JP6814714B2 - 施工管理システム - Google Patents

Description

本発明は、土木施工現場等における作業員、重機、及び運搬機の管理に係る施工管理システムに関する。

重機及び運搬機によって作業を進める土木施工現場において、当該施工現場の管理者（監督者）が施工現場の作業状況等を把握するためにも、当該重機及び運搬機、並びにこれらの操縦者を含む施工現場の作業員の状況等を確認することが重要となっている。また、施工現場の管理者は、当該施工現場以外の場所で作業を行ったり、又は複数の施工現場を担当する場合もあるため、当該施工現場から離れた状況下においても担当する施工現場の作業状況等を把握する必要もある。

例えば、特許文献１には、地図上に建設機械の位置を表示し、建設機械の効率的な使用ができる施工現場管理システムが開示されている。また、特許文献１の施工現場管理システムにおいては、作業員をモニタし、作業員の位置も監視することが開示されている。

特開２００２−１０５９８９号公報

しかしながら、特許文献１の施工現場管理システムにおいては、地図上の建設機械又は作業員の位置のみを表示するだけであるため、どのような作業が実際に行われ、更にはどの程度作業が進んでいる等の詳細な作業状況の把握は困難である。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、施工現場以外の場所においても、当該施工現場の作業状況を詳細に把握することができる施工管理システムを提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の施工管理システムは、施工現場における作業員、重機、及び運搬機を管理する施工管理システムであって、通信回線を介して前記作業員、前記重機、及び前記運搬機から各位置情報を含む各情報を取得して記憶するとともに、地図の情報及び前記施工現場の施工計画図の情報を記憶する記憶部と、前記地図上の施工現場領域に前記施工計画図を貼り合わせるように、前記地図の情報及び前記施工計画図の情報を結合して複合地図を形成する地図形成処理部と、前記複合地図上に前記作業員、前記重機、及び前記運搬機の位置情報を付した表示データを生成する表示データ生成部とを有し、前記各情報は、前記作業員及び前記重機の状態を判断するための加速度情報、及び前記運搬機の状態を判断するための運搬情報を含み、前記表示データ生成部は、前記各情報に基づき前記作業員、前記重機、及び前記運搬機のそれぞれの状態に応じて、前記複合地図上に付する前記作業員、前記重機、及び前記運搬機のそれぞれの表示を異ならせて表示する。

本発明に係る施工管理システムによれば、施工現場以外の場所においても、当該施工現場の作業状況を詳細に把握することができる。

本発明の実施例１に係る施工管理システムの全体構成を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る施工管理システムのサーバのブロック図である。 本発明の実施例１に係る施工管理システムにおける複合地図の作成フローを示す概略図である。 本発明の実施例１に係る施工管理システムにおける表示データである。 本発明の実施例１に係る施工管理システムにおける運搬機の状態判断の処理フロー図である。 本発明の実施例１に係る施工管理システムにおける作業員の状態判断の処理フロー図である。 本発明の実施例２に係る施工管理システムのサーバの演算部における機能ブロック図である。 本発明の実施例２に係る施工管理システムにおける施工管理図である。 本発明の実施例２に係る施工管理システムにおける複合地図である。 本発明の実施例２に係る施工管理システムにおける表示データである。

以下、図面を参照し、本発明による施工管理システムの実施の形態について、各実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。

＜実施例１＞
以下において、図１及び図２を参照しつつ、本実施例に係る施工管理システム１０の構成について説明する。ここで、図１は、本実施例に係る施工管理システム１０の全体構成を示す概略図である。また、図２は、本実施例に係る施工管理システム１０のサーバのブロック図である。

