JP6329904B2 - 運搬車両の運転解析装置および運転解析方法 - Google Patents

運搬車両の運転解析装置および運転解析方法 Download PDF

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Description

本発明は、運搬車両の運転解析装置および運転解析方法に関する。
土木作業現場や鉱山の採掘現場では、ダンプトラックなどの運搬車両は、同一の経路を繰り返し走行する場合が多い。例えば、鉱山で利用されるダンプトラックは、鉱石などの積荷を排出した排出場から、積荷を積み込む積込場に移動し、積荷を積み込んだ後、再度排出場に戻り、積荷を排出する作業を繰り返す。
このような運搬車両の走行経路を特定し、同一の特定した経路を走行した複数の運搬車両の稼働情報から走行中の燃費に関する燃費情報を抽出し、抽出した燃費情報に基づいて燃料消費に関する指標を作成する管理システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、特定の経路を走行した複数のダンプトラックにおいて、走行時における平均燃費を抽出し、平均燃費が所定の閾値Ft以上のダンプトラックを運転した運転者を抽出し、燃費改善提案を作成することで運転者に運転指導を行っている(図24参照)。
特開2013−105278号公報
特許文献1では、特定の経路を走行したダンプトラックの平均燃費を予め設定した閾値と比較しているため、平均燃費が高い運転者を抽出できるが、詳細な運転状況を解析していないので、一般的な改善提案に留まり、さらなる燃費改善は難しいという課題がある。
本発明の目的は、同一経路を走行するダンプトラックなどの運搬車両において、燃費を低減できる運転操作を解析できる運搬車両の運転解析装置および運転解析方法を提供することである。
本発明は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両の運転解析装置であって、前記運搬車両の走行中の位置情報と、燃料消費量および積載量の情報を含む運転情報とを、前記経路を1往復した際のデータを1サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、前記記憶装置に蓄積された複数サイクルのデータから、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出するデータ抽出部と、前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間から解析対象区間を抽出する区間抽出部と、前記解析対象区間における前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの運転情報を出力する運転情報出力部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、データ蓄積部は、経路を1往復した運搬車両の稼働情報として、位置情報、運転情報を1サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積する。この際、運転情報には、少なくとも燃料消費量および積載量の情報が含まれる。
そして、データ抽出部は、記憶装置に蓄積した複数サイクルのデータから、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出する。1サイクルつまり経路を往復した際の燃料消費量を、その1サイクルで運搬した積荷の積載量で除算することで、データ抽出部は、同じ積載量の積荷を運搬する際に最も燃料消費量が少ない、つまり最適な省燃費運転を行ったサイクルデータを基準サイクルデータとし、燃料消費量が多い他のサイクルデータを解析対象サイクルデータとして抽出できる。
さらに、区間抽出部は、前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間から解析対象区間を抽出し、運転情報出力部は、解析対象区間における基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータの運転情報を出力する。
このため、解析対象区間における基準サイクルデータと解析対象サイクルデータの運転情報を比較することで、その運転操作の相違を解析できる。そして、適切な省燃費運転を行う基準サイクルデータの運転操作を、鉱山サイトの管理者や運搬車両の運転者にアドバイスすることで、省燃費運転を広めることができる。
さらに、解析対象区間を抽出し、その区間の運転情報を出力するため、すべての区間の運転情報を出力する必要が無く、運転情報が大きく異なる区間の運転情報のみを出力することができる。したがって、解析対象の運転情報を絞り込むことができ、運転操作を効率良く分析することができる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記データ抽出部は、1サイクル分の燃料消費量をそのサイクルで運搬した積載量で除算した値が最も小さいサイクルのデータを前記基準サイクルデータとして抽出することが好ましい。
燃料消費量/積載量が最も小さいサイクルデータを基準サイクルデータとすれば、最も効率良く省燃費運転を行った運転情報と、解析対象サイクルデータとを比較でき、運転操作のアドバイスも効果的に行うことができる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間における省燃費運転用の評価値を、前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの燃料消費量を用いて区間毎に算出する評価値算出部を備え、前記区間抽出部は、前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの同一区間の前記評価値を比較して抽出条件に該当する場合に前記解析対象区間として抽出することが好ましい。
評価値算出部は、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータ毎に、それぞれの各区間の燃料消費量を用いて各区間における省燃費運転用の評価値を算出する。そして、区間抽出部は、同一区間での基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータの各評価値を比較し、抽出条件に該当する場合に解析対象区間として抽出する。このため、評価値の差が大きな区間等を解析対象区間として抽出でき、運転情報が大きく異なる区間の運転情報を出力できて運転操作の解析を効率的に行うことができる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記評価値算出部は、前記区間毎の燃料消費量と、前記区間毎の燃料消費量を1サイクルで運搬した積載量で除算した値と、前記区間毎の燃料消費量を前記運搬車両の重量および積載量を加算した値で除算した値とのいずれかを評価値として算出することが好ましい。
