JP5399459B2 - 鉱山機械の情報収集システム - Google Patents

Description

本発明は、鉱山機械の稼働情報を収集する技術に関する。

土木現場又は鉱山の採石現場では、油圧ショベル、ダンプトラック等、様々な建設機械が稼働する。近年においては、無線通信によって建設機械の稼働情報を取得し、建設機械の動態管理を行うことが行われつつある。例えば、特許文献１には、車両に関するデータを管理センターに無線送信する技術が記載されている。この技術は、複数の地点における無線通信回線の回線状態が記録された回線状態マップと、この回線状態マップから車両の現在位置における回線状態を取得して、送信手段による車両のデータの無線送信を行うか否かを判断するというものである。

特開２００８−１１０３９号公報

各建設機械の記憶装置に稼働情報を収集して記憶し、サービスマン等が各建設機械にアクセスして稼働情報をダウンロードする作業を行うならば、複数の建設機械に対するダウンロード作業は煩雑であり、稼働情報を管理する側にとってはリアルタイム性に乏しい。したがって、無線通信手段を用いて各建設機械の稼働情報を取得するのである。建設機械の稼働現場として鉱山を想定すると、一般に鉱山は広大であるため、ダンプトラック等の建設機械（鉱山機械）が保持する稼働情報を無線通信により受信するための複数の中継器が、管理装置が設置されている管理施設とは別個の場所に複数設置される必要がある。しかし、複数の中継器を用いても、鉱山のすべての範囲で鉱山機械と中継器との相互通信を良好に確保することはできないため、鉱山機械と中継器との間においては、通信可能な範囲と通信不可能な範囲とが生じる。

鉱山機械の走行中に鉱山機械から管理装置が配置されている管理施設へ稼働情報を送信する場合、通信開始時においては鉱山機械が通信可能な範囲であったが通信の途中で通信可能な範囲を逸脱してしまい、稼働情報の送受信が不可能になることがある。稼働情報の送受信が中断した鉱山機械は、稼働情報を再度送信する必要があるので、管理装置が稼働情報を収集する際の効率が低下する。このような鉱山に特有の問題は、特許文献１には言及されておらず、改善の余地がある。

本発明は、鉱山機械の稼働情報を無線通信によって収集する際に、通信の中断を抑止して、稼働情報をより確実に収集することを目的とする。

本発明は、鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の稼働状態に関する稼働情報を収集する車載情報収集装置と、前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出装置と、前記鉱山機械に搭載されて通信を行う第１無線通信装置と、前記第１無線通信装置と通信する第２無線通信装置を介して前記稼働情報を収集する情報収集装置と、を含み、前記情報収集装置は、前記第２無線通信装置を介して所定のタイミングで前記鉱山機械の位置情報の送信を要求する位置情報要求命令を送信し、前記位置情報要求命令に対する応答が前記第２無線通信装置に受信された鉱山機械が、自身の稼働情報の通信が終了するまで前記第１無線通信装置の通信可能範囲に滞在できる場合には、前記応答が受信された鉱山機械の稼働情報を収集することを特徴とする鉱山機械の情報収集システムである。

本発明において、前記情報収集装置は、前記応答が受信された鉱山機械の位置情報、速さ、進行方向、稼働情報通信時間及び前記通信可能範囲の位置情報に基づいて、前記応答が受信された鉱山機械が、自身の稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行うことが好ましい。

本発明において、前記情報収集装置は、前記車載情報収集装置から、前記通信可能範囲かつ前記稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所で前記鉱山機械が停止しているという情報を受け取った場合、前記判定を行わずに、前記無線通信設備が用意された場所で停止している鉱山機械の稼働情報を収集することが好ましい。

本発明は、鉱山機械に搭載されて通信を行う車載無線通信装置と、前記車載無線通信装置の通信可能範囲を記憶する車載記憶装置と、前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出装置と、前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の稼働状態に関する稼働情報を取得する車載情報収集装置と、前記稼働情報を収集する情報収集装置と、を含み、前記車載情報収集装置は、前記稼働情報の通信が終了するまで前記車載無線通信装置の通信可能範囲に滞在できる場合には、前記情報収集装置に前記車載無線通信装置を介して前記稼働情報を送信することを特徴とする鉱山機械の情報収集システムである。

本発明において、前記車載情報収集装置は、前記鉱山機械の位置情報、速さ、進行方向、稼働情報通信時間及び前記通信可能範囲の位置情報に基づいて、稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行うことが好ましい。

本発明において、前記車載記憶装置は、前記稼働情報を送信したときにおける前記鉱山機械の移動経路を稼働情報送信可能経路とし、前記通信可能範囲に滞在可能な時間と対応付けて記憶し、前記車載情報収集装置は、前記鉱山機械が前記稼働情報送信可能経路を移動中に前記通信可能範囲に入った場合には、前記滞在可能な時間及び稼働情報通信時間に基づいて、稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行うことが好ましい。

本発明において、前記車載情報収集装置は、前記通信可能範囲かつ前記稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所で前記鉱山機械が停止している場合、前記判定を行わずに前記稼働情報を送信することが好ましい。

本発明において、前記鉱山機械が、前記無線通信設備が用意された場所で停止していることの判断は、前記鉱山機械の車速の状態と前記鉱山機械に積まれる積荷の積載量の変化との少なくとも一方の条件を用いて行われることが好ましい。

本発明は、鉱山機械の稼働情報を無線通信によって収集する際に、通信の中断を抑止して、稼働情報をより確実に収集することができる。

図１は、実施形態１に係る鉱山機械の情報収集システムが適用される現場を示す図である。 図２は、実施形態１に係る鉱山機械の情報収集システムが有する情報収集装置の機能ブロック図である。 図３は、ダンプトラックの構成を示す図である。 図４は、車載情報収集装置及びその周辺機器を示す機能ブロック図である。 図５は、実施形態１に係る稼働情報収集制御の手順を示すフローチャートである。 図６は、ダンプトラックの状態とその判断手法との対応を示す図表である。 図７は、稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲にダンプトラックが滞在可能か否かを判定する手法の一例を示す図である。 図８は、実施形態２に係る稼働情報収集制御の手順を示すフローチャートである。 図９は、実施形態３に係る稼働情報の収集に関する処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、移動経路の履歴を示す移動経路情報と、その移動経路の履歴に対応する通信可能範囲に滞在可能な時間とを対応付けたデータテーブルの一例を示す図である。 図１１は、ダンプトラックの移動経路と通信可能範囲とを示す図である。 図１２は、ダンプトラックの移動経路と通信可能範囲とを示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る鉱山機械の情報収集システムが適用される現場を示す図である。鉱山機械とは、鉱山において各種作業に用いる機械類の総称である。本実施形態において、鉱山機械の一種の運搬車両として、砕石又は砕石の掘削時に発生した土砂若しくは岩石等を運搬する運搬車両としてのダンプトラック２０を例とするが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る鉱山機械とは、砕石等を掘削する掘削機械として機能する油圧ショベル又は電気ショベル、ホイールローダであってもよい。

