JP6096558B2 - 測定システム - Google Patents

Description

本発明は、コンテナの重量を測定する測定システムに関するものである。

近年、コンテナの荷役において、トレーラの横転事故や、コンテナ船の転覆事故が発生しており問題となっている。これらの事故は、コンテナの重量や重心等が誤って認識されている場合や、そもそもコンテナの重量等が不明である場合に発生することが多い。

上記の問題に対して、コンテナターミナルにおいて、台秤により、コンテナを搬出入する車両（以下、外来シャーシという）を含めてコンテナの重量を測定する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載の方法により、正しいコンテナの重量を認識することができ、上記の事故を防止することができる。

また、放射線の照射により、コンテナの重心位置を測定する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。更に、この特許文献２には、コンテナを荷役するクレーンのワイヤの張力の測定により、コンテナの重心位置を測定する方法も開示されている。この特許文献２に記載の方法により、正しいコンテナの重心を認識することができ、上記の事故を防止することができる。

しかし、上記の２つの方法は、以下の問題点を有している。第１に、コンテナターミナル等におけるコンテナの荷役効率が低下するという問題を有している。これは、特許文献１に記載の方法の場合は、重量を測定する装置上で、外来シャーシを一時停止させなければならないからである。更に、外来シャーシの重量を把握するために、コンテナターミナルの入口で外来シャーシのみの重量も測定しなければならないからである。これにより、外来シャーシの渋滞が発生し、コンテナの荷役効率が低下してしまう。

また、特許文献２に記載の方法の場合は、放射線による測定のため、この測定装置までコンテナを運搬し、載置しなくてはならないからである。つまり、従来の荷役作業に加えて、新たな測定作業が加わるため、荷役効率が低下する。

第２に、特許文献１に記載の方法では、コンテナの重量や重心等に異常がある場合に、その後の対応が困難であるという問題を有している。これは、外来シャーシに搭載されたコンテナが、コンテナターミナルから出る直前に、その異常が発見されるからである。この場合、運送業者は、別途、低重心シャーシ等の特殊シャーシを準備し、この低重心シャーシ等にコンテナを載せ替えた後でなければ、コンテナの運搬ができない。

第３に、特許文献２に記載のワイヤの張力を測定する方法では、コンテナの重心位置を正確に測定することが困難であるという問題を有している。これは、コンテナの揺動等によりワイヤに張力が発生し、測定結果に影響を与えるからである。これに対して、コンテナの荷役作業を一旦停止し、コンテナが静止した状態で測定することも考えられるが、この場合は、荷役効率が低下するという問題が新たに発生する。

前述の問題により、コンテナの重量及び重心等を測定する方法は、その普及が進んでいない。

特開２０１２−７８２２０号公報 特開２００７―１９１１７３号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、コンテナの荷役効率を低下させることなく、コンテナの重量を正確に測定することのできる測定システム及び測定方法を提供することである。また、上記と同様に、コンテナの重心を測定することのできる測定システム及び測定方法を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る測定システムは、コンテナの重量を測定する測定システムにおいて、前記測定システムが、コンテナターミナル又はコンテナ船において前記コンテナが載置される面に設置された重量測定装置と、少なくとも前記コンテナの固有番号及び位置の情報を格納した管理システムとの間で前記情報の授受を行う演算装置と、を有しており、前記演算装置が、測定対象となるコンテナが載置される前後において前記重量測定装置で測定した数値の変化量から、前記測定対象となるコンテナの重量を算出する構成を有していることを特徴とする。

この構成により、コンテナの荷役効率を低下させることなく、コンテナの重量を正確に測定することができる。これは、コンテナターミナルのコンテナ載置エリアや、コンテナ船における船倉等、従来コンテナが載置されるエリアにおいて、コンテナの重量が測定されるからである。また、測定システムは、コンテナターミナルやコンテナ船に設置された管理システムとの連携により、鉛直方向に重ねて載置されるコンテナのすべてについて、その重量をそれぞれ測定することができる。

上記の測定システムにおいて、前記測定システムが、前記コンテナを荷役する荷役機器に設置された通信装置を有しており、前記通信装置が、前記荷役機器により取得された前記測定対象となるコンテナの前記固有番号を前記演算装置に送信する構成を有していることを特徴とする。

この構成により、演算装置は、重量測定装置で測定した数値の変化量と、コンテナの固有番号を正確に関連させ、測定対象となるコンテナの重量を誤りなく算出し、格納することができる。

