JP4730765B2 - 異常検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば船舶内の所定の区域内で作業員が１人で特定の業務を行っている場合に、その作業員が正常に業務を行っているかどうかを判断し、異常であると判断した場合には警報を発する異常検知装置に関する。

非特許文献１には、タイマーとリセットスイッチから構成されるデッドマンアラームが開示されている。このデッドマンアラームによると、作業員は作業中であってもリセットスイッチが置かれている場所まで行き、定期的にタイマーをリセットすることで、作業場所以外の人間に無事をしらせる。即ち、非特許文献１のデッドマンアラームは、作業員がリセットスイッチによりタイマーをリセットしないで、タイマーに予め設定された時間を経過すると警報を発する。

特許文献１には、船舶のブリッジなどで作業員が一人で監視業務に従事している場合に、この作業員が正常に監視業務を行っているかどうかを判断するためのワンマン就労監視アラーム装置が開示されている。このワンマン就労監視アラーム装置は、メッセージ出力装置と、就労異常検知装置と、アラーム出力装置とを有する。メッセージ出力装置は、一定時間毎に作業員にメッセージ入力を促すメッセージを出力する。就労異常検知装置は、メッセージ出力装置の指示に従った作業員による入力の有無及び入力されたデータの正常性を判断して就労異常を検知する。アラーム出力装置は、就労異常検知装置で就労異常が検知された場合に、監視員室へアラームを発する。このワンマン就労監視アラーム装置により、作業員の就労状況の判断が行えるとともに、作業員の居眠り防止も行える。

また、特許文献２には、本発明に関連する技術が開示されている。特許文献２の侵入物検出装置は、船舶に設けられ、海、川、湖等の水面上の侵入物を監視する装置であり、赤外線カメラと、輝度算出手段と、輝度変化情報抽出手段と、検出手段とを有する。赤外線カメラは物体から発生する赤外線を画像化する。輝度算出手段は、赤外線カメラで撮像された水面を含む画像データ中の各部の輝度を求める。輝度変化情報抽出手段は、輝度算出手段で求められた輝度に基づいて各部の輝度変化を求める。検出手段は、輝度変化情報抽出手段により求められた輝度変化情報に基づいて水面部分からの侵入物を識別する。この侵入物検出装置によると、水面の輝度は低いが、水面或いはその付近のカメラの撮像範囲内に存在し得る島、他の船舶などの侵入物は輝度が高くなる。従って、その輝度の大小関係から水面と侵入物を分離識別できる。
http://www.seabmarine.se/W1-manual_v1_n.pdf 特開平５−８１５８１ 「ワンマン就労監視アラーム装置」 特開平１０−２８３４６６ 「侵入物検出装置」

しかし、非特許文献１の装置では、作業員は、どのような作業を行っていたとしても、必ず定期的にリセットスイッチの場所まで行きリセットスイッチを直接動作させなければならない。従って、このリセット動作は、作業員にとって非常に煩わしいものであった。

同様に、特許文献１の装置でも、作業員は、必ず定期的にメッセージ入力を行わなければならず、作業員に余計な負担を強いていた。

そこで、本発明の目的は、作業員に余計な負担をかけずに、所定の区画で１人で作業する作業員の存在の有無、及び、この作業員が倒れ若しくは居眠りをしていないかを自動的に判断して、異常であると判断した場合には、外部の人間に警報を発することができる異常検知装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記目的を達成するため、本発明によると、所定の区画内において１人で作業をする作業員の作業状態を判断して、この判断結果を区画の外部に知らせる異常検知装置であって、
所定の区画内に間隔をおいて配置され、それぞれ区画内の所定の範囲において作業員が存在するかどうかを検知し、作業員が存在するかどうかを示す信号を出力する同一種類の複数の検知手段と、
該複数の検知手段からの信号に基づいて、作業員に動きがあるかどうかに関する作業状態を判断してその判断結果を示す信号を出力する判断手段と、
該判断手段からの信号に基づいて、前記区画の外部に作業員の作業状態を知らせる伝達手段と、を備え、
前記判断手段は、所定時間にわたって同一の検知手段から作業員の存在を示す検知信号を受け続けており、かつ、当該所定時間内に当該検知手段とは別の前記検知手段から前記検知信号を受けない場合に、作業員に動きがないことを示す信号を前記伝達手段に出力する、ことを特徴とする異常検知装置が提供される。

