JPWO2016039489A1 - 鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法 - Google Patents

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Abstract

鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働する前記鉱山の管理システムは、無人車両とは別の移動体の位置データに基づいて稼働エリアから移動体が退出したか否かを判定する退出判定部と、移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて移動体の異常監視を終了する異常監視部と、移動体の位置を含むように無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定し、異常監視により異常が検出された場合に進入禁止領域を拡大する進入禁止領域設定部と、稼働エリアから移動体が退出し入力装置が未操作であると判定されたとき、移動体に設けられている警報装置を起動する警報装置制御部と、を備える。

Description

本発明は、鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法に関する。
特許文献１に開示されているように、鉱山において無人車両及び有人車両の両方が稼働する場合がある。また、鉱山においては作業者も稼働する。
特開２０００−３１５１１２号公報
無人車両と有人車両又は作業者との間で予期せぬ干渉が生じるおそれがある。そのため、有人車両又は作業者の安全を確保できる技術の案出が要望される。一方、有人車両又は作業者の安全を確保するための安全機能が過度に作動すると、鉱山の生産性の低下がもたらされる可能性がある。
本発明の態様は、鉱山の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両又は作業者の安全を確保することができる鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に従えば、鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働する前記鉱山の管理システムであって、前記無人車両とは別の移動体の位置データに基づいて前記稼働エリアから前記移動体が退出したか否かを判定する退出判定部と、前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて前記移動体の異常監視を終了する異常監視部と、前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定し、前記異常監視により異常が検出された場合に前記進入禁止領域を拡大する進入禁止領域設定部と、前記稼働エリアから前記移動体が退出し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する警報装置制御部と、を備える鉱山の管理システムが提供される。
本発明の第２の態様に従えば、鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働するコンピュータシステムによる前記鉱山の管理方法であって、前記無人車両とは別の移動体の位置データを取得することと、前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定することと、前記位置データに基づいて前記稼働エリアから前記移動体が退出したか否かを判定することと、前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて生成された指令信号を取得することと、前記指令信号に基づいて前記移動体の異常監視を終了することと、前記異常監視により異常が検出された場合に前記進入禁止領域を拡大することと、前記稼働エリアから前記移動体が退出し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する制御信号を出力することと、を含む鉱山の管理方法が提供される。
本発明の態様によれば、鉱山の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両又は作業者の安全を確保することができる鉱山の管理システム及び鉱山の管理方法が提供される。
図１は、本実施形態に係る鉱山の一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係る有人車両の一例を模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係る有人車両の一例を模式的に示す図である。 図４は、本実施形態に係る有人車両の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、本実施形態に係る管理装置の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、本実施形態に係る無人車両の一例を模式的に示す図である。 図７は、本実施形態に係る無人車両の一例を模式的に示す図である。 図８は、本実施形態に係る無人車両の一例を示す機能ブロック図である。 図９は、本実施形態に係る進入禁止領域の一例を模式的に示す図である。 図１０は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図１２は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図１３は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図１４は、本実施形態に係る警報装置の一例を模式的に示す図である。 図１５は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図１６は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。 図１７は、本実施形態に係る有人車両の一例を示す機能ブロック図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
＜鉱山の概要＞
図１は、本実施形態に係る鉱山の管理システム１によって管理される鉱山の採掘現場の一例を模式的に示す図である。管理システム１は鉱山を管理する。鉱山において無人車両２、有人車両４０、及び作業者が稼働する。鉱山の管理は、無人車両２の管理、有人車両４０の管理、及び作業者の管理を含む。
図１に示すように、管理システム１は、鉱山の管制施設８に配置され、コンピュータシステムを含む管理装置１０を備える。管理装置１０と無人車両２と有人車両４０とは、通信システム９を介して無線通信可能である。無人車両２は、管理装置１０からの指令信号に基づいて作動する。無人車両２に作業者（運転者）は搭乗しない。有人車両４０に作業者（運転者）が搭乗する。なお、無人車両２は、無人車両２に搭乗した運転者に操作されてもよい。例えば、駐機場に無人車両２を入れるとき、駐機場から無人車両２を出すとき、及び無人車両２に給油するときの少なくとも一部において、運転者が無人車両２に搭乗し、その無人車両２を操作してもよい。
無人車両２は、鉱山の作業に使用される。本実施形態においては、無人車両２が、運搬車両の一種であるダンプトラック２であることとする。ダンプトラック２は、鉱山を走行可能であり、鉱山において積荷を運搬する。ダンプトラック２は、車両３と、車両３に設けられたベッセル４とを有する。ダンプトラック２は、ベッセル４に積載された積荷を運搬する。積荷は、砕石の採掘で発生した土砂又は岩石を含む。
鉱山の採掘現場において、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方に通じる走行路ＨＬが設けられる。鉱山の走行路ＨＬは、未舗装路である場合が多い。ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬを走行可能である。積込場ＬＰＡにおいて、ベッセル４に積荷が積み込まれる。積込機械ＬＭにより、ベッセル４に積荷が積み込まれる。積込機械ＬＭとして油圧ショベル又はホイールローダが用いられる。積荷が積み込まれたダンプトラック２は、積込場ＬＰＡから排土場ＤＰＡまで走行路ＨＬを走行する。排土場ＤＰＡにおいて、ベッセル４から積荷が排出される。積荷が排出されたダンプトラック２は、排土場ＤＰＡから積込場ＬＰＡまで走行路ＨＬを走行する。なお、ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡから所定の駐機場まで走行してもよい。