図１に示すように、本実施例に係る施工管理システム１０は、土木施工現場Ｆにおける油圧ショベル等の重機１１、ダンプトラック等の運搬機１２、及び作業員１３の位置情報及び加速度情報を所定の通信手段１４を介して、サーバ１５に送信することができる構成を有している。具体的に、重機１１及び運搬機１２の運転手（図示せず）が備えるスマートフォン１６、並びに作業員１３が備えるスマートフォン１６が、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を構成する複数の測位衛星１７からの電波を受信する。その後、当該電波受信した各スマートフォン１６は、当該電波を利用した演算によって得られる位置情報を携帯基地局１８及び通信回線１９を介して位置情報を送信する。また、加速度情報は、各スマートフォン１６に搭載された加速度センサ（図示せず）によって得られ、携帯基地局１８及び通信回線１９を介してサーバ１５に送信される。

ここで、各スマートフォン１６は、土木施工現場Ｆにおける重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報及び加速度情報を送信するだけでなく、土木施工現場Ｆから離れた場所における位置情報及び加速度情報も送信することができる。すなわち、土木施工現場Ｆへの向う途中の経路における位置情報及び加速度情報も送信することができる。

また、図１に示すように、本実施例に係る施工管理システム１０においては、土木施工現場Ｆの管理者が確認するための作業端末２０が、土木施工現場Ｆの外部に設けられている。そして、作業端末２０は、通信装置（図示せず）を備えているため、通信回線１９を介してサーバ１５と双方向に通信可能となっている。このため、作業端末２０を操作する当該管理者は、通信回線１９を介してサーバ１５にアクセスし、土木施工現場Ｆの作業状態を作業端末２０に表示させ、その内容を確認することができる。すなわち、作業端末２０は、施工管理システム１０の表示部として機能することになる。ここで、作業端末２０は、土木施工現場Ｆの作業状態を単に表示させるだけでなく、各種の演算及び作業等を行える一般的なコンピュータである。

なお、作業端末２０は、土木施工現場Ｆの内部に設置された建屋内に設置されてもよく、又は管理者が所有する携帯端末であってもよい。特に、管理者が所有する携帯端末が作業端末２０を兼ねることにより、管理者が他の場所等で作業している場合でも、管理者が選択する土木施工現場Ｆの作業状況を把握することが可能になる。

図２に示すように、サーバ１５は、記憶部２１、演算部２２、及び入出力インターフェース２３ａ，２３ｂを有している。記憶部２１は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：hard disk drive）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：solid state drive）から構成される。また、記憶部２１には、施工管理を行うための施工管理プログラム、地図の情報（データ）、土木施工現場Ｆの施工計画図、各スマートフォン１６から送信される位置情報及び加速度情報、並びにその他の各種プログラム及び情報が記憶されている。

演算部２２は、例えば、各種の演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）から構成される。すなわち、演算部２２は、サーバ３を統括して制御する制御装置として機能する。また、本実施例において、演算部２２は、記憶部２１に記憶された地図の情報及び施工計画図の情報を複合して複合地図を形成する地図形成処理部２４を有している。更に、演算部２２は、記憶部２１に記憶された作業員１３等の位置情報及び加速度情報を当該複合地図に付して表示データを生成する表示データ生成部２５を有している。そして、演算部２２は、入出力インターフェース２３ａ，２３ｂを制御し、サーバ１５の通信制御も行うことになる。

なお、地図形成処理部２４によって形成される複合地図、及び表示データ生成部２５によって生成される表示データは、記憶部２１に記憶されてもよい。更に、地図形成処理部２４によって形成される複合地図、及び表示データ生成部２５によって生成される表示データは、入出力インターフェース２３ｂ及び通信回線１９を介して作業端末２０に供給されることになり、表示部として機能する作業端末２０において表示可能となる。

次に、図２乃至図４を参照しつつ、本実施例に係る施工管理システム１０における施工管理処理について説明する。また、図３は、本実施例に係る施工管理システムにおける複合地図の作成フローを示す概略図である。図４は、本実施例に係る施工管理システムにおける表示データである。

