JP5535176B2 - 鉱山機械の動態管理システム - Google Patents

Description

本発明は、鉱山機械の動態管理システムに係る技術であって、特に無線通信装置及び情報収集装置、さらに鉱山機械の走行経路の状態監視システムに係る技術である。

鉱山では、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が行われつつある。例えば、特許文献１には、移動体が通信可能エリア内から通信可能エリア外に接近していることを判定する判定手段を移動体に備え、判定手段によって移動体が通信可能エリア外に接近していると判定された場合に、その旨の情報を通信手段を介して端末装置に対して送信する移動体の通信装置が記載されている。

特開２００３−４６４２３号公報

従来、建設機械の動態管理を行うために、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が行われている。しかし、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して建設機械の動態管理を行う。建設機械が鉱山で稼働する場合を考えると、一般に鉱山は広大であるため、ダンプトラックといった建設機械の一種である鉱山機械が保持する稼働情報を、鉱山機械から無線通信により取得するための複数の中継器が、管理装置を備えた管理施設とは別個の場所に配置される。また、鉱山において、故障して稼働できない鉱山機械又は故障に至らないまでもメンテナンス又は点検が必要な鉱山機械に手当をせずに重大な故障を起こした鉱山機械は、鉱山の生産性を低下させる要因となる。したがって、可能な限りリアルタイムに鉱山機械の動態管理を行い、予防保全及び早期に故障を発見する必要がある。これを実現するためには、鉱山機械に搭載される無線通信装置等の機器類及び鉱山内に配置された中継器等の無線通信装置が正常に動作していることが不可欠である。上述した背景から、鉱山で使用される鉱山機械に搭載される無線通信装置などの機器類又は中継器等無線通信装置が正常に機能し、かつ故障等の異常が生じていないかといった状態監視を行うことが重要である。さらに、中継器の異常が生じていなくとも、中継器の配置位置が鉱山機械の走行経路の変更により移動されるべきといった判断も、可能な限りリアルタイムで行わなければ鉱山機械の動態管理を的確に行うことができない。

さらに、鉱山で使用される無線通信装置等の機器類は、過酷な環境で使用されるため、無線通信装置等の機器類の状態を監視したり異常を検出したりする手段は、自身の故障により状態監視及び異常検出が行えなくなる可能性がある。このため、そのような手段を無線通信装置等の機器類側に組み込まない方が好ましい。特許文献１に記載された移動体の通信装置は、通信手段及び移動体が通信可能エリア内から通信可能エリア外に接近していることを判定する判定手段を移動体に備え、移動体が通信可能エリア外に接近していると判定されると、「通信可能エリア外に接近している」ことを示す情報が通信手段を介して端末装置に送信され、移動体と端末装置が通信不可能になった場合に、通信不能の原因は「通信可能エリア外」であると特定でき、そうでなければ「アンテナ等通信手段の故障」であると特定する。しかし、特許文献１に記載された移動体の通信装置は、鉱山で使用される無線通信装置等の機器類に対し、無線通信装置の状態監視において、無線通信の障害が発生した場合、それが鉱山機械の無線通信装置等の機器類が故障したことによるものか、中継器の故障によるものかについて判断することはできない。

本発明は、鉱山において使用される車載無線通信装置又は中継器等の機器類の状態監視を行うこと、走行経路の状態監視を的確に行うこと、の少なくとも一方を実現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前記鉱山機械に対して送信し、前記位置情報要求命令に対する前記鉱山機械からの応答に基づいて、前記鉱山機械に搭載される機器と、前記第１無線通信装置から前記第２無線通信装置への通信を中継する中継器と、前記鉱山機械の走行経路とのうち少なくとも一つの状態を判定することを特徴とする鉱山機械の動態管理システムである。

本発明において、前記情報収集装置は、前記応答を受信できた回数に基づいて、前記車載無線通信装置の異常を判定することが好ましい。

本発明において、前記情報収集装置は、鉱山機械の稼働状態を受信したタイミングにおける前記応答に含まれている鉱山機械の位置情報と、前記稼働情報を受信した時刻とから、前記稼働情報を中継した中継器を特定するとともに、特定された中継器が前記稼働情報を中継した回数に基づいて、前記特定された中継器の異常を判定することが好ましい。

本発明において、前記情報収集装置は、前記特定された中継器について、前記稼働情報を中継する回数が時系列にみて減少している場合、前記特定された中継器が前記応答を中継した回数に基づいて、前記特定された中継器の異常の有無又は前記鉱山機械の走行経路の変更の有無を判定することが好ましい。

本発明において、前記情報収集装置は、前記鉱山機械の時系列に見た速さの変化に基づき、前記鉱山機械の走行経路が変更されたことを判定することが好ましい。

本発明において、前記情報収集装置は、前記特定された中継器に異常が発生していない場合、前記稼働情報と前記応答とに基づいて、前記鉱山機械に搭載された機器の異常の有無を判定することが好ましい。

本発明は、鉱山において使用される車載無線通信装置又は中継器等の機器類の状態監視を行うこと、走行経路の状態監視を的確に行うこと、の少なくとも一方を実現することができる。

