JP6030778B2 - 鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法に関する。
特許文献1に開示されているように、鉱山において無人車両及び有人車両の両方が稼働する場合がある。また、鉱山においては作業者も稼働する。
特開2000−315112号公報
無人車両と有人車両又は作業者との間で予期せぬ干渉が生じるおそれがある。そのため、有人車両又は作業者の安全を確保できる技術の案出が要望される。一方、有人車両又は作業者の安全を確保するための安全機能が過度に作動すると、鉱山の生産性の低下がもたらされる可能性がある。
本発明の態様は、鉱山の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両又は作業者の安全を確保することができる鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働する前記鉱山の管理システムであって、前記無人車両とは別の移動体の位置データに基づいて前記稼働エリアに前記移動体が進入するか否かを判定する進入判定部と、前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて前記移動体の通信状態及び位置検出状態の少なくとも一方の異常を含む異常監視を開始する異常監視部と、前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定し、前記異常監視部により異常が検出されたときに前記進入禁止領域の拡大機能を起動する進入禁止領域設定部と、前記稼働エリアに前記移動体が進入し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する警報装置制御部と、を備える鉱山の管理システムが提供される。
本発明の第2の態様に従えば、鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働するコンピュータシステムによる前記鉱山の管理方法であって、前記無人車両とは別の移動体の位置データを取得することと、前記位置データに基づいて前記稼働エリアに前記移動体が進入するか否かを判定することと、前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて生成された指令信号を取得することと、前記指令信号に基づいて前記移動体の通信状態及び位置検出状態の少なくとも一方の異常を含む異常監視を開始することと、前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定することと、前記異常監視部により異常が検出されたときに前記進入禁止領域の拡大機能を起動することと、前記稼働エリアに前記移動体が進入し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する制御信号を出力することと、を含む鉱山の管理方法が提供される。
本発明の態様によれば、鉱山の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両又は作業者の安全を確保することができる鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法が提供される。
図1は、本実施形態に係る鉱山の一例を模式的に示す図である。 図2は、本実施形態に係る有人車両の一例を模式的に示す図である。 図3は、本実施形態に係る有人車両の一例を模式的に示す図である。 図4は、本実施形態に係る有人車両の一例を示す機能ブロック図である。 図5は、本実施形態に係る管理装置の一例を示す機能ブロック図である。 図6は、本実施形態に係る無人車両の一例を模式的に示す図である。 図7は、本実施形態に係る無人車両の一例を模式的に示す図である。 図8は、本実施形態に係る無人車両の一例を示す機能ブロック図である。 図9は、本実施形態に係る進入禁止領域の一例を模式的に示す図である。 図10は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を示すフローチャートである。 図11は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図12は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図13は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図14は、本実施形態に係る警報装置の一例を模式的に示す図である。 図15は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図16は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図17は、本実施形態に係る有人車両の一例を示す機能ブロック図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
<鉱山の概要>
図1は、本実施形態に係る鉱山の管理システム1によって管理される鉱山の採掘現場の一例を模式的に示す図である。管理システム1は鉱山を管理する。鉱山において無人車両2、有人車両40、及び作業者が稼働する。鉱山の管理は、無人車両2の管理、有人車両40の管理、及び作業者の管理を含む。
図1に示すように、管理システム1は、鉱山の管制施設8に配置され、コンピュータシステムを含む管理装置10を備える。管理装置10と無人車両2と有人車両40とは、通信システム9を介して無線通信可能である。無人車両2は、管理装置10からの指令信号に基づいて作動する。無人車両2に作業者(運転者)は搭乗しない。有人車両40に作業者(運転者)が搭乗する。なお、無人車両2は、無人車両2に搭乗した運転者に操作されてもよい。例えば、駐機場に無人車両2を入れるとき、駐機場から無人車両2を出すとき、及び無人車両2に給油するときの少なくとも一部において、運転者が無人車両2に搭乗し、その無人車両2を操作してもよい。
無人車両2は、鉱山の作業に使用される。本実施形態においては、無人車両2が、運搬車両の一種であるダンプトラック2であることとする。ダンプトラック2は、鉱山を走行可能であり、鉱山において積荷を運搬する。ダンプトラック2は、車両3と、車両3に設けられたベッセル4とを有する。ダンプトラック2は、ベッセル4に積載された積荷を運搬する。積荷は、砕石の採掘で発生した土砂又は岩石を含む。
鉱山の採掘現場において、積込場LPA、排土場DPA、及び積込場LPA及び排土場DPAの少なくとも一方に通じる走行路HLが設けられる。鉱山の走行路HLは、未舗装路である場合が多い。ダンプトラック2は、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLを走行可能である。積込場LPAにおいて、ベッセル4に積荷が積み込まれる。積込機械LMにより、ベッセル4に積荷が積み込まれる。積込機械LMとして油圧ショベル又はホイールローダが用いられる。積荷が積み込まれたダンプトラック2は、積込場LPAから排土場DPAまで走行路HLを走行する。排土場DPAにおいて、ベッセル4から積荷が排出される。積荷が排出されたダンプトラック2は、排土場DPAから積込場LPAまで走行路HLを走行する。なお、ダンプトラック2は、排土場DPAから所定の駐機場まで走行してもよい。
有人車両40は、鉱山を走行可能である。有人車両40は、ダンプトラック2とは別の移動体である。有人車両40は、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLを走行可能である。作業者は、有人車両40に搭乗して鉱山を移動する。作業者は、鉱山の監視及び保守等を実施する。
ダンプトラック2の位置及び有人車両40の位置は、全方位測位システム(Global Positioning System:GPS)により検出される。GPSは、GPS衛星STを有する。GPSによって検出される位置は、GPS座標系において規定される絶対位置である。以下の説明においては、GPSによって検出される位置を適宜、GPS位置、と称する。GPS位置は、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。
