JP7449140B2 - Caisson construction support system, information display device, information display program, and information display method - Google Patents
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Description
本開示は、ケーソン施工支援システム、情報表示装置、情報表示プログラム、及び情報表示方法に関する。 The present disclosure relates to a caisson construction support system, an information display device, an information display program, and an information display method.
従来、ケーソンを海底などの水底の据付位置に据え付ける施工方法がある。この工法では、ケーソンは水上に浮かんだ状態で船舶などにより牽引されて、据付位置の近くまで運ばれると、ロープやワイヤなどを多方向から引っ張ったり、内部に水を注入したりして、姿勢や位置の調整を行って最終的に据付位置に設置される。 Conventionally, there is a construction method in which the caisson is installed at an installation location on the bottom of the water, such as on the seabed. In this construction method, the caisson is floated on water and towed by a ship, etc., and when it is brought near the installation location, ropes and wires are pulled from multiple directions, and water is injected into the interior to maintain its position. It is finally installed at the installation position after making some adjustments and positioning.
この据付作業は、作業員がケーソンの姿勢や位置を目視して波浪などによる周期的な搖動を考慮しながら経験的に操作されることが多いため、従来の据付作業の精度は作業員の熟練度に依存する場合が多い。 This installation work is often performed empirically by workers while visually observing the posture and position of the caisson and taking into account periodic vibrations caused by waves, etc.; It often depends on the degree.
このように作業員の習熟度によらずケーソンの据付作業を安定して行えるように、ケーソンの位置や注水状態を、管理室のモニターに表示して、作業員がモニターに表示される情報を確認しながら作業を行うことができる施工支援システムも提案されている(例えば特許文献1)。 In this way, the position of the caisson and water injection status are displayed on the monitor in the control room so that the caisson installation work can be performed stably regardless of the skill level of the worker. A construction support system that allows work to be performed while checking has also been proposed (for example, Patent Document 1).
しかし、従来の施工支援システムでは、提示される情報だけではケーソンの現在の状態や今後の推移を予測することが難しく、依然として作業員の習熟度に依存する場合があった。 However, with conventional construction support systems, it is difficult to predict the current state and future trends of a caisson based only on the information presented, and it is still dependent on the proficiency level of the worker.
本開示は、作業員の習熟度によらずより安定したケーソンの操作を行わせることができるケーソン施工支援システム、情報表示装置、情報表示プログラム、及び情報表示方法を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a caisson construction support system, an information display device, an information display program, and an information display method that enable more stable caisson operation regardless of the proficiency level of the worker.
本発明の実施形態の一観点に係るケーソン施工支援システムは、ケーソンの水底への据付を支援するシステムであって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部と、オペレータの操作入力を受け付ける操作部と、前記操作部により受け付けた前記操作入力に基づいて前記ケーソンを移動させる移動部と、前記検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記操作部を扱う前記オペレータに提示する表示制御部と、を備え、前記情報作成部は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、前記表示制御部は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する。
また、本発明の実施形態の他の観点に係るケーソン施工支援システムは、ケーソンの水底への据付を支援するシステムであって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部と、オペレータの操作入力を受け付ける操作部と、前記操作部により受け付けた前記操作入力に基づいて前記ケーソンを移動させる移動部と、前記検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記操作部を扱う前記オペレータに提示する表示制御部と、を備え、前記情報作成部は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、前記表示制御部は、前記情報作成部により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する。
A caisson construction support system according to one aspect of an embodiment of the present invention is a system that supports installation of a caisson on the water bottom, and detects the height and inclination of the caisson that is floated on water and moved to an installation position. a detection section, an operation section that receives an operation input from an operator, a moving section that moves the caisson based on the operation input received by the operation section, and information on the height and the inclination detected by the detection section; an information creation unit that creates time-series data of the height and slope of the caisson; and an information creation unit that creates time-series data of the height and slope of the caisson created by the information creation unit; a display control unit for displaying the information to the operator who handles the caisson; A predicted vector indicating a degree of change in the height and the slope is created based on the information, and the display control unit displays the historical data and the predicted vector .
Further, a caisson construction support system according to another aspect of the embodiment of the present invention is a system that supports the installation of a caisson on the water bottom, and is configured to adjust the height and inclination of the caisson that is floated on the water and moved to the installation position. an operating section that receives an operation input from an operator; a moving section that moves the caisson based on the operation input received by the operating section; and a detection section that detects the height and the inclination detected by the detection section. an information creation unit that creates time-series data of the height and inclination of the caisson based on information; and an information creation unit that creates time-series data of the height and inclination of the caisson created by the information creation unit; a display control unit for displaying information to the operator handling the operation unit, the information creation unit calculating the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson; The information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter thus determined is presented to the operator.
