JP7390977B2 - 安全管理システム、及び、安全管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、安全管理システム、及び、安全管理方法に関する。

建築・土木現場では近年、生産性向上や作業員手不足への対応として、車両や建機をはじめとする無人建機の導入が進みつつある。これに伴い、無人建機と有人建機と作業員との接触を防止する安全管理システムの必要性が高まっている。
従来技術では、安全管理システムの一例として、レーザー検知器による境界監視手段や、無人建機と有人建機とを同居させない手段が提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２）。

特許文献１では、レーザー検知器により、移動作業車の侵入禁止エリア境界への侵入を監視し、当該車を侵入禁止エリア内へ侵入させないように制御する方法が記載されている。また、特許文献２では、現場内での有人建機と無人建機との干渉を回避する交通管制システムが記載されている。

特開２０１８－１９３７１３号公報 特開２０１６－１５３９８７号公報

ところで、建機や作業員は様々な速度で様々な方向へ移動するため、接触を監視するための領域を個別に設定する必要がある。しかしながら、特許文献１では、レーザー検知器は進入禁止エリア境界付近に固定して設置されているため、当該境界付近しか監視できなかった。また、特許文献２では、監視領域は現場内の一部分の範囲に限定されていた。このように、上述したような従来技術では、限られた領域しか監視できないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、建機と作業員の位置と移動速度に応じて設定した監視領域に基づいて、各々が接触しないように制御することができる建築・土木現場内の安全管理システム、及び、安全管理方法を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、建築・土木現場内の測定対象の位置を表す位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する高精度測定機であって、第１の前記測定対象である建機に設けられる第１の前記高精度測定機と、第２の前記測定対象である作業員に携帯される第２の前記高精度測定機と、前記高精度測定機により測定された前記測位情報を取得する取得部と、前記建機の走行時に、前記測位情報と、前記建機及び前記作業員の前記建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、前記建機と前記作業員の未来位置として予測される予測領域を設定する領域設定部と、前記建機の走行時に、前記予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、前記建機と前記作業員とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された前記建機及び前記作業員が互いに接触しないように制御する制御部と、を備える安全管理システムである。

また、本発明の一態様は、建築・土木現場内の測定対象の位置を表す位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する高精度測定機であって、第１の前記測定対象である建機に設けられる第１の前記高精度測定機と、第２の前記測定対象である作業員に携帯される第２の前記高精度測定機と、前記高精度測定機により測定された前記測位情報を取得する取得部と、前記建機の走行時に、前記測位情報と、前記建機及び前記作業員の前記建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、前記建機と前記作業員の未来位置として予測される予測領域を設定する領域設定部とを備えた安全管理システムの安全管理方法であって、制御部が、前記建機の走行時に、前記予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、前記建機と前記作業員とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された前記建機及び前記作業員が互いに接触しないように制御する安全管理方法である。

本発明によれば、建機と作業員の位置と移動速度に応じて設定した監視領域に基づいて、各々が接触しないように制御することが可能となる。

本発明の実施形態に係る安全管理システム１の構成の概要を示す図である。 車体の旋回機能を持たない建機１０のマージン領域と危険領域の概要を示す図である。 車体の旋回機能を持つ建機１０のマージン領域と危険領域の概要を示す図である。 制御部３５が建機１０ａと建機１０ｂとの重なり判定を行う状況の一例を示した図である。 建機１０の走行位置の確率情報の一例を示す図である。 建機１０の未来位置の確率情報の一例を示す図である。 第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２の選び方を模式的に示した図である。 図７の第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２から算出した、第２位置の第１位置に対する相対位置を相対座標（ＲＸ、ＲＹ）上に示した図である。 建機１０の走行時における、本実施形態に係る制御装置３０の制御処理の一例を示すフローチャートである。 建機１０の作業時における、本実施形態に係る制御装置３０の制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による安全管理システムについて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る安全管理システム１の構成の概要を示す図である。
図１に示すように、安全管理システム１は、複数の建機（第１の測定対象）（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、複数の作業員（第２の測定対象）（１１ｄ、１１ｅ）とが同居する建築・土木現場の安全管理システムであって、複数のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）コンパス（高精度測定機の一例）（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ）と、制御装置３０とを備える。