図２から分かるように、地図形成処理部２４及び表示データ生成部２５の処理は、記憶部２１に記憶された施工管理プログラムを地図形成処理部２４及び表示データ生成部２５（すなわち、演算部２２）が実行することによって行われる。より具体的には、図２に示すように、演算部２２が施工管理プログラムを実行することにより、記憶部２１に記憶された地図の情報及び施工計画図が演算部２２に入力される。ここで、当該地図及び施工計画図は、位置（緯度、経度）情報を含んでいる。本実施例において、図３に示す地図は、地図内の緯度及び経度に係る全ての位置情報を含んでおり、図３に示す施工計画図においては、四隅の点（黒丸で示す）が当該位置情報に該当している。

そして、図３に示すように、演算部２２の地図形成処理部２４は、入力された地図の情報から構成される地図上の土木施工現場Ｆの領域に、施工計画図を貼り合わせるようにして、入力された地図の情報及び施工計画図の情報を結合して複合地図を形成する。すなわち、一般の地図上の土木施工現場Ｆの領域に施工計画図が重ねて配置されることになる。ここで、複合地図の形成は、施工計画図の四隅の位置情報、及び地図の位置情報によって行われる。具体的には、施工計画図の四隅の位置情報と合致する地上の４つの位置情報を検出し、当該地図上の４つの位置に対して施工計画図の四隅が合致するように、施工計画図を地図上に重ねて複合地図を形成することになる。

また、図２に示すように、演算部２２が施工管理プログラムを実行すると、記憶部２１に記憶された重機１１、運搬機１２、及び作業員１３のそれぞれの位置情報及び加速度情報が入出力インターフェース２３ａを介して演算部２２に入力される。この際に、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３のいずれの各情報であるかを識別するために、各スマートフォン１６の識別番号である対象ＩＤも入力される。

また、演算部２２の表示データ生成部２５は、地図形成処理部２４によって形成された複合地図上に重機１１、運搬機１２、及び作業員１３を示す記号を表示させた表示データを生成する。具体的には、図４に示すように、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の各位置情報に基づいて、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３を示す記号を表示する場所が決定されている。すなわち、表示データ生成部２５によって生成される表示データには、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報が付されていることになる。

更に、表示データ生成部２５は、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報又は加速度情報に基づいて、複合地図上に付する各記号を分けている。具体的には、図４に示すように、運搬機１２の積荷の有無に応じて記号を分け、作業員１３の状態に応じて記号を分けている。なお、図４において、積荷がある運搬機１２を運搬機１２ａとして符号を付し、積荷がない運搬機１２を運搬機１２ｂとして符号を付し、正常な状態で作業を行っている作業員１３を作業員１３ａとして符号を付し、異常な状態のおそれがある作業員１３を作業員１３ｂとして符号を付している。

次に、図４及び図５を参照しつつ、本実施例に係る施工管理システム１０における、運搬機１２の積載有無の判断に係る処理フローを説明する。ここで、図５は、本実施例に係る施工管理システム１０における運搬機１２の状態判断の処理フロー図である。

先ず、運搬機１２の位置を取得する（ステップＳ１１）。具体的には、演算部２２に入力される運搬機１２を示す対象ＩＤ及び位置情報に基づいて、複合地図上における運搬機１２の位置が取得される。次に、取得された運搬機１２の位置が、複合地図内の積込み場内に位置するか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、積込み場に関する情報は、施工計画図又は記憶部２１に記憶されたその他の運搬情報等から取得されることになる。また、ステップＳ１２の判定については、運搬機１２が積込み場内で所定時間（例えば、３分）停車していれば、運搬機１２が積込み場内に位置すると判定することができる。続いて、運搬機１２の位置が積込み場内である場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、積荷表示として出力され、図４の運搬機１２ａのように積荷がある状態の表示がなされる。

一方、運搬機１２の位置が積込み場内でない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、運搬機１２の位置が荷降し場内であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、荷降し場に関する情報も、施工計画図又は記憶部２１に記憶されたその他の運搬情報等から取得されることになる。また、ステップＳ１４の判定については、運搬機１２が荷降し場内で所定時間（例えば、３分）停車していれば、運搬機１２が積荷降し場内に位置すると判定することができる。続いて、運搬機１２の位置が荷降し場内である場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、空荷表示として出力され、図４の運搬機１２ｂのように積荷がない状態の表示がなされる。

