以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。
図1は、本発明が適用される建設機械としてのショベル(掘削機)50の構成例を示す概略側面図である。ショベル50の下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載される。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられ、ブーム4の先端には、アーム5が取り付けられ、アーム5の先端には、バケット6が取り付けられる。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。さらに、上部旋回体3には、ショベル50の向きに関する向き情報を取得する向き情報取得装置32、及び、ショベル50の動作状態に関する動作状態情報を取得する動作状態情報取得装置34が搭載される。キャビン10の内部には、制御装置30、記憶装置35、及び表示装置37が搭載され、キャビン10の天井部には、本体位置情報取得装置31及び通信装置36が搭載される。掘削アタッチメントには、掘削アタッチメントの姿勢に関する姿勢情報を取得する姿勢情報取得装置33が搭載される。なお、制御装置30、本体位置情報取得装置31、向き情報取得装置32、姿勢情報取得装置33、動作状態情報取得装置34、記憶装置35、通信装置36、及び表示装置37の詳細は後述する。
図2は、本発明の実施例に係る管理システム100の構成例を示す概略図である。管理システム100は、主に、ショベル50、基地局21、サーバ22、及び通信端末23で構成される。通信端末23は、携帯通信端末23a、固定通信端末23b等を含む。基地局21、サーバ22、及び通信端末23は、それぞれ、インターネット等の通信ネットワーク20を通じて互いに接続される。なお、ショベル50、基地局21、サーバ22、及び通信端末23のそれぞれは、1つであってもよく、複数であってもよい。
基地局21は、ショベル50が送信する情報を受信する固定施設であり、例えば、衛星通信、携帯電話通信、狭域無線通信等を通じてショベル50との間で情報を送受信する。
サーバ22は、ショベル50が送信する情報を保存し且つ管理する装置であり、例えば、CPU、ROM、RAM、入出力インタフェース等を備えたコンピュータである。具体的には、サーバ22は、通信ネットワーク20を通じて、基地局21が受信した情報を取得・保存し、操作者(管理者)が必要に応じてその保存した情報を参照できるように管理する。
通信端末23は、サーバ22に保存された情報を参照する装置であり、例えば、CPU、ROM、RAM、入出力インタフェース、入力装置、ディスプレイ等を備えたコンピュータである。具体的には、通信端末23は、通信ネットワーク20を通じてサーバ22にアクセスし、ショベル50に関する情報を操作者(管理者)が閲覧できるようにする。
図3は、本発明の実施例に係るショベル50に搭載される管理装置150の構成例を示す概略図である。管理装置150は、主に、制御装置30、本体位置情報取得装置31、向き情報取得装置32、姿勢情報取得装置33、動作状態情報取得装置34、記憶装置35、通信装置36、及び表示装置37で構成される。
制御装置30は、管理装置150の動作を制御する装置であり、例えば、CPU、RAM、ROM等を備えるコンピュータである。具体的には、制御装置30は、作業位置情報取得部300a、作業高さ情報取得部300b、動作状態情報取得部301、情報記録部302、作業内容推定部303、及び作業状態表示部304の各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、各機能要素に対応する処理をCPUに実行させる。
本体位置情報取得装置31は、建設機械本体の位置に関する本体位置情報を取得する装置である。本実施例では、本体位置情報取得装置31は、GPS(Global Positioning System)受信機によりGPSアンテナを介してGPS衛星が出力する信号を受信して本体位置情報(例えば、緯度、経度、高度である。)を測位・演算するGPS装置である。具体的には、本体位置情報取得装置31は、ショベル50の天井部に搭載されるGPS装置であり、例えば、ショベル50の基準位置(例えば、旋回中心である。)に対応する本体位置情報を取得し、取得した本体位置情報を制御装置30に対して出力する。
向き情報取得装置32は、建設機械の向きに関する向き情報を取得する装置である。本実施例では、向き情報取得装置32は、掘削アタッチメントが位置する側を前側としてショベル50の向き(方位)を取得する地磁気センサであり、検出した向き情報を制御装置30に対して出力する。
また、向き情報取得装置32は、本体位置情報取得装置31としてのGPS装置の設置位置とは異なるショベル50上の位置に搭載される別のGPS装置であってもよい。2つのGPS装置のそれぞれが取得する位置情報に基づいてショベル50の向きを特定できるためである。
また、向き情報取得装置32は、掘削アタッチメントの延在方向における建設機械の水平面に対する傾斜度を取得する機能を有していてもよい。具体的には、向き情報取得装置32は、ショベル50の二次元的な向き情報ばかりでなく、水平面に対するショベル50の傾斜度(以下、「傾斜情報」とする。)を測定する傾斜センサの出力を追加的に用いて、水平面に対する傾斜度を含む三次元的な向き情報を取得してもよい。
