JP6386982B2

JP6386982B2 - 水底施工領域の高さ管理方法

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Publication number: JP6386982B2
Application number: JP2015190729A
Authority: JP
Inventors: 義信本間; 山本　誠; 山本　　誠
Original assignee: Honma Corp
Current assignee: Honma Corp
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: JP2017066642A

Description

本発明は、水底の施工領域の高さを管理する水底施工領域の高さ管理方法に関する。

水底の施工領域の高さ管理が必要なものとして、水底にマウンドを形成する施工があり、従来の捨石投入作業では、投入高さの計測にレッドを用いていたが、捨石投入位置の計測がリアルタイムに行われていなかった。また、施工途中における出来形の把握が不十分であったため、投入作業において投入指示の正確性に劣る面があった。

そして、作業船のクレーンに吊り下げられたグラブから海底や水底などの海水底地盤上に捨石を投入して海水底地盤上に捨石のマウンドを形成する捨石投入作業において、捨石を掴むグラブを吊り下げるクレーンのジブ先端にその位置検出センサーのアンテナが取り付けられ捨石投入位置のグラブ位置をＧＰＳ測位で求めるグラブ捨石投入位置検出センサーと、グラブからの捨石投入時を検出するグラブ捨石投入時検出センサーと、当該グラブ捨石投入時検出センサーからの投入時情報に基づいてグラブによる捨石投入毎に捨石投入条件からガウス分布に基づき捨石マウンドの形状を演算し上記グラブ捨石投入位置検出センサーからのグラブ位置情報と入力された海水底地形情報とから海水底地盤上に堆積形成される海水底堆積捨石マウンド形状を演算推定する海水底堆積捨石マウンド形状推定手段と、当該海水底堆積捨石マウンド形状推定手段で求められた海水底堆積捨石マウンド形状などを表示する表示器と、を備えた捨石投入作業支援装置（例えば特許文献１）などがある。

上記捨石投入作業支援装置では、ガウス分布に基づき捨石マウンドの形状を演算し上記グラブ捨石投入位置検出センサーからのグラブ位置情報と入力された海水底地形情報とから海水底地盤上に堆積形成される海水底堆積捨石マウンド形状を演算推定するものであるから、水底の状態が実際のものと異なる虞がある。

また、ガット船に積載した捨石をグラブバケットにより水中に投入して水底にマウンドを形成する際の捨石投入管理システムであって、ＧＰＳアンテナと、このＧＰＳアンテナと通信ケーブルにより接続されたデータ処理機と、このデータ処理機から送信される位置データが入力される制御装置と、制御装置に接続されたモニタとを備え、表面に磁石を設けた複数の剛体プレートを折りたたみ可能に連結したベース部を有するアンテナ取付部材に、前記ＧＰＳアンテナを固定し、この磁石の磁力によってアンテナ取付部材を前記グラブバケットを移動させるクレーンのブーム頂部に固定し、締付けベルトを備えたベース部を有する処理機取付部材に、前記データ処理機を固定し、この締付けベルトによって処理機取付部材をブームの頂部近傍に固定し、ＧＰＳアンテナから逐次送信される位置データを前記通信ケーブルを通じて前記データ処理機に送信し、この位置データを無線通信によってデータ処理機から制御装置に送信して、前記位置データに基づいて演算したグラブバケットの平面位置情報を前記モニタに表示する構成にした捨石投入管理システム（例えば特許文献２）がある。

上記捨石投入管理システムも、ガウス分布を用いたモデルや松見モデルを利用して、投入された捨石により水底に形成されるマウンドの形状を、制御装置により演算して、より精密に予測するものであるから、水底の状態が実際のものと異なる虞がある。

特開２００９−２４４００号公報特開２０１０−２６１２２８号公報

そこで、本発明は上記した問題点に鑑み、測定により水底の高さを正確に管理することができる水底施工領域の高さ管理方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、水底の施工領域の高さを管理する水底施工領域の高さ管理方法において、既知点に設置された固定ＧＰＳを有する基地局と、積載した捨石を投入手段により水中に投入して水底に捨石マウンドを形成するクレーン船に配置された移動ＧＰＳを有する移動局と、前記クレーン船の搭乗者と共に移動し移動ＧＰＳを有する移動局と、衛星からのＧＰＳ信号を前記固定ＧＰＳと移動ＧＰＳとで受信することにより前記クレーン船及び前記搭乗者の測位値を得るＧＰＳ装置と、前記搭乗者が携帯し深度を測定するソナーと、前記搭乗者が携帯する携帯端末と、前記ソナーの測定により前記施工領域の水深を表示する表示手段と、を用い、前記表示手段は、水底の施工領域を升目により区画した区画表示部を備え、この区画表示部に施工の進捗状況を表示し、前記表示手段は、前記クレーン船及び前記携帯端末に設けられ、前記ソナーは浮体を備え、水面に浮き、支持杆の先端に索条を設け、この索条の下端に前記ソナーが連結され、前記搭乗者は前記支持杆の基端側を把持し、前記搭乗者が前記支持杆を水平で前記クレーン船の長さ方向に対して直交方向に保持した状態で、水面に浮いた前記ソナーにより水深を測定すると共に、前記ＧＰＳ装置による前記搭乗者の測位値と、前記搭乗者が前記支持杆を把持した位置から前記先端までの長さのデータとから前記ソナーの測定位置を算出することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記表示手段は、前記区画表示部と、現在の前記クレーン船の位置を示す現在位置船体表示部と、前記クレーン船の目標位置を示す目標位置船体表示部とを表示することを特徴とする。