図１は、実施形態１に係る無線通信装置及び情報収集機器、さらに鉱山機械の走行経路の状態監視システムを含む鉱山機械の動態管理システムの全体を示す図である。 図２は、実施形態１に係る鉱山機械の動態管理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に係る状態判定制御の手順を示すフローチャートである。 図６は、ブロードキャストに対する応答回数の集計の一例を示す図である。 図７は、実施形態２に係る状態判定制御の手順を示すフローチャートである。 図８は、中継器が稼働情報を中継した回数（中継回数）の集計の一例を示す図である。 図９は、中継器がブロードキャストを中継した回数（中継数）の集計の一例を示す図である。 図１０は、ダンプトラックの走行経路が変更された例を示す図である。

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に係る無線通信装置及び情報収集機器、さらに鉱山機械の走行経路の状態監視システムを含む鉱山機械の動態管理システム１の全体を示す図である。鉱山機械の動態管理システム１は、鉱山で稼働するダンプトラック及び油圧ショベル等の各種鉱山機械の稼働状態を管理するものである。鉱山機械の動態管理システム１に組み込まれる無線通信装置及び情報収集機器の状態監視システムは、無線通信装置等の機器類の状態を監視することを主に実行し、さらには無線通信装置等の機器類の状態監視を通じて鉱山内の状態（例えば、排土場の位置の変更、走行経路の変更等）を把握したりする。鉱山で使用される無線通信装置等の機器類とは、例えば、鉱山機械に搭載される車載情報収集装置や車載無線通信装置、鉱山内の複数個所に設置される中継器及びアンテナ等を示す。これら機器類の詳細については後述する。

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、鉱山機械としては、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機能するダンプトラック２０を例とするが、これに限定されるものではない。鉱山において、ダンプトラック２０は、積載場ＬＡで油圧ショベル又はホイールローダ等の積込機４によって砕石又は土砂等が積載される。そして、ダンプトラック２０は、排土場ＤＡで積載した岩石又は土砂等を排出すべく降ろす。

＜鉱山機械の動態管理システムの概要＞
鉱山機械の動態管理システム（以下、必要に応じて状態監視システムという）１は、情報収集装置１０が、鉱山機械（本実施形態ではダンプトラック２０）の稼働情報を、各ダンプトラック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いる。このように、情報収集装置１０は、原則として移動しないものである。情報収集装置１０が収集したダンプトラック２０の稼働情報とは、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が鉱山で稼働する各ダンプトラック２０の稼働情報を収集するために、情報収集装置１０には、アンテナ１８Ａを有する第２無線通信装置１８が接続されている。ダンプトラック２０は、稼働情報の送信及び情報収集装置１０との相互通信を行うために、車載無線通信装置２７とともにＧＰＳ用アンテナ２８Ａを有している。また、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。なお、自身の位置を計測するためには、ＧＰＳ衛星に限らず他の測位用衛星によるものでもよい。すなわち、ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム：Global Navigation Satellite Systems）による位置計測ができればよい。

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を有していない。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等の障害物を越えて遠方まで送信することができない。このため、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には限界がある。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、ダンプトラック２０と情報収集装置１０との間に山Ｍ等の障害物が存在していると、第２無線通信装置１８は、ダンプトラック２０から発信される電波を受信することができない。もちろん、高出力な電波を出力できる無線通信装置を用いれば、このような通信障害を回避できるが、コストや管理等の面から、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のような通信システムを用いることが適切である。しかし、無線ＬＡＮは、近距離通信には適するが遠距離通信が不可能であり、広大な鉱山で無線ＬＡＮの通信システムを構築してダンプトラック２０と情報収集装置１０との相互の無線通信を良好にするためには仕組みが必要である。そこで、状態監視システム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に稼働情報等を送信するための中継する中継器３（３Ａ、３Ｂ、・・・）を複数個備える。鉱山内の複数箇所に中継器３を設置することより、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等を収集することができる。

中継器３の配置場所と第２無線通信装置１８までの設置場所（管理施設）との距離が、無線通信による確実な通信を確保するには遠いと設計上の判断がなされる場合、中継器３と第２無線通信装置１８との間に、両者を中継するための中間中継器６（６Ａ、６Ｂ、・・・）が配置される。本実施形態において、中間中継器６は、中継器３と第２無線通信装置１８とを中継するのみであり、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するものではない。本実施形態において、中間中継器６は、対応する中継器３以外からは電波を中継しないようになっている。例えば、図１に示すように、給油所２の中継器３Ａからの電波を中継するのは、１台の中間中継器６Ａのみである。なお、中間中継器６は、図１では、一つの中継器３と一対一の関係であるように表現しているが、一対一の関係に限定するものではなく、各中間中継器６は、対応する複数の中継器３から送られる電波を中継することができる。

中継器３の配置場所を中心とする周囲の所定領域（図１には円形で示す領域）は、ダンプトラック２０に搭載された第１無線通信装置（車載無線通信装置２７）が中継器３との間で相互に無線通信が可能な範囲、すなわち、通信可能範囲７である。通信可能範囲７に存在しているダンプトラック２０は、中継器３等を介して第２無線通信装置１８と相互に無線通信することができる。