複数の建機（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）は、有人建機もしくは無人建機であり、例えば、自動車、クレーン、ショベルカー、ロードローラー、ブルドーザー、ダンプトラック、バックホウ等の種別が含まれる。なお、本実施形態において、安全管理システム１が備える任意の建機を示す場合、又は特に区別しない場合には、建機１０として説明する。

複数の作業員（１１ｄ、１１ｅ）は、現場内を移動して様々な作業を行う。なお、本実施形態において、安全管理システム１が備える任意の作業員を示す場合、又は特に区別しない場合には、作業員１１として説明する。

建機１０と作業員１１には、各々を識別するための識別情報が付与されている。本実施形態では、識別情報の付与ルールとして、建機１０の識別情報は頭文字に“Ｋ”を含み、作業員１１の識別情報は頭文字に“Ｗ”を含むとする。例えば、識別情報として、建機１０ａにはＫ０００１、建機１０ｂにはＫ０００２、建機１０ｃにはＫ０００３、作業員１１ｄにはＷ０００１、作業員１１ｅにはＷ０００２が付与される。なお、詳しくは後述するように、制御部３５は、識別情報に基づいて建機１０と作業員１１を区別する。
また、建機１０には受信機が設けられ、作業員１１は、受信機を携帯する。この受信機は、制御装置３０（後述する、制御部３５）から送信される各種指示（後述する、警告指示又は停止指示）を受信する機能、表示パネル、スピーカー等の出力装置を有する。受信機は、警告指示又は停止指示を制御装置３０から受信した場合に、警告指示又は停止指示に応じたメッセージを表示パネルに表示したり、スピーカーから出力する。

複数のＧＮＳＳコンパス（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ）は、２台のＧＮＳＳアンテナを有し、建機１０及び作業員１１の位置を表す位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する。ＧＮＳＳコンパス２０ａ～２０ｃ（第１の高精度測定機の一例）は、建機１０ａ～１０ｃ（第１の測定対象の一例）のキャビン等の屋根に設けられ、ＧＮＳＳコンパス２０ｄ～２０ｅ（第２の高精度測定機の一例）は、作業員１１ｄ～１１ｅ（第２の測定対象の一例）のヘルメット等に設けられる。なお、本実施形態において、安全管理システム１が備える任意のＧＮＳＳコンパスを示す場合、又は特に区別しない場合には、ＧＮＳＳコンパス２０として説明する。
また、ＧＮＳＳコンパス２０は、各々が設置されている建機１０又は作業員１１の識別情報を測位情報に付加して、制御装置３０（後述する取得部３２）へ送信する。

制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含み、詳しくは後述するように、建機１０と作業員１１が建築・土木現場内で相互に接触しないように制御する。

次に、制御装置３０の構成の詳細について説明する。
制御装置３０は、入力部３１と、取得部３２と、記憶部３３と、領域設定部３４と、制御部３５と、確率情報算出部３６と、重畳部３７とを備える。

入力部３１は、作業員１１によるキーボードやマウス等の入力装置の操作を介して入力された種々の情報を受信して、記憶部３３（後述する、建機情報記憶部３３２）に記憶させる。ここで、入力部３１が受信する情報には、建機１０の全長・全幅と建機種別と識別情報とを含む建機情報と、測位情報の取得頻度（例えば、１Ｈｚ）とが含まれる。

取得部３２は、記憶部３３に記憶された取得頻度に従い、ＧＮＳＳコンパス２０により測定された建機１０と作業員１１の測位情報及び識別情報を取得して、記憶部３３（後述する、測位情報記憶部３３１）に記憶させる。例えば、測位情報の取得頻度が１Ｈｚの場合、取得部３２は１秒間に１回の頻度で、ＧＮＳＳコンパス２０から測位情報を取得する。

記憶部３３は、制御装置３０が利用する各種データを記憶する。
記憶部３３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体など、又は、これらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。また、記憶部３３として、例えば、不揮発性メモリを用いることができる。

次に、記憶部３３の構成の詳細について説明する。
記憶部３３は、測位情報記憶部３３１と、建機情報記憶部３３２と、優先度記憶部３３３と、確率情報記憶部３３４と、地図情報記憶部３３５とを備える。

測位情報記憶部３３１は、取得部３２が取得した建機１０及び作業員１１の測位情報と、識別情報と対応付けて記憶する。
建機情報記憶部３３２は、入力部３１が受信した建機１０の建機情報を記憶する。例えば、建機情報記憶部３３２は、建機１０の全長・全幅と、建機種別と、識別情報とを対応付けて記憶する。

