JP6820029B1 - 運転システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動運転による荷役作業を増加するとともに自動運転および手動運転の切り換え時に荷役作業を途切れさせないことで、荷役効率を向上する運転システムを提供する。【解決手段】吊体３１を吊り下げた吊索３２が接続されたドラム３３を回転駆動する駆動装置３４に電気的に接続された制御装置１１と、この制御装置１１に電気的に接続されて運転手が操作する操作装置１２とを備え、自動運転と手動運転とが切り換わる運転システム１０において、吊体３１の現在位置Ｐｎを取得する位置取得装置１５を備え、指示された到着位置Ｑｇに基づいて、制御装置１１により、到着位置Ｑｇから鉛直上方に向かって順に、手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃを設定し、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂに進入した場合に、自動運転と手動運転とが切り換わる制御を行う構成にした。【選択図】図１

Description

本発明は、運転システムに関し、より詳しくは、クレーンの自動運転と手動運転とが切り換わる運転システムに関する。

クレーンの自動運転と手動運転とを切り換える運転システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この運転システムは、センサにより荷役レーンに停車したシャシの存在を検出したことをきっかけにして自動運転から手動運転に切り換えている。

特開２００５−２３９３４３号公報

ところで、クレーンの運転において自動運転による荷役作業を多くすることで、運転手の負担の削減や荷役効率の向上には有利になる。しかし、特許文献１に記載の運転システムは、門形の本体の下の空間において、蔵置エリアの上方の空間を自動運転領域とし、荷役レーンの上方の空間を手動運転領域としている。それ故、自動運転による荷役作業は蔵置エリアの上方の空間に限られることになり、運転手の負担の削減効果が低く、荷役効率の向上効果が低い。

また、クレーンの運転において自動運転と手動運転とを切り換えて運転する場合に、自動運転と手動運転との切り換えに要する時間を短縮して荷役作業が途切れることなく進行することが望ましい。特許文献１に記載の運転システムはトロリが荷役レーンの直上で停止したタイミングで自動運転から手動運転に切り換える方式である。それ故、その切り換えのタイミングで荷役作業が一時的に止まることになり、切り換えに要する時間が長く、荷役効率の向上効果が低い。

本発明の目的は、自動運転による荷役作業を増加するとともに自動運転および手動運転の切り換え時に荷役作業を途切れさせないことで、荷役効率を向上する運転システムを提供することである。

上記の目的を達成する本発明の運転システムは、吊体を吊り下げた吊索が接続されたドラムを回転駆動する駆動装置に電気的に接続された制御装置と、この制御装置に電気的に接続されて運転手が操作する操作装置とを備え、前記制御装置からの制御信号により前記駆動装置を駆動させる自動運転と前記操作装置からの操作信号により前記駆動装置を駆動させる手動運転とが切り換わる運転システムにおいて、前記吊体の現在位置を取得する位置取得装置を備え、指示された前記吊体を到着させるように上位システムから指示された到着位置に基づいて、前記制御装置により、前記到着位置から鉛直上方に向かって順に、手動運転経路、切換経路、および、自動運転経路を設定し、前記位置取得装置が取得した前記現在位置が前記切換経路に進入した場合に、前記自動運転と前記手動運転とが切り換わる制御を行う構成にしたことを特徴とする。

本発明は到着位置の鉛直上方に手動運転経路、切換経路、および、自動運転経路を設定し、切換経路で自動運転と手動運転とが切り換わる制御を行う。それ故、本発明によれば、到着位置の鉛直上方においても自動運転による荷役作業を行うことができる。これにより、自動運転による荷役作業を増やすには有利になり、運転手の負担を軽減することができる。

また、本発明によれば、切換経路が自動運転と手動運転との切り換えに要するバッファとなり、吊体の移動を止めないように切り換えを行うことができる。これにより、荷役作業が途切れる頻度を低減するには有利になり、自動運転と手動運転との切り換えに要する時間を短縮することができる。

以上のように、本発明によれば、自動運転による荷役作業を増加するとともに自動運転および手動運転の切り換え時に荷役作業を途切れさせないことで、荷役効率を向上することができる。

運転システムの実施形態を例示する側面図とブロック図とを併合した説明図である。 図１の各経路を例示する正面図である。 運転システムによる吊体の移動に関して、時間と移動の速度との関係を例示する関係図である。