＜鉱山機械の情報収集システムの概要＞
鉱山機械の情報収集システム（以下、必要に応じて情報収集システムという）１は、情報収集装置１０が、無線通信によって鉱山機械としてのダンプトラック２０の稼働情報を、ダンプトラック２０から収集するものである。情報収集装置１０は、移動体であるダンプトラック２０とは異なり、例えば、鉱山の管理施設に設置されて鉱山機械及び鉱山の運営等を管理する管理装置の一種である。このように、情報収集装置１０は、原則として移動を考慮していないものである。情報収集装置１０が収集したダンプトラック２０の稼働情報は、ダンプトラック２０の稼働状態に関する情報であり、例えば、走行時間、走行距離、エンジン水温、異常の有無、異常の箇所、燃料消費率又は積載量等である。稼働情報は、主としてダンプトラック２０の予防保全又は異常診断等に用いられる。したがって、稼働情報は、鉱山の生産性向上又は鉱山のオペレーションの改善といったニーズに応えるために有用である。

情報収集装置１０が鉱山で稼働するダンプトラック２０の稼働情報を収集するために、情報収集装置１０は、アンテナ１８Ａを有する第２無線通信装置１８に接続されている。ダンプトラック２０は、稼働情報を送信したり、情報収集装置１０と相互通信したりするためのアンテナ２８Ａを有している。この他に、ダンプトラック２０は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全方位測位システム）衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃからの電波をＧＰＳ用アンテナ２８Ｂで受信し、自己位置を測位することができる。

ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波の出力は、鉱山全域をカバーできるほどの通信可能範囲のものではない。また、アンテナ２８Ａから送信する電波は、波長の関係から高い山などの障害物を越えて遠方まで送信することができない。もちろん、高出力の電波を出すことができる通信装置を用いれば、通信可能範囲は広がり通信不可能な場所をなくすことはできるが、鉱山は広大であるため、中継器や通信装置のコストを抑える必要があることや、鉱山がある地域によっては整備された通信インフラを確保することが期待できないといった状況に対応するために、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの限られた範囲内で情報通信網を形成できる無線システムを用いる。無線ＬＡＮなどによれば、低コストで鉱山機械と管理施設（情報収集装置１０）との相互通信を整えることは可能ではあるものの通信障害の問題を解決する必要がある。ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波の到達範囲は限られている。したがって、ダンプトラック２０と情報収集装置１０との距離が離れていたり、両者間に山が存在していたりすると、第２無線通信装置１８は、ダンプトラック２０からの電波を受信することができない。このため、情報収集システム１は、ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波を中継して、第２無線通信装置１８に中継する中継器３を有している。中継器３により、情報収集装置１０は、自身から離れた位置で稼働しているダンプトラック２０から、無線通信により稼働情報を収集することができる。

中継器３の配置場所を中心とする周囲の所定領域（図１に円形で示す領域）は、ダンプトラック２０が有する車載無線通信装置２７（第１無線通信装置）が中継器３との間で無線通信できる範囲、すなわち、通信可能範囲７である。この例では、中継器３を中心とした半径Ｒの円が通信可能範囲７であるが、他の中継器３との関係又は地形等により、通信可能範囲７の形状は必ずしも円とはならない。ダンプトラック２０ｃは、図１中の矢印で示す方向（通信可能範囲７の外側から内側へ向かう方向）に走行している。通信可能範囲７内のダンプトラック２０ａは、中継器３を介して第２無線通信装置１８と通信が可能である。なお、通信可能範囲７内のダンプトラック２０ａであっても、送信すべき稼働情報のデータの量と車速（速さ）との関係によっては、第２無線通信装置１８との通信ができないこともある。例えば、データの量が多く、かつダンプトラック２０ａの車速が大きい場合には、データの通信が終了する前にダンプトラック２０ａが通信可能範囲７の外に出てしまい、第２無線通信装置１８との通信ができないことがあり得る。

通信可能範囲７の外を走行中のダンプトラック２０ｂは、車載無線通信装置２７の通信可能範囲外を走行しているので、中継器３を介した第２無線通信装置１８との通信はできない。同じく通信可能範囲７の外を走行中のダンプトラック２０ｃは、通信可能範囲７に向かって走行しているので、現在は第２無線通信装置１８と通信できないが、そのまま通信可能範囲７に向かって走行を続ければ通信できるようになる。情報収集システム１は、電波強度、車速及びデータ量等を考慮して、ダンプトラック２０の車載無線通信装置２７と第２無線通信装置１８との間で、安定かつ確実な無線通信を実現して、確実かつ効率的にダンプトラック２０の稼働情報を収集するものである。次に、情報収集装置１０について、より詳細に説明する。

＜情報収集装置＞
図２は、実施形態１に係る鉱山機械の情報収集システムが有する情報収集装置１０の機能ブロック図である。情報収集装置１０は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部（Ｉ／Ｏ）１５とを含む。情報収集装置１０は、入出力部１５に、表示装置１６と、入力装置１７と、第２無線通信装置１８とが接続されている。情報収集装置１０は、例えば、コンピュータである。処理装置１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶装置１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせて構成されている。入出力部１５は、処理装置１２と、処理装置１２の外部に接続する表示装置１６、入力装置１７及び第２無線通信装置１８との情報の入出力（インターフェース）に用いられる。

記憶装置１３は、ダンプトラック２０の稼働情報を収集するための稼働情報収集用コンピュータプログラム及びダンプトラック２０が有する車載無線通信装置２７（第１無線通信装置）と各中継器３との通信可能範囲７が格納された通信可能範囲データベース（ＤＢ）１４等を記憶している。通信可能範囲データベース１４は、ダンプトラック２０が有する車載無線通信装置２７が中継器３と通信可能な範囲の位置情報であり、例えば、中継器３毎に複数の座標の集合で記述されている。

例えば、図１に示す中継器３を中心とした半径Ｒの円の内側が通信可能範囲７であるとする。中継器３の位置を原点としたＸ−Ｙ座標系を考えると、通信可能範囲７は、Ｘ^２＋Ｙ^２≦Ｒ^２の範囲となる。通信可能範囲７は、電波強度を計測可能な計測器等を用いた実測によって求めることができる。また、通信可能範囲７は、中継器３及び車載無線通信装置２７の仕様から求めることもできる。さらに、実測と車載無線通信装置２７等の仕様とを併用して求めることもできる。なお、中継器３の設置場所は、予めＧＰＳセンサ等で計測しておき、その設置場所を示すデータを通信可能範囲データベース１４に記憶しておく。

情報収集装置１０がダンプトラック２０の稼働情報を収集する場合、処理装置１２は、例えば、次のような処理を実行する。まず、第２無線通信装置１８を介して所定のタイミング（一定周期）でダンプトラック２０の位置情報の送信を要求する位置情報要求命令（必要に応じてブロードキャストという）を送信する。鉱山で稼働する複数のダンプトラック２０のうち、ブロードキャストを受信したダンプトラック２０は、応答を近くの中継器３に送信する。この応答に含まれる情報は、少なくともダンプトラック２０自身の位置情報、車速（速さ）及び進行方向を含む。前記応答は、さらに、複数のダンプトラック２０を識別するための識別子及び応答の時刻情報の少なくとも一つを含んでいてもよい。中継器３を介して第２無線通信装置１８が応答を受信し、かつ処理装置１２が稼働情報を取得できたダンプトラック２０は、少なくとも第２無線通信装置１８が応答を受信した時点（ダンプトラック２０が応答を送信した時点）においては通信可能範囲７内に存在すると判断することができる。処理装置１２は、そのようなダンプトラック２０に対して、ブロードキャストに対する応答を第２無線通信装置１８に送信したダンプトラック２０が、自身の送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在できるか否かを判定する。処理装置１２は、例えば、ダンプトラック２０の位置情報、速さ、進行方向、送信すべき稼働情報の通信に要する時間（稼働情報通信時間）及び通信可能範囲７の位置情報に基づいて、ダンプトラック２０が、自身の送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在できるか否かを判定する。判定対象のダンプトラック２０が、自身の送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在できる場合、処理装置１２は、応答が受信されたダンプトラック２０、すなわち、判定対象のダンプトラック２０の稼働情報を収集する。