<有人車両>
次に、有人車両40について説明する。図2及び図3は、本実施形態に係る有人車両40の一例を模式的に示す図である。図4は、本実施形態に係る有人車両40の一例を示す機能ブロック図である。
有人車両40は、鉱山を走行可能な走行装置41と、走行装置41に支持される車体50と、動力を発生する動力発生装置43と、有人車両制御装置60とを備える。
走行装置41は、車輪42と、車輪42を回転可能に支持する車軸と、走行を停止可能なブレーキ装置44と、走行方向を調整可能な操舵装置45とを有する。
走行装置41は、動力発生装置43が発生した動力により駆動する。動力発生装置43は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。動力発生装置43で発生した動力が走行装置41の車輪42に伝達される。これにより、走行装置41が駆動される。動力発生装置43の出力が調整されることにより、有人車両40の走行速度が調整される。
ブレーキ装置44は、走行装置41の走行を停止可能である。ブレーキ装置44が作動することにより、有人車両40の走行速度が調整される。
操舵装置45は、走行装置41の走行方向を調整可能である。走行装置41を含む有人車両40の走行方向は、車体50の前部の向きを含む。操舵装置45は、前輪の向きを変えることによって、有人車両40の走行方向を調整する。
有人車両40は、作業者WMが搭乗する運転室を有する。有人車両40は、運転室に設けられ、動力発生装置43を操作するアクセル操作部43Aと、運転室に設けられ、ブレーキ装置44を操作するブレーキ操作部44Aと、運転室に設けられ、操舵装置45を操作するステアリング操作部45Aとを有する。アクセル操作部43Aは、アクセルペダルを含む。ブレーキ操作部44Aは、ブレーキペダルを含む。ステアリング操作部45Aは、ステアリングホイールを含む。アクセル操作部43A、ブレーキ操作部44A、及びステアリング操作部45Aは、作業者WMに操作される。作業者WMは、アクセル操作部43A及びブレーキ操作部44Aの一方又は両方を操作して、有人車両40の走行速度を調整する。作業者WMは、ステアリング操作部45Aを操作して、有人車両40の走行方向を調整する。
また、有人車両40は、運転室に配置される警報装置48と、運転室に配置される入力装置49とを有する。
警報装置48は、表示装置48A及び音声出力装置48Bの少なくとも一方を含む。表示装置48Aは、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示装置48Aは、警報データを表示可能である。音声出力装置48Bは、警報音及び警報光の少なくとも一方を発生可能である。
入力装置49は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。有人車両40の作業者WMにより入力装置49が操作されると、入力装置49は、指令信号を生成する。入力装置49により生成された指令信号は、有人車両制御装置60に入力される。なお、入力装置49が音声認識装置を含み、作業者WMの音声により、指令信号が生成されてもよい。なお、入力装置49がタッチパネルを含む場合、入力装置49と表示装置48Aとが兼用されてもよい。
また、有人車両40は、有人車両40の走行速度を検出する速度センサ46と、有人車両40の位置を検出する位置センサ51と、無線通信装置52とを備える。
速度センサ46は、有人車両40に設けられる。速度センサ46は、有人車両40の走行装置41の走行速度を検出する。速度センサ46は、車輪42の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪42の回転速度と有人車両40の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、有人車両40の走行速度値に変換される。有人車両40の走行速度が積分されることによって、有人車両40の移動距離が導出される。
位置センサ51は、有人車両40に設けられる。位置センサ51は、GPS受信機を含み、有人車両40のGPS位置を検出する。位置センサ51は、GPS用のアンテナ51Aを有する。アンテナ51Aは、GPS衛星STからの電波を受信する。位置センサ51は、アンテナ51Aで受信したGPS衛星STからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ51Aの位置を算出する。アンテナ51AのGPS位置が算出されることによって、有人車両40のGPS位置が検出される。
通信システム9は、有人車両40に設けられた無線通信装置52を含む。無線通信装置52は、アンテナ52Aを有する。無線通信装置52は、管理装置10及びダンプトラック2と無線通信可能である。
有人車両制御装置60は、有人車両40に設けられる。有人車両制御装置60は、有人車両40を制御する。有人車両制御装置60は、コンピュータシステムを含む。有人車両制御装置60は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサと、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)のようなメモリとを含む。
速度センサ46の検出信号は、有人車両制御装置60に出力される。位置センサ51の検出信号は、有人車両制御装置60に出力される。入力装置49で生成された指令信号は、有人車両制御装置60に出力される。速度センサ46の検出信号、位置センサ51の検出信号、及び入力装置49で生成された指令信号は、通信システム9を介して、管理装置10に供給される。また、管理装置10からの指令信号は、通信システム9を介して、有人車両制御装置60に供給される。
<管理装置>
次に、管理システム1の管理装置10について説明する。図5は、本実施形態に係る管理装置10の一例を示すブロック図である。図5に示すように、管理装置10は、コンピュータシステム11と、表示装置16と、入力装置17と、無線通信装置18とを備える。
コンピュータシステム11は、処理装置12と、記憶装置13と、入出力部15とを有する。表示装置16、入力装置17、及び無線通信装置18は、入出力部15を介して、コンピュータシステム11と接続される。
通信システム9は、管制施設8に設けられた無線通信装置18を含む。無線通信装置18は、入出力部15を介して、処理装置12と接続される。無線通信装置18は、アンテナ18Aを有する。無線通信装置18は、ダンプトラック2及び有人車両40と無線通信可能である。
処理装置12は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサを含む。処理装置12は、データ処理部12Aと、第1無人車両走行データ生成部12Bと、進入禁止領域設定部12Cと、有人車両位置データ取得部63と、有人車両速度データ取得部64と、指令信号判定部65と、進入判定部66と、異常監視部67と、異常判定部68と、警報装置制御部70とを有する。
データ処理部12Aは、例えばダンプトラック2の位置データを処理する。ダンプトラック2の位置データは、通信システム9を介してダンプトラック2から供給される。
第1無人車両走行データ生成部12Bは、鉱山におけるダンプトラック2の目標走行経路を含む第1無人車両走行データを生成する。ダンプトラック2は、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLにおいて、第1無人車両走行データ生成部12Bにより生成された第1無人車両走行データに基づいて走行する。
進入禁止領域設定部12Cは、鉱山においてダンプトラック2の進入を禁止する進入禁止領域を設定する。進入禁止領域設定部12Cは、有人車両40の位置を含むように進入禁止領域を設定する。
有人車両位置データ取得部63は、有人車両40の位置(GPS位置)を示す有人車両位置データを取得する。有人車両位置データは、有人車両40に設けられている位置センサ51によって取得される。有人車両位置データ取得部63は、通信システム9を介して有人車両40から有人車両位置データを取得する。有人車両位置データ取得部63は、ダンプトラック2とは別の移動体である有人車両40の位置データを取得する移動体位置データ取得部として機能する。移動体の位置を示す移動体位置データは、有人車両位置データを含む。
