JP6946250B2

JP6946250B2 - 路面管理システム

Info

Publication number: JP6946250B2
Application number: JP2018182806A
Authority: JP
Inventors: 浩太郎増田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: JP2020052835A

Description

本発明は路面管理システムに係り、特に鉱山等における未舗装の走行路面の凹凸状況を管理する路面管理システムに関する。

例えば鉱山の採掘現場では、ダンプトラックなどの運搬車両が走行する走行路面は舗装されていないため、運搬車両が繰り返し走行することで、走行路面に轍が形成されるなどして走行路面が劣化してくる。走行路面が悪化すると走行速度、燃料消費量、車体へのダメージ、全ての面において悪影響が出るため、鉱山ではブルドーザーやモーターグレーダーなどの路面補修機械を投入し、定期的に走行路面の保守を行っている。そこで、鉱山現場では走行路面の保守管理の効率化を行いたい要求がある。

走行路面の保守管理を効率的に行う従来例として、特許文献１には、運搬車両が路面情報を取得し、取得した路面情報を鉱山管理装置に送信し、鉱山管理装置の路面状況解析部において、路面情報から凹凸イベントを算出し、路面凹凸イベントの発生頻度から走行路面の整備に関する指標を作成するという記載がある。

特開２０１３−１０５２７８号公報

しかしながら、特許文献１では、ダンプトラックなどの運搬車両からデータが提供された時点における路面状況を表示するのみであるため、運搬車両の走行により今後、路面状況がどのように変化するか分からず、走行路面の劣化そのものを防止もしくは緩和することができない。

そこで本発明は、前記実情に鑑み、走行路面の劣化を低減させる車両運用を実行可能とする路面管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は特許請求の範囲に記載の構成を備える。その一例をあげるならば、作業車両と前記作業車両の運行を管理する管理端末とを無線通信回線を介して接続した路面管理システムであって、前記作業車両は、前記作業車両の位置を検知して位置情報を出力する位置情報出力装置と、前記作業車両の走行制御信号及び車載センサ出力値の少なくとも一方に基づいて算出した前記作業車両の稼働情報を出力する稼働情報算出装置と、前記作業車両が走行した走行路面の劣化度を、前記稼働情報に基づいて推定した路面劣化度情報を出力する路面劣化度推定装置と、前記位置情報、前記稼働情報、及び前記路面劣化度情報を前記管理端末に送信する車両側無線通信装置と、を備え、前記管理端末は、前記位置情報、前記稼働情報、及び前記路面劣化度情報を前記作業車両から受信する管理側無線通信装置と、前記作業車両が前記走行路面を走行する場合に、前記走行路面が劣化状態となるか否かを判定する路面劣化走行判定装置と、前記路面劣化走行判定装置の判定結果を前記作業車両に出力する判定結果出力装置と、を備え、前記路面劣化走行判定装置は、前記走行路面を所定の大きさの複数のセグメントに分けた地図情報として記憶する地図情報記憶部と、前記作業車両から受信した前記位置情報及び前記地図情報に基づいて、前記作業車両が前記走行路面におけるどの前記セグメントを走行しているかを演算する車両位置演算部と、前記作業車両から受信した前記稼働情報及び前記路面劣化度情報を、前記作業車両から受信した前記位置情報に対応する前記セグメントに割り当てた路面情報を記憶する路面情報記憶部と、前記走行路面の劣化度の変化率が閾値を超えた前記路面情報を抽出し、抽出した前記路面情報に基づいて前記走行路面が劣化状態となる劣化条件を演算する路面劣化条件演算部と、前記走行路面を走行している前記作業車両から受信した前記稼働情報と、前記作業車両が走行している前記セグメントに対応する前記劣化条件とを比較することによって、前記劣化条件を満たす可能性があるか否かを判定する路面劣化走行判定部と、前記走行路面における気象状態を示す環境情報を記憶する環境情報記憶部と、を備え、前記路面劣化条件演算部は、前記路面情報及び前記環境情報に基づいて前記劣化条件を演算し、前記走行路面の各位置において、前記走行路面の劣化度の変化率が前記閾値を超えた時間帯の前記路面情報及び前記環境情報を集計し、前記環境情報における出現回数が所定の回数より多い気象状態、前記路面情報における出現回数が所定の回数より多い前記作業車両に係る前記車載センサ出力値または当該車載センサ出力値に係る前記作業車両の走行操作のうち少なくとも一つを前記劣化条件とする、ことを特徴とする。