情報収集装置１０が無線通信によってダンプトラック２０から稼働情報を収集する場合、ダンプトラック２０からの稼働情報を情報収集装置１０に送信する。この場合、稼働情報の送信中にダンプトラック２０が走行して移動することによって、ダンプトラック２０が通信可能範囲７から出てしまい、情報収集装置１０に送信すべき稼働情報のすべてを送信する前に通信が中断してしまうことがある。このため、情報収集装置１０が稼働情報を受信している間、言い換えればダンプトラック２０が稼働情報を送信している間は、ダンプトラック２０が通信可能範囲７に存在することが好ましい。しかし、ダンプトラック２０の運転者は、目に見えない通信可能範囲７を意識しながら運転することは不可能であり、仮に通信可能範囲７をダンプトラック２０の運転室内のディスプレイなどに地図表示するなどの手段を講じていたとしても、この地図表示を見ながら運転することは煩わしい。したがって、ダンプトラック２０が、確実に通信可能範囲７に、ある程度の時間（送信すべき稼働情報のすべてを送信できる程度の時間以上の時間）停車することが行われる場所で、ダンプトラック２０から稼働情報を中継器３に向けて送信するように制御することが好ましい。

したがって、本実施形態では、例えば、給油所２に中継器３を設置する。給油所２では、ダンプトラック２０のエンジンを駆動するための燃料を給油するために、ダンプトラック２０はある程度の時間の停車をすることが見込まれる。このため、情報収集装置１０が給油中のダンプトラック２０から稼働情報を確実に受信するための時間の間、ダンプトラック２０は通信可能範囲７に滞在した状態を維持することができる。その結果、情報収集装置１０は、無線通信によってダンプトラック２０から稼働情報を確実に収集することができる。このような、ダンプトラック２０がある程度の時間の停車をすることが見込まれる場所としては、鉱山の場合、油圧ショベル等の積込機４によって積荷が積み込まれる場所である積込場ＬＡ又は積み込まれた積荷を排出する場所である排土場ＤＡ等があり、これらの場所に中継器３を設置することが好ましい。なお、鉱山は広大であるため、給油所２以外にもダンプトラック２０の走行経路の近傍に複数の中継器３又は中間中継器６を配置して、稼働中のダンプトラック２０から稼働情報を収集するようにする。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に係る鉱山機械の動態管理システム１が有する情報収集装置１０の機能ブロック図である。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とで構成される。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、コンピュータ若しくはサーバー又はこれらを組み合わせて構成されるものである。処理装置１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の数値演算装置である。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、ダンプトラック２０の無線通信装置等の機器類及び中継器３等の状態を判定するための状態判定用コンピュータプログラム、ダンプトラック２０が有する車載無線通信装置（第１無線通信装置）２７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等が記憶されている。通信可能範囲データベース１４は、ダンプトラック２０に備えられた車載無線通信装置２７が中継器３と通信可能な範囲の位置情報を示すデータ群であり、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。さらに、各中継器３の配置場所は、予めＧＰＳセンサ等で計測しておき、その配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。

例えば、図１に示す中継器３（３Ａ、３Ｂ）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の配置位置を原点とした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機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。

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）を各ダンプトラック２０に対して送信する。鉱山で作業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、より具体的には車載無線通信装置２７は、情報収集装置１０に対して「応答」を送信する。この応答に含まれる情報としては、少なくともダンプトラック２０に搭載された位置情報検出装置２９で測位された、自身の位置情報を含む。応答に含まれる情報として、さらに、ダンプトラック２０の車速（速さ）、進行方向及び複数のダンプトラック２０を識別するための識別子のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。

第２無線通信装置１８が応答を受信し、その応答に対応するダンプトラック２０を、処理装置１２で特定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、そのような通信可能範囲７内にダンプトラック２０が存在する限りは稼働情報を収集することができる。

稼働情報収集用コンピュータプログラムは、上述したような処理を実行するための命令が記述されている。情報収集装置１０が各ダンプトラック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。

また、本実施形態において、情報収集装置１０は、ブロードキャストに対する応答に基づいて、各ダンプトラック２０に搭載された車載無線通信装置２７、車載無線通信装置２７（第１無線通信装置２７）から第２無線通信装置１８への通信を中継する中継器３、さらには各ダンプトラック２０の走行経路、といった三者のうち少なくとも一つの状態を判定する。車載無線通信装置２７の状態の判定とは、例えば、処理装置１２が、ブロードキャストに対する応答を受信できた回数に基づいて、車載無線通信装置２７の異常の有無を判定することである。また、中継器３の状態の判定とは、処理装置１２が、第２無線通信装置１８が受信したタイミングにおけるブロードキャストに対する各ダンプトラック２０からの応答に含まれている、各ダンプトラック２０の位置情報と、稼働情報を受信した時刻とから、稼働情報を中継した中継器３がいずれの中継器３であるかを特定するとともに、特定された中継器３が稼働情報を中継した回数に基づいて、特定された中継器３の異常の有無を判定することである。

さらに、処理装置１２は、稼働情報を中継した中継器３を上述したように特定するとともに、特定された中継器３が稼働情報を中継する回数が減少している場合、処理装置１２は、特定された中継器３がブロードキャストに対する各ダンプトラック２０からの応答を受信した回数に基づいて、特定された中継器３の異常の有無又はダンプトラック２０の走行経路の変更を判定（走行経路の状態の判定）する。また、処理装置１２は、稼働情報を中継した中継器３を上述したように特定するとともに、特定された中継器３に異常が発生していない場合、稼働情報とブロードキャストに対する応答とに基づいて、車載無線通信装置２７の異常を判定する。

