JP5670949B2 - 運行管理システム - Google Patents

Description

本発明は、ダンプトラック等の運搬車両や油圧ショベル等の作業車両の作業状態に応じて運搬車両を効率的に運行するための管理システムに関する。

鉱山では、油圧ショベルなどの作業車両が掘削を行い、掘削した鉱石をダンプトラックなどの運搬車両に積載し、生産物である鉱石を処理設備まで運んでいる。このような鉱山では生産量及び生産効率を確保するために鉱山の複数の場所で掘削を行い、また生産した鉱石を運搬しており、ダンプトラックを多数使用している。

特許文献１には、通信手段を備えた複数の自走車両と、通信手段を備えた複数のベッセルと、通信手段を備えた積込機械と、処理設備と、通信手段を備えた管理局とを有し、自走車両とベッセルとは結合及び分離可能であり、管理局は、処理設備からの運搬要求信号に基づいて、運搬すべきベッセルを選択し、またベッセルを運搬すべき自走車両を選択し、選択した自走車両に運搬指令信号を送信することにより自走車両がベッセルと結合して処理設備まで走行するようにした技術が開示されている。

また、特許文献２には、サービス拠点、顧客事務所、顧客現場事務所等の管理部を電話回線で接続し、この電話回線に接続可能な可搬の親機を作業現場付近に設置するとともに、作業機械にはアンテナおよび親機と無線通信ができる子機を搭載し、作業機械で採取された各種情報を各子機、親機、電話回線を介して上記管理部へ送信し、管理部からの指令を電話回線、親機、子機を介して作業機械に伝送する技術が開示されている。

特開２００４−１０２３２２号公報 特開平８−１４４３１２号公報

ダンプトラックは高価な機械であり、その台数が多いと鉱山の経費は膨大なものとなってしまう。従って、ダンプトラックの台数を極力少なくして効率よく鉱石を運搬することがコスト削減のために必要となっている。例えば作業車両の掘削現場では積み込み待ちのダンプトラックが待機していることがあるが、この積み込み待ち時間を少なくしてダンプトラックを効率的に運行し、鉱山の生産量及び生産効率を上げてコスト削減を図ることが望まれている。

しかし、鉱山等の山では現場の状況によっては無線通信の通信状態は必ずしも良好でなく、特許文献１に記載の技術では自走車両やベッセル、積込機械、処理設備と管理局とを無線通信で結んでいるため、作業機械の有する情報を送受信できない、すなわち通信が困難な位置にいる車両の情報を得られない場合が生じることがある。これでは管理漏れが発生し、正確な運行状況の管理が困難となる。また、無線通信は高出力としなければならず、通信設備に要するコストが高くなってしまうとの問題がある。

特許文献２に記載の技術では、作業機械情報を漏れなく確実に取得することはできるものの、適切な位置に親機や電話回線を設ける必要があるが、設置が困難なこともあり、また電話回線の設置コストが高くなるという問題がある。また作業現場が変わるたびに電話回線を敷設する必要があり、作業現場の変化に柔軟に対応することが困難である。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、鉱山情報や作業機械情報の送受信が困難な環境下であっても、通信コストが高額にならず、鉱山にて稼働している運搬車両や作業車両の作業機械情報を管理もれなく共有化することができる運行管理システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の発明は、複数の作業車両と、複数の運搬車両と、これら複数の作業車両と複数の運搬車両の運行を管理する管理局とを備えた鉱山の運行管理システムにおいて、前記管理局は、前記運搬車両および前記作業車両の作業状態に関する作業機械情報と鉱山情報を記憶する管理局用記憶部と、前記運搬車両と前記作業車両とのいずれかと交信可能状態となったときに、前記運搬車両および前記作業車両に前記鉱山情報を送信し、前記運搬車両および前記作業車両から前記作業機械情報を受信する管理局用無線送受信手段を有し、前記運搬車両及び前記作業車両は、前記作業機械情報と前記鉱山情報を記憶する車両用記憶部と、他車両と交信可能状態となったときに、前記他車両に自車両が有する前記作業機械情報及び前記鉱山情報を送信し、前記管理局に自車両が有する前記作業機械情報を送信し、前記他車両から他車両が有する前記作業機械情報及び前記鉱山情報を受信し、前記管理局から前記鉱山情報を受信する車両用無線送受信手段を有し、前記運搬車両は、運搬対象物の積み込み待ち時間を計算し、この積み込み待ち時間を前記作業機械情報に加える待ち時間演算部を有し、前記作業車両は、前記他車両からの情報を受信せず、かつ自らが作業を行っていない無通信状態の継続時間を計算し、この無通信時間を前記作業機械情報に加える無通信時間演算部を有し、前記管理局、前記運搬車両及び前記作業車両は、前記交信可能状態となった相手が、前記管理局、前記運搬車両、前記作業車両のいずれであるかを認識する認識手段を有し、前記管理局、前記運搬車両、前記作業車両のいずれかが、前記作業機械情報のうちの前記無通信時間と前記積み込み待ち時間から最適な運搬車両数を演算する管理情報処理部を有する。

また第２の発明は、第１の発明において、前記車両用無線送受信手段は、前記交信可能状態として、積み込み待ち、積み込み中、放土中、走行中に前記作業機械情報及び前記鉱山情報を送受信する。

本発明の運行管理システムによれば、鉱山情報や作業機械情報の送受信が困難な環境下であっても、通信コストが高額にならず、鉱山にて稼働している運搬車両や作業車両の作業機械情報を管理もれなく共有化することができる。