同様に、本発明の実施形態の一観点に係る情報表示装置は、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示装置であって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御部と、を備え、前記情報作成部は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、前記表示制御部は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する。
また、本発明の実施形態の他の観点に係る情報表示装置は、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示装置であって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御部と、を備え、前記情報作成部は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、前記表示制御部は、前記情報作成部により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する。
Similarly, an information display device according to one aspect of the embodiment of the present invention is an information display device for displaying information to an operator who operates to move the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, the time of the height and inclination of the caisson is determined. an information creation unit that creates series data; and a display control unit that presents the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation unit to the operator, a prediction indicating the degree of change in increase or decrease of the height and the slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time and information for a predetermined period up to the current time of the historical data; A vector is created, and the display control section displays the historical data and the predicted vector .
Further, an information display device according to another aspect of the embodiment of the present invention is an information display device for displaying information to an operator who performs an operation to move the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, the time of the height and inclination of the caisson is determined. an information creation unit that creates series data; and a display control unit that presents the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation unit to the operator, The unit calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson, and the display control unit presents information on the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter calculated by the information creation unit to the operator.
同様に、本発明の実施形態の一観点に係る情報表示プログラムは、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示プログラムであって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成機能と、前記情報作成機能により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御機能と、をコンピュータに実現させ、前記情報作成機能は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、前記表示制御機能は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する。
また、本発明の実施形態の他の観点に係る情報表示プログラムは、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示プログラムであって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成機能と、前記情報作成機能により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御機能と、をコンピュータに実現させ、前記情報作成機能は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、前記表示制御機能は、前記情報作成機能により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する。
Similarly, an information display program according to one aspect of the embodiment of the present invention is an information display program for displaying information to an operator who moves the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, the time of the height and inclination of the caisson is determined. causing a computer to realize an information creation function for creating series data, and a display control function for presenting the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation function to the operator ; The information creation function calculates the degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time, and information for a predetermined period up to the current time of the historical data. The display control function displays the historical data and the predicted vector .
Further, an information display program according to another aspect of the embodiment of the present invention is an information display program for displaying information to an operator who performs an operation to move the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, the time of the height and inclination of the caisson is determined. causing a computer to realize an information creation function for creating series data, and a display control function for presenting the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation function to the operator; The information creation function calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson, and the display control function provides information on the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter calculated by the information creation function to the operator. present.
同様に、本発明の実施形態の一観点に係る情報表示方法は、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示方法であって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成ステップと、前記情報作成ステップにて作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御ステップと、を含み、前記情報作成ステップは、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、前記表示制御ステップは、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する。
本発明の実施形態の他の観点に係る情報表示方法は、ケーソンの水底への据付を支援するシステムにおいて、前記ケーソンを移動させる操作を行うオペレータに情報を表示するための情報表示方法であって、水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成ステップと、前記情報作成ステップにて作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御ステップと、を含み、前記情報作成ステップは、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、前記表示制御ステップは、前記情報作成ステップにて算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する。
Similarly, an information display method according to one aspect of the embodiment of the present invention is an information display method for displaying information to an operator who moves the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, the time of the height and inclination of the caisson is determined. an information creation step of creating series data; a display control step of presenting the time series data of the height and the slope of the caisson created in the information creation step to the operator ; The information creation step includes determining the degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time and information for a predetermined period of the historical data up to the current time. The display control step displays the historical data and the predicted vector .
An information display method according to another aspect of the embodiment of the present invention is an information display method for displaying information to an operator who performs an operation to move the caisson in a system that supports installation of a caisson on the water bottom. , time-series data of the height and inclination of the caisson, based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position. and a display control step of presenting to the operator the time-series data of the height and slope of the caisson created in the information creation step, the information creation step calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson, and the display control step presents information on the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter calculated in the information creation step to the operator.
本開示によれば、作業員の習熟度によらずより安定したケーソンの操作を行わせることができるケーソン施工支援システム、情報表示装置、情報表示プログラム、及び情報表示方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a caisson construction support system, an information display device, an information display program, and an information display method that enable more stable operation of the caisson regardless of the skill level of the worker.