有人車両４０は、鉱山を走行可能である。有人車両４０は、ダンプトラック２とは別の移動体である。有人車両４０は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬを走行可能である。作業者は、有人車両４０に搭乗して鉱山を移動する。作業者は、鉱山の監視及び保守等を実施する。
ダンプトラック２の位置及び有人車両４０の位置は、全方位測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）により検出される。ＧＰＳは、ＧＰＳ衛星ＳＴを有する。ＧＰＳによって検出される位置は、ＧＰＳ座標系において規定される絶対位置である。以下の説明においては、ＧＰＳによって検出される位置を適宜、ＧＰＳ位置、と称する。ＧＰＳ位置は、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。
＜有人車両＞
次に、有人車両４０について説明する。図２及び図３は、本実施形態に係る有人車両４０の一例を模式的に示す図である。図４は、本実施形態に係る有人車両４０の一例を示す機能ブロック図である。
有人車両４０は、鉱山を走行可能な走行装置４１と、走行装置４１に支持される車体５０と、動力を発生する動力発生装置４３と、有人車両制御装置６０とを備える。
走行装置４１は、車輪４２と、車輪４２を回転可能に支持する車軸と、走行を停止可能なブレーキ装置４４と、走行方向を調整可能な操舵装置４５とを有する。
走行装置４１は、動力発生装置４３が発生した動力により駆動する。動力発生装置４３は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。動力発生装置４３で発生した動力が走行装置４１の車輪４２に伝達される。これにより、走行装置４１が駆動される。動力発生装置４３の出力が調整されることにより、有人車両４０の走行速度が調整される。
ブレーキ装置４４は、走行装置４１の走行を停止可能である。ブレーキ装置４４が作動することにより、有人車両４０の走行速度が調整される。
操舵装置４５は、走行装置４１の走行方向を調整可能である。走行装置４１を含む有人車両４０の走行方向は、車体５０の前部の向きを含む。操舵装置４５は、前輪の向きを変えることによって、有人車両４０の走行方向を調整する。
有人車両４０は、作業者ＷＭが搭乗する運転室を有する。有人車両４０は、運転室に設けられ、動力発生装置４３を操作するアクセル操作部４３Ａと、運転室に設けられ、ブレーキ装置４４を操作するブレーキ操作部４４Ａと、運転室に設けられ、操舵装置４５を操作するステアリング操作部４５Ａとを有する。アクセル操作部４３Ａは、アクセルペダルを含む。ブレーキ操作部４４Ａは、ブレーキペダルを含む。ステアリング操作部４５Ａは、ステアリングホイールを含む。アクセル操作部４３Ａ、ブレーキ操作部４４Ａ、及びステアリング操作部４５Ａは、作業者ＷＭに操作される。作業者ＷＭは、アクセル操作部４３Ａ及びブレーキ操作部４４Ａの一方又は両方を操作して、有人車両４０の走行速度を調整する。作業者ＷＭは、ステアリング操作部４５Ａを操作して、有人車両４０の走行方向を調整する。
また、有人車両４０は、運転室に配置される警報装置４８と、運転室に配置される入力装置４９とを有する。
警報装置４８は、表示装置４８Ａ及び音声出力装置４８Ｂの少なくとも一方を含む。表示装置４８Ａは、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。表示装置４８Ａは、警報データを表示可能である。音声出力装置４８Ｂは、警報音及び警報光の少なくとも一方を発生可能である。
入力装置４９は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。有人車両４０の作業者ＷＭにより入力装置４９が操作されると、入力装置４９は、指令信号を生成する。入力装置４９により生成された指令信号は、有人車両制御装置６０に入力される。なお、入力装置４９が音声認識装置を含み、作業者ＷＭの音声により、指令信号が生成されてもよい。なお、入力装置４９がタッチパネルを含む場合、入力装置４９と表示装置４８Ａとが兼用されてもよい。
また、有人車両４０は、有人車両４０の走行速度を検出する速度センサ４６と、有人車両４０の位置を検出する位置センサ５１と、無線通信装置５２とを備える。
速度センサ４６は、有人車両４０に設けられる。速度センサ４６は、有人車両４０の走行装置４１の走行速度を検出する。速度センサ４６は、車輪４２の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪４２の回転速度と有人車両４０の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、有人車両４０の走行速度値に変換される。有人車両４０の走行速度が積分されることによって、有人車両４０の移動距離が導出される。
位置センサ５１は、有人車両４０に設けられる。位置センサ５１は、ＧＰＳ受信機を含み、有人車両４０のＧＰＳ位置を検出する。位置センサ５１は、ＧＰＳ用のアンテナ５１Ａを有する。アンテナ５１Ａは、ＧＰＳ衛星ＳＴからの電波を受信する。位置センサ５１は、アンテナ５１Ａで受信したＧＰＳ衛星ＳＴからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ５１Ａの位置を算出する。アンテナ５１ＡのＧＰＳ位置が算出されることによって、有人車両４０のＧＰＳ位置が検出される。
通信システム９は、有人車両４０に設けられた無線通信装置５２を含む。無線通信装置５２は、アンテナ５２Ａを有する。無線通信装置５２は、管理装置１０及びダンプトラック２と無線通信可能である。
有人車両制御装置６０は、有人車両４０に設けられる。有人車両制御装置６０は、有人車両４０を制御する。有人車両制御装置６０は、コンピュータシステムを含む。有人車両制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）のようなメモリとを含む。
速度センサ４６の検出信号は、有人車両制御装置６０に出力される。位置センサ５１の検出信号は、有人車両制御装置６０に出力される。入力装置４９で生成された指令信号は、有人車両制御装置６０に出力される。速度センサ４６の検出信号、位置センサ５１の検出信号、及び入力装置４９で生成された指令信号は、通信システム９を介して、管理装置１０に供給される。また、管理装置１０からの指令信号は、通信システム９を介して、有人車両制御装置６０に供給される。
＜管理装置＞
次に、管理システム１の管理装置１０について説明する。図５は、本実施形態に係る管理装置１０の一例を示すブロック図である。図５に示すように、管理装置１０は、コンピュータシステム１１と、表示装置１６と、入力装置１７と、無線通信装置１８とを備える。
コンピュータシステム１１は、処理装置１２と、記憶装置１３と、入出力部１５とを有する。表示装置１６、入力装置１７、及び無線通信装置１８は、入出力部１５を介して、コンピュータシステム１１と接続される。
通信システム９は、管制施設８に設けられた無線通信装置１８を含む。無線通信装置１８は、入出力部１５を介して、処理装置１２と接続される。無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有する。無線通信装置１８は、ダンプトラック２及び有人車両４０と無線通信可能である。
処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む。処理装置１２は、データ処理部１２Ａと、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂと、進入禁止領域設定部１２Ｃと、有人車両位置データ取得部６３と、有人車両速度データ取得部６４と、指令信号判定部６５と、退出判定部６６と、異常監視部６７と、異常判定部６８と、警報装置制御部７０とを有する。
データ処理部１２Ａは、例えばダンプトラック２の位置データを処理する。ダンプトラック２の位置データは、通信システム９を介してダンプトラック２から供給される。
第１無人車両走行データ生成部１２Ｂは、鉱山におけるダンプトラック２の目標走行経路を含む第１無人車両走行データを生成する。ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬにおいて、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂにより生成された第１無人車両走行データに基づいて走行する。
進入禁止領域設定部１２Ｃは、鉱山においてダンプトラック２の進入を禁止する進入禁止領域を設定する。進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０の位置を含むように進入禁止領域を設定する。