そして、運搬機１２の位置が荷降し場内でない場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、位置の取得に係るステップＳ１１から処理フローが再度進むことになる。また、積荷表示の出力をした場合（ステップＳ１３）、及び空荷表示の出力をした場合（ステップＳ１５）においても、位置の取得に係るステップＳ１１から処理フローが再度進むことになる。すなわち、空荷表示が一度なされた運搬機１２ａは、積込み場内に入るまでは空荷表示が継続してなされることになり、積荷表示が一度なされた運搬機１２ｂの記号は、荷降ろし場内に入るまでは積荷表示が継続してなされることになる。

このように、本実施例においては、運搬機１２の実際の積載量を計測することなく、簡易的に運搬機１２の積荷状態を把握し、その結果を表示データ内に示している。このような表示データを利用することで、運搬機１２の積載状況を容易且つ瞬時に把握することができるため、運搬機１２の配車管理も容易且つ迅速に行えることになる。

なお、運搬機１２の積載有無の判断については、上述した方法に限定されず、例えば、運搬機１２の走行履歴によって判断するようにしてもよい。具体的には、土木施工現場Ｆの作業内容（すなわち、積載をするか、荷降ろしするか）を鑑み、土木施工現場Ｆから出発したものか、又は土木施工現場Ｆに向っているかによって積載有無の判断を行うことが可能である。

次に、図４及び図６を参照しつつ、本実施例に係る施工管理システム１０における、作業員１３の状態判断に係る処理フローを説明する。ここで、図６は、本実施例に係る施工管理システム１０における作業員１３の状態判断の処理フロー図である。

先ず、加速度計測に関する計測時間をゼロに設定（Ｔ＝０）とする（ステップＳ２１）。次に、作業員１３の加速度の取得を行う（ステップＳ２２）。具体的には、演算部２２に入力される作業員１３を示す対象ＩＤ及び加速度情報に基づいて、現在の作業員１３の加速度を取得する。

次に、作業員１３の加速度が閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ここで、加速度の閾値は、作業員１３の動きが所定の期間内で少ない場合に、作業員１３が倒れているか否かを判断できるように、予め定められている値である。続いて、当該加速度が閾値より大きい場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）には、正常表示の出力がなされる（ステップＳ２４）。すなわち、当該加速度が閾値より大きい場合には、作業員１３が正常に動いていると判断され、図４の作業員１３ａのように、正常な状態を示す作業員表示がなされる。

一方、作業員１３の加速度が閾値以下である場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、スマートフォン１６における加速度算出に係る微小時間（ｄｔ）を現在の計測時間（Ｔ）に追加する（ステップＳ２５）。その後、微小時間（ｄｔ）が追加された後の更新された計測時間（Ｔ＝Ｔ+ｄｔ）が、所定の計測時間（Ｔｓ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ここで、所定の計測時間（Ｔｓ）は、作業員１３の動きが所定の期間で少ない場合に、作業員１３が倒れているか否かを判断できるように、予め定められている値（例えば、１０〜３０秒程度）である。

次に、更新された計測時間が所定の計測時間（Ｔｓ）以上である場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）には、異常表示の出力がなされる（ステップＳ２７）。すなわち、所定時間を経過しても、作業員１３の加速度が閾値よりも小さいことになり、作業員１３が正常に動いておらず、倒れている可能性があると判断され、図４の作業員１３ｂのように、異常な状態を示す作業員表示（すなわち、作業員が丸で囲まれた表示）がなされる。

一方、更新された計測時間が所定の計測時間（Ｔｓ）未満である場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）には、作業員１３が正常に動作しているか否かを判断するための時間が経過しておらず、ステップＳ２２に戻り、加速度の取得から処理フローが再度進むことになる。