請求項１の構成によれば、ＧＰＳ装置により搭乗者の測位値が得られ、この搭乗者がソナーを使って水深を測定することにより、水深と測定位置とが得られ、水底の高さを位置と共に正確に管理することができる。

請求項１の構成によれば、捨石マウンドの高さを位置と共に正確に管理することができ、確実な投入指示や投入作業を実施することができる。

請求項１の構成によれば、区画表示部の升目に表示された進捗状況により、各升目の進捗状況を確認して施工管理を効率よく行うことができる。

請求項２の構成によれば、船の停泊位置として目標位置船体表示部を設定し、クレーン船を停泊位置に誘導することができる。

本発明の実施例１を示す作業船の平面図である。同上、作業船の搭乗者の説明図である。同上、ＧＰＳ装置のブロック図である。同上、施工管理画面の説明図である。同上、施工管理画面の要部の拡大説明図である。同上、区画表示部の要部の拡大説明図である。同上、船体座標設定表示画面の説明図である。同上、施工条件設定表示画面の説明図である。同上、計測区域設定表示画面の説明図である。同上、区画表示部の説明図である。同上、停泊目標位置設定表示画面の説明図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる水底施工領域の高さ管理方法を採用することにより、従来にない水底施工領域の高さ管理装置が得られ、その水底施工領域の高さ管理方法をそれぞれ記述する。

以下、本発明の水底施工領域の高さ管理方法を、添付図面を参照して説明する。

図１〜図１１は、本発明の実施例１を示し、この例は水底作業として捨石マウンドの施工作業に本発明を適用したものである。

クレーン船１は、捨石マウンド造成時の捨石投入に使用されるガット船等の作業船であって、台船２上の端部中央に旋回可能に支持されたクレーン旋回部３と、このクレーン旋回部３に上下回動可能に支持されたクレーンアーム４と、このクレーンアーム４の先端より繰り出されるワイヤ（図示せず）とを備え、このワイヤの先端に吊り体としてバケット６が吊り持ちされている。尚、バケット６が捨石の投入手段である。

前記クレーン船１は、捨石等の石材が積載される船倉部７を備え、船倉部７内の捨石等の石材をバケット６で掴み、そのバケット６をクレーン操作により船縁外側に移動させ、その位置でバケット６を解放することにより石材を水中に投入する。尚、バケット６としてはグラブバケットを用いている。さらに、台船２の後部には操作室８が設けられ、この操作室８にはクレーン船１の航行を操作する操作装置が設けられている。

前記クレーン船１には、後述するソナーを携帯する搭乗者９が乗船し、この搭乗者９が投入指示者である。

前記クレーン船１及び搭乗者９の位置を検出するためにＧＰＳ装置を用いており、例えば、ディファレンシャルＧＰＳ装置が用いられる。以下、そのＧＰＳ装置について説明すると、図３において、基地局10は港湾近くの地上の特定の既設点又は公共既設点に設置され、ＧＰＳアンテナ11及びＧＰＳ受信機12からなる固定ＧＰＳを備えると共に、この固定ＧＰＳで測位されたデータを移動局であるクレーン船１に向けて伝送するためのデータ送信機13及びデータアンテナ14を備える。一方、クレーン船１には、基地局10から伝送されてくるデータを受信するデータアンテナ15及び受信データをデコードするデータ受信機16が設けられ、また、ＧＰＳアンテナ17及びＧＰＳ受信機18からなる移動局20，20，20が複数設けられ、この例では、移動局20がクレーン船１の前記操作室８の上部左右と、クレーン船１のクレーンアーム４の先端上に設けられ、衛星からのＧＰＳ信号を前記固定ＧＰＳと移動ＧＰＳで受信し、固定ＧＰＳで得られた測位データと、その固定ＧＰＳの既知の位置データとの差により、移動ＧＰＳで得られた測位データを補正して移動ＧＰＳの位置（測位値）を得る。

移動局である搭乗者９は、基地局10から伝送されてくるデータを受信するデータアンテナ15及び受信データをデコードするデータ受信機16、ＧＰＳアンテナ17及びＧＰＳ受信機18を携帯し、同様に移動局ＧＰＳの位置（測位値）を得ることができる。尚、搭乗者９は、リュックサックにデータ受信機16及びＧＰＳ受信機18を収納し、ＧＰＳアンテナ17の上端をリュックサックから突出して設けている。

４つの移動ＧＰＳはブルートゥース（登録商標）を用いた無線通信手段19により、制御装置たる管理パソコン21に接続されている。尚、以下の説明に出てくる無線通信手段にもブルートゥース（登録商標）や無線ＬＡＮを用いることができる。管理パソコン21は操作室８などに配置される。

管理パソコン21は、ＧＰＳ装置により測定されたクレーン船１上の２箇所の位置測定データから、予め入力されたクレーン船１の大きさとクレーン船１上後部の２つのＧＰＳアンテナ17，17の位置に関する座標データに基づき、クレーン船１の緯度、経度に基く平面位置と範囲を表示手段22に表示させる。尚、表示手段22には管理パソコン21のディスプレーなどが用いられる。尚、以下の各位置に関するデータもＧＰＳ装置により得られたデータにより得られる。

搭乗者９が携帯するソナー23は、浮体を備え、水面227に浮く。そして、所定長さを有する支持杆24の先端に索条25を設け、この索条25の下端に前記ソナー23を連結している。また、支持杆24の基端側には図示しない印を設け、この印の位置で搭乗者９が支持杆24を把持する。