状態判定用コンピュータプログラムは、例えば、上述したような車載無線通信装置２７、中継器３等の状態を判定するための処理を実行する命令が記述されている。情報収集装置１０が各ダンプトラック２０の車載情報収集装置等の状態を判定する場合、処理装置１２は、状態判定用コンピュータプログラムを記憶装置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、無線通信装置２７等の状態を判定して、その判定結果を記憶装置１３に記憶させたり表示装置１６に表示させたりする。鉱山の管理者は、その判定結果を基に、各ダンプトラック２０の車載無線通信装置２７又は車載情報収集装置３０等の機器の保守管理や中継器３の保守管理を行う。

表示装置１６は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、各ダンプトラック２０の稼働情報を収集する際に必要な情報を表示する。また、表示装置１６は、上述したように、車載無線通信装置２７等の機器類の状態の判定結果を表示する。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、各ダンプトラック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を介して各ダンプトラック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２０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、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又は運搬車両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を示しているが、ダンプトラック２０に代えて、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本実施形態は適用可能である。

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、砕石又は岩若しくは土砂等が油圧ショベルなどの積込機４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、それらに加えて積荷が積載された際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２８Ｂ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を介して情報収集装置１０との間で各情報の送受信を行う。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で検出してもよいし、ダンプトラック２０に搭載されている車速センサ（回転センサ２５等のセンサ）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運転者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やオペレータのアクセル操作など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、状態監視システム１が車載無線通信装置２７、中継器３等の状態を判定する制御（状態判定制御）の一例を説明する。

＜状態判定制御＞
図５は、実施形態１に係る状態判定制御の手順を示すフローチャートである。図６は、ブロードキャストに対する応答回数の集計の一例を示す図である。本実施形態に係る状態判定制御は、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、移動体である各ダンプトラック２０から稼働情報を収集するとともに車載無線通信装置２７の異常の有無を判定するものである。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各ダンプトラック２０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たダンプトラック２０は、アンテナ２８Ａを介して情報収集装置１０に対して応答を送信する。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、情報収集装置１０に対して応答を送信しない。ブロードキャストは、所定の周期、具体的には比較的短い周期（例えば、１秒に１回）で発信されるように設定されている。鉱山で稼働するすべてのダンプトラック２０（より具体的には車載情報収集装置３０）からは、車載無線通信装置２７及び中継器３等の各機器類が正常動作を行っていれば、ブロードキャストの数に相当する応答が情報収集装置１０に対して送信される。

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を、中継器３、さらには中間中継器６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、応答は情報収集装置１０に送信される。次に、ステップＳ１０３に進み、情報収集装置１０は、受信した応答を記憶装置１３に保存する。このとき、情報収集装置１０は、図６に示すように、第２無線通信装置１８が応答を受信できた回数、すなわち応答回数を１日毎に集計して、ダンプトラック２０毎に対応付けて記憶装置１３に保存する。例えば、図６は、Ａというダンプトラック２０から、ｙ１．ｍ１．ｄ１という日に４２，０２２回の応答があったことを示している。

次に、ステップＳ１０４に進み、情報収集装置１０は、それぞれのダンプトラック２０の日々における応答回数について、前日との差の絶対値（応答回数差）を求め、応答回数差と所定の閾値ＮＲｃとを比較する。所定の閾値ＮＲｃは、車載無線通信装置２７の異常を判定するためのものであり、例えば、前日の応答回数の半分の値に設定したり、前日以前の所定期間における平均値に設定したりすることができる。また、所定の閾値ＮＲｃは、統計値又は経験値等から設定してもよい。所定の閾値は、予め記憶装置１３に記憶されている。本実施形態において、所定の閾値ＮＲｃは、前日の応答回数の半分の値としている。なお、ステップＳ１０４においては、応答回数差ではなく、１日における応答回数と所定の閾値とを比較してもよい。

図６に示す例では、ダンプトラックＡ、Ｃの応答回数差（ｙ１．ｍ１．ｄ１という日の応答回数とｙ１．ｍ１．ｄ２という日の応答回数との差）がそれぞれ２，６５４、２，６６０、所定の閾値ＮＲｃ（前日の応答回数の半分の値を閾値ＮＲｃとする場合）がそれぞれ２１，０１１、２０，６３１であるのに対し、ダンプトラックＢの応答回数差（ｙ１．ｍ１．ｄ１という日の応答回数とｙ１．ｍ１．ｄ２という日の応答回数との差）は４４，００４、所定の閾値ＮＲｃ（前日の応答回数の半分の値を閾値ＮＲｃとする場合）は２２，００３である。この結果から、ダンプトラックＢの応答回数差（４４，００４）が所定の閾値ＮＲｃ（２２，００３）より大きくなっていることが分かる。