稼働情報収集用コンピュータプログラムは、例えば、上述したような処理を実現するための命令が記述されている。情報収集装置１０がダンプトラック２０の稼働情報を収集する場合、処理装置１２は、稼働情報収集用コンピュータプログラム及び通信可能範囲データベース１４を記憶装置１３から読み込み、稼働情報収集用コンピュータプログラムに記述された命令を実行することにより、ダンプトラック２０の稼働情報を収集して、記憶装置１３に記憶させる。

表示装置１６は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、ダンプトラック２０の稼働情報を収集する際に必要な情報を表示する。入力装置１７は、例えば、キーボード、タッチパネル又はマウス等であり、ダンプトラック２０の稼働情報を収集する際に必要な情報を入力する。第２無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有しており、中継器３を介してダンプトラック２０の車載無線通信装置２７との間で相互の無線通信を実行し、情報のやり取りをする。次に、ダンプトラック２０について、より詳細に説明する。

＜ダンプトラック＞
図３は、ダンプトラックの構成を示す図である。ダンプトラック２０は、積荷を積載して走行し、所望の場所でその積荷を排出する。ダンプトラック２０は、車両本体２１と、ベッセル２２と、車輪２３と、サスペンションシリンダ２４と、回転センサ２５と、サスペンション圧力センサ（圧力センサ）２６と、アンテナ２８Ａが接続された車載無線通信装置（第１無線通信装置）２７と、ＧＰＳ用アンテナ２８Ｂが接続された位置情報検出装置（本実施形態ではＧＰＳ受信機）２９と、車載情報収集装置３０と、を有する。なお、ダンプトラック２０は、上記構成以外にも一般的な運搬機が備えている各種の機構及び機能を備えている。なお、本実施形態１では、前輪（車輪２３）で操舵するタイプのダンプトラック２０を用いて説明するが、車体を前部と後部に分割しそれらを自由関節で結合したアーティキュレート式ダンプトラックにも適用可能である。

ダンプトラック２０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関が発電機を駆動することによって発生した電力で電動機を駆動し、電動機の出力軸に機械的に連結された車輪２３を駆動する。このように、ダンプトラック２０は、いわゆる電気駆動方式であるが、ダンプトラック２０の駆動方式はこれに限定されるものではない。ベッセル２２は、積荷を積載する荷台として機能するものであり、車両本体２１の上部に配置されている。ベッセル２２には、積荷として、砕石又は土砂等が油圧ショベル等の積込機によって積載される。車輪２３は、タイヤとホイールとで構成され、車両本体２１に装着されており、上述したように車両本体２１から動力が伝達されることで駆動される。サスペンションシリンダ２４は、車輪２３と車両本体２１との間に配置されている。車両本体２１及びベッセル２２、さらに積荷が積載された時の積荷の重量に応じた負荷が、サスペンションシリンダ２４を介して車輪２３に作用する。

回転センサ２５は、車輪２３の回転速度を検出することで車速を計測する。サスペンション圧力センサ（必要に応じて圧力センサともいう）２６は、サスペンションシリンダ２４に作用する負荷を検出する。すなわち、サスペンションシリンダ２４は、内部に作動油が封入されており、積荷の重量に応じて伸縮動作する。なお、圧力センサ２６は、ダンプトラック２０の各サスペンションシリンダ２４に設置されており、その作動油の圧力を検出することで積荷の重量（積載量）を計測することができる。ＧＰＳ用アンテナ２８Ｂは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する複数のＧＰＳ衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃ（図１参照）から出力される電波を受信する。ＧＰＳ用アンテナ２８Ｂは、受信した電波を位置情報検出装置２９に出力する。位置情報検出装置２９は、ＧＰＳ用アンテナが受信した電波を電気信号に変換し、自身の位置情報、すなわちダンプトラック２０の位置情報を算出（測位）する。車載無線通信装置２７は、アンテナ２８Ａを介して図１に示す中継器３又は管理施設のアンテナ１８Ａとの間で無線通信を行う。車載無線通信装置２７は、車載情報収集装置３０に接続されている。このような構造により、車載情報収集装置３０は、アンテナ２８Ａを介して各情報を送受信する。次に、車載情報収集装置３０及びその周辺機器について説明する。

＜車載情報収集装置及びその周辺機器＞
図４は、車載情報収集装置３０及びその周辺機器を示す機能ブロック図である。ダンプトラック２０が有する車載情報収集装置３０は、車載記憶装置３１と、車載無線通信装置２７と、位置情報検出装置２９と、鉱山機械情報取得装置３２とが接続されている。車載情報収集装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを組み合わせたコンピュータである。車載情報収集装置３０は、鉱山機械情報取得装置３２から、ダンプトラック２０の稼働状態に関する稼働情報を収集する。

車載記憶装置３１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせて構成されている。車載記憶装置３１は、車載情報収集装置３０が稼働情報を収集するための命令が記述されたコンピュータプログラムを記憶している。車載情報収集装置３０は、前記コンピュータプログラムを読み出し、所定のタイミングで鉱山機械情報取得装置３２から稼働情報を取得して、車載記憶装置３１へ一時的に記憶させる。ここで、所定のタイミングとは、エンジン水温等のように定常的に監視するものは所定の周期を意味し、異常を示す状態（例えば作動油温度の過昇温異常）が発生した場合は、その発生時を意味する。このとき、車載情報収集装置３０は、同一項目の情報について平均値、最頻値又は標準偏差等を求める統計処理を施したりしてもよい。

車載情報収集装置３０は、図２に示す情報収集装置１０からの要求を受けて、車載無線通信装置２７を介して、収集した稼働情報を情報収集装置１０へ送信する。また、車載情報収集装置３０は、位置情報検出装置２９からダンプトラック２０の位置情報を取得し、この位置情報の場所における車速及び進行方向の情報とともに車載無線通信装置２７を介して図２に示す情報収集装置１０へ送信する。なお、車速は、位置情報検出装置２９で検出しても、ダンプトラック２０に搭載されている車速センサによって検出してもよい。進行方向は、例えば、所定時間における位置情報の変化から求めてもよいし、加速度センサを備えて、加速度センサで検出した加速度の向きを進行方向としてもよいし、両者を組み合わせて進行方向を求めてもよい。

鉱山機械情報取得装置３２は、回転センサ２５、圧力センサ２６、ベッセル２２を昇降させるホイストシリンダーの作動油の圧力変化を検出する油圧センサ３３Ａ、ベッセル２２を昇降させるためにオペレータが操作するダンプレバーの動作を検知するセンサ３３Ｂ、燃料センサ３３Ｃ等の各種センサ類で構成される。また、鉱山機械情報取得装置３２には、各種センサ類の他に、各種センサ類の出力信号又は運転者のアクセル操作等により生成される指令信号等の情報を取得してダンプトラック２０のエンジンを制御するエンジン制御装置３５Ａ、電動機制御装置３５Ｂ及び油圧制御装置３５Ｃ等の各種制御装置が含まれる。車載情報収集装置３０は、これらの各種センサ類及び各種制御装置から得られた情報を、ダンプトラック２０の稼働情報として収集する。次に、本実施形態において、鉱山機械の情報収集システム１がダンプトラック２０の稼働情報を収集する制御（稼働情報収集制御）の一例を説明する。