姿勢情報取得装置33は、建設機械の姿勢に関する姿勢情報を取得する装置である。姿勢情報取得装置33は、例えば、ショベル50の掘削アタッチメントの姿勢情報を取得するためのセンサである。本実施例では、姿勢情報を取得するためのセンサは、上部旋回体3に対するブーム4の傾きを検出するブーム角度センサ33a、ブーム4に対するアーム5の傾きを検出するアーム角度センサ33b、及び、アーム5に対するバケット6の傾きを検出するバケット角度センサ33cを含む。また、姿勢情報は、バケット6の先端の位置、掘削アタッチメントの旋回半径等を含む。姿勢情報取得装置33は、取得した姿勢情報を制御装置30に対して出力する。
動作状態情報取得装置34は、動作状態情報を取得する装置である。
「動作状態情報」とは、建設機械の動作に関する情報であり、例えば、建設機械の油圧システムの状態に関する情報、建設機械のエンジンの状態に関する情報、建設機械の燃費に関する情報、及び建設機械の異常に関する情報等を含む。
油圧システムの状態に関する情報は、例えば、油圧ポンプ(図示せず。)の吐出圧、油圧ポンプの吐出流量、油圧ポンプとブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等の油圧アクチュエータとの間の作動油の流れを制御するコントロールバルブ(図示せず。)に対する指令(例えば、レバー操作量である。)、油圧アクチュエータ内の作動油の圧力等を含む。
エンジンに関する情報は、例えば、ラジエタの冷却液の温度、エンジンに付属する過給機のブースト圧、出力トルク、エンジン回転数等を含む。
燃費に関する情報は、例えば、燃料噴射量、瞬間燃費、平均燃費等を含む。
異常に関する情報は、例えば、エンジンの電気系統の異常、バッテリの充電異常、冷却液の異常、エンジンオイルの圧力異常、エンジンのオーバーヒート等を含む。
本実施例では、動作状態情報取得装置34は、油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力センサ34a、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ34b、及び、燃料の噴射量を検出する燃料噴射量センサ34cを含む。
記憶装置35は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置35は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体であり、望ましくは、キャビン10内にある専用の差し込み口を通じて脱着可能である。
通信装置36は、建設機械と外部との間の通信を制御する装置である。通信装置36は、例えば、衛星通信を通じて、ショベル50と遠隔地にあるサーバ22との間の情報の送受信を実現する。具体的には、通信装置36は、記憶装置35に記憶された情報、又はそれらの情報に基づいて生成される二次的な情報を、基地局21を通じてサーバ22に送信する。また、通信装置36は、携帯電話網、狭域無線通信網等を通じて、ショベル50と基地局21との間の情報のやり取りを実現するようにしてもよい。
表示装置37は、各種情報を表示する装置である。本実施例では、表示装置37は、キャビン10内に設置される液晶ディスプレイである。
次に、制御装置30における各種機能要素について説明する。
作業位置情報取得部300aは、建設機械の作業現場における作業位置に関する作業位置情報を取得するための機能要素である。具体的には、作業位置情報取得部300aは、GPS装置31の出力に基づいてショベル50の作業位置情報を取得する。本実施例では、ショベル50の作業位置情報は、緯度及び経度に関する情報である。また、作業位置情報取得部300aは、GPS装置31及び地磁気センサ32の出力に基づいてショベル50の作業位置情報を取得してもよく、GPS装置31、地磁気センサ32、及び角度センサ33a〜33cの出力に基づいてショベル50の作業位置情報を取得してもよい。また、作業位置情報取得部300aは、取得した作業位置情報をRAM等の揮発性記憶媒体に記憶してもよい。
図4は、作業位置情報取得部300aが扱う作業位置の分解能の違いを説明するための図である。図4において、破線円R1は、ショベル50の旋回機構2の旋回軸を中心とする円であり、下部走行体1を停止させた状態でのショベル50の作業可能範囲を示す。破線円R1は、GPS装置31の出力に基づいて作業位置情報取得部300aが識別可能な作業位置の単位面積に対応する。作業位置の単位面積は、作業位置がこの単位面積毎に個別の作業位置として把握されることを意味する。また、一点鎖線円R2は、掘削アタッチメントの延在方向にあるショベル50の作業可能範囲を示す。一点鎖線円R2は、GPS装置31及び地磁気センサ32の出力に基づいて作業位置情報取得部300aが識別可能な作業位置の単位面積に対応する。また、実線円R3は、バケット6の下方にあるショベル50の作業可能範囲を示す。実線円R3は、GPS装置31、地磁気センサ32、及び角度センサ33a〜33cの出力に基づいて作業位置情報取得部300aが識別可能な作業位置の単位面積に対応する。