応答回数差が所定の閾値ＮＲｃより大きい場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に進み、応答回数差が所定の閾値ＮＲｃ以下である場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５において、情報収集装置１０は、応答回数差が所定の閾値ＮＲｃより大きいダンプトラック２０（この例ではダンプトラックＢ）の車載無線通信装置２７に異常が発生したと判定する。この場合、例えば、情報収集装置１０は、図２に示す表示装置１６にその旨を、メッセージ又はエラーマークの表示形態とともに、どのダンプトラック２０の車載無線通信装置２７に異常が発生しているかを管理者が認識できるように識別表示させる。ステップＳ１０６において、情報収集装置１０は、応答回数差が所定の閾値ＮＲｃ以下のダンプトラック２０（この例ではダンプトラックＡ、Ｃ）の車載無線通信装置２７は正常であると判定する。

このように、情報収集装置１０は、ブロードキャストに対する応答回数に基づき、車無線通信装置２７の異常の有無を判定するので、鉱山で稼働する各ダンプトラック２０と管理施設との相互の無線通信が良好に行われているか否かを把握することができる。すなわち、情報収集装置１０は、鉱山において使用される車載無線通信装置２７等の機器類の状態監視を行うことができる。その結果、いずれかのダンプトラック２０の車載無線通信装置２７に異常が発生した場合、早期に対策を講じて迅速に鉱山機械の動態管理システム１を復旧させることができるので、安定的に稼働情報の収集を実現でき、鉱山機械の稼働現場の生産性の低下を抑止することができる。鉱山で使用されるダンプトラック２０は、粉塵、振動又は風雨といった過酷な環境下で稼働するので、車載無線通信装置２７にも故障等の異常が発生するおそれがあるため、本実施形態に係る状態監視システム１は有効である。

また、ダンプトラック２０は、ブロードキャストに対する応答を送信することのみで車載無線通信装置２７の状態を管理者に知らせることができるため、ダンプトラック２０に新たな監視手段又は異常判定手段を設ける必要はない。その結果、過酷な環境で使用される車載無線通信装置２７にとっては、耐久性に係る信頼性を低下させる要因が付加されることがないため、耐久性に係る一定の信頼性を確保することができる。このような点からも、本実施形態に係る状態監視システム１は、鉱山で使用される無線通信装置等の機器類を備えたダンプトラック２０に対して好適である。

本実施形態は、情報収集装置１０が、ダンプトラック２０から送信された稼働情報又は応答を基に、ダンプトラック２０の稼働状態及び車載無線通信装置２７の状態を把握する。したがって、ダンプトラック２０には、自身の稼働状態又は車載無線通信装置２７の状態監視を行うための新たな監視手段又は異常判定手段を設ける必要はない。また、例えば、鉱山の走行経路の変更等によって中継器３の位置が変更され、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を書き換えることでダンプトラック２０の稼働状態及び車載無線通信装置２７の状態を把握することができる。その結果、本実施形態に係る状態監視システム１は、鉱山のレイアウト（走行経路、積込場の位置、排土場の位置などを含むレイアウト）が変更されて中継器３の配置場所が変わった場合及び状態監視システム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。この点は、以下の実施形態でも同様である。

（実施形態２）
実施形態１では、ダンプトラック２０の車載無線通信装置２７の異常の有無を判定する無線通信装置及び情報収集機器の状態監視システム（状態判定制御）について述べた。本実施形態は、さらに詳細な無線通信装置等の機器類の状態監視を行うことができ、さらに走行経路の変更が行われたか否かも判定が可能な状態監視システム１に関するものである。つまり、中継器３の異常の有無を含めた判定が可能で、通信障害が走行経路の変更に伴うものであるか否かまでも判定できる。次に、本実施形態に係る状態監視システム１について説明する。

図７は、実施形態２に係る状態判定制御の手順を示すフローチャートである。図８は、各中継器３が稼働情報を中継した回数（中継回数）の集計の一例を示す図である。図９は、中継器３がブロードキャストを中継した回数（中継数）の集計の一例を示す図である。図１０は、ダンプトラック２０の走行経路が変更された例を示す図である。上述したように、実施形態２は、中継器３の状態、ダンプトラック２０の走行経路の状態及び車載無線通信装置２７又は車載情報収集装置３０の状態を判定するものである。本実施形態において、ブロードキャストに対する車載情報収集装置３０からの応答に含まれる情報は、応答の時刻情報、ダンプトラック２０の位置情報、車速及び進行方向を含む。また、実施形態１と同様に情報収集装置１０は、記憶装置１３に各中継器３の配置場所に関する位置情報又は各中継器３の通信可能範囲７の情報（通信可能な範囲の位置情報）を記憶している。

次に、図７を用いて、状態判定制御の手順を説明する。また、本実施形態においては、各中継器３が各ダンプトラック２０の稼働情報を中継した回数を「中継回数」と定義し、各中継器３が処理装置１２からのブロードキャストを中継した回数を「中継数」と定義する。ステップＳ２０１において、情報収集装置１０は、ブロードキャストの応答の情報に含まれているダンプトラック２０の位置情報と、応答の時刻情報と、稼働情報を取得した時刻とを比較する。そして、情報収集装置１０は、稼働情報を受信した時刻におけるダンプトラック２０の位置情報から、その位置情報に近い位置にある中継器３を抽出（特定）する。中継器３の配置場所に係る位置情報は、記憶装置１３に予め記憶されているので、中継器３を抽出（特定）できるのである。ダンプトラック２０の車載情報収集装置３０は、中継器３を介して稼働情報を情報収集装置１０に対して送信する。したがって、ダンプトラック２０が稼働していた任意の場所において稼働情報を送信できた場合、その場所を通信可能範囲７として含む中継器３が、稼働情報を中継した中継器３となる。