以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
<ケーソン据付工事の概要>
まずはじめに、ケーソン100を海底などの水底の据付位置Gに据え付ける一般的な施工方法を説明する。図1は、実施形態に係るケーソン施工支援システム1の概略構成の一例を示す斜視図である。図2は、ケーソン施工支援システム1の概略構成の一例を示す側面図である。
<Summary of caisson installation work>
First, a general construction method for installing the
従来、ケーソン100を水中に据え付ける施工は例えば以下の手順で行われる。水中に据え付けるケーソン100は、隔室100A内から排水し海面Wに浮上させた状態とし、作業船または既設構造物等に設置されたウインチからロープ、ワイヤ等を用いて接続し、これを操作することで据付位置の水面上に係留する。
Conventionally, installation of the
隔室100A間の水位差が約1m以内になるように、水中ポンプ2で1次注入する。アンカーロープのたわみ等で据付作業船及び据付ケーソン100が動揺し、据付位置Gがずれることがあるため、再度据付位置Gの調整を行う。据付位置調整は、据付作業船のアンカーロープやケーソン100上のウインチ3の操作により行う。ケーソン据付は、波浪や航行船舶の航跡波に留意する。また、据え付けるケーソン100が不測な動揺により既設構造物と接触しないように留意しながらケーソン100を所定の据付位置Gに着底させる。
Primary injection is performed using the submersible pump 2 so that the water level difference between the compartments 100A is within about 1 m. The installation work vessel and the
ケーソン100が所定位置Gに据え付けられると、ケーソン100の天端まで二次注水し、ケーソン100を安定状態にする。その後、比重の大きい中詰材を投入し、所定の安定性を得る。
When the
ケーソン100の浮遊状態は、見た目でその安定性が判断しにくく、特に曳航から注水初期は不安定になりやすいので細心の注意を払う必要がある。 It is difficult to judge the stability of Caisson 100 in its floating state by looking at it, and extreme care must be taken as it tends to become unstable, especially in the early stages of water injection after towing.
従来の据付作業では、熟練技術者が据付ケーソン100の動態を常時確認しながら作業指示していた。据付ケーソン100の動揺が波浪による周期的なものなのか、継続的な姿勢変化なのか、或いは突発的な要因による動揺なのかは熟練技術者の経験則により判断され、指示内容に反映されていた。したがって、正確かつ安全な据付は熟練者の経験値によるところが大きい。
In conventional installation work, a skilled engineer gave work instructions while constantly checking the dynamics of the
<ケーソン施工支援システムの構成>
図1、図2に加えて、図3を参照して、実施形態に係るケーソン施工支援システム1の構成を説明する。図3は、図1、図2に示すケーソン施工支援システム1の機能ブロック図である。
<Configuration of caisson construction support system>
The configuration of the caisson construction support system 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 3 in addition to FIGS. 1 and 2. FIG. 3 is a functional block diagram of the caisson construction support system 1 shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG.
図1、図2に示すように、本実施形態では、海底の所定の据付位置Gに1個のケーソン100を据え付ける単独函据付工事(島据え)の場合の構成を例示して説明する。なお、実施形態に係るケーソン施工支援システム1は、図1、図2に示す単独函据付工事の他に、複数のケーソンを据え付ける連続函据付工事にも適用できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the configuration will be described by exemplifying the case of single box installation work (island installation) in which one
ケーソン施工支援システム1は、ケーソン100を移動させる移動部として、ケーソン100上に設置された4台のウインチ3と、一端がケーソン100の周囲に沈設されたシンカー5に固定され、他端が4台のウインチ3の各々によって巻き取り及び繰り出しされる4本のワイヤ4とを備えている。図1の例では、4本のワイヤ4の各々の中途部が、ケーソン100上に設けられた滑車6に掛け回されている。又、ケーソン施工支援システム1は、4台のウインチ3の動作を制御するウインチ制御盤3Aを備える。ウインチ制御盤3Aは、4台のウインチ3の近傍に設置されている。
The caisson construction support system 1 includes four
また、ケーソン施工支援システム1は、ケーソン100に設けられた複数の隔室100Aの注水管理を行うための装置として、複数台の水中ポンプ2を備える。ケーソン100の各隔室100Aへの注水量は、水中ポンプ2により、水中の水を隔室100A内へ注水、或いは、隔室100A内の水を水中へ排水することにより調整される。ケーソン施工支援システム1は、複数台の水中ポンプ2の動作を制御するポンプ制御盤2Aを備える。ポンプ制御盤2Aは据付ケーソン100上に設置されている。