本発明の運行管理システムの一実施の形態の概略図である。 図１に示す本発明の運行管理システムの一実施の形態の油圧ショベルの側面概略図である。 本発明の運行管理システムの一実施の形態のダンプトラックの側面概略図である。 本発明の運行管理システムの一実施の形態の管理局、油圧ショベルおよびダンプトラックの各々の通信・制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の運行管理システムの一実施の形態のダンプトラックにおける処理ステップを示すフローチャート図である。 本発明の運行管理システムの一実施の形態の油圧ショベルにおける処理ステップを示すフローチャート図である。 本発明の運行管理システムの一実施の形態の管理局における処理ステップを示すフローチャート図である。

本発明の運行管理システムの一実施の形態を図面を用いて説明する。
以下、本発明の運行管理システムとして、採石現場や工事現場で運用される車両を管理する運行管理システムを例にとって説明する。以下の実施形態は、作業車両が油圧ショベル、運搬車両がダンプトラック、作業機械情報が油圧ショベルおよびダンプトラックの各種状態量とした場合である。

図１は、本発明の一実施形態における運行管理システムの概略構成を表す概略図であり、図２は、図１に示す本発明の運行管理システムの一実施の形態の油圧ショベルの側面概略図、図３は、本発明の運行管理システムの一実施の形態のダンプトラックの側面概略図、図４は、本発明の運行管理システムの一実施の形態の管理局、油圧ショベルおよびダンプトラックの各々の通信・制御装置の構成を示すブロック図である。

図１において、採石現場等の鉱山では、掘削作業や積み込み作業等を行う複数台の油圧ショベル１２（図１では１台のみ図示）と、この油圧ショベル１２で掘削された採石や土砂等の掘削物を、油圧ショベル１２が位置する積み込み場から放土場１４へ運搬する複数台のダンプトラック１３が運用されている。

また、これら油圧ショベル１２、ダンプトラック１３の運行を管理するための管理局１１（詳細には、例えば採石現場や工事現場の近傍若しくは遠隔地に設置された管理事務所）が設けられている。

図１において、管理局１１は、管理局１１付近に停車しているダンプトラック１３（通信Ａの相手）や放土場１４で放土しているダンプトラック１３（通信Ｂの相手）、基地局１５（通信Ｉの相手）とのみ相互通信している。油圧ショベル１２は、積み込み作業中のダンプトラック１３（通信Ｈの相手）や自車両の付近を走行しているダンプトラック１３（通信Ｇの相手）とのみ相互に通信している。また、管理局１１付近に停車中のダンプトラック１３は、管理局１１の他に、その付近を走行しているダンプトラック１３（通信Ｃの相手）とのみ相互に通信している。放土場１４で放土しているダンプトラック１３は、管理局１１のほかに、その付近を走行しているダンプトラック１３（通信Ｄの相手）とのみ相互通信している。油圧ショベル１２による積み込み作業中のダンプトラック１３は、油圧ショベル１２のほかに、その付近を走行しているダンプトラック１３（通信Ｆの相手）とのみ相互通信している。管理局１１、油圧ショベル１２、放土場１４の近くにないダンプトラック１３は、自車両の近くを走行（すれ違う、前後を走行）しているダンプトラック１３（通信Ｅの相手）とのみ相互通信している。

以下、図１のような近距離の相手とのみ相互通信する本実施形態の運行管理システムを実現する各構成について説明する。まず図２，４を用いて油圧ショベル１２の構成を説明する。

図２に示すように、油圧ショベル１２は、油圧モータにより走行する下部走行体２１と、エンジン、油圧ポンプ、油圧配管、電源バッテリ、運転室等が設置されている上部旋回体２２と、ブーム２３ａ、アーム２３ｂ、バケット２３ｂ等より成るフロント機構２３を備えている。

また、図４に示すように、油圧ショベル１２は、自車両の各種状態量の情報を取得する各種状態量センサ１２２と、自車両の情報を管理するための車両コントローラＡ１２０と、他車両や管理局１１からの情報を管理するための車両コントローラＢ１２１と、情報授受の制御を行う通信コントローラ１２３と、無線による送受信機（無線通信装置）１２４及びアンテナ１２５等を備えている。無線通信装置１２４とアンテナ１２５から車両用無線送受信手段は構成される。

車両コントローラＡ１２０は、各種状態量センサ１２２で取得した各種状態量情報を演算し、これらの情報を時刻及び自車両ＩＤと関連付けた状態で記憶部１２０ａに逐次記録させるもので、車両コントローラＡ１２０は、更に、自車両が、他車両からの情報を受信せず、かつ自らが作業を行っていない無通信状態の継続時間Ｙ_１［ｓｅｃ］を演算し、この無通信時間Ｙ_１を作業機械情報に加える無通信時間演算部１２０ｂを有する。
車両コントローラＢ１２１は、他油圧ショベル１２やダンプトラック１３の各種状態量センサで検出された他機の各種状態量情報、管理局１１から送信された鉱山情報を受信すると、これらの情報をその内部の記憶部１２１ｂに記録するもので、更に、他機や管理局１１から受信した情報のうち必要な情報をオペレータに表示する。

