JPS63142500A - 作業車両の運行管制システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダンプトラックのような作業車両を運転支援
するための作業車両の運行管制システムに関する。

〔従来の技術〕

一般に、広域鉱山、ダム造成現場等においては、ダンプ
トラックやパワーショベル等の作業車両を稼動させる場
合、必要最小限の作業車両と設備によって多様に変化す
る操業条件および現場状況に対処できるよう、作業車両
の運行を臨機応変に管制し、もって生産性向上や安全確
保を図っている。

従来、作業車両を管制するためのシステムとしては、例
えば第６図に示すように構成されたものがあった（Ｓｕ
ｆａｃｅ　Ｍｉｎｉｎａ　ＡＶ）４　Ｓｙｓｔｅｍ）　
、このシステムでは、作業現場の各主要箇所に設置され
た各サインポスト１０１からそれぞれの位置情報を示す
信号を送出している。各作業車両１０２に搭載されてい
る車載機器１０３はこれらの位置情報を示す信号を受信
して、各作業車両１０２の位置をそれぞれ検出し、検出
した各位置とともに各作業車両１０２稼動状況を示すデ
ータ信号をそれぞれ送信する。管制事務所１０４では、
中央機器１０５でこれらのデータ信号を受信し、これら
のデータ信号によって示される各作業車両１０２の位置
および稼動状況を把握し、各作業車両１０２の運行最適
化を図る運行指令を示す信号を中央機器１０５から各車
載機器１０３へ送信する。

〔問題点を解決するための手段］ ところで、このような従来のシステムにおいては、作業
車両の位置は有限個数のサインポストで区分される小領
域のいずれに属するかであり、よって検出精度がサイン
ポストの個数に比例して良くなる。また、作業車両の走
行コースに融通性を持たせるには、サインポストの個数
を多くする必要がある。このため、システムに融通性を
持たせたり、作業車両の位置検出精度を上げて適確な運
行支援を行ない安全確保を図るには、どうしても所要設
備が大規模になってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は所要設備を大規模にしなくても、適確
な運行支援を行い安全性を図ることが可能な作業車両の
運行管制システムを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、作業現場に所定の位置関係で配設された主局
および２つの従局と、前記主局および２つの従局から電
波測量用の電波をそれぞれ送信させる電波発生手段と、
作業車両から送信される車両データ信号を該主局で受信
すると、この車両データ信号によって示される車両デー
タを表示する管制表示手段と、前記作業車両の作業最適
化を図る前記車両データに基づく管制データに応じて、
この管制データを示す管制データ信号を該主局から送信
させる中央処理手段と、該作業車両に搭載された車載局
と、前記主局および２つの従局から送信された電波測量
用の電波を前記車載局で受信すると、これらの電波の受
信時間差に基づいて該作業車両の位置を求めるとともに
、該主局から送信された管制データを示す管制データ信
号を該車載局で受信すると、この管制データ信号に基づ
いて管制データを判定し、また前記作業車両の位置およ
び該作業車両の稼動状況からなる車両データを示す車両
データ信号を該車載局から送信させる車載処理手段とを
具えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、地上装置における主局および２つの従
局からは電波測量用の電波が送信され、車載装置におけ
る車載処理手段によってこれらの電波の受信時間差に基
づく作業車両の位置が求められる。車載装置では、作業
車両の位置および稼動状況からなる車両データを示す車
両データ信号が車載局から送信される。一方、地上装置
では、受信した車両データ信号によって示される作業車
両の位置および稼動状況からなる車両データが管制表示
手段に表示され、中央処理手段によってこの車両データ
に基づく管制データを示す管制データ信号が主局から送
信させられる。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る作業車両の運行管制システムの一
実施例を概略的に示すブロック図である。

この実施例では、地上装置１と車載装置２を備え、地上
装置１は第２図に示すような作業現場の適宜の各位置に
主局３、従局４におよび従局５をそれぞれ配設し、主局
３側に中央処理手段６および管制表示手段７を設けて構
成される。また、車載装＠２は第２図に示すような作業
現場を走行する作業車両８に搭載されており、車載局９
、車載処理手段１０および車載表示手段１１を設けて構
成される。なお、この車載装置２は複数の作業車両８に
それぞれ搭載されている。

地上装置１における主局３側は第３図に示すように構成
されており、中央処理手段６の管制演算部６−１から電
波測量用の信号が通常出力され、この信号が主局３の情
報変調部３−１に加えられる。情報変調部３−１はこの
電波測量用の信号を１次変調し、被１時変調信号を拡散
変調部３−２に加える。拡散変調部３−２は符号発生部
３−３から加えられている予設定の符号に基づいて前記
被１次変調信号を２次変調（拡散変調）し、被拡散変調
信号を送信Ｒ３−４に加える。送信機３−４はこの被拡
散変調信号をアンテナ３−５から電波測量用の電波ｍ、
として送信する。