優先度記憶部３３３は、建機１０と作業員１１に付与された優先度を記憶する。
本実施形態において、優先度は、作業員１１が最も低く、異なる種類の建機１０の間では、走行停止に伴う作業ロスの大きい建機ほど高く設定される。例えば、優先度は、作業員、自動車、クレーン、ショベルカー、ロードローラー、ブルドーザー、ダンプトラックの順に高くなるように設定される。また、同じ種類の建機１０の間では、作業状況等に応じて優先度は任意に設定される。

確率情報記憶部３３４は、建機１０及び作業員１１の建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報を、識別情報と対応付けて記憶する。位置確率情報は、建機１０及び作業員１１の走行位置（走行路）の存在確率を示す走行位置の確率情報と、建機１０及び作業員１１の現在位置に対する未来位置の存在確率を表す未来位置の確率情報とを有する。
なお、走行位置の確率情報と未来位置の確率情報の算出方法については、後で詳細を説明する。

地図情報記憶部３３５は、数センチメートル間隔のグリッドに区切られた建築・土木現場内の地図情報を記憶する。詳しくは後述するように、この地図情報には、建機１０及び作業員１１の位置情報と、領域設定部３４が設定する種々の領域を重畳することができる。

領域設定部３４は、建機情報記憶部３３２の建機情報に基づいて、全長×全幅の大きさの領域を建機１０の建機領域として設定する。
また、領域設定部３４は、建機１０の走行時に、測位情報に含まれる移動速度と、測位情報の取得頻度とに基づいて、マージン領域と危険領域を建機１０及び作業員１１に設定する。マージン領域及び危険領域は、移動速度又は、測位情報の取得頻度に応じて変化する。例えば、移動速度が大きい、もしくは、測位情報の取得頻度が少ないほど、マージン領域と危険領域は大きくなる。

さらに、領域設定部３４は、建機１０の走行時に、確率情報記憶部３３４の走行位置の確率情報と未来位置の確率情報とを組み合わせて、建機１０と作業員１１の未来位置として予測される予測領域を設定する。ここで、予測領域は、数秒から１分程度で建機１０及び作業員１１が移動できる領域を表す。

また、領域設定部３４は、建機１０の作業時に、建機１０が作業を行う作業領域と、建機１０の侵入が許可されていない立ち入り禁止領域とを設定する。

ここで、図２及び図３を参照して、マージン領域と危険領域の詳細を説明する。
図２は、車体の旋回機能を持たない建機１０のマージン領域と危険領域の概要を示す図である。図３は、車体の旋回機能を持つ建機１０のマージン領域と危険領域の概要を示す図である。

図２及び図３に示すように、マージン領域は建機領域を内包し、危険領域はマージン領域を内包し、かつ建機１０が安全に停止できる制動距離を含んでいる。
車体の旋回機能を持たない建機１０（例えば、自動車、ブルドーザー、ダンプトラック）の場合、図２に示すように、建機領域４１と、マージン領域４２と、危険領域４３とが設定される。この場合、マージン領域４２と危険領域４３の大きさは、進行方向前方の方が後方に比べて大きくなるように設定される。
一方、車体の旋回機能を持つ建機１０（例えば、バックホウ）の場合、図３に示すように、建機領域４１と、マージン領域４２と、危険領域４３とが設定される。この場合、マージン領域４２の大きさは進行方向前方と後方で同じであり、危険領域４３の大きさは進行方向前方の方が後方に比べて大きくなるように設定される。

再び図１に戻り、制御装置３０の構成について説明する。

制御部３５は、建機１０の走行時に、予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、優先度記憶部３３３の優先度に基づいて、重なると判定された建機１０及び作業員１１が互いに接触しないように制御する。
具体的には、制御部３５は、予測領域同士が重なる建機１０の中で、優先度の最も高い建機１０に対しては、当該建機に接触する可能性のある別の建機１０又は作業員１１の存在を警告する警告指示を送信し、残りの優先度の低い建機１０及び作業員１１に対しては、走行を停止する停止指示を送信する。なお、制御部３５は、識別情報に基づいて、建機１０と作業員１１とを区別する。例えば、本実施形態では、制御部３５は、識別情報の頭文字が“Ｋ”である場合は建機１０と判定し、“Ｗ”である場合は作業員１１と判定する。

