JP5562815B2 - 携帯端末を用いた作業管理方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末の位置情報を取得することで現場作業を管理する方法及び装置に関する。

従来の現場作業を管理するシステムとして、例えば電鉄用の電力管理システムがある。ここでは、現場の電鉄用設備内に何らかの作業が必要になった場合、事前に作業計画を作成し、電力管理システムに作業予定を登録する。そのうえで、予定日時に実際に作業するに際しては、作業者が作業開始や作業終了の旨の連絡を、電話または携帯端末を操作することで行っている。

係る現場作業においては、作業開始から終了に至るまでの期間、作業者の安全を確保することが最優先とされる。例えば、電鉄用の電力管理システムの場合には、作業を開始する前に作業現場内の電鉄用電源を遮断し、無活線状態とした上で作業を行い、終了後に活線状態に復旧させる必要がある。また、作業は車両停止後の深夜業務となることが多く、所定時間内に作業終了することが求められる。

このような現場における安全確保や工程期限管理は、現場の管理責任者に委ねられているが、管理責任者の負担が大きく、中央の電力管理システムでも把握できていることが望ましい。

この点に関し、特許文献１では、作業者から発信される位置情報を受信し、位置情報から作業者位置を特定の地図上に同定して、作業者の経時的変化を記憶するとしており、特許文献１によれば、作業者の位置を時間の変化と共に把握することができる。

特開２００４−１５７８６３号公報

現場作業の安全確保や予定時間内の作業終了といった現場管理を、現場の管理責任者ばかりでなく、中央の電力管理システムでも把握したいという要求に対し、特許文献１の手法を採用すれば、作業者の作業位置を中央において把握することができるという効果を上げることができる。

本発明においては、特許文献１の手法をさらに展開して、中央での現場管理を可能とする。現場作業の管理責任者の負担を軽減させながら、現場の安全を確保し、さらには現場作業の進捗管理が行える携帯端末を用いた作業管理方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の携帯端末を用いた作業管理方法においては、現場の作業エリアで作業を行う作業員に位置確認機能を備えた携帯端末を保持させ、作業エリアに近接して監視エリアを設定し、作業開始並びに作業終了時には作業員を前記監視エリア経由で前記作業エリアに入退場させるとともに、中央側装置は、作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置情報を用いて、作業員が前記監視エリアに所在することを確認し、所在確認後に作業エリアの安全確保作業を実施し、安全確保作業実施後に入退場を許可する。

また、中央側装置は、作業員が所持する携帯端末ＩＤを予め保有し、携帯端末との通信により得られた携帯端末ＩＤと比較することにより、所定の作業員が監視エリアに所在することを確認する。

また、中央側装置は、今回の作業エリアでの作業に類似する過去作業での進捗状況の経験値を予め保有し、作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置情報を用いて、過去作業と今回作業の進捗状況を比較把握する。

上記目的を達成するために、本発明の携帯端末を用いた作業管理装置においては、現場に作業エリアと監視エリアを設定し、作業員に位置確認機能を備えた携帯端末を保持させ、作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置信号を受信する受信装置と、作業エリアでの作業内容計画情報として作業場所、作業者、携帯端末ＩＤ，作業予定日時を少なくとも記憶する作業データベースと、現場の作業エリアと監視エリアの情報を作業データベースの情報に関連付けて記憶する設備データベースと、受信装置からの位置信号を入力して、携帯端末ＩＤ、端末位置、時刻を作業データベースの情報に関連付けて少なくとも記憶する作業データベースと、各種データベースに記憶された情報を表示するモニタと、各種データベースに記憶された情報を用いて処理を実行する処理部を中央側に備え、処理部において、携帯端末からの位置信号と携帯端末ＩＤ情報を用いて、所定の作業員が作業開始前後に監視エリアに全員所在することを確認する。

