JP2023126541A - 作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率の低下を抑制すること。【解決手段】作業現場の管理システムは、作業現場で稼動する作業機械からの入力データに基づいて、無人車両及び有人車両に作業指令を出力する指令部を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法に関する。

鉱山のような広域の作業現場において、無人車両が稼働する場合がある。

国際公開第２０１６／０５１５２４号

作業現場において、無人車両と一緒に有人車両が稼働する場合がある。無人車両及び有人車両のそれぞれが運搬車両である場合、積込機は、積込場において無人車両及び有人車両のそれぞれに積荷を積み込む必要がある。無人車両に対する積込作業の手順と有人車両に対する積込作業の手順とが異なると、積込機を操作する操作者の負担が大きくなり、その結果、作業効率が低下する。

本発明の態様に従えば、作業現場で稼動する作業機械からの入力データに基づいて、無人車両及び有人車両に作業指令を出力する指令部を備える。

本発明の態様によれば、作業効率の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る管理システム、無人車両、及び有人車両の一例を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係る管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 図４は、本実施形態に係る積込場の一例を模式的に示す図である。 図５は、本実施形態に係る通知装置の一例を模式的に示す図である。 図６は、本実施形態に係る通知装置の一例を模式的に示す図である。 図７は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図８は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図９は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１０は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１１は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１２は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１３は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１４は、本実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１６は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１７は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１８は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。 図１９は、コンピュータシステムの一例を示すブロック図である。

以下、本開示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。

＜管理システム＞
図１は、本実施形態に係る管理システム１、無人車両２、有人車両９、及び積込機７の一例を模式的に示す図である。無人車両２、有人車両９、及び積込機７のそれぞれは、作業現場において稼働する。実施形態において、作業現場は、鉱山又は採石場である。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。

無人車両２とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼動する車両をいう。有人車両９とは、運転者の運転操作により稼働する車両をいう。積込機７とは、無人車両２及び有人車両９に積荷を積み込む作業機械をいう。

無人車両２及び有人車両９は、作業現場を走行して積荷を運搬する運搬車両の一種であるダンプトラックである。積込機７は、例えばバケットを含む作業機を有する油圧ショベルである。無人車両２及び有人車両９に運搬される積荷として、鉱山又は採石場において掘削された鉱石又は土砂が例示される。なお、積込機７は、例えばバケットを含む作業機を有するロープショベル又はホイールローダでもよい。

なお、作業現場は、鉱山又は採石場に限定されない。作業現場は、運搬車両が積荷を運搬する作業現場であればよい。

管理システム１は、管理装置３と、通信システム４と、無人車両２と、有人車両９と、積込機７とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含み、例えば作業現場の管制施設５に設置される。通信システム４は、管理装置３と無人車両２と有人車両９と積込機７との間で通信を実施する。管理装置３に無線通信機６が接続される。通信システム４は、無線通信機６を含む。管理装置３と無人車両２と有人車両９と積込機７とは、通信システム４を介して無線通信する。

＜無人車両＞
無人車両２は、例えば管理装置３から送信された走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。無人車両２は、走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるダンプボディ２３と、制御装置３０とを備える。

走行装置２１は、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２５と、走行方向を調整する操舵装置２６と、車輪２７とを有する。

車輪２７が回転することにより、無人車両２は自走する。車輪２７は、前輪２７Ｆと後輪２７Ｒとを含む。車輪２７にタイヤが装着される。

駆動装置２４は、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置２４は、電動機を含んでもよい。駆動装置２４で発生した動力が後輪２７Ｒに伝達される。ブレーキ装置２５は、無人車両２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、無人車両２の走行方向を調整可能である。無人車両２の走行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２６は、前輪２７Ｆを操舵することによって、無人車両２の走行方向を調整する。

制御装置３０は、無人車両２の外部に存在する管理装置３と通信可能である。制御装置３０は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキ指令、及び操舵装置２６を作動するためのステアリング指令を出力する。駆動装置２４は、制御装置３０から出力されたアクセル指令に基づいて、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、無人車両２の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、制御装置３０から出力されたブレーキ指令に基づいて、無人車両２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、制御装置３０から出力されたステアリング指令に基づいて、無人車両２を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。

また、無人車両２は、無人車両２の位置を検出する位置検出装置２８を備える。無人車両２の位置が、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される無人車両２の絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムにより、グローバル座標系において規定される無人車両２の位置が検出される。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置検出装置２８は、ＧＮＳＳ受信機を含み、無人車両２の絶対位置（座標）を検出する。

また、無人車両２は、無線通信機２９を備える。通信システム４は、無線通信機２９を含む。無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。

＜有人車両＞
有人車両９は、有人車両９の運転室に搭乗した運転者の運転操作に基づいて、作業現場を走行する。有人車両９は、走行装置２１と、車両本体２２と、ダンプボディ２３と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２５と、操舵装置２６と、前輪２７Ｆ及び後輪２７Ｒを含む車輪２７と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、制御装置４０と、通知装置５０とを備える。

有人車両９の位置検出装置２８は、有人車両９の位置を検出する。有人車両９の無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。