ここで、油圧ショベル１２の各種状態量センサ１２２が収集して記憶部１２０ａに格納される情報の一部を以下に列挙する。
（ｉ）操作レバーのストローク回数；無通信時間Ｙ_１や走行頻度、バケット操作回数等作業内容の分析に用いられる。
（ｉｉ）アワメータ；油圧ショベル１２の稼働時間をチェックする。
（ｉｉｉ）エンジンキースイッチのＯＮ、ＯＦＦ；累積稼働時間、稼働時間帯を把握する。
（ｉｖ）応力；油圧ショベルの所定個所の応力をひずみゲージで検出した情報で、健全性の確認に用いる。
（ｖ）エンジン回転数、油圧ポンプの傾転角、吐出圧力；効率、操作性、燃費等を考慮して各種の設定値を適切な値にするための情報である。
（ｖｉ）作動油の温度；油の劣化の監視やクーラー等のヒートバランスのチェックに用いられる。
（ｖｉｉ）燃料量；単位時間当たりの燃料消費量および燃料残量のチェック用である。
（ｖｉｉｉ）各種運転モードスイッチのＯＮ、ＯＦＦ；油圧ショベルの使用態様を把握する。

次にダンプトラック１３の構成を、図３，４を用いて説明する。
図３に示すように、ダンプトラック１３は、車体１３５と、この車体１３５の前方下部に回転可能に設けられた左右の前輪１３６Ｌ，１３６Ｒ（但し、図１Ａ中１３６Ｌのみ示す）と、車体１３５の後方下部に回転可能に設けられた左右の後輪１３７Ｌ，１３７Ｒ（但し、図１Ａ中１３７Ｌのみ示す）と、車体１３５の後方上部にヒンジピン１３８を介し上下方向に回動可能（傾斜可能）に設けられた荷台１３９と、この荷台１３９を車体１３５に対して回動させるシリンダ１４０と、車体１３５の前方上部に設けられたキャブ１４１（運転室）等を備えている。

また、図４に示すように、ダンプトラック１３は、荷台１３９に積載された積載物の重量を測定する加重センサ１３２ａと、ダンプトラック１３の走行速度を検出する車速センサ１３２ｂが設けられている。更に、自車両の情報を管理する車両コントローラＡ１３０と、他車両の情報を管理する車両コントローラＢ１３１と、情報授受の制御を行う通信コントローラ１３３と、無線による送受信機（無線通信装置）１３４及びアンテナ１３５等を備えている。無線通信装置１３４とアンテナ１３５により車両用無線送受信手段は構成される。

車両コントローラＡ１３０は、荷重センサ１３２ａで検出された荷台の積載物の重量や、車速センサ１３２ｂで検出されたダンプトラック１３の走行速度を収集・演算し、これらの情報を時刻及び自車両ＩＤと関連付けた状態で記憶部１３０ａに逐次記録するもので、車両コントローラＡ１３０は、更に、ダンプトラック１３が運搬対象物の積み込み待ちをしている時間Ｘ_１［ｓｅｃ］を計算し、この積み込み待ち時間Ｘ_１を作業機械情報に加える待ち時間演算部１３０ｂを備える。
車両コントローラＢ１３１は、油圧ショベル１２や他ダンプトラック１３の状態量情報（作業機械情報）、管理局１１から送信された鉱山情報を受信すると、これらの情報をその内部の記憶部１３１ａに記録するもので、他機や管理局１１から受信した情報のうち必要な情報をオペレータに表示する。

ダンプトラック、油圧ショベル、管理局の各通信構成の相互間作用について、図４を参照して説明する。

図４において、管理局１１は、各油圧ショベル１２・各ダンプトラック１３等の各種状態量を各ショベル・各ダンプトラック毎に記録する記録エリア１１１ａを有するデータベース１１１と、油圧ショベル１２，ダンプトラック１３から受信した作業機械情報を整理してデータベース１１１に送る等の保守管理に関する種々の処理を行う管理部コントローラ１１２と、情報授受の制御を行う通信コントローラ１１３と、鉱山情報や作業機械情報の送受信を行うための無線送受信機１１４及びアンテナ１１５等を備えている。
このうち、管理部コントローラ１１２は、データベース１１１の記憶部１１１ａに記録された各油圧ショベル１２・各ダンプトラック１３等の作業機械情報から最適な運行台数を行う管理情報処理部１１２ａを有している。

管理局１１は、油圧ショベル１２やダンプトラック１３が、放土、給油、作業終了などで自局に接近して交信可能となったことを通信コントローラ１１３において認識すると、油圧ショベル１２やダンプトラック１３から、自機の車両情報に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各種作業機械情報を受信し、管理部コントローラ１１２において各車両毎に整理してデータベース１１１の記録エリア１１１ａに記録する。また、油圧ショベル１２やダンプトラック１３に対して作成した鉱山情報を無線送受信機１１４から送信するよう構成されている。

また、管理局１１は、油圧ショベル１２やダンプトラック１３から受信した各種作業機械情報に基づき、管理部コントローラ１１２において鉱山情報を作成する。
更に、管理情報処理部１１２ａにおいて、作業機械情報のうち、油圧ショベル１２から受信した無通信時間Ｙ_１と、ダンプトラック１３から受信した積み込み待ち時間Ｘ_１から、現在の鉱山において最適なダンプトラック１３の運行台数を演算する。例えば、油圧ショベル１２の無通信時間Ｙ_１が、ある所定の値Ｙ（Ｙ：待ち時間が長いと判断する閾値［ｓｅｃ］）より大きいかどうか判断し、大きければダンプトラック１３の運行台数を増やすよう出力する。また、ダンプトラック１３の積み込み待ち時間Ｘ_１が、ある所定の値Ｘ（Ｘ：待ち時間が長いと判断する閾値［ｓｅｃ］）より大きいかどうか判断し、大きい場合はダンプトラック１３の運行台数が多いと判断してダンプトラック１３の運行台数を減らすよう出力する。
なお、本実施形態における鉱山情報とは、鉱山を運行管理するための情報のことであり、例えば、ダンプトラック１３のコンディション情報、油圧ショベル１２のコンディション情報、鉱山のマップデータ（鉱山の現場の位置や走行コースデータ）、通路の整備情報等により構成されるものである。

