JP6654040B2

JP6654040B2 - 作業指示システム

Info

Publication number: JP6654040B2
Application number: JP2015255139A
Authority: JP
Inventors: 岳思篠田; 檜垣　正美; 正美檜垣; 勝利藤倉
Original assignee: Kyushu University NUC; Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Current assignee: Kyushu University NUC; Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP2017114673A

Description

本発明は、作業指示システムに関する。

従来、コンテナターミナルにおいてコンテナの荷役作業を行う荷役車両に、作業内容と作業位置とからなる作業指示を出す作業指示システムが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−７３７９６号公報

従来技術は、荷役車両の燃料消費量を考慮した作業指示を出すことができなかった。

本発明の第１の態様によると、作業指示システムは、１つのコンテナを前記コンテナの現在位置である第１位置から前記コンテナの目的位置である第２位置まで搬送する荷役作業について、第１荷役車両が現在位置から前記第１位置まで移動する第１経路と、第２荷役車両が現在位置から前記第１位置まで移動する第２経路と、を算出する経路算出部と、前記第１荷役車両が前記第１経路を移動するのに必要な第１所要時間および第１燃料消費量と、前記第２荷役車両が前記第２経路を移動するのに必要な第２所要時間および第２燃料消費量と、の比較結果に基づき、前記第１荷役車両と前記第２荷役車両との一方に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力する指示部と、を備える作業指示システムにおいて、前記指示部は、前記第１燃料消費量が前記第２燃料消費量よりも少ない場合には、前記第１荷役車両に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力し、前記第１所要時間が前記第２所要時間よりも所定時間以上大きい場合には、前記第１燃料消費量が前記第２燃料消費量よりも少ない場合であっても、前記第２荷役車両に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力する。

本発明によれば、荷役車両の燃料消費量を抑制することができる。

コンテナターミナルの全体構成を示す模式図管理棟に設けられた管理システムの構成を模式的に示す図指示部による作業指示の出力方法の説明図管理システムが実行する作業指示送信処理のフローチャート変形例１に係る経路算出部の説明図

（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る作業指示システムを適用したコンテナターミナル１の全体構成を示す模式図である。コンテナターミナル１は、岸壁２、コンテナヤード３、受付ゲート４、および管理棟５を含む。

岸壁２には、コンテナ船Ｓが接岸する。コンテナヤード３は、岸壁２の近くに設けられる。コンテナヤード３には、コンテナ船Ｓに搬入したりコンテナ船Ｓから搬出したりするコンテナＣが、一時的に載置（蔵置）される。受付ゲート４は、コンテナヤード３の近くに設けられる。受付ゲート４は、コンテナＣのコンテナヤード３からの搬入および搬出を管理するためのゲートである。コンテナＣは、トレーラなどの搬送車両Ａによって、受付ゲート４を通って搬入および搬出される。

管理棟５は、コンテナターミナル１の全体を管理するための設備である。管理棟５には、コンテナターミナル管理システム８（以下、単に、管理システム８という）が設けられる。管理システム８は、コンテナＣの搬入および搬出、コンテナ船ＳへのコンテナＣの積み込み（船積）または荷降ろし（陸揚）などの各種作業を指示するためのコンピュータシステムである。

コンテナヤード３には、コンテナＣを列状に載置するためのコンテナ載置用レーンＲが複数設けられる。コンテナターミナル１で発生する荷役作業の大部分は、コンテナヤード３にて発生するコンテナＣの取り扱いに関するものである。

コンテナＣのコンテナ船Ｓに対する積み込み作業および荷降ろし作業は、岸壁２に配置されたガントリクレーン６にて行われる。コンテナヤード３における搬送車両Ａに対するコンテナＣの積み込みおよび荷降ろし作業は、主として、ストラドルキャリアなどの荷役車両７により行われる。なお、ストラドルキャリアの他に、トランスファクレーン、トップリフタなども用いられる。