以下、本開示の運転システムの実施形態について説明する。図中では、Ｘ方向を水平方向のうちのクレーン３０が走行する方向とし、Ｙ方向をクレーン３０のトロリ３６が移動する方向である横行方向とし、Ｚ方向を鉛直方向とする。

図１および図２に例示するように、本実施形態の運転システム１０は、自動運転および手動運転が切り換わることによりコンテナターミナルでクレーン３０に荷役作業を行わせるシステムである。荷役作業としては、本実施形態のように蔵置レーン４０と運搬車４１との間のコンテナの荷役作業の他に船舶と運搬車４１との間のコンテナの荷役作業も例示され、特に限定されるものではない。

クレーン３０は、駆動装置３４により回転駆動するドラム３３により吊索３２を巻き取るおよび繰り出すことで吊体３１を上下に昇降可能であればよく、その種類が限定されない。本実施形態のクレーン３０は図示しない脚構造物の上方に支持された桁３５とこの桁３５の延在方向に沿って移動するトロリ３６を備えて構成される。クレーン３０としては、桁３５がコンテナを蔵置する蔵置レーンを跨ぐように構成されて蔵置レーン４０と運搬車４１との間で荷役作業を行う門型クレーンや桁３５が海側に張り出すように構成されて船舶と運搬車４１との間で荷役作業を行う岸壁クレーンが例示される。なお、クレーン３０としては、桁３５やトロリ３６の無いジブクレーンや脚構造物の無い天井クレーンも例示される。さらに、クレーン３０としては、コンテナターミナルで荷役作業をするものに限定されない。

吊体３１は吊索３２に吊り下げられた吊具が吊り荷と接合した場合に吊体３１および吊り荷（例えば、コンテナ）のことであり、吊具が吊り荷と接合していない場合に吊具のことである。吊具としてはコンテナ用のスプレッダが例示されるが、特に限定されるものではなく、フックやコイルリフタでもよい。

運転システム１０は制御装置１１、操作装置１２、表示装置１３、操作用制御装置１４、および、位置取得装置１５を備える。運転システム１０は、制御装置１１が吊体３１を吊り下げた吊索３２が接続されたドラム３３を回転駆動する駆動装置３４と位置取得装置１５とに電気的に接続されて、操作用制御装置１４が操作装置１２と表示装置１３とに電気的に接続されて、制御装置１１と操作用制御装置１４とが電気的に接続される。本実施形態において、電気的な接続は図中の一点鎖線で示されて、信号線を介した有線接続と無線通信機器１６を介した無線接続とを含むものとする。

制御装置１１はクレーン３０に設置されており、各種情報処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１１は駆動装置３４に自動運転の制御信号Ｓｃと手動運転の操作信号Ｓａを送信して駆動装置３４によるドラム３３の回転を調節する装置である。なお、制御装置１１はクレーン３０から離間した遠隔地に設置されて、駆動装置３４に遠隔値から制御信号Ｓｃや操作信号Ｓａを送信する構成にしてもよい。

本実施形態において、駆動装置３４は制御装置１１から送信される制御信号Ｓｃまたは操作信号Ｓａのどちらか一方の信号によりその駆動が制御される。このように、制御装置１１から駆動装置３４に送信される信号に関して、運転手が操作装置１２を操作して生成された信号を操作信号Ｓａとし、運転手が操作装置１２を操作せず、制御装置１１が自動的に生成した信号を制御信号Ｓｃとして区別するものとする。

操作装置１２、表示装置１３、および、操作用制御装置１４はクレーン３０から離間した遠隔地に設置される。遠隔地としてはコンテナターミナルの管理棟が例示される。本実施形態において、操作装置１２、表示装置１３、および、操作用制御装置１４は遠隔地に設置されるが、これらの装置がクレーン３０に設置された運転室に設置されてもよい。これらの装置は、表示装置１３に映る情報に基づいて運転手が操作装置１２を操作し、操作用制御装置１４がその操作に応じた操作信号Ｓａを制御装置１１に送信するように構成される。

位置取得装置１５は吊体３１の現在位置Ｐｎを少なくとも取得する装置である。位置取得装置１５は吊体３１が出発する出発位置Ｑｓと上位のシステムから指示された吊体３１が到着する到着位置Ｑｇとを含み、吊体３１の移動可能範囲に存在するクレーン３０の構造物、吊り荷（コンテナ）、および、運搬車４１を一体の物として見做した一体物４２の輪郭を取得する装置であることが望ましい。位置取得装置１５は手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃの設定に関するパラメータである一体物４２の輪郭をプロファイル情報Ｄｘとして取得して、取得したそのプロファイル情報Ｄｘを制御装置１１に出力する。

