JP7340996B2 - 現場管理システム - Google Patents
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Description
<概要・全体構成>
土木、建設等の作業現場では、求められる作業に応じて、複数の作業機械1(図3の(A)および(B)参照)および複数の作業員100(同)が作業現場内に配置され、作業機械1および作業員100は作業現場内を移動しながら作業を行う。また、作業現場には、施工の計画および施工品質や進捗、安全対策等の施工管理を行う監督者(作業監督者)が配置される。作業機械1には、作業領域250(同)が設定され、作業機械1は作業領域250内で、姿勢を種々変化させて作業を行う。作業領域250は、作業機械1の作業の進捗に伴って変更される。作業員100が作業機械1の作業領域250を認識せず、作業領域250に不用意に侵入した場合には、作業員100が作業機械に接近し過ぎる場合がある。また、作業員100が作業機械1に接近し過ぎた場合は作業機械1を減速あるいは停止させる必要があり、作業効率が低下する。したがって、作業進捗に伴って変更される作業機械1の作業領域250を作業員100に正しく認識させることが、作業員の接近回避および作業効率の向上のために重要である。
作業員端末装置40は、例えば、スマートフォンやタブレット端末、ウェアラブルデバイスであって、作業員100に常に携帯させるものであり、作業現場に配置される作業員100の人数分存在する。図1に示すように、作業員端末装置40は、端末位置検出装置45と作業員端末演算装置42と作業員端末通信装置43と作業員通知装置44とを備え、図示しない電源部によって駆動される。
作業機械情報処理装置10は、車体位置検出装置50、設定入力装置53、作業機械演算装置60、作業機械通信装置55とから構成され、作業機械1に搭載される。作業機械情報処理装置10は、車体位置検出装置50で検出される作業機械1の位置情報と、設定入力装置53を介して設定される作業領域に基づいて、図2の(B)に示すような車体信号110を生成し、作業現場内無線ネットワーク、携帯電話網等を介して現場管理装置30に送信する。
現場管理装置30は、現場管理用制御装置31と、現場管理通信装置32とから構成され、作業現場内の管理事務所等に設置される。現場管理装置30は、作業員端末装置40および作業機械情報処理装置10と現場内無線ネットワークや携帯電話網などによって接続されており、作業員端末装置40から送信される作業員信号140と、作業機械情報処理装置10から送信される車体信号110を受信し、これらの信号を用いて、作業現場内の作業員100および作業機械1の位置および作業機械1の作業領域を管理し、作業員100に対して通知すべき作業領域情報を抽出し、作業員端末装置40に対して、作業領域通知信号130を送信する。
現場管理用制御装置31は、図示しないCPU、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、およびフラッシュメモリ等からなる記憶部、これらを備えるマイクロコンピュータ並びに図示しない周辺回路などから構成され、例えばROMに格納されるプログラムにしたがって作動する。
記憶部31Bは、演算部31Aの行う演算に必要な情報を保持し、演算部31Aからの指令に応じて保持している情報を出力する。図1に示すように、本実施形態では、作業機械リスト310、作業員リスト340、作業機械情報350、作業員情報360が保持される。
演算部31Aは、作業員情報生成部34と、作業機械情報生成部35と、作業領域情報抽出部36と、作業領域通知信号出力部37とから構成される。以下では、各部の詳細を説明する。
作業員情報生成部34は、現場管理通信装置32で受信される作業員信号140の受信結果と記憶部31Bに格納された作業員リスト340とを用いて作業員情報360を生成する。
作業機械情報生成部35は、現場管理通信装置32で受信される車体信号110の受信結果と記憶部31Bに格納された作業機械リスト310を用いて作業機械情報350を生成する。
作業領域情報抽出部36は、作業員情報生成部34の生成する作業員情報360と、作業機械情報生成部35の生成する作業機械情報350とを用いて、各作業員端末装置に通知すべき作業領域情報を抽出し、作業員IDごとに作業領域情報380を生成する。