また、現場における過去の作業内容と進捗状況の経験値を保有する蓄積データベースを供え、処理部において、今回作業内容に類似する蓄積データベース内の過去事例情報と、受信装置から得られる今回作業の位置情報とを用いて、モニタに進捗状況を比較表示する。

現場作業の管理責任者の負担を軽減させながら、現場の安全を確保し、さらには現場作業の進捗管理が行える

管理システムと、作業現場の構成を示す概略図。 作業データと位置データのデータベースを示す概略図。 設備データと蓄積データのデータベースを示す概略図。 本発明の大まかな処理の流れをまとめた処理フロー図。 図４の処理部２Ｄを詳細に表した処理フロー図。

本発明の実施例を図により説明する。

図１は、本発明に係る管理システムと、作業現場の構成を示す概略図である。この図には、大別すると中央側装置と作業現場が図示されている。

図の例では中央側装置として、例えば電鉄用の電力管理システム２を装備する例を示している。他には入力手段として作業計画入力手段１、作業時に作業員と通信する端末通信装置４、作業時の作業者位置情報を取得する位置情報取得装置３を備える。

他方、現場側として電鉄用の場合には、線路８に沿って設備Ａ，Ｂ，Ｃがあり、今回の現場作業はこのうちの設備Ｂを中心とした作業エリア１０内で行うものとする。なお、本発明では作業エリア１０に近接するエリア９を監視エリアと定義し、かつ作業者の作業エリア１０への入場及び退場は、監視エリア９の通過を鉄則とする。また、作業者５は携帯端末６を各人が所持している。

中央、現場の主な構成は以上のようである。本発明では、現場の作業管理を行うに当たり、電力管理システム２内に複数のデータベース２Ａ，２Ｂ，２Ｅを備える。このうち、２Ａは現場作業の作業計画を記憶する作業データベースであり、図２に詳細一例を示す。２Ｂは、現場の設備Ａ，Ｂ，Ｃに関する設備情報を記憶する設備データベースであり、図３に詳細一例を示す。２Ｅは、過去に計画され、実施された現場作業のデータと、今回作業時のデータとを保存する蓄積データベースである。なお、電力管理システム２において、２Ｄはこれらのデータを処理する処理部、２Ｃは作業進行状況などを表示するモニタである。

また、位置情報取得装置３にもデータベース３Ａを備える。ここには、作業者各人が携帯する携帯端末からの位置情報が位置データとして記憶される。位置データの詳細一例を図２に示す。

以下、本発明による作業管理手順を説明する。まず作業計画段階において、作業計画者Ｍ１が、作業計画入力手段１を用いて作業予定を電力管理システム２に入力する。具体的な作業予定の入力内容としては、図２に詳細を示す作業データベース２Ａに記載の項目を入力する。これらは、作業名、作業場所、作業者名、作業人数、作業者の役割、スキル、作業者の所持する携帯端末のＩＤ，作業日、作業開始時間、作業終了時間などである。

図２には、これら入力項目の一事例を記載しているが、この例は設備Ｂ周辺のエリア１０における作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の３名による深夜作業である。これら一連の入力項目の入力は、一人の計画者によって全て同時に決定される必要はなく、計画の練り上げ状況に応じて決定項目が順次入力され、所定の期限までに決定されればよい。但し、作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の３名が決定されたときには、この３名が作業に当るときに所持する携帯端末のＩＤ（ＸＸＸ，ＹＹＹ，ＺＺＺ）が対応付けて入力される必要がある。

図３のデータベース２Ｂには、設備ＩＤと監視エリア位置情報と、作業エリア位置情報が関連付けて記憶されている。例えば作業データベース２Ａに記載の項目「作業場所」の内容が、設備Ｂであるとき、これをキーにして図３のデータベース２Ｂの「設備ＩＤ」を参照すると、監視エリア位置情報としてエリア９を意味する座標情報が、作業エリア位置情報としてエリア１０を意味する座標情報が検索される。このように、作業データベース２Ａに記載の項目を入力して、作業場所が決定すると、これに対応して図３のデータベース２Ｂが参照される。