有人車両速度データ取得部64は、有人車両40の走行装置41の走行速度を示す有人車両速度データを取得する。有人車両速度データは、有人車両40に設けられている速度センサ46によって取得される。有人車両速度データは、通信システム9を介して有人車両40から有人車両速度データを取得する。有人車両速度データ取得部64は、ダンプトラック2とは別の移動体である有人車両40の速度データを取得する移動体速度データ取得部として機能する。移動体の走行速度を示す移動体速度データは、有人車両速度データを含む。
指令信号判定部65は、有人車両40に設けられている入力装置49の操作に基づいて指令信号が生成されたか否かを判定する。作業者WMにより入力装置49が入力操作されると、その入力装置49は指令信号を生成する。入力装置49により生成された指令信号は、通信システム9を介して管理装置10に送信される。指令信号判定部65は、通信システム9を介して有人車両40から入力装置49の指令信号を取得した場合、入力装置49が操作されたと判定する。指令信号判定部65は、通信システム9を介して有人車両40から入力装置49の指令信号を取得しない場合、入力装置49は未操作であると判定する。
進入判定部66は、有人車両位置データに基づいて、鉱山においてダンプトラック2が稼働する稼働エリアに有人車両40が進入するか否かを判定する。ダンプトラック2の稼働エリアを示す稼働エリアデータは予め設定されている既知データであり、記憶装置13に記憶されている。進入判定部66は、有人車両位置データ取得部63で取得された有人車両位置データと記憶装置13に記憶されている稼働エリアデータとに基づいて、ダンプトラック2の稼働エリアに有人車両40が進入するか否かを判定する。
異常監視部67は、有人車両40に設けられている入力装置49の操作に基づいて、有人車両40の異常監視を開始する。有人車両40の異常監視は、通信システム9による管理装置10と有人車両40との通信状態監視、及び有人車両40の位置精度監視の少なくとも一方を含む。通信状態監視は、通信システム9による管理装置10と有人車両40との通信状態が正常か異常かを監視することを含む。位置精度監視は、GPS受信機を含む位置センサ51による有人車両40の位置検出状態が正常か異常かを監視することを含む。入力装置49が操作され、指令信号判定部65が入力装置49の指令信号を取得したとき、異常監視部57は、通信状態監視機能及び位置精度監視機能の少なくとも一方を含む異常監視機能を起動する。また、異常監視機能は、異常時において、後述する進入禁止領域の拡大機能を有効にすることを含む。
なお、本実施形態においては、異常監視部67は、入力装置49が未操作であっても、ダンプトラック2の稼働エリアに有人車両40が進入すると判定されたとき、異常監視機能を起動する。
異常判定部68は、有人車両40の異常監視機能により異常が発生したか否かを判定する。異常判定部68は、通信システム9の通信状態が正常か否かを判定する通信状態判定、及び位置センサ51の位置検出精度が正常か否かを判定する位置精度判定の少なくとも一方を実施する。
本実施形態において、進入禁止領域設定部12Cは、異常判定部68の異常監視機能により異常が発生したと判定された場合、進入禁止領域の拡大機能を起動し有効にする。
進入禁止領域設定部12Cは、異常監視機能の異常時において、有人車両40の存在可能領域を推測する。進入禁止領域設定部12Cは、位置センサ51により検出される有人車両40の位置精度が正常である第1時点における有人車両現況データに基づいて、第1時点よりも後の第2時点において有人車両40が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。第1時点における有人車両現況データは、第1時点における有人車両40のGPS位置を示す有人車両位置データ及び第1時点における有人車両40の走行速度を示す有人車両速度データを含む。なお、第1時点における有人車両現況データが、第1時点における走行装置41の操舵角を示す操舵データを含んでもよい。進入禁止領域設定部12Cは、第2時点において位置センサ51により検出される有人車両40の位置精度が異常であっても、第1時点における有人車両現況データに基づいて、第2時点における有人車両40の存在可能領域を推測することができる。進入禁止領域設定部12Cは、推測した有人車両40の存在可能領域に基づいて、進入禁止領域を拡大する。進入禁止領域設定部12Cは、存在可能領域の分だけ進入禁止領域を拡大する。本実施形態において、有人車両40の存在可能領域は、時間経過とともに拡大する。
警報装置制御部70は、有人車両40に設けられている警報装置48を制御する制御信号を出力する。警報装置制御部70は、通信システム9を介して有人車両40に制御信号を出力する。警報装置制御部70は、進入判定部66によりダンプトラック2の稼働エリアに有人車両40が進入すると判定され、指令信号判定部65により入力装置49が未操作であると判定されたとき、有人車両40に設けられている警報装置48を起動させる制御信号を出力する。
記憶装置13は、ダンプトラック2及び有人車両40に関する各種のデータを記憶する。記憶装置13は、処理装置12と接続される。記憶装置13は、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)のようなメモリ、及びハードディスクドライブのようなストレージを含む。記憶装置13は、データが登録されるデータベース13Bを含む。第1無人車両走行データ生成部12Bは、記憶装置13に記憶されているコンピュータプログラムを用いて、第1無人車両走行データを生成する。
記憶装置13は、ダンプトラック2が稼働する稼働エリアを示す稼働エリアデータを記憶する。また、記憶装置13は、ダンプトラック2が稼働しない安全エリアを示す安全エリアデータを記憶する。なお、安全エリアデータは無くてもよい。
表示装置16は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置17は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。管制施設8の管理者により入力装置17が操作されると、入力装置17は指令信号を生成する。入力装置17により生成された指令信号は、処理装置12に入力される。
<ダンプトラック>
次に、ダンプトラック2について説明する。図6及び図7は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を模式的に示す図である。図8は、本実施形態に係るダンプトラック2の一例を示す機能ブロック図である。
ダンプトラック2は、車両3と、車両3に設けられるベッセル4と、物体を非接触で検出する非接触センサ24と、データベース25Bを含む記憶装置25と、ダンプトラック2の角速度を検出するジャイロセンサ26と、ダンプトラック2の走行速度を検出する速度センサ27と、ダンプトラック2の位置を検出する位置センサ28と、無線通信装置29と、無人車両制御装置30とを備える。
車両3は、鉱山を走行可能な走行装置5と、走行装置5に支持される車体6と、動力を発生する動力発生装置7とを有する。ベッセル4は、車体6に支持される。
走行装置5は、車輪20と、車輪20を回転可能に支持する車軸21と、走行を停止可能なブレーキ装置22と、走行方向を調整可能な操舵装置23とを有する。
走行装置5は、動力発生装置7が発生した動力により駆動する。動力発生装置7は、電気駆動方式により走行装置5を駆動する。動力発生装置7は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動する電動機とを有する。電動機で発生した動力が走行装置5の車輪20に伝達される。これにより、走行装置5が駆動される。車両3に設けられた動力発生装置7の動力によって、ダンプトラック2は自走する。動力発生装置7の出力が調整されることにより、ダンプトラック2の走行速度が調整される。なお、動力発生装置7は、機械駆動方式により走行装置5を駆動してもよい。例えば、内燃機関で発生した動力が、動力伝達装置を介して走行装置5の車輪20に伝達されてもよい。
操舵装置23は、走行装置5の走行方向を調整可能である。走行装置5を含むダンプトラック2の走行方向は、車体6の前部6Fの向きを含む。操舵装置23は、車輪20の向きを変えることによって、ダンプトラック2の走行方向を調整する。