ここで、図４を参照して、制御部３５が重なり判定を行う状況について説明する。
図４は、制御部３５が建機１０ａと建機１０ｂとの重なり判定を行う状況の一例を示した図である。
領域設定部３４は、建機１０ａに対して、建機領域４１ａ、マージン領域４２ａ、危険領域４３ａ、予測領域４４ａを設定し、建機１０ｂに対して、建機領域４１ｂ、マージン領域４２ｂ、危険領域４３ｂ、予測領域４４ｂを設定する。制御部３５は、図４に示すように予測領域４４ａと予測領域４４ｂが重なる領域ＯＡ（Ｏｖｅｒｌａｐ Ａｒｅａ）が存在する場合に、建機１０ａと建機１０ｂは将来時刻に接触する可能性が高いと判定する。そして、制御部３５は、例えば建機１０ａの優先度が建機１０ｂの優先度よりも大きい場合に、建機１０ｂとの接触を警告する警告指示を建機１０ａへ送信し、建機１０ｂの走行を停止する停止指示を建機１０ｂへ送信する。この場合、建機１０ａの搭乗者は、スピーカーから流れる警告アナウンスにより、前方を注意しながら運転を行うことができ、建機１０ｂの搭乗者は、スピーカーから流れる停止アナウンスの内容を把握することで、建機１０ａに接触しない安全な場所に建機１０ｂを停止する等の判断をし、判断結果に応じた操作をすることができる。これにより、建機１０ａと建機１０ｂとの接触を防止することができる。
また、現場内には高低差のある場所が多くあり、ＯＡは平面上において重なっているように見えるが実際には高さが違うため建機１０の接触は起こらない場合もある。制御部３５は、建機１０の位置情報に含まれる高さ情報に基づいて、高さレベルの異なる建機１０では接触の可能性は低いと判定するが、その場合でも接近に関しての警告指示を建機１０へ送信する。

また、制御部３５は、建機１０の作業時に、作業領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、重なりがあると判定された建機１０が互いに接触しないように制御する。
具体的には、制御部３５は、建機１０が作業領域の境界に接近した場合に、接近を警告する警告指示を送信し、建機１０が作業領域の外に出た場合に、当該建機の走行を停止する停止指示を送信する。

また、制御部３５は、建機１０の作業時に、作業領域と立ち入り禁止領域との重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、建機１０が立ち入り禁止領域へ侵入しないように制御する。
具体的には、制御部３５は、建機１０が立ち入り禁止領域の境界に接近した場合に、接近を警告する警告指示を送信する。

確率情報算出部３６は、測位情報に含まれる位置情報と測定時刻とに基づいて、建機１０及び作業員１１の走行位置の確率情報と未来位置の確率情報を算出し、確率情報記憶部３３４に記憶させる。
確率情報算出部３６は、測定時刻が新しいほど重みが大きくなるように、測定時刻に応じて重み付けして、走行位置の確率情報を算出する。さらに、確率情報算出部３６は、現在位置に対する未来位置の相対位置を求め、建機１０及び作業員１１が将来時刻に相対位置に存在する確率として、未来位置の確率情報を算出する。

ここで、図５及び図６を参照して、走行位置の確率情報と未来位置の確率情報について説明する。図５は、建機１０の走行位置の確率情報の一例を示す図である。図６は、建機１０の未来位置の確率情報の一例を示す図である。

図５において、各グリッドの座標（ＡＸ、ＡＹ）は、地図情報記憶部３３５の地図情報の座標と一致する。図５に示すように、走行位置の確率情報は、建機１０の通行回数が多く、かつ、測定時刻が新しいグリッドほど大きくなる。
確率情報算出部３６は、測位情報に含まれる位置情報に基づいて、グリッドごとに建機１０の通行回数を数え、さらに、その測定時刻が新しいほど重みが大きくなるように重み付けをして、走行位置の確率情報を算出する。

図６において、各グリッドの座標（ＲＸ、ＲＹ）は、建機１０の現在位置Ｃ０を原点とする相対座標を表し、未来位置の確率情報は、現在位置からみた未来位置の相対位置における存在確率を表す。