＜稼働情報収集制御＞
図５は、実施形態１に係る稼働情報収集制御の手順を示すフローチャートである。図６は、ダンプトラック２０の状態とその判断手法との対応を示す図表である。図７は、稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７にダンプトラック２０が滞在可能か否かを判定する手法の一例を示す図である。本実施形態に係る稼働情報収集制御は、鉱山の管理施設に設置された情報収集装置１０が、無線通信を介して、移動体であるダンプトラック２０の稼働情報を収集するものである。稼働情報の収集は、管理施設の情報収集装置１０にスケジューリングされている。情報収集装置１０は、例えば、毎日の定時時刻又は一定の周期で各ダンプトラック２０に対して稼働情報の送信を指示する。ステップＳ１０１において、情報収集装置１０は、ブロードキャストを送信する。ブロードキャストは、比較的短い周期（例えば、１秒に１回）で発信される。鉱山で稼働しているすべてのダンプトラック２０がブロードキャストを受信することができる訳ではなく、通信状態が悪い場所に位置しているダンプトラック２０がある場合、ブロードキャストを受信できないダンプトラック２０も存在する。

車載無線通信装置２７がブロードキャストを受信したダンプトラック２０は、応答を情報収集装置１０に対して送信する。車載無線通信装置２７がブロードキャストを受信しなかったダンプトラック２０は、応答を送信しない。ステップＳ１０２において、車載無線通信装置２７から送信された応答は、中継器３を介して情報収集装置１０に接続されている第２無線通信装置１８が受信して、情報収集装置１０が取得する。次に、ステップＳ１０３に進み、情報収集装置１０は、応答に含まれるダンプトラック２０の位置情報と、記憶装置１４から読み出した通信可能範囲データベース１４に格納されている位置情報とを比較する。その結果、第２無線通信装置１８に応答を送信したダンプトラック２０（第２無線通信装置１８が応答を受信したダンプトラック２０）が、通信可能範囲７内に存在する場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、情報収集装置１０は処理をステップＳ１０４に進める。第２無線通信装置１８が応答を受信したダンプトラック２０が、通信可能範囲７内に存在しない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。

ステップＳ１０４において、情報収集装置１０は、通信可能範囲７内に存在するダンプトラック２０が、特定の状態にあるという情報を受信している場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０８に進め、特定の状態にあるという情報を受信していない場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、処理をステップＳ１０５に進める。特定の状態とは、ダンプトラック２０の稼働情報を受け取るための無線通信設備が設置された場所でダンプトラック２０が停止（停車）している状態である。無線通信設備が設置された場所とは、例えば、ダンプトラック２０などの鉱山機械へ燃料を供給するための給油所、ダンプトラック２０のベッセル２２に積載された積荷を降ろすための排土場又は油圧ショベル等が掘削した砕石をダンプトラック２０のベッセル２２に積み込むための積込場等といった、ダンプトラック２０がある程度の時間、停車している蓋然性が高い場所である。このような場所に、稼働情報を収集するための無線通信設備（例えば中継器３）を設けていれば、稼働情報のデータを管理施設に送信できる時間として、給油中の時間、積込中の時間又は排土中の時間を充てることができるので、確実にデータを送信できる。

このため、ダンプトラック２０が通信可能範囲７内に存在し、かつ特定の状態にある場合（ステップＳ１０３でＹｅｓかつステップＳ１０４でＹｅｓ）、ステップＳ１０８において、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０の車載情報収集装置３０を介して車載記憶装置３１から無線通信によって稼働情報を収集する。ダンプトラック２０が特定の状態にあるか否かを識別するため、ダンプトラック２０の車載情報収集装置３０は、ブロードキャストに対する応答に、応答の送信時におけるダンプトラック２０の状態を示すための情報を含ませて送信する。ダンプトラック２０の状態を示すための情報（ダンプ状態情報）としては、例えば、ダンプトラック２０の車速情報、ベッセル２２の積載量に関する情報又は燃料量の情報等がある。それらのダンプ状態情報に基づき、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０が特定の状態にあることを識別する。

例えば、ダンプトラック２０の車速が０かつ積載量計測装置として機能する圧力センサ２６の圧力が上昇中、すなわち積載量増加中を検知している場合は、ベッセル２２に荷物が積載されている最中であるので、ダンプトラック２０は積込場で積荷の積載作業中であると判断できる（図６の積込参照）。また、ダンプトラック２０の車速が０かつ圧力センサ２６の圧力が下降中、すなわち積載量減少中を検知している場合は、ベッセル２２の積荷が排出されている最中であるので、ダンプトラック２０は排土場で積荷を降ろしていると判断できる（図６の排土参照）。さらに、ダンプトラック２０の車速が０かつ燃料センサ３３Ｃが所定の信号として燃料の増加を示す信号を発信しているとき、さらに、ブロードキャストの応答に含まれるダンプトラック２０の位置情報が、予め既知である給油所に位置する場合は、ダンプトラック２０は給油所で給油を受けていると判断できる（図６の給油参照）。また、中継器３も稼働情報を収集するための無線通信設備に相当するので、通信可能範囲７内で停止しているダンプトラック２０も、特定の状態、すなわち、ダンプトラック２０が、稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所で停止している状態であるとしてもよい。したがって、通信可能範囲７内で車速が０を示している場合も（図６の停止参照）、ダンプトラック２０が特定の状態にある。このように、本実施形態において、無線通信設備が用意された場所でダンプトラック２０が停止していることの判断は、ダンプトラック２０の車速の状態とダンプトラック２０に積まれる積荷の積載量の変化との少なくとも一方の条件を用いて行われる。車載情報収集装置３０は、ブロードキャストに対する応答にこのような情報を有するダンプ状態情報を含ませて送信し、情報収集装置１０は、受信したダンプ状態情報に基づいて、ダンプトラック２０の状態を識別する。

ダンプトラック２０が特定の状態にない場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、ステップＳ１０５において、情報収集装置１０は、稼働情報通信時間を計算する。稼働情報通信時間は、送信すべき稼働情報の通信を開始してから終了するまでの時間である。稼働情報通信時間は、送信すべき稼働情報の情報量を通信速度で除することにより求めることができる（稼働情報通信時間＝標準情報量／通信速度）。送信すべき稼働情報の情報量は、車載情報収集装置３０が収集する稼働情報によって変化するが、本実施形態では、予め定められた情報量（標準情報量という）を用いる。通信速度は、車載無線通信装置２７、第２無線通信装置１８及び中継器３の仕様によって決定される（以下の実施形態も同様）。標準情報量及び通信速度は、情報収集装置１０の記憶装置１３に記憶されている。情報収集装置１０は、稼働情報通信時間を計算するにあたって、記憶装置１３から標準情報量及び通信速度の値を読み出して、稼働情報通信時間を求める。なお、標準情報量及び通信速度は既知なので、稼働情報通信時間を予め求めて記憶装置１３に記憶させておき、ステップＳ１０５においては、情報収集装置１０がこれを読み出すようにしてもよい。

次に、ステップＳ１０６に進み、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０と情報収集装置１０との間、より具体的には、車載情報収集装置３０と情報収集装置１０との間における稼働情報の通信が終了した時点におけるダンプトラック２０の位置（通信終了時位置という）を計算する。通信終了時位置は、現時点におけるダンプトラック２０の車速及び進行方向が以後も持続するとして求められる。