作業領域通知信号出力部37は、作業領域情報抽出部36の生成する作業領域情報380を作業領域通知信号130に変換し、該当する作業員端末装置40に対して作業領域通知信号130を送信するよう現場管理通信装置32に指令を出力する。作業領域通知信号130は、図2の(C)示すように、該当する作業機械の台数分の作業領域情報を格納した信号であり、各作業領域情報は作業機械ID、作業機械の位置、作業領域、作業領域更新フラグから構成される。作業領域通知信号出力部37では、作業員リスト340に記載された全ての作業員IDについて、作業領域情報380に格納される作業機械ID分の情報を作業領域情報としてつなぎ合わせ、作業領域通知信号130とする。
現場管理通信装置32は、作業現場内無線ネットワーク、携帯電話網等を用いて、作業員端末装置40および作業機械情報処理装置10との通信を行う装置である。作業員端末装置40からの作業員信号140および作業機械情報処理装置10からの車体信号110を受信して、現場管理用制御装置31に出力する。また、現場管理用制御装置31からの指令に応じて、作業領域通知信号130を作業員端末装置40に送信する。
以下では、本実施形態の変更例について説明する。
上記の実施形態では、現場管理用制御装置31において、作業現場で稼動している作業機械1のうち、当該作業員100の位置が作業領域通知領域260内である作業機械の作業領域を抽出し、作業領域通知信号130として作業員端末装置40に送信する例を示した。一方、作業員100に通知する必要があるのは、作業領域250に変更が生じた場合や、作業員100の移動または作業機械の作業領域通知領域260の変更に伴って作業員100が新たに作業領域通知領域260に侵入した場合である。上記の実施形態では、作業領域の更新の有無を作業領域通知信号130の作業領域更新フラグを用いて表す例を示したが、作業領域通知信号130には、前回の送信から変更のあった作業領域情報のみを含むようにしてもよい。このような場合では、作業領域通知信号出力部37において、作業領域情報380のうち、更新フラグが「1」のもののみを抽出し、作業領域通知信号130とする。このような構成にすることによって、作業領域通知信号130のデータ量を削減することが可能となる。また、作業員端末装置40において、通知生成時に作業領域の更新の有無の判定が不要となり、作業員端末装置40の演算処理量を削減することが可能となる。
上記の実施形態では、作業員信号140に含まれる作業員の位置情報、車体信号110に含まれる作業機械の位置情報、作業領域250、作業領域通知領域260をグローバル座標系で取り扱う例を示したが、座標系は必ずしもグローバル座標系である必要はなく、作業現場に設定された現場座標系等を用いてもよい。また、作業機械情報処理装置10においては作業領域250および作業領域通知領域260を車体座標系として取り扱い、現場管理装置30において、作業機械の位置情報にもとづいて、作業領域250および作業領域通知領域260を他の座標系に変換するように構成してもよい。
上記の実施形態では、作業機械1の作業領域通知領域260を、作業機械情報処理装置10の作業領域設定部61で設定する例を示したが、作業領域通知領域260は、必ずしも作業機械情報処理装置10で設定する必要はなく、現場管理装置30で設定するように構成してもよい。そのような場合には、作業機械ごとの特性を考慮してそれぞれの作業機械1に対して予め作業領域通知領域260を定め、作業機械リスト310に、作業機械IDに対応する作業領域通知領域260を格納するようにしてもよい。また、作業領域通知領域260を、作業領域250の大きさに応じて変更するように構成し、現場管理用制御装置31の作業機械情報生成部35において設定するようにしてもよい。このような構成にすることにより、作業機械1の運転者の設定の手間を省くことができ、また、車体信号110のデータ量を削減することが可能となる。