The caisson construction support system 1 also includes a plurality of submersible pumps 2 as devices for managing water injection into the plurality of compartments 100A provided in the
ケーソン施工支援システム1は、水上に浮いて据付位置まで移動されるケーソン100の高さと傾斜とを検出する検出部として、2台のGNSSアンテナ7と、二軸傾斜計8とを備える。
The caisson construction support system 1 includes two GNSS antennas 7 and a biaxial inclinometer 8 as a detection unit that detects the height and inclination of the
また、据付ケーソン100上には、ケーソン100の据付作業を行うオペレータが滞在して各種操作を行う管理室10が設けられている。管理室10内には、図2に示すように、システム制御装置9と、ウインチ操作部11と、ポンプ操作部12と、モニター13とが設置されている。
Furthermore, a
ウインチ操作部11と、ポンプ操作部12は、オペレータの操作入力を受け付ける操作部であり、例えばハンドル、レバー、ボタン、キーボードなどにより実現される。
The
モニター13は、システム制御装置9により出力されるケーソン100の姿勢などの情報を表示する表示装置である。
The
システム制御装置9は、ケーソン施工支援システム1の各要素の動作を制御する装置である。システム制御装置9は、ウインチ制御部91と、ポンプ制御部92と、情報表示装置93と、ナビゲーション部94と、自動制御部95とを備える。さらに、情報表示装置93は、情報作成部96と、表示制御部97とを有する。
The system control device 9 is a device that controls the operation of each element of the caisson construction support system 1. The system control device 9 includes a
ウインチ制御部91は、ウインチ操作部11により受け付けた操作入力に基づいて、ウインチ3の動作を制御する。
The
ポンプ制御部92は、ポンプ操作部12により受け付けた操作入力に基づいて、水中ポンプ2の動作を制御する。
The
情報表示装置93は、ケーソン100を移動させる操作を行うオペレータに、モニター13を介して情報を表示するための制御を行う。
The
ナビゲーション部94は、据付位置Gまでのケーソン100の操作手順をオペレータに提示する。ナビゲーション部94の機能については図8を参照して後述する。
The
自動制御部95は、ケーソン100の高さ及び傾斜の時系列データに基づき、ケーソン100の姿勢を自動制御する。
The
情報表示装置93の情報作成部96は、検出部としてのGNSSアンテナ7及び二軸傾斜計8により検出されたケーソン100の高さと傾斜の情報に基づき、ケーソン100の高さ及び傾斜の時系列データを作成する。また、情報作成部96は、ケーソン100の高さ及び傾斜の現時点までの履歴データと、履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき高さ及び傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成する。
The
また、情報作成部96は、ケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタを算出する。さらに、情報作成部96は、算出したケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタの情報に基づき、重心、浮心、及びメタセンタの時系列データを作成してもよい。なお、浮心とは、ケーソン100が水上に浮いた状態においてケーソン100に働く浮力の中心を言い、ケーソン100の水面下にある部分を水で置き換えたときの重心の位置として算出できる。浮心は、ケーソン100の姿勢や水面下部分の体積に応じて変動する値である。メタセンタは、重心と浮心との間の中点として算出できる。
The
情報表示装置93の表示制御部97は、情報作成部96により作成されたケーソン100の高さ及び傾斜の時系列データを、操作部を扱うオペレータに提示する。表示制御部97は、履歴データと予測ベクトルとを表示する。また、表示制御部97は、情報作成部96により算出されたケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタの情報をオペレータに提示する。
The
また、表示制御部97は、情報作成部96により作成されたケーソン100の高さ及び傾斜の時系列データに基づきケーソン100の三次元モデルを作成し、情報作成部96により算出されたケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタの情報を三次元モデルの該当座標に重畳表示して、オペレータに提示する。
The
システム制御装置9は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)、通信モジュール、補助記憶装置、などを含むコンピュータシステムとして構成することができる。図3に示したシステム制御装置9の各機能は、CPUやRAMなどに所定のコンピュータソフトウェア(情報表示プログラム)を読み込ませることにより、CPUの制御のもとで各種ハードウェアを動作させると共に、RAMにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。すなわち、本実施形態に係る情報表示プログラムをコンピュータ上で実行させることで、システム制御装置9は、図3のウインチ制御部91、ポンプ制御部92、情報表示装置93、ナビゲーション部94、自動制御部95、情報作成部96、表示制御部97として機能する。