図２は、管理棟５に設けられた管理システム８の構成を模式的に示す図である。管理システム８は、車両情報記憶部８１、荷役作業記憶部８２、経路算出部８３、燃料消費量演算部８４、指示部８５、および通信部８６を備える。

車両情報記憶部８１は、各々の荷役車両７に関する情報である車両情報を記憶する。車両情報には、例えば荷役車両７の位置情報、荷役車両７に割り当てられた荷役作業の情報などが含まれる。荷役作業記憶部８２は、コンテナターミナル１において発生した荷役作業に関する情報を記憶する。

経路算出部８３は、１つのコンテナＣを現在位置から目的位置まで搬送する荷役作業について、ある荷役車両７がその荷役作業を行う場合の経路と、その経路を用いて荷役作業を行った場合の荷役作業の所要時間（作業時間）とを算出する。本実施の形態において、経路算出部８３は、作業時間が最短になる経路を算出する。

燃料消費量演算部８４は、ある荷役車両７が経路算出部８３により算出された経路を用いて荷役作業を行った場合の燃料消費量を演算する。燃料消費量の演算方法については後に詳述する。指示部８５は、ある荷役作業について、各々の荷役車両７にその荷役作業を行わせた場合の所要時間および燃料消費量の比較結果に基づき、いずれか１つの荷役車両７にその荷役作業を行わせる作業指示を出力する。

通信部８６は、指示部８５により出力された作業指示に基づき、いずれか１つの荷役車両７にその作業指示を示す作業指示情報を送信する。通信部８６は、例えば周知の無線通信により、作業指示情報を送信する。作業指示情報には、作業対象となるコンテナＣを示す情報と、コンテナＣの現在位置および目的位置を示す情報と、経路算出部８３により算出された経路を示す情報と、が少なくとも含まれる。

荷役車両７は、通信部８６により送信された作業指示情報を受信すると、不図示のディスプレイ装置に、受信した作業指示情報の内容を表示して荷役車両７のオペレータに提示する。オペレータは、ディスプレイ装置の表示内容を確認して、指示された荷役作業を行う。例えば、ディスプレイ装置には、荷役車両７の現在位置と、コンテナＣの現在位置と、コンテナＣの目的位置とを含む、コンテナターミナル１内の地図が表示される。オペレータは、この地図を参照して、指定された経路に沿ってコンテナＣの現在位置まで荷役車両７を移動させ、荷役作業を行う。

管理システム８による作業指示送信処理について説明する。コンテナターミナル１において荷役作業が発生すると、指示部８５は、どの荷役車両７にその荷役作業を行わせるかを決定する。通信部８６は、決定した荷役車両７に対して、その荷役作業に関する作業指示情報を送信する。

荷役作業には、例えばコンテナ船ＳにコンテナＣを積み込む作業、コンテナ船ＳからコンテナＣを荷降ろしする作業、搬送車両ＡにコンテナＣを積み込む作業、搬送車両ＡからコンテナＣを荷降ろしする作業、コンテナヤード３に載置されたコンテナＣの整理を行うマーシャリング作業など、種々の作業が該当する。

受付ゲート４にコンテナＣを積載した搬送車両Ａが到着すると、受付ゲート４から管理システム８に受付データが送信される。受付データは、コンテナＣを特定するためのデータや、コンテナＣの送り先を示すデータなどを含む。管理システム８は、コンテナヤード３におけるコンテナＣの載置箇所を決定する。これにより、コンテナＣを搬送車両Ａの位置から決定された載置箇所に移動させる荷役作業が発生する。管理システム８は、この荷役作業の作業指示を示す作業指示情報をいずれかの荷役車両７に送信する。

燃料消費量演算部８４による燃料消費量の演算方法について説明する。燃料消費量演算部８４は、経路算出部８３により算出された経路を次式（１）に当てはめ、燃料消費量を演算する。
Ｆ＝Ｆｖ＋ｋ１×ｄ＋ｋ２×ｃ＋ｋ３×ｍ・・・（１）