油圧ショベル１２は、他油圧ショベル１２やダンプトラック１３が接近するか、管理局１１に接近して交信可能となったことを通信コントローラ１２３において認識すると、他油圧ショベル１２やダンプトラック１３からは、交信相手自体の車両情報に加えて、各車両ごとに整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種作業機械情報と鉱山情報を、管理局１１からは鉱山情報を、無線送受信装置１２４で受信し、これらの情報を車両コントローラＢ１２１において整理し、記憶部１２１ａにおいて記録する。また、他油圧ショベル１２やダンプトラック１３に対して、車両コントローラＡ１２０において管理された自機の車両情報や自車両のダンプトラック１３との無通信時間Ｙ_１に加えて、車両コントローラＢ１２１で管理された、各車両ごとに整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を送信し、管理局１１に対しても、車両コントローラＡ１２０において管理された自機の車両情報や自車両のダンプトラック１３との無通信時間Ｙ_１に加えて、車両コントローラＢ１２１で管理された、各車両ごとに整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を、無線送受信装置１２４から送信するよう構成されている。

ダンプトラック１３は、油圧ショベル１２や他ダンプトラック１３、管理局１１に対して接近して交信可能となったことを通信コントローラ１３３において認識すると、油圧ショベル１２または他ダンプトラック１３からは交信相手自体の車両情報に加えて、各車両ごとに整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報と鉱山情報を、管理局１１からは鉱山情報を無線送受信装置１３４で受信し、これらの情報を車両コントローラＢ１３１において整理し、記憶部１３１ａにおいて記録する。また、油圧ショベル１２や他ダンプトラック１３に対して、車両コントローラＡ１３０において管理された自機の車両情報や自車両の積み込み待ち時間Ｘ_１に加えて、車両コントローラＢ１３１で管理された、各車両毎に整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を送信し、管理局１１に対して、車両コントローラＡ１３０において管理された自機の車両情報や自車両の積み込み待ち時間Ｘ_１に加えて、車両コントローラＢ１３１で管理された、各車両毎に整理された、他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を無線送受信装置１３４から送信するよう構成されている。

管理局１１の無線送受信装置１１４、油圧ショベル１２の無線送受信装置１２４、ダンプトラック１３の無線送受信装置１３４には、低出力、近距離用の通信機器を用いる。例えば、電波の到達距離が短い（１００ｍ〜１ｋｍ）が、高速の通信が可能であり（２５６ｋｂｐｓ）、きわめて大きい情報量を高速に通信することができるＳＳ無線などが好適である。

次に、上述のような鉱山の運行管理システムにおいて、管理局１１、油圧ショベル１２、ダンプトラック１３のそれぞれでの制御フローについて、図５−７を参照して以下説明する。

まず、ダンプトラックにおける制御フローのフローチャートについて図５を用いて説明する。
図５は、本発明の運行管理システムの一実施の形態のダンプトラックにおける処理ステップを示すフローチャート図である。

まず、ステップ（Ｓ１１）として、ダンプトラック１３のエンジンを始動、ステップ（Ｓ１２）に移行する。
次に、ステップ（Ｓ１２）において、車体コントローラＡ１３０は、現在の自車両の各種状態量情報（荷台１３９の積載量、現在の車速等）を、加重センサ１３２ａ，車速センサ１３２ｂを用いてサンプリングし、自車両情報として記録した後、ステップ（Ｓ１３）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ１３）において、通信コントローラ１３３は、自車両が、他ダンプトラック１３、油圧ショベル１２、管理局１１と交信可能状態にあるかどうかを判断する。交信可能状態にあればステップ（Ｓ１４）に処理を進め、交信可能状態でない場合はステップ（Ｓ１２）へ移行する。
次に、ステップ（Ｓ１４）において、通信コントローラ１３３は、交信相手の情報を受信し、通信相手を判別する。

次に、ステップ（Ｓ１５）において、通信コントローラ１３３は、ステップ（Ｓ１４）において判別した交信相手が管理局１１であるかどうかを判断し、管理局１１であればステップ（Ｓ１６）に移行し、管理局１１でないときはステップ（Ｓ１７）に移行する。
管理局１１と判断した場合、次に、ステップ（Ｓ１６）において、通信コントローラ１３３は、管理局１１から最新の鉱山情報を受信し、車両コントローラＢ１３１で記録している情報を更新する。また、管理局１１に対しては、車両コントローラＡ１３０で記録している自車両の各種情報と自車両の積み込み待ち時間Ｘ_１に加えて、車両コントローラＢ１３１で記録している他車両の各種作業機械情報を送信する。その後、ステップ（Ｓ１２）に処理を移行する。