有人車両位置データ取得部６３は、有人車両４０の位置（ＧＰＳ位置）を示す有人車両位置データを取得する。有人車両位置データは、有人車両４０に設けられている位置センサ５１によって取得される。有人車両位置データ取得部６３は、通信システム９を介して有人車両４０から有人車両位置データを取得する。有人車両位置データ取得部６３は、ダンプトラック２とは別の移動体である有人車両４０の位置データを取得する移動体位置データ取得部として機能する。移動体の位置を示す移動体位置データは、有人車両位置データを含む。
有人車両速度データ取得部６４は、有人車両４０の走行装置４１の走行速度を示す有人車両速度データを取得する。有人車両速度データは、有人車両４０に設けられている速度センサ４６によって取得される。有人車両速度データは、通信システム９を介して有人車両４０から有人車両速度データを取得する。有人車両速度データ取得部６４は、ダンプトラック２とは別の移動体である有人車両４０の速度データを取得する移動体速度データ取得部として機能する。移動体の走行速度を示す移動体速度データは、有人車両速度データを含む。
指令信号判定部６５は、有人車両４０に設けられている入力装置４９の操作に基づいて指令信号が生成されたか否かを判定する。作業者ＷＭにより入力装置４９が入力操作されると、その入力装置４９は指令信号を生成する。入力装置４９により生成された指令信号は、通信システム９を介して管理装置１０に送信される。指令信号判定部６５は、通信システム９を介して有人車両４０から入力装置４９の指令信号を取得した場合、入力装置４９が操作されたと判定する。指令信号判定部６５は、通信システム９を介して有人車両４０から入力装置４９の指令信号を取得しない場合、入力装置４９は未操作であると判定する。
退出判定部６６は、有人車両位置データに基づいて、鉱山においてダンプトラック２が稼働する稼働エリアから有人車両４０が退出したか否かを判定する。ダンプトラック２の稼働エリアを示す稼働エリアデータは予め設定されている既知データであり、記憶装置１３に記憶されている。退出判定部６６は、有人車両位置データ取得部６３で取得された有人車両位置データと記憶装置１３に記憶されている稼働エリアデータとに基づいて、ダンプトラック２の稼働エリアから有人車両４０が退出したか否かを判定する。
異常監視部６７は、有人車両４０に設けられている入力装置４９の操作に基づいて、有人車両４０の異常監視を終了する。有人車両４０の異常監視は、通信システム９による管理装置１０と有人車両４０との通信状態監視、及び有人車両４０の位置精度監視の少なくとも一方を含む。通信状態監視は、通信システム９による管理装置１０と有人車両４０との通信状態が正常か異常かを監視することを含む。位置精度監視は、ＧＰＳ受信機を含む位置センサ５１による有人車両４０の位置検出状態が正常か異常かを監視することを含む。入力装置４９が操作され、指令信号判定部６５が入力装置４９の指令信号を取得したとき、異常監視部５７は、通信状態監視機能及び位置精度監視機能の少なくとも一方を含む異常監視機能を解除する。また、異常監視機能は、異常時において、後述する進入禁止領域の拡大機能を起動して有効にすることを含み、異常監視機能を解除することは、進入禁止領域の拡大機能を解除することを含む。
なお、本実施形態においては、異常監視部６７は、入力装置４９が未操作であっても、ダンプトラック２の稼働エリアから有人車両４０が退出したと判定されたとき、異常監視機能を解除して異常監視を終了する。異常監視部６７は、ダンプトラック２の稼働エリアから有人車両４０が退出したと判定されたとき、進入禁止領域の拡大機能を解除する。
異常判定部６８は、有人車両４０の異常監視機能により異常が発生したか否かを判定する。異常判定部６８は、通信システム９の通信状態が正常か否かを判定する通信状態判定、及び位置センサ５１の位置検出精度が正常か否かを判定する位置精度判定の少なくとも一方を実施する。
本実施形態において、進入禁止領域設定部１２Ｃは、異常判定部６８により異常監視機能により異常が発生したと判定された場合、進入禁止領域の拡大機能を起動し有効にする。
進入禁止領域設定部１２Ｃは、異常監視機能の異常時において、有人車両４０の存在可能領域を推測する。進入禁止領域設定部１２Ｃは、位置センサ５１により検出される有人車両４０の位置精度が正常である第１時点における有人車両現況データに基づいて、第１時点よりも後の第２時点において有人車両４０が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。第１時点における有人車両現況データは、第１時点における有人車両４０のＧＰＳ位置を示す有人車両位置データ及び第１時点における有人車両４０の走行速度を示す有人車両速度データを含む。なお、第１時点における有人車両現況データが、第１時点における走行装置４１の操舵角を示す操舵データを含んでもよい。進入禁止領域設定部１２Ｃは、第２時点において位置センサ５１により検出される有人車両４０の位置精度が異常であっても、第１時点における有人車両現況データに基づいて、第２時点における有人車両４０の存在可能領域を推測することができる。進入禁止領域設定部１２Ｃは、推測した有人車両４０の存在可能領域に基づいて、進入禁止領域を拡大する。進入禁止領域設定部１２Ｃは、存在可能領域の分だけ進入禁止領域を拡大する。本実施形態において、有人車両４０の存在可能領域は、時間経過とともに拡大する。
警報装置制御部７０は、有人車両４０に設けられている警報装置４８を制御する制御信号を出力する。警報装置制御部７０は、通信システム９を介して有人車両４０に制御信号を出力する。警報装置制御部７０は、退出判定部６６によりダンプトラック２の稼働エリアから有人車両４０が退出したと判定され、指令信号判定部６５により入力装置４９が未操作であると判定されたとき、有人車両４０に設けられている警報装置４８を起動させる制御信号を出力する。
記憶装置１３は、ダンプトラック２及び有人車両４０に関する各種のデータを記憶する。記憶装置１３は、処理装置１２と接続される。記憶装置１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）のようなメモリ、及びハードディスクドライブのようなストレージを含む。記憶装置１３は、データが登録されるデータベース１３Ｂを含む。第１無人車両走行データ生成部１２Ｂは、記憶装置１３に記憶されているコンピュータプログラムを用いて、第１無人車両走行データを生成する。
記憶装置１３は、ダンプトラック２が稼働する稼働エリアを示す稼働エリアデータを記憶する。また、記憶装置１３は、ダンプトラック２が稼働しない安全エリアを示す安全エリアデータを記憶する。なお、安全エリアデータは無くてもよい。
表示装置１６は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置１７は、キーボード、タッチパネル、及びマウスのような入力デバイスを含む。管制施設８の管理者により入力装置１７が操作されると、入力装置１７は指令信号を生成する。入力装置１７により生成された指令信号は、処理装置１２に入力される。
＜ダンプトラック＞
次に、ダンプトラック２について説明する。図６及び図７は、本実施形態に係るダンプトラック２の一例を模式的に示す図である。図８は、本実施形態に係るダンプトラック２の一例を示す機能ブロック図である。
ダンプトラック２は、車両３と、車両３に設けられるベッセル４と、物体を非接触で検出する非接触センサ２４と、データベース２５Ｂを含む記憶装置２５と、ダンプトラック２の角速度を検出するジャイロセンサ２６と、ダンプトラック２の走行速度を検出する速度センサ２７と、ダンプトラック２の位置を検出する位置センサ２８と、無線通信装置２９と、無人車両制御装置３０とを備える。
車両３は、鉱山を走行可能な走行装置５と、走行装置５に支持される車体６と、動力を発生する動力発生装置７とを有する。ベッセル４は、車体６に支持される。
走行装置５は、車輪２０と、車輪２０を回転可能に支持する車軸２１と、走行を停止可能なブレーキ装置２２と、走行方向を調整可能な操舵装置２３とを有する。
走行装置５は、動力発生装置７が発生した動力により駆動する。動力発生装置７は、電気駆動方式により走行装置５を駆動する。動力発生装置７は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動する電動機とを有する。電動機で発生した動力が走行装置５の車輪２０に伝達される。これにより、走行装置５が駆動される。車両３に設けられた動力発生装置７の動力によって、ダンプトラック２は自走する。動力発生装置７の出力が調整されることにより、ダンプトラック２の走行速度が調整される。なお、動力発生装置７は、機械駆動方式により走行装置５を駆動してもよい。例えば、内燃機関で発生した動力が、動力伝達装置を介して走行装置５の車輪２０に伝達されてもよい。