上式（１）において、Ｆは燃料消費量（リットル単位）、ＦｖはコンテナＣの上げ下ろしによる燃料消費量（リットル単位）、ｄは経路内の直線走行距離（メートル単位）、ｃは経路内の旋回（コーナリング）回数、ｍは経路内のコンテナ蔵置走行回数である。また、ｋ１、ｋ２、ｋ３はそれぞれ定数であり、例えばｋ１＝０．００１９、ｋ２＝０．０４８６、ｋ３＝０．０４４９である。これらの定数は、いくつかの経路に沿って荷役車両７を実際に走行させ、燃料消費量を測定することにより定めればてもよいし、荷役車両７の設計値から計算により定めてもよい。

なお、Ｆｖは同一機種の荷役車両７について共通であると考えられるので、荷役作業に要する燃料消費量を比較する場合にはＦに含まれていなくてもよい。つまり、燃料消費量演算部８４が算出する燃料消費量Ｆが、Ｆｖを含んでいなくてもよい。

また、コンテナＣを持ち上げてから目的地まで走行してコンテナＣを荷降ろしするまでの経路は、どの位置にいる荷役車両７についても共通であり、従って燃料消費量も共通であると考えられるので、これについてもＦに含まれていなくてもよい。つまり、燃料消費量演算部８４が算出する燃料消費量Ｆは、荷役作業を行うための経路全体のうち、荷役車両７が荷役車両７の現在位置からコンテナＣの現在位置まで移動するのに必要な燃料消費量のみであってもよい。

指示部８５による作業指示の出力方法について説明する。指示部８５は、新たに発生した荷役作業を、複数の荷役車両７のうち、どの荷役車両７に割り当てるかを決定する。指示部８５は、現時点で荷役作業が割り当てられていない荷役車両７が１つだけ存在する場合には、その荷役車両７に荷役作業を割り当てる。指示部８５は、現時点で荷役作業が割り当てられていない荷役車両７が複数台存在する場合には、それらの荷役車両７の中から、後述する方法によりいずれか１つの荷役車両７を選択して荷役作業を割り当てる。指示部８５は、全ての荷役車両７に荷役作業が割り当てられている場合、いずれかの荷役車両７が既に割り当てられている荷役作業を終えるまで待機する。

指示部８５による荷役車両７の選択方法について説明する。以下の説明において、現時点で荷役作業が割り当てられていない荷役車両７を、候補車両と称する。

指示部８５は、経路算出部８３に対して、各々の候補車両に対応する荷役作業の経路を算出させる。前述の通り、経路算出部８３は、所要時間が最短となる経路を算出する。指示部８５は、算出された経路を用いて荷役作業を行った場合の燃料消費量を、燃料消費量演算部８４に演算させる。この時点で、全ての候補車両について、荷役作業の経路と、所要時間と、燃料消費量とが判明する。

指示部８５は、燃料消費量が最も少なくなる候補車両を、荷役作業を割り当てる対象として選択する。ただし、指示部８５は、燃料消費量が最も少なくなる候補車両の所要時間が、他のいずれかの候補車両の所要時間よりも所定時間以上大きい場合には、燃料消費量が最も少なくなる候補車両を候補から除外する。この場合、指示部８５は、残りの候補車両の中から、燃料消費量が最も少ない候補車両を、荷役作業を割り当てる対象として選択することになる。

図３は、指示部８５による作業指示の出力方法の説明図である。以下、指示部８５による作業指示の出力方法について、図３に示した具体例を参照して説明する。なお、図３では、説明の便宜上、各々の候補車両がコンテナＣの位置に移動する経路のみを図示している。実際には、経路算出部８３は、コンテナＣの現在位置まで移動する経路のみならず、更にコンテナＣの現在位置からコンテナＣの目的位置（蔵置位置）まで移動する経路を算出する。