本実施形態において、一体物４２は、桁３５のＹ方向の一端から他端までの間で桁３５から下方の吊体３１の移動可能な範囲に存在するものの全部またはいくつかを一体の物として見做したものである。一体物４２としては、クレーン３０の荷役対象に船舶が含まれる場合に船舶とその船舶に積載されたコンテナの群を含む。プロファイル情報Ｄｘは吊体３１の移動可能な範囲をＹＺ平面と見做した場合に、そのＹＺ平面における一体物４２の断面の輪郭である。

本実施形態において、現在位置Ｐｎは吊体３１の下面の中心位置とし、吊体３１の上面の中心位置を取得して既知である吊体３１のＺ方向の厚さから下面の中心位置を取得するとよい。到着位置Ｑｇおよび出発位置Ｑｓとしては蔵置レーン４０の区画された地面またはコンテナの上面、運搬車４１の荷台の上面が例示される。到着位置Ｑｇはそれぞれの上面の中心位置とする。また、現在位置Ｐｎ、到着位置Ｑｇ、および、出発位置Ｑｓは３次元位置であることが望ましい。

位置取得装置１５としてはトロリ３６に設置されたプロファイルセンサやレーザー距離センサが例示される。位置取得装置１５は一つのセンサで構成してもよいが、複数のセンサで構成してもよい。また、位置取得装置１５はセンサに限定されずに制御装置１１やコンテナターミナルを管理する管理システムからの情報を利用してもよい。例えば、位置取得装置１５としてはドラム３３による吊索３２の巻き取り量や繰り出し量から現在位置Ｐｎを取得する装置が例示される。

制御装置１１は各機能要素として、設定部２０、制御信号生成部２１、および、駆動制御部２２を有し、操作用制御装置１４は機能要素として操作信号生成部２３、および、切換指示制御部２４を有する。各機能要素は、プログラムとして制御装置１１や操作用制御装置１４の内部記憶装置に記憶されて、中央処理装置により読み出されて、適宜実行される。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能する電気回路も例示される。また、各機能要素のそれぞれをプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）で構成し、制御装置１１や操作用制御装置１４のそれぞれを複数のＰＬＣの集合体としてもよい。

設定部２０は上位システムから指示された到着位置Ｑｇと位置取得装置１５が取得したプロファイル情報Ｄｘが入力されて、予め設定された規則に則って手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃを設定し、設定したそれらの経路を制御信号生成部２１に出力する機能要素である。設定部２０により設定される手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃのそれぞれは経路の全域の位置座標が特定可能に設定され、手動運転経路Ｒａは閉区間として、切換経路Ｒｂは半開区間として、自動運転経路Ｒｃは開区間として定義される。

到着位置Ｑｇの直上において、手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃは到着位置ＱｇからＺ方向上方に向かってその順番で到着位置Ｑｇを通る鉛直線上に途切れることなく連続的に並ぶ。また、出発位置Ｑｓの直上において、手動運転経路Ｒａおよび自動運転経路Ｒｃは出発位置ＱｓからＺ方向上方に向かってその順番で出発位置Ｑｓを通る鉛直線上に途切れることなく連続的に並ぶ。本実施形態において出発位置Ｑｓの直上においては、切換経路Ｒｂを省いて構成したが、出発位置Ｑｓの直上においても到着位置Ｑｇの直上と同様に切換経路Ｒｂを介在させてもよい。

手動運転経路Ｒａは到着位置Ｑｇ、出発位置Ｑｓの直上に配置された直線上の経路であり、手動運転における吊体３１の移動経路である。手動運転経路Ｒａは指示された到着位置Ｑｇと前回の到着位置Ｑｇである出発位置Ｑｓとプロファイル情報Ｄｘとに基づいて設定される。手動運転経路Ｒａは、一端が到着位置Ｑｇ、出発位置Ｑｓであり、他端がプロファイル情報Ｄｘに基づいて算出される不可侵領域Ａの外周との接点であるＺ方向の線分で構成される。