本発明によれば、走行路面の劣化を低減させる車両運用を実行可能とする路面管理システムを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

鉱山全体を示す概念図運搬車両の構造を示す側面図運搬車両の構成を示すブロック図稼働情報の構成を示す図管理端末の構成を示すブロック図地図情報を説明する説明図車載端末のハードウェア構成を示すブロック図運搬車両から管理端末に送信される稼働情報を例示した図セグメントｉにおける運搬車両の稼働情報を例示した図Ａ地点における運搬車両の稼働情報を例示した図路面劣化度の変化と天候との関係を説明する説明図路面劣化条件推定処理の流れを示すフローチャート所定の条件で抽出したレコードの値を集計した結果を説明する図走行時路面劣化報知処理の流れを示すフローチャート

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一又は関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施形態では、特に必要なとき以外は同一又は同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

＜鉱山現場＞
図１は、本発明の実施形態における鉱山現場の概略構成を示す図である。鉱山現場では、図１で示すように、掘削作業や積込作業等を行う複数台の積込機械１と、積込機械１で掘削された砕石や土砂等の掘削物を積込機械１が位置する積込場から放土場へ運搬する複数の運搬車両２とが稼働している。運搬車両２が走行する走行路面は舗装されておらず、運搬車両２の重量が大きいため、運搬車両２の走行に伴い路面状況が悪化してくる。そのため、悪化した走行路面を修復する複数の整地車両３が稼働している。本実施形態では作業車両の例として運搬車両２を用いているが、作業車両は運搬車両２に限らず、ライトビークルであってもよい。

管理端末４は、無線中継局５を介し、積込機械１や運搬車両２や整地車両３等、鉱山で稼働している車両の位置情報や例えば、速度センサなどの車載センサ情報等の稼働情報を収集し、各車両が走行した走行路面の状況に関する情報を管理し、鉱山で稼働している車両の運行を管理する。鉱山管理者は管理端末４を介して各積込機械や各作業車両の稼働情報をモニタリングする。特に、鉱山で用いられるダンプトラックなどの運搬車両２は、積載重量もほぼ一定で、決まった走行路面を繰り返し走行することが多いため、各運搬車両２についての過去の稼働情報から次回の走行時など将来における稼働情報を推定することが可能である。

＜構成＞
図２から図５を参照して、鉱山における路面管理システム６の構成について説明する。図２は、運搬車両２の構造を示す側面図である。図３は、運搬車両２の構成を示すブロック図である。図４は、稼働情報２５１の構成を示す図である。図５は、管理端末４の構成を示すブロック図である。

運搬車両２は、車体フレーム２０１と、車体フレーム２０１の前方下部に回転可能に設けられた左右の前輪２０２ＦＬ、２０２ＦＲ（図２には前輪２０２ＦＬのみ示している）と、車体フレーム２０１の後方下部に回転可能に設けられた左右の後輪２０２ＢＬ、２０２ＢＲ（図２には、後輪２０２ＢＬのみ示している）と、車体フレーム２０１の後方上部にヒンジピン２０７を介して回動可能に設けられた荷台２０３と、荷台２０３を回動させるホイストシリンダ２０８と、車体フレーム２０１の前方上部に設けられた運転室２０５とを備える。運転室２０５には、前輪２０２ＦＬ、２０２ＦＲの舵角を制御するステアリング、運搬車両２を加速させるアクセルペダル、運搬車両２を制動するブレーキペダルなどが設けられている。

また、運搬車両２は、前輪２０２ＦＬ、２０２ＦＲ、後輪２０２ＢＬ、２０２ＢＲのいずれかに取り付けられた車輪速センサなどの速度センサ２１２を車載センサとして備える。さらに、車体フレーム２０１と前輪２０２ＦＬ、２０２ＦＲとの間には、それぞれ、前輪側サスペンション２０４ＦＬ、２０４ＦＲ（図２には、前輪側サスペンション２０４ＦＬのみ示している）が設けられており、車体フレーム２０１と後輪２０２ＢＬ、２０２ＢＲとの間には、後輪側サスペンション２０４ＢＬ、２０４ＢＲ（図２には、後輪側サスペンション２０４ＢＬのみ示している）が設けられている。