上記の実施形態では、現場管理装置30から作業領域通知信号130を作業員端末装置40に送信する例を示したが、作業領域通知信号130を作業員端末装置40に加え、作業機械情報処理装置10にも送信するように構成してもよい。そのような構成においては、現場管理用制御装置31の作業領域情報抽出部36において、作業員リスト340に記載された全ての作業員IDに加え、作業機械リスト310に記載された全ての作業機械IDについて、作業領域情報380を生成する。また、作業領域通知信号出力部37において、全ての作業員IDに加えて全ての作業機械IDについて作業領域通知信号130を生成し、作業員端末装置40に加え、作業機械情報処理装置10に対して作業領域通知信号130を送信するよう現場管理通信装置32に指令を出力する。また、現場管理通信装置32は、作業員端末装置40に加え、作業機械情報処理装置10に作業領域通知信号130を送信する。作業機械情報処理装置10は、上記の実施形態に加え、作業機械通知装置80(図10参照)を備える。作業機械情報処理装置10の作業機械通信装置55は、現場管理装置30の送信する作業領域通知信号130を受信する。作業機械通知装置80は、作業領域通知信号130に基づいて、他の作業機械の作業領域を作業機械1の運転者に通知する。このように構成することにより、作業機械1の運転者に対して、近傍で作業を行っている他の作業機械1の作業領域を通知することが可能となり、作業機械同士の不用意な接近を未然に防止することが可能となる。
上記の実施形態では、現場管理装置30を作業現場内の管理事務所等に設置する例を示したが、現場管理装置30は、作業員端末装置40および作業機械情報処理装置10と通信を介して接続可能であれば、いかなる場所に設置してもよい。他の設置箇所の例としては、例えば、作業機械1上に搭載する例や、クラウド上に構成する例が挙げられる。
次に本発明の第2の実施形態を説明する。以下では、図10から図15を参照して、第2の実施形態の詳細を説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、説明を省略する。
第2の実施形態では、作業員端末装置40は、第1の実施形態の構成に加え、作業員入力装置46を備える。
第2の実施形態の現場管理装置30は、第1の実施形態と同様の構成を有するが、現場管理用制御装置31の演算部31Aは、第1の実施形態に記載の構成に加え、作業員情報抽出部38と作業員状態信号出力部39を備え、現場管理通信装置32は、作業員端末装置40に作業領域通知信号130を送信することに加え、作業機械情報処理装置10に対して作業員状態通知信号150を送信する。
・作業員情報生成部
作業員情報生成部34は、現場管理通信装置32で受信される作業員信号140の受信結果と記憶部31Bに格納された作業員リスト340を用いて作業員情報360Aを生成する。作業員情報360Aは、図12の(B)に示すように、各作業員IDに位置および作業領域確認情報を書き込んだものであり、作業員リスト340に含まれる全ての作業員IDについて作業員情報360Aを生成する。生成した作業員情報360Aは、作業領域情報抽出部36および作業員情報抽出部38に出力するとともに記憶部31Bに格納する。
作業員情報抽出部38は、作業員情報生成部34の生成する作業員情報360Aと、作業機械情報生成部35の生成する作業機械情報350(図6(B)参照)を用いて、各作業機械情報処理装置10に通知すべき作業員情報を抽出し、作業機械IDごとに作業員状態情報390を生成する。
作業員状態信号出力部39は、作業員情報抽出部38の生成する作業員状態情報390を作業員状態通知信号150に変換し、該当する作業機械情報処理装置10に対して作業員状態通知信号150を送信するよう、現場管理通信装置32に指令を出力する。作業員状態通知信号150は、図11の(B)に示すように、該当する作業員の人数分の作業員状態情報を格納した信号である。各作業員状態情報は、作業員ID、位置情報、作業領域確認フラグから構成される。作業員状態信号出力部39では、作業機械リスト310に記載された全ての作業機械IDについて、作業員状態情報390に格納された作業員ID分の情報をつなぎ合わせて、作業員状態通知信号150を生成する。
現場管理通信装置32は、作業員端末装置40からの作業員信号140および作業機械情報処理装置10からの車体信号110を受信して、現場管理用制御装置31に出力する。また、現場管理用制御装置31からの指令に応じて、作業領域通知信号130を作業員端末装置40に、作業員状態通知信号150を作業機械情報処理装置10に送信する。