Physically, the system control device 9 is a computer system that includes a CPU (Central Processing Unit), a main storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), a communication module, an auxiliary storage device, and the like. Can be configured. Each function of the system control device 9 shown in FIG. 3 operates various hardware under the control of the CPU by loading predetermined computer software (information display program) into the CPU, RAM, etc. This is achieved by reading and writing data in . That is, by executing the information display program according to the present embodiment on a computer, the system control device 9 can control the
本実施形態の情報表示プログラムは、例えばコンピュータが備える記憶装置内に格納される。なお、情報表示プログラムは、その一部又は全部が、通信回線等の伝送媒体を介して伝送され、コンピュータが備える通信モジュール等により受信されて記録(インストールを含む)される構成としてもよい。また、情報表示プログラムは、その一部又は全部が、CD-ROM、DVD-ROM、フラッシュメモリなどの持ち運び可能な記憶媒体に格納された状態から、コンピュータ内に記録(インストールを含む)される構成としてもよい。 The information display program of this embodiment is stored, for example, in a storage device included in a computer. Note that part or all of the information display program may be transmitted via a transmission medium such as a communication line, and may be received and recorded (including installation) by a communication module included in a computer. Furthermore, the information display program is configured such that part or all of it is stored in a portable storage medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, or flash memory, and then recorded (including installation) in the computer. You can also use it as
システム制御装置9は、アナログ回路、デジタル回路又はアナログ・デジタル混合回路で構成された回路であってもよい。また、システム制御装置9の各機能の制御を行う制御回路を備えていてもよい。各回路の実装は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等によるものであってもよい。 The system control device 9 may be a circuit configured with an analog circuit, a digital circuit, or an analog/digital mixed circuit. Further, a control circuit for controlling each function of the system control device 9 may be provided. Each circuit may be implemented using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like.
<ケーソンの時系列データ作成手順>
情報表示装置93は、GNSSアンテナ7と二軸傾斜計8から取得した測定データに基づいて、ケーソン100の高さや傾斜の履歴データ133と予測ベクトル134とを含む時系列データ135を作成して、モニター13上のケーソン管理画面131に表示する。 図4は、実施形態に係る情報表示装置93による時系列データ135の表示処理のフローチャートである。
<Procedure for creating caisson time series data>
The
ステップS01では、情報作成部96により、GNSSアンテナ7と二軸傾斜計8から測定データが取得される。
In step S01, the
ステップS02では、情報作成部96により、測定データから現在のケーソン100の高さと傾斜が算出される。
In step S02, the
ステップS03では、情報作成部96により、算出された現在の高さと傾斜の情報が履歴データ133に追加されて、履歴データ133が更新される。
In step S03, the
ステップS04では、情報作成部96により、直近の所定数の履歴データ133を用いて回帰直線が作成される。
In step S04, the
ステップS05では、情報作成部96により、回帰直線の傾きを予測ベクトル134として出力される。
In step S05, the
ステップS06では、表示制御部97により、情報作成部96が算出した履歴データ133と予測ベクトル134を含む時系列データ135を含むケーソン管理画面131が作成され、モニター13に表示される。
In step S06, the
また、情報作成部96は、ケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタや、これらの時系列データを作成して、表示制御部97が、情報作成部96により算出されたこれらのデータを併せてケーソン管理画面131に表示することもできる。
Further, the
<ケーソン管理画面>
図5は、ケーソン100の高さ及び姿勢の時系列データ135を含むケーソン管理画面131の一例を示す図である。図5に示すように、例えば画面左半分に位置管理(平面管理)画面131Aが表示され、画面右側上段に姿勢管理(鉛直管理)画面131Bが表示され、画面右側下段に時系列情報画面131Cが表示される。
<Caisson management screen>
FIG. 5 is a diagram showing an example of the