また、各従局４および５は第４図に示すように構成され
ており、アンテナ４−１．５−１が送受切換器４−２．
５−２を介して予設定の周期で交互に受信１１４−３．
５−３および送信Ｒ４−４゜５−４に接続される。いま
、アンテナ４−１．５−１と受信機４−３．５−３が送
受切換器４−２゜５−２を介して接続されているとき、
受信Ｒ４−３，５−３はアンテナ４−１．５−１で受信
された電波測量用の電波ｎ、に対応する被拡散変調信号
を拡散′ｆｉ調部４−５．５−５に加える。拡散復調部
４−５．５−５は符号発生部４−６．５−６から加えら
れている予設定の符号に基づいて前記被拡散変調信号を
１数夜１！（拡散復調）し、拡散復調出力つまり被１次
変調信号を同期制御部４−７．５−７に加える。同期制
御部４−７．５−７はこの被１次変調信号の同期を検出
し、これに同期する開被１次変調信号を間断することな
く拡散変調部４−８．５−８に加える。拡散変調部４−
８．５−８は符号発生部４−６．５−６から加えられて
いる符号に基づいて前記被１次変調信号を２次変調し、
被拡散変調信号を送信橢４−４．５−４に加える。送信
４１４−４．５−４はこの被拡散変調信号を送受切換器
４−２．５−２を介してアンテナ４−１．５−１から電
波測量用の電波ｍ　２　、　ｍ　３として送信する。

一方、車載装置２は第５図に示すように構成−されてお
り、車載局９のアンテナ９−１で電波測量用の電波ｍ　
　、ｍ２およびｍ３が受信される。主馬用受信機９−２
、従局用受信１１９−３および従局用受信機９−４は、
受信された電波測量用の電波ｍ　　、ｍ　　およびｍ３
に対応する各被拡散変調信号を拡散復調部９−５、拡散
復調部９−６および拡散復調部９−７にそれぞれ加える
。拡散復調部９−５は、符号発生部９−８から加えられ
ている予設定の符号に基づいて電波ｍ１に対応する被拡
散変調信号を１数夜ｌ（拡散復調）し、拡散復調出力つ
まり被１次変調信号を位相差検出部９−９および位相差
検出部９−１０に加える。拡散復調部９−６は符号発生
部９−８から加えられている符号に基づいて電波ｍ２に
対応する被拡散変調信号を１次復調し、被１次変調信号
を位相差検出部９−９に加える。拡散復調部９−７は符
号発生部９−８から加えられている符号に基づいて電波
ｍ３に対応する被拡散変調信号を１次復調し、被１次変
調信号を位相差検出部９−１０に加える。

位相差検出部９〜９は各拡散復調部９−５および９−６
から各被１次変調信号を入力すると、これらの信号の位
相差つまり電波測量用の電波ｍ１およびｍ２の受信時間
差を示す位相差Δω１を検出し、この位相差Δω１を示
す信号を車載処理手段１０の車両位置演算部１０−１に
加える。位相差検出部９−１０は各拡散復調部９−５お
よび９−７から各被１次変調信号を入力すると、これら
の信号の位相差つまり電波測量用の電波ｍ１およびｍ　
の受信時間差を示す位相差Δω２を検出し、この位相差
△ω２を示す信号を車両位置演算部１０−１に加える。

車両位置演算部１０−１は各位相差Δω１．Δの２を示
す信号を入力すると、これらの位相差Δω　、△ω２に
基づいて作業車両８の位置を算出する。

なお、前記１次変調には周波数変調、位相差変調および
振幅変調が適用され、また前記２次変調には擬似ランダ
ム符号に基づく直接拡散、周波数ホッピング方式による
スペクトラム拡散変調が適用される。このような拡散変
調によるスペクトル拡散通信方式は、拡散帯域幅が広く
、通信時の電力密度が非常に小さいため、妨害を受けに
くい。

また、多重通信が可能であり、測距にも好適である。

ここで、上記電波測量の原理を第２図に基づいて説明す
る。まず、主局３と従局４，５が予め既知の位置、例え
ば主局を（０，０＞、従局４を（ａ、ｂｌ）および従局
５を（ａ２．ｂ２）の位＠ピ設置されいるとし、車載局
９を（Ｘ、Ｙ）とすると、主局３−車載局９間の距離Ｌ
１と車載局９−従局４間の距離Ｌ２との差ΔＬ１、およ
び前記距離Ｌ１と車載局９−従局５間の距離Ｌ３との差
ΔＬ２は、次式（１）および（２）によって表わすこと
ができる。