不可侵領域Ａは自動運転による吊体３１の侵入や侵出が禁止されて手動運転のみが許可される領域であり、一体物４２の輪郭よりも外側に向かって拡張させて、一体物４２に自動運転により移動中の吊体３１を衝突させないよう設定される。なお、本実施形態において、不可侵領域Ａの侵入は不可侵領域Ａの内側に吊体３１が侵入することであり、不可侵領域Ａの外周上を自動運転により吊体３１が移動する状態は吊体３１が不可侵領域Ａに侵入していない状態とする。

不可侵領域Ａはプロファイル情報Ｄｘに基づいた角部位置Ｑｅ（ｅ＝１，・・・，ｉ）から算出した離間位置Ｑｆ（ｆ＝１，・・・，ｉ）のうちの隣接する離間位置Ｑｆどうしを線分で結んで形成された領域である。つまり、不可侵領域Ａは、隣接する離間位置Ｑｆどうしの間で分割された小区分ｉにおいて線分が傾きをａ、切片をｂとする直線（Ｚ＝ａｉ・Ｙ＋ｂｉ）で表すことができる区分線形関数に基づいて設定される領域である。

角部位置Ｑｅは、一体物４２の輪郭に存在する複数の角部のうちの外側に凸を成す角部の位置である。本実施形態において、外側に凸を成す角部とはＸ方向視における一体物４２の角部のうちの外側に向かって突出した角部であり、その角部としてはコンテナの角や運搬車４１の荷台の角が例示される。

離間位置Ｑｆは、角部位置Ｑｅからその角部位置Ｑｅの突出した方向に所定の距離Ｈ以上離間した位置である。この実施形態の離間位置Ｑｆは、角部位置ＱｅからＹ方向およびＺ方向のそれぞれに所定の距離Ｈずつ離間した位置、つまり、角部位置ＱｅからＹＺ平面における斜め上方の４５度の方向に所定の距離Ｈに「２」の平方根を乗じた距離だけ離間させた位置とする。所定の距離Ｈは、不可侵領域Ａの外周に存在する吊体３１に最大限の振れが生じても吊体３１と一体物４２との接触を回避可能な値が好ましい。

到着位置Ｑｇの直上に配置される手動運転経路Ｒａの長さＺａは運搬車４１に対して安全を確保可能な距離であり、コンテナターミナルごとに設けられた安全基準に基づいて確保すべき距離以上の値にすることが望ましい。仮に、手動運転経路Ｒａの長さＺａが安全基準に基づいて確保すべき距離未満の場合に、その長さＺａが安全基準に基づいて確保すべき距離以上となるまで不可侵領域ＡをＺ方向上方にずらして領域を拡大してその長さＺａを延長することが望ましい。なお、出発位置Ｑｓの直上に配置される手動運転経路Ｒａの長さは上述の長さＺａと異なってもよい。

切換経路Ｒｂは到着位置Ｑｇを通る鉛直線上において手動運転経路Ｒａの直上に配置されて、自動運転と手動運転とが切り換わる直線状の経路である。切換経路Ｒｂは一端が手動運転経路Ｒａと繋がり、他端が自動運転経路Ｒｃと繋がるＺ方向の線分として設定される。

切換経路Ｒｂにおいて、吊体３１の移動速度は予め設定されたクリープ速度Ｖｃに限定される。本実施形態において、クリープ速度Ｖｃは最低下降速度であり、物体に持続応力が作用することで時間の経過とともに歪みが増大するクリープ現象における変位量を示すクリープ速度とは異なる速度である。クリープ速度Ｖｃは図示しないメカブレーキを用いない状態で駆動装置３４によるドラム３３の回生制動運転における最低の下降速度である。クリープ速度Ｖｃが低いほど吊体３１を到着位置Ｑｇに到着させたときの停止精度は向上する。そこで、クリープ速度Ｖｃとしては、予め設定された吊体３１の最高下降速度の２０%〜４０%の速度が例示され、本実施形態において０．２（ｍ／ｓ）〜０．８（ｍ／ｓ）が例示される。なお、クリープ速度Ｖｃは駆動装置３４の負荷トルクや電源電圧の変動、温度変化に起因して一定値にならない場合がある。

切換経路Ｒｂの長さＺｂは自動運転と手動運転との切り換えに要する時間Ｔｃとクリープ速度Ｖｃとに基づいて設定されることが望ましい。本実施形態において、切り換えに要する時間Ｔｃとしては予め実験や試験により繰り返し切り換えを行って計測された切り換えに要する時間の平均値、あるいはその平均値に対してある程度の幅を持たせた値が例示される。切換経路Ｒｂの長さＺｂは到着位置Ｑｇの直上において予め設定された固定値である。一方、切換経路Ｒｂの長さＺｂは出発位置Ｑｓの直上において零でもよい。