次に、ステップ（Ｓ１７）において、通信コントローラ１３３は、ステップ（Ｓ１４）において判別した交信相手がダンプトラック１３であるかどうかを判断し、ダンプトラック１３であればステップ（Ｓ１８）に移行し、ダンプトラック１３でないときはステップ（Ｓ１９）に移行する。
ダンプトラック１３と判断した場合、次に、ステップ（Ｓ１８）において、通信コントローラ１３３は、自機が車両コントローラＡ１３０で記録している自機の車両情報（積み込み待ち時間Ｘ_１含む）に加えて、車両コントローラＢ１３１で記録している他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を送信する。また、ダンプトラック１３からは、そのダンプトラック１３自体の車両情報に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報と鉱山情報を受信し、車両コントローラＢ１３１において記録情報を更新する。その後、ステップ（Ｓ１２）に処理を移行する。

次に、ステップ（Ｓ１９）において、通信コントローラ１３３は、ステップ（Ｓ１４）において判別した交信相手が油圧ショベル１２であるかどうかを判断し、油圧ショベル１２であればステップ（Ｓ２０）に移行し、油圧ショベル１２でないときは、交信可能状態であるかどうかを再チェックするためにステップ（Ｓ１３）に処理を戻す。
油圧ショベル１２と判断した場合、次に、ステップ（Ｓ２０）において、通信コントローラ１３３は、車両コントローラＡ１３０で記録している自機の積載値等、積載に必要な指示を含む自機の車両情報（積み込み待ち時間Ｘ_１含む）に加えて、自機が車両コントローラＢ１３１で記録する管理局１１から受信した鉱山情報や他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報を送信する。また、油圧ショベル１２からは、その油圧ショベル１２自体の車両情報に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報、更には油圧ショベル１２の無通信時間Ｙ_１を受信し、車両コントローラＢ１３１において記録情報を更新する。その後、ステップ（Ｓ２１）に処理を進める。

次に、ステップ（Ｓ２１）において、車両コントローラＡ１３０は、現在の自車両が、自車両の速度が０ｋｍ／ｈかつ積載値増加があるかどうか（すなわち積み込み中かどうか）を判断する。例えば、荷台１３９に積載物が積み込まれている状態かどうかについては加重センサ１３２ａからの入力値が変動しているかどうかで判断し、自車両の速度については車速センサ１３２ｂからの入力値を利用して判断する。
このステップ（Ｓ２１）で、車両コントローラＡ１３０は、速度０ｋｍ／ｈかつ積載値増加であると判断すると、自車両が積載物の積み込み中であるとして、この状態を継続するために、ステップ（Ｓ１２）に処理を進める。もし、速度０ｋｍ／ｈでないか、積載値が増加していない場合は、現在自車両は油圧ショベル１２の付近にて積載物の積み込み待ち状態であると判断して、ステップ（Ｓ２２）へ処理を進める。

次に、ステップ（Ｓ２２）において、車両コントローラＡ１３０は、油圧ショベル１２の付近に待機して停車している積み込み待ち状態の時間をカウントするべく、待ち時間演算部１３０ｂにおいて通信時間をカウントし、自機の情報を更新する。その後、ステップ（Ｓ２３）に処理を移行する。
次に、ステップ（Ｓ２３）において、車両コントローラＡ１３０は、積み込みが開始したかどうかを、ステップ（Ｓ２１）と同様に、速度０ｋｍ／ｈかつ積載値が増加しているかどうか、で判断する。速度０ｋｍ／ｈかつ積載値が増加している場合は積み込みが開始した状態と判断し、ステップ（Ｓ２４）へ処理を進める。速度０ｋｍ／ｈでないか、積載値が増加していない場合は、未だ自車両は油圧ショベル１２の付近にて積載物の積み込み待ち状態であると判断して、ステップ（Ｓ２２）へ処理を戻す。

次に、ステップ（Ｓ２４）において、先のステップ（Ｓ２２）で記録した通信時間の累積値（積み込み待ち時間Ｘ_１）を自機車両情報として記録して、その後ステップ（Ｓ１２）へ処理を進める。

次に、油圧ショベル１２における制御フローのフローチャートについて図６を用いて説明する。
図６は、本発明の運行管理システムの一実施の形態の油圧ショベル１２における処理ステップを示すフローチャート図である。

まず、ステップ（Ｓ３１）として、油圧ショベル１２のエンジンを始動し、ステップ（Ｓ３２）へ移行する。
次に、ステップ（Ｓ３２）において、車体コントローラＡ１２０は、現在の自車両の各種状態量情報（上述の（ｉ）〜（ｖｉｉｉ）等）を、各種状態量センサ１２２を用いてサンプリングし、ステップ（Ｓ３３）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ３３）において、通信コントローラ１２３は、自車両が、管理局１１、油圧ショベル１２、ダンプトラック１３のいずれかと交信可能状態にあるかどうかを判断する。交信可能状態にあればステップ（Ｓ３４）に処理を進め、交信可能状態でない場合はステップ（Ｓ３５）へ移行する。