このような表示データを利用することで、作業員１３の状態を容易且つ瞬時に判断できるため、作業員１３が危険な状態と予測される場合に迅速な対応が取れることになる。すなわち、本実施例に係る施工管理システム１０によれば、土木施工現場Ｆにおける作業員１３の救護対応の向上を図ることができる。

なお、運搬機１２及び作業員１３の状態判断を上述したが、重機１１についても、加速度情報を利用して各種の状態判断を行うことができる。例えば、油圧ショベル等は旋回して作業を行うため、作業員１３と同様に、所定時間内における重機１１の動きが少ない場合には、重機１１が正常に動作していない等の判断をすることができる。

以上のように、本実施例においては、地図と施工計画図とを貼り合わせた複合地図上に、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報を付した表示データを、土木施工現場Ｆの外部に設置された作業端末２０に表示するため、地図と重機１１、運搬機１２、及び作業員１３との関係だけでなく、施工計画図と重機１１、運搬機１２、及び作業員１３との関係も把握することができる。ここで、施工計画図からは、法面作業又は均し作業等の各種の作業内容を把握することができるため、各位置情報及び各加速度情報に応じた表示によって重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の作業状況の詳細を容易に把握することが可能になる。すなわち、土木施工現場Ｆの管理者は、土木施工現場Ｆ以外の場所においても、土木施工現場Ｆの作業状況を詳細に把握することができる。

また、本実施例においては、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の表示について、それぞれの状態（すなわち、積載状況、又は動作状況）を鑑みて異ならせて表示するため、表示データを視認することで、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の作業状態を容易に把握することができる。

なお、本実施例においては、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報又は加速度情報の取得及び送信をスマートフォン１６で行っていたが、その他の計測機器を用いてもよい。例えば、計測センサ及び通信装置を内蔵するシガーソケットタイプの計測機器を用いても良い。また、重機１１及び運搬機１２については、重機１１及び運搬機１２に内蔵された加速度センサ及びＧＰＳセンサ等を利用して位置情報及び加速度情報を取得し、内蔵された専用通信装置を利用して各種データをサーバ１５に送信できるようにしてもよい。

更に、土木施工現場において複数の施工計画図がある場合には、作業端末２０の操作者である管理者が、形成される複合地図の元データとしての施工計画図を選択できるようにしてもよいし、施工計画図を自在に切り替えることができるようにしてもよい。すなわち、複合地図の元データとしての施工計画図が、土木施工現場Ｆの作業進捗に応じて、選択できるようにしてもよい。これにより、管理者が必要と考える施工計画図を選択することができ、当該施工現場の作業状況をより容易且つ正確に把握することができる。

＜実施例２＞
上述した実施例１においては、地図の情報に施工計画図の情報を結合して複合地図を形成していたが、どの期間にどの区画の施工を行うことを示す施工管理図の情報を更に追加してもよい。このような施工管理システムを実施例２として、図７乃至図１０を参照しつつ、以下に説明する。ここで、図７は、本実施例に係る施工管理システム１０のサーバ１５の演算部２２における機能ブロック図である。また、図８は、本実施例に係る施工管理システム１０における施工管理図である。更に、図９は、本実施例に係る施工管理システム１０における複合地図である。そして、図１０は、本実施例に係る施工管理システム１０における表示データである。なお、実施例１と同一内容については、その説明を省略する。

図７に示すように、本実施例に係るサーバ１５の演算部２２には、実施例１に係る機能構成と比較して、施工管理図のデータが更に入力されることになる。ここで、本実施例における施工管理図のデータは、図８に示すように、第１の作業として土木施工現場Ｆにおける区画Ａを６月１日〜６月３０日まで作業を行い、第２の作業として土木施工現場Ｆにおける区画Ｂを７月１日〜７月３１日まで作業を行い、第３の作業として土木施工現場Ｆにおける区画Ｃを８月１日〜８月３１日まで作業を行うことを示している。