従って、支持杆24を、略水平で、台船２の長さ方向に対して略直交方向に保持することにより、搭乗者９からソナー23までの平面距離及び台船２に対する向きが分かり、予め管理パソコン21に支持杆24の長さのデータを入力することにより、ＧＰＳ装置の情報によりソナー23の位置を算出することができる。尚、支持杆24の長さのデータは前記印の位置から先端までの長さである。

ソナー23は、測定する水深により複数の０〜４の５段階のレンジ（計測範囲）に切り替え可能であり、レンジが０は７０ｃｍ〜１０ｍ、レンジが１は７０ｃｍ〜２０ｍ、レンジが２は７０ｃｍ〜３０ｍ、レンジが３は７０ｃｍ〜４０ｍ、レンジが４は７０ｃｍ〜５０ｍの範囲の計測に適する。また、表示手段22において、ソナー23の測定値はそのまま表示することもできるし、連続した複数回の測定値の平均値を表示することもできる。ソナー23は水面121に浮遊しながら計測を行うから、計測値にばらつきが発生しても、複数の計測値を平均化して近似する表示を行うことができる。

搭乗者９は、タブレット型パソコンなどの携帯端末26を携帯して使用し、この携帯端末26は無線通信手段により、前記管理パソコン21に接続されている。尚、ソナー23の計測データを、無線通信手段により携帯端末26に送り、無線通信手段により携帯端末26から管理パソコン21に送るようにしてもよい。

基本的には一人の搭乗者９が移動局20の機器をリックサックなどにより背負うと共に、携帯端末26を操作し、さらに、支持杆24を操作するが、複数、例えば二人の搭乗者９，９により作業を行うこともできる。この場合、一方の搭乗者９が移動局20の機器を背負うと共に、携帯端末26を操作し、もう一方の搭乗者９が支持杆24を持ってソナー23を操作し、二人の搭乗者９，９は、所定範囲である半径２ｍ以内程度の近接した一定の範囲内で作業を行う。あるいは一人の搭乗者９が携帯端末26とソナー23を操作し、且つ、台車（図示せず）に移動局20を載せて該移動局20を一人の搭乗者９と共に移動してもよい。

前記クレーン旋回部３には、クレーンの操作を行うクレーン操作室３Ａが設けられ、このクレーン操作室３Ａのクレーン操作者は、ノート型のパソコン27を使用する。このパソコン27は無線通信手段により前記管理パソコン21に接続されている。尚、これらの場合の接続とはデータのやり取りができる状態を言う。さらに、パソコン27は表示手段（図示せず）を備える。

図１及び図３に示すように、クレーン船１以外の場所の陸上などに工事を管理する事務所28を設け、この事務所28にパソコン29を設け、インターネット回線によりそのパソコン29と前記管理パソコン21とを接続する。

前記クレーンアーム４の先端に設ける移動局20の機器は、永久磁石であるネオジム磁石の磁力によりクレーンアーム４の先端上部に取り付けられる。具体的には取付板（図示せず）の下面に複数のネオジム磁石を設け、前記取付板の上面に、機器としてデータアンテナ15，データ受信機16，ＧＰＳアンテナ17及びＧＰＳ受信機18を設ける。また、これら機器の電源は充電池や有線による給電を用いることができる。

従って、クレーン船１が交代する場合、交代前のクレーン船１の移動局20のＧＰＳの機器を取り外し、取り外した移動局20の機器を次のクレーン船１のクレーンアーム４に簡便に取り付けることができる。また、台船２の後部左右の移動局20，20は、操作室８の上部の手摺などにボルトなどの着脱手段により着脱可能に取り付けられており、クレーン船１が交代する場合、取り外して次のクレーン船１に取り付けることができる。

次に、前記管理パソコン21などによる制御と表示手段22における設定及び表示等について説明する。図４は管理パソコン21の制御による表示手段22の表示の一例を示し、施工管理画面31を表示している。尚、後述する携帯端末及びクレーン操作室３Ａのパソコンにも同様に表示される。表示手段22の施工管理画面31の中央には、施工領域表示部32が設けられ、この施工領域表示部32は作業現場の位置に係る情報などを切替表示する。図４においては、作業状態を示し、施工領域を升目33により区画した区画表示部34を表示し、この区画表示部34の升目33の大きさは、施工条件などに応じて変更することができる。即ち、升目33は縦横一定の施工領域の長さの範囲を示し、その長さを変更することができる。尚、升目33の縦横の長さは同一以外に異なるように設定できる。

区画表示部34の升目33には、施工の進捗状況に対応して各種の状態が着色，模様，枠の色や太さなどにより表示される。具体的には、投入した捨石による捨石マウンド122の水深，捨石の投入回数や施工回数などが升目33の着色などにより示される。そして、事前に升目33に対応する施工領域の長さを入力し、前記ソナー23による深度計測情報を伝送し、表示手段22上で、深度別に升目33を色分け表示することができる。また、升目33には、その位置を示すアルファベットと自然数とが付されており、開始点の升目33の位置を「Ａ−１」（以下、升目位置表示33Ａという）とし、Ｙ座標にアルファベットを順に付し、Ｘ座標に自然数を順に付し、図６では、「Ｋ−３」に符号33Ａを付している。尚、捨石を設定回数である複数回投入することにより１回の施工が終了し、この１回の施工を１施工単位という。