上記の測定システムにおいて、前記重量測定装置が、前記コンテナが前記面と接地する四隅に対応した位置に、それぞれ配置されていることを特徴とする。この構成により、測定システムは、コンテナの四隅に生じる荷重を独立した数値として取得し、演算装置によりコンテナの重心を算出することができる。

上記の測定システムにおいて、前記重量測定装置が、ひずみゲージにより、前記コンテナの重量を測定する構成を有していることを特徴とする。この構成により、測定システムは前述と同様の作用効果を得ることができる。

前述の測定システムにおいて、前記重量測定装置が、前記コンテナの重量を支持する油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を測定する油圧計と、を有していることを特徴とする。この構成により、測定システムは前述と同様の作用効果を得ることができる。

上記の目的を達成するための本発明に係る測定システムによる測定方法は、コンテナの重量を測定する測定システムであり、前記測定システムが、前記コンテナが載置される面
に設置された重量測定装置と、少なくとも前記コンテナの固有番号及び位置の情報を格納した管理システムとの間で前記情報の授受を行う演算装置と、を有する測定システムによる測定方法であって、測定対象となるコンテナが前記面又は前記面上に載置されたコンテナ上に載置される載置ステップと、前記重量測定装置が、前記コンテナの重量を測定する測定ステップと、前記演算装置が、前記測定対象となるコンテナが載置される前後において前記重量測定装置で測定した数値の変化量から、前記測定対象となるコンテナの重量を算出する算出ステップと、を有していることを特徴とする。この構成により、前述と同様の作用効果を得ることができる。

本発明に係る測定システム及び測定方法によれば、コンテナの荷役効率を低下させることなく、コンテナの重量を正確に測定することのできる測定システム及び測定方法を提供することができる。また、上記と同様に、コンテナの重心を測定することのできる測定システム及び測定方法を提供することができる。

本発明に係る実施の形態の測定システムの概略図である。 本発明に係る実施の形態の測定システムの概略図である。 本発明に係る実施の形態の測定システムの作動の様子を示した概略図である。 本発明に係る異なる実施の形態の測定システムの概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態の測定装置及び測定方法について、図面を参照しながら説明する。図１に本発明の実施の形態の測定システム１を、コンテナターミナル３０に採用した例の概略図を示す。測定システム１は、コンテナターミナル３０においてコンテナＣ１〜Ｃ３（以下、総称する場合はコンテナＣとする）が載置される面（以下、地表面という）３３に埋め込むように設置された重量測定装置２と、少なくともコンテナＣの固有番号及びコンテナターミナル３０において載置される位置の情報を格納した管理システム３１との間で情報の授受を行う演算装置３と、を有している。この管理システム３１は、コンテナＣの移動やコンテナ船又は外来シャーシへの積み込みスケジュール等を格納しており、コンテナターミナル３０に設置されているものである。

次に、測定システム１の作動について説明する。コンテナターミナル３０において、まず、門型クレーン３２が、コンテナＣ１を載置エリアの地表面３３に載置する（載置ステップ）。重量測定装置２は、コンテナＣ１の重量を測定する（測定ステップ）。演算装置３は、重量測定装置２により取得されたコンテナＣ１の重量のデータを取得し、更に、管理システム３１から測定対象となるコンテナＣ１の固有番号及びコンテナＣ１が載置される位置の情報を取得する（取得ステップ）。ここで、管理システム３１は、コンテナＣ１が荷役される順番及び載置される位置を管理しているため、測定対象となるコンテナＣ１のコンテナ固有番号等を選別し、演算装置３に送ることは可能である。以上より、コンテナＣ１の固有番号と、載置された位置と、重量の情報を１組として、演算装置３は格納する（格納ステップ）。

同様に、既にコンテナＣ２が載置されている場所に、測定対象となるコンテナＣ３が積まれた場合、重量測定装置２は、コンテナＣ２及びＣ３の２つ分の重量を測定する（測定ステップ）。演算装置３は、２つ分のコンテナＣ２及びＣ３の重量の情報を取得し（取得ステップ）、コンテナＣ３が積まれる前の重量の情報との変化量から、コンテナＣ３の重量を算出する（算出ステップ）。なお、演算装置３は、重量測定装置２から連続的にコンテナＣの合計重量の値を取得するように構成することが望ましい。

以上を繰り返し、測定システム１は、載置エリアに載置されていく全てのコンテナＣの重量の情報を、コンテナＣの固有番号及び位置の情報と共に取得し、格納していく。なお、コンテナＣの重量の情報等は、固有番号や位置の情報と共に、管理システム３１に格納するように構成してもよい。また、演算装置３は、管理システム３１内に組み込むように構成されてもよい。更に、コンテナＣの重量の情報は、管理システム３１を介して、運送業者をはじめとする関係者で共有するように構成することが望ましい。

