JP6387057B2

JP6387057B2 - 水中作業支援方法およびシステム

Info

Publication number: JP6387057B2
Application number: JP2016176136A
Authority: JP
Inventors: 今村　一紀; 一紀今村; 田中　孝行; 孝行田中; 陽平那須野; 敏之保利; 秀冨岡; 凱仁三毛
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: JP2018039438A

Description

本発明は、水中作業支援方法およびシステムに関し、さらに詳しくは、水中作業の安全性や作業性を向上させることができる水中作業支援方法およびシステムに関するものである。

潜水士の安全にかかわる各種ダイビング情報（無減圧潜水時間、水深、水温、潜水回数等）を管理するダイビングコンピュータが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１のダイビングコンピュータでは、潜水士に対する警告手段として、表示手段とアラーム音共鳴手段に加えて振動発生手段を設けることにより、潜水士本人に対してダイビングコンピュータの警告を確実に認識させることができる。それ故、潜水士の安全性を向上させるのに有用である。

しかしながら、ダイビングコンピュータの情報をリアルタイムで確認できるのは潜水士だけであり、水上の管理者はダイビングコンピュータの情報を直ちに把握することはできない。それ故、潜水時における安全管理は潜水士の独自の判断に委ねられる部分があり、改善の余地がある。水中では電波の減衰が大きいため、無線通信を用いてダイビングコンピュータの情報を水上の管理者に伝えることは適切ではない。一方、有線通信を用いると余分な通信ケーブルが潜水士の作業の邪魔になるという問題が生じる。

特開２００１−２４２２６６号公報

本発明の目的は水中作業の安全性や作業性を向上させることができる水中作業支援方法およびシステムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の作業支援方法は、水上に設置される管理部と水中に設置される情報中継機器とを通信ケーブルにより接続し、前記情報中継機器と潜水士からの情報の入力または潜水士への情報の出力の少なくとも一方を行う水中端末機器とを水中において分離した別体の機器で構成し、前記情報中継機器と前記水中端末機器とを互いの間に水が介在する状態で非音波による所定の近距離無線通信により接続して、前記管理部と前記水中端末機器との間で情報をリアルタイムで通信することを特徴とする。

本発明の水中作業支援システムは、水上に設置される管理部と、水中に設置される情報中継機器と、潜水士からの情報の入力または潜水士への情報の出力の少なくとも一方を行う水中端末機器とを備えて、前記情報中継機器と前記水中端末機器は水中において分離した別体の機器であり、前記管理部と前記情報中継機器とが通信ケーブルにより接続され、前記情報中継機器と前記水中端末機器とが互いの間に水が介在する状態で非音波による所定の近距離無線通信により接続されて、前記管理部と前記水中端末機器との間で情報がリアルタイムで通信される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、水上に設置される管理部と水中に設置される情報中継機器とを通信ケーブルにより接続し、潜水士からの情報の入力または出力を行う水中端末機器と情報中継機器とを近距離無線通信により接続して、管理部と水中端末機器との間で情報をリアルタイムで通信する。これにより、水上にいる管理者が水中端末機器の情報をリアルタイムで監視したり、水中端末機器にデータを送信することが可能になるので、水中作業の安全性や作業性を向上させることができる。また、水中における情報中継機器と水中端末機器との間の通信を近距離無線通信で行うことで、有線通信の場合のように潜水服に通信に用いるケーブルを貫通させる穴をあけるなどの細工をする必要がなくなる。

本発明の水中作業支援方法において、前記情報中継機器を潜水士に装着することもできる。この場合、情報中継機器と潜水士が使用する水中端末機器とを常に近くに維持できるので、安定した通信状態で水中作業を行なうことができる。

本発明の水中作業支援方法において、前記情報中継機器を潜水士とは分離させて水中に設置することもできる。この場合、潜水士は、情報中継機器および通信ケーブルを装備する必要がなくなり身軽になるので、水中作業の作業性を向上させるのに有利になる。

本発明の水中作業支援方法において、例えば、前記水中端末機器から潜水士の生体情報を入力する。この場合、水上の管理者は潜水士の生体情報をリアルタイムで把握することができ、潜水士にトラブルが生じた場合においても早急に対応することが可能になる。

本発明の水中作業支援方法において、前記通信ケーブルを、水上から潜水士が装着する潜水具に空気を送る送気管に添わせて結束するとよい。これにより、通信ケーブルをコンパクトに収めることができ、通信ケーブルが水中作業の妨げとなることを防止するのに効果的である。

