JP2024061773A - How to inspect water treatment facilities - Google Patents
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Abstract
【課題】各点検箇所の巡回点検を、効率的且つ確実に行うことができる無人移動ユニットを用いた水処理施設の巡回点検方法を提供すること。
【解決手段】下水処理施設（水処理施設）１００の各部の点検を行う無人移動ユニット５０を用意する。無人移動ユニット５０を、下水処理施設１００の巡回点検を行う作業員に同行するように移動させる。無人移動ユニット５０に、同行しながら移動したエリアに応じた点検箇所の点検を行わせる。無人移動ユニット５０に取り付けられた撮像部５９等のデータ取得部が自動制御によって作業員の異常を検出した場合に異常を報知する。
【選択図】図３
The present invention provides a method for inspecting a water treatment facility using an unmanned mobile unit, which is capable of efficiently and reliably inspecting each inspection point.
[Solution] An unmanned mobile unit 50 is prepared to inspect each part of a sewage treatment facility (water treatment facility) 100. The unmanned mobile unit 50 is moved to accompany a worker who is making a round inspection of the sewage treatment facility 100. The unmanned mobile unit 50 is made to inspect inspection points according to the area it has traveled while accompanying the worker. When a data acquisition unit such as an imaging unit 59 attached to the unmanned mobile unit 50 detects an abnormality in the worker through automatic control, it reports the abnormality.
[Selected figure] Figure 3
Description
本発明は、下水処理施設や上水処理施設などの水処理施設に用いて好適な無人移動ユニットを用いた水処理施設の巡回点検方法に関するものである。 The present invention relates to a method for inspecting water treatment facilities using an unmanned mobile unit suitable for use in water treatment facilities such as sewage treatment facilities and drinking water treatment facilities.
従来、水処理施設には、運転状態を把握するための計測器、センサなどが設置され、運転監視・制御などに利用されているが、これら機器の作動状態の確認や保守のための巡回点検は、作業員によって行われていた。また水処理施設は重要な社会インフラであり、施設内の各種建屋の外観点検や大型の処理設備などの劣化、破損状況などを確認することも重要な点検業務として行われている。 Conventionally, water treatment facilities are equipped with measuring instruments and sensors to monitor and control the operation of the facilities, but the operation status of these devices is checked and maintenance is performed by workers. In addition, water treatment facilities are important social infrastructure, and important inspection tasks include visual inspection of the various buildings within the facilities and checking for deterioration and damage of large treatment equipment.
しかし、上記作業員による水処理施設の巡回点検方法には、以下のような課題があった。
（１）水処理施設は、配管などが複雑に入り組んだ構造のため、作業員が巡回・点検できる場所が限られており、人の目が行き届かない部分も多かった。
However, the above-mentioned method of inspecting water treatment facilities by workers has the following problems.
(1) Water treatment facilities have a complex and intricate structure with piping, etc., so the areas that workers can patrol and inspect are limited, and many areas are beyond human reach.
（２）大規模な水処理施設では、作業員の移動だけでも時間がかかり、細かく点検する時間が取れなかった。 (2) At large water treatment facilities, just moving workers around took time, leaving no time to conduct detailed inspections.
（３）特に下水処理施設などでは、硫化水素などの毒性ガス（有害ガス）が発生したり、水槽へ転落したり、機械へ巻き込まれたり、高所での点検作業などの危険がある場所も多く、作業員の安全確保が課題となっていた。 (3) In particular, at sewage treatment plants and other facilities, there are many locations where there are dangers such as the generation of toxic gases (harmful gases) such as hydrogen sulfide, falling into water tanks, getting caught in machinery, and performing inspection work at high altitudes, making ensuring the safety of workers a challenge.
（４）作業員の高齢化が進んでおり、作業員の確保が難しいといった社会状況から、この先、限られた人手によって巡回作業を行うことに限界が見えている。 (4) Due to the current social situation in which workers are aging and it is difficult to secure workers, there is a limit to how much manpower we can provide to carry out patrol work in the future.
（５）一方で、人の代わりに無人の飛行体を用いて水域調査を行う手法などが提唱されている。例えば、特許文献１には、サーモカメラを搭載した飛行体を用いて水流を観測する方法が開示されている。また特許文献２には、画像データ、音声データ、ガス検知データなどのデータを取得する無人移動ユニットが、水処理現場内の機器を巡回点検することが開示されている。また特許文献３には、コントローラから受信した薬品注入量に基づいて、薬品を水槽に注入する無人航空機が開示されている。しかし、上記何れの従来例も、特定の点検項目や作業項目だけを無人の飛行体に行わせるものであった。すなわち、信頼性の担保が必要な水処理施設の維持管理では、人の経験と五感に頼らざるを得ない部分が多く、無人手段に安心して任せられる作業の幅には限界があった。 (5) On the other hand, methods of using unmanned aerial vehicles to conduct water area surveys instead of people have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method of observing water currents using an aerial vehicle equipped with a thermal camera. Patent Document 2 discloses that an unmanned mobile unit that acquires data such as image data, audio data, and gas detection data performs patrol inspections of equipment in a water treatment site. Patent Document 3 discloses an unmanned aerial vehicle that injects chemicals into a water tank based on the amount of chemical injection received from a controller. However, in all of the above conventional examples, only specific inspection items and work items are performed by the unmanned aerial vehicle. In other words, in the maintenance and management of water treatment facilities, which require a guarantee of reliability, there are many parts that have to rely on human experience and the five senses, and there is a limit to the range of work that can be safely entrusted to unmanned means.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、各点検箇所の巡回点検を、効率的且つ確実に行うことができる無人移動ユニットを用いた水処理施設の巡回点検方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above points, and its purpose is to provide a method for inspecting water treatment facilities using an unmanned mobile unit that can efficiently and reliably inspect each inspection point.