確率情報算出部３６は、以下の手順で未来位置の確率情報を算出する。
まず、確率情報算出部３６は、第１測定時刻と、第１測定時刻よりＸ秒後の第２測定時刻の組み合わせを大量に作る。
ここで、図７を参照して、第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２について説明する。図７は、第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２の選び方を模式的に示した図である。
図７において、Ｔ１＜Ｔ１′＜Ｔ１′′＜…は第１測定時刻を表し、Ｔ２＜Ｔ２′＜Ｔ２′′＜…は第２測定時刻を表す。また、ＴＲ（Ｔｉｍｅ Ｒａｇ）は第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２の時間差（例えば、Ｘ秒）を表す。

次に、確率情報算出部３６は、第１測定時刻の位置である第１位置と、第１測定時刻よりＸ秒後の第２測定時刻の位置である第２位置とを用いて、第２位置の第１位置に対するＸ秒後の相対位置を求める。
図８は、図７の第１測定時刻Ｔ１と第２測定時刻Ｔ２から算出した、第２位置の第１位置に対する相対位置を相対座標（ＲＸ、ＲＹ）上に示した図である。なお、第１位置は相対座標（ＲＸ、ＲＹ）の原点Ｃ０に対応する。相対位置Ｐ１は、第１測定時刻Ｔ１の第１位置と第２測定時刻Ｔ２の第２位置から算出した相対位置である。相対位置Ｐ２は、第１測定時刻Ｔ１′の第１位置と第２測定時刻Ｔ２′の第２位置から算出した相対位置である。相対位置Ｐ３は、第１測定時刻Ｔ１′′の第１位置と第２測定時刻Ｔ２′′の第２位置から算出した相対位置である。
確率情報算出部３６は、大量の第１測定時刻と第２測定時刻の組み合わせに対して相対位置を求め、建機１０が相対位置を通過する回数をカウントして集計することにより、建機１０がＸ秒後に相対位置に存在する未来位置の確率情報を算出する。

重畳部３７は、取得部３２が建機１０及び作業員１１の測位情報を取得する度に、測位情報に含まれる位置情報を地図情報記憶部３３５の地図情報に重畳して、建機１０のモニタ等の表示装置、又は、作業員１１が所持するタブレット等の情報処理端末に表示させる。これにより、建築・土木現場内の最新位置情報を把握することができる。
また、重畳部３７は、領域設定部３４により設定された建機領域４１、マージン領域４２、危険領域４３、予測領域４４をそれぞれ地図情報に重畳して、上記の表示装置、又は、情報端末等に表示させる。

（走行時の制御処理）
次に、図９を参照して、建機１０の走行時における制御装置３０の制御処理について説明する。図９は、建機１０の走行時における、本実施形態に係る制御装置３０の制御処理の一例を示すフローチャートである。

入力部３１は、建機１０の全長・全幅と建機種別を含む建機情報と、測位情報の取得頻度を受信して、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１０１）。

領域設定部３４は、記憶部３３が記憶する建機情報と測位情報の取得頻度とに基づいて、建機領域４１とマージン領域４２と危険領域４３の初期設定を行う（ステップＳ１０２）。初期設定では、移動速度を例えば、現場内の制限速度である２０ｋｍ／ｈとして、マージン領域４２と危険領域４３とを設定する。

取得部３２は、建機１０と作業員１１の測位情報をその取得頻度に従ってＧＮＳＳコンパス２０から取得して、測位情報記憶部３３１に記憶させる（ステップＳ１０３）。

領域設定部３４は、建機１０と作業員１１のそれぞれに対して、マージン領域４２と危険領域４３と予測領域４４を設定する（ステップＳ１０４）。
具体的には、領域設定部３４は、測位情報記憶部３３１の測位情報に含まれる移動速度と、測位情報の取得頻度とに基づいて、当該測位情報に対応付けられた識別情報が示す建機１０及び作業員１１のマージン領域４２と危険領域４３を設定する。さらに、領域設定部３４は、識別情報が示す建機１０及び作業員１１について、走行位置の確率情報と未来位置の確率情報を確率情報記憶部３３４から読み出すとともに、これら２つの確率情報を組み合わせて予測領域４４を設定する。

制御部３５は、領域設定部３４により設定された予測領域４４同士に重なりがあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部３５は、重なりがないと判定した場合に（ステップＳ１０５－ＮＯ）、処理をステップＳ１０３に戻し、以降の処理を繰り返す。