評価値として、燃料消費量を用いれば、運搬車両から取得したデータをそのまま利用できるので、演算処理を不要にできる。また、評価値として、燃料消費量/積載量の値を用いれば、積載量あたりの燃料消費量つまりエネルギー消費効率で評価できるので、運搬車両のユーザーが理解しやすい評価値を提供できる。さらに、評価値として、燃料消費量/(車両重量+積載量=総重量)の値を用いれば、総重量あたりの燃料消費量つまりエネルギー消費効率で評価できる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記区間抽出部は、前記経路における坂道の区間を前記解析対象区間として抽出してもよい。
平坦路に対して坂道は、運転操作の相違による燃料消費量の差が大きい。このため、経路において坂道の区間を解析対象区間とすることで、坂道での運転操作の相違を容易に解析できる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記データ抽出部は、前記積載量が前記運搬車両の最大積載量を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する積載量除外判定部を備えることが好ましい。
積載量除外判定部により、積載量が所定範囲外のサイクルデータを抽出対象から除外することで、積載量が著しく少なかったサイクルデータなどの特殊な状況のデータを抽出することを防止できる。これにより、積載量がほぼ同一のサイクルデータの運転情報を出力でき、運転操作の相違を適切に分析できる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記運転情報は、前記経路を往復する1サイクルの走行時間を含み、前記データ抽出部は、前記走行時間が平均走行時間を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する走行時間除外判定部を備えることが好ましい。
走行時間除外判定部により、走行時間が所定範囲外のサイクルデータを抽出対象から除外することで、運搬車両の故障などで渋滞が発生した場合のように走行時間が著しく長いサイクルデータなどの特殊な状況のデータを抽出することを防止できる。これにより、走行時間がほぼ同一のサイクルデータの運転情報を出力でき、運転操作の相違を適切に分析できる。
本発明の運搬車両の運転解析装置において、前記運転情報は、前記経路を往復する1サイクルの走行距離を含み、前記データ抽出部は、前記走行距離が平均走行距離を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する走行距離除外判定部を備えることが好ましい。
走行距離除外判定部により、走行距離が所定範囲外のサイクルデータを抽出対象から除外することで、経路を外れて遠回りした場合のように走行距離が著しく長いサイクルデータなどの特殊な状況のデータを抽出することを防止できる。これにより、走行距離がほぼ同一のサイクルデータの運転情報を出力でき、運転操作の相違を適切に分析できる。
本発明は、同一の経路を繰り返し走行する運搬車両の運転解析方法であって、前記運搬車両の走行中の位置情報と、燃料消費量および積載量の情報を含む運転情報とを、前記経路を1往復した際のデータを1サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積工程と、前記記憶装置に蓄積された複数サイクルのデータから、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出するデータ抽出工程と、前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間から解析対象区間を抽出する区間抽出工程と、前記解析対象区間における基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータの運転情報を出力する運転情報出力工程と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前記運搬車両の運転解析装置と同じ作用効果を奏することができる。
本発明の一実施形態にかかる運搬車両の管理システムを示す図である。 運搬車両であるダンプトラックの構成を示す図である。 ダンプトラックの構成を示す機能ブロック図である。 運転解析装置の構成を示す機能ブロック図である。 運転解析方法の処理を示すフローチャートである。 サイクルデータの燃料消費量/積載量を示すグラフである。 基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータの区間毎の評価値を示すグラフである。 区間E1の運転情報のレポートを示す図である。 区間E2〜E3の運転情報のレポート示す図である。 区間E7〜E9の運転情報のレポート示す図である。 区間E21〜E26の運転情報のレポート示す図である。 区間L16〜L17の運転情報のレポート示す図である。 本発明の変形例の区間毎の評価値を示すグラフである。 本発明の他の変形例の区間毎の評価値を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の運転解析装置10を備える運搬車両の管理システム1を示す図である。管理システム1は、運搬車両としての鉱山などで運用されているダンプトラック20を管理するものであり、鉱山において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無線通信装置3と、無線通信装置3と通信可能に設けられた運転解析装置10とを備えている。
ダンプトラック20が運搬する積荷(積載物)は、例えば、砕石、土砂、岩石、石炭などであるが、これに限定されるものではない。
ダンプトラック20は、積荷の排出作業が行われる場所(以下、排出場)DPと、積込機4によって積荷の積込作業が行われる場所(以下、積込場)LPとの間を往復する。本実施形態では、排出場DPから積荷を積載していない状態(空車状態)のダンプトラック20が積込場LPまで走行し、積込場LPで積荷を積み込んだ後、積荷を積載した状態(積車状態)のダンプトラック20が排出場DPまで走行し、排出場DPで積荷を排出する。