このように、作業位置の単位面積は、作業位置情報取得部300aが何れの装置又はセンサの出力に基づいて作業位置情報を取得したかに応じて変化する。具体的には、作業位置情報取得部300aは、GPS装置31の出力のみに基づいて作業位置情報を取得する場合に比べ、GPS装置31の出力と地磁気センサ32の出力とに基づいて作業位置情報を取得する場合、さらには、GPS装置31、地磁気センサ32、及び角度センサ33a〜33cの出力に基づいて作業位置情報を取得する場合に、作業位置の単位面積を小さくでき、管理装置150における作業位置の分解能を高めることができる。したがって、GPS装置31、地磁気センサ32、及び角度センサ33a〜33cを備える構成は、下部走行体1を停止させたまま旋回機構2及び掘削アタッチメントを用いて旋回軸周りの広い範囲を作業対象とすることができるショベル50にとって有用である。
作業高さ情報取得部300bは、建設機械の作業現場における作業高さに関する作業高さ情報を取得するための機能要素である。具体的には、作業高さ情報取得部300bは、GPS装置31の出力に基づいてショベル50の作業高さ情報を取得する。本実施例では、ショベル50の作業高さ情報は、海抜高度等の相対高度に関する情報である。
また、作業高さ情報取得部300bは、GPS装置31、地磁気センサ32、傾斜センサ、及び角度センサ33a〜33cの出力に基づいてショベル50の作業高さ情報を取得してもよい。具体的には、作業高さ情報取得部300bは、GPS装置31が出力するショベル50の基準位置(例えば、旋回中心である。)に対応する本体位置情報(緯度及び経度)と、地磁気センサ32が出力するショベル50の向き情報(掘削アタッチメントの延在方向)と、傾斜センサが出力するショベル50の傾斜情報(水平面に関する上部旋回体3の傾斜度)と、角度センサ33a〜33cが出力するショベル50の姿勢情報(上部旋回体3に対する掘削アタッチメントの姿勢)とに基づいてショベル50の作業高さ情報を取得してもよい。この場合、ショベル50の作業高さ情報は、バケット6の作業高さ情報を表す。
また、作業高さ情報取得部300bは、取得した作業高さ情報をRAM等の揮発性記憶媒体に記憶してもよい。
動作状態情報取得部301は、建設機械の動作状態に関する動作状態情報を取得する機能要素であり、動作状態情報取得装置34の出力に基づいてショベル50の動作状態に関する動作状態情報を取得する。
情報記録部302は、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報又は動作状態情報から生成される情報とを関連付けて記録する機能要素である。具体的には、情報記録部302は、ショベル50の稼働中に、現時点におけるショベル50の作業位置情報と、現時点におけるショベル50の作業高さ情報と、現時点における1又は複数の動作状態情報取得装置34が出力する1又は複数の一次的な情報(瞬間値)とを関連付けて記録対象情報を生成する。そして、情報記録部302は、その記録対象情報を記憶装置35に記録する。なお、情報記録部302は、その記録対象情報に日時情報を付加してもよい。
動作状態情報から生成される情報は、動作状態情報取得装置34が出力する一次的な情報(瞬間値)から生成される二次的な情報であり、例えば、複数の一次的な情報(瞬間値)に基づく統計値(例えば、平均値、最大値、最小値、中間値等である。)を含む。具体的には、動作状態情報から生成される情報は、例えば、所定期間におけるエンジン回転数の統計値、吐出圧の統計値、燃料噴射量の統計値等を含む。この場合、各瞬間における動作状態情報の瞬間値は、記憶装置35への記録が行われるまでは、RAM等の揮発性記憶媒体に記憶される。
なお、情報記録部302は、記憶装置35への記録に加えて或いはその代わりに、通信装置36を通じてその記録対象情報をサーバ22に対して送信し、サーバ22の記憶装置(図示せず。)にその記録対象情報を記録するようにしてもよい。この場合、情報記録部302は、記録対象情報を生成する度にその記録対象情報をサーバ22に送信してもよく、所定時間間隔で、或いは、所定時刻に、1又は複数の記録対象情報をサーバ22に送信してもよい。なお、情報記録部302は、記録対象情報がサーバ22の記憶装置に記録された後に、記憶装置35に記録されている対応する記録対象情報を消去してもよい。
作業内容推定部303は、建設機械の作業内容を推定する機能要素である。作業内容推定部303は、例えば、動作状態情報取得部301が取得した動作状態情報に基づいてショベル50の作業内容を推定する。
「作業内容」とは、建設機械の作業の内容であり、例えば、掘削中、排土中、若しくは走行中等の現在の作業モード、掘削した土砂の重量、掘削深さ、又は、エンジン負荷の大きさ等を含む。
作業内容推定部303は、例えば、バケット6の操作中に油圧ポンプの吐出圧が所定値以上であると判断した場合に、現在のショベル50の作業内容が掘削中であると推定する。