第2の実施形態の作業機械情報処理装置10は、第1の実施形態に記載の構成に加え、作業機械通知装置80を備える。作業機械通信装置55は、車体信号110の送信に加え、作業員状態通知信号150の受信を行う。また、作業機械演算装置60は、第1の実施形態に記載の構成に加え、作業員接近判定部64を備え、作業機械1の運転者に作業員100の接近を通知する。
作業機械通知装置80は、作業機械1の運転者に作業員の接近を通知するための装置であり、本実施形態では、通知装置80として表示装置81と警報装置82とを備える。
作業機械通信装置55は、作業機械演算装置60の生成する車体信号110を現場管理装置30に送信し、現場管理装置30より作業員状態通知信号150を受信する。
・管理システム通信部
管理システム通信部63は、車体信号生成部62の出力する車体信号110を現場管理装置30に送信するよう作業機械通信装置55に指令を出力する。また、作業機械通信装置55を介して受信した作業員状態通知信号150を作業員接近判定部64に出力する。
作業員接近判定部64は、作業員状態通知信号150に基づいて、作業員の接近を判定し、作業機械通知装置80への通知指令を生成する。通知の指令は、作業機械1の作業領域250近傍に作業員100が存在するか否かによって変更する。作業員接近判定部64の処理方法は種々考えられるが、以下では、作業員100の作業領域確認状況に応じて、通知を変更する場合の例を説明する。
10 作業機械情報処理装置
30 現場管理装置
31 現場管理用制御装置
31A 演算部
31B 記憶部
32 現場管理通信装置
34 作業員情報生成部
35 作業機械情報生成部
36 作業領域情報抽出部
37 作業領域通知信号出力部
38 作業員情報抽出部
39 作業員状態信号出力部
40 作業員端末装置
42 作業員端末演算装置
42A 作業員信号生成部
42B 管理システム通信部
42C 通知生成部
42D 通知確認判定部
44 作業員通知装置
45 端末位置検出装置
46 作業員入力装置
50 車体位置検出装置
53 設定入力装置
55 作業機械通信装置
60 作業機械演算装置
61 作業領域設定部
62 車体信号生成部
63 管理システム通信部
64 作業員接近判定部
80 作業機械通知装置
81 表示装置
82 警報装置
100 作業員
110 車体信号
130 作業領域通知信号
140 作業員信号
150 作業員状態通知信号
200 現場管理システム
250 作業領域
260 作業領域通知領域
270A 第1の接近通知領域
270B 第2の接近通知領域
310 作業機械リスト
340 作業員リスト
350 作業機械情報
360 作業員情報
360A 作業員情報
380 作業領域情報
390 作業員状態情報
410 作業領域確認情報
Claims (7)
- 作業員に携帯される作業員端末装置および作業機械に搭載される作業機械情報処理装置と接続される現場管理装置を備えた現場管理システムにおいて、
前記現場管理装置は、
前記作業員端末装置から送信される作業員信号に基づいて前記作業員端末装置の位置を含む作業員情報を取得し、
前記作業機械情報処理装置から送信される車体信号に基づいて前記作業機械の位置および前記作業機械が動作する作業領域を含む作業機械情報を取得し、
前記作業員情報および前記作業機械情報に基づいて前記作業機械の位置および前記作業領域を含む作業領域情報を生成し、前記作業領域情報を含む作業領域通知信号を前記作業員端末装置に送信し、かつ
前記現場管理装置は、
前記作業機械の作業領域がこれまでの前記作業領域通知信号に含まれる作業領域と異なる場合に、前記作業領域情報として、前記作業領域が変更されたことを示す作業領域更新情報を含む情報を生成し、前記作業領域更新情報を含む前記作業領域情報を前記作業領域通知信号に含ませ、前記作業員端末装置に送信し、
前記作業員端末装置は、
前記作業領域情報に含まれる前記作業領域更新情報に基づいて前記作業領域の変更情報を前記作業員に通知することを特徴とする現場管理システム。 - 請求項1に記載の現場管理システムにおいて、
前記現場管理装置は、