一方、制御部３５は、重なりがあると判定した場合に（ステップＳ１０５－ＹＥＳ）、重なると判定された建機１０及び作業員１１が互いに接触しないように停止指示と警告指示を送信する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部３５は、優先度の最も高い建機１０に対しては、当該建機に接触する可能性のある別の建機１０や作業員１１の存在を警告する警告指示を送信し、残りの優先度の低い建機１０及び作業員１１に対しては、走行を停止する停止指示を送信する。

ステップＳ１０６の後、取得部３２は、建機１０及び作業員１１の測位情報をＧＮＳＳコンパス２０から新たに取得して、測位情報記憶部３３１に記憶させる（ステップＳ１０７）。

領域設定部３４は、ステップＳ１０４と同様に、ステップＳ１０７で取得した測位情報とその取得頻度に基づいて、マージン領域４２と危険領域４３をそれぞれ設定し、走行位置の確率情報と未来位置の確率情報を組み合わせて、予測領域４４を設定する（ステップＳ１０８）。

制御部３５は、ステップＳ１０５と同様に、領域設定部３４により設定された予測領域４４同士に重なりがあるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。制御部３５は、重なりがあると判定した場合に（ステップＳ１０９－ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０７に戻し、以降の処理を繰り返す。

一方、制御部３５は、重なりがないと判定した場合に（ステップＳ１０９－ＮＯ）、ステップＳ１０８で送信した停止指示と警告指示を解除する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の後、制御装置３０は処理をステップＳ１０３に戻し、以降の処理を繰り返す。

（作業時の制御処理）
次に、図１０を参照して、建機１０の作業時における制御装置３０の制御処理について説明する。図１０は、建機１０の作業時における、本実施形態に係る制御装置３０の制御処理の一例を示すフローチャートである。

入力部３１は、建機１０の全長・全幅を示す建機情報と、測位情報の取得頻度を受信して記憶部３３に記憶させる（ステップＳ２０１）。

取得部３２は、建機１０及び作業員１１の測位情報をＧＮＳＳコンパス２０から取得して、現在時刻の測位情報として測位情報記憶部３３１に記憶させる（ステップＳ２０２）。

領域設定部３４は、測位情報と測位情報の取得頻度とに基づいて、建機１０の作業領域と立ち入り禁止領域とを設定する（ステップＳ２０３）。

制御部３５は、領域設定部３４により設定された作業領域同士に重なりがあるか否か、もしくは、作業領域と安全領域とに重なりがあるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。制御部３５は、重なりがないと判定した場合に（ステップＳ２０４－ＮＯ）、処理をステップＳ１０４に戻し、以降の処理を繰り返す。

一方、制御部３５は、作業領域同士、もしくは、作業領域と立ち入り禁止領域とに重なりがあると判定した場合に（ステップＳ２０４－ＹＥＳ）、重なると判定された建機１０及び作業員１１が互いに接触しないように停止指示と警告指示を送信する（ステップＳ２０５）。
具体的には、制御部３５は、建機１０が作業領域の境界に接近した場合に、接近を警告する警告指示を送信し、建機１０が作業領域の外に出た場合に、当該建機の走行を停止する停止指示を送信する。また、制御部３５は、建機１０が立ち入り禁止領域の境界に接近した場合に、接近を警告する警告指示を送信する。

ステップＳ２０５の後、取得部３２は、建機１０及び作業員１１の測位情報をＧＮＳＳコンパス２０から新たに取得して、測位情報記憶部３３１に記憶させる（ステップＳ２０６）。

領域設定部３４は、ステップＳ２０３と同様に、建機１０の作業領域と立ち入り禁止領域とを設定する（ステップＳ２０７）。

制御部３５は、ステップＳ２０４と同様に、領域設定部３４により設定された作業領域同士に重なりがあるか否か、もしくは、作業領域と安全領域とに重なりがあるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。
制御部３５は、重なりがあると判定した場合に（ステップＳ２０８－ＹＥＳ）、処理をステップＳ２０６に戻し、以降の処理を繰り返す。一方、制御部３５は、重なりがないと判定した場合に（ステップＳ２０８－ＮＯ）、処理をステップＳ２０２に戻して、以降の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態による安全管理システム１は、ＧＮＳＳコンパス２０と、取得部３２と、領域設定部３４と、制御部３５とを備える。ＧＮＳＳコンパス２０は、建築・土木現場内の建機１０及び作業員１１の位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する。取得部３２は、ＧＮＳＳコンパス２０により測定された測位情報を取得する。領域設定部３４は、建機１０の走行時に、測位情報と、建機１０及び作業員１１の建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、建機１０と作業員１１の未来位置として予測される予測領域を設定する。制御部３５は、建機１０の走行時に、予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、建機１０と作業員１１とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された建機１０及び作業員１１が互いに接触しないように制御する。