本発明は、水処理施設の各部の点検を行う無人移動ユニットを準備し、前記無人移動ユニットは、情報処理によって前記水処理施設の巡回点検を行う作業員が所定の範囲内に存在することを認識し、当該作業員の近くを自動制御によって同行しながら移動する同行工程と、前記同行工程によって同行しながら移動したエリアにおいて、予め点検を指示されていた点検箇所のデータを自動制御によって取得して過去に蓄積しておいたデータと照合することで当該点検箇所の点検を行う点検工程と、前記無人移動ユニットに取り付けられたデータ取得部が自動制御によって前記作業員の異常を検出した場合に当該異常を報知する異常報知工程と、を行うことを特徴とする水処理施設の巡回点検方法にある。
本発明によれば、無人移動ユニットを作業員に同行させるので、作業員が行う巡回点検と、無人移動ユニットが行う巡回転換とを、分担して同時に進めることができ、効率的で安全な巡回点検（単なる点検と点検作業の両者を含む、以下同様）を行うことができる。また限られた人員での巡回点検が可能になる。
水処理施設としては、種々の用途に用いられる水処理施設があるが、上水処理施設、下水処理施設、浸出水処理施設など、規模が大きく且つ当該水処理施設の機器類が複雑に入り組んだ施設に用いて特に効果が大きい。上水処理施設、下水処理施設、浸出水処理施設は、巡回距離が長く、点検項目が多く、動線が複雑で、限られた人員で巡回点検を行うには限界があるため、これらの巡回点検の一部でも自動化できれば人員コストを大幅に低減でき、また安全性も向上する。
上記無人移動ユニットとしては、例えば、飛行型ドローン、水中ドローン、ラジコン船、ラジコン車、自動運転可能な車両、歩行型ロボット、その他の種々の自走可能手段、または、これらの移動機能を組み合わせた水陸両用、水空両用、空陸両用、水陸空両用自走可能手段などが挙げられ、自律制御可能な移動体であれば、何れかに限定されるものではない。しかし、本発明の実施に当たっては、高所の点検が可能な点や、水処理施設内の階段の昇降をせずに済む点や、速達性がある点で、飛行型ドローンがより適している。
また上記無人移動ユニットは地図情報を備え、当該地図情報と点検ルートとを照合し、点検ルートの安全性を確認しながら巡回点検を行うようにすることが好適である。
また同行する作業員が異常事態（倒れる、タンク内に落ちるなど）に陥った際に、上記無人移動ユニットが連絡役になることで、他の作業員、管理棟（監視室）に知らせ、早急に対応することが可能になる。これによって、大きな水処理施設でも一人作業が可能になる。作業員の異常事態を検出する手段としては、例えば、無人移動ユニットに２つのカメラ（撮像手段）を取り付けておき、一方のカメラによって施設の点検を行い、もう一方のカメラによって作業員を監視し、作業員が転倒して動かなくなったなどの異常事態を検出する。作業員の異常事態を検出すると、その旨を他の作業員や管理棟に無線などを介して通知したり、警報音を発したり、当該無人移動ユニット自体が他の作業員や管理棟の所に移動して異常事態であることを通知したりする。
The present invention relates to a method for patrol inspection of a water treatment facility, which comprises the steps of: preparing an unmanned mobile unit that inspects various parts of a water treatment facility, wherein the unmanned mobile unit recognizes through information processing that a worker performing a patrol inspection of the water treatment facility is present within a predetermined range, and moves close to the worker while accompanying him under automatic control; an inspection process in which, in the area through which the unmanned mobile unit has moved while accompanying him under the accompaniment process, data of inspection locations that have been instructed to be inspected in advance is acquired by automatic control and compared with data that has been accumulated in the past, thereby inspecting the inspection locations; and an abnormality notification process in which, if a data acquisition unit attached to the unmanned mobile unit detects an abnormality in the worker by automatic control, the abnormality is notified.
According to the present invention, since the unmanned mobile unit accompanies the worker, the patrol inspection by the worker and the patrol changeover by the unmanned mobile unit can be shared and proceeded simultaneously, and efficient and safe patrol inspection (including both simple inspection and inspection work, the same applies below) can be performed. In addition, patrol inspection with limited personnel becomes possible.
Water treatment facilities are used for various purposes, but are particularly effective when used for large-scale facilities with complex and intricate equipment, such as drinking water treatment facilities, sewage treatment facilities, and leachate treatment facilities. Drinking water treatment facilities, sewage treatment facilities, and leachate treatment facilities have long patrol distances, many inspection items, and complex traffic lines, and there are limitations to the number of personnel who can perform patrol inspections. Therefore, if even a part of these patrol inspections can be automated, personnel costs can be significantly reduced and safety will also be improved.
The unmanned mobile unit may be, for example, a flying drone, an underwater drone, a radio-controlled ship, a radio-controlled car, an autonomous vehicle, a walking robot, or any other self-propelled means, or a combination of these moving functions, such as an amphibious, aquatic, aquatic, or aquatic self-propelled means, and is not limited to any of these as long as it is an autonomously controllable mobile body. However, in implementing the present invention, a flying drone is more suitable in terms of being able to inspect high places, not having to go up and down stairs in a water treatment facility, and being fast.
It is also preferable that the unmanned mobile unit is provided with map information, and performs a patrol inspection while checking the inspection route by comparing the map information with the inspection route and confirming the safety of the inspection route.
In addition, when an accompanying worker experiences an abnormality (such as falling into a tank), the unmanned mobile unit acts as a liaison, informing other workers and the management building (monitoring room) and enabling a rapid response. This allows one person to work even in a large water treatment facility. As a means for detecting an abnormality in a worker, for example, two cameras (imaging means) are attached to the unmanned mobile unit, one camera is used to inspect the facility and the other camera is used to monitor the worker, and an abnormality such as a worker falling and becoming unable to move is detected. When an abnormality in a worker is detected, the unmanned mobile unit notifies other workers or the management building via radio or the like, issues an alarm, or the unmanned mobile unit itself moves to other workers or the management building to notify them of the abnormality.
また本発明は、上記特徴に加え、前記無人移動ユニットは、前記異常報知工程による異常の報知から所定時間が経過しても異常の状態が解決しない場合に、当該無人移動ユニットが出発した元の場所に自動制御によって自動的に戻る工程、を行うことを特徴としている。 In addition to the above features, the present invention is characterized in that, if the abnormal condition is not resolved within a predetermined time period after the abnormality is notified by the abnormality notification process, the unmanned mobile unit automatically returns to the original location from which the unmanned mobile unit started by automatic control.