操舵装置２３は、走行装置５の走行方向を調整可能である。走行装置５を含むダンプトラック２の走行方向は、車体６の前部６Ｆの向きを含む。操舵装置２３は、車輪２０の向きを変えることによって、ダンプトラック２の走行方向を調整する。
非接触センサ２４は、車体６の前部に設けられる。非接触センサ２４は、車体６の周囲の物体を非接触で検出する。非接触センサ２４は、レーザスキャナを含む。非接触センサ２４は、検出光であるレーザ光を使って物体を非接触で検出する。非接触センサ２４は、物体の有無、物体との相対位置、及び物体との相対速度を検出可能である。物体との相対位置は、物体との相対距離、及び非接触センサ２４に対して物体が存在する方位を含む。なお、非接触センサ２４は、ミリ波レーダ装置のようなレーダ装置を含んでもよい。レーダ装置は、電波を使って物体を非接触で検出可能である。
ジャイロセンサ２６は、ダンプトラック２の角速度を検出する。ダンプトラック２の角速度が積分されることによって、ダンプトラック２の方位が導出される。
速度センサ２７は、ダンプトラック２の走行速度を検出する。速度センサ２７は、車輪２０の回転速度を検出する回転速度センサを含む。車輪２０の回転速度とダンプトラック２の走行速度とは相関する。回転速度センサの検出値である回転速度値が、ダンプトラック２の走行速度値に変換される。なお、速度センサ２７は、車軸２１の回転速度を検出してもよい。
位置センサ２８は、車両３に配置される。位置センサ２８は、ＧＰＳ受信機を含み、ダンプトラック２のＧＰＳ位置を検出する。位置センサ２８は、ＧＰＳ用のアンテナ２８Ａを有する。アンテナ２８Ａは、ＧＰＳ衛星ＳＴからの電波を受信する。位置センサ２８は、アンテナ２８Ａで受信したＧＰＳ衛星ＳＴからの電波に基づく信号を電気信号に変換して、アンテナ２８Ａの位置を算出する。アンテナ２８ＡのＧＰＳ位置が算出されることによって、ダンプトラック２のＧＰＳ位置が検出される。
通信システム９は、車両３に設けられている無線通信装置２９を含む。無線通信装置２９は、アンテナ２９Ａを有する。無線通信装置２９は、管理装置１０及び有人車両４０と無線通信可能である。
無人車両制御装置３０は、ダンプトラック２に設けられる。無人車両制御装置３０は、ダンプトラック２を制御する。無人車両制御装置３０は、コンピュータシステムを含む。無人車両制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）のようなメモリとを含む。
管理装置１０は、通信システム９を介して、ダンプトラック２の第１無人車両走行データを含む指令信号を、無人車両制御装置３０に供給する。無人車両制御装置３０は、管理装置１０の第１無人車両走行データ生成部１２Ｂから供給された第１無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック２の走行装置５を制御する。走行装置５の制御は、走行装置５のステアリング、アクセル、及びブレーキの少なくとも一つの制御を含む。
管理装置１０の第１無人車両走行データ生成部１２Ｂで生成される第１無人車両走行データは、ダンプトラック２の目標走行経路及びダンプトラック２の制限走行速度を示す。管理装置１０は、鉱山の地理的条件及び天候条件を含む鉱山の環境条件に基づいて、走行路ＨＬの複数の位置（領域）毎にダンプトラック２の制限走行速度（最高許容速度）を決定する。管理装置１０は、ダンプトラック２の目標走行経路及び制限走行速度を示す第１無人車両走行データを、ダンプトラック２に送信する。
無人車両制御装置３０は、第２無人車両走行データを生成する第２無人車両走行データ生成部３０Ａを有する。無人車両制御装置３０の第２無人車両走行データ生成部３０Ａは、管理装置１０から供給された第１無人車両走行データに基づいて、ダンプトラック２の目標走行速度データを含む第２無人車両走行データを生成する。無人車両制御装置３０は、管理装置１０から供給された第１無人車両走行データと、第２無人車両走行データ生成部３０Ａで生成した第２無人車両走行データとに基づいて、走行装置５を制御する。無人車両制御装置３０は、管理装置１０で決定された制限走行速度の範囲内で、走行装置５の走行速度を決定して、走行装置５を制御する。換言すれば、ダンプトラック２は、管理装置１０で決定された制限走行速度を上限値として、第２無人車両走行データ生成部３０Ａで走行速度を決定し、自由に加速及び減速を実施することができる。
本実施形態において、ダンプトラック２は、推測航法に基づいて走行する。ダンプトラック２は、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂで生成された第１無人車両走行データ及び第２無人車両走行データ生成部３０Ａで生成された第２無人車両走行データに基づいて、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び搬送路ＨＬを走行する。無人車両制御装置３０は、推測航法を用いてダンプトラック２の現在位置を推測しつつ、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂから供給された目標走行経路、及び第２無人車両走行データ生成部３０Ａで生成された目標走行速度データに基づいて、ダンプトラック２を走行させる。推測航法とは、経度及び緯度が既知の起点からの方位と移動距離とに基づいて、ダンプトラック２の現在位置を推測する航法をいう。ダンプトラック２の方位は、ダンプトラック２に配置されたジャイロセンサ２６を用いて検出される。ダンプトラック２の移動距離は、ダンプトラック２に配置された速度センサ２７を用いて検出される。ジャイロセンサ２６の検出信号及び速度センサ２７の検出信号は、ダンプトラック２の無人車両制御装置３０に出力される。無人車両制御装置３０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック２の方位を求めることができる。無人車両制御装置３０は、速度センサ２７からの検出信号に基づいて、既知の起点からのダンプトラック２の移動距離を求めることができる。無人車両制御装置３０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号及び速度センサ２７からの検出信号に基づいて、第１無人車両走行データの目標走行経路及び第２無人車両データの目標走行速度データに従って走行するように、ダンプトラック２の走行装置５の走行を制御する。
本実施形態においては、推測航法により求められたダンプトラック２の推測位置がＧＰＳを使って補正される。ダンプトラック２の移動距離が長くなると、ジャイロセンサ２６及び速度センサ２７の一方又は両方の検出誤差の蓄積により、推測されたダンプトラック２の現在位置である推測位置と実際の位置との間に誤差が生じる可能性がある。その結果、ダンプトラック２は、第１無人車両走行データの目標走行経路から外れて走行してしまう可能性がある。本実施形態において、無人車両制御装置３０は、推測航法により推測されたダンプトラック２の推測位置を、位置センサ２８により検出されたダンプトラック２のＧＰＳ位置を示すＧＰＳ位置データを使って補正しつつ、そのダンプトラック２を走行させる。無人車両制御装置３０は、ジャイロセンサ２６からの検出信号と、速度センサ２７からの検出信号と、ＧＰＳ位置データとに基づいて、ダンプトラック２が目標走行経路に従って走行するように、ダンプトラック２の位置を補正する補正量を算出し、その算出した補正量に基づいて、ダンプトラック２の走行装置５の走行を制御する。
なお、本実施形態においては、推測航法により求められた推測位置がＧＰＳを使って補正されることとするが、他の手法で補正されてもよい。例えば、設置位置が登録されたランドマークがダンプトラック２に搭載された非接触センサ２４で検出され、その非接触センサ２４の検出結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。なお、ランドマークとは、走行路ＨＬに沿って配置された複数の構造物である。ランドマークの設置位置（絶対位置）が事前に計測され、登録される。また、走行路ＨＬの路側地図が予め計測され、その路側地図と非接触センサ２４で検出された走行路ＨＬの形状との照合結果に基づいて、推測位置が補正されてもよい。
＜進入禁止領域＞
次に、進入禁止領域設定部１２Ｃによって設定される進入禁止領域ＢＰについて説明する。図９は、本実施形態に係る進入禁止領域ＢＰの一例を模式的に示す図である。図９に示すように、本実施形態において、進入禁止領域ＢＰは円形に設定される。
有人車両４０の位置を示す有人車両位置データが、有人車両４０から、通信システム９を介して管理装置１０に送信される。管理装置１０の進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０の位置を含むように、ダンプトラック２の進入を禁止する進入禁止領域ＢＰを設定する。
