。

以上のように構成した本実施の形態によれば、掘削工区１の小型携帯端末１５０及びバックホウ１０に備えられる制御システム１００により、掘削工区１において、バックホウ１０が掘削した盛土材料の土質に関する情報とその盛土材料を積み込んだ運搬車両（ダンプ２０）の特定情報を入力・送信し、盛土工区２の携帯電話２００により、盛土工区２において、盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報とを入力・送信し、施工管理サーバ３００（管理ブロック設定処理部３２２、データ受信・格納処理部３２４、管理ブロックＤＢ３３１、積み込み情報ＤＢ３３２及び荷受け情報ＤＢ３３３）により、上記のように送信した盛土材料の土質に係わる情報と運搬車両の特定情報及び運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報を受信し、それらを盛土情報として蓄積管理し、施工管理サーバ３００のデータ出力処理部３２６及び盛土材料ＤＢ３３４と現場事務所ＰＣ４００により、蓄積管理したその盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力するため、盛土層の位置情報や盛土材料の種類情報を含む盛土情報を把握し、管理、出力する手段が提供され、盛土作業における各種情報の収集・把握と、施工結果の管理、帳票作成を容易に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、施工管理サーバ３００のデータ出力処理部３２６で市販の表計算アプリケーションソフトである「エクセル」（商標名）を用いて出力できるようにしたため、誰にでも簡単に利用できるようになり、かつ帳票の作成が自動化されるので、帳票作成業務の効率が向上する。

道路工事における施工工程の全体概要と本発明の盛土施工管理支援システムの全体構成を示す図である。バックホウに備えられる制御システム１００の全体構成を示す図である。施工管理サーバの構成をその処理機能とともに示す図である。管理ブロック設定処理部により管理ブロックを設定するときに表示される画面のスタート画面である。図４のメニューから管理対象サイズの設定を選択したときに入力フォームに表示される画面である。図４のメニューから管理ブロックサイズの設定を選択したときに入力フォームに表示される画面である。図４のメニューから測点番号の設定を選択したときに入力フォームに表示される画面である。図４のメニューから基準点座標の設定を選択したときに入力フォームに表示される画面である。図４のメニューからゾーン名称の設定を選択したときに入力フォームに表示される画面である。管理ブロックDＢに格納された管理ブロック設定データを示す図である。積み込み情報ＤＢに格納された積み込み情報を示す図である。荷受け情報ＤＢに格納された荷受け情報を示す図である。盛土材料ＤＢに格納された盛土材料情報を示す図である。管理ブロックの設定、各種データの収集、帳票類の生成までの一連の工程の全体概要を示すフローチャートである。図１４に示す管理ブロック設定処理（管理ブロック設定処理部の機能）の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すデータ受信・データ格納処理（データ受信・格納処理部の機能）の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すデータ出力処理（データ出力処理部の機能）の詳細を示すフローチャートである。図１７に示す帳票類出力処理の詳細を示すフローチャートである。施工結果を帳票として出力する盛土工程管理表のイメージを示す図である。盛土量管理表の横断の管理データを示す図である。盛土量管理表の縦断の管理データを示す図である。