また本発明は、上記特徴に加え、前記無人移動ユニットは、前記水処理施設点検中の作業員からの指令により、前記無人移動ユニットの運転を自動運転から当該作業員による手動運転に切り替える工程、を行うことを特徴としている。 In addition to the above features, the present invention is characterized in that the unmanned mobile unit performs a process of switching the operation of the unmanned mobile unit from automatic operation to manual operation by an operator upon command from the operator inspecting the water treatment facility.
また本発明は、上記特徴に加え、前記無人移動ユニットは、前記無人移動ユニットに取り付けられたデータ取得部が前記作業員の異常を検出しない場合、または前記作業員の異常が解決した場合であって未だ巡回点検が終了していない場合は、巡回点検が終了するまで、巡回のルートに従って前記同行工程と前記点検工程とを繰り返し自動制御により動作させる工程、を行うことを特徴としている。 In addition to the above features, the present invention is characterized in that the unmanned mobile unit performs a process of repeatedly operating the accompanying process and the inspection process by automatic control along the patrol route until the patrol inspection is completed if the data acquisition unit attached to the unmanned mobile unit does not detect any abnormality in the worker, or if the abnormality in the worker is resolved but the patrol inspection has not yet been completed.
また本発明は、上記特徴に加え、前記水処理施設は、下水処理施設であることを特徴としている。
設置面積が広く、危険な場所が多く、限られた人員で幅広い巡回点検が要求される下水処理施設では、特に作業の効率化、安全性の確保の面で効果が高い。
In addition to the above features, the present invention is characterized in that the water treatment facility is a sewage treatment facility.
This is particularly effective in terms of improving work efficiency and ensuring safety at sewage treatment facilities, which have a large installation area, many dangerous areas, and require extensive patrol inspections by limited personnel.
前記無人移動ユニットは、前記点検によってデータを取得するデータ取得部と、前記データ取得部で得られたデータを他の機器に送信する通信部と、を備えることが好ましい。
他の機器としては、例えば、同行する作業員の携帯端末や、管理棟の管理装置などが考えられる。インターネットなどのネットワーク経由で他の機器に送信しても良い。
無人移動ユニットによって、点検データを取得し、このデータを例えば上記同行する作業員の携帯端末や、管理棟の管理装置などに送信することができる。これによって、無人移動ユニットで多くの点検項目を分担でき、人員の負荷を低減できる。
また上記無人移動ユニットは、さらに前記取得したデータを蓄積しておくデータ蓄積部（記憶部）を有する構成とすることが好ましい。データは、無人移動ユニットの記憶部に蓄積する代わりに、ネットワーク上のクラウドに蓄積しておいても良い。また上記データ蓄積部で蓄積した過去の情報と、上記データ取得部で点検取得したリアルタイム情報とを照合し、両者の差が所定の閾値外にある場合は、警告を出す構成としても良い。これによって、容易且つ迅速に点検箇所の異常を見出すことができる。
また無人移動ユニットは、さらに音声アシスタント機構を有することが好ましい。音声アシスタント機構は、音声認識技術と自然言語処理技術とを組み合わせて、話し言葉による問いかけや要求に対して、適切に回答したり、動作したりする機構をいう。これによって、作業員と無人移動ユニットとが会話でき、作業員と無人移動ユニットの分担作業をさらに効率的に安全に行うことができる。
The unmanned mobile unit preferably includes a data acquisition unit that acquires data by the inspection, and a communication unit that transmits the data acquired by the data acquisition unit to another device.
The other devices may be, for example, a mobile terminal of an accompanying worker, a management device in a management building, etc. The information may be transmitted to other devices via a network such as the Internet.
The unmanned mobile unit can acquire inspection data and transmit it to, for example, the mobile terminal of the accompanying worker or a management device in the management building. This allows the unmanned mobile unit to share many inspection items, reducing the burden on personnel.
It is also preferable that the unmanned mobile unit further includes a data storage unit (memory unit) for storing the acquired data. Instead of storing the data in the memory unit of the unmanned mobile unit, the data may be stored in a cloud on a network. The past information stored in the data storage unit may be compared with the real-time information inspected and acquired by the data acquisition unit, and if the difference between the two is outside a predetermined threshold, a warning may be issued. This makes it possible to easily and quickly find abnormalities in the inspection points.
In addition, it is preferable that the unmanned mobile unit further has a voice assistant mechanism. The voice assistant mechanism is a mechanism that combines voice recognition technology and natural language processing technology to respond appropriately to questions or requests made in spoken language and to perform appropriate actions. This allows the worker and the unmanned mobile unit to converse with each other, making it possible to perform the shared work between the worker and the unmanned mobile unit more efficiently and safely.
前記無人移動ユニットによる点検箇所は、前記作業員による点検が難しい点検箇所と、前記作業員による点検の代理が可能な点検箇所の内の少なくとも何れか１つであることが好ましい。
作業員による点検が難しい点検箇所とは、例えばタンクの上部などの高所、橋の外側面、有害ガスが充満したり、酸欠したりする恐れのあるエリアなどがある。
本発明によれば、作業員による点検が難しい点検箇所を無人移動ユニットが代行することで、安全性が維持できる。また作業員も点検はできるがその代わりに点検してほしい点検箇所などを無人移動ユニットが点検するので、作業員の負荷を低減でき、限られた人員で巡回点検を行うことができる。
It is preferable that the locations inspected by the unmanned mobile unit are at least one of locations that are difficult for the worker to inspect and locations that can be inspected by a substitute for the worker.
Examples of areas that are difficult for workers to inspect include high places such as the tops of tanks, the outer surfaces of bridges, and areas that may be filled with harmful gases or may be subject to oxygen deficiency.
According to the present invention, safety can be maintained by having the unmanned mobile unit inspect locations that are difficult for workers to inspect. Also, since the unmanned mobile unit inspects locations that workers would like inspected instead of the workers, the burden on the workers can be reduced and patrol inspections can be performed with a limited number of personnel.