図９に示すように、搬送路ＨＬに有人車両４０が存在する場合、進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０が保護されるように、進入禁止領域ＢＰを設定する。また、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂは、進入禁止領域ＢＰに重ならないように、ダンプトラック２の走行可能領域ＡＰを設定する。図９に示す例では、往路及び復路のそれぞれを走行する２台のダンプトラック２が、進入禁止領域ＢＰに進入しないように、走行路ＨＬにおいて停止する。これにより、ダンプトラック２と有人車両４０との衝突が回避される。
なお、進入禁止領域ＢＰは円形でなくてもよく、例えば矩形でもよい。
＜管理方法＞
次に、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係る鉱山の管理システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図１１、図１２、及び図１３は、本実施形態に係る鉱山の管理方法の一例を模式的に示す図である。図１１及び図１２は、有人車両４０がダンプトラック２の稼働エリアＳＡから退出する前の状態を示す。図１３は、有人車両４０がダンプトラック２の稼働エリアＳＡから退出した後の状態を示す。図１４は、本実施形態に係る警報装置４８による警報の一例を示す図である。
稼働エリアＳＡは、鉱山においてダンプトラック２が稼働するエリアであり、ダンプトラック２が走行する走行エリアを含む。本実施形態において、稼働エリアＳＡは、ダンプトラック２の運搬作業が実施される積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬの少なくとも一部を含む。
安全エリアＳＢは、鉱山においてダンプトラック２が稼働しないエリアであり、ダンプトラック２が走行しない非走行エリアを含む。安全エリアＳＢは、稼働エリアＳＡの外側のエリアであり、本実施形態において、積込場ＬＰＡ、排土場ＤＰＡ、及び走行路ＨＬの外側のエリアである。
ダンプトラック２は、稼働エリアＳＡのみを走行し、有人車両４０は、稼働エリアＳＡ及び安全エリアＳＢのそれぞれを走行可能である。なお、走行路ＨＬに接続されるアクセス路が鉱山に設けられている場合、有人車両４０は、アクセス路を通って稼働エリアＳＡに進入したり稼働エリアＳＡから退出したりすることができる。アクセス路は、安全エリアＳＢに設けられる走路であり、ダンプトラック２はアクセス路を走行しない。
稼働エリアＳＡを示す稼働エリアデータ及び安全エリアＳＢを示す安全エリアデータは、予め設定されている既知データであり、記憶装置１３に記憶されている。稼働エリアＳＡ及び安全エリアＳＢはそれぞれ、ＧＰＳ座標系において規定されるエリアであり、緯度、経度、及び高度の座標データを含む。なお、稼働エリアＳＡ及び安全エリアＳＢはそれぞれ、ＧＰＳ座標系において規定されなくてもよく、任意の点を原点としたグリッド座標系でもよい。
図１１、図１２、及び図１３に示すように、進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在するとき及び安全エリアＳＢに存在するときの両方において、進入禁止領域ＢＰを設定可能である。
稼働エリアＳＡにおいてダンプトラック２を稼働させる場合、ダンプトラック２の無人車両走行データが管理装置１０の第１無人車両走行データ生成部１２Ｂで生成される。第１無人車両走行データ生成部１２Ｂで生成された第１無人車両走行データは、通信システム９を介してダンプトラック２の無人車両制御装置３０に送信される。無人車両制御装置３０は、第１無人車両走行データに基づいてダンプトラック２の走行装置５を制御する。ダンプトラック２は、第１無人車両走行データに基づいて、鉱山の稼働エリアＳＡを走行する。
通信システム９による有人車両４０と管理システム１の管理装置１０との通信が確立すると、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰの拡大機能を起動して有効にする。図１１に示すように、進入禁止領域ＢＰの拡大機能が有効な状態において、異常監視部６７の異常監視機能により異常が発生していないと判定されたときには、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰを拡大せず、通常時の大きさに維持する。すなわち、有人車両４０と管理装置１０との通信が確立している期間においては進入禁止領域ＢＰの拡大機能が有効にされているものの、異常監視部６７による異常監視機能により異常が発生していないと判定されたときにおいては、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰを拡大しない。
一方、異常判定部６８により有人車両４０の異常監視機能により異常が発生していると判定された場合、図１２に示すように、進入禁止領域設定部１２Ｃは、異常監視の異常時において、進入禁止領域ＢＰの大きさを時間経過とともに拡大する。すなわち、異常監視部６７による異常監視機能により異常が発生していると判定されたときにおいては、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰを通常時の大きさから時間経過とともに拡大する。
進入禁止領域設定部１２Ｃは、異常監視部６７の異常監視機能により異常が発生していると判定されたときにおいて、異常監視機能が正常であった第１時点における有人車両現況データに基づいて、第１時点よりも後の第２時点において有人車両４０が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。進入禁止領域設定部１２Ｃは、その推測した存在可能領域に基づいて、進入禁止領域ＢＰを拡大する。
上述したように、異常監視機能は、通信状態監視機能及び位置精度監視機能の少なくとも一方を含む。異常監視機能により検出される異常とは、通信システム９による通信の途絶、及び位置センサ５１による有人車両４０の位置検出精度の低下など、有人車両位置データに基づく進入禁止領域ＢＰの設定が困難となる状況の発生時を含む。進入禁止領域ＢＰが拡大されることにより、有人車両４０の安全が確保される。
図１１に示すように、稼働エリアＳＡにおいて有人車両４０が走行する。管理装置１０の有人車両位置データ取得部６３は、通信システム９を介して有人車両４０から有人車両４０の位置を示す有人車両位置データを取得する（ステップＳＰ１）。進入禁止領域設定部１２Ｃにより、有人車両位置データに基づいて、有人車両４０の位置を含むように、ダンプトラック２の進入を禁止する進入禁止領域ＢＰが設定されている。
図１１に示す状態においては、異常監視部６７による異常監視機能により異常が発生していないと判定された状態において、進入禁止領域設定部１２Ｃは、稼働エリアＳＡに存在する有人車両４０について、通常時の大きさで進入禁止領域ＢＰを設定する。
退出判定部６６は、有人車両位置データ取得部６３で取得された有人車両位置データと記憶装置１３に記憶されている稼働エリアデータ及び安全エリアデータの少なくとも一方とに基づいて、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出したか否かを判定する（ステップＳＰ２）。
ステップＳＰ２において、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出していないと判定された場合（ステップＳＰ２：Ｎｏ）、ステップＳＰ１に戻る。
ステップＳＰ２において、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出したと判定された場合（ステップＳＰ２：Ｙｅｓ）、指令信号判定部６５は、有人車両４０に設けられている入力装置４９の操作に基づいて指令信号が生成されたか否かを判定する（ステップＳＰ３）。すなわち、指令信号判定部６５は、作業者ＷＭにより入力装置４９が操作されたか否かを判定する。
ステップＳＰ３において、指令信号が生成された、すなわち、入力装置４９が操作されたと判定された場合（ステップＳＰ３：Ｙｅｓ）、異常監視が解除され（ステップＳＰ１０）、異常監視が終了する。
入力装置４９により生成される指令信号は、異常監視部６７による異常監視の解除を要求する要求信号を含む。有人車両４０の作業者ＷＭは、有人車両４０を稼働エリアＳＡから退出させるとき、入力装置４９を操作して、管理装置１０に、異常監視の解除を要求する。有人車両４０が管理装置１０の管理対象になっている期間においては、その有人車両４０は、管理対象有人車両として記憶装置１３に登録されている。異常監視部６７は、記憶装置１３に登録された有人車両４０についてのみ、異常監視を含む管理を実施している。異常監視部６７は、入力装置４９の指令信号を受信すると、その入力装置４９が設けられている有人車両４０についての異常監視を解除する。