なお、前記位相差Δω１およびΔω２はそれぞれ上式（
１）および（２）の△Ｌ１および△Ｌ２に対応すること
はもち論である。

そして、ΔＬ１が一定となる位置を各ΔＬ１毎に示すと
第２図の実線のようになる。同様にΔＬ２が一定となる
位置を各ΔＬ２毎に示すと第２図の破線のようになる。

したがって、八Ｌ１とΔ１２が求まれば、そのΔＬ１に
対応する実線の曲線とΔＬ２に対応する破線の曲線と・
の交点から作業車両８の位置を検出することができる。

車載処理手段１０の車両位置演算部１０−１は上記のよ
うにして作業車両８の現在位置（Ｘ、Ｙ）をインターバ
ルタイムエで求め、この位置を示す信号を車両データ発
生部１０−２に加える。車両データ発生部１０−２は作
業車両８の位置を示す信号を入力するとともに、図示し
ない各センサから車速、積荷重量等の稼動状況を示す信
号を入力し、この位置および稼動状況を示す車両データ
信号を走行状態記憶部１０−３および車載局９の情報変
調部９−１１に加える。また、車載表示手段１１の入力
部１１−１は、例えば作業車両８の目標経路を入力する
ための操作卓であり、この目標経路を示す信号を走行状
態記憶部１０−３に加える。走行状態記憶部１０−３は
この目標経路を示す信号、および車両データ発生部１０
−２からの車両データ信号を入力すると、目標経路およ
び車両データを記憶する。車載モニタ１１−２は走行状
態記憶部１０−３から目標経路および車両データを読出
し、目標経路に対する作業車両８の位置、および稼動状
況を表示する。

一方、車載局９の情報変調部９−１１は、車両データ発
生部１０−２からの車両データ信号を入力すると、この
車両データ信号を１次変調し、被１次変調信号を拡散変
調部９−１２に加える。また、符号発生部９−１３は当
該作業車両８を示す特定の符号を拡散変調部９−１２に
加える。拡散変調部９−１２はこの符号に基づいて前記
被１次変調信号を２次変調し、被拡散変調信号を送信機
９−１４に加える。送信１１９−１４はこの被拡散変調
信号に対応する電波をアンテナ９−１５から送信させる
。この結果、複数の作業車両８からは、各作業車両８に
特定された各符号に基づく被拡散変調信号が各車両デー
タを示す電波ｄ１〜ｄｋとして送信される。

地上袋ｗｉでは、これらの電波ｄ　〜ｄｋを主局３のア
ンテナ３−６で受信し、受信機３−７はこれらの電波ｄ
　　−ｄ、に対応する被拡散変調信号を拡散復調部３−
８に加える。また、中央処理手段６の車両データ選択部
６−２は、符号発生部３−９を制御しており、各作業車
両８に特定された各符号のうちのいずれかを選択して、
選択した符号を符号発生部３−９から拡散復調部３−８
に加えさせる。この結果、拡散復調部３−８は選択され
た符号に基づいて各電波ｄ１〜ｄｋのうちのいずれかに
対応する被拡散変調号を１次復調し、この復調出力つま
り被１次変調信号を情報復調部３−１０に加える。情報
復調部３−１０はこの被１次変調信号を２次復調し、こ
の復調出力つまり各作業車両８の車両データ信号のうち
のいずれかを車両データ選択部６−２に加える。したが
って、車両データ選択部６−２は、各作業車両８に特定
された各符号を符号発生部３−９から発生させることに
より、各作業車両８についての車両データ信号を入力す
ることでき、各作業車両８についての車両データを収集
する。

次に、車両データ選択部６−２は収集した各作業車両８
についての車両ブタ−信号を現場状態記憶部６−３に加
え、各作業車両８についての車両データを現場状態記憶
部６−３に記憶させる。また、管制表示手段７の入力部
７−１は、例えば作業現場地図を入力するための操作卓
であり、この作業現場記憶部６−３に加え、この作業現
場地図を現場状態記憶部６−３に記憶させる。管制七二
り７−２は現場状態記憶部６−３から作業現場地図およ
び各作業車両８についての車両データを読み出し、作業
現場地図における各作業車両８の位置および各作業車両
８の稼動状況を表示する。