非接触センサ24は、車体6の前部に設けられる。非接触センサ24は、車体6の周囲の物体を非接触で検出する。非接触センサ24は、レーザスキャナを含む。非接触センサ24は、検出光であるレーザ光を使って物体を非接触で検出する。非接触センサ24は、物体の有無、物体との相対位置、及び物体との相対速度を検出可能である。物体との相対位置は、物体との相対距離、及び非接触センサ24に対して物体が存在する方位を含む。なお、非接触センサ24は、ミリ波レーダ装置のようなレーダ装置を含んでもよい。レーダ装置は、電波を使って物体を非接触で検出可能である。
ジャイロセンサ26は、ダンプトラック2の角速度を検出する。ダンプトラック2の角速度が積分されることによって、ダンプトラック2の方位が導出される。
速度センサ27は、ダンプトラック2の走行速度を検出する。速度センサ27は、車輪20の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪20の回転速度とダンプトラック2の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、ダンプトラック2の走行速度値に変換される。なお、速度センサ27は、車軸21の回転速度を検出してもよい。
位置センサ28は、車両3に配置される。位置センサ28は、GPS受信機を含み、ダンプトラック2のGPS位置を検出する。位置センサ28は、GPS用のアンテナ28Aを有する。アンテナ28Aは、GPS衛星STからの電波を受信する。位置センサ28は、アンテナ28Aで受信したGPS衛星STからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ28Aの位置を算出する。アンテナ28AのGPS位置が算出されることによって、ダンプトラック2のGPS位置が検出される。
通信システム9は、車両3に設けられている無線通信装置29を含む。無線通信装置29は、アンテナ29Aを有する。無線通信装置29は、管理装置10及び有人車両40と無線通信可能である。
無人車両制御装置30は、ダンプトラック2に設けられる。無人車両制御装置30は、ダンプトラック2を制御する。無人車両制御装置30は、コンピュータシステムを含む。無人車両制御装置30は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサと、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)のようなメモリとを含む。
管理装置10は、通信システム9を介して、ダンプトラック2の第1無人車両走行データを含む指令信号を、無人車両制御装置30に供給する。無人車両制御装置30は、管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された第1無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック2の走行装置5を制御する。走行装置5の制御は、走行装置5のステアリング、アクセル、及びブレーキの少なくとも一つの制御を含む。
管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bで生成される第1無人車両走行データは、ダンプトラック2の目標走行経路及びダンプトラック2の制限走行速度を示す。管理装置10は、鉱山の地理的条件及び天候条件を含む鉱山の環境条件に基づいて、走行路HLの複数の位置(領域)毎にダンプトラック2の制限走行速度(最高許容速度)を決定する。管理装置10は、ダンプトラック2の目標走行経路及び制限走行速度を示す第1無人車両走行データを、ダンプトラック2に送信する。
無人車両制御装置30は、第2無人車両走行データを生成する第2無人車両走行データ生成部30Aを有する。無人車両制御装置30の第2無人車両走行データ生成部30Aは、管理装置10から供給された第1無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック2の目標走行速度データを含む第2無人車両走行データを生成する。無人車両制御装置30は、管理装置10から供給された第1無人車両走行データと、第2無人車両走行データ生成部30Aで生成した第2無人車両走行データとに基づいて、走行装置5を制御する。無人車両制御装置30は、管理装置10で決定された制限走行速度の範囲内で、走行装置5の走行速度を決定して、走行装置5を制御する。換言すれば、ダンプトラック2は、管理装置10で決定された制限走行速度を上限値として、第2無人車両走行データ生成部30Aで走行速度を決定し、自由に加速及び減速を実施することができる。
本実施形態において、ダンプトラック2は、推測航法に基づいて走行する。ダンプトラック2は、第1無人車両走行データ生成部12Bで生成された第1無人車両走行データ及び第2無人車両走行データ生成部30Aで生成された第2無人車両走行データに基づいて、積込場LPA、排土場DPA、及び搬送路HLを走行する。無人車両制御装置30は、推測航法を用いてダンプトラック2の現在位置を推測しつつ、第1無人車両走行データ生成部12Bから供給された目標走行経路、及び第2無人車両走行データ生成部30Aで生成された目標走行速度データに基づいて、ダンプトラック2を走行させる。推測航法とは、経度及び緯度が既知の起点からの方位と移動距離とに基づいて、ダンプトラック2の現在位置を推測する航法をいう。ダンプトラック2の方位は、ダンプトラック2に配置されたジャイロセンサ26を用いて検出される。ダンプトラック2の移動距離は、ダンプトラック2に配置された速度センサ27を用いて検出される。ジャイロセンサ26の検出信号及び速度センサ27の検出信号は、ダンプトラック2の無人車両制御装置30に出力される。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック2の方位を求めることができる。無人車両制御装置30は、速度センサ27からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック2の移動距離を求めることができる。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号及び速度センサ27からの検出信号に基づいて、第1無人車両走行データの目標走行経路及び第2無人車両データの目標走行速度データに従って走行するように、ダンプトラック2の走行装置5の走行を制御する。
本実施形態においては、推測航法により求められたダンプトラック2の推測位置がGPSを使って補正される。ダンプトラック2の移動距離が長くなると、ジャイロセンサ26及び速度センサ27の一方又は両方の検出誤差の蓄積により、推測されたダンプトラック2の現在位置である推測位置と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。その結果、ダンプトラック2は、第1無人車両走行データの目標走行経路から外れて走行してしまう可能性がある。本実施形態において、無人車両制御装置30は、推測航法により推測されたダンプトラック2の推測位置を、位置センサ28により検出されたダンプトラック2のGPS位置を示すGPS位置データを使って補正しつつ、そのダンプトラック2を走行させる。無人車両制御装置30は、ジャイロセンサ26からの検出信号と、速度センサ27からの検出信号と、GPS位置データとに基づいて、ダンプトラック2が目標走行経路に従って走行するように、ダンプトラック2の位置を補正する補正量を算出し、その算出した補正量に基づいて、ダンプトラック2の走行装置5の走行を制御する。
なお、本実施形態においては、推測航法により求められた推測位置がGPSを使って補正されることとするが、他の手法で補正されてもよい。例えば、設置位置が登録されたランドマークがダンプトラック2に搭載された非接触センサ24で検出され、その非接触センサ24の検出結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。なお、ランドマークとは、走行路HLに沿って配置された複数の構造物である。ランドマークの設置位置(絶対位置)が事前に計測され、登録される。また、走行路HLの路側地図が予め計測され、その路側地図と非接触センサ24で検出された走行路HLの形状との照合結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。