作業内容推定部303が推定する推定情報は、動作状態情報から生成される二次的な情報に含まれる。そのため、情報記録部302は、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録対象情報を生成する代わりに、作業位置情報と作業高さ情報と推定情報とを関連付けて記録対象情報を生成してもよい。なお、情報記録部302は、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報と推定情報とを関連付けて記録対象情報を生成してもよい。
作業状態表示部304は、情報記録部302が記録する情報に基づいて、作業現場における建設機械の作業状態を表示する機能要素である。具体的には、作業状態表示部304は、例えば、記憶装置35に記憶された記録対象情報を用いて、ショベル50の過去の作業状態を表示装置37に表示する。
図5及び図6は、ショベル50の過去の作業状態を表す画面の例をそれぞれ示す。図5の画面D1は、作業現場におけるショベル50の作業位置及び作業高さを示す。図6の画面D2は、ショベル50による掘削作業の進捗状況を示す。図5の画面D1は、作業現場の地図を示す地図表示領域D11、及び、地図表示領域D11で用いられる画像表現の意味を説明する凡例領域D12で構成される。また、図6の画面D2は、図5の線分L1を含む紙面に垂直な平面を矢印VIの方向から見た地表断面を示す断面表示領域D21、及び、断面表示領域D21で用いられる画像表現の意味を説明する凡例領域D22で構成される。なお、線分L1及び矢印VIは、説明のために示されたものであり、画面D2に実際に表示されることはない。
図5の地図表示領域D11において、太実線は、道路を表し、点線は、等高線を表し、破線は、ショベル50の走行経路を表す。本実施例では、等高線は、50メートル刻みで示される。また、走行経路上の各位置から図の上方に延びる高さ指標(黒丸から下方に伸びる線分の長さ)は、その地点におけるショベル50の作業高さより低い海抜高度を表す最も近い等高線(100メートルの等高線)からの相対高度を示す。また、高さ指標から延びる吹き出しは、その地点において記録対象情報が記録された時刻を示す。なお、吹き出しは、操作者がマウス等の入力装置(図示せず。)を用いて画面D1上でポインタD13を移動させ、高さ指標の1つにポインタD13を合わせたときにポップアップ表示されるものであってもよい。
このように、作業状態表示部304は、過去の所定期間にわたるショベル50の作業位置情報と作業高さ情報と地図データとに基づいて図5の画面D1を生成して表示する。
この画面D1を見ることで、操作者(管理者)は、作業現場の地形とショベル50の移動経路を把握することができる。
また、操作者(管理者)は、ショベル50が作業する作業現場の海抜高度を把握でき、気圧の低さに起因するエンジンのパワーダウン等、高地作業で発生しがちな不具合に対する措置(例えば、エンジン出力の制限、燃料噴射タイミングの変更等である。)を取ることができる。
図6の断面表示領域D21において、4つの線種(点線、破線、一点鎖線、及び、実線)は、4つの所定時刻における地面の海抜高度を表す。本実施例では、点線が9時時点における地面の海抜高度を表し、破線が12時時点における地面の海抜高度を表し、一点鎖線が15時時点における地面の海抜高度を表し、実線が18時時点における地面の海抜高度を表す。
このように、作業状態表示部304は、過去の所定期間にわたって記録されたバケット6の作業位置情報及び作業高さ情報の推移と地図データとに基づいて、地面の海抜高度が掘削によって変化していく状況を表示することができる。
具体的には、作業状態表示部304は、所定期間におけるバケット6の各作業位置(緯度及び経度)での最も低い作業高さから所定期間満了時の地面の海抜高度を推定して表示することができる。
この画面D2を見ることで、操作者(管理者)は、ショベル50による掘削作業の進捗状況の把握や、所定の掘削作業(例えば、法面の形成作業等である。)が実際に行われたか否かの確認を行うことができる。
また、作業状態表示部304は、操作者(管理者)がマウス等の入力装置(図示せず。)を用いて画面D1上でポインタD13を移動させて地図上の一地点でクリック操作を行ったときに、その地点に対応する地表断面を表す画面D2をポップアップ表示させてもよい。
また、作業状態表示部304は、図5に示すような画面D1と、図6に示すような画面D2とを並べて同時に表示させてもよい。
また、作業状態表示部304は、記憶装置35に記憶された記録対象情報に基づいて、所定時刻における地面の状態を形成するために要した、燃料消費量、掘削した土砂の重量、掘削回数、旋回回数、ブーム操作量、アーム操作量、バケット操作量等を表示するようにしてもよい。
これらの表示を見ることで、操作者(管理者)は、地層毎の土の硬さ、掘削作業の困難性等を把握でき、建設機械の入れ換え(再配置)や追加投入等の判断を行うことができる。
また、作業状態表示部304は、記憶装置35に記憶された記録対象情報に基づいてCG(コンピュータグラフィック)によるアニメーションを生成し、ショベル50が実際に行った過去の掘削作業をシミュレーションにより再現してもよい。
次に、図7を参照しながら、管理装置150が記録対象情報を記録する処理の例(以下、「第一情報記録処理」とする。)について説明する。なお、図7は、第一情報記録処理の流れを示すフローチャートであり、管理装置150は、所定周期で繰り返しこの第一情報記録処理を実行する。