前輪側サスペンション２０４ＦＬ、２０４ＦＲ、及び、後輪側サスペンション２０４ＢＬ、２０４ＢＲは、それぞれが油圧シリンダで構成されており、それらの圧力を検出するサスペンション圧力センサ２１４ＦＬ、２１４ＦＲ、２１４ＢＬ、２１４ＢＲ（図３においては、まとめてサスペンション圧力センサ２１４と示している）が設けられている。

また、運搬車両２は、荷台２０３に積み込まれた積載物の積載量を測定する重量センサ２１３と、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ衛星データを受信して位置を検知する位置センサ２１５とを車載センサとして備え、管理端末４との通信を行う車両側無線通信装置２５０と、運搬車両２に搭載され、運搬車両２が走行する走行路面の路面状況を演算する車載端末２００と、ディスプレイなどの表示装置２６０と、運搬車両２の走行を制御する車体制御装置２７０とを備える。なお、重量センサ２１３として、車体フレーム２０１に取り付けられたサスペンションの圧力を測定し、その値を荷台２０３に積み込まれた積載物の重量に変換する等、間接的に積載量を推定するものを用いてもよい。

速度センサ２１２、重量センサ２１３、サスペンション圧力センサ２１４及び位置センサ２１５は、図３に示すように、それぞれ車載端末２００に接続される。

＜車載端末２００＞
車載端末２００は、位置センサ２１５から取得した値に基づいて運搬車両２の位置を検知して位置情報を出力する位置情報出力装置２１０と、運搬車両２の走行制御信号及び速度センサ２１２、重量センサ２１３、サスペンション圧力センサ２１４などの車載センサ出力値の少なくとも一つに基づいて、運搬車両２の速度、アクセル開度、ブレーキ開度などを運搬車両２の稼働情報として算出する稼働情報算出装置２２０と、稼働情報算出装置２２０が算出した運搬車両２の稼働情報等を記憶する稼働情報記憶装置２３０と、運搬車両２の稼働情報に基づいて、運搬車両２が走行した走行路面の路面劣化度を推定する路面劣化度推定装置２４０とを備える。なお、運搬車両２の走行制御信号とは、例えば、運搬車両２を走行させるためにオペレータがした走行操作を、運搬車両２の各部に伝達するための信号である。走行制御信号の例としては、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み量を示す信号、ステアリングの操作量を示す信号などが該当する。

路面劣化度推定装置２４０は、例えば、サスペンション圧力センサ２１４ＦＬ、２１４ＦＲ、２１４ＢＬ、２１４ＢＲが出力する前輪側サスペンション２０４ＦＬ、２０４ＦＲ、後輪側サスペンション２０４ＢＬ、２０４ＢＲの圧力の値のうち、いずれか１つの値が所定の範囲外にあり、かつ、残りの３つの値が所定の範囲内にある場合に、運搬車両２が走行している位置の走行路面が劣化状態であると判定する。また、路面劣化度推定装置２４０は、例えば、所定の範囲外にある圧力の値と所定の範囲との差が大きいほど、路面劣化度が高いと推定する。なお、路面劣化度推定装置２４０は、例えば、走行制御信号によって特定されるアクセル開度やブレーキ開度の時間変化など、サスペンション圧力センサ２１４ＦＬ、２１４ＦＲ、２１４ＢＬ、２１４ＢＲ以外の値によって、走行路面の路面状況が劣化状態であるか否かを推定する構成としてもよい。

また、「路面状況が劣化状態である」とは、走行路面に轍が形成されているなどして運搬車両２が走行路面を走行すると車体フレーム２０１にねじれを生じさせる可能性がある路面状況のことである。また、走行路面の凹凸によって、運搬車両２の走行速度が低下したり、燃料消費量が増加したりする路面状況のことである。