前記無人移動ユニットは、過去に得た情報と、リアルタイム情報と、将来予測情報とを元にして、前記作業員による点検の内容を誘導することが好ましい。
例えば、昨日の騒音レベルに比べ、本日の騒音レベルが大きくなっていたような場合は、そのことを音声などで同行する作業員に知らせ、これによって点検するように誘導する。その他にも、建屋の壁のひび割れ状態の変化や、ポンプ温度の変化など、種々の情報に基づいて、作業員による点検の内容を誘導することができる。
すなわち、無人移動ユニットが、過去に得た情報、リアルタイム情報、将来予測情報を元にして、作業員の点検作業を誘導することで、点検作業の効率が上がる。また、危険を予知して誘導することで、作業員の安全を確保できる。
It is preferable that the unmanned mobile unit guides the worker in determining what inspection to perform based on past information, real-time information, and future prediction information.
For example, if the noise level today is higher than yesterday's, the system will inform the accompanying worker by voice or other means, and guide them to carry out an inspection. In addition, the system can guide the worker on what to inspect based on various information, such as changes in the state of cracks in building walls or changes in pump temperature.
In other words, the unmanned mobile unit can guide workers in their inspection work based on past information, real-time information, and future prediction information, thereby improving the efficiency of the inspection work.In addition, the unmanned mobile unit can ensure the safety of workers by predicting and guiding them to danger.
この無人移動ユニットには、他の付属部品を取り付ける接合部を備えておくことが好ましい。接合部には、傘を取り付けて同行する作業員の上にかざしたり、薬品タンクを取り付けて散布させたり、フロート（浮き輪、浮舟）を装着して万一沈殿池などに墜落しても水没しないようにしたりする。傘を作業員にかざした場合、作業員は傘を持つ必要が無くなるので、雨が降っていても、または強い日差しの中でも、両手で作業ができるようになり、作業の効率化、安全性の向上などを図ることができる。
またこの無人移動ユニットには、照明機構を備えることが好ましい。
It is preferable that this unmanned mobile unit has a joint for attaching other accessories. An umbrella can be attached to the joint to be held over the accompanying worker, a chemical tank can be attached to be sprayed, or a float (life jacket, pontoon boat) can be attached to prevent the unit from being submerged in the event that the unit falls into a settling pond or the like. If an umbrella is held over the worker, the worker does not need to hold the umbrella, and can work with both hands even in the rain or strong sunlight, improving work efficiency and safety.
It is also preferable that the unmanned mobile unit is equipped with a lighting mechanism.
本発明によれば、各点検箇所の巡回点検を、効率的且つ確実に行うことができる。 According to the present invention, inspections of each inspection point can be carried out efficiently and reliably.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる水処理施設の巡回点検方法を適用する水処理施設用運転管理システム１の概略構成図である。同図に示すように、運転管理システム１は、例えば下記する管理棟２３０に設置される管理装置１０と、下記する水処理施設１００の点検や運転調整を行う作業員が所持する携帯端末３０と、管理装置１０又は携帯端末３０によって操作される無人移動ユニット５０とを具備して構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a schematic diagram of a water treatment facility operation management system 1 that applies a method for patrol inspection of a water treatment facility according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the operation management system 1 is configured to include a
管理装置１０は、例えば卓上型のコンピュータ（タブレット端末などでも良い）によって構成され、制御部１１と、各種プログラムやデータなどを記憶する記憶部１３と、各種情報を表示する表示部１５と、各種操作を行う操作部１７と、通信部１９とを具備している。制御部１１は、記憶部１３が記憶しているプログラムやデータなどを用いて、管理装置１０の動作を制御する。記憶部１３は、当該管理装置１０を動作させる各種プログラムやデータの他に、前記携帯端末３０や無人航空機５０から入手される各種データなども記憶する。表示部１５は、各種水処理施設用の管理画面や、前記携帯端末３０や無人移動ユニット５０から送信された映像やデータなどを表示する。表示部１５としてタッチパネルを用いた場合は、表示部１５が操作部１７を兼用する。操作部１７は、当該管理装置１０に各種の指示などを入力する入力手段であり、例えばキーボードや上記タッチパネルやその他の機器（マウスなど）によって構成される。通信部１９は、携帯端末３０や無人移動ユニット５０とデータの送受信を行う。
The
携帯端末３０は、例えば携帯型のコンピュータ（例えばタブレット端末、スマートホン、ノートパソコンなど）によって構成され、制御部３１と、各種プログラムやデータなどを記憶する記憶部３３と、各種情報を表示する表示部３５と、各種操作を行う操作部３７と、通信部３９とを具備している。制御部３１は、記憶部３３が記憶しているプログラムやデータなどを用いて、携帯端末３０の動作を制御する。記憶部３３は、当該携帯端末３０を動作させる各種プログラムやデータの他に、前記管理装置１０から送られてきた施設の点検や運転調整を指示する指示データ、無人移動ユニット５０から送られてきた点検データなども記憶する。記憶部３３には、音声アシスタント機構を構成するプログラムやデータも記憶されている。表示部３５は、前記管理装置１０からの指示内容や無人移動ユニット５０からの点検データなどを表示する。表示部３５としてタッチパネルを用いた場合は、表示部３５が操作部３７を兼用する。操作部３７は、当該携帯端末３０に各種の指示などを入力する入力手段であり、例えばキーボードや上記タッチパネルやその他の機器（マウスなど）によって構成される。通信部３９は、管理装置１０や無人移動ユニット５０とデータの送受信を行う。