制御装置４０は、有人車両９の外部に存在する管理装置３と通信可能である。駆動装置２４を作動するためのアクセルペダル、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキペダル、及び操舵装置２６を作動するためのステアリングホイールが運転室に配置される。アクセルペダル、ブレーキペダル、及びステアリングホイールは、運転者に操作される。駆動装置２４は、アクセルペダルの操作量に基づいて、有人車両９を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、有人車両９の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、ブレーキペダルの操作量に基づいて、有人車両９を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、ステアリングホイールの操作量に基づいて、有人車両９を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。

通知装置５０は、運転室に配置される。通知装置５０は、管理装置３から送信された通知データに基づいて作動する。本実施形態において、通知装置５０は、後述する作業指令を通知する。通知装置５０として、表示データを表示する表示装置及び音声を出力する音声出力装置が例示される。表示装置として、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。

＜積込機＞
積込機７は、積込機７の操作室に搭乗した操作者の操作に基づいて、積込作業を実施する。積込機７は、作業機７０と、走行体７１と、旋回体７２と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、制御装置６０と、入力装置８０とを有する。作業機７０は、ブーム、アーム、及びバケットを含む。

制御装置６０は、積込機７の外部に存在する管理装置３と通信可能である。作業機７０を作動するための作業レバー、走行体７１を作動するための走行レバー、及び旋回体７２を旋回するための旋回レバーが操作室に配置される。作業レバー、走行レバー、及び旋回レバーは、操作者に操作される。作業機７０は、作業レバーの操作量に基づいて、掘削動作及びダンプ動作を実施する。走行体７１は、走行レバーの操作量に基づいて、走行及び停止する。旋回体７２は、旋回レバーの操作量に基づいて、旋回軸を中心に旋回する。

入力装置８０は、例えば操作室に配置される。入力装置８０は、操作者に操作されることにより、入力データを生成する。入力装置８０として、ボタン、スイッチ、及びタッチパネルが例示される。

＜作業現場＞
図２は、本実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。無人車両２及び有人車両９は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる走行路ＨＬの少なくとも一部を走行する。作業場ＰＡは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの少なくとも一方を含む。走行路ＨＬは、例えば交差点ＩＳを含む。

積込場ＬＰＡとは、無人車両２及び有人車両９に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場ＬＰＡにおいて、積込機７が稼働する。排土場ＤＰＡとは、無人車両２及び有人車両９から積荷が排出される排土作業が実施されるエリアをいう。排土場ＤＰＡには、例えば破砕機８が設けられる。破砕機８とは、無人車両２及び有人車両９から排出された積荷を破砕する作業機械をいう。

無人車両２は、無人車両２の走行条件を示す走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。図２に示すように、走行コースデータは、間隔をあけて設定された複数のコース点ＣＰを含む。コース点ＣＰは、無人車両２の目標位置を規定する。複数のコース点ＣＰのそれぞれに、無人車両２の目標走行速度及び目標走行方位が設定される。また、走行コースデータは、無人車両２の目標走行経路を示す走行コースＣＲを含む。走行コースＣＲは、複数のコース点ＣＰを結ぶ線によって規定される。

走行コースＣＲは、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定される。無人車両２は、走行コースＣＲに従って、走行路ＨＬを走行する。

走行コースデータは、管理装置３において生成される。管理装置３は、生成した走行コースデータを、通信システム４を介して無人車両２の制御装置３０に送信する。制御装置３０は、走行コースデータに基づいて、無人車両２が走行コースＣＲに従って走行し、複数のコース点ＣＰのそれぞれに設定されている目標走行速度及び目標走行方位に従って走行するように、走行装置２１を制御する。

本実施形態においては、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡにおいて、無人車両２と有人車両９とが混在して稼働する。例えば作業場である積込場ＬＰＡにおいて無人車両２と有人車両９とが混在して稼働する。

＜管理装置及び制御装置＞
図３は、本実施形態に係る管理システム１の一例を示す機能ブロック図である。管理システム１は、管理装置３と、制御装置３０と、制御装置４０と、制御装置６０とを含む。

管理装置３は、走行コースデータ生成部３Ａと、稼働状況取得部３Ｂと、第１判定部３Ｃと、割振実行部３Ｄと、第２判定部３Ｅと、特定部３Ｆと、指令部３Ｇとを有する。

走行コースデータ生成部３Ａは、走行コースＣＲを含む走行コースデータを生成する。走行コースデータ生成部３Ａにより生成された走行コースデータは、無人車両２の制御装置３０に送信される。

稼働状況取得部３Ｂは、通信システム４を介して、作業現場で稼働する無人車両２及び有人車両９の稼働状況を取得する。

無人車両２及び有人車両９の稼働状況は、無人車両２の位置及び有人車両９の位置を含む。無人車両２の位置及び有人車両９の位置は、位置検出装置２８により検出される。稼働状況取得部３Ｂは、位置検出装置２８の検出データを受信することにより、無人車両２の位置及び有人車両９の位置を取得することができる。

第１判定部３Ｃは、有人車両９が作業現場の所定エリアに存在しているか否かを判定する。第１判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が所定エリアに存在しているか否かを判定する。