複数の検知手段の各々が区画の所定範囲で作業員の存在の有無を検知することで、作業員に動きがあるかを区画の外部に自動的に伝達することができる。即ち、区画で１人で作業する作業員に余計な負担をかけずに、作業員が倒れ若しくは居眠りをしていないかを自動的に判断して、異常であると判断した場合には、警報などにより外部の人間に異常を知らせることができるようになる。作業員に動きがない状態である場合には、この状態を区画の外部に伝達することができる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記判断手段は、所定時間にわたって前記複数の検知手段のいずれからも作業員が存在しないことを示す信号を受信し続けた場合には、作業員が存在しないことを示す信号を前記伝達手段に出力する。

これにより、作業員が区画に存在しない場合には、作業員が存在しないことを区画の外部に適切に知らせることができる。

また、本発明の好ましい実施形態によると、前記判断手段は、所定時間にわたって前記複数の検知手段のいずれからも作業員が存在しないことを示す信号を受信し続けた場合には、前記伝達手段に作業員が存在しないことを示す信号を出力し、前記判断手段は、所定時間にわたって同一の検知手段から作業員の存在を示す信号を受け続けている場合には、作業員に動きがないことを示す信号を前記伝達手段に出力し、前記伝達手段は、作業員が存在しない場合と、作業員に動きがない場合とを区別して、区画の外部に作業員の状態を伝達する。

これにより、区画の外部において、作業員が存在しないことと、作業員に動きがないことを区別して知ることができる。

また、本発明の好ましい実施形態によると、
前記複数の検知手段は、複数の赤外線センサであり、
前記判断手段は、複数のリレー回路と比較回路と内部警報装置を有し、
前記伝達手段は、外部警報装置を有し、
複数の赤外線センサは、所定の区画内に間隔をおいて配置され、それぞれ区画内の所定の範囲内において作業員の発する熱線により作業員の存在を検知し、作業員の存在を検知した場合には所定の電圧信号を出力し、
複数のリレー回路は、それぞれ対応する単一の前記赤外線センサからの出力を受け、
比較回路は、前記複数のリレー回路からの信号を受け、
内部警報装置は、区画内に警報を発し、
外部警報装置は、該内部警報装置が警報を発してから、所定時間経過した場合には、区画の外部に警報を発し、
前記複数のリレー回路からの信号を受けるＡＮＤ回路を有する演算回路と、
前記区画内に設けられ、内部警報装置が警報を発してから所定時間内に作業員に動作されることで、外部警報装置に警報させないようにするリセット装置と、を備え、
前記各リレー回路は、前記電圧信号を受けた場合には、演算回路へローレベル信号、比較回路へハイレベル信号を出力し、前記電圧信号を受けない場合には、演算回路へハイレベル信号、比較回路へローレベル信号を出力し、
演算回路は、前記ＡＮＤ回路が所定時間にわたってハイレベル信号を出力し続けている場合には、内部警報装置に警報を行わせ、
前記比較回路は、所定時間にわたって同一のリレー回路からハイレベル信号を受け続けており、かつ、当該所定時間内に当該リレー回路とは別の前記リレー回路からハイレベル信号を受けない場合に、作業員に動きがないことを示す警報を内部警報装置に行わせる。

これにより、区画で１人で作業する作業員に余計な負担をかけずに、作業員の存在の有無、及び、この作業員が倒れ若しくは居眠りをしていないかを自動的に判断して、異常であると判断した場合には、警報などにより外部の人間に異常を知らせることができるようになる。また、外部警報装置が警報を発する前に、予め内部警報装置が区画内に警報を発して作業員に警告するので、誤った外部警報を防止できる。

本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態による異常検知装置の構成図である。図１に示すように、異常検知装置１０は、複数の赤外線センサ２と、各赤外線センサ２からの出力を受ける複数のリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、複数のリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからの出力を受ける演算回路６と、複数のリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからの出力を受ける比較回路８と、演算回路６又は比較回路８から信号を受ける警報回路９と、警報回路９からの動作信号を受けて警報を発する内部警報装置１１及び外部警報装置１２とを備える。

複数の赤外線センサ２は、例えば船内の所定の区画１に一定の間隔を置いて配置される。各赤外線センサ２は、人間が発する赤外線を検知するように構成されており、区画１内の所定の範囲内おいて人間の存在の有無を検知する。赤外線センサ２が所定の区画１に一定間隔で配置されることで、この区画１で１人で作業に従事する作業員の存在の有無を検知することができる。即ち、作業員が、正常に動いて作業をしていれば、所定時間内にいずれかの赤外線センサ２によりこの作業員が検知されるように、複数の赤外線センサ２が配置される。各赤外線センサ２は、作業員の存在を検知している場合には、所定電圧を対応するリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに出力する。一方、各赤外線センサ２が作業員の存在を検知していない場合には、対応するリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに例えば０Ｖ電圧を出力する。なお、所定の区画１は、例えば、ＩＢＳ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｂｒｉｄｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や海図台のある区画などであるが、これら以外の他の適切な区画であってよい。

各リレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、対応する赤外線センサ２から閾値以上の電圧を受けている場合には、即ち、作業員が存在することを示す信号を受けている場合には、比較回路８への接点を閉じ比較回路８へハイレベル信号を与え、演算回路６への接点を開き演算回路６へローレベル信号を与える。一方、各リレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、対応する赤外線センサ２から閾値未満の電圧、即ち、作業員が存在しないことを示す信号を受けている場合には、演算回路６への接点を閉じ演算回路６へハイレベル信号を与え、比較回路８への接点を開け比較回路８へはローレベル信号を与える。この閾値は、赤外線センサ２が作業員を検知している時に出力する電圧よりも小さく、かつ、０Ｖより大きく設定する。リレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、公知の適切なものを用いることができる。

演算回路６には、ＡＮＤ回路及びタイマーが組み込まれている。図１に示すように、このＡＮＤ回路がリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからの出力を受ける。ＡＮＤ回路が、複数の（図１の例では、４つ）リレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのすべてから作業員が存在しないことを示すハイレベル信号を受けると、演算回路６のタイマーが時間のカウントを開始する。タイマーがカウントを開始してから所定時間経過しても依然としてすべてのリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからハイレベル信号を受け続けている場合には、即ち、依然としてＡＮＤ回路がハイレベル信号を出力し続けていている場合には、演算回路６は、警報信号として例えばハイレベル信号を警報回路９へ出力する。

一方、比較回路８は、いずれかのリレー回路（例えば、リレー回路４ａ）からハイレベル信号を受けると、このリレー回路４ａからハイレベル信号を受けていることを記憶すると共に、比較回路８に内蔵されたタイマーが時間のカウントを開始する。比較回路は、タイマーがカウントしてから所定時間経過しても、上記記憶された入力状態と比較して、依然として継続的に同一のリレー回路４ａからハイレベル信号を受けていると判断した場合には、警報回路９へ警報信号としてハイレベル信号を出力する。一方、比較回路８は、タイマーがカウントを開始してから、所定時間経過する前に、ハイレベル信号を受けているリレー回路が変わった場合には、新たな入力状態を記憶し、タイマーをリセットして新たなカウントをタイマーに開始させる。例えば、リレー回路４ａではなくリレー回路４ｂからハイレベル信号を受けるようになった場合である。また、比較回路８は、タイマーがカウントを開始してから、所定時間経過する前に、どのリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからもハイレベル信号を受けなくなったら、タイマーをリセットして停止させる。

警報回路９は、演算回路６又は比較回路８から警報信号を受けると、動作信号を内部警報装置１１へ出力すると共に、警報回路９に内蔵されたタイマーに時間のカウントを開始させる。内部警報装置１１は、警報回路９から動作信号を受けると区画１に警報を発する。

区画１には、内部警報装置１１の近くにリセット装置１４が設けられている。警報回路９のタイマーのカウント開始から所定時間内に、作業員が内部警報装置１１の警報に気づきリセット装置１４のリセットボタンを押すと警報回路９へリセット信号が出力され、警報回路９のタイマーはカウントをリセットして動作を停止する。これと同時に警報回路９は、警報停止信号を内部警報装置１１に出力して警報を停止させる。これに対し、内部警報装置１１が警報を発してから、即ち、内部警報装置１１のタイマーがカウントを開始してから所定時間が経過するまでに、作業員がリセット装置１４のリセットボタンを押さなければ、警報回路９のタイマーが切れ、警報回路９は外部警報装置１２に動作信号を出力する。

外部警報装置１２は警報回路９から動作信号を受けると、区画１の外部に警報を発する。これにより、区画１内に作業員が１人で作業をしていても、外部にいる人間が外部警報装置１２の警報を聞くことにより、区画１内に作業員が存在していないこと、又は作業員が倒れ若しくは居眠りしていることを知ることができる。なお、警報回路９は、演算回路６から警報信号を受けた場合と、比較回路８から警報信号を受けた場合とを区別して動作信号を外部警報装置１２に出力してもよい。この場合は、外部警報装置１２は、作業員が存在しない場合と、作業員に動きがない場合とを区別して警報を発し、これにより、区画１の外部の人間は作業員が存在しないことと、作業員が倒れ若しくは居眠りをしていることとを区別して知ることができる。