最初に、管理装置150の制御装置30は、作業位置情報取得部300aにより、ショベル50の作業位置に関する作業位置情報を取得し、且つ、作業高さ情報取得部300bにより、ショベル50の作業高さに関する作業高さ情報を取得する(ステップS1)。
その後、制御装置30は、動作状態情報取得部301により、ショベル50の動作状態に関する動作状態情報を取得する(ステップS2)。
その後、制御装置30は、情報記録部302により、ステップS1で取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、ステップS2で取得した動作状態情報とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する(ステップS3)。なお、制御装置30は、記録対象情報を記憶装置35に記録する際に、日時情報を付加してもよい。また、制御装置30は、通信装置36を通じて、その記録対象情報をサーバ22に送信し、サーバ22の記憶装置にその記録対象情報を記録してもよい。
本実施例では、制御装置30は、直近に取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、直近に取得した動作状態情報とを関連付けて1つの記録対象情報を生成し、その1つの記録対象情報を記憶装置35に記録する。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。制御装置30は、例えば、過去の複数の時点においてRAMに記憶された、複数対の作業位置情報及び作業高さ情報のそれぞれと、対応する複数の動作状態情報のそれぞれとを関連付けて複数の記録対象情報を生成し、それら複数の記録対象情報を記憶装置35にまとめて記録してもよい。或いは、制御装置30は、過去の1時点においてRAMに記憶された一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、過去の複数の時点においてRAMに記憶された複数の動作状態情報から生成される二次的な情報とを関連付けて記憶装置35に記録してもよい。なお、1時点において取得される動作状態情報は複数種類の情報であってもよい。
次に、図8を参照しながら、管理装置150が記録対象情報を記録する処理の別の例(以下、「第二情報記録処理」とする。)について説明する。なお、図8は、第二情報記録処理の流れを示すフローチャートであり、管理装置150は、所定周期で繰り返しこの第二情報記録処理を実行する。
最初に、管理装置150の制御装置30は、作業位置情報取得部300aにより、ショベル50の作業位置に関する作業位置情報を取得し、且つ、作業高さ情報取得部300bにより、ショベル50の作業高さに関する作業高さ情報を取得する(ステップS11)。
その後、制御装置30は、動作状態情報取得部301により、ショベル50の動作状態に関する動作状態情報を取得する(ステップS12)。
その後、制御装置30は、作業内容推定部303により、ステップS12で取得した動作状態情報に基づいてショベル50の作業内容を推定する(ステップS13)。
その後、制御装置30は、情報記録部302により、ステップS11で取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、ステップS13で推定した作業内容とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する(ステップS14)。なお、制御装置30は、記録対象情報を記憶装置35に記録する際に、日時情報を付加してもよい。また、制御装置30は、通信装置36を通じて、その記録対象情報をサーバ22に送信し、サーバ22の記憶装置にその記録対象情報を記録してもよい。
本実施例では、制御装置30は、直近に取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、直近に推定した作業内容とを関連付けて1つの記録対象情報を生成し、その1つの記録対象情報を記憶装置35に記録する。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。制御装置30は、例えば、過去の複数の時点においてRAMに記憶された、複数対の作業位置情報及び作業高さ情報のそれぞれと、対応する複数の推定作業内容のそれぞれとを関連付けて複数の記録対象情報を生成し、それら複数の記録対象情報を記憶装置35にまとめて記録してもよい。或いは、制御装置30は、過去の1時点においてRAMに記憶された一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、過去の複数の時点においてRAMに記憶された複数の推定作業内容から生成される二次的な情報とを関連付けて記憶装置35に記録してもよい。
次に、図9を参照しながら、管理装置150が記録対象情報を記録する処理のさらに別の例(以下、「第三情報記録処理」とする。)について説明する。なお、図9は、第三情報記録処理の流れを示すフローチャートであり、管理装置150は、第一情報記録処理又は第二情報記録処理に加えて、或いは、第一情報記録処理及び第二情報記録処理の代わりに、この第三情報記録処理を所定周期で繰り返し実行する。なお、図9では図示を省略しているが、管理装置150は、所定周期で繰り返し作業位置情報、作業高さ情報、及び動作状態情報を取得する。