本実施形態において、第１判定部３Ｃは、積込場ＬＰＡで稼動する無人車両２及び有人車両９の稼働状況に基づいて、積込場ＬＰＡに設定された積込点ＬＰに対する進入指令の取得を待機する無人車両２及び有人車両９が作業現場の所定エリアに存在しているか否かを判定する。作業現場の所定エリアは、例えば積込場ＬＰＡの所定エリアである。一例として、所定エリアとは、図１７及び図１８の有人車両９（ａ）、有人車両９（ｂ）、及び有人車両９（ｃ）のように、積込場ＬＰＡの待機位置ＷＰ及び積込点ＬＰとは異なるエリアをいう。第１判定部３Ｃは、有人車両９の位置の座標と所定エリアの位置の座標とを対比させることにより、有人車両９が所定エリアに存在しているか否かを判定する。なお、有人車両９が所定エリアに存在しているか否かを判定は、有人車両９の位置の座標と積込場ＬＰＡの待機位置ＷＰの座標及び積込点ＬＰの座標を対比するようにしてもよい。積込点ＬＰは、積込場ＬＰＡに少なくとも１つ設定される。本実施形態において、積込点ＬＰは、２つ設定される。積込点ＬＰは、積込機７による積込作業が実施される作業点である。第１判定部３Ｃは、待機位置ＷＰに進入指令の取得を待機している有人車両９が存在するか否かを判定する。なお、有人車両９が待機位置ＷＰに存在しているか否かの判定は、有人車両９の位置の座標と積込場ＬＰＡの待機位置ＷＰの座標とを対比するようにしてもよい。第１判定部３Ｃは、積込点ＬＰＡに対する進入指令の取得を待機している有人車両９の存否を含む。同様に、第１判定部３Ｃは、無人車両２の位置の座標と所定エリアの位置の座標とを対比させることにより、無人車両２が所定エリアに存在しているか否かを判定する。

割振実行部３Ｄは、第１判定部３Ｃの判定結果に基づいて、積込場ＬＰＡに設定された少なくとも１つの積込点ＬＰに無人車両２又は所定エリアに存在する有人車両９を積込点ＬＰＡに割り振る。また、割振実行部３Ｄは、積込場ＬＰＡに設定された待機位置ＷＰに進入指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９が存在しないときに、積込場ＬＰＡの入口において待機している無人車両２又は有人車両９に対して積込点ＬＰＡを割り振る。割振実行部３Ｄは、所定エリアに存在する有人車両９を積込場ＬＰＡの入口において待機する無人車両２又は有人車両９よりも優先して積込点ＬＰを割り振る。

第２判定部３Ｅは、通信システム４を介して、積込機７に設けられた入力装置８０の入力データを受信する。積込機７の操作者は、入力装置８０を操作して、無人車両２又は有人車両９を積込点ＬＰに進入させる入力データ、及び無人車両２又は有人車両９を積込点ＬＰから退去させる入力データを生成する。第２判定部３Ｅは、入力装置８０の入力データ及び割り振り結果に基づいて、積込点ＬＰに無人車両２又は有人車両９を進入させるか否かを判定する。第２判定部３Ｅは、入力装置８０の入力データ及び割り振り結果に基づいて、積込点ＬＰから無人車両２又は有人車両９を退去させるか否かを判定する。

特定部３Ｆは、作業現場の運搬車両が無人車両２又は有人車両９のいずれかを特定する。特定部３Ｆは、無人車両２又は有人車両９の車両データに基づいて、運搬車両が無人車両２又は有人車両９のいずれかを特定する。無人車両２又は有人車両９の各車両には、車両データとして無人車両２か有人車両９かを判別できる情報が含まれる。例えば、有人車両又は無人車両の号機の情報に対応付けて、Ａ号機は有人車両、Ｂ号機は無人車両、等と予め登録されている。特定部３Ｆは、無人車両２か有人車両９かを判別できる情報に基づいて、運搬車両が無人車両２又は有人車両９のいずれかを特定する。なお、車両を特定する情報と、無人車両２か有人車両９かを特定できる情報とを対応付けたものであれば他の方法でもよい。

指令部３Ｇは、第１判定部３Ｃの判定結果に基づいて、積込場ＬＰＡに設定された積込点ＬＰ又は待機位置ＷＰに無人車両２又は有人車両９を走行させる作業指令を出力する。また、指令部３Ｇは、積込機７の入力装置８０からの入力データに基づいて、無人車両２又は有人車両９に作業指令を出力する。指令部３Ｇは、第２判定部３Ｅの判定結果に基づいて、無人車両２又は有人車両９に作業指令を出力する。また、指令部３Ｇは、割振実行部３Ｄの割り振り結果に基づいて、無人車両２又は有人車両９に割振指令を出力する。指令部３Ｇは、特定部３Ｆの特定結果に基づいて、無人車両２又は有人車両９を所定の停車位置である作業点に走行させる作業指令を出力する。停車位置である作業点は、例えば積込点ＬＰである。

無人車両２に出力される作業指令は、無人車両２を走行させる指令を含む。有人車両９に出力される作業指令は、有人車両９の通知装置５０に出力させる案内データを含む。

無人車両２を走行させる指令は、例えば、無人車両２を積込点ＬＰに進入させる進入指令、無人車両２を待機位置ＷＰに進入させる進入指令、又は無人車両２を積込点ＬＰから退去させる退去指令等である。

