JP7651389B2 - トンネル構築資材の在庫管理の支援システム及び支援方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を支援するシステム、方法及びプログラムに関する。

山岳トンネルの構築においては、ロックボルト、ロックボルト定着用モルタル、支保工、吹付用コンクリート、急結材、覆工用コンクリート、覆工用鉄筋、インバート用コンクリート、防水シート、排水材・・・等の各種資材を要する。資材ごとに、納品時の数量確認、工事実施時の使用数量確認、在庫数の確認、不足分の発注などの在庫管理が、担当者のマンパワーで行われている。このため、担当者の経験・知識・能力により在庫管理が適確になされるか否かが決まってくる。

特開２００５－０２３５８２号公報

トンネル構築のための資材は種類が多く、１作業日あたりの使用量も多いために、その在庫管理は煩雑で担当者の負担が大きい。
本発明は、かかる事情に鑑み、トンネル構築のための資材の在庫管理をコンピュータ等の処理装置によって支援して、在庫管理の労力を軽減することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明装置は、地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を支援するシステムであって、
前記地山の地質分布および設計支保パターンに応じた必要資材の種類及び数量を含む必要資材情報を記憶した記憶手段と、
前記トンネルの掘進進捗情報を取得する取得手段と、
前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する更新手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を支援するためのプログラムであって、
前記地山の地質分布および設計支保パターンに応じた、必要資材の種類及び数量を含む必要資材情報を記憶する処理と、
前記トンネルの掘進進捗情報を取得する処理と、
前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明方法は、地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を処理装置によって支援する方法であって、前記処理装置が、
前記地山の地質分布および設計支保パターンに応じた必要資材の種類及び数量を含む必要資材情報を記憶する工程と、
前記トンネルの掘進進捗情報を取得する工程と、
前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する工程と、
を実行することを特徴とする。

前記トンネル内に設置した測量機による切羽の測量情報を前記掘進進捗情報としてもよい。
トンネル構築の工事スケジュール情報を前記掘進進捗情報としてもよい。

本発明によれば、トンネル構築のための資材の在庫管理をコンピューターシステムにより支援することによって、在庫管理の労力を軽減できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るトンネル構築資材の在庫管理支援システムの概要を示す概念図である。 図２は、前記在庫管理支援システムの構成を示すブロック図である。 図３は、前記在庫管理支援システムの記憶部に格納された地質分布情報の一例を示す表である。 図４は、前記在庫管理支援システムの記憶部に格納された必要資材情報の一例を示す表である。 図５は、前記在庫管理支援システムの記憶部に格納された推定在庫情報の一例を示す表である。 図６は、前記在庫管理支援システムの処理フローを示すフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係るトンネル構築資材の在庫管理支援システムの構成を示すブロック図である。 図８は、前記第２実施形態に係る在庫管理支援システムの記憶部に格納された工事スケジュール情報の一例を示す表である。 図９は、本発明の第３実施形態に係るトンネル構築資材の在庫管理支援システムの構成を示すブロック図である。 図１０は、前記第３実施形態に係る在庫管理支援システムの処理フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態（図１～図６）＞
図１に示すように、地山２に山岳トンネル１が掘進されている。山岳トンネル１の構築においては、アーチ支保工３、ロックボルト４の他、図示しないロックボルト定着用モルタル、吹付用コンクリート、急結材、防水シート、覆工用コンクリート、覆工用鉄筋、インバート用コンクリート等の各種のトンネル構築資材を要する。トンネルの単位掘進距離あたりの設計上必要なトンネル構築資材の種類及び数量は、地山２の地質２ａ～２ｅに応じて決まっている。硬くて崩れにくい地質の場合、ロックボルトなどの使用本数が少なくて済む。緩くて崩れやすい地質の場合、ロックボルトなどの使用本数が多くなる。

＜トンネル構築資材の在庫管理支援システム＞
本実施形態の在庫管理支援システム５は、測量機６で計測されたトンネル掘進状況を利用し、トンネル構築資材の在庫管理を行なう。測量機６は、トンネルの掘進方向、出来形、トンネルディスタンス（ＴＤ）等を測量するために、構築中のトンネル１内に常設されている。

在庫管理支援システム５は、処理装置１０を含む。測量機６と処理装置１０とが、有線又は無線のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）７によってデータ通信可能に接続されている。処理装置１０は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）の他、スマートフォン、タブレット、その他のコンピューターによって構成されており、クラウドコンピューティングによって構成されていてもよい。