ステップＳＰ３において、指令信号が生成されていない、すなわち、入力装置４９が操作されていないと判定された場合（ステップＳＰ３：Ｎｏ）、警報装置制御部７０は、有人車両４０に設けられている警報装置４８を起動する制御信号を出力する。これにより、警報装置４８が作動する（ステップＳＰ４）。
すなわち、本実施形態においては、稼働エリアＳＡから安全エリアＳＢに有人車両４０が退出すると判定され、入力装置４９が作業者ＷＭによって操作されていないと判定されたとき、警報装置制御部７０は、通信システム９を介して制御信号を有人車両４０に送信して、有人車両４０に設けられている警報装置４８を起動させる。
図１４に示すように、警報装置４８の表示装置４８Ａは、稼働エリアＳＡを示す画像データと、進入禁止領域ＢＰを示す画像データと、有人車両４０を示す画像データとを表示する。さらに、表示装置４８Ａは、作業者ＷＭに入力装置４９の操作を促すための警報データを表示する。図１４に示す例では、警報データとして、「入力して下さい」の文字データが表示装置４８Ａに表示される。なお、警報装置４８は、音声出力装置４８Ｂを使って、警報データとして、「入力して下さい」の音声データを出力してもよい。
警報装置４８が作動することにより、有人車両４０の作業者ＷＭは、入力装置４９の操作を怠っていたことに気付くことができる。
異常監視部６７は、有人車両４０の異常監視を解除する（ステップＳＰ５）。
指令信号判定部６５は、再度、指令信号が生成されたか否かを判定する（ステップＳＰ６）。
ステップＳＰ６において、指令信号が生成された、すなわち、入力装置４９が操作されたと判定された場合（ステップＳＰ６：Ｙｅｓ）、警報装置４８による警報が解除される（ステップＳＰ７）。
異常監視が解除された場合、異常監視部６７は、異常監視が解除されたことを、通信システム９を介して有人車両４０に通知する（ステップＳＰ８）。異常監視部６７は、異常監視が解除されたことを示す応答信号を、通信システム９を介して有人車両４０に送信する。
管理装置１０から有人車両４０に送信された、異常監視が解除されたことを示す応答信号は、例えば画像データに変換されて表示装置４８Ａに表示されたり、音声データに変換されて音声出力装置４８Ｂから出力されたりする。応答信号が警報装置４８を介して出力されることにより、作業者ＷＭは、その作業者ＷＭが運転する有人車両４０についての異常監視が解除していることを確認した上で稼働エリアＳＡから離れることができる。
ステップＳＰ６において、指令信号が生成されていない、すなわち、入力装置４９が未操作であると判定された場合（ステップＳＰ６：Ｎｏ）、異常監視部６７は、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出したか否かを判定する（ステップＳＰ９）。
ステップＳＰ９において、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出したと判定された場合（ステップＳＰ６：Ｙｅｓ）、ステップＳＰ６に戻る。
ステップＳＰ９において、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出していないと判定された場合（ステップＳＰ９：Ｎｏ）、ステップＳＰ７に進む。
有人車両４０が稼働エリアＳＡから安全エリアＳＢに退出し、進入禁止領域ＢＰの拡大機能が解除され、異常監視部６７による異常監視が解除されることにより、図１３に示すように、安全エリアＳＢに存在する有人車両４０について通常時の大きさで進入禁止領域ＢＰが設定される。
退出判定部６６により有人車両４０が稼働エリアＳＡから安全エリアＳＢに退出すると判定されたとき、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰの拡大機能を解除する。進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０が安全エリアＳＢに存在するときには進入禁止領域ＢＰの拡大機能を解除する。
＜作用及び効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、安全エリアＳＢに存在する有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出するとき、有人車両４０の作業者ＷＭにより入力装置４９が操作され、有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出することが宣言される。入力装置４９の操作に基づいて生成される指令信号は、異常監視部６７による異常監視の終了を要求する要求信号を含む。入力装置４９が操作されることによって、入力装置４９の操作に基づいて生成された指令信号は、通信システム９を介して、異常監視部６７に送信される。異常監視部６７は、入力装置４９からの指令信号に基づいて、異常監視機能を解除し、有人車両４０の異常監視を終了する。これにより、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在するときには有人車両４０の安全が確保され、有人車両４０が安全エリアＳＢに存在するときには異常監視機能が過度に機能することが抑制され鉱山の生産性の低下が抑制される。
有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出したにもかかわらず、異常監視部６７による監視が継続されてしまうと、異常監視部６７の異常監視の異常時に進入禁止領域ＢＰが拡大されてしまう。有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出して安全エリアＳＢに存在する場合、ダンプトラック２と有人車両４０とが干渉する可能性は十分に低い。ダンプトラック２と有人車両４０とが干渉する可能性が十分に低く、有人車両４０の安全が確保されているにもかかわらず、異常監視部６７の異常監視の異常時において進入禁止領域ＢＰが時間の経過とともに拡大された場合、有人車両４０は安全エリアＳＢに存在するものの、進入禁止領域ＢＰの一部が稼働エリアＳＡに入り込んでしまう可能性がある。有人車両４０が安全エリアＳＢに存在し有人車両４０の安全が確保されているにもかかわらず、拡大された進入禁止領域ＢＰの一部が稼働エリアＳＡに入り込んでしまうと、稼働エリアＳＡを走行するダンプトラック２は、その進入禁止領域ＢＰにより、減速したり走行経路を変更したり停車したりする必要がある。この場合、ダンプトラック２の運搬作業に支障をきたし、鉱山の生産性の低下がもたらされる。本実施形態においては、有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出して安全エリアＳＢに存在する状態においては、異常監視が解除されることにより、進入禁止領域ＢＰが稼働エリアＳＡに設定されてしまうことが抑制される。そのため、ダンプトラック２の生産性の低下が抑制され、有人車両４０の安全が確保される。
本実施形態によれば、稼働エリアＳＡから有人車両４０が退出し入力装置４９が未操作であると判定されたとき、有人車両４０に設けられている警報装置４８が起動される。有人車両４０を稼働エリアＳＡから退出させるときに作業者ＷＭが入力装置４９の操作を怠っていても、警報装置４８が作動することにより、作業者ＷＭは注意喚起される。警報装置４８の作動により、作業者ＷＭに入力装置４９を操作することを促すことができる。入力装置４９が操作されることにより、異常監視が終了するので、異常監視機能及び進入禁止領域ＢＰの拡大機能が不必要に機能することが抑制され、鉱山の生産性の低下が抑制される。
また、本実施形態においては、異常監視機能により異常が発生していないと判定されたときにおいては通常時の大きさで進入禁止領域ＢＰが設定され、異常が発生していると判定されたときにおいては時間の経過とともに進入禁止領域ＢＰが拡大される。
異常監視部６７で異常が検出されていない状態においては、進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両位置データに基づいて、有人車両４０を保護するための進入禁止領域ＢＰを確実に設定することができる。異常監視機能が正常に機能している状態においては、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在する場合においても、通常時の大きさで設定された進入禁止領域ＢＰによって、ダンプトラック２と有人車両４０との干渉が防止され、有人車両４０の安全は確保される。また、進入禁止領域ＢＰが通常時の大きさで設定されることにより、ダンプトラック２の生産性の低下が抑制される。進入禁止領域ＢＰが不必要に大きいと、その進入禁止領域ＢＰに接近したダンプトラック２は、有人車両４０との干渉の可能性が低いにもかかわらず、減速したり走行経路を変更したり停車したりする必要がある。異常監視機能が正常に機能している状態においては、必要最小限の大きさで進入禁止領域ＢＰが設定されることにより、ダンプトラック２の生産性の低下を抑制しつつ、有人車両４０の安全を確保することができる。