<進入禁止領域>
次に、進入禁止領域設定部12Cによって設定される進入禁止領域BPについて説明する。図9は、本実施形態に係る進入禁止領域BPの一例を模式的に示す図である。図9に示すように、本実施形態において、進入禁止領域BPは円形に設定される。
有人車両40の位置を示す有人車両位置データが、有人車両40から、通信システム9を介して管理装置10に送信される。管理装置10の進入禁止領域設定部12Cは、有人車両40の位置を含むように、ダンプトラック2の進入を禁止する進入禁止領域BPを設定する。
図9に示すように、進入禁止領域設定部12Cは、有人車両40が保護されるように、進入禁止領域BPを設定する。また、第1無人車両走行データ生成部12Bは、進入禁止領域BPに重ならないように、ダンプトラック2の走行可能領域APを設定する。図9に示す例では、往路及び復路のそれぞれを走行する2台のダンプトラック2が、進入禁止領域BPに進入しないように、走行路HLにおいて停止する。これにより、ダンプトラック2と有人車両40との衝突が回避される。
なお、進入禁止領域BPは円形でなくてもよく、例えば矩形でもよい。
<管理方法>
次に、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例について説明する。図10は、本実施形態に係る鉱山の管理システム1の動作の一例を示すフローチャートである。図11、図12、及び図13は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。図11は、有人車両40がダンプトラック2の稼働エリアSAに進入する前の状態を示す。図12及び図13は、有人車両40がダンプトラック2の稼働エリアSAに進入した後の状態を示す。図14は、本実施形態に係る警報装置48による警報の一例を示す図である。
稼働エリアSAは、鉱山においてダンプトラック2が稼働するエリアであり、ダンプトラック2が走行する走行エリアを含む。本実施形態において、稼働エリアSAは、ダンプトラック2の運搬作業が実施される積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLの少なくとも一部を含む。
安全エリアSBは、鉱山においてダンプトラック2が稼働しないエリアであり、ダンプトラック2が走行しない非走行エリアを含む。安全エリアSBは、稼働エリアSAの外側のエリアであり、本実施形態において、積込場LPA、排土場DPA、及び走行路HLの外側のエリアである。
ダンプトラック2は、稼働エリアSAのみを走行し、有人車両40は、稼働エリアSA及び安全エリアSBのそれぞれを走行可能である。なお、走行路HLに接続されるアクセス路が鉱山に設けられている場合、有人車両40は、アクセス路を通って稼働エリアSAに進入したり稼働エリアSAから退出したりすることができる。アクセス路は、安全エリアSBに設けられる走路であり、ダンプトラック2はアクセス路を走行しない。
稼働エリアSAを示す稼働エリアデータ及び安全エリアSBを示す安全エリアデータは、予め設定されている既知データであり、記憶装置13に記憶されている。稼働エリアSA及び安全エリアSBはそれぞれ、GPS座標系において規定されるエリアであり、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。稼働エリアデータ及び安全エリアデータは、リアルタイムで更新される。なお、稼働エリアSA及び安全エリアSBはそれぞれ、緯度及び経度の座標データを含み、高度の座標データは含まなくてもよい。なお、稼働エリアSA及び安全エリアSBはそれぞれ、GPS座標系において規定されなくてもよく、任意の点を原点としたグリッド座標系でもよい。
図11、図12、及び図13に示すように、進入禁止領域設定部12Cは、有人車両40が稼働エリアSAに存在するとき及び安全エリアSBに存在するときの両方において、進入禁止領域BPを設定可能である。
稼働エリアSAにおいてダンプトラック2を稼働させる場合、ダンプトラック2の無人車両走行データが管理装置10の第1無人車両走行データ生成部12Bで生成される。第1無人車両走行データ生成部12Bで生成された第1無人車両走行データは、通信システム9を介してダンプトラック2の無人車両制御装置30に送信される。無人車両制御装置30は、第1無人車両走行データに基づいてダンプトラック2の走行装置5を制御する。ダンプトラック2は、第1無人車両走行データに基づいて、鉱山の稼働エリアSAを走行する。
有人車両40の有人車両制御装置60が起動すると、通信システム9による有人車両40と管理システム1の管理装置10との通信が確立する(ステップSP1)。
有人車両制御装置60が起動し通信システム9による有人車両40と管理装置10との通信が成立した時点で、進入禁止領域設定部12Cは、有人車両位置データに基づいて、有人車両40の位置を含むようにダンプトラック2の進入を禁止する進入禁止領域BPを設定する(ステップSP2)。
管理装置10の有人車両位置データ取得部63は、通信システム9を介して有人車両40から有人車両40の位置を示す有人車両位置データを取得する(ステップSP3)。
図11に示すように、通信システム9による有人車両40と管理装置10との通信が成立された場合、有人車両40の位置を含むように、進入禁止領域BPが設定される。進入禁止領域BPは、初期状態の大きさ(通常時の大きさ)に設定される。有人車両40は、作業者WMの運転操作により鉱山の安全エリアSBを走行する。
指令信号判定部65は、有人車両40に設けられている入力装置49の操作に基づいて指令信号が生成されたか否かを判定する(ステップSP4)。すなわち、指令信号判定部65は、作業者WMにより入力装置49が操作されたか否かを判定する。
入力装置49により生成される指令信号は、異常監視部67による異常監視の開始を要求する要求信号を含む。本実施形態において、異常監視の開始の要求は、管理装置10による有人車両40の管理の依頼又は参加の要求を含む。有人車両40の作業者WMは、有人車両40を稼働エリアSAに進入させるとき、入力装置49を操作して、管理装置10に、異常監視を含む管理の開始を要求する。異常監視部67は、入力装置49の指令信号を受信すると、その入力装置49が設けられている有人車両40を管理対象有人車両として記憶装置13に登録する。異常監視部67は、記憶装置13に登録された有人車両40についてのみ、異常監視を含む管理を実施する。
ステップSP4において、指令信号が生成されている、すなわち、入力装置49が操作されていると判定された場合(ステップSP4:Yes)、異常監視部67は、入力装置49により生成された指令信号に基づいて、有人車両40の異常監視を開始する(ステップSP5)。上述のように、異常監視機能は、進入禁止領域BPの拡大機能を有効にすることを含み、異常監視部67は、異常時の進入禁止領域BPの拡大機能を有効にする。
異常監視部67は、有人車両40の位置検出状態及び通信状態が正常か否かを判定する(ステップSP6)。上述のように、異常監視機能は、通信状態監視機能及び位置精度監視機能の少なくとも一方を含む。異常監視機能の異常とは、通信システム9による通信の途絶、及び位置センサ51による有人車両40の位置検出精度の低下など、有人車両位置データに基づく進入禁止領域BPの設定が困難となる状況の発生時を含む。進入禁止領域BPが拡大されることにより、有人車両40の安全が確保される。
ステップSP6において、有人車両40の位置検出状態及び通信状態が正常であると判定された場合(ステップSP6:Yes)、進入禁止領域BPは拡大されず、その大きさは維持される。
ステップSP6において、有人車両40の位置検出状態及び通信状態が正常でないと判定された場合(ステップSP6:No)、進入禁止領域設定部12Cは、異常監視の異常時において、進入禁止領域BPを拡大する(ステップSP7)。進入禁止領域設定部12Cは、異常監視部67による異常監視機能の異常時において、異常監視機能が正常であった第1時点における有人車両現況データに基づいて、第1時点よりも後の第2時点において有人車両40が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。進入禁止領域設定部12Cは、その推測した存在可能領域に基づいて、進入禁止領域BPを時間の経過とともに拡大する。