The
図２は無人移動ユニット５０の概略側面図である。図１，図２に示すように、無人移動ユニット５０は、この例では遠隔操縦や自動制御によって飛行できる航空機（ドローン）を用いており、制御部５１と、記憶部５３と、運転部５５と、通信部５７と、カメラによって撮影を行う撮像部５９と、ガス検知部６１と、音検知部６３と、試料採取部６５とを具備している。撮像部５９とガス検知部６１と音検知部６３と試料採取部６５は、点検によってデータを取得するデータ取得部を構成する。
Figure 2 is a schematic side view of the unmanned
制御部５１は、記憶部５３が記憶しているプログラムやデータなどを用いて、無人移動ユニット５０の動作を制御する。記憶部５３は、当該無人移動ユニット５０を動作させる各種プログラムやデータの他に、前記管理装置１０や携帯端末３０から送られてきた各種指示データなどを記憶する。また記憶部５３は、撮像部５９などのデータ取得部によって取得したデータを蓄積するデータ蓄積部である。また記憶部５３には、音声アシスタント機構を構成するプログラムやデータも記憶されている。記憶部５３には、撮像部５９などのデータ取得部が取得したデータの他、地図情報、過去の点検データや施設の工事情報や施設の各機器の情報など、過去に得た情報を蓄積する。なお、データ蓄積部は、無人移動ユニット５０自体の記憶部５３とは別に取り付けた、例えばＳＤカードやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）としてもよく、また撮像部５９を構成するカメラに設置しても良い。さらにデータ蓄積部は、クラウドサーバに設けても良い。
The
運転部５５は、無人移動ユニット５０の有する複数のプロペラ６７などを自動制御し、またＧＰＳ機能を有して自己の位置を検知することで、所望のルートで所望の位置に所望の速度で自動飛行可能に運転制御する。通信部５７は、管理装置１０や携帯端末３０とデータの送受信を行う。
The driving
撮像部５９は、点検の際に画像や動画を撮影する複数のカメラによって構成されている。各カメラは、それぞれ所望の方向に向きを変えることができ、これによって必要な個所の撮影を行うことができる。例えば複数のカメラは、同行する作業員と点検箇所とを同時に別々に撮影する。カメラは通常の画像や動画を撮影するもののほか、赤外線カメラであっても良い。ガス検知部６１は、有害ガス（硫化水素や水素等）、酸素などのガスを検知するセンサである。音検知部（集音器）６３は、機器の発する異音などの音（音声を含む）を検知するものである。試料採取部６５は、例えば、コップ状の容器を具備し、これによって例えば各種水槽内の試料（水など）の採取を行うものである。図示はしていないが、データ取得部としては、上記以外に、水質を測定・検出するセンサ類や、赤外線センサの他、レーザー照射器や超音波を用いた計測器なども挙げられる。
The
また図２に示すように、無人移動ユニット５０には、これを水面上に浮揚させるためのフロート６９が取り付けられている。フロート６９は、無人移動ユニット５０に接合部７１によって着脱自在に取り付けられるものである。フロート６９によって無人移動ユニット５０を水面上に浮揚させた状態で、試料採取部６５によって水槽内などの試料が採取できる。また無人移動ユニット５０が水槽内などに不時着した場合でも、無人移動ユニット５０は水没しない。
As shown in FIG. 2, the unmanned
この例では、付属品として、フロート６９を接合部７１によって無人移動ユニット５０に取り付けたが、フロート６９以外の各種付属品を取り付け可能な接合部を別途装着しても良い。接合部の形状は、孔や凹凸、鉤状のものなどがある。接合部は無人移動ユニット５０に直接設けられていても良いし、外付けのものであっても良い。接合部と接合する各種付属部品としては、傘や、薬品を入れたバケツ（袋を含む容器）や、アームや、上記フロート６９などがある。無人移動ユニット５０に傘を取り付けることで、雨天や雪の日も作業員は両手を使って点検が可能になる。また薬品を入れたバケツを無人移動ユニット５０に取り付けることにより、薬品を散布させることが可能となる。また無人移動ユニット５０に取り付けたアームにより、高所にあるスイッチを押したり、ゴミや埃を払ったりすることができる。
In this example, the
無人移動ユニット５０は、作業員による点検が難しい項目、例えば危険度が高くて人が入れないと予測された箇所の点検項目や、人の目が届かない場所の点検項目などを取得するのに用いて好適である。またもちろん、無人移動ユニット５０は、作業員によっても点検できるが、その代理が可能な項目を点検などするのに用いても、作業員の負担を軽減でき、好適である。無人移動ユニット５０は、さらに照明機構（図示せず）を有していても良い。照明機構を有することで、夜間点検にも用いることが可能になる。
The unmanned
図３は本発明にかかる無人移動ユニット５０を用いた水処理施設の巡回点検方法の一例を示す動作フロー図、図４は巡回を行う水処理施設の内の下水処理施設１００の一例を示す概略平面図である。ここではまず、下水処理施設１００の概略について説明する。図４に示すように、下水処理施設１００は、大きなゴミを取り除き、土砂類を沈殿させる沈砂池１１０と、沈砂池１１０の水を移送するポンプ棟１５と、下水に含まれる沈み易い汚れを沈殿させる最初沈殿池１３０と、下水と微生物の入った汚泥に空気を送り込んで下水中の汚れを微生物によって分解する反応槽（反応タンク）１５０と、反応槽１５０で生成された汚泥（活性汚泥）の塊を沈殿させて上澄み（処理水）と汚泥に分離する最終沈殿池１７０と、処理水を塩素消毒して河川や海に放流する消毒施設１９０と、汚泥濃縮棟や消化槽や脱硫塔やガスタンクや汚泥脱水機室などを有して汚泥濃縮後に当該汚泥から消化ガスを取り出して固形化処理する汚泥処理施設２１０と、を具備して構成されている。また下水処理施設１００には、当該下水処理施設１００の管理を行う管理棟２３０が設置されている。前記管理装置１０は、例えばこの管理棟２３０内に設置される。なお、下水処理施設によっては、さらに消毒施設１９０の下流側に、水質改善施設として、砂ろ過設備、オゾン発生設備、オゾン酸化設備などを設ける場合もある。
Figure 3 is an operational flow diagram showing an example of a method for inspecting a water treatment facility using the unmanned
そして、前記携帯端末３０を携帯した作業員は、管理棟２３０から出発する。このとき作業員は、同時に無人移動ユニット５０を操作するコントローラを併せて携帯しても良い。そして作業員は、携帯端末３０に表示される指示案内に従って、あるいは自身の意思で、前記下水処理施設１００内の巡回点検ルートを移動していく。その際、無人移動ユニット５０は飛行しながら当該作業員に同行する（ステップ１－１）。なお、この無人移動ユニット５０を、下水処理施設１００の巡回点検を行う作業員に同行するように移動させるステップ１－１を実行する制御部５１などを同行手段とする。作業員は一人でも良いし、複数人でも良い。複数人の場合は手分けして巡回点検を行えばよい。また一人の作業員に同行する無人移動ユニット５０が複数台であっても良い。この場合も複数台の無人移動ユニット５０は分担して点検を行えばよい。
The worker carrying the
無人移動ユニット５０の同行は自動で行うが、場合によっては作業員の手動で行っても良い。また自動と手動を適宜切り替えて行うこともできる。例えば、無人移動ユニット５０の自動制御によって、作業員に所定の間隔を維持して移動させることもできる。逆に、無人移動ユニット５０が巡回点検の経路を自動制御で先導して進み、これに作業員がついていくようにすることもできる。作業員にその位置を確認できる発信器やマーカーなどを取り付けて、これを無人移動ユニット５０が認識することで作業員が所定の範囲内に存在することを確認したり、無人移動ユニット５０がカメラによって作業員を認識することで作業員が所定の範囲内（例えば３ｍ～１０ｍくらい離れた範囲内）に存在することを確認したりすればよい。もし作業員が当該範囲から外れた場合は、無人移動ユニット５０は当該範囲内に入るように自動制御すればよい。また何らかのトラブルで自動制御中の無人移動ユニット５０が通常の巡回ルートから外れた時には、作業員による手動操作で通常の巡回ルートに引き戻すことができる。また無人移動ユニット５０に予め地図情報を蓄積しておき、危険ルートを回避しながら移動させるように構成しても良い。地図情報と過去情報を組み合わせることで、より詳細な点検が可能になる。