自動運転経路Ｒｃは自動運転による吊体３１の移動経路である。自動運転経路Ｒｃは手動運転経路Ｒａと切換経路Ｒｂとが設定された後に、移動中の吊体３１が不可侵領域Ａに侵入しないことを条件にそれらの端部どうしを結ぶ最短の経路として設定される。自動運転経路Ｒｃを最短の経路として設定する場合に、ドラム３３による吊索３２の巻き取りおよび繰り出しによる吊体３１の鉛直移動とトロリ３６の横行による水平移動とを探索アルゴリズムを用いて最適に重ならせることが望ましい。探索アルゴリズムとしては二分探索アルゴリズムが例示される。

制御信号生成部２１は設定部２０で設定された手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃと位置取得装置１５が取得した吊体３１の現在位置Ｐｎとが入力されて、入力された経路に沿って吊体３１を移動させる制御信号Ｓｃを生成し、生成した制御信号Ｓｃを駆動制御部２２に出力する機能要素である。

また、制御信号生成部２１は現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂに進入した場合に自動運転と手動運転とが切り換わる制御を行う機能要素である。より詳細に、制御信号生成部２１は現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入したときに自動運転から手動運転に切り換えるように指示装置である表示装置１３に運転手に対して自動運転から手動運転への切り換えを指示させる切換指示信号Ｓｂを操作用制御装置１４の切換指示制御部２４に出力する。表示装置１３が運転手に対して自動運転から手動運転への切り換えを指示する手法としては、メッセージの表示や対象となる操作画像の表示が例示される。

一方、制御信号生成部２１は、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａから自動運転経路Ｒｃに進入したときに上記と異なる制御を行うことが望ましい。具体的に、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａから自動運転経路Ｒｃに進入したときに、制御信号生成部２１は手動運転から自動運転に強制的に切り換えて、自動運転経路Ｒｃに基づいて生成した制御信号Ｓｃを駆動制御部２２に出力する。

本実施形態において、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入するときは、瞬間の時刻ではなく期間であり、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃの経路上から切換経路Ｒｂの経路上になる手前の時刻から切換経路Ｒｂの経路上になった瞬間の時刻までを含むものとする。また、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａから自動運転経路Ｒｃに進入したときは、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃの経路上になった瞬間の時刻とする。つまり、運転手の操作を待つ必要のある自動運転から手動運転への切り換えは期間を設ける一方で、運転手の操作を待つ必要のない手動運転から自動運転への切り換えは瞬間的に切り換わるように設定される。上記の期間や時刻は予測により判断してもよく、例えば、次回の現在位置Ｐ（ｎ＋１）は位置取得装置１５の周期と吊体３１の速度とにより予測できる。よって、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入するときは、次回の現在位置Ｐ（ｎ＋１）や次々回の現在位置Ｐ（ｎ＋２）が切換経路Ｒｂに進入すると予測される場合に現在位置Ｐｎで切り換わる制御を行ってもよい。

加えて、制御信号生成部２１は現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入した場合に、切換経路Ｒｂにおける吊体３１の下降速度をクリープ速度Ｖｃに調節する制御を行う機能要素である。制御信号生成部２１は到着位置Ｑｇの直上の自動運転経路Ｒｃの端部において、切換経路Ｒｂに進入するときの吊体３１の下降速度がクリープ速度Ｖｃとなるように減速させて、切換経路Ｒｂに進入した後に吊体３１の下降速度をクリープ速度Ｖｃに維持させる制御信号Ｓｃを生成する。

さらに、制御信号生成部２１は切換指示信号Ｓｂを出力した後で、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂから手動運転経路Ｒａに進入するまでに操作信号Ｓａが発せられないときに、切換経路Ｒｂで吊体３１の移動を停止させて、操作信号Ｓａが発せられるまで待機させる制御を行う機能要素である。本実施形態において、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂから手動運転経路Ｒａに進入するまでとは、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａの経路上ではなく、手動運転経路Ｒａに進入する手前の切換経路Ｒｂの経路上に存在する状態である。例えば、次回の現在位置Ｐ（ｎ＋１）や次々回の現在位置Ｐ（ｎ＋２）が手動運転経路Ｒａに進入すると予測される場合に操作信号Ｓａが発せられないときに現在位置Ｐｎで吊体３１の移動を停止させる。