路面劣化度推定装置２４０は、推定した路面劣化度を路面劣化度情報として稼働情報記憶装置２３０に送信する。稼働情報記憶装置２３０は、各運搬車両２を識別する車両ＩＤ、路面劣化度を推定した走行路面の位置を示す位置情報、稼働情報を取得した時刻の情報とともに、路面劣化度推定装置２４０から受信した路面劣化度情報を記憶する。稼働情報記憶装置２３０は、路面劣化度推定装置２４０から受信した情報を、図４に示すような情報構成を含む稼働情報データテーブル５００として記憶する。稼働情報データテーブル５００には、運搬車両２の稼働情報を取得した時刻に位置情報出力装置２１０が出力した運搬車両２の位置情報（稼働情報取得位置）と、稼働情報算出装置２２０が運搬車両２の稼働情報を取得した時刻の情報（稼働情報取得時刻）と、路面劣化度推定装置２４０が運搬車両２の稼働情報に基づいて推定した路面劣化度情報とが、運搬車両２の車両ＩＤ及び稼働情報と関連付けられて記憶される。

＜管理端末＞
管理端末４は、運搬車両２等の鉱山内の車両と通信を行う管理側無線通信装置４１と、サーバ４２と、管理者が情報を入力する際に操作するキーボード等の入力装置４３とを備える。また、サーバ４２は、地図情報記憶部４２１と、車両位置演算部４２２と、データ分割部４２３と、路面情報記憶部４２４と、環境情報記憶部４２５と、路面劣化条件演算部４２６と、路面劣化条件記憶部４２７と、路面劣化走行判定部４２８とを備える。

地図情報記憶部４２１は、運搬車両２等の車両が走行する鉱山内の走行路面を、所定の大きさの複数のセグメントに分けた地図情報４２０として記憶する。車両位置演算部４２２は、管理側無線通信装置４１が取得した鉱山内の車両の情報に基づいて、地図情報記憶部４２１に記憶されている地図情報４２０に含まれる走行路面において、当該車両がどのセグメントを走行しているかを演算する。データ分割部４２３は、地図情報４２０に含まれる走行路面の各セグメントに、管理側無線通信装置４１が取得した鉱山内の車両の情報を割り当てる。路面情報記憶部４２４は、データ分割部４２３によって、地図情報４２０に含まれる走行路面の各セグメントに稼働情報が割り当てられて構成される路面情報を稼働情報取得時刻と対応付けて記憶する。環境情報記憶部４２５は、鉱山の気象状態（例えば、気温、気圧、天候、雨量、雲量など）の環境情報を記憶する。路面劣化条件演算部４２６は、路面情報記憶部４２４及び環境情報記憶部４２５に記憶されている情報に基づいて、鉱山内の走行路面の路面状況が劣化状態となる劣化条件を演算する。路面劣化条件記憶部４２７は、路面劣化条件演算部４２６によって演算された劣化条件を記憶する。路面劣化走行判定部４２８は、鉱山内を走行する運搬車両２等の車両から取得した稼働情報と、路面劣化条件記憶部４２７に記憶されている劣化条件とに基づいて、当該車両が走行路面を走行する場合に、鉱山内の走行路面の路面状況が当該走行時刻において劣化状態となる劣化条件が満たされる可能性があるか否かを判定し、その判定結果を判定結果出力装置の１つである管理側無線通信装置４１に出力する。また、サーバ４２は、路面劣化走行判定装置として機能する。

環境情報記憶部４２５は、例えば、鉱山内の複数の地点（例えば、Ａ地点、Ｂ地点）それぞれにおいて、時刻（例えば、時刻ｔ１、ｔ２）毎の複数の環境情報を記憶している。換言すれば、環境情報記憶部４２５は、鉱山内の位置を示す位置情報と、環境情報の収集時刻を示す時刻情報とに対応付けて、複数の環境情報を記憶している。環境情報は、例えば、気象データの配信サービスを提供する商用サーバから管理側無線通信装置４１を介して受信すればよい。なお、サーバ４２は、鉱山の気温や気圧、天候などの環境情報や、これらの環境情報を記憶する環境情報記憶部４２５を含まない構成であってもよい。ただし、路面劣化条件演算部４２６は、鉱山内の環境情報を用いることにより、鉱山内の走行路面の路面状況が劣化状態となる劣化条件を、より精度よく演算することができる。