次に、ステップ（Ｓ３４）において、通信コントローラ１２３は、交信相手の情報を受信し、通信相手を判別する。
通信相手が油圧ショベル１２またはダンプトラック１３であると判断した場合、油圧ショベル１２またはダンプトラック１３に対して、車両コントローラＡ１２０で記録する自機の車両情報と自車両の無通信時間Ｙ_１に加えて、車両コントローラＢ１２１で記録する他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報及び鉱山情報を送信する。また油圧ショベル１２またはダンプトラック１３からは、交信相手自体の車両情報に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報と鉱山情報を受信し、車両コントローラＢ１２１において記録情報を更新し、ステップ（Ｓ３２）に移行する。
通信相手が管理局１１であると判断した場合、管理局１１に、車両コントローラＡ１２０で記録する自機の車両情報と自車両の無通信時間Ｙ_１に加えて、車両コントローラＢ１２１で記録する他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報を送信し、管理局１１からは鉱山情報を受信して車両コントローラＢ１２１において記録情報を更新し、ステップ（Ｓ３２）に移行する。

これに対し、ステップ（Ｓ３５）では、車両コントローラＡ１２０は、自車両がダンプトラック１３への積み込み作業を行えない作業待ち時間をカウントするべく、無通信時間演算部１２０ｂにおいて無通信時間をカウントし、自機の情報として記録し、ステップ（Ｓ３６）に移行する。
次に、ステップ（Ｓ３６）において、車両コントローラＡ１２０は、例えば、運転コントローラにおける操作レバーの状態の情報、エンジンのガバナ位置、アクセルレバー位置の情報をみて情報に変化がなく、かつ近くに情報を送受信する相手がいないとき、ダンプトラック１３と通信可能であってもダンプトラック１３が積み込み待ち状態ではないときのいずれかの際には、未だに自車両は無通信状態であると判断し、ステップ（Ｓ３５）へ処理を戻す。これに対し、操作レバーを動かし、通信可能状態の場合は、ダンプトラック１３に対して積み込み作業を開始したと判断して、ステップ（Ｓ３７）へ処理を進める。
次に、ステップ（Ｓ３７）において、車両コントローラＡ１２０は、先にカウントした無通信時間Ｙ_１を自機車両情報として記録して、その後ステップ（Ｓ３２）へ処理を戻す。

次に、管理局１１における制御フローのフローチャートについて図７を用いて説明する。
図７は、本発明の運行管理システムの一実施の形態の管理局１１における処理ステップを示すフローチャート図である。

まず、ステップ（Ｓ４１）において、管理局１１の各種機能を起動させ、ステップ（Ｓ４２）に移行する。
次に、ステップ（Ｓ４２）において、管理局１１は、管理部コントローラ１１２を用いて、稼働機械毎の情報をデータベース１１１に格納する。また格納した情報を用いて鉱山情報をまとめ、記録する。また、鉱山内で警告、警報指示等があれば同時に記録する。その後、ステップ（Ｓ４３）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ４３）において、通信コントローラ１１３は、管理局１１が、油圧ショベル１２やダンプトラック１３と交信可能状態にあるかどうかを判別する。交信可能状態にあればステップ（Ｓ４４）に処理を進め、交信可能状態でない場合はステップ（Ｓ４２）へ移行する。
次に、ステップ（Ｓ４４）において、通信コントローラ１１３は、交信相手の情報を受信し、通信相手を判別し、ステップ（Ｓ４５）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ４５）において、通信コントローラ１１３は、ステップ（Ｓ４４）において判別した交信相手が油圧ショベル１２であるかどうかを判断し、油圧ショベル１２であればステップ（Ｓ４６）に移行し、油圧ショベル１２でないときはステップ（Ｓ４９）に移行する。
油圧ショベル１２と判断した場合、次に、ステップ（Ｓ４６）において、通信コントローラ１１３は、油圧ショベル１２に対して作成した最新の鉱山情報を送信し、油圧ショベル１２からは自機の車両情報（無通信時間Ｙ_１含む）に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報を受信し、ステップ（Ｓ４７）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ４７）において、管理部コントローラ１１２は、油圧ショベル１２から受信した無通信時間Ｙ_１が、ある所定の値Ｙより大きいかどうか判断する。この無通信時間Ｙ_１は、油圧ショベル１２が作業を行っていない待ち時間であり、この無通信時間Ｙ_１が所定の値Ｙより大きい場合はステップ（Ｓ４８）に処理を進める。無通信時間Ｙ_１が所定値Ｙ以下の場合、ダンプトラック１３の運行台数が足りていると判断して、ステップ（Ｓ４２）に処理を進める。
次に、ステップ（Ｓ４８）において、管理部コントローラ１１２は、ダンプトラック１３の運行台数が不足していると判断して、ダンプトラック１３の運行台数を増やすよう、管理局１１などにいる保守員等にダンプトラック１３の運行台数が不足していることを通知し、ダンプトラック１３の運行台数を増加させる。その後、ステップ（Ｓ４２）に処理を移行する。
また、ステップ（Ｓ４９）において、通信コントローラ１１３は、ステップ（Ｓ４４）において判別した交信相手がダンプトラック１３であるかどうかを判断し、ダンプトラック１３であればステップ（Ｓ５０）に移行し、ダンプトラック１３でないときは交信可能状態であるかどうかを再チェックするためにステップ（Ｓ４３）に移行する。
ダンプトラック１３と判断した場合、次に、ステップ（Ｓ５０）において、通信コントローラ１１３は、ダンプトラック１３に対して作成した最新の鉱山情報を送信し、ダンプトラック１３からは自機の車両情報（積み込み待ち時間Ｘ_１含む）に加えて他機の車両情報を含む作業機械のある時刻における各車両の各種情報を受信し、ステップ（Ｓ５１）に移行する。