無人車両２に出力される割振指令は、例えば、無人車両２を積込点ＬＰに進入させる進入指令、無人車両２を待機位置ＷＰに進入させる進入指令、又は無人車両２を積込点ＬＰから退去させる退去指令等である。

有人車両９の通知装置５０に出力させる案内データは、例えば、有人車両９を積込点ＬＰに進入させる進入指令を通知する進入案内データ、有人車両９を待機位置ＷＰに進入させる進入案内データ、又は有人車両９を積込点ＬＰから退去させる退去指令を通知する退去案内データ等である。

有人車両９に出力される割振指令は、割振指令を通知する割振案内データを含む。割振案内データは、例えば、有人車両を運転する運転者が進入すべき積込点ＬＰ又は待機位置ＷＰである作業点を認識することができるデータ等である。

指令部３Ｇは、通信システム４を介して、作業指令を無人車両２及び有人車両９に送信する。指令部３Ｇは、通信システム４を介して、割振指令を無人車両２及び有人車両９に送信する。

制御装置３０は、走行コースデータ生成部３Ａから送信された無人車両２の走行コースデータを取得して、無人車両２の走行を制御する。制御装置３０は、走行コースデータに従って走行するように無人車両２の走行装置２１を制御する。また、制御装置３０は、指令部３Ｇから送信された作業指令に基づいて、無人車両２の走行を制御する。

制御装置４０は、指令部３Ｇから送信された割振指令又は作業指令に基づいて、通知装置５０を制御する。通知装置５０は、指令部３Ｇから出力された割振指令又は作業指令に基づいて作動する。上述のように、有人車両９に出力される割振指令は、割振指令を通知する割振案内データを含む。有人車両９に出力される作業指令は、有人車両９を積込点ＬＰに進入させる進入案内データ、有人車両９を待機位置ＷＰに進入させる進入案内データ、又は有人車両９を積込点ＬＰから退去させる退去案内データ等である。制御装置４０は、通知装置５０から割振案内データ、進入案内データ、及び退去案内データが出力されるように、通知装置５０を制御する。通知装置５０は、割振案内データ、進入案内データ、及び退去案内データを通知する。

制御装置６０は、入力装置８０が操作されることにより生成された入力データを管理装置３に送信する。

＜積込場における動作＞
図４は、本実施形態に係る積込場ＬＰＡの一例を模式的に示す図である。図４に示すように、積込場ＬＰＡにおいて積込機７が稼働する。積込機７による積込作業が実施される積込点ＬＰが積込場ＬＰＡに設定される。本実施形態において、積込点ＬＰは、第１作業点である第１積込点ＬＰ１及び第２作業点である第２積込点ＬＰ２を含む。第１積込点ＬＰ１は、積込機７の一方側に設定される。第２積込点ＬＰ２は、積込機７の他方側に設定される。積込機７は、第１積込点ＬＰ１に存在する無人車両２又は有人車両９に対する第１積込作業が終了した後、第２積込点ＬＰ２に存在する無人車両２又は有人車両９に対する第２積込作業を実行する。第２積込点ＬＰ２に存在する無人車両２又は有人車両９に対する第２積込作業が終了した後、上述の第１積込作業が終了した後に第１積込点ＬＰ１に進入した無人車両２又は有人車両９に対する第１積込作業を実行する。すなわち、積込機７は、第１積込作業及び第２積込作業の一方の積込作業が終了した後、他方の積込作業を実行し、それら第１積込作業と第２積込作業とを繰り返す、所謂、両側積込作業を実行する。

また、進入指令の取得を待機する待機位置ＷＰが積込場ＬＰＡに設定される。本実施形態において、待機位置ＷＰは、第１待機位置ＷＰ１及び第２待機位置ＷＰ２を含む。第１積込点ＬＰ１には第１待機位置ＷＰ１が対応付けられ、第２積込点ＬＰ２には第２待機位置ＷＰ２が対応付けられる。割振指令が出力された無人車両２又は有人車両９は、待機位置ＷＰで待機する。無人車両２又は有人車両９は、待機位置ＷＰにおいて、進入指令の取得を待機する。

また、割振指令の取得を待機する進入待機位置ＡＳが積込場ＬＰＡの入口に設定される。進入待機位置ＡＳは、走行路ＨＬの一部に設定される。なお、進入待機位置ＡＳは積込場ＬＰＡの内側に設定されてもよい。無人車両２又は有人車両９は、進入待機位置ＡＳにおいて、割振指令の取得を待機する。

進入待機位置ＡＳにおいて割振指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９に対して、割振実行部３Ｄは、第１積込点ＬＰ１及び第２積込点ＬＰ２のうち進入すべき積込点ＬＰを割り振る割振処理を実行する。

第１判定部３Ｃは、進入指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９が待機位置ＷＰに存在するか否かを判定する。待機位置ＷＰにおいて進入指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９が存在しないと判定された場合、割振実行部３Ｄは、割振処理を実行する。進入待機位置ＡＳに無人車両２又は有人車両９が待機している場合、割振実行部は、第１作業点ＬＰ１又は第２作業点ＬＰ２に無人車両２又は有人車両９を割り振る。一例として、第２作業点ＬＰ２に他車両（無人車両２又は有人車両９）が存在し、進入待機位置ＡＳに有人車両９が待機している場合、割振実行部３Ｄは、第１作業点ＬＰ１に有人車両９を割り振る。割振処理が実行されると、指令部３Ｇは、割振処理の結果に基づいて、割振指令を有人車両９に出力する。