施工領域表示部32には、現在位置を示すためにクレーン船１の形状に対応する現在位置船体表示部35と、バケット６を表示する現在位置バケット表示部36が表示され、また、目標位置の目標位置船体表示部37が表示される。施工管理画面31の右上には、投入指示部38と、投入升目位置表示部39と、投入完了部40とが設けられ、投入指示部38を操作すると、投入指示部38の色が赤に変わり、マウスなどより、投入指示をする升目33を選択することができる。この場合、投入指示部38を操作すると、十字ボタンが表示され、この十字ボタンにより投入指示する升目33を選択したり、表示手段22がタッチパネルであれば、施工領域表示部32の升目33をタッチするなどの操作をすることにおり、投入指示する升目33を選択することができ、この選択した升目33に投入升目表示39Ｈが表示され、具体的には、図６の「Ｊ−３」に示すように、投入升目表示39Ｈとして、選択した升目33の枠が他と異なる色又は／及び太さに表示される。

現在位置船体表示部35及び目標位置船体表示部37には、後述するように、台船２の輪郭を表示する台船表示部77と、クレーン旋回部３を表示するクレーン旋回部３の表示部77Ａと、クレーンアーム４を表示するクレーンアーム表示部77Ｂと、クレーン操作室３Ａを表示するクレーン操作室表示部77Ｃと、バケット６を表示するバケット表示部77Ｄと、クレーンアーム４に取り付けた移動ＧＰＳを点で表示するクレーン移動ＧＰＳ表示部77Ｅと、台船２の後部左右の移動ＧＰＳを点で表示する左右の移動ＧＰＳ表示部77Ｆ，77Ｆとを表示することができる。

施工管理画面31の上部には、現在のバケット６の位置から投入指示が出た升目33の中央までの位置（投入指示位置）までを案内する案内表示部41が設けられている。この案内表示部41は、現在のバケット６の位置から投入指示位置までを前後方向の距離と左右方向の距離を表示し、図４では、画面上方向である前に４．９５ｍ、画面左へ１．４ｍ移動することにより、現在のバケット６が投入位置の升目33の位置になることが分かる。

升目33における所定回数の捨石の投入が完了したら、投入完了部40を操作することにより、施工済みとなる。即ち、１つの升目33に所定回数の捨石を投入することにより、１施工単位である１回の施工が済む。尚、投入升目位置表示部39と投入完了部40による投入指示及び投入管理は管理パソコン21と携帯端末26において行うことができ、クレーン側のパソコン27ではできない。

バケット６が投入指示の升目33に位置合わせされると、投入升目位置表示部39の表示が変わり、具体的には投入升目位置表示部39の背景色が赤から緑に変わり、バケット６が位置合わせされたことを直感的に知ることができる。クレーン操作者がバケット６を操作して所定回数の捨石の投入を完了したら、投入完了部40を操作する。投入指示者が投入完了部40を操作すると、管理パソコン21が操作回数をカウントして記憶する。１回の施工予定である所定回数の捨石投入が完了したら、必要に応じて、ソナー23により水深を測定する。その後、上述したように、投入指示をする升目33を選択し、一般的には施工済みの隣りの升目33を選択し、同様に１回目の施工として所定回数の捨石投入を行う。尚、所定回数は複数回数である。

区画表示部34の右側には、施工回数別凡例表示部42が設けられ、この施工回数別凡例表示部42には、施工の進捗状況たる施工回数とこれに対応する色が表示されており、ｎ回目の施工が完了した升目33（施工済み升目）には、ｎ回数を示す色が表示される。また、区画表示部34の左側には、計測区域深度別凡例表示部48が設けられ、この例では１ｍピッチで深度（水深）と対応する色が表示されており、表示の切り替え操作により、区画表示部34に升目33の深度に対応した色を表示することができる。

施工管理画面31には、使用するクレーン船１の名称を表示する船舶表示部43と、ソナー23の情報を表示するソナー情報表示部44とが設けられている。このソナー情報表示部44には、ソナー23のＸ軸とＹ軸の位置を表示する位置表示部45と、レンジ表示部46と、ソナー23により測定した深度表示部47とを有する。

施工管理画面31には、クレーン旋回中心表示部51が設けられ、このクレーン旋回中心表示部51は、クレーン旋回中心の目標位置のＸ軸とＹ軸の位置と角度を表示する目標位置表示部52と、クレーン旋回中心の現在位置のＸ軸とＹ軸の位置と角度を表示する現在位置表示部53とが設けられている。

施工管理画面31には、４つの移動ＧＰＳの状態を表示するＧＰＳ状態表示部54が設けられ、さらに、工事地区と東京湾との平均海面高さ（ジオイド高さ）の差を設定表示する潮位表示部55と、地盤高を示す地盤高表示部56と、ソナー23のレンジを示すレンジ表示部57と、ソナー23により測定した深度を表示する深度表示部58と、クレーン船１の船底の高さを示す船底高さ表示部59とが設けられている。尚、前記潮位表示部55は数値を手入力する以外に潮位観測システムからのデータを自動で入力するように構成してもよい。また、船底高さ表示部59には船底と台船２の後部のＧＰＳアンテナ17の高さの差を入力する。

管理パソコン21は、使用する複数のクレーン船１のデータとして、その名称と形状、測量機器の設置座標を記憶する。尚、これらのデータの入力は管理パソコン21においてのみ行うことができる。

図７を用いて説明すると、管理パソコン21は、入力された複数のクレーン船１のデータを記憶可能であり、切替により表示手段22には船体座標設定表示画面61が表示され、以下の各設定表示画面の各表示部では、数値などを入力・訂正又は選択して管理パソコン21に記憶させ、数値などを設定表示することができる。