したがって、ダンプトラック20が排出場DPから積込場LPまで走行する往路Rgと、積込場LPから排出場DPまで走行する復路Rrとでダンプトラック20の経路Rが設定される。なお、往路Rgおよび復路Rrは、同一の道でもよいし、往路Rgおよび復路Rrを別の道で設定してもよく、経路Rとして同じ道であればよい。
また、経路Rは、排出場DPおよび積込場LPも含むものであり、排出場DPは経路Rのスタート地点およびゴール地点となる。そして、ダンプトラック20は、前記同一の経路Rを往復する。
<運搬車両の管理システムの概要>
運搬車両であるダンプトラック20の管理システム1は、運転解析装置10がダンプトラック20の稼働情報を収集し、主に省燃費運転が行われているかを解析するためのデータを抽出して出力するものである。この出力されたデータを解析担当者が解析すれば、ダンプトラック20の運転者に対して運転操作をアドバイスすることができる。
このため、鉱山には、ダンプトラック20と無線通信する無線通信装置3が設けられている。無線通信装置3は、アンテナ3Aを有し、無線LAN(Local Area Network)等を用いてダンプトラック20と通信する。また、アンテナ3Aを用いてダンプトラック20と通信できる範囲は、通常、経路R全体をカバーできない。このため、ダンプトラック20が無線通信装置3による通信が可能な通信可能範囲内に移動したときに、ダンプトラック20および無線通信装置3間で通信処理が実行される。例えば、通信可能範囲内に給油所を設け、給油中のダンプトラック20と通信処理を実行すればよい。
無線通信装置3は、ダンプトラック20から受信したデータを運転解析装置10に出力可能に構成されている。なお、運転解析装置10は、鉱山における管理施設内に設置してもよいし、鉱山が存在する国内に設置してもよく、その国ではなく海外に設置してもよい。
このため、運転解析装置10が鉱山の管理施設内に設置されている場合、無線通信装置3と運転解析装置10とは、ネットワークケーブルなどで接続すればよい。また、運転解析装置10が国内の管理施設(鉱山の管理会社や、ダンプトラック20の管理会社)に設置される場合や、外国の管理施設に設置される場合は、無線通信装置3および運転解析装置10間は、携帯電話網や、衛星通信網などで通信可能に接続すればよい。
<ダンプトラック>
図2は、ダンプトラックの構成を示す図である。ダンプトラック20は、積荷を積載して走行し、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ー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、無線通信用アンテナ27Aが接続された車載無線通信装置27と、GPS用アンテナ29A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)で操舵するリジットフレーム式のダンプトラック20を例として説明するが、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、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く、機械駆動方式でもよい。
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、採石された砕石、岩、土、石炭等が油圧ショベル等の積込機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。サスペンションシリンダー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、さらに積荷が積載された際における積荷の重量に応じた負荷が、サスペンションシリンダー24を介して車輪23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。サスペンションシリンダー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、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ー24に作用する負荷を検出する。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ー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29A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29A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29Aが受信した電波を電気信号に変換し、自身の位置情報291、すなわちダンプトラック20の位置情報291を算出(測位)する。したがって、位置情報291は、ダンプトラック20の緯度、経度、高度である。
車載無線通信装置27は、無線通信用アンテナ27Aを介して図1に示す無線通信装置3のアンテナ3Aとの間で相互に無線通信を行う。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、無線通信用アンテナ27Aを介して各情報を送受信する。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3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。ダンプトラック20が有する車載情報収集装置30には、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とが接続されている。車載情報収集装置30には、さらに、状態取得装置32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(車体コントローラ)である。
状態取得装置32は、ダンプトラック20の様々な稼働状態の情報を取得するための装置である。例えば、状態取得装置32は、回転センサ25やサスペンション圧力センサ26等の各種センサ類、エンジン制御装置33、走行制御装置34、ブレーキ制御装置35等を有する。車載情報収集装置30は、このような状態取得装置32からダンプトラック20の様々な稼働状態の情報を取得し、取得したこれらの情報を車載記憶装置31に稼働情報として記憶する。