一方、異常監視部６７で異常が検出されている状態、すなわち、通信システム９による通信の途絶又は位置センサ５１による有人車両４０の位置検出精度の低下などが発生している状態においては、管理装置１０の進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両位置データを取得することが困難となる。また、有人車両位置データが取得されたとしてもその有人車両位置データは不正確である可能性が高い。不正確な有人車両位置データに基づいて進入禁止領域ＢＰが設定される場合、実際の有人車両４０の位置と設定した進入禁止領域ＢＰとがずれたり、進入禁止領域ＢＰの外側に有人車両４０の一部がはみ出たりして、有人車両４０の安全を十分に確保することが困難となる可能性がある。本実施形態においては、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在し、進入禁止領域ＢＰの拡大機能が起動されている状態において、異常監視部６７による異常監視機能に異常が発生した場合、図１２に示すように、進入禁止領域設定部１２Ｃは、進入禁止領域ＢＰを時間の経過とともに拡大する。これにより、実際の有人車両４０の位置と設定した進入禁止領域ＢＰとがずれたり、進入禁止領域ＢＰの外側に有人車両４０の一部がはみ出たりすることが抑制される。そのため、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在する場合においても、第２の大きさで設定された進入禁止領域ＢＰによって、ダンプトラック２と有人車両４０との干渉が防止され、有人車両４０の安全が確保される。
また、本実施形態においては、進入禁止領域設定部１２Ｃは、異常監視部６７による異常監視機能の異常時において、異常監視機能が正常であった第１時点における有人車両現況データに基づいて、第１時点よりも後の第２時点において有人車両４０が存在する可能性がある領域である存在可能領域を推測する。これにより、進入禁止領域設定部１２Ｃは、通信システム９による通信の途絶又は位置センサ５１による有人車両４０の位置検出精度の低下など、有人車両位置データに基づく進入禁止領域ＢＰの設定が困難な状況が発生しても、異常監視機能の異常時である第２時点における有人車両位置データを使わずに、異常監視機能の正常時である第１時点における有人車両位置データ及び有人車両速度データを使って、第２時点における有人車両４０の存在可能領域を推測して、その存在可能領域を含むように、上乗せした進入禁止領域ＢＰに拡大して、進入禁止領域ＢＰを設定することができる。これにより、有人車両４０の安全が確保される。
また、本実施形態においては、入力装置４９が有人車両４０の作業者ＷＭによって操作されない状態で、有人車両位置データに基づいて有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出すると判定されたとき、異常監視部６７は、入力装置４９の指令信号を受信していないものの、その有人車両４０についての異常監視を終了する。これにより、警報装置４８が作動しているにもかかわらず作業者ＷＭが入力装置４９の操作を怠っていても、有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出するときに異常監視が終了するため、鉱山の生産性の低下が抑制される。
すなわち、本実施形態においては、入力装置４９が操作されていなくても有人車両４０が稼働エリアＳＡから退出するときには自動的に異常監視が終了する。これにより、鉱山の生産性の低下を十分に抑制することができる。例えば、管理システム１の不具合の発生又は鉱山の環境変動のような何らかの理由により、異常監視の自動的な終了が失敗し、異常監視の解除が実施されない可能性がある。警報装置４８による注意喚起が実施されないと、作業者ＷＭは、異常監視の終了の成否に注意を払うことなく、有人車両４０を稼働エリアＳＡから退出させてしまう可能性がある。警報装置４８により注意喚起が実施されることにより、作業者ＷＭは、異常監視の終了の成否について注意を払うことができる。警報装置４８により注意喚起され、入力装置４９が操作されることにより、確実に異常監視が終了される。また、作業者ＷＭは、異常監視の終了の成否について注意を払っているので、入力装置４９を操作した後、異常監視部６７から異常監視が終了したことを示す応答信号が通知されない場合、又は異常監視の終了が失敗したことを示すエラー信号が通知された場合、有人車両４０を稼働エリアＳＡから退出させることを自粛することができる。したがって、鉱山の生産性の低下が十分に抑制される。
また、本実施形態においては、進入禁止領域設定部１２Ｃは、有人車両４０が稼働エリアＳＡ及び安全エリアＳＢのそれぞれに存在するときに進入禁止領域ＢＰを設定する。これにより、有人車両４０の安全が確保される。また、本実施形態においては、有人車両４０が稼働エリアＳＡに存在するときには進入禁止領域ＢＰの拡大機能が起動され、異常監視機能の異常時において進入禁止領域ＢＰが拡大される。一方、有人車両４０が安全エリアＳＢに存在するときには進入禁止領域ＢＰの拡大機能が解除され、異常監視機能の正常時及び異常時の両方において進入禁止領域ＢＰは拡大されない。上述したように、有人車両４０が安全エリアＳＢに存在する場合、ダンプトラック２と有人車両４０とが干渉する可能性は十分に低い。ダンプトラック２と有人車両４０とが干渉する可能性が十分に低く、有人車両４０の安全が確保されているにもかかわらず、異常監視機能の異常時において進入禁止領域ＢＰが第２の大きさに拡大された場合、有人車両４０は安全エリアＳＢに存在するものの、進入禁止領域ＢＰの一部が稼働エリアＳＡに入り込んでしまう可能性がある。有人車両４０が安全エリアＳＢに存在し有人車両４０の安全が確保されているにもかかわらず、拡大された進入禁止領域ＢＰの一部が稼働エリアＳＡに入り込んでしまうと、稼働エリアＳＡを走行するダンプトラック２は、その進入禁止領域ＢＰにより、減速したり走行経路を変更したり停車したりする必要がある。この場合、ダンプトラック２の運搬作業に支障をきたし、鉱山の生産性の低下がもたらされる。異常な状態が長くなると、時間の経過とともに進入禁止領域ＢＰが拡大してゆき、極端な場合、鉱山全体が進入禁止領域ＢＰで覆われ、全てのダンプトラック２の走行が停止し、生産性を大幅に損ねることとなる。本実施形態においては、有人車両４０が安全エリアＳＢに存在する状態においては、異常監視が解除され、必要最小限の第１の大きさで進入禁止領域ＢＰが設定されることにより、進入禁止領域ＢＰが稼働エリアＳＡに設定されてしまうことが抑制される。そのため、ダンプトラック２の生産性の低下が抑制され、有人車両４０の安全が確保される。
また、入力装置４９が未操作であっても、その有人車両４０が管理対象有人車両としての登録から解除されることにより、登録されている有人車両４０が無許可で稼働エリアＳＡから退出しその状態が維持される事態が回避される。
また、本実施形態によれば、異常監視部６７は、異常監視を終了したとき、その異常監視が終了したことを示す応答信号を有人車両４０に通知する。これにより、安全管理が終了したことを確認した上で、作業者ＷＭは有人車両４０を稼働エリアＳＡから退出させることができる。また、安全監視が有効な状態のまま、有人車両４０が稼働エリアＳＡから遠く離れてしまうことが抑制される。これにより、生産性の低下が抑制され、有人車両４０の安全性が確保される。
なお、本実施形態においては、通信システム９の通信が成立した初期状態において進入禁止領域ＢＰが通常時の大きさに設定され、異常監視機能の異常時に時間の経過とともに拡大される。進入禁止領域ＢＰの初期状態の大きさは、有人車両４０の入力装置４９の操作により変更されてもよいし、管理装置１０の入力装置１７の操作により変更されてもよい。作業者ＷＭ又は管理者は、鉱山の状況に応じて、進入禁止領域ＢＰの初期状態の大きさを選択することができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上述の実施形態においては、ダンプトラック２とは別の移動体が有人車両４０であることとした。ダンプトラック２とは別の移動体が作業者ＷＭに保持される携帯機器でもよい。図１５及び図１６は、ダンプトラック２とは別の移動体である携帯機器８０の一例を示す模式図である。携帯機器８０は、作業者ＷＭに保持された状態で、鉱山を移動する。