上記の構成により、測定システム１は以下の作用効果を得ることができる。第１に、コンテナターミナル３０等は、荷役効率を低下させずに、コンテナＣの重量の情報を取得することができる。これは、コンテナＣの重量を、従来からコンテナＣが載置されていた載置エリアで、測定するからである。つまり、測定システム１による測定は、従来の荷役作業に一切の影響を与えないからである。

第２に、コンテナターミナル等は、コンテナＣの重量に異常がある場合に、高荷重対応型シャーシ等の特殊シャーシを事前に準備し、対応することができる。これは、コンテナＣの重量が、載置エリアに載置された時点で把握されるからである。

第３に、コンテナターミナル３０は、コンテナＣの重量を正確に測定することができる。これは、コンテナＣの重量が、載置され加速度が生じない状態で測定されるからである。

なお、測定システム１が、門型クレーン３２等に設置された固有番号取得装置５と、固有番号取得装置５で取得されたコンテナＣの固有番号を演算装置３に送る通信装置４を有するように構成してもよい。この固有番号取得装置５は、門型クレーン３２が荷役しているコンテナＣの固有番号を、取得する構成を有している。具体的には、例えばＯＣＲ機能（光学文字認識機能）を備えたカメラ等や、門型クレーン３２の運転手が固有番号を入力する入力装置で構成することができる。この構成により、コンテナＣが予め計画された位置と異なる場所に載置された場合であっても、固有番号の確認により、測定対象となるコンテナＣの重量の情報と、固有番号を正しく関連させ、演算装置３又は管理システム３１に格納することができる。

また、測定システム１が、門型クレーン３２等に設置された吊具位置検出装置６を有するように構成してもよい。この吊具位置検出装置６は、門型クレーン３２の吊具１１の位置の空間座標を取得する構成を有している。この空間座標は、クレーン３２の位置情報と、トロリ１０の位置情報と、トロリ１０から繰り出されたワイヤ１３の長さ等から検出することができる。この構成により、荷役対象となっているコンテナＣの位置を正確に把握することができる。そのため、上記と同様、コンテナＣが計画と異なる場所に載置された場合であっても、このコンテナＣの重量を正確に把握することができる。

更に、測定システム１が、門型クレーン３２等に設置された吊フック位置検出装置７を有するように構成してもよい。この吊フック位置検出装置７は、吊具１１に設置され、回転によりコンテナＣとの連結及びその解除を行う吊フック１２の回転状態の情報を取得する構成を有している。この吊フック位置検出装置７は、更に、吊具１１がコンテナＣと接触しているか否かの状態を示す情報を取得する構成を有することが望ましい。この構成により、吊具１１とコンテナＣが、連結されているか否かを識別することができる。そのため、重量測定装置２で測定した重量が、コンテナＣの正しい重量であることを確認することができる。

前述の固有番号取得装置５等を備えた測定システム１は、特に、コンテナターミナル３
０で同時に多数のコンテナＣの荷役が行われる場合であっても、測定対象となるコンテナＣの重量を、固有番号と正確に関連させ、演算装置３に格納することができる。

図２に、重量測定装置２の実施例の概略を示す。重量測定装置２は、コンテナＣが載置される面（地表面）３３であり、且つコンテナＣが地表面３３と接触する四隅に対応するように設置されている（図２左方参照）。つまり、重量測定装置２は、コンテナＣの四隅を支持するように設置される。また、重量測定装置２は、コンテナＣと接触する接触板２１と、接触板２１を支持する油圧シリンダ２２と、油圧シリンダ２２と油圧回路２３を介して連結された油圧センサー２４をそれぞれ有している（図２右方参照）。この重量測定装置２は、コンテナＣの荷重により上昇した油圧を測定し、その値から荷重を推定する構成を有している。ここで、３４は、コンテナＣを載置すべき場所として地表面３３に設けられた載置ライン３４を示している。クレーン３２の運転手は、この載置ライン３４に合わせるようにコンテナＣを載置する。

なお、重量測定装置２は、コンテナＣの重量を測定できる構成であればよく、上記の構成に限ら得ない。例えば、重量測定装置は、ひずみゲージによりコンテナの重量を測定する構成を有したひずみゲージ式の台秤で構成してもよい。また、コンテナＣの四隅に対応するように、複数の重量測定装置２を配置する他に、１つの重量測定装置２で、コンテナＣ全体の重量を測定するように構成してもよい。