<回転センサから取得する情報>
車載情報収集装置30は、回転センサ25から車輪23の回転速度を検出することで車速251を示す情報を取得する。
<サスペンション圧力センサから取得する情報>
車載情報収集装置30は、サスペンション圧力センサ26が検出したサスペンションシリンダー24の作動油に作用する圧力を取得することにより、ベッセル22に積載された積荷の積載量261を取得する。ダンプトラック20の各車輪23に備えられた圧力センサ26(車輪23が4輪の場合、4個の圧力センサ26)が示す計測値を合計することで、積荷の重量(積載量)を求めることができる。また、圧力センサ26が検出したサスペンションシリンダー24の作動油に作用する圧力を見ることにより、ダンプトラック20のベッセル22に積荷が積載された積車状態であるか、ベッセル22から積荷を排出した空車状態であるかを知ることができる。
<エンジン制御装置から取得する情報>
車載情報収集装置30は、エンジン制御装置33から燃料噴射装置の制御量を取得することにより、燃料消費量331を示す情報を取得する。
車載情報収集装置30は、エンジン制御装置33を介してアクセルの操作量であるアクセル開度332を示す情報を取得する。
車載情報収集装置30は、エンジン制御装置33から、エンジンモード333を示す情報を取得する。エンジンモードには、高い作業能率を発揮できるパワーモードと、燃料消費量を抑制できるエコノミーモードとがあり、スイッチ操作等で切り替えられる。
車載情報収集装置30は、エンジン制御装置33からエンジン回転数334を示す情報を取得する。エンジン回転数334は、エンジンの出力軸に取り付けられた回転センサ等により検出できる。
なお、車載情報収集装置30は、エンジン制御装置33から、冷却水温度や潤滑油圧力等のエンジン制御に関係する各種情報を取得することもできる。
<走行制御装置から取得する情報>
車載情報収集装置30は、走行制御装置34からトランスミッションの速度段341を示す情報を取得する。
<ブレーキ制御装置から取得する情報>
車載情報収集装置30は、ブレーキ制御装置35から各種ブレーキの状態を示す情報を取得する。
車載情報収集装置30は、サービスブレーキスイッチ351のステータス(例えば「0」または「1」)を取得することで、サービスブレーキ(フットブレーキ)が操作されているか否かの情報を取得する。
車載情報収集装置30は、リターダレバー出力352の数値(%)を取得することで、運転者のリターダレバーの操作量を示す情報を取得する。
車載情報収集装置30は、前輪用のリターダソレノイドスイッチ353のステータスと、後輪用のリターダソレノイドスイッチ354のステータスとを取得することで、前輪および後輪のリターダの動作状態を示す情報を取得する。
車載情報収集装置30は、ARSC(オートマチック・リタード・スピード・コントロール)作動情報355を取得する。ARSCは、降坂車速を任意に設定できる機能であり、ARSC作動情報355は、ARSCがセットされているか、解除されているかを示す情報である。
車載情報収集装置30は、排気ブレーキが作動しているか否かを示す排気ブレーキ情報356を取得する。
なお、車載情報収集装置30は、ダンプトラック20の運転者を特定するための運転者IDを取得したり、ダンプトラック20の傾きを検出する傾斜センサの情報を取得してもよい。さらに、車載情報収集装置30は、ベッセル22の昇降状態を示す情報を取得してもよい。
<車載記憶装置>
車載記憶装置31は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)、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及び管理システム1を運用するための各種設定値等を記憶している。
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状態取得装置から稼働情報を取得して、車載記憶装置31に記憶させる。このとき、車載情報収集装置30は、ダンプトラック20が、スタート地点である排出場DPから積込場LPまでの往路Rgと、積込場LPからゴール地点である排出場DPまでの復路Rrを1往復する間の稼働情報を、1サイクルのデータとして記憶する。
車載記憶装置31は、稼働情報として、位置情報291、時刻情報311、運転情報を記憶している。運転情報としては、車速251、車速の累積値で求められる走行距離252、積載量261、燃料消費量331、アクセル開度332、エンジンモード333、エンジン回転数334、速度段341、サービスブレーキスイッチ351、リターダレバー出力352、前輪用のリターダソレノイドスイッチ353、後輪用のリターダソレノイドスイッチ354、ARSC作動情報355、排気ブレーキ情報356等である。
これらの運転情報は、位置情報検出装置29で取得した位置情報291と、車載情報収集装置30が取得した時刻情報311とともに車載記憶装置31に記憶される。
車載記憶装置31が記憶しているこれらの稼働情報は例示であり、稼働情報はこれらに限定されるものではない。
車載情報収集装置30は、管理システム1の運転解析装置10または無線通信装置3から稼働情報の送信に関する指令信号を受信すると、車載無線通信装置27を用いて車載記憶装置31に記憶された稼働情報を、無線通信装置3に送信する。無線通信装置3は、受信した稼働情報を、運転解析装置10に送信する。
<運転解析装置>
図4は、運転解析装置10の機能ブロック図である。運転解析装置10は、ダンプトラック20の運行を管理する会社等に設置されたサーバ装置で構成され、データ処理装置50と、記憶装置60と、入出力部(I/O)70とを備える。入出力部70は、データ処理装置50と外部機器との間の情報の入出力を行うインターフェースである。この入出力部70には、ディスプレイやプリンターなどの出力装置71と、キーボードやマウスなどの入力装置72と、通信装置73とが接続されている。通信装置73には、通信用アンテナ74が接続されている。したがって、運転解析装置10は、通信装置73を用いて、無線通信装置3と通信する。
データ処理装置50は、CPU(Central Processing Unit)で構成される。記憶装置60は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等で構成される。
<データ処理装置>
データ処理装置50は、データ蓄積部51と、データ抽出部52と、評価値算出部53と、区間抽出部54と、運転情報出力部55とを備える。