次に、ステップ（Ｓ５１）において、管理部コントローラ１１２は、ダンプトラック１３から受信した積み込み待ち時間Ｘ_１が、ある所定の値Ｘより大きいかどうか判断する。この積み込み待ち時間Ｘ_１は、ダンプトラック１３が油圧ショベル１２からの積み込み準備ができているのにもかかわらず、油圧ショベル１２が別作業を行っているために積み込みが開始しない待機時間であり、この積み込み待ち時間Ｘ_１が所定の値Ｘより大きい場合はステップ（Ｓ５２）に処理を進める。積み込み待ち時間Ｘ_１が所定値Ｘ以下の場合、積み込み待ちの時間が短く、ダンプトラック１３には無駄が発生していないと判断して、ステップ（Ｓ４７）に処理を移行し、油圧ショベル１２の稼働状況についての判断をし、ステップ（Ｓ５２）に移行する。
次に、ステップ（Ｓ５２）において、管理部コントローラ１１２は、ダンプトラック１３の運行台数が過多であると判断して、ダンプトラック１３の運行台数を減らすよう、管理局１１などにいる保守員等にダンプトラック１３の運行台数が余っていることを通知し、ダンプトラック１３の運行台数を減少させる。その後、ステップ（Ｓ４２）に処理を移行する。

上述のように、複数の油圧ショベル１２と、複数のダンプトラック１３と、これら複数の油圧ショベル１２と複数のダンプトラック１３の運行を管理する管理局１１とを備えた、鉱山における油圧ショベル１２、ダンプトラック１３の運行管理システムにおいて、管理局１１が、ダンプトラック１３および油圧ショベル１２の各種作業機械情報と鉱山情報を記憶する管理局用記憶部１１１と、油圧ショベル１２やダンプトラック１３と交信可能状態となったときに、交信相手に鉱山情報を送信し、作業機械情報を受信する管理局用無線送受信手段１１４，１１５を有し、油圧ショベル１２やダンプトラック１３が、作業機械情報と鉱山情報を記憶する車両用記憶部１２０ａ，１２１ａ，１３０ａ，１３１ａと、他車両１２，１３や管理局１１と交信可能状態となったときに、他車両１２，１３に対しては自車両が有する作業機械情報及び鉱山情報を送信し、その際に他車両が有する作業機械情報及び鉱山情報を受信して、管理局１１に対しては自車両が有する作業機械情報を送信し、その際に鉱山情報を受信するための車両用無線送受信手段１２４，１２５，１３４，１３５を有する。更には、管理局１１、油圧ショベル１２及びダンプトラック１３のいずれも、交信可能状態となった相手が管理局１１、油圧ショベル１２、ダンプトラック１３のいずれであるかを認識する認識手段１１３，１２３，１３３を有する。これにより、油圧ショベル１２が直接管理局１１と接続することが困難で鉱山情報を受信することができず、管理局１１が油圧ショベル１２の状態を把握することが困難な環境下においても、ダンプトラック１３同士やダンプトラック１３と油圧ショベル１２間など、作業機械間の通信により、他車両等に自機の所有する情報に加えて他機の情報を送信し、また他車両等が所有する最新の情報を受信することで、双方の情報を知ることができる。従って、管理局と直接通信ができない状況下におかれている油圧ショベル１２やダンプトラック１３の情報であっても漏れが生じることなく共有することができ、鉱山で稼働している機械の最新の情報の共有が容易に実現できる。

また、掘削現場や砕石現場等の油圧ショベル１２の作業現場の変更があっても、油圧ショベル１２を移動させ、ダンプトラック１３を油圧ショベル１２の位置まで運行するのみで運行管理を開始することができるため、電話回線等の設備を新たに設ける必要がなく、特許文献２等のようなシステムよりも柔軟に鉱区変更に対応することができる。

また、油圧ショベル１２やダンプトラック１３が接近して相互に交信可能となった時のみに交信相手と情報の送信・受信を行うため、通信手段１１４，１２４，１３４に、高価な大出力のものを用意する必要がなく、特許文献１等のように管理局と油圧ショベル，ダンプトラックが直接情報のやり取りを行うシステムに比べて、初期設備費用および運行管理費用の低減が可能となる。これに加え、通信状態の不備等による管理漏れが発生することも抑制することができる。

さらには、ダンプトラック１３や油圧ショベル１２に異常が発生したとしても、通信が可能であれば、異常が発生した車両の付近を通りかかったダンプトラック１３との情報のやり取りを行うことで異常が発生したとの情報の送受信ができ、迅速な対応を取ことができる等のメリットもある。

また、本実施形態の運行管理システムでは、走行するダンプトラック１３を中継することで油圧ショベル１２の情報と管理局１１の情報を共有しているため、ダンプトラック１３に、運搬対象物の積み込み待ち時間Ｘ_１を計算し、この積み込み待ち時間Ｘ_１を作業機械情報に加える待ち時間演算部１３０ｂを有することとし、また油圧ショベル１２が、他車両からの情報を受信せず、かつ自らが作業を行っていない無通信状態の継続時間Ｙ_１を計算し、この無通信時間Ｙ_１を作業機械情報に加える無通信時間演算部１２０ｂを有することとし、更に、管理局１１が、作業機械情報のうちの無通信時間Ｙ_１と積み込み待ち時間Ｘ_１から最適なダンプトラック１３の運行台数を演算する管理情報処理部１１２ａを有することにより、油圧ショベル１２と管理局１１間を走行するダンプトラック１３の台数を無通信時間Ｙ_１と積み込み待ち時間Ｘ_１に応じて制限したり補充することができ、これにより、ダンプトラック１３の稼働台数を理想的な台数に管理することができ、合理的かつ能率的な運用が可能となる。よって高価なダンプトラックを無駄なく効率的に運行することができ、コスト削減が図れる。