これにより、本実施形態による安全管理システム１は、建機１０と作業員１１の位置と移動速度に基づいて測領域を設定するとともに、予測領域同士の重なりを判定し、優先度に基づいて、各々が接触しないように制御することができる。

また、本実施形態による安全管理方法は、建築・土木現場内の建機１０と作業員１１の位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定するＧＮＳＳコンパス２０と、ＧＮＳＳコンパス２０により測定された測位情報を取得する取得部３２と、建機１０の走行時に、測位情報と、建機１０及び作業員１１の建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、建機１０と作業員１１の未来位置として予測される予測領域を設定する領域設定部３４とを備えた安全管理システム１の安全管理方法であって、制御部３５が、建機１０の走行時に、予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、建機１０と作業員１１とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された建機１０及び作業員１１が互いに接触しないように制御する。
これにより、本実施形態による安全管理方法は、上述した安全管理システム１と同様の効果を奏し、建築・土木現場内の建機１０及び作業員１１がお互いに接触しないように制御することができる。

本実施形態に係る優先度を作業状況に応じて設定するようにしてもよい。例えば、荷台に荷物を搭載したダンプトラックの優先度の方が、荷台が空のダンプトラックや他の種別の建機１０の優先度よりも大きくなるように設定することができる。この場合、優先度の高いダンプトラックには警告指示を送信し、優先度の低いダンプトラックには停止指示を送信する。これにより、同じ走行路上で複数台の建機１０がすれ違うような状況でも、荷台が空の建機１０に対しては、待機場所で停止するように制御することができる。

また、本実施形態において、高精度測定機がＧＮＳＳコンパス２０である例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、地磁気センサや慣性計測装置であってもよい。これにより、ＧＮＳＳ測定ができない場所においても建機１０及び作業員１１の位置と方位を測定できる。

また、本実施形態において、ＧＮＳＳコンパス２０が作業員１１のヘルメットに設けられる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＧＮＳＳコンパス２０は作業員１１の衣服又は荷物に設けられていてもよいし、ＧＮＳＳコンパス２０を作業員１１が直接手で持っていてもよい。これにより、作業員１１がヘルメットを装着していない場合でも、ＧＮＳＳコンパス２０を用いて、作業員１１の測位情報を測定できる。

また、本実施形態において、制御部３５は、識別情報の付与ルールに基づいて、建機１０と作業員１１を区別するとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、属性テーブルを参照して区別するようにしてもよい。この場合、記憶部３３は、属性記憶部３３６を備え、属性記憶部３３６は、属性テーブルとして、建機１０及び作業員１１の識別情報と属性とを対応付けて記憶する。例えば、属性記憶部３３６は、識別情報がＩＤ１、ＩＤ２、ＩＤ３の属性を「建機」、識別情報がＩＤ４、ＩＤ５の属性を「作業員」として記憶する。これにより、識別情報の付与ルールからでは建機１０と作業員１１とを区別できない場合でも、属性テーブルを参照することで、両者を区別することができる。

上述した実施形態における制御処理をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…安全管理システム、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…建機、１１、１１ｄ、１１ｅ…作業員、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ…ＧＮＳＳコンパス、３２…取得部、３３…記憶部、３４…領域設定部、３５…制御部、３６…確率情報算出部、３７…重畳部、４２、４２ａ、４２ｂ…マージン領域、４３、４３ａ、４３ｂ…危険領域、４４、４４ａ、４４ｂ…予測領域

Claims (10)