<データ蓄積部>
データ蓄積部51は、ダンプトラック20から送信され、無線通信装置3を中継して通信装置73で受信された稼働情報(車載記憶装置31に記憶された各情報)を、経路Rを走行した1サイクル毎のデータとして記憶装置60に記憶する。
具体的には、稼働情報は、車載記憶装置31に記憶されていた位置情報291と、時刻情報311と、運転情報である。したがって、運転情報は、車速251、走行距離252、積載量261、燃料消費量331、アクセル開度332、エンジンモード333、エンジン回転数334、速度段341、サービスブレーキスイッチ351、リターダレバー出力352、リターダソレノイドスイッチ353、リターダソレノイドスイッチ354、ARSC作動情報355、排気ブレーキ情報356を含む。
記憶装置60には、各ダンプトラック20の複数サイクルのデータが蓄積される。すなわち、複数台のダンプトラック20が経路Rを複数回走行した場合には、各ダンプトラック20の複数回のサイクルデータがそれぞれ蓄積される。すなわち、各サイクルデータには、ダンプトラック20を特定する車両番号およびサイクル数が関連付けられている。
なお、記憶装置60には、所定期間のサイクルデータが蓄積される。例えば、1週間のサイクルデータが蓄積され、その期間のサイクルデータが解析対象となる。
<データ抽出部>
データ抽出部52は、区間設定部521と、積載量除外判定部522と、走行時間除外判定部523と、走行距離除外判定部524と、サイクルデータ抽出部525とを備える。
区間設定部521は、記憶装置60に記憶された位置情報に基づいて、前記経路Rを複数の区間に分割する。例えば、位置情報の高度に基づいて、平坦地から坂道に変化した場合に、平坦地の区間と、坂道の区間とに分割する。また、緯度、経度情報から直線状の道からカーブによって進行方向が所定角度以上変化した場合に、カーブの前後で区間を分割する。このようにして経路R(往路Rgおよび復路Rr)を複数の区間に分割する。なお、経路Rを分割する場合、位置情報だけでなく、運転情報(例えばハンドル操作)なども参照して分割してもよい。
図1では、往路RgをE1〜E5の5つの区間に分割し、復路RrをL1〜L5の5つの区間に分割している。図1の例では、往路Rgおよび復路Rrは同じ経路であるため、E1はL5と同一区間であり、同様に、E2はL4と、E3はL3と、E4はL2と、E5はL1とそれぞれ同一区間である。ただし、往路Rgと復路Rrとでダンプトラック20の進行方向が互いに逆方向であるため、E2は登坂区間であり、E4は降坂区間であるのに対し、L2は登坂区間であり、L4は降坂区間となる。
なお、本実施形態では、区間設定部521が自動的に経路Rを複数の区間に分割しているが、運転解析装置10においてダンプトラック20の運転情報を解析する担当者が手動で設定してもよい。
<除外判定部>
データ抽出部52は、記憶装置60に蓄積された複数のサイクルデータから、特殊なデータを除外するために、積載量除外判定部522、走行時間除外判定部523、走行距離除外判定部524の3種類の除外判定部を備えている。
積載量除外判定部522は、各サイクルデータにおける積載量が、ダンプトラック20の定格積載量を基準にした所定範囲(例えば、定格積載量の90〜110%)内であるか否かを判定し、前記所定範囲外のサイクルデータを解析対象から除外する。
走行時間除外判定部523は、各サイクルデータにおいて経路Rの走行時間が、各サイクルデータの平均走行時間を基準にした所定範囲(例えば、平均走行時間の90〜110%)内であるか否かを判定し、前記所定範囲外のサイクルデータを解析対象から除外する。
走行距離除外判定部524は、各サイクルデータにおいて経路Rの走行距離が、各サイクルデータの平均走行距離を基準にした所定範囲(例えば、平均走行距離の90〜110%)内であるか否かを判定し、前記所定範囲外のサイクルデータを解析対象から除外する。
<サイクルデータ抽出部>
サイクルデータ抽出部525は、各除外判定部522,523,524によって選別されたサイクルデータから、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値に基づいて基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータとして抽出する。
ここで、サイクルデータ抽出部525は、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値が最も小さいサイクルデータを基準サイクルデータとして選定する。
なお、基準サイクルデータとしては、予め設定された閾値未満のサイクルデータのなかで、経路Rの走行時間が最も短いものを選定するなど、他の情報も考慮して選定してもよい。また、基準サイクルデータとしては、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値が最も小さいサイクルデータに限定されず、2番目に小さいものなどを選定してもよく、運転操作を比較する際に、基準となるものであればよい。また、燃料消費量/積載量[L/ton]ではなく、燃料消費量/総重量[L/ton]や単に燃料消費量[L]のみに基づいて選定してもよい。なお、総重量とは、空車状態のダンプトラック20の車両重量(空車重量)+積載量である。
サイクルデータ抽出部525は、前記基準サイクルデータと比較して解析する対象となる解析対象サイクルデータを選定する。例えば、サイクルデータ抽出部525は、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値が最も大きいサイクルデータから順次選定すればよい。
<評価値算出部>
評価値算出部53は、前記基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータに関し、前記位置情報を用いて前記経路を複数の区間に分割した際の区間毎の運転情報から、区間毎の燃料消費量を用いて算出される省燃費運転用の評価値を算出する。
本実施形態の評価値算出部53は、区間毎に算出した燃料消費量/車重[L/ton]を評価値としている。車重は、空車状態のダンプトラック20の車両重量である。したがって、車重は一定値のため、燃料消費量が増加すると評価値も増加し、燃料消費量が低下すると評価値も低下する。
<区間抽出部>
区間抽出部54は、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータにおいて同一区間毎の前記評価値を比較し、比較結果が予め設定した抽出条件に該当する区間を解析対象区間として抽出する。