図6は、図5の時系列情報画面131Cのうち傾斜情報の時系列データ135の一例を示す図である。図6に示すように、時系列情報画面131Cでは、グラフの縦軸が傾斜角度、横軸が時間であり、時間軸の現在時刻Tより左側が過去の履歴データ133が表示され、現在時刻Tより右側に予測ベクトル134が表示される。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the
オペレータは、この時系列データ135のグラフを見ることによって、履歴データ133から現在発生している動揺が周期的なものか非周期的なものかを直感的に判断できる。また、予測ベクトル134を見ることで、直近の将来の遷移方向を把握できる。
By looking at the graph of this time-
また、情報表示装置93は、算出したケーソン100の高さ及び姿勢の時系列データ135を用いて、ケーソン100の状態を三次元表示することもできる。図7は、ケーソン100の三次元表示を含むケーソン管理画面132の一例を示す図である。
Further, the
図7に示すように、ケーソン管理画面132には、ケーソン100の現在の状態を示す現在モデル136と、ケーソン100の据付位置に据え付けた状態を示す目標モデル137と、が実際の位置座標と対応付けて表示される。また、連続函据付工事など、既設ケーソンがある場合には、実際の位置座標と対応付けて既設モデル138を表示してもよい。
As shown in FIG. 7, on the caisson management screen 132, a
ケーソン管理画面132には、現在モデル136のうち目標モデル137に向く略矩形状の側面136Aの4つの角(左上、右上、左下、右下)の座標が表示されている。座標の表示態様は、目標モデル137にて対応する点との相対的な距離を示す「誘導距離」が挙げられる。または、4つの角の位置座標を表示する態様でもよい。これらの角部の位置の表示態様は、例えば画面上方の「誘導距離表示」欄のチェック有無により切り替えることができる。
The caisson management screen 132 displays the coordinates of four corners (upper left, upper right, lower left, and lower right) of a substantially rectangular side surface 136A of the
また、ケーソン管理画面132では、現在モデル136の四点と、目標モデル137の対応する四点とをそれぞれ結ぶ誘導線139を表示することもできる。画面上方の「誘導線表示」欄のチェック有無により誘導線139の表示/非表示を切り替えることができる。
The caisson management screen 132 can also display guide lines 139 connecting four points on the
さらに、ケーソン管理画面132では、情報作成部96により算出されたケーソン100の重心、浮心、及びメタセンタの情報を三次元モデルうち現在モデル136の該当座標に重畳表示できる。
Further, on the caisson management screen 132, information on the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the
<ナビゲーション画面>
本実施形態のシステム制御装置9は、ナビゲーション部94を備える構成でもよい。ナビゲーション部94は、据付位置Gまでのケーソン100の操作手順をオペレータに提示する。ナビゲーション部94は、ケーソン100の操作手順の情報を、情報表示装置93の表示制御部97に出力して、表示制御部97が操作手順情報に基づき、ナビゲーション画面140を作成してモニター13に表示する。
<Navigation screen>
The system control device 9 of this embodiment may include a
図8は、ナビゲーション画面140の一例を示す図である。図8に示すように、ナビゲーション画面140は、例えば、据付位置G(既設モデル138に隣接する目標モデル137の位置)までの三次元空間画面上に、ナビゲーション部94による操作手順を示す経路領域141を重畳表示する。経路領域141は、現在モデル136をこの領域内に配置するようにケーソン100の操作が要求される領域である。経路領域141は、例えばある地点でケーソン100を水平方向や垂直方向に移動させたい場合には、当該地点に対応する三次元空間の位置にて、移動させたい方向に経路が屈曲するよう形成される。また、経路領域141は、例えば、据付位置Gから遠いほどケーソン100のサイズよりかなり大きい空間として規定されて高い位置決め精度を求めず、一方、据付位置Gに近づくほどケーソン100のサイズに近い小さい空間として規定されて高い位置決め精度を求めるように構成される。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the
また、本実施形態のシステム制御装置9は、自動制御部95を備える構成でもよい。自動制御部95は、ケーソン100の高さ及び傾斜の時系列データに基づき、ケーソン100の姿勢を自動制御する。
Moreover, the system control device 9 of this embodiment may be configured to include an
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Design changes made by those skilled in the art as appropriate to these specific examples are also included within the scope of the present disclosure as long as they have the characteristics of the present disclosure. The elements included in each of the specific examples described above, their arrangement, conditions, shapes, etc. are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. The elements included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.