作業計画入力により決定された事項（作業データベース２Ａに記載の項目）、並びにこれに派生して得られた事項（設備データベース２Ｂに記載の項目）は、作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の３名に伝達され、作業当日予定時間に作業開始できる運びとなる。なお、この３名が作業に当るときに所持する携帯端末のＩＤは、それぞれＸＸＸ，ＹＹＹ，ＺＺＺである。

この３名は、作業当日予定時間に、データベース２Ｂの監視エリア位置情報に記載されたエリア９（監視エリア９）に集合し、所持している携帯端末６を稼動状態とする。これにより、作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の所在する位置特定情報が、位置情報取得装置３の端末通信装置４に送信される。以降、位置情報は、位置データベース３Ａに格納されることで、携帯端末６の位置情報は常に監視している状態となる。

このとき以降、図２の位置データベース３Ａに格納される情報は、端末ＩＤと端末位置情報と、時刻である。このうち、端末ＩＤには、３名の作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の携帯端末のＩＤであるＸＸＸ，ＹＹＹ，ＺＺＺが検知され、かつ端末位置情報として監視エリア９が検知される。

図２の作業データ２Ａと位置データ３Ａ，並びに図３の設備データには、上記のようにして計画値や実測値が時間の経過と共に保持されてくるが、これらのデータベースは互いにリンクされているので、図１の処理部２Ｄにおいては、現場作業が予定通りに行われ始めたことを検知でき、モニタ２Ｃに表示して監視することが可能である。なお、具体的なデータベース間リンクのキーは、３Ａ，２Ａ間の端末ＩＤと作業者の端末ＩＤ，同じく端末位置情報と作業場所（さらには２Ｂの設備ＩＤにもリンク）、時刻と作業開始、終了時間などである。

従って、位置データベース３Ａに端末ＩＤとしてＸＸＸ，ＹＹＹ，ＺＺＺが検知されたときには、作業データベース２Ａの作業者の端末ＩＤを手がかりに３名の作業者Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が特定でき、かつ端末位置情報と、時刻が検知されたときには、作業データ２Ａ、さらには設備データベース２Ｂの設備ＩＤにもリンクして、設備Ｂ（エリア１０）の作業前に監視エリア９に入場したことが把握できる。

このようにして、作業者５が、作業のために作業予定入力時に指定された監視エリア９の地点に入ると、作業進行状況は自動的に作業準備開始ステータスになる。このときに格納された位置データ３Ａは、作業データ２Ａや設備データ２Ｂとデータ照合処理を行う。データの一致を確認し、正しく処理が終了した場合、携帯端末６に対する確認要求により、作業者５に確認（予定された作業のために予定の人員が監視エリアに入場したことを中央側でも確認したこと）の連絡が行われる。

そして、中央側から設備Ｂに対して、作業開始が自動処理で行われる。例えば、作業エリア１０への電鉄用電源からの通電を停止して、作業エリア１０内の安全を確保する操作を中央側から実行する。作業者は、携帯端末６にて電鉄用電源が落とされたのを確認したら初めて作業エリア１０に入り、所定の設備メンテナンス作業を開始する。

このように、作業者が監視エリアに集合し、ここで位置確認することの意味は、作業エリアから離れた位置に全ての作業者が存在することを確認したうえで、作業エリアの安全確保作業を中央から実行するためである。なお、作業エリアから撤退するときにも、監視エリアで作業員の所在確認を行い、電源投入作業を行わせる。本発明においては、係る対応を採用することで、現場の安全確保を管理責任者の負担軽減しながら達成している。

次に、作業中の進捗状況を中央で管理することについて説明する。作業の状態については、作業進行状況としてモニタ２Ｃに出力される。この作業期間中も携帯端末を用いた位置情報により、各作業者の位置情報が中央側の位置情報取得装置３により把握されている。この作業期間中の作業進捗管理のために、図３の蓄積データベース２Ｅを参照する。