駆動制御部２２は駆動装置３４の駆動を制御する機能要素であり、操作装置１２からの操作信号Ｓａが入力された場合にその操作信号Ｓａに基づいて駆動装置３４の駆動を制御する一方で、制御信号生成部２１で生成された制御信号Ｓｃに基づいて駆動装置３４の駆動を制御する。なお、操作信号Ｓａと制御信号Ｓｃとは優先順位が設けられており、操作信号Ｓａの優先順位は制御信号Ｓｃの優先順位よりも高く、操作信号Ｓａに基づく制御が制御信号Ｓｃに基づく制御よりも優先される。
操作信号生成部２３は操作装置１２の操作に応じた操作信号Ｓａを生成して、その操作信号Ｓａを駆動制御部２２に出力する機能要素である。

切換指示制御部２４は制御信号生成部２１から出力された切換指示信号Ｓｂが入力されて、表示装置１３に運転手に対して自動運転から手動運転への切り換えを指示させる機能要素である。本実施形態において運転手に対する自動運転から手動運転への切り換えの指示は表示装置１３に表示される。指示装置としては表示装置１３に限定されずに、音によりその切り換えの指示を運転手に伝える装置でもよい。

図３に例示するように、運転システム１０による自動運転と手動運転との切り換え方法は上位システムから到着位置Ｑｇが指示されると開始されて、吊体３１を到着位置Ｑｇに到着させると終了する。位置取得装置１５による現在位置Ｐｎの取得は予め設定された周期で繰り返し行われているものとする。なお、プロファイル情報Ｄｘは荷役作業が完了するごとに更新されるものとし、時刻ｔ０においては、前回の荷役作業によりプロファイル情報Ｄｘが取得された状態とする。

上位システムから指示された前回の到着位置Ｑ（ｇ−１）に吊体３１が到着し、上位システムから次の到着位置Ｑｇが指示される（時刻ｔ０）と、運転手は操作装置１２を操作する。このとき、前回の到着位置Ｑ（ｇ−１）が出発位置Ｑｓとなる。ついで、この操作に基づいて操作信号生成部２３は操作信号Ｓａを生成して駆動制御部２２に出力する。ついで、駆動制御部２２は操作信号Ｓａに基づいて駆動装置３４の駆動を制御して、吊体３１が出発位置Ｑｓから上昇する（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）。

同時に、設定部２０は取得されたプロファイル情報Ｄｘと指示された到着位置Ｑｇと出発位置Ｑｓに基づいて不可侵領域Ａを設定する。ついで、設定部２０は設定した不可侵領域Ａに基づいて到着位置Ｑｇの直上の手動運転経路Ｒａと出発位置Ｑｓの直上の手動運転経路Ｒａとを設定する。ついで、設定部２０は設定した手動運転経路Ｒａと予め設定された切り換えに要する時間Ｔｃおよびクリープ速度Ｖｃとに基づいて到着位置Ｑｇの直上の切換経路Ｒｂを設定する。なお、設定部２０は予め設定された切換経路Ｒｂの長さＺｂに基づいて切換経路Ｒｂを設定してもよい。ついで、設定部２０は出発位置Ｑｓの直上の手動運転経路Ｒａと到着位置Ｑｇの直上の切換経路Ｒｂとに繋がる自動運転経路Ｒｃを設定する。設定部２０による各設定は、操作信号Ｓａを合図として行われて、現在位置Ｐｎが出発位置Ｑｓから出発位置Ｑｓの直上に設定された手動運転経路Ｒａの終端に到達するまでの間に完了する（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）。

ついで、現在位置Ｐｎが出発位置Ｑｓから手動運転経路Ｒａを介して自動運転経路Ｒｃに進入したときに（時刻ｔ１）に、制御信号生成部２１は自動運転経路Ｒｃに基づいた制御信号Ｓｃを生成して駆動制御部２２に出力する。このときに、クレーン３０の運転は手動運転から自動運転に切り換わる。ついで、駆動制御部２２は制御信号Ｓｃに基づいて駆動装置３４の駆動を制御して、吊体３１が自動運転により自動運転経路Ｒｃに沿って移動する（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。