The unmanned
次に、無人移動ユニット５０は、同行して移動したエリアにおいて、予め点検を指示されていた点検箇所を飛行しながら点検する（ステップ１－２）。なおこの無人移動ユニット５０に、同行して移動したエリアに応じた点検箇所の点検を行わせるステップ１―２を実行する制御部５１などを点検手段とする。このとき無人移動ユニット５０は、自動運転によって点検するが、場合によっては作業員の手動操作によって点検しても良い。また自動運転する場合は、管理装置１０や携帯端末３０からの無線による指示で行っても良い。作業員が施設点検作業中に機器の異常を感じた場合には、自動操作から手動操作に切り替えることでより詳細な点検を行うことができる。無人移動ユニット５０による点検によってデータ取得部が取得したデータは、通信部５７から通信によって、下水処理施設１００内の管理棟２３０にある管理装置１０に転送される。転送先は、当該管理装置２３０の他に、施設外にある管理装置（本社や拠点のコンピュータなど）や、携帯端末３０であっても良い。
Next, the unmanned
無人移動ユニット５０は、上記撮像部５９などのデータ取得部によって、周囲の状況や機器の数値などを画像や映像やその他のデータとして取得する（リアルタイム情報）。取得したデータを上記記憶部５３などのデータ蓄積部に予め蓄積しておいたデータ（過去に得た情報、過去情報）と照合する。照合した結果、何らかの異常が認められた場合、例えば作業員の携帯端末３０に警告を表示し、作業員による点検作業を誘導する。また照合した結果から将来的に危険が生じる又は異常値になることが予測される場合（将来予測情報）もその旨を作業員の携帯端末３０に表示する。警告は、携帯端末３０への画面表示で行うが、その代わりにまたはそれと共に、無人移動ユニット５０の音声アシスタント機構が警告音声を流すようにしても良い。
The unmanned
点検作業は、作業員と無人移動ユニット５０が分担して行うが、例えば作業員でもできる作業を無人移動ユニット５０に分担させても良い。また作業員が近づくことができない場所は無人移動ユニット５０に点検させる。作業員が近づくことができない場所とは、物理的に近づくことが不可能な場所だけでなく、高所や水面上や積雪・凍結場所などの近づくことが難しい場所も含まれる。点検内容としては、高所にある機器の数値データの取得や、高所の清掃などがある。また水槽内の水位や汚泥界面を計測する場合、無人移動ユニット５０を水面（界面）上まで移動させ、レーザーセンサや超音波センサで水面や界面を計測することもできる。また水面にゴミが浮いていた場合、無人移動ユニット５０の接合部に取り付けたアームなどによって、ゴミを掻き寄せることもできる。また建物の壁の浮きは、浮いている部分の温度がその周囲の温度とは違うので、赤外線カメラなどによってこれを計測することができる。さらに、積雪・凍結場所の点検内容としては、積雪・凍結状態の目視、データ取得、雪や氷柱落とし、などが考えられる。
The inspection work is shared between the worker and the unmanned
一方、作業員が実施した方が良い点検として、動作的な点検がある。例えば、蓋やバルブの開閉など、無人移動ユニット５０で行うことが困難、もしくは無人移動ユニット５０に行わせようとするとコストや時間がかかる作業は作業員が実施した方が良い。また無人移動ユニット５０が何らかの異常を検知した後の対応を作業員に実施させても良い。このような場面では、例えば、管理棟の作業員と連絡を取り合って、作業に必要な道具や備品などを、無人移動ユニット５０に運搬させても良い。また、作業員の移動先の現場で、その近傍範囲は作業員が五感で点検し、遠方の範囲は無人移動ユニット５０が状況確認を行うように分担させても良い。また場合によっては、点検を無人移動ユニット５０と作業員の両者で行って、判定の精度を高めても良い。
On the other hand, there are operational inspections that are better performed by workers. For example, opening and closing lids and valves, and other tasks that are difficult for the unmanned
ところで、下水処理施設１００では、硫化水素などの有害ガスの発生が懸念される。そのため、同行している無人移動ユニット５０のガス検知部６１が、有害ガスを検知したら警告を出力するようにする。その際、作業員は操縦方法を自動から手動に切り替え、点検ルートに無人移動ユニット５０を先行させることにより、安全性を確保するようにしても良い。無人移動ユニット５０は異常個所の周囲を自在に移動したり、その場で所定時間待機して情報収集することができるため、異常発生場所の特定や異常の広がりの把握、生じうる事態を予測することも可能である。
However, in the
次に、必要に応じて、無人移動ユニット５０は、作業員の有する携帯端末３０とデータ交信を行う（ステップ１－３）。交信の内容は、携帯端末３０から無人移動ユニット５０に点検を指示したり、無人移動ユニット５０から携帯端末３０に点検の結果を通知したりすることである。無人移動ユニット５０による点検とその通知には、作業員の体温の測定とその通知も含まれる。体温が高い場合は、熱中症や疾病などの可能性があるので、これを通知して作業員の安全を確保する。
Next, as necessary, the unmanned
また、無人移動ユニット５０と作業員との交信には、音声アシスタント機構を用いても良い。作業員が携帯端末３０又は無人移動ユニット５０の音声アシスタント機構に音声で特定の単語を入力すると、音声アシスタント機構は、記憶部（データ蓄積部）３３，５３や通信部３９，５７などを用いて回答を返す。また、音声アシスタント機構は所定の音声に反応し、照明のオン/オフや、データの取得開始／終了なども行う。音声アシスタント機構があれば、作業員は記録用紙と筆記用具とを持たずに点検することができる。また非常の際に音声アシスタント機構に喋るだけで管理装置１０に警報を出力することもできる。
A voice assistant mechanism may also be used for communication between the unmanned
次に、作業員に異常があるか否かを判断する（ステップ１―４）。作業員の異常とは、例えば上述したように体温が上昇（熱中症や体調不良など）した場合や、倒れて動かなくなった場合や、水槽内に落ちてしまった場合などである。無人移動ユニット５０は作業員を監視しておくことで、このような各種のアクシデントを発見することができる。
Next, it is determined whether there is something wrong with the worker (step 1-4). An abnormality in the worker may be, for example, as described above, when the worker's body temperature rises (due to heat stroke or poor health, etc.), when the worker collapses and becomes unable to move, or when the worker falls into the water tank. By monitoring the worker, the unmanned
そして作業員に異常が発見された場合（ステップ１－４の「Ｙ」）は、これを管理装置１０や、場合によっては巡回している他の作業員が所持する携帯端末３０などに報知する（ステップ１－５）。また無人移動ユニット５０が有する図示しないスピーカ機構を用いて、作業員の周囲で警報音を発するようにして、作業員のいる位置を周囲に伝えるようにしても良い。
If an abnormality is found in a worker ("Y" in step 1-4), this is reported to the
次に、上記異常を報知してから所定時間が経過しても異常の状態が解決しないような場合（ステップ１－６の「Ｎ」）は、例えば無人移動ユニット５０は管理棟２３０に自動的に戻るようにしても良い（ステップ１－８）。また異常が解決するまで、または他の装置からの指示があるまで、現地に留まるように構成しても良い。