図８に示す施工管理図のデータを更に用いて複合地図を生成することになるため、地図上に施工計画図を貼り合わせた状態から、更に当該施工管理図のデータに関する情報が追加され、複合地図の形成が完了する。すなわち、地図形成処理部２４は、地図上に施工計画図を貼り合わせた状態に対して、施工日程に対応した識別表示をなし、複合地図を完成させる。図９に示すように、施工管理図内の施工箇所が更に３つの区画Ａ、区画Ｂ、及び区画Ｃに分けられている。ここで、各区画は、管理者が目視によって視認できるようにするため、互いに異なる色によって表示されてもよい。

そして、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の位置情報又は加速度情報に基づいて、表示データ生成部２５は、このような施工管理情報が更に追加された状態の複合地図上に各記号を付することになる。本実施例において、図１０は、区画Ｂにおける作業が行われている時期を想定している。区画Ａにおいて作業を行っている重機１１、作業員１３ｂ、運搬機１２ａは、施工計画予定外（作業遅れなど）の表示がなされている。具体的には、各記号を四角形の形で囲っている。一方、作業員１３ａは、区画Ｂで作業を行っているため、施工計画予定内（作業遅れなどがないもの）と判断し、通常の表示がなされている。すなわち、表示データ生成部２５は、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３を施工計画予定内の作業状態と施工計画予定外の作業状態に異ならせて表示することになる。

以上のように、本実施例においては、重機１１、運搬機１２、及び作業員１３の作業状況のみならず、各作業の進行度合いも容易に把握することができ、土木施工現場Ｆのより詳細な状況を容易に把握することが可能になる。

１０ 施工管理システム
１１ 重機
１２ 運搬機
１３ 作業員
１５ サーバ
２０ 作業端末（表示部）
２１ 記憶部
２２ 演算部
２４ 地図形成処理部
２５ 表示データ生成部

Claims (6)

1. 施工現場における作業員、重機、及び運搬機を管理する施工管理システムであって、
   通信回線を介して前記作業員、前記重機、及び前記運搬機から各位置情報を含む各情報を取得して記憶するとともに、地図の情報及び前記施工現場の施工計画図の情報を記憶する記憶部と、
   前記地図上の施工現場領域に前記施工計画図を貼り合わせるように、前記地図の情報及び前記施工計画図の情報を結合して複合地図を形成する地図形成処理部と、
   前記複合地図上に前記作業員、前記重機、及び前記運搬機の位置情報を付した表示データを生成する表示データ生成部とを有し、
   前記各情報は、前記作業員及び前記重機の状態を判断するための加速度情報、及び前記運搬機の状態を判断するための運搬情報を含み、
   前記表示データ生成部は、前記各情報に基づき前記作業員、前記重機、及び前記運搬機のそれぞれの状態に応じて、前記複合地図上に付する前記作業員、前記重機、及び前記運搬機のそれぞれの表示を異ならせて表示することを特徴とする施工管理システム。
2. 前記運搬情報は、前記運搬機を示す対象ＩＤ及び位置情報と、前記運搬機の積込み場に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の施工管理システム。
3. 前記表示データ生成部は、前記運搬情報に基づき前記運搬機の積荷状態に応じて、前記複合地図上に付する前記運搬機の表示を異ならせて表示することを特徴とする請求項１に記載の施工管理システム。
4. 前記記憶部は、複数の前記施工計画図の情報を記憶し、
   前記地図形成処理部は、前記施工現場の作業進捗に応じて、複数の前記施工計画図からいずれか１つを選択して前記複合地図を生成することを特徴とする請求項１に記載の施工管理システム。
5. 前記記憶部は、施工管理の情報を記憶し、
   前記地図形成処理部は、前記施工管理の情報に基づいて、前記複合地図内に施工日程に対応した識別表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の施工管理システム。
6. 前記表示データ生成部は、前記作業員、前記重機、及び前記運搬機を施工計画予定内の作業状態と施工計画予定外の作業状態に異ならせて表示することを特徴とする請求項５に記載の施工管理システム。

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