一方、中央処理手段６の管制演算部６−１は、予め設定
された時間に、現場状態記憶部６−３から作業現場地図
および各作業車両８についての車両データを読出す。そ
して、管制演算部６−１は作業現場地図および各車両デ
ータに基づいて各作業車両８の作業最適化を図る管制デ
ータ、例えば作業現場地図における各作業車両８の位置
、各作業車両８の運行経路変更指令等を求め、この管制
データを示す管制データ信号を主局３の情報変調部３−
１に加える。ただしこのとき、管制演算部６−１は先に
述べた電波測量用の信号を出力せず、この管制データ信
号のみを出力する。情報変調部３−１はこの管制データ
信号を１次変調し、被１次変調信号を拡散変調部３−２
に加える。拡散変調部３−２は符号発生部３−３からの
符号に基づいてこの被１次変調信号を２次変調し、被拡
散変調信号を送信ｔａ３−４に加えてアンテナ３−５か
ら送信させる。

各作業車両８における車載局９では、前記被拡散変調信
号をアンテナ９−１を介して主局用受信！１１９−２で
受信し、この被拡散変調信号を拡散復調部９−５に加え
る。拡散復調部９−５は符号発生部９−８からの符号に
基づいてこの被拡散変調信号を１次復調し、この復調出
力つまり被１次変調信号を情報復調部９−１６に加える
。情報復調部９−１６はこの被１次変調信号を２次復調
し、この復調出力つまり管制データ信号を車載処理手段
１０の車両データ発生部１０−２に加える。車両データ
発生部１０−２はこの管制データ信号を入力すると、こ
の管制データを走行状態記憶部１０−３に記憶させる。

したがって、走行状態記憶部１０−３はこの管制データ
とともに先に述べた当該作業車両８の車両データおよび
目標経路を記憶する。そして、車載表示手段１１の車載
モニタ１１−２は、走行状態記憶部１０−３から管制デ
ータ、車両データおよび目標経路を続出し、作業現場地
図における各作業車両８の位置、各作業車両８の運行経
路変更指令、および目標経路に対する当該作業車両８の
位装置等を表示する。

このように、本実施例では、主局および２つの従局から
電波測量用の電波を送信し、これらの電波の車載局での
受信時間差に基づいて作業車両の位置を検出するととも
に、主局および車載局間での管制データおよび車両デー
タの授受を行うようにしている。このため、所要設備を
大規模にしなくても、作業車両の適確な運行支援を行い
安全性を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したしように、本発明によれば、主局および２
つの従局から電波測量用の電波を送信し、これらの電波
の車載局での受信時間差に基づいて作業車両の位置を検
出するとともに、主局および車載局間で管制データおよ
び車両データの授受を行うようにしている。このため、
所要設面を大規模にしなくても、適確な運行支援を行い
安全性を図ることが可能な作業車両の運行管制システム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る作業車両の運行管制ステムの一実
施例を概略的に示すブロック図、２図は作業現場の一例
を示す図、第３図は第１に示した実施例における主局側
の構成を詳細にすブロック図、第４図は第１図に示した
実施例おける従局の構成を詳細に示すブロック図、第図
は第１図に示した車載装置の構成を詳細に示ブロック図
、第６図は従来の作業車両を管制すためのシステムを示
す概略図である。 １・・・地上装置、２・・・車載装置、３・・・主局、
４５・・・従局、６・・・中央処理手段、７・・・管制
表示手８・・・作業車両、９・・・車載局、１０・・・
車載処理手１１・・・車載表示手段。 出願人代理人　　　　木　　村　　高　　久１　　　　
　　　第１図 る 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業現場に所定の位置関係で配設さ れた主局および２つの従局と、 前記主局および２つの従局から電波測量用の電波をそれ
   ぞれ送信させる電波発生手段と、作業車両から送信され
   る車両データ信号を該主局で受信すると、この車両デー
   タ信号によつて示される車両データを表示する管制表示
   手段と、前記作業車両の作業最適化を図る前記車両デー
   タに基づく管制データに応じて、この管制データを示す
   管制データ信号を該主局から送信させる中央処理手段と
   、 該作業車両に搭載された車載局と、 前記主局および２つの従局から送信された電波測量用の
   電波を前記車載局で受信すると、これらの電波の受信時
   間差に基づいて該作業車両の位置を求めるとともに、該
   主局から送信された管制データを示す管制データ信号を
   該車載局で受信すると、この管制データ信号に基づいて
   管制データを判定し、前記作業車両の位置および該作業
   車両の稼動状況からなる車両データを示す車両データ信
   号を該車載局から送信させる車載処理手段と、を具えた
   ことを特徴とする作業車両の運行管制システム。
2. （２）車載処理手段は、前記管制データおよび前記車両
   データを表示する表示手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の作業車両の運行管制シス
   テム。