図３（ａ）の例では、２台の候補車両７ａ、７ｂが存在する。経路算出部８３は、候補車両７ａがコンテナＣの位置に移動する経路７１を算出する。経路算出部８３は、候補車両７ｂがコンテナＣの位置に移動する経路７２を算出する。燃料消費量演算部８４は、経路７１に対応する燃料消費量と、経路７２に対応する燃料消費量とを、前述の式（１）に基づき算出する。ここでは、前者の経路７１の燃料消費量の方が、後者の経路７２の燃料消費量よりも大きい値となる。この場合、指示部８５は、荷役作業を割り当てる対象として、候補車両７ｂを選択する。

図３（ｂ）の例では、２台の候補車両７ｃ、７ｄが存在する。経路算出部８３は、候補車両７ｃがコンテナＣの位置に移動する経路７３を算出する。経路算出部８３は、候補車両７ｄがコンテナＣの位置に移動する経路７４を算出する。燃料消費量演算部８４は、経路７３に対応する燃料消費量と、経路７４に対応する燃料消費量とを、前述の式（１）に基づき算出する。ここでは、前者の経路７３の燃料消費量の方が、後者の経路７４の燃料消費量よりも大きい値となる。しかしながら、候補車両７ｄはコンテナＣから大きく離れているため、候補車両７ｄがコンテナＣの位置に移動するのに必要な所要時間は、候補車両７ｃがコンテナＣの位置に移動するのに必要な所要時間に比べて一定以上大きくなる。この場合、指示部８５は、荷役作業を割り当てる対象として、候補車両７ｄの方が燃料消費量が少ないにも関わらず、候補車両７ｃを選択する。

図４は、管理システム８が実行する作業指示送信処理のフローチャートである。ステップＳ１００において、指示部８５が候補車両の台数を確認する。候補車両の台数が０台である場合、指示部８５は処理をステップＳ１１０に進める。ステップＳ１１０において、指示部８５は、候補車両が１台以上になるまで待機し、その後、処理をステップＳ１００に進める。ステップＳ１００において、候補車両の台数が１台である場合、指示部８５は処理をステップＳ１７０に進める。ステップＳ１００において、候補車両の台数が２台以上である場合、指示部８５は処理をステップＳ１２０に進める。

ステップＳ１２０において、経路算出部８３は、各々の候補車両について経路を算出する。ステップＳ１３０において、燃料消費量演算部８４は、各々の候補車両について、算出された経路に対応する燃料消費量を演算する。ステップＳ１４０において、指示部８５は、燃料消費量が最小となる候補車両を１台選択する。

ステップＳ１５０において、指示部８５は、ステップＳ１４０で選択した候補車両の所要時間が他の候補車両の所要時間よりも所定時間以上大きいか否かを判定する。所要時間が他の所要時間よりも所定時間以上大きい場合、指示部８５は処理をステップＳ１６０に進める。ステップＳ１６０において指示部８５は、選択した候補車両を候補車両から除外し、処理をステップＳ１４０に進める。他方、ステップＳ１５０において、所要時間が他の所要時間よりも所定時間以上大きくない場合、指示部８５は処理をステップＳ１７０に進める。

ステップＳ１７０において、指示部８５は、ステップＳ１４０で選択した候補車両に対する作業指示を出力する。ステップＳ１８０において、通信部８６は、ステップＳ１４０で選択された候補車両に対して、作業指示情報を送信する。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）経路算出部８３は、コンテナＣを現在位置から目的位置まで搬送する荷役作業について、第１荷役車両が現在位置からコンテナＣの現在位置まで移動する第１経路と、第２荷役車両が現在位置からコンテナＣの現在位置まで移動する第２経路と、を算出する。指示部８５は、第１荷役車両が第１経路を移動するのに必要な第１所要時間および第１燃料消費量と、第２荷役車両が第２経路を移動するのに必要な第２所要時間および第２燃料消費量と、の比較結果に基づき、第１荷役車両と第２荷役車両との一方に荷役作業を行わせる作業指示を出力する。このようにしたので、荷役車両７の燃料消費量を考慮した作業指示を出し、荷役車両７の燃料消費量を抑制することができる。