図６は、鉱山内の走行路面を走行する運搬車両２Ａ、２Ｂを地図情報４２０上に模式的に示した図である。地図情報４２０は、鉱山内の走行路面が所定の間隔に分割された複数のセグメントｉ、ｊ、・・・、によって構成される。複数のセグメントそれぞれには、地図情報４２０上で当該セグメントを特定する座標を示す情報が割り当てられている。セグメントｉの座標は（ｘｉ，ｙｉ）であり、セグメントｊの座標は（ｘｊ，ｙｊ）である。また、図６には、セグメントｉからセグメントｊに向かって走行する運搬車両２Ａ及び運搬車両２Ｂを示している。

管理端末４の管理側無線通信装置４１及び運搬車両２の車両側無線通信装置２５０は、無線通信回線を介して通信接続され、本実施形態に係る路面管理システム６が構成される。

図７は、車載端末２００のハードウェア構成を示すブロック図である。車載端末２００は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＨＤＤ２４、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２５、出力Ｉ／Ｆ２６を含み、これらがバス２７を介して互いに接続された制御装置を用いて構成される。なお、管理端末４も車載端末２００と同様のハードウェア構成を含む。図３に示す車載端末２００の各機能部及び図５に示すサーバ４２の各機能部は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＨＤＤ２４に記憶されたプログラムをＣＰＵ２１が実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとが協働して実現されてもよいし、集積回路により実現されてもよい。また、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＨＤＤ２４は、記憶装置として機能する。

＜処理＞
図８から図１４を参照して、路面管理システム６の処理の概要について説明する。図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、運搬車両２Ａ及び運搬車両２Ｂから管理端末４に送信される稼働情報を示す図である。運搬車両２Ａから管理端末４に送信される稼働情報２５１Ａは、運搬車両２Ａの車両ＩＤ、稼働情報取得位置、稼働情報取得時刻、路面劣化度、運搬車両２Ａの速度、アクセル開度、ブレーキ強度を含んで構成される。なお、運搬車両２Ｂから管理端末４に送信される稼働情報２５１Ｂも、稼働情報２５１Ａと同様の構成である。稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂの各レコードは、データ分割部４２３によって、複数のセグメントのうちの一つに割り当てられる情報である。

図９は、データ分割部４２３によって、複数のセグメントのうちの一つに割り当てられたセグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃを示す図である。データ分割部４２３は、稼働情報取得位置に基づいて、セグメントごとに稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂを併合したセグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃを生成する。すなわち、データ分割部４２３は、稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂに含まれる全てのレコードについて、同一の稼働情報取得位置を含むレコードを抽出し、抽出したレコードを当該稼働情報取得位置を含むセグメントに割り当てる。

図９に示すように、セグメントｉの稼働情報２５１Ｃは、運搬車両２Ａ又は運搬車両２Ｂを特定するための車両ＩＤ、セグメントｉに含まれる位置（ｘｉ，ｙｉ）を示す稼働情報取得位置、稼働情報取得時刻、路面劣化度、運搬車両２の速度、アクセル開度、ブレーキ強度を含んで構成される。データ分割部４２３は、稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂを受信するたびにセグメントごとに稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂを併合したセグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃを生成もしくは更新し、路面情報として路面情報記憶部４２４に記憶する。

次に、路面劣化条件演算部４２６が行う路面劣化条件演算処理について、図１０から図１４を参照して説明する。路面劣化条件演算部４２６は、路面情報記憶部４２４からセグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃを、環境情報記憶部４２５から環境情報をセグメントごとに取得し、セグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃに環境情報を併合する。ここでは、路面劣化条件演算部４２６は、Ａ地点を含むセグメント及びＢ地点を含むセグメントそれぞれについて、セグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃそれぞれに、対応するセグメントの環境情報を併合すると仮定する。

図１０Ａは、Ａ地点を含むセグメントに対応する環境情報併合済み稼働情報２６１Ａを示す図である。また、図１０Ｂは、Ａ地点における環境情報併合済み稼働情報２６１Ａから抽出した時刻ｔｂから時刻ｔｃの間のレコードである抽出済み稼働情報２６１Ｂを示す図である。図１１は、路面劣化度の変化と天候との関係を説明する説明図である。図１２は、路面劣化条件推定処理の流れを示すフローチャートである。図１３Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、環境情報併合済み稼働情報２６１Ａから所定の条件でレコードを抽出して集計した結果を説明する図である。図１４は、走行時路面劣化報知処理の流れを示すフローチャートである。