上記実施形態では、据付位置Gに据え付けるために移動させられている据付ケーソン100の上に管理室10(システム制御装置9、情報表示装置93)が設置される構成を例示したが、管理室10は据付ケーソン100から離れた船舶上や、既設ケーソンなどの既設構造物に設置され、据付ケーソン100を遠隔操作する構成でもよい。一般に、ケーソンの据付作業中は、作業員がケーソン上で各種機材の操作を行うなどの作業を行うと、ワイヤ破断時にはねられる、ケーソン転倒時に機材ごと海中に転落してしまうなどのリスクが避けられないが、管理室10を据付ケーソンから離して遠隔操作を行うことで、このようなリスクを回避できる。
In the embodiment described above, a configuration is illustrated in which the management room 10 (system control device 9, information display device 93) is installed on the
1 ケーソン施工支援システム
2 水中ポンプ(移動部)
3 ウインチ(移動部)
4 ワイヤ(移動部)
7 GNSSアンテナ(検出部)
8 二軸傾斜計(検出部)
11 ウインチ操作部(操作部)
12 ポンプ操作部(操作部)
9 システム制御装置
93 情報表示装置
94 ナビゲーション部
95 自動制御部
96 情報作成部
97 表示制御部
1 Caisson construction support system 2 Submersible pump (mobile part)
3 Winch (moving part)
4 Wire (moving part)
7 GNSS antenna (detection part)
8 Two-axis inclinometer (detection part)
11 Winch operation section (operation section)
12 Pump operation section (operation section)
9
Claims (12)
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部と、
オペレータの操作入力を受け付ける操作部と、
前記操作部により受け付けた前記操作入力に基づいて前記ケーソンを移動させる移動部と、
前記検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、
前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記操作部を扱う前記オペレータに提示する表示制御部と、
を備え、
前記情報作成部は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、
前記表示制御部は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する、
ケーソン施工支援システム。 A system for supporting installation of a caisson on the water bottom,
a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position;
an operation unit that accepts operation input from an operator;
a moving unit that moves the caisson based on the operation input received by the operation unit;
an information creation unit that creates time series data of the height and the slope of the caisson based on information on the height and the slope detected by the detection unit;
a display control unit that presents the time series data of the height and the slope of the caisson created by the information creation unit to the operator who operates the operation unit;
Equipped with
The information creation unit calculates a degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time, and information for a predetermined period up to the current time of the historical data. Create a predicted vector showing
the display control unit displays the historical data and the predicted vector;
Caisson construction support system.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部と、
オペレータの操作入力を受け付ける操作部と、
前記操作部により受け付けた前記操作入力に基づいて前記ケーソンを移動させる移動部と、
前記検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、
前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記操作部を扱う前記オペレータに提示する表示制御部と、
を備え、
前記情報作成部は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、
前記表示制御部は、前記情報作成部により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する、
ケーソン施工支援システム。 A system for supporting installation of a caisson on the water bottom,
a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position;
an operation unit that accepts operation input from an operator;
a moving unit that moves the caisson based on the operation input received by the operation unit;
an information creation unit that creates time series data of the height and the inclination of the caisson based on information on the height and the inclination detected by the detection unit;
a display control unit that presents the time series data of the height and the slope of the caisson created by the information creation unit to the operator who operates the operation unit;
Equipped with
The information creation unit calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson,
The display control unit presents information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter calculated by the information creation unit to the operator.
Caisson construction support system.
前記表示制御部は、前記情報作成部により作成された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの前記時系列データを前記オペレータに提示する、
請求項2に記載のケーソン施工支援システム。 The information creation unit creates time series data of the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter based on the calculated information of the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter,
The display control unit presents the time series data of the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter created by the information creation unit to the operator.
The caisson construction support system according to claim 2 .
前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データに基づき前記ケーソンの三次元モデルを作成し、
前記情報作成部により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記三次元モデルの該当座標に重畳表示して、前記オペレータに提示する、
請求項2または3に記載のケーソン施工支援システム。 The display control section includes:
creating a three-dimensional model of the caisson based on the time series data of the height and the slope of the caisson created by the information creation unit;
superimposing information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter calculated by the information creation unit on the corresponding coordinates of the three-dimensional model and presenting it to the operator;
The caisson construction support system according to claim 2 or 3 .
前記表示制御部は、前記据付位置までの三次元空間画面を作成し、前記三次元空間画面上に、前記ナビゲーション部による前記操作手順を重畳表示して、前記オペレータに提示する、
請求項1~4のいずれか1項に記載のケーソン施工支援システム。 comprising a navigation section that presents the operator with operating procedures for the caisson up to the installation position;
The display control unit creates a three-dimensional space screen up to the installation position, superimposes and displays the operation procedure by the navigation unit on the three-dimensional space screen, and presents it to the operator.
The caisson construction support system according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1~5のいずれか1項に記載のケーソン施工支援システム。 an automatic control unit that automatically controls the attitude of the caisson based on the time series data of the height and the inclination of the caisson created by the information creation unit;
The caisson construction support system according to any one of claims 1 to 5 .