符号の説明

１掘削工区
２盛土工区
１０バックホウ
２０ダンプ
３０ブリードー座
４０振動ローラ
５０バックホウ
１００制御システム
１１２，１１４，１１６制御ユニット
１１８衛星通信端末
１２０ＧＰＳユニット
１２２メールスイッチ
１５０小型携帯端末
２００携帯電話
３００施工管理サーバ
３１０通信インターフェース
３２０ＣＰＵ
３２２管理ブロック設定処理部
３２４データ受信・格納処理部
３２６データ出力処理部
３３０ハードディスク
３３１管理ブロックＤＢ
３３２積み込み情報ＤＢ
３３３荷受け情報ＤＢ
３３４盛土材料ＤＢ
４００現場事務所ＰＣ
５００ＧＰＳ衛星
５２０通信衛星
６００インターネット網
７０１メニュー
７０２入力フォーム
７０３管理対象サイズの設定
７０４管理ブロックサイズの設定
７０５測点番号の設定
７０６基準点座標の設定
７０７ゾーン名称の設定
７１１管理対象ブロック
７１２高さ入力フイールド
７１３幅入力フィールド
７１４長さ入力フィールド
７１５登録ボタン
７２１メッシュブロック
７２２高さ入力フィールド
７２３幅入力フィールド
７２４長さ入力フィールド
７２５管理ブロック数入力フィールド
７２６登録ボタン
７３１測点開始入力フィールド
７３２測点終了入力フィールド
７３３測点数入力フィールド
７３４測点間距離入力フィールド
７３５目盛間距離入力フィールド
７３６測点番号
７３７登録ボタン
７４１管理ブロック番号入力フィールド
７４２横座標入力フィールド
７４３縦座標入力フィールド
７４５標高入力フィールド
７４６緯度入力フィールド
７４７経度入力フィールド
７４８登録ボタン
７５１ゾーン名称選択プルダウン
７５２管理ブロック番号入力フィールド
７５３登録ボタン
８１０横断方向表示
８２０縦断方向表示
８３０ゾーン表示
８５２測点番号
８５４管理対象ブロックの幅番号
８５６管理対象ブロックの高さ番号
８６２管理対象ブロックの幅番号
８６４管理対象ブロックの長さ番号
８６６管理対象ブロックの高さ番号

Claims

掘削工区においてバックホウにより盛土材料を掘削し、その盛土材料を運搬車両に積み込んで盛土工区へと運搬し、その盛土工区の盛土箇所において運搬車両から盛土材料を降ろして盛土作業を行う土木工事の盛土施工管理支援システムにおいて、
前記掘削工区において、前記バックホウが掘削した盛土材料の土質に関する情報とその盛土材料を積み込んだ運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報を入力する入力機能と、前記入力した情報を無線で送信する通信機能を備えた第１入力通信手段と、
前記盛土工区において、前記盛土箇所に前記盛土材料を降ろした運搬車両の特定情報と前記盛土箇所の位置情報とを含む第２盛土情報を入力する入力機能と、前記入力した情報を無線で送信する通信機能を備えた第２入力通信手段と、
前記第１入力通信手段より無線で送信した盛土材料の土質に係わる情報と運搬車両の特定情報を含む第１盛土情報、及び前記第２入力通信手段より無線で送信した運搬車両の特定情報と盛土箇所の位置情報を含む第２盛土情報を受信し、前記第１及び第２盛土情報を蓄積管理するサーバと、
前記サーバに蓄積管理した前記第１及び第２盛土情報を視認可能な盛土領域の垂直断面情報に変換し出力する情報出力手段とを備え、
前記サーバは、前記盛土工区を管理したい任意の寸法に設定可能である立方体に分割することで複数のメッシュブロックを生成し、この複数のメッシュブロックを含む３次元の管理ブロックを設定する機能を有し、
前記情報出力手段は、
前記第１及び第２盛土情報に基づいて、前記盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を、前記複数のメッシュブロックのそれぞれの立方体に割り当てて出力することを特徴とする土木工事の盛土施工管理支援システム。
請求項１記載の土木工事の盛土施工管理支援システムにおいて、
前記情報出力手段は、前記盛土箇所で施工した盛土材料の種類情報と前記盛土箇所の位置情報を盛土領域の垂直断面に関連付けて任意のアプリケーションソフトのワークシートに割り当て、このアプリケーションソフトにより帳票を作成し、出力する手段であることを特徴とする土木工事の盛土施工管理支援システム。
請求項１記載の土木工事の盛土施工管理支援システムにおいて、
前記第１入力通信手段に入力される盛土材料の土質に関する情報は、前記掘削工区の土質の種別情報であることを特徴とする土木工事の盛土施工管理支援システム。
請求項１記載の土木工事の盛土施工管理支援システムにおいて、
前記第１入力通信手段に入力される盛土材料の土質に関する情報は、前記掘削工区の位置情報であり、前記サーバは、前記掘削工区の位置情報と予め入力した位置と土質の相関情報に基づき前記位置情報に対応する土質の種別を決定し、蓄積することを特徴とする土木工事の盛土施工管理支援システム。