有人車両９に割振指令が出力された場合、有人車両９の制御装置４０は、指令部３Ｇから送信された割振指令に基づいて、通知装置５０を制御する。制御装置４０は、割振指令を通知する割振案内データが出力されるように、通知装置５０を制御する。

図５は、本実施形態に係る通知装置５０の一例を模式的に示す図である。図５は、有人車両９を第１作業点ＬＰ１に走行させる割振指令が出力された例を示す。通知装置５０が表示装置を含む場合、有人車両９を第１作業点ＬＰ１に進入させる割振案内データが表示データとして表示装置に表示される。図５に示す例では、第１待機位置ＷＰ１を示すアイコン５１Ａが表示され、第１待機位置ＷＰ１に走行させる文字データ５１Ｂが表示される。なお、図５は一例である。有人車両９が第１作業点ＬＰ１に走行すべきことを有人車両９の運転者に通知できれば他の表示方法でもよい。通知装置５０が音声出力装置を含む場合、音声により通知されてもよい。

なお、図５に示す例において、割振案内データの表示データは、積込機７を表すシンボル、積込点ＬＰに無人車両２又は有人車両９が存在することを示すシンボル、待機位置ＷＰが２カ所に存在することが分かるマークである破線、及び無人車両２又は有人車両９が進むべき待機位置ＷＰを示すマークである２重破線を含む。無人車両２又は有人車両９が進むべき待機位置ＷＰを示すマークは、他方の待機位置ＷＰとは異なる表示形態となっている、なお、表示データにおいて、待機位置ＷＰを示すマークは、無人車両２又は有人車両９の前後方向が分かるようなマークでもよい。

待機位置ＷＰにおいて進入指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９に対して、第２判定部３Ｅは、第１積込点ＬＰ１及び第２積込点ＬＰ２のうち割り振られた積込点ＬＰに進入させるか否かを判定する進入判定処理を実行する。

一例として、第１作業点ＬＰ１が割り振られた有人車両９が待機位置ＷＰに待機している場合、第２判定部３Ｅは、入力装置８０の入力データに基づいて、有人車両９を第１作業点ＬＰ１に進入させるか否かを判定する。例えば、入力装置８０の入力データに基づいて、第１作業点ＬＰ１において積込作業を実施していた他車両が第１作業点ＬＰ１から退去したと判定した場合、第２判定部３Ｅは、有人車両９を第１作業点ＬＰ１に進入させることを決定する。指令部３Ｇは、第２判定部３Ｅによる進入判定処理の結果に基づいて、進入指令を有人車両９に出力する。

有人車両９に進入指令が出力された場合、有人車両９の制御装置４０は、指令部３Ｇから送信された進入指令に基づいて、通知装置５０を制御する。制御装置４０は、有人車両９を割り振られた積込点ＬＰに進入させる進入案内データが出力されるように、通知装置５０を制御する。

図６は、本実施形態に係る通知装置５０の一例を模式的に示す図である。図６は、有人車両９に第１積込点ＬＰ１に進入させる進入指令が出力された例を示す。通知装置５０が表示装置を含む場合、有人車両９を第１積込点ＬＰ１に進入させる進入案内データが表示データとして表示装置に表示される。図６に示す例では、第１積込点ＬＰ１を示すアイコン５２Ａが表示され、第１積込点ＬＰ１に進入させる文字データ５２Ｂが表示される。なお、図６は一例である。有人車両９が第１積込点ＬＰ１に進入すべきことを有人車両９の運転者に通知できれば他の表示方法でもよい。通知装置５０が音声出力装置を含む場合、音声により通知されてもよい。

なお、図５及び図６に示す例において、表示装置には、積込機７を表す表示形態であるシンボル、積込点ＬＰに無人車両２又は有人車両９が存在することを示す表示形態であるシンボル、待機位置ＷＰを示す表示形態である破線、無人車両２又は有人車両９が進むべき積込点ＬＰを示す表示形態である２重破線等が、ガイダンスとして機能する文字データ５１Ｂ及び文字データ５２Ｂとともに表示されている。なお、待機位置ＷＰを示す表示形態は、無人車両２又は有人車両９の前後方向が分かるような表示形態でもよい。

通知装置５０が表示装置を含む場合、有人車両９を第２積込点ＬＰ２から退去させる退去案内データが表示データとして表示装置に表示される。通知装置５０が音声出力装置を含む場合、音声により通知されてもよい。通知装置５０がランプ等の発光装置を含む場合、光により通知されてもよい。

＜管理方法＞
図７から図１３は、本実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。図１４は、本実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。

図７に示すように、第１積込点ＬＰ１において無人車両２の積込作業が実行され、進入待機位置ＡＳにおいて有人車両９が待機していることとする。進入待機位置ＡＳにて待機している車両が有人車両であることは特定部３Ｆにより特定される。