前記船体座標設定表示画面61の左上の使用船舶の選択部62には、複数のクレーン船１の名称が表示され、いずれかのクレーン船１を選択すると、選択部62において名称が反転表示又は背景色が変わって表示され、船名表示部63に選択した船名が表示され、選択したクレーン船１に関して予め記憶したデータが、船体座標設定表示画面61の各項目に表示される。同図は「○○○○号」を選択した状態であり、船名表示部63に「○○○○号」が表示され、その右下の船体寸法表示部64には、長さ表示部64Ａと幅表示部64Ｂが上下に設けられ、長さ表示部64Ａに、選択したクレーン船１の長さ、幅表示部64Ｂにクレーン船１の幅の数値が表示さる。また、船体寸法表示部64の下部には、バケット６の平面寸法を示すバケット形状表示部65が設けられ、このバケット形状表示部65には、バケット６の縦寸法65Ａ（Ｘ軸方向の寸法）とバケット６の横寸法65Ｂ（Ｙ軸方向の寸法）が数値により表示される。尚、前記選択部62に新たな船名を追加し、各表示部に追加したクレーン船１のデータを入力して設定することができる。

バケット形状表示部65の下部には、クレーンアーム４に磁力により取り付けた移動ＧＰＳのＧＰＳアンテナ17の平面位置とバケット６の中心の平面位置との位置ずれを設定するオフセット表示部66が設けられている。前記ＧＰＳアンテナ17はクレーンアーム４の先端上部に磁石により取り付けられるが、クレーンアーム４の先端形状によりＧＰＳアンテナ17のバケット６の中心の平面位置に取り付けることができない場合があるから、オフセット表示部66は、前記位置のずれをＸ軸方向とＹ方向とでそれぞれ数値で入力することにより設定表示することができる。尚、クレーンアーム４をＸ軸方向に向けた状態における位置ずれの数値を設定し、言い換えれば、船首の方向がＸ軸方向の（＋）、右舷方向がＹ軸方向の（＋）である。また、オフセット表示部66の下には、クレーン船１の船底から台船２の後部左右の移動ＧＰＳのＧＰＳアンテナ17までの高さ寸法を表示する船底からＧＰＳアンテナまでの高さ表示部67が設けられている。

前記船名表示部63の下には、台船２の後部左右の移動ＧＰＳの位置を示す計測位置表示部68が設けられ、左右の移動ＧＰＳのＸ座標位置とＹ座標位置が上下の段にそれぞれ数値により表示される。前記計測位置表示部68の下には、前記クレーン旋回部３の旋回中心のＸ座標位置とＹ座標位置を示す旋回中心表示部69と、前記クレーンアーム４の旋回半径を示す旋回半径表示部70とが上下に並んで設けられている。さらに、前記旋回半径表示部70の下にはクレーン操作室３Ａの寸法を表示するクレーン室寸法表示部71が設けられ、このクレーン室寸法表示部71には、クレーン操作室３Ａの縦寸法（Ｘ軸方向の寸法）とバケット６の横寸法（Ｙ軸方向の寸法）を表示する長さ表示部71Ａと幅表示部71Ｂが設けられている。また、前記クレーン室寸法表示部71の下には、オフセット表示部72が設けられ、このオフセット表示部72は、前記旋回中心と、前記クレーン操作室３Ａの中心位置とのずれをＸ軸方向とＹ方向とでそれぞれ数値で表示する。

船体座標設定表示画面61の右上には、データの更新、追加、削除を選択する更新操作部73と、追加操作部74と、削除操作部75とが設けられ、これら操作部73，74，75はマウスでクリックしたり、タッチパネルの場合はタッチしたりすることにより操作を行うことができる。前記更新操作部73を操作すれば、各表示部に新たに入力した数値に更新することができ、追加操作部74を操作すれば、上述したように船名表示部63に新たなクレーン船１の名前を入力し、この新たなクレーン船１のデータを各表示部に入力し、入力後、更新操作部73を操作することにより、入力したデータを管理パソコン21に記憶させることができる。また、使用船舶の選択部62の船名を選択し、選択状態で削除操作部75を操作すれば、その船名に係わるデータを削除することができる。

そして、前記選択部62の下には、選択したクレーン船１の平面形状を表示する船体座標表示部76が設けられている。この船体座標表示部76にはＸ軸とＹ軸が表示され、ＸＹ座標（０，０）の位置を台船２の左舷後部とし、台船２の長さ方向をＸ軸方向に向けてクレーン船１を表示している。この表示としては、台船２の輪郭を表示する台船表示部77と、クレーン旋回部３を表示するクレーン旋回部３の表示部77Ａと、クレーンアーム４を表示するクレーンアーム表示部77Ｂと、クレーン操作室３Ａを表示するクレーン操作室表示部77Ｃと、バケット６を表示するバケット表示部77Ｄと、クレーンアーム４に取り付けた移動ＧＰＳを点で表示するクレーン移動ＧＰＳ表示部77Ｅと、台船２の後部左右の移動ＧＰＳを点で表示する左右の移動ＧＰＳ表示部77Ｆ，77Ｆとが設けられている。

図８は施工条件設定表示画面81を示し、この施工条件設定表示画面81の左上には、工事名称表示部82と、システム名表示部83が設けられている。システム名表示部83の下には、施工区域表示部84が設けられ、この施工区域表示部84には、前記区画表示部34においてＸ方向とＹ方向の升目33の数を表示するＸ方向升目数表示部84ＡとＹ方向升目数表示部84Ｂが設けられ、それぞれの数が表示されている。それら表示部84Ａ，84Ｂの下には升目33の表す実際の施工区域の寸法を示すＸ方向寸法表示部84ＣとＹ方向寸法表示部84Ｄが設けられている。