Next, if the abnormal condition is not resolved even after a predetermined time has elapsed since the above abnormality was reported ("N" in step 1-6), the unmanned
次に、上記ステップ１－４において作業員に異常がない場合（ステップ１－４の「Ｎ」）、または上記作業員の異常が解決した場合（ステップ１－６の「Ｙ」）であって、未だ巡回点検が終了していない場合（ステップ１－７の「Ｎ」）は、無人移動ユニット５０は巡回のルートに従って次の点検箇所に、作業員と共に移動して行き、巡回点検を進めていく（ステップ１－１～ステップ１－７）。
Next, if there is no abnormality with the worker in step 1-4 above ("N" in step 1-4), or if the abnormality with the worker is resolved ("Y" in step 1-6) but the patrol inspection has not yet ended ("N" in step 1-7), the unmanned
そして、全ての巡回点検が終了すると、ステップ１－７からステップ１－８に移行し、無人移動ユニット５０は作業員と共に管理棟２３０に戻る。これによって、一連の巡回点検作業が完了する。
When all patrol inspections have been completed, the process moves from step 1-7 to step 1-8, and the unmanned
次に、作業員が緊急時の際の無人移動ユニット５０の役割についてまとめて説明する。無人移動ユニット５０は、作業員の緊急時、作業員の様子を周囲に知らせる連絡役となる。作業員の緊急時とは、上述のように熱中症や体調不良などで身体に異常が生じた場合や、転倒などによって倒れた場合や、水槽内に落下した場合などの他、溢水や倒木など作業員が一人で点検作業をすることが困難となった場合や、点検場所が遠方の際に積雪で戻れなくなった場合なども含まれる。
Next, the role of the unmanned
無人移動ユニット５０は、上記のように、撮像部５９などのデータ取得部で作業員の様子を画像や動画、サーモグラフィーデータとして取得し、通信部５７を介して管理棟２３０の管理装置１０に送信する。管理棟２３０にいる別の作業員は、送られてきた作業員の様子を見て、異常があるか否かを常時確認できる。無人移動ユニット５０は、上述のようにして取得した作業員の様子に異常が認められた場合、直ちに警告を出力する。作業員の様子が異常であるか否かは、追跡対象としていた作業員が消えた（転倒した）場合や、予め作業員の平熱の閾値をデータ蓄積部に蓄積しておき、サーモグラフィーデータがそれを超えた場合などが挙げられる。また、警告の出し方としては、通信部５７を介して管理棟２３０の管理装置１０にアラートを表示する方法や、異常のある作業員の近くで無人移動ユニット５０の図示しない音声出力部（搭載又は外付けスピーカ）から作業員の異常を知らせる音声を流す方法などがある。
As described above, the unmanned
なお、作業員が緊急時の場合、作業員による無人移動ユニット５０の制御ができなくなるため、無人移動ユニット５０の墜落や行方不明が懸念される。そこで、予め無人移動ユニット５０のデータ蓄積部に蓄積しておいた地図情報を元に飛行ルートを入力しておくことで、無人移動ユニット５０を自動で元の場所（管理棟２３０）に戻すように構成しておくことが好ましい。これにより、仮に上記無人移動ユニット５０による緊急時の報知が失敗した場合でも、無人移動ユニット５０が単独で管理棟２３０に戻ってきたということは作業員に何らかの異常が生じたと推定できることを、管理棟２３０にいる他の作業員に気付かせることができる。
In the event of an emergency, the worker will not be able to control the unmanned
図５は、本発明にかかる巡回点検方法の１具体例を示す概略図である。同図に示す例においては、作業員Ｓ１と無人航空機５０が、建物Ｔ１の点検を行う場合をイメージしている。この例の場合、作業員Ｓ１は設備の残塩確認のために取水を行っている。取水した水の残塩確認の結果は、例えば携帯する携帯端末３０にそのデータを入力する。無人移動ユニット５０は、撮像部５９によって作業員Ｓ１を監視している（矢印Ｙ１）。また無人移動ユニット５０を作業員Ｓ１が手動操作する場合は、作業員は携帯端末３０の他にコントローラＣ１を所持する。なおコントローラＣ１の機構を携帯端末３０に持たせても良い。
Figure 5 is a schematic diagram showing a specific example of a patrol inspection method according to the present invention. In the example shown in the figure, a worker S1 and an unmanned
作業員Ｓ１による作業は、上記以外に、例えば、（１）建物Ｔ１外周や建物Ｔ１内のメータの目視確認、（２）施錠確認、（３）水漏れ確認、（４）操作ボタンやバルブなどの確認・調整作業、（５）薬品の補充作業などがある。一方、無人移動ユニット５０による作業は、上記以外に、例えば、（１）建物Ｔ１の外壁に悪影響を与える植物の確認、（２）外壁や屋根のひび割れ確認、（３）雪下ろしが必要な厚さまで屋根に雪が積もっていないかの確認、（４）屋外の高所や狭い所の水漏れ点検、などがある。また無人移動ユニット５０に棒状部材などの器具を取り付けることによって、雪下ろしや氷柱落としを行わせることもできる。
In addition to the above, the tasks performed by the worker S1 include, for example, (1) visually checking the outside of building T1 and meters inside building T1, (2) checking that the locks are set, (3) checking for water leaks, (4) checking and adjusting operation buttons and valves, and (5) refilling chemicals. On the other hand, in addition to the above, the tasks performed by the unmanned
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や構成であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the claims and the technical ideas described in the specification and drawings. Any shape, structure, or configuration not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical ideas of the present invention as long as it achieves the functions and effects of the present invention. In addition, the embodiments described above and shown in each figure can be combined with each other as long as there is no contradiction in their purpose and configuration. In addition, even a part of the contents described above and in each figure can be an independent embodiment, and the embodiment of the present invention is not limited to a single embodiment combining the above description and each figure.