第１判定部３Ｃは、進入指令の取得を待機する無人車両２又は有人車両９が待機位置ＷＰに存在するか否かを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、全ての待機位置ＷＰにて進入指令の取得を待機する無人車両２又は有人車両９が存在すると判定された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、割振処理は実行されない。

ステップＳ１において、進入指令の取得を少なくとも１つの待機位置ＷＰにおいて待機する無人車両２又は有人車両９が存在しないと判定された場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、割振実行部３Ｄは、進入待機位置ＡＳに待機している有人車両９について割振処理を実行する（ステップＳ２）。

割振実行部３Ｄは、積込点に運搬車両が存在していない第２積込点ＬＰ２に有人車両９を割り振る。指令部３Ｇは、進入待機位置ＡＳに待機している有人車両９に割振指令を出力する（ステップＳ３）。割振指令が出力されることにより、有人車両９の通知装置５０は、図５を参照して説明したような割振案内データを出力する。

図８に示すように、有人車両９の運転者は、割振指令により移動すべき待機位置ＷＰを把握し、有人車両９を第２待機位置ＷＰ２に移動させる。図９に示すように、有人車両９は、第２待機位置ＷＰ２で待機する。

積込機７の運転者は、第２待機位置ＷＰ２で待機している有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させるために入力装置８０を操作する。入力装置８０として、例えば、ボタン、スイッチ、及びタッチパネルが例示される。運転者は、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させるために、ボタン、スイッチ、及びタッチパネルの少なくとも一つを操作する。

積込機７の運転者は、第１積込点ＬＰ１に存在する無人車両２を第１積込点ＬＰ１から退去させる前に、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させることができる。

第２判定部３Ｅは、入力装置８０の入力データに基づいて、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させるか否かを判定する（ステップＳ４）。

この場合、積込機７の運転者は、例えばダンプボディ２３に積荷が存在しないこと、及び進入する有人車両９の前に障害物が存在していないこと等を確認した後、進入させることができる。

ステップＳ４において、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させないと判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ），進入指令は出力されない。

ステップＳ４において、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させると判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ），指令部３Ｇは、第２待機位置ＷＰ２で待機している有人車両９に進入指令を出力する（ステップＳ５）。

第２待機位置ＷＰ２で待機している有人車両９は、第２積込点ＬＰ２を割り振られている。進入指令が出力されることにより、有人車両９の通知装置５０は、図６を参照して説明したような、第２積込点ＬＰ２に進入すべきことを示す進入案内データを出力する。

図１０に示すように、有人車両９の運転者は、有人車両９を第２積込点ＬＰ２に進入させる。図１１に示すように、有人車両９は、第１積込点ＬＰ１の無人車両２に対する積込作業が終了する前に、第２積込点ＬＰ２に進入する。第１積込点ＬＰ１の運搬車両に対する積込作業の実行中に、第２積込点ＬＰ２に運搬車両が配置されることにより、第１積込点ＬＰ１の運搬車両に対する積込作業の終了後、第２積込点ＬＰ２の運搬車両に対する積込作業が直ちに実行される。これにより、作業現場の生産性の低下が抑制される。

第１積込点ＬＰ１の無人車両２に対する積込作業が終了した後、積込機７の運転者は、第１積込点ＬＰ１から無人車両２を退去させるために入力装置８０を操作する。

第２判定部３Ｅは、入力装置８０の入力データに基づいて、無人車両２を第１積込点ＬＰ１から退去させるか否かを判定する（ステップＳ６）。

この場合、積込機７の運転者は、例えばダンプボディ２３に積荷が積まれたこと、及び退去する無人車両２の前に障害物が存在していないこと等を確認した後、退去させることができる。

ステップＳ６において、無人車両２を第１積込点ＬＰ１から退去させないと判定された場合（ステップＳ６：Ｎｏ），退去指令は出力されない。

ステップＳ６において、無人車両２を第１積込点ＬＰ１から退去させると判定された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ），指令部３Ｇは、無人車両２に退去指令を出力する（ステップＳ７）。これにより、図１２に示すように、無人車両２は第１積込点ＬＰ１から退去する。

図１３に示すように、次の有人車両９が進入待機位置ＡＳに到着する。第１判定部３Ｃは、進入指令の取得を待機する無人車両２又は有人車両９が存在するか否かを判定する（ステップＳ１）。進入指令の取得を待機する無人車両２又は有人車両９が存在しない場合、割振実行部３Ｄは、進入待機位置ＡＳに待機している有人車両９について割振処理を実行する（ステップＳ２）。

以下、上述の処理が繰り返される。

なお、進入待機位置ＡＳに無人車両２が待機している場合、無人車両２は、割振指令と指令部３Ｇからの作業指令とに基づいて、待機位置ＷＰに移動する。待機位置ＷＰに待機している無人車両２に進入指令が出力された場合、待機位置ＷＰに待機している無人車両２は、進入指令に基づいて、割り振りされた積込位置ＬＰに進入し、進入待機位置ＡＳに新たな無人車両２が待機している場合には割振指令と作業指令とに基づいて、割り振られた待機位置ＷＰに移動する。

なお、例えば第２積込点ＬＰ２に存在する有人車両９に対する積込作業が終了した場合、積込機７の運転者は、第２積込点ＬＰ２から有人車両９を退去させるために入力装置８０を操作する。指令部３Ｇは、有人車両９に退去指令を出力する。これにより、有人車両９の通知装置５０は、退去案内データを出力する。