これら表示部84Ａ，84Ｂ，84Ｃ，84Ｄの下には、ＸＹ座標の基準点たる開始点表示部85が設けられ、この開始点表示部85には、選択した座標系における開始点のＸ座標表示部85ＡとＹ座標表示部85Ｂが設けられ、さらに、前記区画表示部34のＸ方向と選択した座標系のＸ方向とがなす角度である升目方向表示部85Ｃが設けられている。また、施工済み表示期間表示部86が設けられ、表示する期間を選択することができる。さらに、前記支持杆24の長さを設定表示する支持杆長さ表示部87と、ジオイド表示部88とが設けられている。そして、ＧＰＳのＺ座標は東京湾の平均海面を標高の基準とするため、工事地区と東京湾との平均海面高さ（ジオイド高さ）の差を前記ジオイド表示部88に入力することにより各種の測定値を施工領域に対応して補正することができる。尚、前記設定する支持杆24の長さは、搭乗者９からソナー23の距離である。

前記施工条件設定表示画面81にはソナー表示部89が設けられ、このソナー表示部89には、レンジ選択表示部89Ａと、データ平均個数表示部89Ｂと、ソナー感度表示部89Ｃとが設けられている。また、施工済み状態を曜日単位で表示するためにそれぞれ異なる色を設定する曜日施工済み表示部91と、捨石の投入回数で施工済み状態を表示するために色を設定する回数施工済み表示部92とが設けられている。尚、それら設定部による色の設定により、前記升目33には設定された色のメッシュ模様が表示される。

そして、施工の進捗状況として、回数施工済み表示部92の設定により区画表示部34を表示すると、升目33の施工が何回目であるかが色により表示され、また、施工の進捗状況として、曜日施工済み表示部91の設定により区画表示部34を表示すると、曜日ごとの施工済み状態が表示され、この施工済み状態として施工が何回目等の状態を示す。尚、曜日施工済み表示部91及び回数施工済み表示部92の上部には選択部91Ａ，92Ａがそれぞれ設けられ、これら選択部91Ａ，92Ａの一方を選択することにより、対応する表示が区画表示部34に表示される。

色の設定表示部93が設けられ、この色の設定表示部93には、区画表示部34の背景色を設定する背景色表示部94と、クレーン船１に係わる前記表示部77〜77Ｄの色を設定する船色表示部95と、前記表示部77〜77Ｄの線の太さを設定する線太さ表示部96と、クレーン船１の目標位置の色を設定する目標位置色表示部97と、クレーン船１の現在位置の色を設定する現在位置色表示部98とが設けられている。そして、各表示部に入力又は条件を設定した後、右下の「ＯＫ」の表示にクリックなどの操作を行うことにより、入力又は設定した条件が管理パソコン21に記憶される。

図９に示すように計測区域設定表示画面101は、ソナー23の計測区域を設定表示する画面であり、前記施工条件設定表示画面81と一部共通する。具体的には、前記計測区域設定表示画面101には、Ｘ方向とＹ方向の升目33の数を表示する前記Ｘ方向升目数表示部84Ａと前記Ｙ方向升目数表示部84Ｂが設けられ、それぞれの数が表示されている。それら表示部84Ａ，84Ｂの下には升目33の表す実際の施工区域の寸法を示す前記Ｘ方向寸法表示部84Ｃと前記Ｙ方向寸法表示部84Ｄが設けられている。そして、計測区域設定表示画面101により設定されたソナー用の区画表示部34Ａを前記施工管理画面31に表示することができる。この場合、前記区画表示部34，34Ａの一方を表示したり、両者を重ねて表示したりすることができる。

それら表示部84Ｃ，84Ｄの下には、ＸＹ座標の前記開始点表示部85が設けられ、この開始点表示部85には、選択した座標系における前記Ｘ座標表示部85Ａと前記Ｙ座標表示部85Ｂが設けられ、さらに、前記区画表示部34のＸ方向と選択した座標系のＸ方向とがなす角度である前記升目方向表示部85Ｃが設けられている。

升目方向表示部85Ｃの下部には升目数表示部102が設けられ、この升目数表示部102は升目33の数によりソナー23による計測範囲を設定して表示するものであり、選択した数に等しい縦横の数の升目33を単位として計測を行うように設定する。そして、図１０に示すように、設定する数は奇数であり、数が１の場合は、図中左側に示すように１つの升目33の中心で測定を行い、数が３つの場合は、図中右側に示すように縦３個、横３個の升目33を１つの単位として、中心の升目33で測定を行い、数が５つの場合は、図中右側に示すように縦５個、横５個の升目33を１つの単位として、中心の升目33で測定を行うように設定することができる。尚、図１０中、103がソナー23の計測位置であり、選択した範囲の中央に位置する。尚、ソナー23の測定位置は、選択した範囲内であれば、中央以外で測定してもよい。

前記計測区域設定表示画面101の右側には、深度層単位表示部104を設け、この深度層単位表示部104により設定された単位により複数の深度を表示し、これら深度の隣に該深度に対応する計測区域描画色105を設定して表示される。そして、図１０に示す水深を表示する区画表示部34Ａに示すように、ソナー23により水深を測定すると、施工の進捗状況として、升目33が水深に対応する計測区域描画色105の色に変わり、升目33に対応する施工箇所の深度が分かる。さらに、図１０に示すように、マウスのカーソール106を升目33に合わせて選択すると、その升目33の捨石マウンド122のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の計測値が表示される。