次に、ステップＳ２０２に進み、情報収集装置１０は、各中継器３が中継した１日あたりの稼働情報の中継回数を集計し、記憶装置１３に記憶させる。なお、集計のタイミングは、必ずしも１日単位でなくともよく、例えば、８時間毎といった所定の時間間隔でもよい。次に、ステップＳ２０３に進み、１日において各中継器３が中継した稼働情報の中継回数と、中継回数の閾値とを比較する。中継回数の閾値は、中継器３の異常を判定するためのものであり、例えば、前日の中継回数の半分の値に設定したり、前日以前の所定期間における平均値に設定したりすることができる。また、中継回数の閾値は、統計値又は経験値等から設定してもよい。中継回数の閾値は、記憶装置１３に記憶されている。本実施形態において、中継回数の閾値ＮＲｃは、前日の中継回数の半分の値としている。

ステップＳ２０４において、中継回数の閾値以下の中継器３がある場合（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に進み、中継回数の閾値以下の中継器３がない場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、ステップＳ２０９に進む。例えば、図８に示す例では、中継器３Ｅは、ｙ１．ｍ１．ｄ３０という日に、６２回の中継回数をカウント（計数）したが、その後、ｙ１．ｍ２．ｄ１という日には、４回しか中継回数をカウント（計数）しなかった。また、中継器３Ｇは、同様に中継回数が１９回から０回へと減少している。すなわち、中継回数の閾値を「前日の中継回数の半分の値」と定めたならば、中継器３Ｅ、３Ｇの中継回数は、閾値以下に減少している。次に、ステップＳ２０５において、情報収集装置１０は、中継回数が閾値以下になっている中継器３（図８の場合、中継器３Ｅ、３Ｇ）のブロードキャストを中継した回数を記憶装置１３から読み出す。ブロードキャストに対する応答の情報に含まれているダンプトラック２０の位置情報からブロードキャストを中継した中継器３を特定することができるので、特定された中継器３がブロードキャストを中継した回数（中継数）をカウント（計数）することができる。

次に、ステップＳ２０６において、情報収集装置１０は、ステップＳ２０４で抽出された中継器３（稼働情報の中継回数が閾値以下になっている中継器であり、図８の場合、中継器３Ｅ、３Ｇ）に対して、ブロードキャストの中継数が０回か否かを判定する。例えば、稼働情報の中継回数が閾値以下になっている中継器３（図８の場合、中継器３Ｅ、３Ｇ）がブロードキャストを中継した回数（中継数）が、図９に示すような結果であったとする。中継器３Ｅは、日付が変わっても大きな中継数の変動はないが、中継器３Ｇは、ｙ１．ｍ２．ｄ１という日に中継数は激減し、中継回数は０回になっている。

ステップＳ２０６において、ブロードキャストの中継数が０回である場合（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７に進み、情報収集装置１０は、そのような中継器３（図９の場合、中継器３Ｅ）には異常が発生しているおそれがあるとして、例えば、表示装置１６に異常の警告を表示させる。ステップＳ２０６において、ブロードキャストの中継数が０回でない場合（ステップＳ２０６、Ｎｏ）、ステップＳ２０８に進み、情報収集装置１０は、ダンプトラック３の走行経路が変更されたとして、その旨の警告を表示装置１６に表示させる。このとき、情報収集装置１０は、ブロードキャストの応答の情報に含まれるダンプトラック２０の位置、車速及び進行方向の集計値を表示装置１６に表示させてもよい。

図１０に示すように、積込場ＬＡの位置に変更はないが、図９のｙ１．ｍ１．ｄ３０の日からｙ１．ｍ２．ｄ１の日に変わった際に、排土場ＤＡの場所がＤＡ１からＤＡ２へ変更されたとする。この場合、排土場ＤＡの場所がＤＡ１の場所であるときには、ダンプトラック２０の走行経路Ｒ１は、中継器３Ｅの通信可能範囲７を広い範囲で横切っている。このため、ダンプトラック２０が走行中であっても、送信すべき稼働情報の通信に必要な通信時間を十分に確保できるので、図８に示すように、ｙ１．ｍ１．ｄ３０の日以前においては、中継器３Ｅの稼働情報の中継回数は同程度で推移している。