図７に示すように、通信可能範囲７内に存在するダンプトラック２０が車速Ｖｃで、進行方向Ｖｃｅ（図７において、車速Ｖｃを示す矢印の延長方向）に向かって進行するものとする。ダンプトラック２０の車速Ｖｃ及び進行方向Ｖｃｅの情報は、上述した応答に含まれている。ステップＳ１０５で求められた稼働情報通信時間をＴとすると、通信開始から終了までは稼働情報通信時間Ｔだけ要することになる。ダンプトラック２０は車速Ｖｃで進行しているので、ダンプトラック２０が稼働情報通信時間Ｔに進む距離Ｌは、Ｔ×Ｖｃとなる。稼働情報の通信が開始される位置（通信開始位置）Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）とすると、位置Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）から進行方向Ｖｃｅに向かってＴ×Ｖｃ進行した位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）が、通信終了位置と予想されることになる。

例えば、中継器３の設置位置を原点とするＸ−Ｙ座標系において、ダンプトラック２０の進行方向ＶｃｅがＹ軸に対して角度θだけ傾いているとする。通信開始位置Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）と通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）との距離はＬである。通信開始位置Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）は、情報収集装置１０が応答を受信した位置と同一と見なせるので、座標の値は既知である。したがって、通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）は、Ｅ（Ｘ１−Ｌ×ｓｉｎθ、Ｙ２＋Ｌ×ｃｏｓθ）と表すことができる。このように、通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）は、ダンプトラック２０の位置情報、車速（速さ）、進行方向及び稼働情報通信時間に基づいて求めることができる。

通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）が求められたら、ステップＳ１０７に進み、情報収集装置１０は、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能か否かを判定する。本実施形態において、図７に示すように、通信可能範囲７は、中継器３の位置を中心Ｃ（Ｘ０、Ｙ０）とした半径Ｒの円の内側である。したがって、ステップＳ１０６で求めた通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）が通信可能範囲７内にあれば、稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能である。

例えば、中心Ｃ（Ｘ０、Ｙ０）と通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）との距離ＬｅがＲよりも小さい場合には、通信終了位置Ｅ（Ｘ２、Ｙ２）が通信可能範囲７内にあることになる。例えば、情報収集装置１０は、距離Ｌｅを求めてＲと比較し、Ｒ＞Ｌｅであれば、稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能であると判定する（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）。この場合、ステップＳ１０８において、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０の車載情報収集装置３０を介して車載記憶装置３１から無線通信によって稼働情報を収集する。Ｒ≦Ｌｅであれば、情報収集装置１０は、稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能でないと判定する（ステップＳ１０７、Ｎｏ）。この場合、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。

本実施形態は、移動体であるダンプトラック２０の稼働情報を収集するにあたり、ブロードキャストに対して応答があり、かつ送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能なダンプトラック２０から稼働情報を収集する。このようにするため、ブロードキャストに対する応答の情報には、位置情報に加え、車速（速さ）及び進行方向を含ませる。そして、情報収集装置１０は、取得した位置情報、車速、進行方向と、稼働情報通信時間及び通信可能範囲７の位置情報とに基づいて、ブロードキャストに対する応答が受信されたダンプトラック２０が、自身の送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行う。このようにすることで、稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能なダンプトラック２０が選択されることになるので、安定かつ確実な無線通信を実現して、確実かつ効率的にダンプトラック２０の稼働情報を収集することができる。すなわち、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０の稼働情報を無線通信によって収集する際に、情報通信の中断現象を抑止して、稼働情報をより確実に収集することができる。

本実施形態においては、ダンプトラック２０が通信可能範囲７かつ稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所でダンプトラック２０が停車している場合、情報収集装置１０は、「稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定」を行わない。そして、情報収集装置１０は、無線通信設備が用意された場所で停車しているダンプトラック２０の稼働情報を収集する。このようにすることで、ダンプトラック２０が通信可能範囲７において特定の状態にある場合には、送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行う必要がなくなるので、処理を迅速に進めることができる。なお、本実施形態において、ダンプトラック２０が特定の状態にあるか否かの判定、すなわち、上述したステップＳ１０４は実行しなくてもよい（以下の実施形態でも同様）。この場合、ステップＳ１０３の判定で肯定（Ｙｅｓ）である場合に、ステップＳ１０５が実行される。

本実施形態は、ブロードキャストに対する応答が受信されたダンプトラック２０が、自身の稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否かについての判定を、情報収集装置１０が行う。このため、ダンプトラック２０の車載情報収集装置１０は、ブロードキャストに対する応答を送信するのみである。したがって、例えば、中継器３の位置が変更されて通信可能範囲７が変化した場合であっても、情報収集装置１０側で通信可能範囲データベース１４を書き換えるだけでよい。その結果、本実施形態は、鉱山のレイアウトが変更されて中継器３の位置が変わった場合及び情報収集システム１の構成が変更された場合等でも、比較的容易に対応することができる。なお、各ダンプトラック２０が、ステップＳ１０３からステップＳ１０７までの処理を実行する場合は、情報収集装置１０側で書き換えられた通信可能範囲データベース１４の情報を管理施設から各ダンプトラック２０に送信することで対応することができる。

（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１の情報収集システム１と同様のシステム構成で実現できる。実施形態１は、鉱山の管理施設に設置された情報収集装置１０がブロードキャストの送信及び稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行った。本実施形態は、図４に示す車載情報収集装置３０が、自身を搭載するダンプトラック２０が通信可能範囲７に存在するか否か及び稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否か等を判定し、稼働情報を情報収集装置１０へ送信する。

このため、実施形態１において情報収集装置１０が有していた機能は、ブロードキャストの送信を除き、車載情報収集装置３０が有している。車載情報収集装置３０は、送信すべき稼働情報の通信が終了するまで車載無線通信装置２７の通信可能範囲７に滞在できる場合には、情報収集装置１０に車載無線通信装置２７を介して稼働情報を送信する。そして、車載情報収集装置３０は、自身が搭載されるダンプトラック２０の位置情報、速さ、進行方向、稼働情報通信時間及び通信可能範囲７の位置情報に基づいて、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行う。次に、本実施形態における稼働情報収集制御の一例を説明する。

＜稼働情報収集制御＞
図８は、実施形態２に係る稼働情報収集制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態は、ダンプトラック２０側、すなわち、車載情報収集装置３０が稼働情報を情報収集装置１０へ送信するタイミングを判定し、稼働情報を送信する。本実施形態に係る稼働情報収集制御の各手順における処理は、処理主体が車載情報収集装置３０となるが、処理の内容は実施形態１に係る稼働情報収集制御の対応する手順と略同様である。処理の主体が車載情報収集装置３０になるため、車載記憶装置３１は、処理に必要な通信可能範囲７についての情報として、上述した通信可能範囲データベース１４を記憶している。

ステップＳ２０１において、車載情報収集装置３０は、自身が搭載されているダンプトラック２０の位置情報を、位置情報検出装置２９を用いて取得する。本実施形態において、位置情報は、図４に示す位置情報検出装置２９から取得する緯度及び経度（必要に応じて高度）である。次に、ステップＳ２０２へ進み、車載情報収集装置３０は、ステップＳ２０１で求めたダンプトラック２０の位置情報と、車載記憶装置３１から読み出した通信可能範囲データベース１４に格納されている位置情報とを比較する。ダンプトラック２０が通信可能範囲７内に存在する場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、情報収集装置１０は処理をステップＳ２０３に進める。ダンプトラック２０が通信可能範囲７内に存在しない場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。