図１１は停泊目標位置設定表示画面111を示し、この停泊目標位置設定表示画面111は、クレーン船１の目標位置を複数設定して表示することができる。前記目標位置に対応して、選択した座標系におけるＸ座標表示部112とＹ座標表示部113が設けられ、さらに、前記区画表示部34のＸ方向と選択した座標系のＸ方向とがなす角度である升目方向表示部114が設けられている。尚、Ｘ座標表示部112とＹ座標表示部113の数値は台船２の左舷後部の位置を示す。停泊目標位置設定表示画面111により、目標位置船体表示部37を表示することができる。

次に、施工方法の一例を説明する。まず、船体座標設定表示画面61，施工条件設定表示画面81，計測区域設定表示画面101及び停泊目標位置設定表示画面111等において、上述したように各種の設定を行う。そして、現在位置船体表示部35及び目標位置船体表示部37により、クレーン船１を目標位置船体表示部37に移動し、案内表示部41と現在位置バケット表示部36を参考にして、投入升目表示39Ｈの升目33にバケット６を誘導する。バケット６が投入指示の升目33に位置合わせされると、投入升目位置表示部39の背景色が赤から緑に変わり、バケット６が位置合わせされたことを直感的に知ることができ、バケット６から水面121に捨石を投入する。尚、図６で説明すれば、クレーン船１は、「Ｉ−３」の升目33の右側で台船２の前後方向を上下方向にしてその升目33の深度をソナー23で測定できる位置に停泊する。

所定回数の捨石の投入が完了し、ソナー23により計測を行ったら、投入指示者である搭乗者９又は操作室８の作業員が投入完了部40を操作する。この操作により投入が完了した升目33は色が変わり、この色は施工回数別凡例表示部42の回数を示す色に対応する。投入指示者は次に施工すべき升目33を指定し、同様に捨石を投入し、これを順次繰り返す。尚、所定回数の投入が終わるごとにソナー23による計測を行わずに、工事で予定していた捨石の投入回数が終わった後、ソナー23による捨石マウンド122の深度の測定を行い、その深度により得られる捨石マウンド122の実際の高さと設計高さの差に基き、追加の捨石の投入を行うようにしてもよい。また、所定範囲の升目33の施工が完了したら、目標位置船体表示部37により次の停泊位置を設定し、クレーン船１を移動し、次の範囲の施工を行う。

そして、施工の進捗状況については、施工管理画面31において、曜日施工済み表示部91を表示することにより、曜日ごとの施工実績が分かり、回数施工済み表示部92を表示することにより、各升目33の施工が何回目であるかが分かる。図６では、「Ａ−１」〜「Ｈ−３」までのｎ＋１回目の施工が終わり、「Ｈ−３」以降はｎ回目の施工が終わった状態が示されている。

クレーン船１の捨石がなくなったら、次のクレーン船１と交代し、上述したように各種の機器を交換する。また、交代するクレーン船１について、船体座標設定表示画面61，施工条件設定表示画面81，計測区域設定表示画面101及び停泊目標位置設定表示画面111等において、各種の設定を行う。尚、管理パソコン21はクレーン船１毎にデータを記憶しているから、設定も容易に行うことがでる。即ち、使用するクレーン船１の諸元等を事前入力することで、施工時の入力時間短縮が図られる。

クレーン船１に設置する移動局20の機器等は、取付けに永久磁石を用いているため、その設置・取外し作業時間の短縮を図ることができる。さらに、施工区域の設定及び分割する升目33の大きさは施工状況に応じて設定することができる。

工事の進捗管理について、曜日施工済み表示部91に基く区画表示部34の表示により、日毎の出来高が升目33の色や模様などの表示によりわかる。また、回数施工済み表示部92に基く区画表示部34の表示により、１から１０層（回目）までの出来高が升目33の色や模様などの表示により分かる。

出来形管理について、事前に計測区域・升目33の規格を入力し、ソナー23による深度計測情報を伝送し、表示手段22において、深度別に色分け表示でき、実測データを進捗管理にも活用できるため、作業性が良好となる。また、投入指示者である搭乗者９が次に投入したい升目33の指示を表示手段22を通して、クレーン操作室３Ａのクレーン操作者に的確に指示することができる。また、搭乗者９とクレーン操作者が進捗状況の情報を共有でき、円滑な作業を行うことができる。尚、指示は操作室８の作業員がパソコン21により指示することもできる。

クレーン船１の停泊位置を事前入力し、目標位置船体表示部37として表示することにより、船位置誘導が可能となる。また、簡易なソナー23を採用することにより、レッド測深に比べ、深度計測の定量化が実現できる。