次に、測定システム１における重量測定装置２の作動について説明する。図３に、重量測定装置２による重量測定の様子を示す。まず、重量測定装置２上に、コンテナＣ１が載置される（図３左方）。このコンテナＣ１の荷重Ｆ_１、Ｆ_２、及び図３奥側に位置し図示しないＦ_３、Ｆ_４（以下総称する場合はＦｘとする）により、対応する重量測定装置２の各油圧シリンダ２２の油圧Ｐ_１〜Ｐ_４（以下総称する場合はＰｘとする）が上昇する。重量測定装置２のそれぞれの油圧センサー２４は、上昇した油圧Ｐ_ｘの値を図示しない演算装置３に送る。演算装置３は、この上昇した油圧Ｐ_ｘからコンテナＣ１の重量を算出する。具体的には、以下の式により算出される。
ここで、Ｆ_ｘはコンテナによる荷重（ｋｇ）、Ｐ_ｘは油圧センサー２４で取得した圧力（Ｐａ）、αは変換係数を示している。
ここで、Ｗ_ｃｘはコンテナＣの重量（ｋｇ）を示している。以上より、測定システム１は、コンテナＣ１の重量を取得することができる。

次に、２段目以降のコンテナＣ２が積まれた場合を説明する。まず、既に載置されているコンテナＣ１の上に、更にコンテナＣ２が載置される（図３右方）。このコンテナＣ１及びＣ２の合計された荷重Ｆ_１’〜Ｆ_４’により、対応する重量測定装置２の油圧シリンダ２２の油圧Ｐ_１’〜Ｐ_４’が上昇する。重量測定装置２のそれぞれの油圧センサー２４は、上昇した油圧Ｐ_ｘ’の値を図示しない演算装置３に送る。演算装置３は、以下の式により、上昇した油圧Ｐ_ｘ’からコンテナＣ２の重量を算出する。
ここで、Ｗｃ２は、コンテナＣ２の重量（ｋｇ）を示している。以上より、測定システム１は、重量測定装置２における値の変化量から、コンテナＣ２の重量を取得することができる。コンテナＣが更に複数段積み重ねられる場合であっても、測定システム１は、上記の計算を繰り返し、コンテナＣの重量を取得することができる。また、測定システム１は、コンテナＣが取り除かれたのちに、別のコンテナＣが積まれた場合であっても、同様にコンテナの重量を算出することができる。

なお、重量測定装置２をコンテナＣの設置する四隅に対応させて設置した場合、Ｆ１〜Ｆ４の値の比からコンテナＣの重心位置を算出することができる。例えば、図３に示すように、コンテナＣ１のみの場合にＦ１及びＦ２が等しく、コンテナＣ２が加わった後にＦ１’に比べてＦ２’が大きい場合、コンテナＣ２の重心が、Ｆ２’側に偏っていることがわかる。同様に、それぞれの重量測定装置２で取得したＦ１〜Ｆ４又はＦ１’〜Ｆ４’の値の比から、コンテナＣの重心位置を算出することができる。

前述のとおり、重量測定装置２により取得及び算出されたコンテナＣの重量情報及び重心情報は、演算装置３に格納される。このとき、演算装置３は、油圧の変化した油圧シリンダ２２の位置から、コンテナＣの平面的な位置を推定し、更に、下記の方法のいずれかでコンテナＣが何段目であるかを推定し、コンテナＣの立体的な位置の情報を把握する。その後、演算装置３は、管理システム３１から取得したコンテナの位置の情報から、上記により把握した位置の情報と整合するものを選択し、これに対応するコンテナの固有番号を把握する。その後、演算装置３は、コンテナの固有番号、位置の情報、重量情報及び重心情報を関連させて、１組の情報として格納する。また、この１組の情報は、関係者で共有される。

ここで、測定対象のコンテナＣが何段目であるかを知る方法を、以下に説明する。第１の方法として、管理システム３１の荷役スケジュールから判断する方法がある。つまり、コンテナＣの平面的な位置と、荷役されるタイミングから、測定対象となるコンテナＣの固有番号を把握することができる。

第２の方法として、重量測定装置２における測定値の連続的な取得により、コンテナＣが何段目であるかを推定する方法がある。つまり、重量測定装置２により測定された値の変化により、積み上げられたコンテナＣが増加するタイミング及び減少するタイミングを把握できるため、任意の時点で、何段のコンテナＣが積まれているかを知ることができる。