排土場ＤＡの場所がＤＡ１からＤＡ２に変更されると、ダンプトラック２０の走行経路Ｒ２は中継器３Ｅの通信可能範囲７の外側に近い部分をかすめることになる。このため、ダンプトラック２０が走行中である場合、ブロードキャストに対する応答の通信時間は確保できても、送信すべき稼働情報の通信に必要な通信時間は確保できない。また、通信可能範囲７の近傍における走行経路Ｒ１又は走行Ｒ２の向きは、後者の方が中継器３Ｅの方を向いていない。すなわち、走行経路Ｒ１は、通信可能範囲７の中心に向かってダンプトラック２０が走行することとなるが、走行経路Ｒ２は、通信可能範囲７が示す円の外側に向かってダンプトラック２０が走行することとなる。無線通信の指向性とダンプトラック２０の進行方向とを考慮すると、走行経路Ｒ２を走行するダンプトラック２０は、走行経路Ｒ１を走行するダンプトラック２０と比較して、中継器３Ｅに対する通信の指向性が低下する。その結果、図８に示すように、ｙ１．ｍ２．ｄ１の日において、中継器３Ｅの稼働情報の中継回数が急激に減少しているが、図９に示すように、中継器３Ｅがブロードキャストに対する応答を中継する回数（中継数）は、ｙ１．ｍ１．ｄ３０の日からｙ１．ｍ２．ｄ１の日に変わっても急激に減少していないといった結果が得られる。

このように、本実施形態によれば、例えば、中継器３がブロードキャストに対する応答及び稼働情報の中継を行うこと及びブロードキャストに対する応答と稼働情報とでは後者の方が通信に必要な時間（中継時間）は長いことを利用して、中継器３の異常の有無とダンプトラック２０の走行経路の変更の有無とを判定する。状態監視システム１が、ダンプトラック２０の走行経路の変更がなされていると判定した場合（ステップＳ２０８）、中継器３の移動が必要となるので、情報収集装置１０は、中継器３の移動を促す旨を表示装置１６に表示させて、管理者に通知するようにしてもよい。

中継器３の異常の有無とダンプトラック２０の走行経路の変更の有無とを判定する手法は、上述したものに限定されない。例えば、稼働情報を送信するときにおけるダンプトラック２０の車速に基づいて、中継器３の異常の有無とダンプトラック２０の走行経路の変更の有無とを判定してもよい。一例として、稼働情報の送信時におけるダンプトラック２０の車速は、ブロードキャストの応答の送信に対しては十分遅いが、送信すべき稼働情報を通信可能範囲７にダンプトラック７がいる間に送信させるには速過ぎる場合を考える。この場合、情報収集装置１０は、ブロードキャストの応答は収集できるが、稼働情報は収集できない事象が発生する。ステップＳ２０８において、情報収集装置１０は、ダンプトラック２０の車速を示す情報に基づいて、ダンプトラック２０の走行経路の変更を判定してもよい。すなわち、走行経路の変更前において、各ダンプトラック２０は、送信すべき稼働情報の通信に必要な通信時間を確保できる程度の車速で、ある中継器３の通信可能範囲７内を走行していたが、走行経路の変更により、各ダンプトラック２０は、その中継器３の通信可能範囲７内を高速で走行するようになり、送信すべき稼働情報の通信に必要な通信時間を確保できなくなった場合、情報収集装置１０は、車速の時系列の変化から走行経路が変更されたと判定し、さらには中継器３の移動を促す旨を通知する（ステップＳ２０８）。

次に、ステップＳ２０４に戻って説明する。中継回数の閾値以下の中継器３が抽出されない場合（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、ステップＳ２０９に進み、情報収集装置１０は、車載無線通信装置２７及び車載情報収集装置３０の異常の有無判定を開始する。ステップＳ２１０において、情報収集装置１０は、稼働情報が収集できたダンプトラック２０を抽出する。次に、ステップＳ２１１に進み、情報収集装置１０は、稼働情報が収集できたダンプトラック２０について前回と今回とを比較する。前回とは、過去のある一定期間で稼働情報を取得できたことであり、今回とは、その過去のある一定期間後であって、その一定期間と同じ時間が経過した時点までに稼働情報を取得できたことを示す。そして、ステップＳ２１２において、情報収集装置１０は、前回は稼働情報が収集できていたが今回は収集できていないダンプトラック２０が存在するか否かを判定する。

今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０が存在する場合（ステップＳ２１２、Ｙｅｓ）、さらに情報収集装置１０は、今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０について、ブロードキャストに対する応答の実績を確認する。そして、ステップＳ２１３において、今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０がブロードキャストに対しても応答していない場合（ステップＳ２１３、Ｙｅｓ）、情報収集装置１０は、ステップＳ２１４において、車載情報収集装置３０と車載無線通信装置２７との少なくとも一方に異常が発生したとして、その旨の警告を表示装置１６に表示する。すなわち、ステップＳ２１３において、今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０がブロードキャストに対しても応答していない場合（ステップＳ２１３、Ｙｅｓ）とは、ダンプトラック２０が稼働情報そのものを取得できなかった（車載情報収集装置３０の異常）か、稼働情報を収集できたが稼働情報を無線通信できなかった（車載無線通信装置２７の異常）か、という異常が発生している可能性を示す。

稼働情報の収集は、管理施設の情報収集装置１０の処理装置１２にスケジューリングがされており、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指令信号を送信し、その指令信号を受けた各ダンプトラック２０は、収集した稼働情報を情報収集装置１０に対して送信する。したがって、今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０が存在する場合（ステップＳ２１２、Ｙｅｓ）であっても、電波状態等により偶然に収集できなかった可能性もある。しかし、ブロードキャストは高頻度（例えば１回／秒）で各ダンプトラック２０に送信されるため、今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０が、さらにブロードキャストに対しても応答していない場合（ステップＳ２１３、Ｙｅｓ）、ダンプトラック２０側の機器類、より具体的には車載情報収集装置３０と車載無線通信装置２７との少なくとも一方に異常が発生したと考えるのが妥当である。このため、ステップＳ２１３の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）である場合、車載情報収集装置３０と車載無線通信装置２７との少なくとも一方に異常が発生したとする。このように、稼働情報の収集の有無の結果に加え、ブロードキャストに対する応答の有無の結果を利用することにより、ダンプトラック２０側の機器類の異常の有無をより正確に判定することができる。