すなわち、本実施形態においては、進入禁止領域BPの拡大機能が起動された状態において、異常監視部67の異常監視機能が異常であると判定されたとき、進入禁止領域設定部12Cは、図13に示すように、進入禁止領域BPを拡大する。
ステップSP4において、指令信号が生成されていない、すなわち、入力装置49が未操作であると判定された場合(ステップSP4:No)、異常監視部67は、稼働エリアSAに有人車両40が進入しているか否かを判定する(ステップSP8)。
進入判定部66は、有人車両位置データ取得部63で取得された有人車両位置データと記憶装置13に記憶されている稼働エリアデータ及び安全エリアデータの少なくとも一方とに基づいて、稼働エリアSAに有人車両40が進入しているか否かを判定することができる。
ステップSP8において、稼働エリアSAに有人車両40が進入していないと判定された場合、ステップSP3に戻る。
ステップSP8において、稼働エリアSAに有人車両40が進入していると判定された場合、警報装置制御部70は、有人車両40に設けられている警報装置48を起動する制御信号を出力する。これにより、警報装置48が作動する(ステップSP9)。
すなわち、本実施形態においては、安全エリアSBから稼働エリアSAに有人車両40が進入すると判定され、入力装置49が作業者WMによって操作されていないと判定されたとき、警報装置制御部70は、通信システム9を介して制御信号を有人車両40に送信して、有人車両40に設けられている警報装置48を起動させる。
図14に示すように、警報装置48の表示装置48Aは、稼働エリアSAを示す画像データと、進入禁止領域BPを示す画像データと、有人車両40を示す画像データとを表示する。さらに、表示装置48Aは、作業者WMに入力装置49の操作を促すための警報データを表示する。図14に示す例では、警報データとして、「入力して下さい」の文字データが表示装置48Aに表示される。なお、警報装置48は、音声出力装置48Bを使って、警報データとして、「入力して下さい」の音声データを出力してもよい。
警報装置48が作動することにより、有人車両40の作業者WMは、入力装置49の操作を怠っていたことに気付くことができる。
異常監視部67は、有人車両40の異常監視を開始する(ステップSP10)。
指令信号判定部65は、有人車両40に設けられている入力装置49の操作に基づいて指令信号が生成されたか否かを判定する(ステップSP11)。
ステップSP11において、指令信号が生成されている、すなわち、入力装置49が操作されていると判定された場合(ステップSP11:Yes)、警報装置48の警報が解除される(ステップSP12)。
ステップSP11において、指令信号が生成されていない、すなわち、入力装置49が操作されていないと判定された場合(ステップSP11:No)、稼働エリアSAに有人車両40が進入しているか否かが判定される(ステップSP13)。
ステップSP13において、稼働エリアSAに有人車両40が進入していると判定された場合(ステップS13:Yes)、ステップSP11に戻る。
ステップSP13において、稼働エリアSAに有人車両40が進入していないと判定された場合(ステップS13:No)、異常監視が解除される(ステップSP14)。
本実施形態において、異常監視が開始された場合、異常監視部67は、異常監視が開始されたことを、通信システム9を介して有人車両40に通知する。異常監視部67は、異常監視が開始されたことを示す応答信号を、通信システム9を介して有人車両40に送信する。異常監視が開始されたことを示す通知は、有人車両40が管理対象有人車両として管理装置10の記憶装置13に登録されたことを示す通知を意味する。
管理装置10から有人車両40に送信された、異常監視が開始されたこと及び管理対象有人車両として登録されたことを示す応答信号は、例えば画像データに変換されて表示装置48Aに表示されたり、音声データに変換されて音声出力装置48Bから出力されたりする。応答信号が警報装置48を介して出力されることにより、作業者WMは、その作業者WMが運転する有人車両40が管理装置10に登録され異常監視されていることを確認した上で稼働エリアSAに進入することができる。
<作用及び効果>
以上説明したように、本実施形態によれば、安全エリアSBに存在する有人車両40が稼働エリアSAに進入するとき、有人車両40の作業者WMにより入力装置49が操作され、有人車両40が稼働エリアSAに進入することが宣言される。入力装置49の操作に基づいて生成される指令信号は、異常監視部67による異常監視の開始を要求する要求信号を含む。入力装置49が操作されることによって、入力装置49の操作に基づいて生成された指令信号は、通信システム9を介して、異常監視部67に送信される。異常監視部67は、入力装置49からの指令信号に基づいて、異常監視機能を起動し、有人車両40の異常監視を開始する。これにより、有人車両40の安全が確保される。
本実施形態によれば、稼働エリアSAに有人車両40が進入し入力装置49が未操作であると判定されたとき、有人車両40に設けられている警報装置48が起動される。有人車両40を稼働エリアSAに進入させるときに作業者WMが入力装置49の操作を怠っていても、警報装置48が作動することにより、作業者WMは注意喚起される。警報装置48の作動により、作業者WMに入力装置49を操作することを促すことができる。入力装置49が操作されることにより、異常監視が開始されるので、有人車両40の安全が確保される。
また、本実施形態においては、異常監視機能により異常が発生していないと判定されたときにおいては初期状態の大きさで進入禁止領域BPが設定され、異常監視機能により異常が発生したと判定されたときにおいては時間の経過とともに進入禁止領域BPが拡大される。
異常監視部67で異常が検出されていない状態においては、進入禁止領域設定部12Cは、有人車両位置データに基づいて、有人車両40を保護するための進入禁止領域BPを確実に設定することができる。異常監視機能が正常に機能している状態においては、有人車両40が稼働エリアSAに存在する場合においても、通常時の大きさで設定された進入禁止領域BPによって、ダンプトラック2と有人車両40との干渉が防止され、有人車両40の安全は確保される。また、進入禁止領域BPが通常時の大きさで設定されることにより、ダンプトラック2の生産性の低下が抑制される。進入禁止領域BPが不必要に大きいと、その進入禁止領域BPに接近したダンプトラック2は、有人車両40との干渉の可能性が低いにもかかわらず、減速したり走行経路を変更したり停車したりする必要がある。異常監視機能が正常に機能している状態においては、必要最小限の大きさで進入禁止領域BPが設定されることにより、ダンプトラック2の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両40の安全を確保することができる。
一方、異常監視部67で異常が検出されている状態、すなわち、通信システム9による通信の途絶又は位置センサ51による有人車両40の位置検出精度の低下などが発生している状態においては、管理装置10の進入禁止領域設定部12Cは、有人車両位置データを取得することが困難となる。また、有人車両位置データが取得されたとしてもその有人車両位置データは不正確である可能性が高い。不正確な有人車両位置データに基づいて進入禁止領域BPが設定される場合、実際の有人車両40の位置と設定した進入禁止領域BPとがずれたり、進入禁止領域BPの外側に有人車両40の一部がはみ出たりして、有人車両40の安全を十分に確保することが困難となる可能性がある。本実施形態においては、有人車両40が稼働エリアSAに存在し、進入禁止領域BPの拡大機能が起動されている状態において、異常監視部67による異常監視機能に異常が発生した場合、図13に示すように、進入禁止領域設定部12Cは、進入禁止領域BPを時間の経過とともに拡大する。これにより、実際の有人車両40の位置と設定した進入禁止領域BPとがずれたり、進入禁止領域BPの外側に有人車両40の一部がはみ出たりすることが抑制される。そのため、有人車両40が稼働エリアSAに存在する場合においても、第2の大きさで設定された進入禁止領域BPによって、ダンプトラック2と有人車両40との干渉が防止され、有人車両40の安全が確保される。