ステップＳ２０３の処理の内容は、実施形態１のステップＳ１０４における処理の内容と同様であるが、処理の主体は車載情報収集装置３０である。ダンプトラック２０が通信可能範囲７内に存在し、かつ特定の状態にある場合（ステップＳ２０２でＹｅｓかつステップＳ２０３でＹｅｓ）、ステップＳ２０７において、車載情報収集装置３０は、情報収集装置１０へ、車載記憶装置３１から無線通信によって送信すべき稼働情報を送信する。ダンプトラック２０が特定の状態にあるか否かは、車載情報収集装置３０が、ダンプトラック２０の状態を示すための情報に基づいて判定する。

ダンプトラック２０が特定の状態にない場合（ステップＳ２０３、Ｎｏ）、ステップＳ２０４において、車載情報収集装置３０は、稼働情報通信時間を計算する。本実施形態において、稼働情報通信時間は、車載情報収集装置３０が実際に送信する稼働情報の実情報量を、通信速度で除することにより求めることができる（稼働情報通信時間＝実情報量／通信速度）。このようにすることで、送信すべき稼働情報の情報量が変化しても、稼働情報通信時間を正確に求めることができる。次に、ステップＳ２０５に進み、車載情報収集装置３０は、通信終了位置を計算する。通信終了時位置及びその求め方は、実施形態１で説明した通りである。

通信終了位置が求められたら、ステップＳ２０６に進み、車載情報収集装置３０は、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能か否かを判定する。この判定の方法については実施形態１で説明した通りである。車載情報収集装置３０が、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能である（図７で示したように、Ｒ＞Ｌｅ）と判定したら（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７において、車載情報収集装置３０は、車載記憶装置３１から無線通信によって稼働情報を情報収集装置１０に対して送信する。一方、図７で示したように、Ｒ≦Ｌｅであれば、車載情報収集装置３０は、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７内に滞在可能でないと判定する（ステップＳ２０６、Ｎｏ）。この場合、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。

本実施形態は、移動体であるダンプトラック２０の稼働情報を収集するにあたり、稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在することができるダンプトラック２０が、情報収集装置１０に対して稼働情報を送信する。このようにすることで、安定かつ確実な無線通信を実現して、確実かつ効率的にダンプトラック２０の稼働情報を収集することができる。また、本実施形態は、情報収集装置１０からのブロードキャストの送信が不要になるので、その分、無線通信回線の負担が低減するとともに、情報収集装置１０の負担も低減するという利点もある。

（実施形態３）
実施形態３は、実施形態２と同様に、図４に示す車載情報収集装置３０が、自身を搭載するダンプトラック２０が通信可能範囲７に存在するか否か及び送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否か等を判定し、稼働情報を情報収集装置１０へ送信する。実施形態３は、さらに、稼働情報を送信したときにおけるダンプトラック２０の移動経路を稼働情報送信可能経路として、通信可能範囲７に滞在可能な時間と対応付けて車載記憶装置３１が記憶する。そして、車載情報収集装置３０は、自身を搭載するダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路を移動中に通信可能範囲７に入った場合には、滞在可能な時間及び稼働情報通信時間に基づいて、送信すべき稼働情報の通信が終了するまで通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行う。このようにすることで、稼働情報送信可能経路を通過する際には、過去の履歴から、通信可能範囲７に滞在可能な時間が分かっているので、これを利用することにより処理時間を短縮することができる。次に、本実施形態における稼働情報収集制御の一例を説明する。

図９は、実施形態３に係る稼働情報の収集に関する処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、移動経路の履歴を示す移動経路情報と、その移動経路の履歴に対応する通信可能範囲７に滞在可能な時間とを対応付けたデータテーブル３６の一例を示す図である。図１１、図１２は、ダンプトラックの移動経路と通信可能範囲７とを示す図である。

ステップＳ３０１において、車載情報収集装置３０は、自身が搭載されているダンプトラック２０の位置情報を少なくとも取得する。ステップＳ３０１は、実施形態２のステップＳ２０２と同様である。次に、ステップＳ３０２に進み、車載情報収集装置３０は、ステップＳ３０１で取得したダンプトラック２０の位置情報を稼働情報送信可能経路と比較する。稼働情報送信可能経路とは、過去の移動経路を示す情報であって、特に通信可能範囲７を走行した際の滞在時間と対応付けられたダンプトラック２０の移動経路である。次に、データテーブル３６について説明する。

図１０に示すデータテーブル３６は、本実施形態に係る稼働情報収集制御において、ダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路を移動しているか否かの判定に用いられる。データテーブル３６は、車載記憶装置３１に記憶されている。データテーブル３６は、移動経路情報と、滞在可能時間（通信可能範囲７にダンプトラック２０が滞在可能な時間）とが対応付けられて記述されている。ケース番号は、説明の便宜上付したものであり、実際のデータテーブル３６には付されていない。

移動経路情報は、ダンプトラック２０が走行した走行路を示す位置情報（緯度・経度）の集合である。

データテーブル３６中のＡ、Ｂ、Ｃは、移動経路の種類を示す。１〜ｆは、移動経路情報を所定の時間周期で取得したタイミングを示す。Ｘ、Ｙは、Ｘ−Ｙ座標系における座標値である。なお、Ｘは緯度、Ｙは経度に相当する。例えば、Ａ（Ｘ、Ｙ）１は、移動経路Ａにおいて、１番目に取得した位置情報であることを示す。ケース２のように、ダンプトラック２０が２までしか走行したことがないのであれば、過去の移動経路情報は、Ｂ（Ｘ、Ｙ）１、Ｂ（Ｘ、Ｙ）２までしか位置情報の蓄積がない。ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入ったことがなければ、ケース２及びケース５のように滞在可能時間の情報もない。

各ケースについて、図１０、図１１を参照して詳細に説明する。
（１）ケース１は、Ａという走行路でＰｆの地点まで走行して、通信可能範囲に時間ＴＡｆの間滞在していた場合である。
（２）ケース２は、Ｂという走行路でＰ２の地点まで走行して得られた走行路の位置情報である。通信可能範囲に滞在しなかった場合である。
（３）ケース３は、Ｃという走行路でＰ２の地点まで走行して、通信可能範囲に時間ＴＣ１の間滞在していた場合である。
（４）ケース４は、Ａという走行路でＰｆの地点まで走行したが、通信可能範囲に滞在しなかった場合である。
（５）ケース５は、Ａという走行路でＰ２の地点まで走行して得られた走行路の位置情報である。通信可能範囲に滞在しなかった場合である。
（６）ケース６は、Ａという走行路でＰｎの地点まで走行して、通信可能範囲に時間ＴＡｎ間滞在していた場合である。

ケース１とケース６とは、ダンプトラック２０が、図１１のＰｎまで進んだかＰｆまで進んだかが異なる。滞在可能時間は、ＴＡｎ＜ＴＡｆとなる。また、ケース４とケース５とは、ダンプトラック２０が、Ｐｆまで進んだかＰ２まで進んだかが異なる。ケース５のダンプトラック２０の走行が進んでＰｆまで至れば、ケース４と同じ移動経路情報となる。

本実施形態において、ダンプトラック２０の車載情報収集装置３０は、所定の時間周期で移動経路情報、すなわち過去の移動経路の履歴を車載記憶装置３１に記憶している。そして、車載情報収集装置３０は、移動経路情報とともに滞在可能時間をデータテーブル３６に記述する。

車載情報収集装置３０がダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路の位置情報とを比較した結果、両者が一致した場合には（ステップＳ３０３、Ｙｅｓ）ステップＳ３０４に進み、両者が一致しなかった場合には（ステップＳ３０３、Ｎｏ）ステップＳ３０５に進む。なお、両者の一致の判断は、完全一致の他、所定の範囲内での一致も含む。