＜割り振りが保留されるケース＞
図１５は、実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。上述の実施形態において、図１５に示すように、全ての待機位置ＷＰにて第１積込点ＬＰ１又は第２積込点ＬＰ２に対する進入指令の取得を待機している無人車両２又は有人車両９が存在する場合、割振実行部３Ｄは、割振処理を保留する。割振処理を保留されている無人車両２又は有人車両９は、積込場ＬＰＡの外側で待機する。

図１５に示す例の場合、どちらの積込点ＬＰでの積込作業を先に実施するのか不明であり、割振実行部３Ｄは、割振処理を実行しない。

＜割り振り順序＞
図１６から図１８は、実施形態に係る管理方法の一例を示す模式図である。図１６に示すように、積込場ＬＰＡの入口において待機する複数の無人車両２又は有人車両９が存在する場合、割振実行部３Ｄは、積込場ＬＰＡの入口において待機する複数の無人車両２又は有人車両９のうち先頭の無人車両２又は有人車両９を積込点ＬＰに割り振ることができる。

図１７及び図１８は、有人車両９が積込場の所定エリアに進入した際の管理方法の一例を示す模式図である。有人車両９においては、有人車両９の運転者の判断により、図１６のような積込場ＬＰＡの入口で待機するのではなく、積込場ＬＰＡに進入して待機することが想定される。

図１７に示すように、積込場ＬＰＡに設定される待機位置ＷＰとは異なる所定エリアに複数の有人車両９が存在する場合、割振実行部３Ｄは、積込場ＬＰＡの所定エリアに存在する複数の有人車両９のうち所定の有人車両９を積込点ＬＰに割り振ることができる。割振実行部３Ｄは、所定エリアに存在する複数の有人車両９のうち、例えば積込点ＬＰに近い有人車両９を積込点ＬＰに割り振ることができる。このため、積込点ＬＰに近い有人車両９は、割り振られた積込点ＬＰに対応する待機位置ＷＰに進入することができる。

図１８に示すように、積込場ＬＰＡに複数の有人車両９が存在する場合、割振実行部３Ｄは、複数の有人車両９のうち所定の有人車両９を積込点ＬＰに割り振ることができる。割振実行部３Ｄは、所定エリアに存在する複数の有人車両９のうち、例えば積込場ＬＰＡに先に進入した有人車両９を積込点ＬＰに割り振ることができる。先に進入した有人車両９とは、待機時間が長い有人車両９をいう。このため、積込場ＬＰＡに先に進入した有人車両９は、割り振られた積込点に対応する待機位置ＷＰに進入することができる。

なお、積込点ＬＰに割り振る有人車両は、積込点ＬＰに近い有人車両、又は積込場ＬＰＡに先に進入した有人車両に限定されず、所定の条件において選択された有人車両９が割り振られればよい。

また、図１７及び図１８の例において、例えば、進入待機位置ＡＳに車両が待機している場合、割振実行部３Ｄは、進入待機位置ＡＳに待機している車両よりも積込場ＬＰＡの所定エリアに存在する車両を優先して積込点を割り振るようにするのが好ましい。また、所定エリアに存在する有人車両９は１台であってもよい。

＜コンピュータシステム＞
図１９は、コンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の管理装置３、制御装置３０、制御装置４０、及び制御装置６０のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の管理装置３、制御装置３０、制御装置４０、及び制御装置６０のそれぞれの機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

プログラムは、上述の実施形態に従って、コンピュータシステム１０００に、作業現場で稼動する作業機械からの入力データに基づいて、無人車両２及び有人車両９に作業指令を出力することを実行することができる。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、指令部３Ｇは、積込機７からの入力データに基づいて、無人車両２及び有人車両９に作業指令を出力する。これにより、無人車両２に対する積込作業の手順と有人車両９に対する積込作業の手順とを同一にすることができる。無人車両２に対する積込作業の手順と有人車両９に対する積込作業の手順とが同一なので、積込機７を操作する操作者の負担が大きくなることが抑制される。したがって、積込作業の作業効率の低下が抑制される。

本実施形態において、積込機７の操作者は、入力装置８０を操作することにより、積込点ＬＰに無人車両２又は有人車両９を進入させることができる。積込点ＬＰに無人車両２を進入させるとき及び有人車両９を進入させるときの両方において、積込機７の操作者が入力装置８０を操作する手順は同一である。また、積込機７の操作者は、入力装置８０を操作することにより、積込点ＬＰから無人車両２又は有人車両９を退去させることができる。積込点ＬＰから無人車両２を退去させるとき及び有人車両９を退去させるときの両方において、積込機７の操作者が入力装置８０を操作する手順は同一である。無人車両２に対する積込作業の手順と有人車両９に対する積込作業の手順とが同一なので、積込機７を操作する操作者の負担が大きくなることが抑制される。したがって、積込作業の作業効率の低下が抑制される。

＜その他の実施形態＞
上述の実施形態において、制御装置３０の機能、制御装置４０の機能、及び制御装置６０の機能の少なくとも一部が管理装置３に設けられてもよいし、管理装置３の機能の少なくとも一部が、制御装置３０、制御装置４０、及び制御装置６０に設けられてもよい。