今回も稼働情報を収集できていないダンプトラック２０は存在しない場合（ステップＳ２１２、Ｎｏ）又は今回は稼働情報を収集できていないダンプトラック２０がブロードキャストに対して応答している場合（ステップＳ２１３、Ｎｏ）、車載情報収集装置３０及び車載無線通信装置２７は正常であるとして、本実施形態に係る状態判定制御は終了する。

本実施形態は、中継器３、ダンプトラック２０の車載無線通信装置２７等の状態を判定するにあたり、中継器３が稼働情報及びブロードキャストを中継した回数と、稼働情報の収集の有無及び車載情報収集装置３０からのブロードキャストに対する応答の有無とを時系列に取得して用いる。その結果、本実施形態は、中継器３の異常の有無、ダンプトラックの走行経路の変更及び車載無線通信装置２７等の異常の有無を判定することができる。このように、本実施形態は、鉱山において使用される車載無線通信装置２７、車載情報収集装置３０又は中継器３等の機器類の状態監視を行うとともに鉱山の状態（この例ではダンプトラック２０の走行経路）の状態監視を的確に行って鉱山の状態を把握することができる。また、そのような鉱山で使用される機器類に異常があった場合又は鉱山の状態に変更があった場合には、速やかにこれらの事象の情報を得ることができるので、早期に対策を講じて迅速に状態監視システム１を復旧させることができる。その結果、車載情報収集装置３０から安定して稼働情報を収集できる。また、早期に対策を講ずることにより、鉱山の生産性の低下を最小限に抑えることができる。

鉱山は、積込機４により砕石を掘削してダンプトラック２０に積み込む場所（積込場）及び掘削された土砂等を排出する場所（排土場）等が変化するため、これに応じてダンプトラック２０の走行経路が変更される。このため、無線通信によりダンプトラック２０等の鉱山機械の稼働情報を収集するために中継器３を配置しても、走行経路の変更により通信可能範囲７とダンプトラック２０との位置関係から稼働情報を収集できなくなることもある。本実施形態は、中継器３による稼働情報の中継回数及びブロードキャストの中継数を時系列に取得し用いて、走行経路が変更されたことを把握できる。このため、本実施形態は、時間の経過とともにダンプトラック２０の走行経路が変化する鉱山での適用に好適である。

また、中継器３の中継回数又は中継数を求める場合は、ダンプトラック２０からの稼働情報及びブロードキャストに対する応答の結果を利用するため、中継器３に中継回数を計数する機器又は中継器３を監視したり異常を判定したりする手段を設ける必要はない。さらに、ダンプトラック２０は、稼働情報及びブロードキャストに対する応答を送信できればよいので、新たな監視手段又は異常判定手段を設ける必要はない。その結果、過酷な環境で使用される機器類としてのダンプトラック２０及び中継器３に、耐久性に係る信頼性を低下させる要因が付加されることがないので、耐久性に係る信頼性低下を抑制することができる。このような点からも、本実施形態に係る状態監視システム１は鉱山で使用される機器類に対して好適である。

１ 鉱山機械の動態管理システム（状態監視システム、無線通信装置及び情報収集装置、走行経路の状態監視システムを含む）
２ 給油所
３ ダンプトラック
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｅ、３Ｇ 中継器
４ 積込機
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ ＧＰＳ衛星
６、６Ａ、６Ｂ 中間中継器
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 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
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

Claims (4)

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前記鉱山機械に対して送信し、
   前記位置情報要求命令に対する前記鉱山機械からの応答を受信できた回数を時系列に所定時間毎に集計し、前記集計した回数の時系列の変化に基づいて、前記鉱山機械に搭載される機器の状態と、前記第１無線通信装置から前記第２無線通信装置への通信を中継する中継器の状態と、前記鉱山機械の走行経路の変更状態とのうち少なくとも一つの状態を判定することを特徴とする鉱山機械の動態管理システム。
2. 前記情報収集装置は、
   前記中継器が前記位置情報要求命令を中継した回数である中継数を時系列に所定時間毎に集計し、前記集計した中継数に基づいて、前記中継器の異常の有無又は前記鉱山機械の走行経路の変更の有無を判定する請求項１に記載の鉱山機械の動態管理システム。
3. 前記情報収集装置は、
   前記鉱山機械の時系列に見た速さの変化に基づき、前記鉱山機械の走行経路が変更されたことを判定する請求項２に記載の鉱山機械の動態管理システム。
4. 前記情報収集装置は、
   前記中継器に異常が発生していない場合、前記稼働情報と前記応答とに基づいて、前記鉱山機械に搭載された機器の異常の有無を判定する請求項２に記載の鉱山機械の動態管理システム。

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