図１１に符号Ａで示す実線及び破線上のＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐｐ１、Ｐｆは、稼働情報送信可能経路Ａが有する位置情報に相当するが、ダンプトラック２０がＰ１、Ｐ２、Ｐ３を走行してＰｐ１に至る場合、ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路Ａの位置情報とは一致する。過去の移動経路情報とダンプトラック２０の移動経路とが一致するからである。一方、Ｐ１を走行したダンプトラック２０がその後Ｐｐ２に至る場合、ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路Ａの位置情報とは一致しない。過去の移動経路情報もなく、かつ過去の移動経路の履歴もないからである。

ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路の位置情報とが一致したら、ステップＳ３０４において、カウンタをインクリメントする（カウント数Ｎｃ＝１）。ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路の位置情報とが一致しない場合、ステップＳ３０５において、カウンタをクリアする（カウント数Ｎｃ＝０）。次に、ステップＳ３０６に進み、車載情報収集装置３０は、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入ったか否かを判定する。この判定は、実施形態２のステップＳ２０２と同様である。

ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入った場合（ステップＳ３０６、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７の処理の内容は、実施形態１のステップＳ１０４における処理の内容と同様であるが、処理の主体は車載情報収集装置３０である。

ダンプトラック２０が通信可能範囲７内に存在し、かつ特定の状態にある場合（ステップＳ３０６でＹｅｓかつステップＳ３０７でＹｅｓ）、ステップＳ３０８において、車載情報収集装置３０は、情報収集装置１０へ、車載記憶装置３１から無線通信によって送信すべき稼働情報を送信する。

ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入っていない場合（ステップＳ３０６、Ｎｏ）、車載情報収集装置３０は、ステップＳ３０１に戻り、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入るまで（ステップＳ３０６、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０１からステップＳ３０５を繰り返す。このように、本実施形態において、ステップＳ３０１からステップＳ３０５は、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に入るまで、所定の時間周期で繰り返される。ダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路と同一の移動経路を走行すれば、ステップＳ３０３においてダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路の位置情報とが一致する。このため、ダンプトラック２０が同一の稼働情報送信可能経路を走行するほど、ステップＳ３０４でカウンタがインクリメントされてカウント数Ｎｃが増加する。

例えば、図１１に示す稼働情報送信可能経路Ａにおいて、ダンプトラック２０がＰ１、Ｐ２、Ｐ３を走行すると、ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路Ａの位置情報とが３回一致することになる。この場合、カウンタがＰ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれでインクリメントされるため、ダンプトラック２０がＰ３を通過した時点でカウント数Ｎｃは３になる。

ダンプトラック２０が同一の稼働情報送信可能経路を走行しないと、ステップＳ３０３においてダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路の位置情報とが一致しない。例えば、図１１に示す稼働情報送信可能経路Ａにおいて、ダンプトラック２０がＰ１、Ｐ２を走行すると、ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路Ａの位置情報とが２回一致することになるので、カウント数Ｎｃは２になる。その後、ダンプトラック２０が図１１の点線で示す移動経路Ａ’を通り、Ｐｄを走行すると、ダンプトラック２０の位置情報Ｐｄと稼働情報送信可能経路Ａの位置情報とは一致しなくなる。この場合、ステップＳ３０５でカウンタがリセットされるので、カウント数Ｎｃは０になる。この場合、ダンプトラック２０の移動経路が、Ｐｎで稼働情報送信可能経路Ａに復帰すれば、カウント数Ｎｃは１になるが、稼働情報送信可能経路Ａを逸脱しない場合と比較して、カウント数Ｎｃは小さくなる。

ダンプトラック２０の走行中において、ダンプトラック２０の位置情報と稼働情報送信可能経路とが一致するほどカウント数Ｎｃは増加する。カウント数Ｎｃが大きいほど、ダンプトラック２０の移動経路と稼働情報送信可能経路との一致度が高くなり、ダンプトラック２０は、忠実に稼働情報送信可能経路を走行していることになる。すなわち、カウント数Ｎｃは、ダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路を走行していることの尺度となる。次に、ステップＳ３０７で否定（Ｎｏ）とされた場合について説明する。

ダンプトラック２０が特定の状態にない場合（ステップＳ３０７でＮｏ）、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９において、車載情報収集装置３０は、稼働情報通信時間を計算する。稼働情報通信時間及びその計算については実施形態２のステップＳ２０４と同様である。次に、ステップＳ３１０に進み、車載情報収集装置３０は、カウンタの値、すなわちカウント数Ｎｃが所定の閾値以上である場合には（ステップＳ３１０、Ｙｅｓ）、ステップＳ３１１に進む。すなわち、カウント数Ｎｃが所定の閾値以上である場合はダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路を走行しているとして、車載情報収集装置３０は、その稼働情報送信可能経路に対応した、データテーブル３６に記憶されている滞在可能時間に基づいて、送信すべき稼働情報の通信が終了するまでダンプトラック２０が通信可能範囲７に滞在可能か否かの判定を行う。

ステップＳ３１１において、車載情報収集装置３０は、車載記憶装置３１のデータテーブル３６から、ダンプトラック２０が走行している稼働情報送信可能経路（図１１に示す例では稼働情報送信可能経路Ａ）に対応する滞在可能時間ＴＡｆを読み出す。そして、ステップＳ３１２において、車載情報収集装置３０は、ステップＳ３０９で計算した稼働情報通信時間と滞在可能時間ＴＡｆとを比較し、前者が後者よりも小さい場合には、稼働情報を情報収集装置１０に送信可能であるとして（ステップＳ３１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０８に進む。そして、ステップＳ３０８において、車載情報収集装置３０は、情報収集装置１０へ、車載記憶装置３１から無線通信によって稼働情報を送信する。稼働情報通信時間が滞在可能時間ＴＡｆ以上である場合には、稼働情報を情報収集装置１０に送信不可能であるとして（ステップＳ３１２、Ｎｏ）、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。次に、ステップＳ３１０に戻って説明する。

ステップＳ３１０において、車載情報収集装置３０は、カウンタの値、すなわちカウント数Ｎｃが所定の閾値よりも小さい場合には（ステップＳ３１０、Ｎｏ）、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３において、車載情報収集装置３０は、現在のダンプトラック２０の状態が継続するとして、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に滞在可能な時間を計算する。カウント数Ｎｃが所定の閾値よりも小さい場合、ダンプトラック２０の移動経路は、稼働情報送信可能経路と一致していない度合いが大きいと考えられる。例えば、図１２に示す例の移動経路Ｅは、データテーブル３６に存在しないとする。ダンプトラック２０が移動経路Ｅ上を走行して移動経路Ｅ上のＰｐ３を通過した後、通信可能範囲７に進入した場合に、ダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路と一致していない移動経路で通信可能範囲７に進入したとして、ステップＳ３１３が実行されることになる。

ダンプトラック２０がＰｐ４の位置に到達したときにステップＳ３１３が実行されるとした場合、Ｐｐ４におけるダンプトラック２０の車速と、Ｐｐ４の位置情報（Ｘｐ、Ｙｐ）と、Ｐｐ４における進行方向と、通信可能範囲７とから距離Ｌａを求める。距離Ｌａは、ダンプトラック２０がＰｐ４における車速Ｖｓで、Ｐｐ４における進行方向に走行した場合における、Ｐｐ４から通信可能範囲７の外縁と交差する位置ＰＥ（Ｘｅ、Ｙｅ）までの距離である。ＰＥ（Ｘｅ、Ｙｅ）は、Ｐｐ４におけるダンプトラック２０の進行方向と、Ｐｐ４の位置情報（Ｘｐ、Ｙｐ）とから求めることができる。このため、Ｌａは、√｛（Ｘｅ−Ｘｐ）^２＋（Ｙｅ−Ｙｐ）^２｝で求めることができる。