上述の実施形態においては、走行コースデータが管理装置３において生成され、無人車両２は管理装置３から送信された走行コースデータに従って走行することとした。無人車両２の制御装置３０が走行コースデータを生成してもよい。すなわち、制御装置３０が走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。また、管理装置３及び制御装置３０のそれぞれが走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。

上述の実施形態において、制御装置６０は、入力装置８０が操作されることにより生成された入力データを管理装置３に送信することとした。制御装置６０は、管理装置３を経由せずに、無人車両２及び有人車両９に入力データを送信してもよい。すなわち、車々間通信により、積込機７から無人車両２及び有人車両９に入力データが送信されてもよい。

上述の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であることとした。無人車両２は、例えば油圧ショベル又はブルドーザのような作業機を備える作業機械でもよい。

上述の実施形態においては、積込機７は、積込機７の操作室に搭乗した操作者の操作に基づいて積込作業を実施することとした。積込機７は、遠隔操作されてもよい。積込機７が遠隔操作される場合、積込機７の操作室に操作者は搭乗しなくてもよい。

上述の実施形態においては、積込機７の両側に積込点ＬＰが設定される両側積込作業において、作業指令等が出力されることとした。積込機７の片側に積込点ＬＰが設定される片側積込作業において、作業指令等が出力されてもよい。

なお、片側積込作業においては、積込点ＬＰは１つしかなく、積込点ＬＰの割り振りは不要となる。そのため、片側積込作業においては、割振実行部３Ｄは省略されてもよい。

上述の実施形態においては、ステップＳ４及びステップＳ６が実行されることとしたが、ステップＳ４及びステップＳ６の一方又は両方は必要に応じて実行されなくてもよい。この場合、例えば積込機７の運転者による入力装置８０の操作により生成された入力データに基づいて、進入指令又は退去指令が無人車両２又は有人車両９に出力されるようにすればよい。

上述の実施形態においては、割振実行部３Ｄは第１作業点として第１積込点ＬＰ１を割り振り、第２作業点として第２積込点ＬＰ２を割り振るようにしたが、第１作業点として第１待機位置ＷＰ１を割り振り、第２作業点として第２待機位置ＷＰ２を割り振るようにしてもよい。この場合、割振実行部３Ｄは、待機位置ＷＰへの割振指令と積込点ＬＰへの割振指令とを別々に出力してもよい。

上述の実施形態においては、積込機７が油圧ショベルであることとした。積込機７は、例えばロープショベル又はホイールローダでもよい。

上述の実施形態においては、作業点が積込場ＬＰＡに設定される積込点ＬＰであることとした。作業点は排土場ＤＰＡに設定される排土点でもよい。排土点は、破砕機８に対する排土作業が実施される作業点である。作業点は積込点ＬＰ、排土点以外にも積込場ＬＰＡに設定される待機位置ＷＰでもよく、予め設定された位置であればよい。

上述の実施形態において、指令部３Ｇは、積込機７の操作者に操作された入力装置８０の入力データに基づいて、無人車両２及び有人車両９に作業指令を出力することとした。排土場に入力装置が設けられている場合、指令部３Ｇは、排土場の入力装置の入力データに基づいて、無人車両２及び有人車両９に作業指令を出力してもよい。

１…管理システム、２…無人車両、３…管理装置、３Ａ…走行コースデータ生成部、３Ｂ…稼働状況取得部、３Ｃ…第１判定部、３Ｄ…割振実行部、３Ｅ…第２判定部、３Ｆ…特定部、３Ｇ…指令部、４…通信システム、５…管制施設、６…無線通信機、７…積込機、８…破砕機、９…有人車両、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ダンプボディ、２４…駆動装置、２５…ブレーキ装置、２６…操舵装置、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…位置検出装置、２９…無線通信機、３０…制御装置、４０…制御装置、５０…通知装置、６０…制御装置、７０…作業機、７１…走行体、７２…旋回体、８０…入力装置、ＡＳ…進入待機位置、ＣＰ…コース点、ＣＲ…走行コース、ＰＡ…作業場、ＤＰＡ…排土場、ＬＰ…積込点、ＬＰ１…第１積込点、ＬＰ２…第２積込点、ＬＰＡ…積込場、ＨＬ…走行路、ＩＳ…交差点、ＷＰ…待機位置、ＷＰ１…第１待機位置、ＷＰ２…第２待機位置。

Claims (4)

1. 作業現場で稼動する作業機械からの入力データに基づいて、無人車両及び有人車両に作業指令を出力する指令部を備える、
   作業現場の管理システム。
2. 前記有人車両に出力される前記作業指令は、前記有人車両を前記作業現場に設定された作業点に進入させる進入指令を通知する進入案内データ、及び前記有人車両を前記作業点から退去させる退去指令を通知する退去案内データの少なくとも一方を含む、
   請求項１に記載の作業現場の管理システム。
3. 前記有人車両に設けられ、前記作業指令を通知する通知装置を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の作業現場の管理システム。
4. 作業現場で稼動する作業機械からの入力データに基づいて、無人車両及び有人車両に作業指令を出力することを含む、
   作業現場の管理方法。

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