制御装置30は、作業位置情報取得部300aが取得したショベル50の作業位置情報と、作業高さ情報取得部300bが取得したショベル50の作業高さ情報とに基づいて、前回の記録対象情報の記録を実行したときの作業位置又は作業高さから作業位置又は作業高さが所定距離以上又は所定高さ以上変化したか否かを判断する(ステップS21)。所定距離は、例えば、作業位置情報取得部300aが取り扱う作業位置の分解能に応じて決定され、作業位置の単位面積が1メートル四方であれば、その所定距離は1メートルに設定される。同様に、所定高さは、例えば、作業高さ情報取得部300bが取り扱う作業高さの分解能に応じて決定され、作業高さの単位高さが1メートルであれば、その所定高さは1メートルに設定される。
作業位置及び作業高さが何れも変化していないと判断した場合(ステップS21のNO)、制御装置30は、記録対象情報の記録を実行することなく、今回の第三情報記録処理を終了させる。
一方、作業位置又は作業高さが変化したと判断した場合(ステップS21のYES)、制御装置30は、情報記録部302により、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する(ステップS22)。なお、制御装置30は、記録対象情報を記憶装置35に記録する際に、日時情報を付加してもよい。
本実施例では、制御装置30は、作業位置及び作業高さが変化する前の前回作業位置及び前回作業高さにショベル50が位置していた期間にRAMに記憶された複数の動作状態情報に基づいて、二次的な情報(例えば、各動作状態情報の平均値である。)を生成する。そして、制御装置30は、その二次的な情報と、前回作業位置の作業位置情報と、前回作業高さの作業高さ情報とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する。なお、制御装置30は、通信装置36を通じて、その記録対象情報をサーバ22に送信し、サーバ22の記憶装置にその記録対象情報を記録してもよい。
また、本実施例では、制御装置30は、イグニッションオフ時に、現在の作業位置及び作業高さにショベル50が位置していた期間にRAMに記憶された複数の動作状態情報に基づいて、二次的な情報を生成する。そして、制御装置30は、その二次的な情報と、現在の作業位置及び作業高さに関する作業位置情報及び作業高さ情報とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する。作業位置及び作業高さが何れも変化することなくショベル50の稼働が停止させられた場合であっても、イグニッションオフ時の作業位置及び作業高さに関する情報を確実に記録できるようにするためである。なお、この場合においても、制御装置30は、通信装置36を通じて、その記録対象情報をサーバ22に送信し、サーバ22の記憶装置にその記録対象情報を記録してもよい。
また、本実施例では、制御装置30は、作業位置及び作業高さが変化した場合に記録対象情報を記憶装置35に記録する。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。制御装置30は、例えば、油圧ポンプの吐出圧が所定値を上回った場合、エンジン負荷が所定値を上回った場合、掘削アタッチメントによる掘削が行われた場合、掘削した土砂の重量が所定値を上回った場合等、所定の条件が満たされた場合に、記録対象情報を記憶装置35に記録してもよく、記録対象情報をサーバ22に送信してもよい。
次に、図10を参照しながら、管理装置150が記録対象情報を記録する処理のさらに別の例(以下、「第四情報記録処理」とする。)について説明する。なお、図10は、第四情報記録処理の流れを示すフローチャートであり、管理装置150は、上述の他の情報記録処理のうちの少なくとも1つに加えて、この第四情報記録処理を所定周期で繰り返し実行する。なお、図10では、図示を省略しているが、管理装置150は、所定周期で繰り返し作業位置情報、作業高さ情報、及び動作状態情報を取得する。
制御装置30は、動作状態情報取得部301が取得したショベル50の動作状態情報に基づいて、ショベル50で異常が発生したか否かを判断する(ステップS31)。具体的には、制御装置30は、エンジンの電気系統の異常、バッテリの充電異常、冷却液の異常、エンジンオイルの圧力異常、エンジンのオーバーヒート等が発生したか否かを判断する。
ショベル50で異常が発生していないと判断した場合(ステップS31のNO)、制御装置30は、記録対象情報の記録を実行することなく、今回の第四情報記録処理を終了させる。
一方、ショベル50で異常が発生したと判断した場合(ステップS31のYES)、制御装置30は、情報記録部302により、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録対象情報を生成し、その記録対象情報を記憶装置35に記録する(ステップS32)。なお、制御装置30は、記録対象情報を記憶装置35に記録する際に、日時情報を付加してもよい。