本発明の水中作業支援システムの実施形態を例示する説明図である。図１の潜水士の近傍を拡大した説明図である。本発明の水中作業支援システムの別の実施形態を例示する説明図である。図３の潜水士の近傍を拡大した説明図である。

以下、本発明の水中作業支援方法およびシステムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、本発明の水中作業支援システム１は、水上に設置される管理部２と、水中に設置される情報中継機器４と、水中端末機器５とを備えて構成される。

管理部２は、情報の出力および／または入力を行う情報管理手段であり、例えば、パーソナルコンピュータで構成される。情報中継機器４は、近距離無線通信機能を備えた防水仕様の通信機器である。管理部２と情報中継機器４とは通信ケーブル３により接続されている。

水中端末機器５は、潜水士Ｈからの情報の入力または潜水士Ｈへの情報の出力の少なくとも一方を行う防水仕様の潜水用具や水中作業用機材等である。水中端末機器５は、情報中継機器４と同様の規格の近距離無線通信機能を備えている。具体的には、例えば、ダイビングコンピュータ（ダイビングウォッチ）や生体情報取得機器（心拍計や血圧計、体温計等）、流量計、イヤホン、マイク、撮影機器（カメラ、ビデオカメラ等）、多機能携帯端末（スマートフォンやタブレット等）、計測機器（金属探知機、粗度計等）、清掃装置（研磨装置、吸引装置等）、建設工具（ドリル、クラッシャー等）、移動装置（水中スクーター、水中バイク等）、建設機械（水中バックホウ、水中ポンプ等）、水中ロボット等に近距離無線通信機能を搭載させて、水中端末機器５として使用する。情報中継機器４と水中端末機器５は、近距離無線通信により接続できる構成になっている。

ここでいう近距離無線通信とは、所定の距離範囲内（例えば、数メートルの範囲内）で行う通信を意味する。近距離無線通信としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷＥＡＶＥ（登録商標）、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）、ＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）、ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の規格に基づく通信を例示できる。

この実施形態では、支援船Ｓの内部に管理部２が設置されている。支援船Ｓの上甲板上には、空気供給装置９が設置されている。情報中継機器４は、潜水士Ｈの背中に小型の端末として装着されている。潜水士Ｈは、種々の水中端末機器５と潜水具６を装備している。空気供給装置９と潜水具６は送気管７で接続されている。

通信ケーブル３は送気管７に添わせて配設されており、通信ケーブル３と送気管７は複数の結束具８によって結束されている。結束された通信ケーブル３および送気管７の繰り出し長さの調整は、例えば船上にいる作業員によって行われる。

このように、送気式潜水（フーカー潜水やヘルメット潜水等）を採用する場合には、通信ケーブル３を送気管７に添わせて結合すると、通信ケーブル３をコンパクトに収めることができ、通信ケーブル３が水中作業の妨げとなることを防止するのに効果的である。

潜水士Ｈは、水中端末機器５としてダイビングコンピュータ５ａと生体情報取得機器５ｂと傾斜センサ５ｃと流量計５ｄとイヤホン５ｅとマイク５ｆとを装着し、撮影機器５ｇと多機能携帯端末５ｈとを携帯している。流量計５ｄは送気管７における空気の流量を検知する。水底には水中端末機器５として水中ロボット５ｉが配備されている。

本発明では、潜水士Ｈが水中作業をする際に、管理部２と情報中継機器４との間の通信を水中環境に影響を受け難い安定した通信ケーブル３を介して行う。一方、情報中継機器４と水中端末機器５との間の通信を利便性が高い近距離無線通信で行なう。これにより、管理部２と水中端末機器５との間で情報をリアルタイムで通信して水中作業の支援を行う。

具体的には、例えば、ダイビングコンピュータ５ａが有している情報（無減圧潜水時間や減圧スケジュール、水深、水温、潜水時間等）をダイビングコンピュータ５ａから管理部２に逐次入力する。そして、潜水士Ｈと支援船Ｓにいる管理者との間でダイビングコンピュータ５ａの情報をリアルタイムで共有する。このようにすると、支援船Ｓにいる管理者が潜水士Ｈの潜水時間や浮上速度などについて客観的なデータに基づいて適切な管理や指示を行える。

生体情報取得機器５ｂによって潜水士Ｈの心拍数や血圧、体温等の生体情報を測定し、その生体情報を生体情報取得機器５ｂから管理部２に逐次入力することもできる。このようにすると、支援船Ｓにいる管理者が潜水士Ｈの生体情報をリアルタイムで把握することができる。そのため、潜水士Ｈが体調を崩した場合などのトラブルが生じた場合においても適切かつ早急に対応することが可能になる。