また、本実施形態においては、進入禁止領域設定部12Cは、異常監視部67による異常監視機能の異常時において、異常監視機能が正常であった第1時点における有人車両現況データに基づいて、第1時点よりも後の第2時点において有人車両40が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。これにより、進入禁止領域設定部12Cは、通信システム9による通信の途絶又は位置センサ51による有人車両40の位置検出精度の低下など、有人車両位置データに基づく進入禁止領域BPの設定が困難な状況が発生しても、異常監視機能の異常時である第2時点における有人車両位置データを使わずに、異常監視機能の正常時である第1時点における有人車両位置データ及び有人車両速度データを使って、第2時点における有人車両40の存在可能領域を推測して、その存在可能領域を含むように、上乗せした進入禁止領域BPに拡大して、進入禁止領域BPを設定することができる。これにより、有人車両40の安全が確保される。
また、本実施形態においては、入力装置49が有人車両40の作業者WMによって操作されない状態で、有人車両位置データに基づいて有人車両40が稼働エリアSAに進入すると判定されたとき、異常監視部67は、入力装置49の指令信号を受信していないものの、その有人車両40についての異常監視を開始する。これにより、警報装置48が作動しているにもかかわらず作業者WMが入力装置49の操作を怠っていても、有人車両40が稼働エリアSAに進入するときに異常監視が開始されるため、有人車両40の安全は確保される。
すなわち、本実施形態においては、入力装置49が操作されていなくても有人車両40が稼働エリアSAに進入するときには自動的に異常監視が開始される。これにより、有人車両40の安全を十分に確保することができる。例えば、管理システム1の不具合の発生又は鉱山の環境変動のような何らかの理由により、異常監視の自動的な開始が失敗し、異常監視が実施されない可能性がある。警報装置48による注意喚起が実施されないと、作業者WMは、異常監視の開始の成否に注意を払うことなく、有人車両40を稼働エリアSAに進入させてしまう可能性がある。警報装置48により注意喚起が実施されることにより、作業者WMは、異常監視の開始の成否について注意を払うことができる。警報装置48により注意喚起され、入力装置49が操作されることにより、確実に異常監視が開始される。また、作業者WMは、異常監視の開始の成否について注意を払っているので、入力装置49を操作した後、異常監視部67から異常監視が開始されたことを示す応答信号が通知されない場合、又は異常監視の開始が失敗したことを示すエラー信号が通知された場合、有人車両40を稼働エリアSAに進入させることを自粛することができる。したがって、有人車両40の安全が十分に確保される。
また、本実施形態においては、進入禁止領域設定部12Cは、有人車両40が稼働エリアSA及び安全エリアSBのそれぞれに存在するときに進入禁止領域BPを設定する。これにより、有人車両40の安全が確保される。また、本実施形態においては、有人車両40が稼働エリアSAに存在するときには進入禁止領域BPの拡大機能が起動され、異常監視機能の異常時において進入禁止領域BPが拡大される。一方、有人車両40が安全エリアSBに存在するときには進入禁止領域BPの拡大機能が解除され、異常監視機能の正常時及び異常時の両方において進入禁止領域BPは拡大されない。有人車両40が安全エリアSBに存在する場合、ダンプトラック2と有人車両40とが干渉する可能性は十分に低い。ダンプトラック2と有人車両40とが干渉する可能性が十分に低く、有人車両40の安全が確保されているにもかかわらず、異常監視機能の異常時において進入禁止領域BPが拡大された場合、有人車両40は安全エリアSBに存在するものの、進入禁止領域BPの一部が稼働エリアSAに入り込んでしまう可能性がある。有人車両40が安全エリアSBに存在し有人車両40の安全が確保されているにもかかわらず、拡大された進入禁止領域BPの一部が稼働エリアSAに入り込んでしまうと、稼働エリアSAを走行するダンプトラック2は、その進入禁止領域BPにより、減速したり走行経路を変更したり停車したりする必要がある。この場合、ダンプトラック2の運搬作業に支障をきたし、鉱山の生産性の低下がもたらされる。異常な状態が長くなると、時間の経過とともに進入禁止領域BPが拡大してゆき、極端な場合、鉱山全体が進入禁止領域BPで覆われ、全てのダンプトラック2の走行が停止し、生産性を大幅に損ねることとなる。有人車両40が安全エリアSBに存在する状態においては、必要最小限の大きさで進入禁止領域BPが設定されることにより、進入禁止領域BPが稼働エリアSAに設定されてしまうことが抑制される。そのため、ダンプトラック2の生産性の低下が抑制され、有人車両40の安全が確保される。
また、本実施形態によれば、異常監視部67は、異常監視を開始したとき、その異常監視が開始されたこと、及び有人車両40が管理装置10の管理対象として記憶装置13に登録されたことを示す応答信号を有人車両40に通知する。これにより、安全管理が開始されたこと又は有人車両40が管理装置10の管理対象として記憶装置13に登録されたことを確認した上で、作業者WMは有人車両40を稼働エリアSAに進入させることができる。また、安全管理が開始されたこと又は有人車両40が管理装置10の管理対象として記憶装置13に登録されたことが確認できない場合には、作業者WMは有人車両40を稼働エリアSAに進入させることを自粛することができる。これにより、有人車両40の安全性を確保することができる。
なお、本実施形態においては、通信システム9の通信が成立した初期状態において進入禁止領域BPが通常時の大きさに設定され、異常監視機能の異常時に時間の経過とともに拡大されることとした。進入禁止領域BPの初期状態の大きさは、有人車両40の入力装置49の操作により変更されてもよいし、管理装置10の入力装置17の操作により変更されてもよい。作業者WM又は管理者は、鉱山の状況に応じて、進入禁止領域BPの初期状態の大きさを選択することができる。
<その他の実施形態>
なお、上述の実施形態においては、ダンプトラック2とは別の移動体が有人車両40であることとした。ダンプトラック2とは別の移動体が作業者WMに保持される携帯機器でもよい。図15及び図16は、ダンプトラック2とは別の移動体である携帯機器80の一例を示す模式図である。携帯機器80は、作業者WMに保持された状態で、鉱山を移動する。
携帯機器80は、GPS受信機を含む位置センサと、入力装置と、管理装置10と無線通信可能な無線通信装置と、表示装置及び音声出力装置の少なくとも一方を含む警報装置と、携帯機器制御装置とを有する。携帯機器80の位置センサは、有人車両40の位置センサ51と同等の機能を有する。携帯機器80の入力装置は、有人車両40の入力装置49と同等の機能を有する。携帯機器80の無線通信装置は、有人車両40の無線通信装置52と同等の機能を有する。携帯機器80の警報装置は、有人車両40の警報装置48と同等の機能を有する。携帯機器80の携帯機器制御装置は、有人車両40の有人車両制御装置60と同等の機能を有する。
例えば、図15に示すように、稼働エリアSAに進入した有人車両40から作業者WMが降車する場合、作業者WMに保持されている携帯機器80が起動し、携帯機器80の管理装置10との通信が成立した時点で、携帯機器80の位置を含むように、進入禁止領域BPcが設定される。これにより、携帯機器80を保持する作業者WMの安全が確保される。
携帯機器80(作業者WM)が、有人車両40について設定されている進入禁止領域BPに存在する場合、携帯機器80について設定されている進入禁止領域BPcは、第3の大きさに設定される。
携帯機器80を保持する作業者WMは、有人車両40について設定されている進入禁止領域BPの外側の領域(稼働エリアSAのうち進入禁止領域BPが設定されていない領域)に移動するとき、携帯機器80の入力装置を操作する。これにより、異常監視部67による携帯機器80についての異常監視が開始される。
また、進入禁止領域設定部12Cは、携帯機器80の位置データに基づいて、携帯機器80が進入禁止領域BPの外側の領域に移動したと判定されたとき、進入禁止領域BPcの拡大機能を起動する。