蓄積データ２Ｅのデータ項目は、作業種別、行動パターン、単位時間当たりの移動距離、単位時間当たりの移動パターン、単位時間当たりの作業者との位置関係、単位時間当たりの設備との位置関係などである。

蓄積データ２Ｅのこれらのデータ項目は、過去に実施された同種作業のときの実際値を蓄積したものであり、今回の作業と過去作業をモニタ２Ｃ上に比較表示することで、予定時間内に完了すべき作業の進捗状況が、中央側でもある程度把握可能とする。例えば作業データベース２Ａにおいて作業者Ｍ３が行う塗装作業について、今回は３０メートルの距離の塗装を完了する予定の時には、過去事例での塗装作業のときの実際値と比較することで、終了予定時刻までに作業が完了できることを把握可能とする。

このように本発明では、同種作業の過去実績との比較により、今回の作業の進展状況を中央にて把握することができる。

このようにして、作業エリア１０内での作業が完了すると、作業予定入力時に指定された監視エリア９の地点に入ると位置データ３Ａのデータ照合処理が行われる。これにより、作業終了時刻に予定の作業者が作業エリア１０内での作業を終えて監視エリア９に戻ったことが確認できる。中央側ではこの旨を確認すると、データの一致を確認し、正しく処理が終了した場合、自動処理で作業終了とし、線路内８に電鉄用電源を投入し、作業者に退場を指示する。

図４は、本発明の大まかな処理の流れをまとめた処理フロー図である。ここでは、ステップＳ４２にて、携帯端末６から位置データ３Ａを受信する。処理部２Ｄでは、位置データ３Ａを使って処理を行う。作業の状態は、作業進行情報の表示としてモニタ２Ｃに表示される。比較基準となる作業進行情報は、蓄積データ２Ｅから出力する。

図５は、図４の処理部２Ｄにおける処理を詳細に表した処理フロー図である。この段階では、作業計画が完了しており、実作業を行うために作業員が監視エリア９に集合している。まず、作業員５は監視エリア９に入ると、携帯端末６を通信可能状態とするので、位置情報取得装置３には位置データが入手される。

係る状態において処理部２Ｄにおける処理では、取得した位置データベース３Ａの情報を元に、ステップＳ５１からステップＳ５３において、データ照合処理を行う。

最初にステップＳ５１において、位置データベース３Ａの端末ＩＤ情報と、作業データベース２Ａの作業者の端末ＩＤ情報を比較する。ステップＳ５１にて、この２つが一致することを調べ、作業データベース２Ａに登録された作業者であることを確認する。例えば、位置データベース３Ａの端末ＩＤ情報としてＸＸＸ，ＹＹＹ，ＺＺＺが検知されているとき、作業データベース２Ａの作業者の端末ＩＤとして、同じものが記憶されていれば、次のステップＳ５２に進む。

ＩＤが予定のものと相違するときには、予定外の作業者が紛れ込んでいる可能性があり、ステップＳ５６において、確認要求処理を実行する。例えば、携帯端末により現場作業者を呼び出して事情確認などを行う。不正と考えられる場合には、さらにステップＳ５９におけるアラーム処理などを行う。

次のステップＳ５２では、位置データ３Ａの端末位置情報と作業データ２Ａの作業場所情報を比較する。ステップＳ５２にて、この２つが一致していることを調べ、作業データベース２Ａに登録された作業場所に来ていることを確認する。例えば、位置データベース３Ａの端末位置情報として、最初はエリア９が認識される。このとき、作業データベース２Ａの作業場所情報としては、作業エリア１０が登録されており、エリア９の情報がないために不一致となる。しかし、さらに図３の設備データベース２Ｂの設備ＩＤを参照して情報を得ることにより、位置データベース３Ａの端末位置情報として認識されたエリア９が、実は作業エリア１０に入場する前の監視エリアであったことを確認する。設備データベース２Ｂまで追跡調査の結果、一致が確認できたときには、次のステップＳ５３に進む。