図２に示すように、処理装置１０は、処理部１１と、記憶部１２（記憶手段）と、通信部１３と、表示部１５を含む。通信部１３にＬＡＮ７を介して測量機６が接続されている。
処理部１１は、ＣＰＵなどによって構成され、掘進進捗情報の取得手段１１ｂ、使用資材の算出手段１１ｃ、推定在庫数量の更新手段１１ｄ等としての機能を有する。

記憶部１２には、地質分布情報１２ａ、必要資材情報１２ｂ、推定在庫情報１２ｃ、在庫管理支援プログラム１４が格納されている。
図３に示すように、地質分布情報１２ａは、地山２におけるトンネル１の構築計画線１ｓ上の地質２ａ～２ｅの分布状況（図１）に関する情報であり、発進坑口１ａからの距離又は区間ａ～ｅ（図１）ごとの岩盤の種類、地山の硬軟等の地質等級、その他、地山の性状データを含む。地質分布情報１２ａは、事前のボーリング調査等によって取得される。図１に示すように、区間ａ～ｅは、好ましくは、トンネル構築計画線１ｓが横切る地質２ａ～２ｅごとに設定される。

図４に示すように、必要資材情報１２ｂは、地質分布および設計支保パターンに応じたトンネル構築に必要な資材（ロックボルト本数等）の情報である。設計支保パターンは、地質等級と相関する。同図に示すように、必要資材情報１２ｂが、地質分布情報１２ａ（図３）と組み合わせたものであってもよい。すなわち、必要資材情報１２ｂが、当該在庫管理支援対象のトンネル１の発進坑口１ａからの距離又は区間ａ～ｅ（図１）ごとの単位掘進距離あたりの必要資材の種類及び数量をデータベース化したものであってもよい。必要資材情報１２ｂが、地質分布情報１２ａを内包していてもよい。
地質分布情報１２ａ及び必要資材情報１２ｂは、トンネル１の構築施工ないしは在庫管理支援に先立って取得されて、記憶部１２に記憶されている。

図５に示すように、推定在庫情報１２ｃは、トンネル構築資材の種類（品名）ごとの現在の推定在庫数量のデータであり、システム５の管理処理によって随時上書き更新される。

図２に示すように、在庫管理支援プログラム１４は、掘進進捗情報取得処理プログラム１４ｂ、使用資材算出プログラム１４ｃ、推定在庫数量更新処理プログラム１４ｄ等を含む。
掘進進捗情報取得処理プログラム１４ｂは、トンネル１の掘進進捗情報を取得する処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
使用資材算出プログラム１４ｃは、使用されたトンネル構築資材の種類及び数量を算出する処理をコンピュータに実行させるプログラムである。
推定在庫数量更新処理プログラム１４ｄは、トンネル構築資材の推定在庫数量を更新する処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

＜トンネル構築資材の在庫管理支援方法＞
図６のフローチャートに示すように、在庫管理支援システム５によるトンネル構築資材の在庫管理支援は、次のようにして行われる。
処理装置１０の処理部１１は、在庫管理支援プログラム１４の起動によって、測量機６との通信を行なう（ステップ１０１）。

トンネル１の施工時には、測量機６によって、トンネル１の内部ひいては切羽１ｅの位置が測量される。測量データは測量機６から処理装置１０に送信される。送信タイミングは、測量する都度でもよく、一定時間置きでもよく、１断面の掘削作業が終了するごとでもよく、１日の掘削作業が終了した時であってもよい。

処理装置１０が、前記測量データを受信する（ステップ１０１の「ｙｅｓ」）。
測量データを処理装置１０に入力する方法としては、ネットワーク通信に限らず、作業者が、測量機６の測量データを読み取って、処理装置１０に手入力してもよい。測量機６の測量データを携帯記憶媒体に記憶させ、その携帯記憶媒体を処理装置１０に接続して記憶データを読み取ってもよい。

掘進進捗情報取得手段１１ｂとしての処理部１１は、掘進進捗情報取得処理プログラム１４ｂによって、測量データから、トンネル１がどこまで掘り進んだかの掘進進捗情報を取得する（ステップ１０２）。

続いて、使用資材算出手段１１ｃとしての処理部１１が、使用資材算出プログラム１４ｃによって、記憶部１２に記憶された地質分布情報１２ａ及び必要資材情報１２ｂと、前記掘進進捗情報とに基づいて、前回の推定在庫数量の更新時以降使用された資材の種類及び使用数量を算出する（ステップ１０３）。