１００ 下水処理施設（水処理施設）
５０ 無人移動ユニット
Ｓ１ 作業員
５３ 記憶部（データ蓄積部）
５７ 通信部
５９ 撮像部（データ取得部）
６１ ガス検知部（データ取得部）
６３ 音検知部（データ取得部）
６５ 試料採取部（データ取得部）
100 Sewage treatment facilities (water treatment facilities)
50 Unmanned mobile
57
61 Gas detection unit (data acquisition unit)
63 Sound detection unit (data acquisition unit)
65 Sampling section (data acquisition section)
Claims (5)
前記無人移動ユニットは、
情報処理によって前記水処理施設の巡回点検を行う作業員が所定の範囲内に存在することを認識し、当該作業員の近くを自動制御によって同行しながら移動する同行工程と、
前記同行工程によって同行しながら移動したエリアにおいて、予め点検を指示されていた点検箇所のデータを自動制御によって取得して過去に蓄積しておいたデータと照合することで当該点検箇所の点検を行う点検工程と、
前記無人移動ユニットに取り付けられたデータ取得部が自動制御によって前記作業員の異常を検出した場合に当該異常を報知する異常報知工程と、
を行うことを特徴とする水処理施設の巡回点検方法。 Prepare unmanned mobile units to inspect each part of the water treatment facility.
The unmanned mobile unit includes:
an accompanying process of recognizing by information processing that a worker who is performing a patrol inspection of the water treatment facility is present within a predetermined range and moving near the worker while accompanying the worker by automatic control;
an inspection process for acquiring data of an inspection point that has been instructed to be inspected in advance in an area where the robot has moved while accompanying the robot in the accompanying process, by automatic control, and comparing the data with data accumulated in the past to inspect the inspection point;
an abnormality notification step of notifying an abnormality when a data acquisition unit attached to the unmanned mobile unit detects an abnormality of the worker by automatic control;
A method for inspecting a water treatment facility, comprising:
前記無人移動ユニットは、
前記異常報知工程による異常の報知から所定時間が経過しても異常の状態が解決しない場合に、当該無人移動ユニットが出発した元の場所に自動制御によって自動的に戻る工程、
を行うことを特徴とする水処理施設の巡回点検方法。 The method for inspecting a water treatment facility according to claim 1,
The unmanned mobile unit includes:
a step of automatically returning the unmanned mobile unit to the original location from which it started by automatic control when the abnormality is not resolved even after a predetermined time has elapsed since the abnormality was notified by the abnormality notification step;
A method for inspecting a water treatment facility, comprising:
前記無人移動ユニットは、
前記水処理施設点検中の作業員からの指令により、前記無人移動ユニットの運転を自動運転から当該作業員による手動運転に切り替える工程、
を行うことを特徴とする水処理施設の巡回点検方法。 The method for inspecting a water treatment facility according to claim 1,
The unmanned mobile unit includes:
A step of switching the operation of the unmanned mobile unit from automatic operation to manual operation by an operator in response to a command from the operator inspecting the water treatment facility;
A method for inspecting a water treatment facility, comprising:
前記無人移動ユニットは、
前記無人移動ユニットに取り付けられたデータ取得部が前記作業員の異常を検出しない場合、または前記作業員の異常が解決した場合であって未だ巡回点検が終了していない場合は、巡回点検が終了するまで、巡回のルートに従って前記同行工程と前記点検工程とを繰り返し自動制御により動作させる工程、
を行うことを特徴とする水処理施設の巡回点検方法。 The method for inspecting a water treatment facility according to claim 1,
The unmanned mobile unit includes:
a step of repeatedly operating the accompanying step and the inspection step by automatic control along a patrol route until the patrol inspection is completed when a data acquisition unit attached to the unmanned mobile unit does not detect an abnormality of the worker, or when the abnormality of the worker is resolved but the patrol inspection is not yet completed;
A method for inspecting a water treatment facility, comprising:
前記水処理施設は、下水処理施設であることを特徴とする水処理施設の巡回点検方法。 A method for inspecting a water treatment facility according to any one of claims 1 to 4, comprising:
The method for inspecting a water treatment facility, wherein the water treatment facility is a sewage treatment facility.
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