追跡調査の結果、予定の場所と相違するときには、作業者の勘違いなどにより予定外の作業場所に赴いている可能性があり、ステップＳ５６において、確認要求処理を実行する。例えば、携帯端末により現場作業者を呼び出して事情確認などを行う。不正と考えられる場合には、さらにステップＳ５９におけるアラーム処理などを行う。

なお、本発明においては、安全対策上、作業者が直接作業エリアに入場することを許さず、必ず監視エリア経由とする。このため、ステップＳ５２の処理において、位置データ３Ａの端末位置情報と作業データベース２Ａの作業場所情報を比較したときに、この段階で一致してはいけない。さらなる追跡調査の結果、設備データベース２Ｂの設備ＩＤを参照して、監視エリア位置情報に登録されている情報と一致していなければならない。もし、作業データベース２Ａの作業場所情報と一致するときには、ステップＳ５６において、確認要求処理を実行する必要がある。

三番目のステップＳ５３では、登録された時間通りに作業することを調べるため、位置データベース３Ａの時刻情報と作業データベース２Ａの作業開始時間と作業終了時間を比べる。作業する時刻が、作業開始時間〜作業終了時間に指定された誤差の範囲内で含まれていることを確認する。これらの条件を満たせなかった場合、携帯端末６に対して確認要求処理５６が行われる。続いて、アラーム出力処理５９を行い、作業者５が誤った作業を行わないように知らせることができる。

ステップＳ５１、ステップＳ５２，ステップＳ５３の条件を満たした場合は、次のステップＳ５４にて、作業者５が監視エリア９の作業予定入力時に指定された地点の通過有無を調べる。通過していない場合には、通過を待つ。

ステップＳ５５では、確認された作業員の監視エリア９のある地点の通過回数を確認する。最初の入場である場合には、ステップＳ５６において、携帯端末を用いて確認要求処理を実行する。この場合の確認内容は、今から作業エリアに入場し作業開始する旨のものであり、確認後ステップＳ５７における「作業開始」自動処理（電鉄用電源遮断）を実行し、作業員の入場を許可する。

図５の処理フローは、作業員が作業エリア１０に入場するに際して、上記の判断を実行する。また、作業員が作業エリア１０での作業を終了して監視エリア９のある地点に戻ってきた場合にも図５のフローを頭から実行する。

退場時のフローは、ステップＳ５１からＳ５５までは、上記した説明と同じであるのでこれを省略する。但し、ステップＳ５５では、確認された作業員の監視エリア９のある地点の通過回数が確認され、最初でないことが判明する。

最初の入場でない場合には、ステップＳ５６において、携帯端末を用いて確認要求処理を実行する。この場合の確認内容は、作業エリア１０での作業を終了し退場する旨のものであり、確認後ステップＳ５８における「作業終了」自動処理（電鉄用電源遮投入）を実行し、作業員の退場を許可する。

なお、図４において今回の位置データ受信（ステップＳ４２）で、監視エリアの通過が確認されなかった場合は、処理部２Ｄの処理を終了し、作業進行状況の表示２Ｃに処理を進めるものとする。

以上の本発明によれば、ＧＰＳ等の位置特定機能で携帯端末から位置情報を取得し、データ照合をすることで自動処理を行う。また作業進行状況によって進捗を管理し、作業者の方からも問い合わせによって設備の状態を知ることができる。これにより、作業管理の向上や作業者の安全性確保を可能とする。

なお、特許文献１では、作業者の位置を時間経過と共に監視し、作業者の動態を検知する。つまり、作業者の動きに着目しているのに対し、本発明は作業者や設備の位置、作業予定、作業種別による動作パターンを照合し、作業全体の進捗管理を目的としている。