更に、推定在庫数量更新手段１１ｄとしての処理部１１が、推定在庫数量更新処理プログラム１４ｃによって、該当する資材の推定在庫数量を更新する（ステップ１０４）。具体的には、資材ごとに前回更新時の推定在庫数量から前記使用数量算出値を差し引き、推定在庫情報１２ｃを差し引き後の値に上書きする。

このようにして算出された資材ごとの推定在庫数量は、表示指令に応じて（ステップ１１０）、表示部１５に表示される（ステップ１１１）。表示は、ウェブブラウザによってなされるようにしてもよい。表示に代えて、帳票としてプリントアウトするようにしてもよい。これによって、在庫管理の担当者は、各資材の在庫状況を把握できる。こまめに在庫状況を点検する必要がなく、在庫管理の負担を軽減できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
＜第２実施形態（図７～図８）＞
図７に示すように、第２実施形態における在庫管理支援システム５Ｂの処理装置１０の記憶部１２には、地質分布情報１２ａ及び必要資材情報１２ｂに加えて、工事スケジュール情報１２ｆが、更なる事前取得情報として記憶されている。図８に示すように、工事スケジュール情報１２ｆは、例えば日付又は工事開始からの経過日数、予定掘進距離などの情報を含む。処理装置１０が、当該処理装置１０に格納された工事管理ソフトウェアの入力データから工事スケジュール情報１２ｆを抽出してもよい。
好ましくは、工事スケジュール情報１２ｆは、実際のトンネル１の構築施工の進捗に合わせて修正可能である。

第２実施形態においては、第１実施形態の測量データに代えて、工事スケジュール情報１２ｆが、トンネル１がどこまで掘り進んだかの掘進進捗情報として用いられる。
処理部１１は、地質分布情報１２ａ及び必要資材情報１２ｂ、並びに工事スケジュール情報１２ｆとカレンダー機能に基づいて、トンネル構築資材ごとの使用数量を算出し、ひいては推定在庫数量を算出する。

＜第３実施形態（図９～図１０）＞
図９に示すように、第３実施形態に係る在庫管理支援システム５Ｃは、測量機６の測量データが保存された管理システム８と通信可能である。管理システム８は、処理装置１０とは別のコンピューターによって構成されている。在庫管理支援システム５Ｃの記憶部１２のプログラム領域には、アラーム処理プログラム１４ｆが記憶されている。記憶部１２のデータ領域には、工事スケジュール情報１２ｆが記憶されている。なお、工事スケジュール情報１２ｆが、管理システム８の記憶部に記憶されていてもよく、在庫管理支援システム５Ｃが管理システム８から工事スケジュール情報１２ｆの提供を受けるようにしてもよい。

図１０のフローチャートに示すように、在庫管理支援システム５Ｃの処理部１１は、管理システム８との通信を試み、測量データの受信の有無を確認する（ステップ１０１ａ）。測量データが受信されたときは、その測量データを、トンネル１がどこまで掘り進んだかの掘進進捗情報とする（ステップ１０２）。測量データが受信されないときは、工事スケジュール情報１２ｆを読み出し（ステップ１０１ｂ）、その工事スケジュール情報１２ｆから掘進進捗情報を取得する（ステップ１０２）。仮に、工事スケジュール情報１２ｆが記憶されていなかったり、掘進進捗情報としては利用可能でなかったりしたときは（ステップ１０１ｂの「ｎｏ」）、掘進進捗情報の手入力の有無を確認する（ステップ１０１ｃ）。発進坑口１ａからの掘進距離データ等の手入力が有ったときは、それを掘進進捗情報として採用する（ステップ１０２）。
なお、測量データの受信又は有効な工事スケジュール情報１２ｆが有った場合（ステップ１０１ａ又は１０１ｂの「ｙｅｓ」）でも、更に、掘進進捗情報の手入力の有無を確認し、手入力があったときは、その手入力情報を優先的に掘進進捗情報として採用することにしてもよい。

取得した掘進進捗情報を用いて、第１実施形態（図６）と同様のステップ１０３～１０４によって推定在庫数量を更新した後、アラーム処理プログラム１４ｆによってアラームの要否を判断する（ステップ１０５）。具体的には、前記更新後の推定在庫数量が、近日中の工事で必要となる数量を下回っていないか否かを、トンネル構築資材ごとに確認する。近日中の工事で必要となる数量は、好ましくは、工事スケジュール情報１２ｆ（図８参照）を用いて算出される。近日中の工事であるか否かは、例えば、対応するトンネル構築資材の発注後の納品所要日数以内の工事であるか否かで判定される。