距離ＬａをＰｐ４におけるダンプトラック２０の車速で除することにより、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に滞在可能な時間Ｔｐを求めることができる。時間ＴｐとステップＳ３０９で求めた稼働情報通信時間とを比較し、時間Ｔｐが稼働情報通信時間よりも大きい場合、稼働情報を情報収集装置１０に送信可能であるとして（ステップＳ３１２、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８において、車載情報収集装置３０は、情報収集装置１０へ、車載記憶装置３１から無線通信によって稼働情報を送信する。時間Ｔｐが稼働情報通信時間以下である場合には、稼働情報を情報収集装置１０に送信不可能であるとして（ステップＳ３１２、Ｎｏ）、稼働情報収集制御の１周期は終了し、次の周期における稼働情報収集制御が開始する。

上記例では、ダンプトラック２０の位置情報に基づいて、ダンプトラック２０の移動経路と稼働情報送信可能経路との一致を判定したが、さらに、走行中におけるダンプトラック２０の車速と進行方向との少なくとも一方を用いて両者の一致を判定してもよい。この場合、データテーブル３６は、移動経路情報にダンプトラック２０の車速の履歴と進行方向の履歴との少なくとも一方が、位置情報に対応付けて記述される。

本実施形態は、実施形態２の処理に加え、ダンプトラック２０の過去の移動経路を稼働情報送信可能経路とした上で、通信可能範囲に滞在可能な時間と対応付けておく。移動体であるダンプトラック２０の稼働情報を収集するにあたり、稼働情報送信可能経路を通過する場合には、過去の実績として得られている、通信可能範囲７に滞在可能な時間を利用することができるので、送信すべき稼働情報の情報量に対する必要な通信時間を予測することができるため通信可能範囲７に滞在可能な時間を計算で求める必要はない。その結果、本実施形態は、実施形態２と同様に、安定かつ確実な無線通信を実現して、確実かつ効率的にダンプトラック２０の稼働情報を収集することができ、さらに、稼働情報を収集する際の処理時間を短縮することができる。

特に、鉱山で稼働するダンプトラック２０は、ある所定の期間においては、積載場と排土場との間で異なる移動経路を走行することは少なく、同じ移動経路を走行することが多い。このため、ダンプトラック２０が稼働情報送信可能経路を走行する可能性は高いので、本実施形態は鉱山機械に対して有用である。

１ 鉱山機械の情報収集システム（情報収集システム）
３ 中継器
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ ＧＰＳ衛星
７ 通信可能範囲
１０ 情報収集装置
１２ 処理装置
１３ 記憶装置
１４ 通信可能範囲データベース
１５ 入出力部
１６ 表示装置
１７ 入力装置
１８ 第２無線通信装置
１８Ａ アンテナ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ ダンプトラック
２１ 車両本体
２２ ベッセル
２３ 車輪
２４ サスペンションシリンダ
２５ 回転センサ
２６ 圧力センサ
２７ 車載無線通信装置（第１無線通信装置）
２８Ａ アンテナ
２８Ｂ ＧＰＳ用アンテナ
２９ 位置情報検出装置
３０ 車載情報収集装置
３１ 車載記憶装置
３２ 鉱山機械情報取得装置
３６ データテーブル

Claims (6)

1. 鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の稼働状態に関する稼働情報を収集する車載情報収集装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて通信を行う第１無線通信装置と、
   前記第１無線通信装置と通信する第２無線通信装置を介して前記稼働情報を収集する情報収集装置と、を含み、
   前記情報収集装置は、
   前記第２無線通信装置を介して所定のタイミングで前記鉱山機械の位置情報の送信を要求する位置情報要求命令を送信し、
   前記位置情報要求命令に対する応答が前記第２無線通信装置に受信された鉱山機械が、自身の稼働情報の通信が終了するまで前記第１無線通信装置の通信可能範囲に滞在できる場合には、前記応答が受信された鉱山機械の稼働情報を収集し、
   前記応答が受信された鉱山機械の位置情報、速さ、進行方向、稼働情報通信時間及び前記通信可能範囲の位置情報に基づいて、前記応答が受信された鉱山機械が、自身の稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行うことを特徴とする鉱山機械の情報収集システム。
2. 前記情報収集装置は、
   前記車載情報収集装置から、前記通信可能範囲かつ前記稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所で前記鉱山機械が停止しているという情報を受け取った場合、前記判定を行わずに、前記無線通信設備が用意された場所で停止している鉱山機械の稼働情報を収集する、請求項１に記載の鉱山機械の情報収集システム。
3. 鉱山機械に搭載されて通信を行う車載無線通信装置と、
   前記車載無線通信装置の通信可能範囲を記憶する車載記憶装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の稼働状態に関する稼働情報を取得する車載情報収集装置と、
   前記稼働情報を収集する情報収集装置と、を含み、
   前記車載情報収集装置は、
   前記稼働情報の通信が終了するまで前記車載無線通信装置の通信可能範囲に滞在できる場合には、前記情報収集装置に前記車載無線通信装置を介して前記稼働情報を送信し、
   前記鉱山機械の位置情報、速さ、進行方向、稼働情報通信時間及び前記通信可能範囲の位置情報に基づいて、稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行うことを特徴とする鉱山機械の情報収集システム。
4. 鉱山機械に搭載されて通信を行う車載無線通信装置と、
   前記車載無線通信装置の通信可能範囲を記憶する車載記憶装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の位置に関する位置情報を検出する位置情報検出装置と、
   前記鉱山機械に搭載されて、前記鉱山機械の稼働状態に関する稼働情報を取得する車載情報収集装置と、
   前記稼働情報を収集する情報収集装置と、を含み、
   前記車載情報収集装置は、
   前記稼働情報の通信が終了するまで前記車載無線通信装置の通信可能範囲に滞在できる場合には、前記情報収集装置に前記車載無線通信装置を介して前記稼働情報を送信し、
   前記車載記憶装置は、
   前記稼働情報を送信したときにおける前記鉱山機械の移動経路を稼働情報送信可能経路とし、前記通信可能範囲に滞在可能な時間と対応付けて記憶し、
   前記車載情報収集装置は、
   前記鉱山機械が前記稼働情報送信可能経路を移動中に前記通信可能範囲に入った場合には、前記滞在可能な時間及び稼働情報通信時間に基づいて、稼働情報の通信が終了するまで前記通信可能範囲に滞在可能か否かの判定を行う、鉱山機械の情報収集システム。
5. 前記車載情報収集装置は、
   前記通信可能範囲かつ前記稼働情報を受け取るための無線通信設備が用意された場所で前記鉱山機械が停止している場合、前記判定を行わずに前記稼働情報を送信する、請求項３又は４に記載の鉱山機械の情報収集システム。
6. 前記鉱山機械が、前記無線通信設備が用意された場所で停止していることの判断は、前記鉱山機械の車速の状態と前記鉱山機械に積まれる積荷の積載量の変化との少なくとも一方の条件を用いて行われる、請求項２又は５に記載の鉱山機械の情報収集システム。

Images