路面劣化条件演算部４２６は、Ａ地点を含むセグメントに対応する環境情報併合済み稼働情報２６１Ａ及びＢ地点を含むセグメントに対応する環境情報併合済み稼働情報（不図示）それぞれについて、横軸を時刻、縦軸を路面劣化度としてプロットし、図１１に示すようなグラフ２７１を生成する。グラフ２７１においては、時刻ｔｂから時刻ｔｃの間に、Ａ地点において走行路面が劣化して路面劣化度が大きくなり、時刻ｔｃから時刻ｔｄの間に整地車両３によって走行路面が整備されてＡ地点の路面劣化度が小さくなったと仮定する。なお、Ｂ地点においては、時刻ｔ０から時刻ｔｄの間、走行路面の劣化が少なく、路面劣化度が小さい状態であったと仮定する。

路面劣化条件演算部４２６は、Ａ地点及びＢ地点それぞれについて、所定の時間帯、例えば、ｔｂからｔｃにおける路面劣化度の変化率を算出し（Ｓ１）、路面劣化度の変化率が閾値を超えたか否かを判定する（Ｓ２）。路面劣化条件演算部４２６は、Ｂ地点について、所定時間における路面劣化度の変化率が閾値を超えていないと判定し（Ｓ２／ＮＯ）、処理を終了する。一方で、Ａ地点について、路面劣化条件演算部４２６は、所定時間における路面劣化度の変化率が閾値を超えたと判定し（Ｓ２／ＹＥＳ）、時刻ｔｂから時刻ｔｃの間のレコードを環境情報併合済み稼働情報２６１Ａから抽出する（Ｓ３）。Ｓ３で抽出したレコードを抽出済み稼働情報２６１Ｂとする（図１０Ｂ参照）。次に、路面劣化条件演算部４２６は、Ｓ３で抽出した抽出済み稼働情報２６１Ｂを集計し（Ｓ４）、路面劣化条件記憶部４２７に記憶させる。

Ｓ４の処理において、路面劣化条件演算部４２６は、抽出済み稼働情報２６１Ｂについて、環境情報における「晴れ」、「くもり」、「雨」など天候別にそれぞれの気象状態が現れた回数、速度の値、アクセル開度の値をそれぞれ集計し、図１３に示すようなグラフを生成する。図１３Ａは、抽出済み稼働情報２６１Ｂの環境情報（天候別の出現回数）を集計したグラフ、図１３Ｂは、抽出済み稼働情報２６１Ｂの速度の値（運搬車両２Ａ、２Ｂの走行速度ごとの出現回数）を集計したグラフ、図１３Ｃは、抽出済み稼働情報２６１Ｂのアクセル開度の値（運搬車両２Ａ、２Ｂのアクセル開度ごとの出現回数）を集計したグラフを示す。

路面劣化条件演算部４２６は、Ｓ４の処理の結果、Ａ地点における路面劣化度を大きく変化させる要因として、環境条件が雨であって、かつ、アクセル開度が大きいからだと推定する（Ｓ５）。ここでは、図１３Ａ、Ｂ、Ｃに示すグラフに現れた回数が所定の回数ｎを超えた要素、すなわち、Ａ地点の環境条件としてＡ地点の天候が雨であって、かつ、運搬車両２の走行操作としてアクセル開度が所定の値Ａｘｍより大きくなる走行操作が所定の回数以上行われたことが路面劣化度を大きく変化させる要因であると推定したが、クラスター分析などの統計方法をもちいて路面劣化度を大きく変化させる要因を推定してもよい。路面劣化条件演算部４２６は、Ｓ５で推定した結果を路面劣化条件として路面劣化条件記憶部４２７に記憶させ（Ｓ６）、本処理を終了する。なお、所定の回数ｎは、環境条件、走行速度やアクセル開度などの運搬車両２の車載センサ出力値、運搬車両２の走行操作に対してそれぞれ異なる回数を設定してもよい。

稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂを受信するたびに、セグメントごとに稼働情報２５１Ａ及び稼働情報２５１Ｂを併合したセグメント割り当て済み稼働情報２５１Ｃが更新される。したがって、路面劣化条件演算部４２６は、管理端末４が運搬車両２から稼働情報２５１を受信するたびに、Ｓ１からＳ６の処理を実行して、各地点における路面劣化度を大きく変化させる要因を推定して、路面劣化条件として路面劣化条件記憶部４２７に記憶させる。