上記のように構成された本発明の方法によれば、作業者の役割毎の位置や行動パターンにより、自動的に作業の進捗を管理することができる。指定された時間内に作業前ミーティングの集合場所に来ない場合、担当作業者の位置確認及び、確認の連絡を行うことや、作業時間前に作業エリアに入るとアラーム出力を行うことができる。同様に、作業終了の連絡を受けて、作業者が作業エリアから退避するのを確認してから電源を投入することができる。このように、より安全で効率的な作業が可能となる。

また、作業者のスキル情報をデータベースに格納しておくことで、有事の際に、その場所に近く、必要なスキルを持った作業者を割り当てることができる。緊急時の迅速な対応は、被害を最小限に抑えることが可能となる。作業中の作業者の動向を把握し、従来手動だった連絡手段に自動連絡という選択肢が増えた。また、行動パターンを蓄積することで作業の進捗も自動で取得するようになった。人とシステムの両面から管理することで、省力化に貢献すると共に、作業をより安全に行うことが可能である。

本発明は、電鉄用以外にも多くの現場作業での管理に適用することができる。

１：作業計画入力手段
２：電力管理システム
２Ａ：作業データベース
２Ｂ：設備データベース
２Ｃ：作業進行状況の表示
２Ｅ：蓄積データベース
３：位置情報取得装置
３Ａ：位置データベース
４：端末通信装置
９：監視エリア
１０：作業エリア

Claims (3)

1. 現場の作業エリアで作業を行う作業員に位置確認機能を備えた携帯端末を保持させ、中央側装置において現場状況を管理する携帯端末を用いた作業管理方法において、
   前記作業エリアに近接して監視エリアを設定し、作業開始並びに作業終了時には作業員を前記監視エリア経由で前記作業エリアに入退場させるとともに、
   前記中央側装置は、作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置情報を用いて、作業員が前記監視エリアに所在することを確認し、所在確認後に前記作業エリアの安全確保作業を実施し、安全確保作業実施後に入退場を許可する指示を作業員に与え、
   また前記中央側装置は、今回の作業エリアでの作業に類似する過去作業での進捗状況の経験値を予め保有し、前記作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置情報を用いて、過去作業と今回作業の進捗状況を比較把握することを特徴とする携帯端末を用いた作業管理方法。
2. 請求項１に記載の携帯端末を用いた作業管理方法において、
   前記中央側装置は、前記作業員が所持する携帯端末ＩＤを予め保有し、携帯端末との通信により得られた携帯端末ＩＤと比較することにより、所定の作業員が前記監視エリアに所在することを確認することを特徴とする携帯端末を用いた作業管理方法。
3. 現場に作業エリアと監視エリアを設定し、作業員に位置確認機能を備えた携帯端末を保持させ、中央側において現場状況を管理する携帯端末を用いた作業管理装置において、
   前記作業員が所持する位置確認機能を備えた携帯端末からの位置信号を受信する受信装置と、
   前記作業エリアでの作業内容計画情報として作業場所、作業者、携帯端末ＩＤ，作業予定日時を少なくとも記憶する作業データベースと、
   前記現場の作業エリアと監視エリアの情報を前記作業データベースの情報に関連付けて記憶する設備データベースと、
   前記受信装置からの位置信号を入力して、携帯端末ＩＤ、端末位置、時刻を前記作業データベースの情報に関連付けて少なくとも記憶する作業データベースと、
   現場における過去の作業内容と進捗状況の経験値を保有する蓄積データベースと、
   各種データベースに記憶された情報を表示するモニタと、
   各種データベースに記憶された情報を用いて処理を実行する処理部を中央側に備え、
   前記処理部において、携帯端末からの位置信号と携帯端末ＩＤ情報を用いて、所定の作業員が作業開始前後に前記監視エリアに全員所在することを確認するとともに、
   また前記処理部において、今回作業内容に類似する蓄積データベース内の過去事例情報と、前記受信装置から得られる今回作業の位置情報とを用いて、前記モニタに進捗状況を比較表示することを特徴とする携帯端末を用いた作業管理装置。

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