ついで、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃの終点に近づくと制御信号生成部２１は吊体３１の下降速度をクリープ速度Ｖｃまで減速する制御信号Ｓｃを生成して駆動制御部２２に出力し、駆動制御部２２は制御信号Ｓｃに基づいて吊体３１の下降速度を減速する。ついで、現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入するときに（時刻ｔ２）、制御信号生成部２１は切換指示信号Ｓｂを切換指示制御部２４に出力するとともに吊体３１の下降速度をクリープ速度Ｖｃに維持するように制御信号Ｓｃを生成して駆動制御部２２に出力する。ついで、切換指示信号Ｓｂが入力された切換指示制御部２４は表示装置１３により運転手に対して自動運転から手動運転への切り換えを指示する。同時に、駆動制御部２２は制御信号Ｓｃに基づいて駆動装置３４の駆動を制御して、吊体３１が自動運転によりクリープ速度Ｖｃで下降する（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。

表示装置１３による切り換え指示に基づいて、運転手は操作装置１２を操作する（時刻ｔ３）。ついで、この操作に基づいて操作信号生成部２３は操作信号Ｓａを生成して駆動制御部２２に出力する。このときに、クレーン３０の運転は自動運転から手動運転に切り換わる。ついで、駆動制御部２２は操作信号Ｓａに基づいて駆動装置３４の駆動を制御して、吊体３１が手動運転経路Ｒａに沿って下降して、到着位置Ｑｇに到着する（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。

運転手の操作装置１２による操作が時刻ｔ３よりも遅く、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂから手動運転経路Ｒａに進入するまでの間に操作信号Ｓａが発せられない場合に、制御信号生成部２１は切換経路Ｒｂで吊体３１の移動を停止させる制御信号Ｓｃを生成して、駆動制御部２２に出力する。ついで、駆動制御部２２はその制御信号Ｓｃに基づいて駆動装置３４の駆動を停止して、吊体３１が切換経路Ｒｂの経路上で移動を停止する。この停止は運転手により操作装置１２が操作されるまで続き、運転手により操作装置１２が操作されると解除される。なお、吊体３１の移動を停止する場合に、駆動装置３４の駆動の停止に加えて図示しないメカブレーキによりドラム３３の回転を制動することが望ましい。

以上のように、運転システム１０は到着位置Ｑｇの鉛直上方に手動運転経路Ｒａ、切換経路Ｒｂ、および、自動運転経路Ｒｃを設定し、切換経路Ｒｂで自動運転と手動運転とが切り換わる制御を行う。それ故、運転システム１０によれば、到着位置Ｑｇの鉛直上方においても自動運転による荷役作業を行うことができる。これにより、自動運転による荷役作業を増やすには有利になり、運転手の負担を軽減することができる。

また、運転システム１０によれば、切換経路Ｒｂが自動運転と手動運転との切り換えに要するバッファとなり、吊体３１の移動を止めないように切り換えを行うことができる。これにより、荷役作業が途切れる頻度を低減するには有利になり、クレーン３０の自動運転と手動運転との切り換えに要する時間を短縮することができる。

以上のように、本実施形態の運転システム１０によれば、クレーン３０の自動運転による荷役作業を増加するとともに自動運転および手動運転の切り換え時に荷役作業を途切れさせないことで、荷役効率を向上することができる。

運転システム１０は吊体３１が自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入するときに、切換経路Ｒｂにおける吊体３１の下降速度をクリープ速度Ｖｃに調節することが望ましい。このように、吊体３１がクリープ速度Ｖｃで下降中に自動運転から手動運転への切り換えを行うことで、荷役作業を途切れさせることなく、円滑に、かつ、安全に切り換えるには有利になる。

制御信号生成部２１は切換指示信号Ｓｂを現在位置Ｐｎが自動運転経路Ｒｃから切換経路Ｒｂに進入したときに出力することに加えて、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂから手動運転経路Ｒａに進入する直前に再度出力することが望ましい。指示装置である表示装置１３に運転手に対する自動運転から手動運転への切り換えを指示させる制御を複数に分けて行うことで、運転手は切り換えへの準備と実際の切り換えとを分けて行うことができ、安全に切り換えるには有利になる。例えば、現在位置Ｐｎが切換経路Ｒｂに進入したときに運転手は切り換えの準備を行い、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａに進入する直前に運転手は自動運転から手動運転への切り換えを行う。なお、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａに進入する直前は、前述したとおり次回の現在位置Ｐ（ｎ＋１）をクリープ速度Ｖｃと周期により予測し、次回の現在位置Ｐ（ｎ＋１）が手動運転経路Ｒａに進入すると予測されたときである。