次に、図１の異常検知装置１０を用いた異常検知方法を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施形態による異常検知方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、作業員が区画１に存在しているかどうかを判断する。即ち、演算回路６のＡＮＤ回路がハイレベル信号を出力している場合には、作業員が存在していないと判断され、ステップＳ２へ進む。一方、演算回路６のＡＮＤ回路がローレベル信号を出力していれば、作業員が存在していると判断され、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２では、演算回路６のＡＮＤ回路がハイレベル信号を出力し、演算回路６のタイマーがカウントを開始する。このタイマーのカウント開始から所定時間内に、演算回路６のＡＮＤ回路の出力がローレベルになったら、作業員が存在すると判断され，ステップＳ２のＮＯの方向へ進んでステップＳ１へ戻る。一方、タイマーのカウント開始から所定時間経過しても依然として演算回路６のＡＮＤ回路がハイレベル信号を出力している場合には、所定時間にわたって作業員が存在しないと判断して、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ３では、比較回路８がいずれかのリレー回路からハイレベル信号を受け、このリレー回路からハイレベル信号を受けていることを記憶すると共に、比較回路８のタイマーが時間のカウントを開始する。このタイマーのカウント開始から所定時間内に、別のリレー回路からハイレベル信号を受けるようになったら、作業員に動きがあると判断して、タイマーをリセットしてステップＳ１に戻る。一方、演算回路６のタイマーのカウント開始から所定時間経過しても、依然として同じリレー回路からハイレベル信号を受け続けている場合には、作業員が倒れている若しくは居眠りをしていると判断して、ステップＳ４へ進む。また、演算回路６のタイマーのカウント開始から所定時間内に、作業員が存在しなくなり、いずれのリレー回路からもローレベル信号を受けるようになった場合にも、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ４では、警報回路９が、演算回路６又は比較回路８から警報信号を受けて内部警報装置１１に動作信号を出力する。これにより、内部警報装置１１は区画１に警報を発してステップＳ５へ進む。なお、ステップＳ４では、警報回路９のタイマーの時間カウントが開始される。

ステップＳ５では、警報回路９のカウント開始から所定時間内に、作業員がリセット装置１４のリセットボタンを押せば、作業員が存在し正常であると判断してステップＳ１へ戻る。一方、警報回路９のタイマーがカウントを開始してから所定時間経過しても、リセット装置１４のリセットボタンが押されなければ、作業員が存在しない又は作業員が倒れ若しくは居眠りをしていると判断して、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、警報回路９のタイマーが切れることで、警報回路９は外部警報装置１２へ動作信号を出力する。これにより、外部警報装置１２は区画１の外部に警報を発し、区画１外部の人間に作業員の異常を知らせる。

上述した本発明の実施形態による異常検知装置及び異常検知方法によると、作業員が特別な動作をしなくても、区画外部の人間に正常な状態を自動的に知らせることができる。また、区画１に作業員が存在しない場合、又は、区画１に存在する作業員が倒れ又は居眠りをしている場合には、適切に区画外部に異常を知らせる警報が発せられる。このように、作業員に余計な負担をかけることなく、作業員の状態を外部に知らせることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上述の赤外線センサ２は検知手段を構成するが、検知手段は赤外線センサ２に限定させず、例えば、図３に示すようにレーザ光源３ａと受光素子３ｂにより検知手段を構成してもよい。図３において、複数セットのレーザ光源３ａと受光素子３ｂにより、区画１内の作業員の存在を検知する。即ち、各レーザ光源３ａは、受光素子３ｂに向かってレーザ光を放射し、受光素子３ｂはこのレーザ光を受ける。受光素子３ｂがレーザ光を受けている場合には、レーザ光源３ａと受光素子３ｂとの間に遮るものがないので作業員を検知しない。一方、受光素子３ｂが、レーザ光を受けていない場合には、レーザ光源３ａと受光素子３ｂとの間に作業員が存在しているので、作業員を検知する。このように、各受光素子３ｂは受光の有無により作業員の存在を判断し、作業員を検知すると、対応するリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに電圧信号を出力する。異常検知装置のその他の構成及び動作は、図１及び図２を参照して説明した実施形態と同一である。

また、所定の周波数の電磁波を放射する送信機を作業員に身に付けさせておき、作業員がある程度近づくと作業員の送信機から放射されている電磁波に反応して対応するリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに電圧を出力する複数の受信機を区画１に適切な間隔をおいて配置するようにしてもよい。即ち、受信機は自身から区画１内の所定の範囲内に送信機がある場合には送信機の存在を検知する。この場合には、受信機が検知手段を構成する。このように、検知手段は上述したものに限れられず他の適切なもので検知手段を構成してもよい。