（２）指示部８５は、第１燃料消費量が第２燃料消費量よりも少ない場合に、第１荷役車両に荷役作業を行わせる作業指示を出力する。このようにしたので、荷役車両７の燃料消費量を抑制することができる。

（３）指示部８５は、第１所要時間が第２所要時間よりも所定時間以上大きい場合には、第１燃料消費量が第２燃料消費量よりも少ない場合であっても、第２荷役車両に荷役作業を行わせる作業指示を出力する。このようにしたので、燃料消費量を重視しすぎることによる荷役作業の所要時間の過剰な増大を抑止することができる。

（４）通信部８６は、指示部８５が出力した作業指示に基づき、第１荷役車両に第１経路を含む作業指示情報を送信するか、または第２荷役車両に第２経路を含む作業指示情報を送信する。このようにしたので、荷役車両７のオペレータに対して、燃料消費量の少ない経路を提示することができる。

（５）燃料消費量演算部８４は、第１経路内の直線走行に要する燃料消費量と、第１経路内の旋回走行に要する燃料消費量と、第１経路内のコンテナ蔵置走行に要する燃料消費量と、が加算された第１燃料消費量と、第２経路内の直線走行に要する燃料消費量と、第２経路内の旋回走行に要する燃料消費量と、第２経路内のコンテナ蔵置走行に要する燃料消費量と、が加算された前記第２燃料消費量と、を演算する。このようにしたので、燃料消費量を精度よく演算することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、まず経路算出部８３が、荷役車両７の各々について、所要時間が最短となる経路を１つ算出していた。ここで各々の荷役車両７について算出される１つの経路は、所要時間が最短となる経路ではなくてもよい。例えば経路算出部８３が、燃料消費量が最小となる経路を算出するようにしてもよい。以下、具体例を用いて、この変形例について説明する。

図５は、変形例１に係る経路算出部８３の説明図である。図５に示した荷役車両７ｅが、コンテナＣの位置に移動する経路が、経路７５、経路７６の２通り存在する。ここで、１つ目の経路７５を用いた場合、２つ目の経路７６よりも所要時間は短くなる。上述した第１の実施の形態では、経路算出部８３は、１つ目の経路７５を算出することになる。ところが、１つ目の経路７５は２つ目の経路７６よりも多くの旋回動作を必要とするため、上式（１）により演算される燃料消費量が、２つ目の経路７６について演算される燃料消費量よりも大きくなる。変形例１に係る経路算出部８３は、このような場合に、２つ目の経路７６を算出する。

上述した変形例１によれば、次の作用効果が得られる。
（６）経路算出部８３は、コンテナＣを現在位置から目的位置まで搬送する荷役作業について、第１荷役車両が現在位置からコンテナＣの現在位置まで最小の燃料消費量で移動する第１経路と、第２荷役車両が現在位置からコンテナＣの現在位置まで最小の燃料消費量で移動する第２経路と、を算出する。このようにしたので、燃料消費量をより少なくすることができる。

（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、経路算出部８３が、コンテナＣの目的位置までの経路、すなわち荷役作業全体の経路を算出していた。本発明は、このような実施の形態に限定されない。例えば、指示部８５によって作業指示が出力されるまで、経路算出部８３が、荷役車両７の各々について、荷役車両７の現在位置からコンテナＣの現在位置までの経路のみを算出するようにしてもよい。これは、コンテナＣを持ち上げてから目的地まで走行してコンテナＣを荷降ろしするまでの経路は、どの位置にいる荷役車両７についても共通であるためである。この場合、指示部８５による作業指示が出力された後で、経路算出部８３がコンテナＣを現在位置から目的位置まで運ぶための経路を改めて算出する。経路算出部８３がコンテナＣを現在位置から目的位置まで運ぶための経路を算出するタイミングは、作業指示情報が送信される前であってもよいし、作業指示情報が送信された後であってもよい。作業指示情報が送信された後に改めて経路を算出した場合、通信部８６は、算出された経路を作業指示情報とは別に荷役車両７に送信する。