自動運転から手動運転への切り換えは切換経路Ｒｂをバッファとして用いたが、手動運転から自動運転への切り換えは強制的に切り換えることが望ましい。つまり、出発位置Ｑｓの直上において、現在位置Ｐｎが手動運転経路Ｒａから自動運転経路Ｒｃに進入したときに、操作信号Ｓａの優先度を制御信号Ｓｃの優先度よりも低くして、制御信号Ｓｃに基づいて強制的に切り換える。これにより、運転手の操作により手動で切り換える方式に比して煩わしさを低減でき、運転手の負担の軽減には有利になる。

また、設定部２０における各経路の設定は、運転手が操作装置１２を操作して出発位置Ｑｓから吊体３１が上昇してから開始され、手動運転経路Ｒａの終端までに終了することが望ましい。このように、手動運転中に各経路の設定を行うことで、各経路の設定のためだけの時間を設ける必要がなくなり、荷役作業を途切れさせないで切り換えを行うことができる。

既述した実施形態では、運転システム１０が不可侵領域Ａに基づいて手動運転経路Ｒａを設定し、クリープ速度Ｖｃと切り換えに要する時間Ｔｃとに基づいた切換経路Ｒｂを設定する構成を例に説明したが、この構成に限定されない。例えば、予め手動運転経路Ｒａの長さＺａと切換経路Ｒｂの長さＺｂとを設定部２０が有しており、指示された到着位置Ｑｇから長さＺａのＺ方向の線分として手動運転経路Ｒａを設定し、手動運転経路Ｒａの終点から長さＺｂのＺ方向の線分として切換経路Ｒｂを設定してもよい。

また、既述した実施形態では、到着位置Ｑｇが運搬車両４１の荷台の上面を例に説明したが、到着位置Ｑｇは蔵置レーン４０の区画された地面またはコンテナの上面でもよく、船舶に積み込まれたコンテナの上面でもよい。

１０ 運転システム
１１ 制御装置
１２ 操作装置
１３ 表示装置（指示装置）
１５ 位置取得装置
３１ 吊体
３２ 吊索
３３ ドラム
３４ 駆動装置
Ｑｇ 到着位置
Ｒａ 手動運転経路
Rｂ 切換経路
Ｒｃ 自動運転経路
Ｐｎ 現在位置
Ｓａ 操作信号
Ｓｃ 制御信号

Claims (5)

1. 吊体を吊り下げた吊索が接続されたドラムを回転駆動する駆動装置に電気的に接続された制御装置と、この制御装置に電気的に接続されて運転手が操作する操作装置とを備え、前記制御装置からの制御信号により前記駆動装置を駆動させる自動運転と前記操作装置からの操作信号により前記駆動装置を駆動させる手動運転とが切り換わる運転システムにおいて、
   前記吊体の現在位置を取得する位置取得装置を備え、
   指示された前記吊体を到着させるように上位システムから指示された到着位置に基づいて、前記制御装置により、前記到着位置から鉛直上方に向かって順に、手動運転経路、切換経路、および、自動運転経路を設定し、前記位置取得装置が取得した前記現在位置が前記切換経路に進入した場合に、前記自動運転と前記手動運転とが切り換わる制御を行う構成にしたことを特徴とする運転システム。
2. 前記運転手に対して前記自動運転から前記手動運転への切り換えを指示する指示装置を備え、
   前記現在位置が前記自動運転経路から前記切換経路に進入するときに、前記切り換わる制御は前記制御装置が前記指示装置に前記運転手に対して前記自動運転から前記手動運転への切り換えを指示させる制御である請求項１に記載の運転システム。
3. 前記現在位置が前記切換経路から前記手動運転経路に進入する直前に、前記切り換わる制御は前記制御装置が前記指示装置に前記運転手に対して前記自動運転から前記手動運転への切り換えを再度、指示させる制御である請求項２に記載の運転システム。
4. 前記指示させる制御を行った後で、前記現在位置が前記切換経路から前記手動運転経路に進入するまでに前記操作信号が発せられないときに、前記切り換わる制御は前記制御装置が前記切換経路で前記吊体の移動を停止させて、前記操作信号が発せられるまで待機させる制御である請求項２または３に記載の運転システム。
5. 前記現在位置が前記自動運転経路から前記切換経路に進入するときに、前記切り換わる制御は前記制御装置が前記切換経路における前記吊体の下降速度をクリープ速度に調節する制御である請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転システム。

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