さらに、積み込み中、積み込み待ち、走行中のダンプトラック１３は、積み込み作業中の油圧ショベル１２や、その付近にあるダンプトラック１３の情報を無線で受信して、取得した情報を他のダンプトラック１３や管理局１１付近に到達した時に情報を送受信することで、より確実かつ効率的に他車両等に自機の所有する情報を送信し、また最新の情報を受信することができる。よって、管理局１１と直接通信ができない現場で作業を行う油圧ショベル１２やダンプトラック１３においても、鉱山で稼働している機械の最新の情報の共有がより容易に実現できる。

（その他）
上述の実施形態では、管理局１１が管理情報処理部１１２ａを備えているケースを例にして説明したが、管理情報処理部１１２ａを備えるのは管理局１１だけに限られず、複数の油圧ショベル１２のうちの一台が備えることが可能であり、更には複数のダンプトラック１３のうちの１台が備えることもできる。

また、例えば、鉱山を走行するダンプトラック１３に加えて、散水車や路面整備車両等の建設車両にもダンプトラック１３に搭載したものと同等の機能を有する車両コントローラＡ，Ｂや車両用無線送受信手段を搭載させて、管理局１１や予め放土場や給油場等に設置した基地局１５と油圧ショベル１２等の建設機械間の中継車として使用することで、直接通信できない鉱山内の情報を建設車両が中継することになり、鉱山情報を間接的に共有することになり、上述の実施形態と同様の効果が発揮される。

また、図１に示すように、放土場や給油場等に設置した基地局１５と管理局１１を通信手段で結び、基地局１５を管理局１１の外局として機能させることもできる。

更に、作業車両は、油圧ショベルに限らずホイールローダであっても良く、更には、掘削はせずとも積み込みのみを行う車両であってもよい。

本発明の鉱山運搬管理システムが適用できる鉱山は、鉄鉱山でも、銅鉱山でも、金鉱山でも、ダイヤモンド鉱山でも良く、金属鉱山でも、非金属鉱山でも良い。また、鉱山には土砂、砂、岩石、砂利を生産する場合も含み、単に掘削土を移動する現場であっても良い。

１１…管理局、
１２…油圧ショベル、
１３…ダンプトラック、
１４…放土場、
１５…基地局、
１１１…データベース、
１１１ａ…各ショベル・各ダンプトラック毎の記録エリア、
１１２…管理部コントローラ、
１１２ａ…管理情報処理部、
１１３，１２３，１３３…通信コントローラ、
１１４，１２４，１３４…通信送受信装置、
１１５，１２５，１３５…アンテナ、
１２０，１３０…車体コントローラＡ、
１２０ａ，１２１ａ，１３０ａ，１３１ａ…記憶部、
１２０ｂ…無通信時間演算部、
１３０ｂ…待ち時間演算部、
１２１，１３１…車体コントローラＢ、
１２２…各種状態センサ、
１３２ａ…加重センサ、
１３２ｂ…車速センサ。

Claims (2)

1. 複数の作業車両と、複数の運搬車両と、これら複数の作業車両と複数の運搬車両の運行を管理する管理局とを備えた鉱山の運行管理システムにおいて、
   前記管理局は、前記運搬車両および前記作業車両の作業状態に関する作業機械情報と鉱山情報を記憶する管理局用記憶部と、前記運搬車両と前記作業車両とのいずれかと交信可能状態となったときに、前記運搬車両および前記作業車両に前記鉱山情報を送信し、前記運搬車両および前記作業車両から前記作業機械情報を受信する管理局用無線送受信手段を有し、
   前記運搬車両及び前記作業車両は、前記作業機械情報と前記鉱山情報を記憶する車両用記憶部と、他車両と交信可能状態となったときに、前記他車両に自車両が有する前記作業機械情報及び前記鉱山情報を送信し、前記管理局に自車両が有する前記作業機械情報を送信し、前記他車両から他車両が有する前記作業機械情報及び前記鉱山情報を受信し、前記管理局から前記鉱山情報を受信する車両用無線送受信手段を有し、
   前記運搬車両は、運搬対象物の積み込み待ち時間を計算し、この積み込み待ち時間を前記作業機械情報に加える待ち時間演算部を有し、
   前記作業車両は、前記他車両からの情報を受信せず、かつ自らが作業を行っていない無通信状態の継続時間を計算し、この無通信時間を前記作業機械情報に加える無通信時間演算部を有し、
   前記管理局、前記運搬車両及び前記作業車両は、前記交信可能状態となった相手が、前記管理局、前記運搬車両、前記作業車両のいずれであるかを認識する認識手段を有し、
   前記管理局、前記運搬車両、前記作業車両のいずれかが、前記作業機械情報のうちの前記無通信時間と前記積み込み待ち時間から最適な運搬車両数を演算する管理情報処理部を有することを特徴とする運行管理システム。
2. 請求項１記載の運行管理システムにおいて、
   前記車両用無線送受信手段は、前記交信可能状態として、積み込み待ち、積み込み中、放土中、走行中に前記作業機械情報及び前記鉱山情報を送受信することを特徴とする運行管理システム。

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