ＧＰＳ装置によるＺ軸方向の情報と、クレーン船１の船舶緒元より、クレーン船１の船底高さが常時表示されるため、座礁防止対策が可能となる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、水底の施工領域の高さを管理する水底施工領域の高さ管理装置において、既知点に設置された固定ＧＰＳを有する基地局10と、積載した捨石を投入手段により水中に投入して水底に捨石マウンドを形成するクレーン船１に配置された移動ＧＰＳを有する移動局20と、クレーン船１の搭乗者９と共に移動し移動ＧＰＳを有する移動局20Ａと、衛星からのＧＰＳ信号を固定ＧＰＳと移動ＧＰＳとで受信することによりクレーン船１及び搭乗者９の測位値を得るＧＰＳ装置と、搭乗者９が携帯し水深を測定するソナー23と、搭乗者９が携帯する携帯端末26と、ソナー23の測定により施工領域の水深を表示する表示手段22と、を用い、表示手段22は、水底の施工領域を升目33により区画した区画表示部34を備え、この区画表示部34に施工の進捗状況を表示し、表示手段22は、クレーン船１及び携帯端末26に設けられ、ソナー23は浮体を備え、水面121に浮き、支持杆24の先端に索条25を設け、この索条25の下端にソナー23が連結され、搭乗者９は支持杆24の基端側を把持し、搭乗者９が支持杆24を水平でクレーン船１の長さ方向に対して直交方向に保持した状態で、水面121に浮いたソナー23により水深を測定すると共に、ＧＰＳ装置による搭乗者９の測位値と、搭乗者９が支持杆24を把持した位置から先端までの長さのデータとからソナー32の測定位置を算出するから、ＧＰＳ装置により搭乗者９の測位値が得られ、この搭乗者９がソナー23を使って水深を測定することにより、水深と測定位置とが得られ、水底の高さを位置と共に正確に管理することができる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、作業船は、積載した捨石を投入手段たるバケット６により水中に投入して水底に捨石マウンド122を形成するクレーン船１であるから、捨石マウンド122の高さを位置と共に正確に管理することができ、確実な投入指示や投入作業を実施することができる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、表示手段22は、水底の施工領域を升目33により区画した区画表示部34を備え、この区画表示部34に施工の進捗状況を表示するから、区画表示部34の升目33に表示された施工回数や深度などの進捗状況により、各升目33の進捗状況を確認して施工管理を効率よく行うことができる。

このように本実施例では、請求項２に対応して、表示手段22は、区画表示部34と、現在のクレーン船１の位置を示す現在位置船体表示部35と、前記作業船の目標位置を示す目標位置船体表示部37とを同時に表示するから、クレーン船１の停泊位置として目標位置船体表示部37を設定し、クレーン船１を停泊位置に誘導することができる。

次に、実施例上の効果として、搭乗者９が移動局20の機器を背負って携帯するから、移動局20の携帯が容易となる。また、区画表示部34の升目33にはそれぞれの位置を示す升目位置表示33Ａが設けられているから、投入指示を出す升目33を選択してその升目位置表示33Ａを投入升目位置表示部39に表示することができる。また、選択した升目33に投入升目表示39Ｈが表示されるから、投入する升目33の位置の確認が容易となる。また、現在のバケット６の位置から投入指示が出た升目33の中央までの位置（投入指示位置）までを案内する案内表示部41が設けられているから、バケット６の移動方向と移動量を把握することができ、クレーン操作の補助となる。また、バケット６が投入指示の升目33に位置合わせされると、投入升目位置表示部39の表示が変わり、具体的には色や模様などの表示が変わり、バケット６が位置合わせされたことを直感的に知ることができる。また、クレーンアーム４に磁力により取り付けた移動ＧＰＳのＧＰＳアンテナ17の平面位置とバケット６の中心の平面位置との位置ずれを設定するオフセット表示部66が設けられているから、クレーンアーム４の先端形状によりＧＰＳアンテナ17のバケット６の中心の平面位置に取り付けることができない場合、オフセット表示部66は、前記位置のずれをＸ軸方向とＹ方向とでそれぞれ数値で入力することにより設定表示し、管理パソコン21が記憶して補正し、その位置を正しく算出することができる。また、升目数表示部102は升目33の数によりソナー23による計測範囲を設定可能であるから、水深を効率よく測定することができる。

尚、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、ＧＰＳにはリアルタイムキネマティックＧＰＳを用いることができる。また、進捗状況を示す表示は、色又は模様，色と模様の組み合わせでもよい。

１クレーン船
６バケット（投入手段）
７船倉部
20 移動局
20Ａ移動局
21 管理パソコン（制御装置）
22 表示手段
23 ソナー
24 支持杆
25 索条
26 携帯端末
33 升目
34 区画表示部
42 施工回数別凡例表示部
48 計測区域深度別凡例表示部
91 曜日施工済み表示部
92 回数施工済み表示部
121 水面

Claims

水底の施工領域の高さを管理する水底施工領域の高さ管理方法において、
既知点に設置された固定ＧＰＳを有する基地局と、
積載した捨石を投入手段により水中に投入して水底に捨石マウンドを形成するクレーン船に配置された移動ＧＰＳを有する移動局と、
前記クレーン船の搭乗者と共に移動し移動ＧＰＳを有する移動局と、
衛星からのＧＰＳ信号を前記固定ＧＰＳと移動ＧＰＳとで受信することにより前記クレーン船及び前記搭乗者の測位値を得るＧＰＳ装置と、
前記搭乗者が携帯し深度を測定するソナーと、
前記搭乗者が携帯する携帯端末と、
前記ソナーの測定により前記施工領域の水深を表示する表示手段と、
を用い、
前記表示手段は、水底の施工領域を升目により区画した区画表示部を備え、この区画表示部に施工の進捗状況を表示し、
前記表示手段は、前記クレーン船及び前記携帯端末に設けられ、
前記ソナーは浮体を備え、水面に浮き、
支持杆の先端に索条を設け、この索条の下端に前記ソナーが連結され、
前記搭乗者は前記支持杆の基端側を把持し、
前記搭乗者が前記支持杆を水平で前記クレーン船の長さ方向に対して直交方向に保持した状態で、水面に浮いた前記ソナーにより水深を測定すると共に、前記ＧＰＳ装置による前記搭乗者の測位値と、前記搭乗者が前記支持杆を把持した位置から前記先端までの長さのデータとから前記ソナーの測定位置を算出することを特徴とする水底施工領域の高さ管理方法。
前記表示手段は、前記区画表示部と、現在の前記クレーン船の位置を示す現在位置船体表示部と、前記クレーン船の目標位置を示す目標位置船体表示部とを表示することを特徴とする請求項１記載の水底施工領域の高さ管理方法。