傾斜センサ５ｃによって潜水士の傾斜情報（潜水士の姿勢や動き）を生体情報の１つとして検知し、その検知データを管理部２に逐次入力することもできる。このようにすると、支援船Ｓにいる管理者が潜水士Ｈの姿勢や動きをリアルタイムで把握することができる。例えば、ある一定以上の時間継続して潜水士の姿勢が変わらない場合には、潜水士Ｈが意識を失っている、或いは、身動きが取れない状況になっていると判断できる。潜水士Ｈの姿勢の変化が異常に激しい場合には、潜水士に何らかのトラブルが発生していると判断できる。このように、傾斜センサ５ｃによって潜水士Ｈの姿勢や姿勢の変化を把握することで、潜水士Ｈに対して早期に適切に対応することが可能になる。生体情報取得機器５ｂによる生体情報と傾斜センサ５ｃによる潜水士Ｈの傾斜情報とを併せて取得すると、潜水士Ｈの状態をより詳細に把握、分析できるので、水中作業の安全性の向上を図るのに有益である。

流量計５ｄの情報を管理部２に逐次入力することにより、潜水士Ｈと支援船Ｓにいる管理者との間で流量計５ｄの情報をリアルタイムで共有できる。これにより、潜水士Ｈに対する空気供給の状況を支援船Ｓにいる管理者が監視することができ、送気管７等の空気供給系統に不具合が生じた場合においても早急に対応することが可能になる。

イヤホン５ｅとマイク５ｆとを情報中継機器４を介して管理部２に接続することで、イヤホン５ｅとマイク５ｆとを無線化することもできる。これにより、従来の有線通信に比して潜水士Ｈの潜水服に形成される通信に用いるケーブルを貫通させるための穴を無くす、または、少なくすることができる。

撮影機器５ｇで撮影したデータを水中から管理部２に逐次入力することで、撮影機器５ｇで撮影している映像を管理部２においてリアルタイムで表示することもできる。このようにすると、水中の状況を水上からリアルタイムで把握することが可能になるので、水中における観測作業や、船舶等の点検作業等に有用である。また、管理部２から撮影機器５ｇに情報を入力することで、水上から撮影機器５ｇの光量やズーム等の設定を変更することもできる。このようにすると、水中における細かな操作や設定を行う必要がなくなるので、潜水士Ｈの軽労化を図ることができる。

管理部２から作業スケジュール表や図面情報、地図等のデータを多機能携帯端末５ｈに入力したり、多機能携帯端末５ｈを利用して支援船Ｓにいる管理者と潜水士Ｈとの間でコミュニケーションを図ることもできる。このようにすると、潜水士Ｈと管理者との間で多くの情報をやり取りすることが可能になるので、水中作業の作業性や効率化の向上を図ることができる。

情報中継機器４を介して管理部２から水中ロボット５ｉに情報を入力することで、水上から水中ロボット５ｉに対して指示を与えたり、水中ロボット５ｉの設定を変更することもできる。このようにすると、水中ロボット５ｉが水中にいる状態で、水上から入力作業を行なえるので、水中作業の作業効率を向上させるのに有利である。また、潜水士Ｈが水中ロボット５ｉに対して細かな入力操作等を行う必要がなくなるので、潜水士Ｈの軽労化を図ることができる。この方法は、水中端末機器５として、計測機器や建設機械を使用する場合においても応用することができる。

このように、本発明では、水上の管理部２において、水中端末機器５の情報をリアルタイムで監視したり、水中端末機器５にデータを入力することが可能になるので、水中作業の安全性や作業性を向上させることができる。しかも、水中における情報中継機器４と水中端末機器５との間の通信を近距離無線通信で行うことで、潜水士Ｈの潜水服に対して、通信に用いるケーブルを貫通させるための穴の数を無くす、または、少なくできる。ケーブル類が少なくなるため、水中作業の作業性も確保できる。

さらに、インターネット回線等を利用して管理部２と別の管理施設Ｆとの間で通信を行う構成にすれば、水中端末機器２と管理施設Ｆとの間で情報をリアルタイムで通信することも可能になる。このように管理部２を情報中継器の１つとして機能させると、水中作業を行なう現場から離れた管理施設Ｆから水中作業の支援を行うことも可能になる。