路面劣化条件記憶部４２７に記憶された各地点における路面劣化度を大きく変化させる要因に関する情報、すなわち、路面劣化条件は、路面劣化走行判定部４２８によって、運搬車両２が走行路面を走行する際に、鉱山内の走行路面の路面状況が劣化状態となる劣化条件が満たされる可能性があるか否かを判定する処理に用いられる。路面劣化走行判定部４２８は、鉱山内を走行する運搬車両２Ａから稼働情報２５１Ａを取得し（Ｓ１１）、運搬車両２Ａが走行している位置における路面劣化条件を路面劣化条件記憶部４２７から取得する（Ｓ１２）。また、路面劣化条件が環境情報に関する条件を含む場合、路面劣化走行判定部４２８は、運搬車両２Ａの現在位置でかつ現在時刻に対応する環境情報を、環境情報記憶部４２５から取得する。次に、路面劣化走行判定部４２８は、路面劣化条件記憶部４２７から取得した路面劣化条件と、運搬車両２Ａから取得した稼働情報２５１Ａと、環境情報記憶部４２５から取得した環境情報とを比較し（Ｓ１３）、運搬車両２Ａが走行路面を走行すると路面状況が劣化状態となる可能性があるか否か、すなわち、路面劣化条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１４）。

ここでは、運搬車両２Ａの現在位置をＡ地点とし、グラフ２７１及び図１３を例に挙げて説明する。運搬車両２Ａが位置するＡ地点の天候が雨であり、運搬車両２Ａのアクセル開度が予め定めた閾値より大きい場合に、路面劣化走行判定部４２８は、運搬車両２ＡがＡ地点を走行すると、路面劣化条件を満たす可能性が高いと判定する（Ｓ１５）。そして、路面劣化走行判定部４２８は、Ｓ１５の判定結果として、運搬車両２ＡがＡ地点を走行する場合に、路面劣化条件を満たす可能性が高いために、アクセル開度を小さくすればＡ地点の走行路面の劣化を回避可能であることを示す通知情報を、管理側無線通信装置４１を介して運搬車両２Ａに出力し（Ｓ１６）、本処理を終了する。一方で、運搬車両２Ａが位置するＡ地点の天候が晴れであるか、または運搬車両２Ａのアクセル開度が予め定めた閾値以下である場合に、路面劣化走行判定部４２８は、運搬車両２ＡがＡ地点を走行すると、路面劣化条件を満たす可能性が低いと判定する（Ｓ１７）。そして、路面劣化走行判定部４２８は、運搬車両２ＡがＡ地点を走行する場合に、路面劣化条件を満たす可能性が低いことを示す通知情報を、管理側無線通信装置４１を介して運搬車両２Ａに出力し（Ｓ１８）、本処理を終了する。

管理端末４から通知情報を受信すると、運搬車両２Ａは、Ａ地点を通過する直前など適切なタイミングで、通知情報を表示装置２６０に表示してオペレータに報知し、例えば、前回記憶されたアクセル開度では路面劣化条件を満たす可能性が高い場合には、予め定めたアクセル開度閾値より小さいアクセル開度になるように、運搬車両２Ａのアクセル開度を減少させる走行操作の実行を促すようにする。表示装置２６０は、報知装置の一つである。ただし、報知の方法は表示装置２６０への情報の表示に限定されず、ランプの点灯や点滅でもよいし、スピーカによる音声の出力でもよい。

もしくは、運搬車両２Ａは、管理端末４から受信した通知情報に基づいて、予め定めたアクセル開度閾値より小さいアクセル開度に対応する走行制御信号を車体制御装置２７０に出力し、車体制御装置２７０は、運搬車両２Ａのアクセル開度を減少させる制御を実行してもよい。なお、運搬車両２に路面劣化走行判定部４２８が含まれる構成としてもよい。また、路面劣化走行判定部４２８は、入力装置４３を介してオペレータの任意の判定条件を追加可能なように構成されていてもよい。

本実施形態によれば、運搬車両２が走行路面を走行する際に、路面状況が劣化状態となる劣化条件を満たす可能性があるか否かを判定することにより、走行路面の路面状況が劣化状態となることを低減させるように作業車両の運用を行うことができる。これにより、鉱山における路面整備の回数を減少させることができ、その結果、路面整備作業の効率を向上させることができる。