区間抽出部54は、例えば、同一区間の各サイクルデータの評価値の差を求め、この差の値が閾値以上となる区間を抽出条件としたり、同一区間の基準サイクルデータの評価値に対し、解析対象サイクルデータの評価値の割合が閾値以上、例えば130%以上となる区間を抽出条件とする。したがって、区間抽出部54は、前記抽出条件に該当する区間を自動的に抽出することができる。この際、抽出される区間数が所定値以上と多い場合には、前記差や割合が大きい順に所定数を抽出するようにすればよい。
<運転情報出力部>
運転情報出力部55は、区間抽出部54で抽出された区間の運転情報を出力する。運転情報としては、記憶装置60に記憶された稼働情報から運転状態の解析に必要な情報を出力すればよく、たとえば、車速[km/h]、速度段、GPS高度[m]、消費燃料累積値[L]、瞬時燃料[L/sec]、アクセル開度[%]、エンジン回転数[rpm]、ブレーキ操作情報などである。なお、走行距離に対応するGPS高度を出力すれば、その区間が平坦地であるか、あるいは登坂や降坂であるかを解析できる。
さらに、運転情報出力部55が運転情報を出力する先は、出力装置71のプリンターやディスプレイ等でもよいし、データとして所定の管理装置等に出力してもよい。
<運転解析処理>
次に、図5のフローチャートおよび図6,7のグラフ、図8〜11の運転情報レポートを参照して、運転解析装置10の運転解析処理について説明する。
まず、運転解析装置10のデータ蓄積部51は、通信装置73を介してダンプトラック20の稼働情報を取得し、記憶装置60に蓄積するデータ蓄積工程を実行する(ステップS1)。
なお、通常は、無線通信装置3にダンプトラック20の稼働情報が一時的に記憶されているので、データ蓄積部51は無線通信装置3から稼働情報を取得する。ただし、データ蓄積部51は、無線通信装置3を経由してダンプトラック20から直接稼働情報を取得してもよい。
次に、データ抽出部52は、データ抽出工程(ステップS2〜S6)を実行する。
すなわち、まず、区間設定部521は、記憶装置60に蓄積された稼働情報の位置情報などを利用して、1サイクルデータにおける経路Rを複数に分割して区間を設定する区間設定工程を実行する(ステップS2)。なお、区間を解析担当者が手動で設定する場合は、区間設定工程S2は実行しなくてもよい。
次に、積載量除外判定部522は、記憶装置60に蓄積された複数のサイクルデータの積載量が、最大積載量を基準とする所定範囲外のサイクルデータを除外する積載量除外判定工程を実行する(ステップS3)。
次に、走行時間除外判定部523は、ステップS3で除外されずに選別されたサイクルデータのうち、走行時間が平均走行時間を基準とする所定範囲外のサイクルデータを除外する走行時間除外判定工程を実行する(ステップS4)。
次に、走行距離除外判定部524は、ステップS4で除外されずに選別されたサイクルデータのうち、走行距離が平均走行距離を基準とする所定範囲外のサイクルデータを除外する走行時間除外判定工程を実行する(ステップS5)。
したがって、本実施形態では、各除外判定部522,523,524のすべてで範囲内と判定されたサイクルデータが解析対象として選別される。
次に、サイクルデータ抽出部525は、各除外判定部522,523,524で選別されたサイクルデータから、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値に基づいて基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出するサイクルデータ抽出工程を実行する(ステップS6)。
図6は、各除外判定部522,523,524で選別された各サイクルデータの燃料消費量/積載量[L/ton]を示す棒グラフである。なお、図6のグラフは、経路Rを往復するのに使用した全燃料消費量を、経路Rを往復して運搬した積荷の積載量で除算して求めたものであるが、区間毎の燃料消費量を、経路Rを往復して運搬した積荷の積載量で除算し、区間毎に燃料消費量/積載量を算出し、その値を積み上げてグラフを作成してもよい。
図6の例では、サイクルデータ抽出部525は、1サイクル分の燃料消費量/積載量[L/ton]の値が最も小さい2−1(ナンバー2のダンプトラック20の1サイクル目のデータ)のサイクルデータ2−1を基準サイクルデータとして選定し、3−2(ナンバー3のダンプトラック20の2サイクル目のデータ)のサイクルデータ3−2を解析対象サイクルデータとして選定している。
次に、評価値算出部53は、前記基準サイクルデータ2−1および解析対象サイクルデータ3−2に関し、区間毎に燃料消費量/車重[L/ton]を評価値として算出する評価値算出工程を実行する(ステップS7)。図7は、前記基準サイクルデータ2−1と、解析対象サイクルデータ3−2との各区間毎の評価値(=燃料消費量/車重)を示す棒グラフである。
次に、区間抽出部54は、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータにおいて同一区間毎の前記評価値を比較し、比較結果が抽出条件に該当する区間を解析対象区間として抽出する区間抽出工程を実行する(ステップS8)。
図7の例では、区間抽出部54は、区間E1と、区間E2〜E3と、区間E7〜E9と、区間E21〜E26と、区間L16〜L17とを抽出している。
次に、運転情報出力部55は、区間抽出部54で抽出された区間の運転情報を、ディスプレイやプリンターなどの出力装置71に出力する運転情報出力工程を実行する(ステップS9)。図8〜12は、区間E1、区間E2〜E3、区間E7〜E9、区間E21〜E26、区間L16〜L17の運転情報のレポートである。なお、図8〜12において、サイクルデータ2−1のデータを点線で示し、解析対象サイクルデータ3−2のデータを実線で示す。
図8は、平坦路である区間E1を空車状態のダンプトラック20が走行した場合の運転情報である。図8では、解析対象サイクルデータ3−2は、基準サイクルデータ2−1に比べて消費燃料の累積値が高くなっており、燃費が低下してることが解析できる。この原因として、アクセル開度の変化が激しいので、運転者のアクセルワークによって加減速を繰り返す波状走行が行われて速度段が落ち込み、速度を回復するために燃料が消費されていることを解析できる。
したがって、解析担当者は、図8の運転情報レポートを解析することで、解析対象サイクルデータ3−2の運転者に対して、区間E1においては車速を一定にする走行を行うことで燃費を改善できることをアドバイスできる。