上述した変形例２によれば、次の作用効果が得られる。
（７）経路算出部８３は、複数の荷役車両７について、荷役車両７の現在位置からコンテナＣの現在位置までの経路を算出する。その後、経路算出部８３は、１つの荷役車両７について、コンテナＣの現在位置からコンテナＣの目的位置までの経路を算出する。このようにしたので、経路算出部８３による演算量を低減することができる。

（変形例３）
複数の荷役車両７が、異なる機種であってもよい。この場合、上述した式（１）の定数ｋ１、ｋ２、ｋ３を、機種毎に設けることが望ましい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１…コンテナターミナル、５…管理棟、７…荷役車両、８…管理システム、８１…車両情報記憶部、８２…荷役作業記憶部、８３…経路算出部、８４…燃料消費量演算部、８５…指示部、８６…通信部

Claims

１つのコンテナを前記コンテナの現在位置である第１位置から前記コンテナの目的位置である第２位置まで搬送する荷役作業について、第１荷役車両が現在位置から前記第１位置まで移動する第１経路と、第２荷役車両が現在位置から前記第１位置まで移動する第２経路と、を算出する経路算出部と、
前記第１荷役車両が前記第１経路を移動するのに必要な第１所要時間および第１燃料消費量と、前記第２荷役車両が前記第２経路を移動するのに必要な第２所要時間および第２燃料消費量と、の比較結果に基づき、前記第１荷役車両と前記第２荷役車両との一方に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力する指示部と、
を備える作業指示システムにおいて、
前記指示部は、
前記第１燃料消費量が前記第２燃料消費量よりも少ない場合には、前記第１荷役車両に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力し、
前記第１所要時間が前記第２所要時間よりも所定時間以上大きい場合には、前記第１燃料消費量が前記第２燃料消費量よりも少ない場合であっても、前記第２荷役車両に前記荷役作業を行わせる作業指示を出力する、作業指示システム。
請求項１に記載の作業指示システムにおいて、
前記指示部は、前記第１経路内の直線走行に要する燃料消費量と、前記第１経路内の旋回走行に要する燃料消費量と、前記第１経路内のコンテナ蔵置走行に要する燃料消費量と、が加算された前記第１燃料消費量と、前記第２経路内の直線走行に要する燃料消費量と、前記第２経路内の旋回走行に要する燃料消費量と、前記第２経路内のコンテナ蔵置走行に要する燃料消費量と、が加算された前記第２燃料消費量と、を比較する作業指示システム。
請求項１または２に記載の作業指示システムにおいて、
前記第１燃料消費量および前記第２燃料消費量はそれぞれ、次の式（１）により算出する、作業指示システム。
Ｆ＝Ｆｖ＋ｋ１×ｄ＋ｋ２×ｃ＋ｋ３×ｍ・・・（１）
ただし、Ｆは前記第１燃料消費量または前記第２燃料消費量（リットル単位）、Ｆｖは前記第１荷役車両または前記第２荷役車両がコンテナの上げ下ろしをする際に必要な燃料消費量（リットル単位）、ｄは前記第１経路または前記第２経路における直線走行距離（メートル単位）、ｃは前記第１経路または前記第２経路における旋回（コーナリング）回数、ｍは前記第１経路または前記第２経路におけるコンテナ蔵置走行回数、ｋ１、ｋ２、ｋ３はそれぞれ定数である。