１：積込機械
２：運搬車両
３：整地車両
４：管理端末
５：無線中継局
６：路面管理システム
４１：管理側無線通信装置（判定結果出力装置）
４２：サーバ（路面劣化走行判定装置）
２００：車載端末
２１２：速度センサ
２１３：重量センサ
２１４：サスペンション圧力センサ
２１５：位置センサ
２５０：車両側無線通信装置

Claims

作業車両と前記作業車両の運行を管理する管理端末とを無線通信回線を介して接続した路面管理システムであって、
前記作業車両は、
前記作業車両の位置を検知して位置情報を出力する位置情報出力装置と、
前記作業車両の走行制御信号及び車載センサ出力値の少なくとも一方に基づいて算出した前記作業車両の稼働情報を出力する稼働情報算出装置と、
前記作業車両が走行した走行路面の劣化度を、前記稼働情報に基づいて推定した路面劣化度情報を出力する路面劣化度推定装置と、
前記位置情報、前記稼働情報、及び前記路面劣化度情報を前記管理端末に送信する車両側無線通信装置と、
を備え、
前記管理端末は、
前記位置情報、前記稼働情報、及び前記路面劣化度情報を前記作業車両から受信する管理側無線通信装置と、
前記作業車両が前記走行路面を走行する場合に、前記走行路面が劣化状態となるか否かを判定する路面劣化走行判定装置と、
前記路面劣化走行判定装置の判定結果を前記作業車両に出力する判定結果出力装置と、
を備え、
前記路面劣化走行判定装置は、
前記走行路面を所定の大きさの複数のセグメントに分けた地図情報として記憶する地図情報記憶部と、
前記作業車両から受信した前記位置情報及び前記地図情報に基づいて、前記作業車両が前記走行路面におけるどの前記セグメントを走行しているかを演算する車両位置演算部と、
前記作業車両から受信した前記稼働情報及び前記路面劣化度情報を、前記作業車両から受信した前記位置情報に対応する前記セグメントに割り当てた路面情報を記憶する路面情報記憶部と、
前記走行路面の劣化度の変化率が閾値を超えた前記路面情報を抽出し、抽出した前記路面情報に基づいて前記走行路面が劣化状態となる劣化条件を演算する路面劣化条件演算部と、
前記走行路面を走行している前記作業車両から受信した前記稼働情報と、前記作業車両が走行している前記セグメントに対応する前記劣化条件とを比較することによって、前記劣化条件を満たす可能性があるか否かを判定する路面劣化走行判定部と、
前記走行路面における気象状態を示す環境情報を記憶する環境情報記憶部と、を備え、
前記路面劣化条件演算部は、
前記路面情報及び前記環境情報に基づいて前記劣化条件を演算し、
前記走行路面の各位置において、前記走行路面の劣化度の変化率が前記閾値を超えた時間帯の前記路面情報及び前記環境情報を集計し、前記環境情報における出現回数が所定の回数より多い気象状態、前記路面情報における出現回数が所定の回数より多い前記作業車両に係る前記車載センサ出力値または当該車載センサ出力値に係る前記作業車両の走行操作のうち少なくとも一つを前記劣化条件とする、
ことを特徴とする路面管理システム。
請求項１に記載の路面管理システムにおいて、
前記作業車両は、
前記劣化条件を満たす可能性があるとの判定結果を受信した場合に、前記劣化条件に対応する前記セグメントの前記走行路面が劣化状態とならないように予め定めたアクセル開度閾値より小さいアクセル開度に対応する前記走行制御信号に基づいて前記作業車両の走行を制御する車体制御装置を備える、
ことを特徴とする路面管理システム。
請求項１に記載の路面管理システムにおいて、
前記作業車両は、
前記劣化条件を満たす可能性があるとの判定結果を受信した場合に、前記劣化条件に対応する前記セグメントを走行する前に、前記セグメントの前記走行路面が劣化状態とならないように予め定めたアクセル開度閾値より小さいアクセル開度にて走行するように促す旨を、前記作業車両のオペレータに報知する報知装置を備える
ことを特徴とする路面管理システム。