本実施例では、制御装置30は、直近に取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、直近に取得した動作状態情報とを関連付けて1つの記録対象情報を生成し、その1つの記録対象情報を記憶装置35に記録する。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。制御装置30は、例えば、異常発生検出前及び異常発生検出後のうちの少なくとも一方の所定期間における複数の時点においてRAMに記憶された、複数対の作業位置情報及び作業高さ情報のそれぞれと、対応する複数の動作状態情報のそれぞれとを関連付けて複数の記録対象情報を生成して記録してもよい。或いは、制御装置30は、直近に取得した一対の作業位置情報及び作業高さ情報と、異常発生前後の複数の時点においてRAMに記憶された複数の動作状態情報から生成される二次的な情報とを関連付けて記憶装置35に記録してもよい。なお、これらの場合においても、制御装置30は、通信装置36を通じて、その記録対象情報をサーバ22に送信し、サーバ22の記憶装置にその記録対象情報を記録してもよい。
次に、図11を参照しながら、管理装置150が、記憶装置35に記録された記録対象情報をサーバ22に送信する処理(以下、「情報送信処理」とする。)について説明する。なお、図11は、情報送信処理の流れを示すフローチャートであり、管理装置150は、所定周期で繰り返しこの情報送信処理を実行する。
管理装置150の制御装置30は、内蔵タイマの出力に基づいて所定時刻になったか否かを判断する(ステップS41)。
所定時刻になっていないと判断した場合(ステップS41のNO)、制御装置30は、記録対象情報の送信を実行することなく、今回の情報送信処理を終了させる。
一方、所定時刻になったと判断した場合(ステップS41のYES)、制御装置30は、記憶装置35に記録された記録対象情報をサーバ22に送信する(ステップS42)。
その後、制御装置30は、送信が完了した記録対象情報を記憶装置35から消去する(ステップS43)。今後の記録対象情報の記録が確実に行われるように記憶装置35の空き容量を確保するためである。なお、制御装置30は、送信が完了した記録対象情報を記憶装置35から消去することなくそのまま保持するようにしてもよい。
このように、本実施例では、管理装置150は、記憶装置35に記録された記録対象情報を、衛星通信、携帯電話通信、狭域無線通信等の通信手段を用いてインターネット等の通信ネットワーク20を通じてサーバ22に送信する。しかしながら、本発明は、これに限定されることはない。管理装置150は、例えば、狭域無線通信を通じて記憶装置35に記録された記録対象情報を、ノートパソコン、携帯電話、スマートフォン等の通信端末に、サーバ22を介さずに直接的に送信してもよい。また、管理装置150は、メモリスティック、SDカード等の携帯用記録媒体が、キャビン10内の所定のスロットに挿入された場合に、記憶装置35に記録された記録対象情報をその携帯用記録媒体にコピーしてもよい。記憶装置35に記録された記録対象情報を外部の機器で利用できるようにするためである。
次に、図12を参照しながら、携帯通信端末23a、固定通信端末23b等の通信端末23でショベル50の作業状態を表示する処理(以下、「作業状態表示処理」とする。)について説明する。なお、図12は、作業状態表示処理の流れを示すフローチャートであり、携帯通信端末23aを代表として作業状態表示処理を説明する。なお、携帯通信端末23a、固定通信端末23bは、図2で示すように、管理装置150の制御装置30における機能要素である作業状態表示部304と同様の作業状態表示部230a、230bをそれぞれ備えるものとする。なお、作業状態表示部230a、230bは、サーバ22に実装されていてもよい。
携帯通信端末23aの作業状態表示部230aは、携帯通信端末23aの入力装置(図示せず。)を介した操作者の入力に応じ、通信ネットワーク20を通じてサーバ22にアクセスする。
その後、作業状態表示部230aは、操作者の入力に応じて、特定のショベル50に関する記録対象情報をサーバ22の記憶装置から読み出す(ステップS51)。
その後、作業状態表示部230aは、読み出した記録対象情報に基づいて、図5及び図6に示すような、ショベル50の作業状態を表す画面を携帯通信端末23aの表示装置(図示せず。)に表示する(ステップS52)。