第３の方法として、吊具位置検出装置６及び吊フック位置検出装置７（図１参照）から取得した情報により、コンテナＣが吊具から解除された高さを検出することができる。この高さから、対象となるコンテナが何段目であるかを知ることができる。

図４に、本発明に係る異なる実施の形態の測定システム１Ａを示す。この測定システム１Ａは、隣接するコンテナＣ１、Ｃ２を同時に支える重量測定装置２Ａを有している。また、重量測定装置２Ａは、それぞれの油圧シリンダ２２Ａに接続された油圧回路２３Ａを
連結し、この油圧回路２３Ａに設置された１つの油圧センサー２４Ａを有している。更に、重量測定装置２Ａは、例えば２つのコンテナＣ１、Ｃ２と同時に接触する接触板２１Ａと、この接触板２１Ａを支持する少なくとも１つの油圧シリンダ２２Ａを有している。

この構成により、測定システム１Ａは、コンテナＣの載置の前後で変化する油圧から、測定対象となるコンテナの重量を測定することができる。また、油圧センサー２４Ａの数を減らすことができるため、測定システムのコストを抑制することができる。ただし、この測定システム１Ａは、コンテナＣの四隅の荷重をそれぞれ測定することはできないため、重心の情報を得ることはできない。なお、油圧回路２３Ａで連結する油圧シリンダ２２Ａの個数は、任意に決定することができる。

以上より、本発明に係る測定システム１、１Ａ及び測定方法によれば、コンテナの荷役効率を低下させることなく、コンテナの重量を正確に測定することができる。なお、測定システム１Ａを設置したコンテナターミナル３０を例に説明したが、測定システム１Ａは、コンテナ船に設置することもできる。この場合の測定システムは、コンテナ船の船倉に設置された重量測定装置を有し、コンテナ船の船橋に設置された管理システム等を利用するように構成されることが望ましい。また、固有番号取得装置５、吊具位置検出装置６、及び吊フック位置検出装置７は、コンテナ船に対してコンテナＣの荷役作業を行う岸壁クレーン、又はコンテナ船に設置されたデッキクレーン等に設置することが望ましい。

１、１Ａ 測定システム
２、２Ａ 重量測定装置
３ 演算装置
４ 通信装置
２１、２１Ａ 接触板
２２、２２Ａ 油圧シリンダ
２３、２３Ａ 油圧回路
２４、２４Ａ 油圧計
３０ コンテナターミナル
３１ 管理システム
３３ 面（地表面）
３４ 載置ライン
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンテナ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 荷重

Claims (6)

1. コンテナの重量を測定する測定システムにおいて、
   前記測定システムが、
   コンテナターミナル又はコンテナ船において前記コンテナが載置される面に設置された重量測定装置と、
   少なくとも前記コンテナの固有番号及び位置の情報を格納した管理システムとの間で前記情報の授受を行う演算装置と、を有しており、
   前記演算装置が、測定対象となるコンテナが載置される前後において前記重量測定装置で測定した数値の変化量から、前記測定対象となるコンテナの重量を算出する構成を有していることを特徴とする測定システム。
2. 前記測定システムが、
   前記コンテナを荷役する荷役機器に設置された通信装置を有しており、
   前記通信装置が、前記荷役機器により取得された前記測定対象となるコンテナの前記固有番号を前記演算装置に送信する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
3. 前記重量測定装置が、前記コンテナが前記面と接地する四隅に対応した位置に、それぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定システム。
4. 前記重量測定装置が、ひずみゲージにより、前記コンテナの重量を測定する構成を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定システム。
5. 前記重量測定装置が、前記コンテナの重量を支持する油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を測定する油圧計と、を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定システム。
6. コンテナの重量を測定する測定システムであり、前記測定システムが、コンテナターミナル又はコンテナ船において前記コンテナが載置される面に設置された重量測定装置と、少なくとも前記コンテナの固有番号及び位置の情報を格納した管理システムとの間で前記情報の授受を行う演算装置と、を有する測定システムによる測定方法であって、
   測定対象となるコンテナが前記面又は前記面上に載置されたコンテナ上に載置される載置ステップと、
   前記重量測定装置が、前記コンテナの重量を測定する測定ステップと、
   前記演算装置が、前記測定対象となるコンテナが載置される前後において前記重量測定装置で測定した数値の変化量から、前記測定対象となるコンテナの重量を算出する算出ステップと、
   を有していることを特徴とする測定方法。