1. 建築・土木現場内の測定対象の位置を表す位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する高精度測定機であって、第１の前記測定対象である建機に設けられる第１の前記高精度測定機と、第２の前記測定対象である作業員に携帯される第２の前記高精度測定機と、
   前記高精度測定機により測定された前記測位情報を取得する取得部と、
   前記建機の走行時に、前記測位情報と、前記建機及び前記作業員の前記建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、前記建機と前記作業員の未来位置として予測される予測領域を設定する領域設定部と、
   前記建機の走行時に、前記予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、前記建機と前記作業員とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された前記建機及び前記作業員が互いに接触しないように制御する制御部と、
   を備える安全管理システム。
2. 前記制御部は、前記予測領域同士の重なりがあると判定した場合に、重なると判定された前記建機の中で、前記優先度の最も高い前記建機に対しては、当該建機に接触する可能性のある前記建機又は前記作業員の存在を警告する警告指示を送信し、残りの前記優先度の低い前記建機又は前記作業員に対しては、走行を停止する停止指示を送信すること、
   を特徴とする請求項１に記載の安全管理システム。
3. 前記優先度は、異なる種類の前記建機の間では、走行停止に伴う作業ロスの大きい前記建機ほど高く設定され、同じ種類の前記建機の間では、作業状況に応じて設定されること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全管理システム。
4. 前記領域設定部は、
   前記建機の全長・全幅を示す建機情報と、前記測位情報の取得頻度と、前記測位情報に含まれる前記移動速度とに基づいて、マージン領域と、前記マージン領域を内包し、かつ前記建機が安全に停止できる制動距離を含む危険領域とを設定すること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の安全管理システム。
5. 前記高精度測定機は、２台のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナを有するＧＮＳＳコンパス、地磁気センサ、もしくは、慣性計測装置であること、
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の安全管理システム。
6. 前記取得部が前記建機及び前記作業員の前記測位情報を取得する度に、前記測位情報に含まれる前記位置情報を、前記建築・土木現場内の地図情報に重畳して、表示装置に表示させる重畳部を備えること、
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の安全管理システム。
7. 前記位置確率情報は、
   前記建機及び前記作業員の走行位置の存在確率を示す走行位置の確率情報と、
   前記建機及び前記作業員の現在位置に対する未来位置の存在確率を示す未来位置の確率情報とを有し、
   前記領域設定部は、
   前記走行位置の確率情報と前記未来位置の確率情報とを組み合わせて、前記予測領域を設定すること、
   を特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の安全管理システム。
8. 前記測位情報に含まれる前記位置情報と前記測定時刻とに基づいて、前記走行位置の確率情報と前記未来位置の確率情報とを算出する確率情報算出部を備え
   前記確率情報算出部は、
   前記測定時刻が新しいほど重みが大きくなるように、前記測定時刻に応じて重み付けして、前記走行位置の確率情報を算出し、
   前記現在位置に対する前記未来位置の相対位置を求め、前記建機及び前記作業員の将来時刻に前記相対位置に存在する確率として、前記未来位置の確率情報を算出すること、
   を特徴とする請求項７に記載の安全管理システム。
9. 前記建機の作業時に、前記領域設定部は、前記建機の作業領域と、前記建機が侵入できない立ち入り禁止領域とを設定し、
   前記制御部は、前記作業領域同士の重なりがあると判定した場合に、重なると判定された前記建機が互いに接触しないように制御し、
   前記作業領域と前記立ち入り禁止領域との重なりがあると判定した場合に、前記建機が前記立ち入り禁止領域へ侵入しないように制御すること、
   を特徴とする請求項１に記載の安全管理システム。
10. 建築・土木現場内の測定対象の位置を表す位置情報と移動方向と移動速度と測定時刻とを含む測位情報を測定する高精度測定機であって、第１の前記測定対象である建機に設けられる第１の前記高精度測定機と、第２の前記測定対象である作業員に携帯される第２の前記高精度測定機と、
    前記高精度測定機により測定された前記測位情報を取得する取得部と、
    前記建機の走行時に、前記測位情報と、前記建機及び前記作業員の前記建築・土木現場内での存在確率を示す位置確率情報とに基づいて、前記建機と前記作業員の未来位置として予測される予測領域を設定する領域設定部とを備えた安全管理システムの安全管理方法であって、
    制御部が、前記建機の走行時に、前記予測領域同士の重なりがあるか否かを判定し、重なりがあると判定した場合に、前記建機と前記作業員とに付与された優先度に基づいて、重なると判定された前記建機及び前記作業員が互いに接触しないように制御する安全管理方法。

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