また、進入禁止領域設定部12Cは、異常監視部67による携帯機器80の異常監視機能に異常が発生したと判定されたとき、図16に示すように、進入禁止領域BPcを通常時の大きさから拡大する。これにより、携帯機器80を保持する作業者WMの安全が確保される。
一方、携帯機器80が進入禁止領域BPの外側の領域に進入し携帯機器80の入力装置が未操作であると判定されたとき、警報装置制御部70は、携帯機器80の警報装置を起動させるための起動信号を携帯機器80に送信する。これにより、携帯機器80の警報機器が作動し、作業者WMに携帯機器80の入力装置の操作を促すことができる。
なお、上述の各実施形態においては、データ処理部12A、第1無人車両走行データ生成部12B、進入禁止領域設定部12C、有人車両位置データ取得部63、有人車両速度データ取得部64、指令信号判定部65、進入判定部66、異常監視部67、異常判定部68、警報装置制御部70、及び記憶装置13などの機能が、管理装置10に設けられることとした。図17に示すように、これらの機能部が、有人車両40(有人車両制御装置60)に設けられてもよいし、携帯機器80(携帯機器制御装置)に設けられてもよい。すなわち、上述の実施形態において、管理システム1は、管制施設8に設けられてもよいし、有人車両40及び携帯機器80の少なくとも一方を含む移動体に設けられてもよい。
なお、上述の実施形態においては、移動体(有人車両40又は携帯機器80)の位置データがGPS受信機を含む位置センサで取得されることとした。例えば、アクセス路が走行路HLに接続されている場合、そのアクセス路にビーコン端末が設けられ、ビーコン端末と移動体との通信が確立されたときの移動体の位置が、アクセス路における移動体の位置データとして取得されてもよい。
なお、上述の実施形態において、移動体が稼働エリアSAに進入すると判定される時点は、移動体位置データ取得部で取得された移動体位置データに基づいて、移動体が稼働エリアSAに進入したと判定された時点でもよいし、移動体が稼働エリアSAに進入してからの経過時間が閾値を経過した時点でもよいし、安全エリアSBにおいて稼働エリアSAに接近する移動体と稼働エリアSAとの距離が閾値以下になった時点でもよい。
なお、作業者WMは、鉱山の監視及び保守の一環として、入力装置49を操作して、走行路HLの状況報告を示す報告データを管理装置10に送信する場合がある。入力装置49が操作されないとき、報告データの送信が禁止されてもよい。これにより、有人車両40が稼働エリアSAに進入するとき、作業者WMに入力装置49を確実に操作させることができる。
上述した各実施形態の構成要件は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものを含む。また、上述した各実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
1 管理システム
2 ダンプトラック(無人車両)
3 車両
4 ベッセル
5 走行装置
6 車体
7 動力発生装置
8 管制施設
9 通信システム
10 管理装置
11 コンピュータシステム
12 処理装置
12A データ処理部
12B 第1無人車両走行データ生成部
12C 進入禁止領域設定部
13 記憶装置
13B データベース
15 入出力部
16 表示装置
17 入力装置
18 無線通信装置
20 車輪
21 車軸
22 ブレーキ装置
23 操舵装置
24 非接触センサ
25 記憶装置
25B データベース
26 ジャイロセンサ
27 速度センサ
28 位置センサ
28A アンテナ
29 無線通信装置
29A アンテナ
30 無人車両制御装置
30A 第2無人車両走行データ生成部
40 有人車両
41 走行装置
42 車輪
43 動力発生装置
43A アクセル操作部
44 ブレーキ装置
44A ブレーキ操作部
45 操舵装置
45A ステアリンス操作部
46 速度センサ
48 警報装置
48A 表示装置
48B 音声出力装置
49 入力装置
50 車体
51 位置センサ
51A アンテナ
52 無線通信装置
52A アンテナ
60 有人車両制御装置
63 有人車両位置データ取得部
64 有人車両速度データ取得部
65 指令信号判定部
66 進入判定部
67 異常監視部
68 異常判定部
70 警報装置制御部
80 携帯機器
AP 走行許可領域
BP 進入禁止領域
DPA 排土場
HL 走行路
LM 積込機械
LPA 積込場
SA 稼働エリア
SB 安全エリア
ST GPS衛星
WM 作業者

Claims (9)

  1. 鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働する前記鉱山の管理システムであって、
    前記無人車両とは別の移動体の位置データに基づいて前記稼働エリアに前記移動体が進入しているか否かを判定する進入判定部と、
    記移動体の通信状態及び位置検出状態の少なくとも一方の異常を含む異常監視を実施する異常監視部と、
    前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定し、前記異常監視部により異常が検出されたときに前記進入禁止領域の拡大機能を起動する進入禁止領域設定部と
    を備える鉱山の管理システム。
  2. 前記進入禁止領域設定部は、前記異常監視部により異常が検出されたときに前記移動体の存在可能領域を推測して前記進入禁止領域を拡大する、
    請求項1に記載の鉱山の管理システム。
  3. 前記進入禁止領域設定部は、前記移動体に設けられている位置センサにより検出される前記移動体の位置精度が正常である時点における前記移動体の絶対位置を示す位置データ、前記時点における前記移動体の走行速度を示す速度データ、及び前記時点における前記移動体に設けられている走行装置の操舵角を示す操舵データの少なくとも一つに基づいて、前記進入禁止領域を拡大する、
    請求項1又は請求項2に記載の鉱山の管理システム。
  4. 前記異常監視部は、前記稼働エリアに前記移動体が進入していると判定されたとき、前記異常監視を実施する、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  5. 前記異常監視部は、前記稼働エリアに前記移動体が進入していないと判定されたとき、前記異常監視の実施を解除する、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  6. 前記異常監視部は、前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて、前記異常監視を実施する、
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  7. 前記異常監視部は前記異常監視が開始されたことを前記移動体に通知する、
    請求項1から請求項のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  8. 前記稼働エリアに前記移動体が進入し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する警報装置制御部を備える、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  9. 鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働するコンピュータシステムによる前記鉱山の管理方法であって、
    前記無人車両とは別の移動体の位置データを取得することと、
    前記位置データに基づいて前記稼働エリアに前記移動体が進入しているか否かを判定することと、
    指令信号に基づいて前記移動体の通信状態及び位置検出状態の少なくとも一方の異常を含む異常監視を実施することと、
    前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定することと、
    前記異常監視部により異常が検出されたときに前記進入禁止領域の拡大機能を起動することと
    を含む鉱山の管理方法。
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