図9は、平坦区間E2から登坂区間E3を空車状態のダンプトラック20が走行した場合の運転情報である。図9においても、解析対象サイクルデータ3−2は、基準サイクルデータ2−1に比べて消費燃料の累積値が高くなっている。この原因として、坂を上り始めた際にサービスブレーキを操作して減速したため、その後、速度を回復するために燃料が消費されていることを解析できる。
したがって、解析担当者は、図9の運転情報レポートを解析することで、解析対象サイクルデータ3−2の運転者に対して、基準サイクルデータ2−1の区間初速を登坂進入車速とすることで燃費を改善できることをアドバイスできる。
図10は、降坂区間E7からE9を空車状態のダンプトラック20が走行した場合の運転情報である。図10においても、解析対象サイクルデータ3−2は、基準サイクルデータ2−1に比べて消費燃料の累積値が高くなっている。この原因として、降坂時にブレーキとアクセルを交互に操作したために燃料が消費されていることを解析できる。
したがって、解析担当者は、図10の運転情報レポートを解析することで、解析対象サイクルデータ3−2の運転者に対して、オートリターダを使用することと、その車速の設定値として基準サイクルデータ2−1の区間平均車速を設定することで燃費を改善できることをアドバイスできる。
図11は、降坂区間E21からE26を空車状態のダンプトラック20が走行した場合の運転情報である。図11においても、解析対象サイクルデータ3−2は、基準サイクルデータ2−1に比べて消費燃料の累積値が高くなっている。この原因として、降坂時にサービスブレーキ(フットブレーキ)を多用しており、車速および速度段が安定せず、ブレーキとアクセルを交互に操作したために燃料が消費されていることを解析できる。
したがって、解析担当者は、図11の運転情報レポートを解析することで、解析対象サイクルデータ3−2の運転者に対して、オートリターダを使用することや、手動で速度を調整したい場合にはリターダレバーを操作して車速を調整することで燃費を改善できることをアドバイスできる。
図12は、降坂区間L16からL17を積車状態のダンプトラック20が走行した場合の運転情報である。図12においても、解析対象サイクルデータ3−2は、基準サイクルデータ2−1に比べて消費燃料の累積値が高くなっている。この原因として、降坂時にブレーキとアクセルを交互に操作したために燃料が消費されていることを解析できる。
したがって、解析担当者は、図12の運転情報レポートを解析することで、解析対象サイクルデータ3−2の運転者に対して、オートリターダを使用することと、その車速の設定値として基準サイクルデータ2−1の区間平均車速を設定することで燃費を改善できることをアドバイスできる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態の評価値算出部53は、燃料消費量/車重[L/ton]を評価値としていたが、図13に示すように、燃料消費量[L(リッター)]を評価値としてもよいし、図14に示すように、燃料消費量/積載量[L/ton]を評価値としてもよい。さらに、燃料消費量/総重量を評価値としてもよい。総重量は、車体重量+積載量である。すなわち、評価値としては、燃料消費量によって変化するパラメータであればよい。
なお、評価値を燃料消費量/積載量や燃料消費量/総重量とする場合、空車状態で走行している場合に空車時の積載量で計算すると、分母が小さくなるため、評価値が高くなり、積車状態の評価値とのバラツキが大きくなる。このため、空車時も積車時の積載量を用いて計算することが好ましい。
また、区間抽出部54は、同一区間毎の前記評価値を比較し、比較結果に基づいて解析対象区間を抽出するものに限定されない。例えば、坂道の区間やカーブの区間など、燃費の差が出やすい区間を解析対象区間として抽出してもよい。なお、坂道の区間の判定は、走行距離に対する位置情報の高度の変化量で判定することができる。また、カーブの区間の判定は、走行距離に対する位置情報の緯度、経度の変化量や、ハンドル操作などで判定することができる。
さらに、前記実施形態では、データ抽出部52に、3つの除外判定部522,523,524を設けていたが、除外判定部522,523,524のいずれか1つ、あるいはいずれか2つのみを設けてもよい。
すなわち、除外判定部522,523,524のいずれか1つが設けられている場合には、サイクルデータ抽出部525は、その1つの判定部で選別されたサイクルデータから基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出すればよい。
また、除外判定部522,523,524のいずれか2つが設けられている場合には、サイクルデータ抽出部525は、その2つの判定部で選別されたサイクルデータから基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出すればよい。
また、データ抽出部52において、サイクルデータを解析対象から除外する除外判定部としては、前記各除外判定部522,523,524以外の条件で除外するものを設けてもよい。例えば、ARSC機能の有無で装備が異なる複数機種のダンプトラック20が走行している場合には、ARSC機能がある機種のみを選別して解析する場合と、ARSC機能を備えていない機種のみを選別して解析する場合とを選択できるようにしてもよい。
このような機能の差で、燃料消費量が増大する原因や解析結果によるアドバイス内容が異なるためである。
さらに、データ抽出部52に、各除外判定部522,523,524を設けなくてもよい。この場合、サイクルデータ抽出部525は、記憶装置60に蓄積されたすべてのサイクルデータから基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出することになるため、例えば積載量が最大積載量の50%程度しかなかった場合のような特殊なサイクルデータも解析対象とすることができる。
ただし、ダンプトラック20の運転者に省燃費運転をアドバイスするためには、同一の経路Rを同一条件で走行している場合のサイクルデータを解析することが好ましいため、前記実施形態のように、除外判定部522,523,524で特殊なデータを除外することがより好ましい。
前記実施形態では、排出場DPを経路Rのスタート地点およびゴール地点としていたが、スタート地点とゴール地点とが異なる経路R、つまり往路Rgと復路Rrとが異なる場合でも適用できる。
運搬車両としては、ダンプトラックに限らず、同一の経路を繰り返し走行し、かつ、積荷の積載量がほぼ一定の用途に使用される運搬車両であれば、本発明を適用できる。