携帯機器８０は、ＧＰＳ受信機を含む位置センサと、入力装置と、管理装置１０と無線通信可能な無線通信装置と、表示装置及び音声出力装置の少なくとも一方を含む警報装置と、携帯機器制御装置とを有する。携帯機器８０の位置センサは、有人車両４０の位置センサ５１と同等の機能を有する。携帯機器８０の入力装置は、有人車両４０の入力装置４９と同等の機能を有する。携帯機器８０の無線通信装置は、有人車両４０の無線通信装置５２と同等の機能を有する。携帯機器８０の警報装置は、有人車両４０の警報装置４８と同等の機能を有する。携帯機器８０の携帯機器制御装置は、有人車両４０の有人車両制御装置６０と同等の機能を有する。
例えば、携帯機器８０と管理システム１の管理装置１０との通信が確立したとき、携帯機器８０の位置を含むように、進入禁止領域ＢＰｃが設定される。これにより、図１５に示すように、稼働エリアＳＡに進入した有人車両４０から作業者ＷＭが降車し、携帯機器８０を保持する作業者ＷＭが有人車両４０について設定されている進入禁止領域ＢＰの外側の領域（稼働エリアＳＡのうち進入禁止領域ＢＰが設定されていない領域）に存在するときにおいても、携帯機器８０を保持する作業者ＷＭの安全が確保される。
また、携帯機器８０（作業者ＷＭ）が進入禁止領域ＢＰの外側の領域に存在する状態においては、携帯機器８０について異常監視部６７による異常監視が実施され、進入禁止領域ＢＰｃの拡大機能が設定される。異常監視部６７による異常監視機能により異常が発生していないと判定されたときにおいては、携帯機器８０について設定される進入禁止領域ＢＰｃは通常時の大きさに維持される。異常監視部６７による異常監視機能により異常が発生していると判定されたときにおいては、携帯機器８０について設定される進入禁止領域ＢＰｃは時間の経過とともに通常時の大きさから拡大される。これにより、携帯機器８０を保持する作業者ＷＭの安全が確保される。
携帯機器８０を保持する作業者ＷＭは、有人車両４０に乗車するために、進入禁止領域ＢＰの外側の領域から退出して進入禁止領域ＢＰの内側に入った後で、携帯機器８０の入力装置を操作する。これにより、異常監視部６７による携帯機器８０についての異常監視が終了する。
また、進入禁止領域設定部１２Ｃは、携帯機器８０の位置データに基づいて、携帯機器８０が進入禁止領域ＢＰの外側の領域から退出して進入禁止領域ＢＰに移動したと判定されたとき、進入禁止領域ＢＰｃの拡大機能を解除する。
携帯機器８０が進入禁止領域ＢＰの外側の領域から退出し携帯機器８０の入力装置が未操作であると判定されたとき、警報装置制御部７０は、携帯機器８０の警報装置を起動させるための起動信号を携帯機器８０に送信する。これにより、携帯機器８０の警報機器が作動し、作業者ＷＭに携帯機器８０の入力装置の操作を促すことができる。
なお、上述の各実施形態においては、データ処理部１２Ａ、第１無人車両走行データ生成部１２Ｂ、進入禁止領域設定部１２Ｃ、有人車両位置データ取得部６３、有人車両速度データ取得部６４、指令信号判定部６５、退出判定部６６、異常監視部６７、異常判定部６８、警報装置制御部７０、及び記憶装置１３などの機能が、管理装置１０に設けられることとした。図１７に示すように、これらの機能部が、有人車両４０（有人車両制御装置６０）に設けられてもよいし、携帯機器８０（携帯機器制御装置）に設けられてもよい。すなわち、上述の実施形態において、管理システム１は、管制施設８に設けられてもよいし、有人車両４０及び携帯機器８０の少なくとも一方を含む移動体に設けられてもよい。
なお、上述の実施形態においては、移動体（有人車両４０又は携帯機器８０）の位置データがＧＰＳ受信機を含む位置センサで取得されることとした。例えば、アクセス路が走行路ＨＬに接続されている場合、そのアクセス路にビーコン端末が設けられ、ビーコン端末と移動体との通信が確立されたときの移動体の位置が、アクセス路における移動体の位置データとして取得されてもよい。
なお、上述の実施形態において、移動体が稼働エリアＳＡに退出したと判定される時点は、移動体位置データ取得部で取得された移動体位置データに基づいて、移動体が稼働エリアＳＡに退出したと判定された時点でもよいし、移動体が稼働エリアＳＡに退出してからの経過時間が閾値を経過した時点でもよいし、安全エリアＳＢにおいて稼働エリアＳＡに接近する移動体と稼働エリアＳＡとの距離が閾値以下になった時点でもよい。
上述した各実施形態の構成要件は、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものを含む。また、上述した各実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
１ 管理システム
２ ダンプトラック（無人車両）
３ 車両
４ ベッセル
５ 走行装置
６ 車体
７ 動力発生装置
８ 管制施設
９ 通信システム
１０ 管理装置
１１ コンピュータシステム
１２ 処理装置
１２Ａ データ処理部
１２Ｂ 第１無人車両走行データ生成部
１２Ｃ 進入禁止領域設定部
１３ 記憶装置
１３Ｂ データベース
１５ 入出力部
１６ 表示装置
１７ 入力装置
１８ 無線通信装置
２０ 車輪
２１ 車軸
２２ ブレーキ装置
２３ 操舵装置
２４ 非接触センサ
２５ 記憶装置
２５Ｂ データベース
２６ ジャイロセンサ
２７ 速度センサ
２８ 位置センサ
２８Ａ アンテナ
２９ 無線通信装置
２９Ａ アンテナ
３０ 無人車両制御装置
３０Ａ 第２無人車両走行データ生成部
４０ 有人車両
４１ 走行装置
４２ 車輪
４３ 動力発生装置
４３Ａ アクセル操作部
４４ ブレーキ装置
４４Ａ ブレーキ操作部
４５ 操舵装置
４５Ａ ステアリンス操作部
４６ 速度センサ
４８ 警報装置
４８Ａ 表示装置
４８Ｂ 音声出力装置
４９ 入力装置
５０ 車体
５１ 位置センサ
５１Ａ アンテナ
５２ 無線通信装置
５２Ａ アンテナ
６０ 有人車両制御装置
６３ 有人車両位置データ取得部
６４ 有人車両速度データ取得部
６５ 指令信号判定部
６６ 退出判定部
６７ 異常監視部
６８ 異常判定部
７０ 警報装置制御部
８０ 携帯機器
ＡＰ 走行許可領域
ＢＰ 進入禁止領域
ＤＰＡ 排土場
ＨＬ 走行路
ＬＭ 積込機械
ＬＰＡ 積込場
ＳＡ 稼働エリア
ＳＢ 安全エリア
ＳＴ ＧＰＳ衛星
ＷＭ 作業者

Claims (6)

  1. 鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働する前記鉱山の管理システムであって、
    前記無人車両とは別の移動体の位置データに基づいて前記稼働エリアから前記移動体が退出したか否かを判定する退出判定部と、
    前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて前記移動体の異常監視を終了する異常監視部と、
    前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定し、前記異常監視により異常が検出された場合に前記進入禁止領域を拡大する進入禁止領域設定部と、
    前記稼働エリアから前記移動体が退出し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する警報装置制御部と、
    を備える鉱山の管理システム。
  2. 前記進入禁止領域設定部は、前記異常監視により異常が検出された場合に前記移動体の存在可能領域を推測して前記進入禁止領域を拡大する、
    請求項１に記載の鉱山の管理システム。
  3. 前記異常監視部は、前記稼働エリアから前記移動体が退出したと判定されたとき、前記異常監視を終了する、
    請求項１又は請求項２に記載の鉱山の管理システム。
  4. 前記進入禁止領域設定部は、前記安全エリアに存在するときに前記進入禁止領域の拡大機能を解除する、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  5. 前記異常監視部は前記異常監視が終了したことを前記移動体に通知する、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の鉱山の管理システム。
  6. 鉱山の稼働エリアにおいて無人車両が稼働するコンピュータシステムによる前記鉱山の管理方法であって、
    前記無人車両とは別の移動体の位置データを取得することと、
    前記移動体の位置を含むように前記無人車両の進入を禁止する進入禁止領域を設定することと、
    前記位置データに基づいて前記稼働エリアから前記移動体が退出したか否かを判定することと、
    前記移動体に設けられている入力装置の操作に基づいて生成された指令信号を取得することと、
    前記指令信号に基づいて前記移動体の異常監視を終了することと、
    前記異常監視により異常が検出された場合に前記進入禁止領域を拡大することと、
    前記稼働エリアから前記移動体が退出し前記入力装置が未操作であると判定されたとき、前記移動体に設けられている警報装置を起動する制御信号を出力することと、
    を含む鉱山の管理方法。
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