各トンネル構築資材について、近日中の工程で必要となる数量に対して推定在庫数量が下回っているときはアラームを出力する（ステップ１０６）。アラーム出力としては、表示部１５に表示してもよく、音声で発報してもよい。
ステップ１０６のアラームと併行して、又はアラームに代えて、処理装置１０が、該当のトンネル構築資材を所要数量だけ自動発注するようにしてもよい。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
たとえば、管理担当者が実際に在庫状況を点検したときは、記憶部１２の推定在庫数量を実際の点検数量に訂正入力できるようにしてもよい。
在庫管理するトンネル構築資材として、先受け鋼管及び注入材等の補助工法用の資材を含ませてもよい。
第２実施形態（図７～図８）においても、第３実施形態（図９～図１０）と同様に、各トンネル構築資材の在庫数量が近日中の工事で必要となる数量を下回っていないかを、工事スケジュール情報１２ｆを用いて判定し、下回っていた場合はアラームを出力したり自動発注したりするようにしてもよい。

本発明は、例えば山岳トンネルの構築に用いる資材の在庫管理システムに適用可能である。

１ 山岳トンネル
１ａ 発進坑口
１ｅ 切羽
１ｓ 構築計画部分
２ 地山
２ａ～２ｅ 地質
３ アーチ支保工
４ ロックボルト
５ トンネル構築資材の在庫管理支援システム
５Ｂ 在庫管理支援システム
５Ｃ 在庫管理支援システム
６ 測量機
７ ローカルエリアネットワーク
８ 管理システム
１０ 処理装置
１１ 処理部
１１ｂ 掘進進捗情報の取得手段
１１ｃ 使用資材の算出手段
１１ｄ 推定在庫数量の更新手段
１２ 記憶部（記憶手段）
１２ａ 地質分布情報
１２ｂ 必要資材情報
１２ｃ 推定在庫情報
１２ｆ 工事スケジュール情報
１３ 通信部
１４ 在庫管理支援プログラム
１４ｂ 掘進進捗情報取得処理プログラム
１４ｃ 使用資材算出プログラム
１４ｄ 推定在庫数量更新処理プログラム
１４ｆ アラーム処理プログラム
１５ 表示部

Claims (6)

1. 地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を支援するシステムであって、
   前記地山における前記トンネルの構築計画線上の地質分布を表す地質分布情報と、地質および設計支保パターンに応じた必要資材の種類及び単位掘進距離あたり又は前記構築計画線に沿う区間ごとの前記必要資材の数量を含む必要資材情報とを記憶した記憶手段と、
   前記トンネルの掘進進捗情報を取得する取得手段と、
   前記地質分布情報と前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する更新手段と、
   を備えたことを特徴とするトンネル構築資材在庫管理支援システム。
2. 前記地質分布情報が前記必要資材情報に内包されている請求項１に記載のトンネル構築資材在庫管理支援システム。
3. 地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を支援するためのプログラムであって、
   前記地山における前記トンネルの構築計画線上の地質分布を表す地質分布情報と、地質および設計支保パターンに応じた必要資材の種類及び単位掘進距離あたり又は前記構築計画線に沿う区間ごとの前記必要資材の数量を含む必要資材情報とを記憶する処理と、
   前記トンネルの掘進進捗情報の入力を受け付ける処理と、
   前記地質分布情報と前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する処理と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするトンネル構築資材在庫管理支援プログラム。
4. 地山にトンネルを構築するための資材の在庫管理を処理装置によって支援する方法であって、前記処理装置が、
   前記地山における前記トンネルの構築計画線上の地質分布を表す地質分布情報と、地質および設計支保パターンに応じた必要資材の種類及び単位掘進距離あたり又は前記構築計画線に沿う区間ごとの前記必要資材の数量を含む必要資材情報とを記憶する工程と、
   前記トンネルの掘進進捗情報を取得する工程と、
   前記地質分布情報と前記必要資材情報と前記掘進進捗情報とに基づいて、使用された資材の種類及び数量を算出して、該当する資材の推定在庫数量を更新する工程と、
   を実行することを特徴とするトンネル構築資材在庫管理支援方法。
5. 前記トンネル内に設置した測量機による切羽の測量情報を前記掘進進捗情報とすることを特徴とする請求項４に記載のトンネル構築資材在庫管理支援方法。
6. トンネル構築期間中の日付又は工事開始からの経過日数に応じた予定掘進距離の情報を含む工事スケジュール情報を前記掘進進捗情報とすることを特徴とする請求項４に記載のトンネル構築資材在庫管理支援方法。

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