この実施形態のように、情報中継機器４を潜水士Ｈに装着すると、潜水士Ｈが移動する場合においても、潜水士Ｈが装備する水中端末機器５と情報中継機器４との距離を常に近くに維持でき、安定した通信状態で水中作業を行なうことができる。即ち、潜水士Ｈは水中端末機器５と情報中継機器４との通信可能な距離を気にすることなく、広い範囲で水中作業を行うことができる。

それぞれの潜水士Ｈの情報中継機器４どうしの間で近距離無線通信できる構成にすれば、潜水士Ｈどうしの間で情報共有することも可能となる。潜水士Ｈどうしで水中端末機器５の情報や管理部２からの情報を共有すると、水中作業の効率化を期待できる。

図３および図４に本発明の水中支援システム１の別の実施形態を示す。この実施形態では、情報中継機器４を潜水士Ｈとは分離させて水中に設置している。潜水様式としては、潜水士Ｈがボンベ１０を装着するスクーバ潜水を採用している。その他の構成は、図１および図２に示した先の実施形態と同じである。

情報中継機器４の上方には通信ケーブル３が接続されており、情報中継機器４の下方には重錘１１が吊り下げられている。重錘１１を水底に載置することにより、情報中継機器４を水中に据え付けている。

情報中継機器４を潜水士Ｈとは分離させて水中に設置することで、潜水士Ｈは、情報中継機器４および通信ケーブル３を装備する必要がなくなり身軽になるので、水中作業の作業性を向上させるのに有利になる。特に、送気管７を使用しないスクーバ潜水を採用する場合に有益である。この情報中継機器４は、潜水士Ｈによる水中作業に限らず、水中ロボット５ｉや建機等を管理部２から制御するための通信手段として使用することも可能になる。

情報中継機器４を水中に据え付ける場合には、情報中継機器４と水中端末機器５との間で近距離無線通信を行える範囲内が潜水士Ｈの行動範囲となる。しかし、複数の情報中継機器４を間隔をあけて配備することで、潜水士Ｈの行動範囲を広げることも可能である。

複数の情報中継機器４を配備した場合、それぞれの情報中継機器４の位置を測位しておくとよい。これにより、潜水士Ｈや水中ロボット５ｉ等がどの情報中継機器４を使用して通信を行っているかを把握することで、情報中継機器４を潜水士Ｈなどの水中位置を特定する手段として利用することもできる。

１水中作業支援システム
２管理部
３通信ケーブル
４情報中継機器
５水中端末機器
５ａダイビングコンピュータ
５ｂ生体情報取得機器
５ｃ傾斜センサー
５ｄ流量計
５ｅイヤホン
５ｆマイク
５ｇ撮影機器
５ｈ多機能携帯端末
５ｉ水中ロボット
６潜水具
７送気管
８結束具
９空気供給装置
１０ボンベ
１１重錘
Ｈ潜水士
Ｓ支援船
Ｆ管理施設

Claims

水上に設置される管理部と水中に設置される情報中継機器とを通信ケーブルにより接続し、前記情報中継機器と潜水士からの情報の入力または潜水士への情報の出力の少なくとも一方を行う水中端末機器とを水中において分離した別体の機器で構成し、前記情報中継機器と前記水中端末機器とを互いの間に水が介在する状態で非音波による所定の近距離無線通信により接続して、前記管理部と前記水中端末機器との間で情報をリアルタイムで通信することを特徴とする水中作業支援方法。
前記情報中継機器を潜水士に装着する請求項１に記載の水中作業支援方法。
前記情報中継機器を潜水士とは分離させて水中に設置する請求項１に記載の水中作業支援方法。
前記通信ケーブルを、水上から潜水士が装着する潜水具に空気を送る送気管に添わせて結束する請求項１または２に記載の水中作業支援方法。
前記水中端末機器から潜水士の生体情報を入力する請求項１〜４のいずれかに記載の水中作業支援方法。
水上に設置される管理部と、水中に設置される情報中継機器と、潜水士からの情報の入力または潜水士への情報の出力の少なくとも一方を行う水中端末機器とを備えて、前記情報中継機器と前記水中端末機器は水中において分離した別体の機器であり、前記管理部と前記情報中継機器とが通信ケーブルにより接続され、前記情報中継機器と前記水中端末機器とが互いの間に水が介在する状態で非音波による所定の近距離無線通信により接続されて、前記管理部と前記水中端末機器との間で情報がリアルタイムで通信される構成にしたことを特徴とする水中作業支援システム。