また、上述したリレー回路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、演算回路６、比較回路８、警報回路９、内部警報装置１１及びリセット装置１４は判断手段を構成するが、本発明はこれに限定されず、他の適切なもので判断手段を構成してもよい。上述した外部警報装置１２は伝達手段を構成するが、本発明はこれに限定されず、他の適切なもので伝達手段を構成してもよい。例えば、警報回路９から動作信号を受けたら、警報の代わりに照明などの他の手段で作業員の状態を伝達してもよい。内部警報装置１１も同様に警報以外の他の手段で作業員に警告を発してもよい。

また、上述した実施形態と異なり、複数の赤外線センサ２は、作業員が区画１内に存在すれば、いずれかの赤外線センサ２で作業員を常に検知できるように配置されていてもよい。これにより、作業員が区画１からいなくなったら、即座に作業員が存在しないことを検知することができる。

本発明の実施形態による異常検知装置の構成図である。 本発明の実施形態による異常検知方法のフローチャートである。 本発明の他の実施形態による異常検知装置の構成図である。

符号の説明

１ 所定の区画
２ 赤外線センサ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ リレー回路
６ 演算回路
８ 比較回路
９ 警報回路
１０ 異常検知装置
１１ 内部警報装置
１２ 外部警報装置
１４ リセット装置

Claims (4)

1. 所定の区画内において１人で作業をする作業員の作業状態を判断して、この判断結果を区画の外部に知らせる異常検知装置であって、
   所定の区画内に間隔をおいて配置され、それぞれ区画内の所定の範囲において作業員が存在するかどうかを検知し、作業員が存在するかどうかを示す信号を出力する同一種類の複数の検知手段と、
   該複数の検知手段からの信号に基づいて、作業員に動きがあるかどうかに関する作業状態を判断してその判断結果を示す信号を出力する判断手段と、
   該判断手段からの信号に基づいて、前記区画の外部に作業員の作業状態を知らせる伝達手段と、を備え、
   前記判断手段は、所定時間にわたって同一の検知手段から作業員の存在を示す検知信号を受け続けており、かつ、当該所定時間内に当該検知手段とは別の前記検知手段から前記検知信号を受けない場合に、作業員に動きがないことを示す信号を前記伝達手段に出力する、ことを特徴とする異常検知装置。
2. 前記判断手段は、所定時間にわたって前記複数の検知手段のいずれからも作業員が存在しないことを示す信号を受信し続けた場合には、作業員が存在しないことを示す信号を前記伝達手段に出力することを特徴とする請求項１に記載の異常検知装置。
3. 前記伝達手段は、作業員が存在しない場合と、作業員に動きがない場合とを区別して、区画の外部に作業員の状態を伝達することを特徴とする請求項２に記載の異常検知装置。
4. 前記複数の検知手段は、複数の赤外線センサであり、
   前記判断手段は、複数のリレー回路と比較回路と内部警報装置を有し、
   前記伝達手段は、外部警報装置を有し、
   複数の赤外線センサは、所定の区画内に間隔をおいて配置され、それぞれ区画内の所定の範囲内において作業員の発する熱線により作業員の存在を検知し、作業員の存在を検知した場合には所定の電圧信号を出力し、
   複数のリレー回路は、それぞれ対応する単一の前記赤外線センサからの出力を受け、
   比較回路は、前記複数のリレー回路からの信号を受け、
   内部警報装置は、区画内に警報を発し、
   外部警報装置は、該内部警報装置が警報を発してから、所定時間経過した場合には、区画の外部に警報を発し、
   前記複数のリレー回路からの信号を受けるＡＮＤ回路を有する演算回路と、
   前記区画内に設けられ、内部警報装置が警報を発してから所定時間内に作業員に動作されることで、外部警報装置に警報させないようにするリセット装置と、を備え、
   前記各リレー回路は、前記電圧信号を受けた場合には、演算回路へローレベル信号、比較回路へハイレベル信号を出力し、前記電圧信号を受けない場合には、演算回路へハイレベル信号、比較回路へローレベル信号を出力し、
   演算回路は、前記ＡＮＤ回路が所定時間にわたってハイレベル信号を出力し続けている場合には、内部警報装置に警報を行わせ、
   前記比較回路は、所定時間にわたって同一のリレー回路からハイレベル信号を受け続けており、かつ、当該所定時間内に当該リレー回路とは別の前記リレー回路からハイレベル信号を受けない場合に、作業員に動きがないことを示す警報を内部警報装置に行わせる、ことを特徴とする請求項１に記載の異常検知装置。

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