以上の構成により、管理装置150を搭載するショベル50は、作業位置情報と動作状態情報又はその二次的な情報とを関連付けて記録し、操作者(管理者)が後にその情報を閲覧できるようにする。その結果、管理装置150を搭載するショベル50は、施工管理に有用な情報を操作者(管理者)に提供することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、油圧ポンプの吐出圧等の油圧システムの状態に関する情報、エンジン負荷等のエンジンの状態に関する情報、又は、燃料消費量等の燃費に関する情報を作業位置情報と関連付けて記録する。その結果、操作者(管理者)は、作業現場のどの位置のどの高さでどの程度の作業負荷でショベル50が作業したかを詳細に把握することができる。そして、操作者(管理者)は、作業現場における作業負荷の高い場所で作業するショベルの台数を増やしたり、作業現場における作業負荷の低い場所で作業するショベルの台数を減らしたり、燃費の悪い場所での作業方法を変更したりといった判断を下すことができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、油圧ポンプの吐出圧に基づいて、作業現場における作業位置毎に、且つ/或いは、作業高さ毎に、掘削した土砂の重量を推定することができる。その結果、操作者(管理者)は、作業現場のどの位置のどの高さでどの程度作業が進捗しているかを把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、ショベル50で異常が発生した場合に作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録する。その結果、操作者(管理者)は、ショベル50で異常が発生したときの作業現場におけるショベル50の位置及び高さを特定することができ、そのときの掘削対象物や路面の状態等の作業環境を把握することができる。また、操作者(管理者)は、異常発生前後の動作状態情報を閲覧することができる。そして、操作者(管理者)は、異常発生の原因等をより詳細に解析することが可能となり、ショベル50のメンテナンスの効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、ショベル50の動作状態が所定条件を満たす場合に、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録する。その結果、ショベル50は、必要な情報を効率的に取得しながら、施工管理に有用な情報を操作者(管理者)に提供することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。例えば、ショベル50は、油圧ポンプの吐出圧又はエンジン負荷が所定値以上となった場合に作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録することができる。その結果、操作者(管理者)は、作業現場において実際に作業が行われた場所やその頻度を把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。或いは、ショベル50は、掘削が行われたと推定した場合に作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録することができる。その結果、操作者(管理者)は、作業現場において実際に掘削が行われた場所やその頻度を把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、一定の時間間隔で作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録する。その結果、操作者(管理者)は、時間の経過に伴って変化するショベル50の作業状態を把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、所定距離又は所定高さを移動する度に作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録する。その結果、操作者(管理者)は、作業現場における作業位置毎の且つ/或いは作業高さ毎のショベル50の作業状態を把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。また、操作者(管理者)は、ショベル50の移動経路を把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50は、作業位置情報と作業高さ情報と動作状態情報とを関連付けて記録する際に日時情報を付加する。これにより、操作者(管理者)は、作業現場におけるショベル50の作業位置及び作業高さに加えその日時をも把握することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、ショベル50を含む管理システム100は、ショベル50による上述の効果に加え、ショベル50から離れた場所にいる管理者が、作業現場におけるショベル50の作業位置及び作業高さに関する情報を閲覧できるようにする。その結果、管理システム100は、施工管理に有用な情報をその管理者に提供することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
また、管理システム100は、作業現場の地図画像の上に、動作状態情報に基づく画像情報を重畳表示させる。その結果、管理システム100は、ショベル50の作業状態をより分かり易く管理者に提示することができ、施工管理の精度及び効率を向上させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例では、本発明がショベル50に適用された場合を説明するが、本発明は、これに限定されることはない。本発明は、例えば、リフティングマグネット、グラップル、破砕機等を備えた他の建設機械にも適用可能である。