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、
前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御部と、
を備え、
前記情報作成部は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、
前記表示制御部は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する、
情報表示装置。 In a system for supporting the installation of a caisson on the water bottom, an information display device for displaying information to an operator who performs an operation to move the caisson, the information display device comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. An information creation department that creates
a display control unit that presents the time series data of the height and the slope of the caisson created by the information creation unit to the operator;
Equipped with
The information creation unit calculates a degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time, and information for a predetermined period up to the current time of the historical data. Create a predicted vector showing
the display control unit displays the historical data and the predicted vector;
Information display device.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成部と、
前記情報作成部により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御部と、
を備え、
前記情報作成部は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、
前記表示制御部は、前記情報作成部により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する、
情報表示装置。 In a system for supporting the installation of a caisson on the water bottom, an information display device for displaying information to an operator who performs an operation to move the caisson, the information display device comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. An information creation department that creates
a display control unit that presents the time series data of the height and the slope of the caisson created by the information creation unit to the operator;
Equipped with
The information creation unit calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson,
The display control unit presents information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter calculated by the information creation unit to the operator.
Information display device.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成機能と、
前記情報作成機能により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記情報作成機能は、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、
前記表示制御機能は、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する、
情報表示プログラム。 In a system for supporting installation of a caisson on the water bottom, an information display program for displaying information to an operator who operates to move the caisson, the program comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. Information creation function to create,
a display control function that presents to the operator the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation function;
to be realized by a computer ,
The information creation function calculates the degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time, and information for a predetermined period up to the current time of the historical data. Create a predicted vector showing
The display control function displays the historical data and the predicted vector.
Information display program.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成機能と、
前記情報作成機能により作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記情報作成機能は、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、
前記表示制御機能は、前記情報作成機能により算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する、
情報表示プログラム。 In a system for supporting installation of a caisson on the water bottom, an information display program for displaying information to an operator who operates to move the caisson, the program comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. Information creation function to create,
a display control function that presents to the operator the time series data of the height and slope of the caisson created by the information creation function;
to be realized by a computer ,
The information creation function calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson;
The display control function presents information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter calculated by the information creation function to the operator.
Information display program.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成ステップと、
前記情報作成ステップにて作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御ステップと、
を含み、
前記情報作成ステップは、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の現時点までの履歴データと、前記履歴データのうち現時点までの所定期間分の情報に基づき前記高さ及び前記傾斜の増減の遷移の度合を示す予測ベクトルを作成し、
前記表示制御ステップは、前記履歴データと前記予測ベクトルとを表示する、
情報表示方法。 In a system for supporting the installation of a caisson on the water bottom, an information display method for displaying information to an operator who operates to move the caisson, the method comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. An information creation step to be created;
a display control step of presenting the time series data of the height and the slope of the caisson created in the information creation step to the operator;
including;
The information creation step includes determining the degree of change in increase or decrease of the height and slope based on historical data of the height and slope of the caisson up to the present time, and information for a predetermined period of the historical data up to the current time. Create a predicted vector showing
The display control step displays the historical data and the predicted vector.
Information display method.
水上に浮いて据付位置まで移動される前記ケーソンの高さと傾斜とを検出する検出部により検出された前記高さと前記傾斜の情報に基づき、前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の時系列データを作成する情報作成ステップと、
前記情報作成ステップにて作成された前記ケーソンの前記高さ及び前記傾斜の前記時系列データを、前記オペレータに提示する表示制御ステップと、
を含み、
前記情報作成ステップは、前記ケーソンの重心、浮心、及びメタセンタを算出し、
前記表示制御ステップは、前記情報作成ステップにて算出された前記重心、前記浮心、及び前記メタセンタの情報を前記オペレータに提示する、
情報表示方法。
In a system for supporting the installation of a caisson on the water bottom, an information display method for displaying information to an operator who operates to move the caisson, the method comprising:
Based on information on the height and inclination detected by a detection unit that detects the height and inclination of the caisson floating on water and moved to an installation position, time series data of the height and inclination of the caisson is obtained. An information creation step to be created;
a display control step of presenting the time series data of the height and the slope of the caisson created in the information creation step to the operator;
including;
The information creation step calculates the center of gravity, center of buoyancy, and metacenter of the caisson;
The display control step presents information on the center of gravity, the center of buoyancy, and the metacenter calculated in the information creation step to the operator.
Information display method.
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