本発明の運転解析装置10は、運搬車両が用いられる鉱山などの管理施設に設けられるものに限定されない。例えば、各運搬車両に運転解析装置10を搭載し、同一の運搬車両を異なる運転者が運転した場合に、各運転者のサイクルデータの比較を運搬車両毎に行うようにしてもよい。この場合、運搬車両に搭載されたモニタ装置等に運転情報を出力したり、運搬車両を整備するサービスマンが運転情報を印刷して運転者に分析した内容をアドバイスしてもよい。
1…管理システム、3…無線通信装置、10…運転解析装置、20…ダンプトラック、25…回転センサ、26…サスペンション圧力センサ、27…車載無線通信装置、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…状態取得装置、33…エンジン制御装置、34…走行制御装置、35…ブレーキ制御装置、50…データ処理装置、51…データ蓄積部、52…データ抽出部、53…評価値算出部、54…区間抽出部、55…運転情報出力部、60…記憶装置、70…入出力部、71…出力装置、72…入力装置、73…通信装置、521…区間設定部、522…積載量除外判定部、523…走行時間除外判定部、524…走行距離除外判定部、525…サイクルデータ抽出部。

Claims (9)

  1. 同一の経路を繰り返し走行する運搬車両の運転解析装置であって、
    前記運搬車両の走行中の位置情報と、燃料消費量および積載量の情報を含む運転情報とを、前記経路を1往復した際のデータを1サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積部と、
    前記記憶装置に蓄積された複数サイクルのデータから、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出するデータ抽出部と、
    前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間から解析対象区間を抽出する区間抽出部と、
    前記解析対象区間における前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの運転情報を出力する運転情報出力部と、
    を備えることを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  2. 請求項1に記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記データ抽出部は、1サイクル分の燃料消費量をそのサイクルで運搬した積載量で除算した値が最も小さいサイクルのデータを前記基準サイクルデータとして抽出する
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間における省燃費運転用の評価値を、前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの燃料消費量を用いて区間毎に算出する評価値算出部を備え、
    前記区間抽出部は、前記基準サイクルデータおよび前記解析対象サイクルデータの同一区間の前記評価値を比較して抽出条件に該当する場合に前記解析対象区間として抽出する
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  4. 請求項3に記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記評価値算出部は、前記区間毎の燃料消費量と、前記区間毎の燃料消費量を1サイクルで運搬した積載量で除算した値と、前記区間毎の燃料消費量を前記運搬車両の重量および積載量を加算した値で除算した値とのいずれかを評価値として算出する
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  5. 請求項1または請求項2に記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記区間抽出部は、前記経路における坂道の区間を前記解析対象区間として抽出する
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれかに記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記データ抽出部は、前記積載量が前記運搬車両の最大積載量を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する積載量除外判定部を備える
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記運転情報は、前記経路を往復する1サイクルの走行時間を含み、
    前記データ抽出部は、前記走行時間が平均走行時間を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する走行時間除外判定部を備える
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  8. 請求項1から請求項7のいずれかに記載の運搬車両の運転解析装置において、
    前記運転情報は、前記経路を往復する1サイクルの走行距離を含み、
    前記データ抽出部は、前記走行距離が平均走行距離を基準とした所定範囲外のサイクルデータを、抽出対象から除外する走行距離除外判定部を備える
    ことを特徴とする運搬車両の運転解析装置。
  9. 同一の経路を繰り返し走行する運搬車両の運転解析方法であって、
    前記運搬車両の走行中の位置情報と、燃料消費量および積載量の情報を含む運転情報とを、前記経路を1往復した際のデータを1サイクル分のデータとして取得して記憶装置に蓄積するデータ蓄積工程と、
    前記記憶装置に蓄積された複数サイクルのデータから、基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータを抽出するデータ抽出工程と、
    前記位置情報を用いて前記経路を分割して設定される複数の区間から解析対象区間を抽出する区間抽出工程と、
    前記解析対象区間における基準サイクルデータおよび解析対象サイクルデータの運転情報を出力する運転情報出力工程と、
    を備えることを特徴とする運搬車両の運転解析方法。
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