前記作業機械情報処理装置から送信される前記車体信号に基づいて、前記作業機械情報として、前記作業機械の位置と前記作業領域とに加え、前記作業領域の周囲の所定範囲内に設定した作業領域通知領域を含む情報を生成し、
前記作業員端末装置の位置が前記作業領域通知領域内である場合に、前記作業領域情報を生成し、前記作業領域情報を前記作業員端末装置に送信する前記作業領域通知信号に含ませることを特徴とする現場管理システム。 - 請求項1に記載の現場管理システムにおいて、
前記現場管理装置は、
前記作業機械情報処理装置から送信される前記車体信号に基づいて、前記作業機械情報として、前記作業機械の位置と前記作業領域とに加え、前記作業領域の周囲の所定範囲内に設定した作業領域通知領域を含む情報を生成し、
前記作業員端末装置の位置が前記作業機械の作業領域通知領域内であり、前記作業機械の作業領域がこれまでの前記作業領域通知信号に含まれる作業領域と異なる場合、および前記作業員端末装置が新たな作業領域通知領域に侵入し前記作業領域情報に新たな前記作業機械の作業領域が含まれた場合のいずれかにおいて、前記作業領域情報として、前記作業領域更新情報を含む情報を生成し、前記作業領域更新情報を含む前記作業領域情報を前記作業員端末装置に送信する前記作業領域通知信号に含ませることを特徴とする現場管理システム。 - 請求項1に記載の現場管理システムにおいて、
前記現場管理装置は、
前記作業員端末装置から送信される前記作業員信号に基づいて、前記作業員情報として、前記作業員端末装置の位置に加え、前記作業員による前記作業領域の確認結果である作業領域確認結果を含む作業員状態情報を生成し、前記作業員状態情報を含む作業員状態通知信号を前記作業機械情報処理装置に送信することを特徴とする現場管理システム。 - 請求項4に記載の現場管理システムにおいて、
前記現場管理装置は、
前記作業機械情報処理装置から送信される前記車体信号に基づいて、前記作業機械情報として、前記作業機械の位置と前記作業領域とに加え、前記作業領域の周囲の所定範囲内に設定した作業領域通知領域を含む情報を生成し、
前記作業員端末装置の位置が前記作業領域通知領域内である場合に、前記作業員情報として、前記作業員端末装置の位置に加え、前記作業領域確認結果を含む作業員状態情報を生成し、前記作業員情報を含む作業員状態通知信号を前記作業機械情報処理装置に送信し、
前記作業機械情報処理装置は、通知装置を備え、
前記作業機械情報処理装置は、
前記現場管理装置が送信する前記作業員状態通知信号を受信し、
前記作業員状態通知信号に含まれる前記作業領域確認結果に基づいて、前記作業領域通知領域内の作業員の情報を前記通知装置により前記作業機械の運転者に通知することを特徴とする現場管理システム。 - 請求項1に記載の現場管理システムにおいて、
前記作業員端末装置は、
前記作業員信号として自身の位置を含む信号を前記現場管理装置に送信し、
前記作業機械情報処理装置は、
前記車体信号として自身の位置および前記作業領域を含む信号を前記現場管理装置に送信し、
前記作業員端末装置は、
前記現場管理装置から送信される前記作業領域通知信号を受信し、
前記作業領域通知信号に基づいて、前記作業員に対して前記作業領域を表示することを特徴とする現場管理システム。 - 請求項5に記載の現場管理システムにおいて、
前記作業機械情報処理装置は、
前記作業領域を確認している作業員に対する第1の接近通知領域と、前記作業領域を確認していない作業員に対する、前記第1の接近通知領域よりも広い第2の接近通知領域を設定し、
前記作業員状態通知信号に含まれる前記作業領域確認結果に基づいて、前記作業員が前記作業領域を確認しているか否かを判定し、前記作業員が前記作業領域を確認している場合は、前記作業員状態通知信号に含まれる前記作業員端末装置の位置が前記第1の接近通知領域内であるか否かの第1の判定を行い、前記作業員が前記作業領域を確認していない場合は、前記作業員端末装置の位置が前記第2の接近通知領域内であるか否かの第2の判定を行い、
前記第1または第2の判定で前記作業員端末装置の位置が前記第1または第2の接近通知領域内である場合に、前記通知装置により前記作業機械の運転者に接近通知を行うこと特徴とする現場管理システム。
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