JP2018049572A - 作業車両の管理システム及び作業車両の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業現場の生産性の低下を抑制できる作業車両の管理システムを提供する。【解決手段】作業車両の管理システムは、作業車両の作業が実施される作業場に通じる搬送路において、作業車両を前進で走行させる第１走行経路及び後進で走行させる第２走行経路を含む走行条件データを設定する走行条件データ生成部と、搬送路のうち作業車両がスイッチバック可能な特定エリアを示す特定エリアデータを取得する特定エリアデータ取得部と、第１走行経路及び第２走行経路の一方の走行経路を走行する作業車両を特定エリアでスイッチバックさせて第１走行経路及び第２走行経路の他方の走行経路を走行させる指令信号を出力するスイッチバック指令部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、作業車両の管理システム及び作業車両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は、無人で走行する作業車両が運搬作業に使用される。作業車両は、積込場において積荷を積載された後、搬送路を走行して排土場まで移動し、排土場において積荷を排出する。特許文献１には、作業車両が積込場で作業車両の前後方向を転換して積込点に移動する技術が開示されている。

特開２０１２−１１３４２９号公報

例えば複数の積込場のうち第１の積込場に異常が発生し、第１の積込場において所期の作業を実施することが困難な状況であるにもかかわらず、作業車両が第１の積込場に向かって走行してしまうと、作業現場の生産性が低下する。第１の積込場に異常が発生したときに、作業現場の生産性の低下を抑制するためには、作業車両を正常な第２の積込場に迅速に走行させることができる技術が要望される。

本発明の態様は、作業現場の生産性の低下を抑制できる作業車両の管理システム及び作業車両の管理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、作業車両の作業が実施される作業場に通じる搬送路において、前記作業車両を前進で走行させる第１走行経路及び後進で走行させる第２走行経路を含む走行条件データを設定する走行条件データ生成部と、前記搬送路のうち前記作業車両がスイッチバック可能な特定エリアを示す特定エリアデータを取得する特定エリアデータ取得部と、前記第１走行経路及び前記第２走行経路の一方の走行経路を走行する前記作業車両を前記特定エリアでスイッチバックさせて前記第１走行経路及び前記第２走行経路の他方の走行経路を走行させる指令信号を出力するスイッチバック指令部と、を備える作業車両の管理システムが提供される。

本発明の第２の態様に従えば、作業車両の作業が実施される作業場に通じる搬送路において、前記作業車両を前進で走行させる第１走行経路及び後進で走行させる第２走行経路を含む走行条件データを設定することと、前記搬送路のうち前記作業車両がスイッチバック可能な特定エリアを示す特定エリアデータを取得することと、前記第１走行経路及び前記第２走行経路の一方の走行経路を走行する前記作業車両を前記特定エリアでスイッチバックさせて前記第１走行経路及び前記第２走行経路の他方の走行経路を走行させる指令信号を出力することと、を含む作業車両の管理方法が提供される。

本発明の態様によれば、作業現場の生産性の低下を抑制できる作業車両の管理システム及び作業車両の管理方法が提供される。

図１は、本実施形態に係る作業車両の管理システム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車両を前方から見た斜視図である。 図３は、本実施形態に係る作業車両を後方から見た斜視図である。 図４は、本実施形態に係る作業車両を示す側面図である。 図５は、本実施形態に係る管理装置及び制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、本実施形態に係る走行条件データを模式的に示す図である。 図７は、本実施形態に係る作業車両の管理方法の一例を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係る作業車両の管理方法を説明するための模式図である。 図９は、本実施形態に係る作業車両の管理方法を説明するための模式図である。

以下、本発明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、本実施形態に係る作業車両２の管理システム１の一例を模式的に示す図である。管理システム１は、作業車両２の運行管理を実施する。本実施形態において、作業車両２は、鉱山を走行可能な運搬車両であるダンプトラック２である。

図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる搬送路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。搬送路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。ダンプトラック２は、搬送路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定された目標走行経路に従って走行する。

積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施されるエリアである。積込場ＬＰＡにおいて、油圧ショベルのような積込機械３が稼働する。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排出作業が実施されるエリアである。排土場ＤＰＡには、例えば破砕機ＣＲが設けられる。

管理システム１は、管理装置１０と、通信システム９とを備える。管理装置１０は、コンピュータシステムを含み、鉱山に設けられる管制施設７に設置される。通信システム９は、管理装置１０とダンプトラック２との間でデータ通信及び信号通信を実施する。通信システム９は、データ及び信号を中継する中継器６を複数有する。管理装置１０とダンプトラック２とは、通信システム９を介して無線通信する。

本実施形態において、ダンプトラック２は、管理装置１０からの指令信号に基づいて鉱山を走行する無人ダンプトラックである。ダンプトラック２は、運転者の操作によらずに管理装置１０からの指令信号に基づいて鉱山を走行する。

本実施形態において、ダンプトラック２の位置が、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球航法衛星システム）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を含む。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星５を有する。ＧＮＳＳは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。ＧＮＳＳにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。ＧＮＳＳにより、鉱山におけるダンプトラック２の絶対位置が検出される。

［ダンプトラック］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２について説明する。図２は、本実施形態に係るダンプトラック２を前方から見た斜視図である。図３は、本実施形態に係るダンプトラック２を後方から見た斜視図である。図４は、本実施形態に係るダンプトラック２を示す側面図である。図２、図３、及び図４を用いる説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、ＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。

図２、図３、及び図４を用いる説明においては、Ｙ軸方向をダンプトラック２の走行方向とし、＋Ｙ方向をダンプトラック２の前進方向とし、−Ｙ方向をダンプトラック２の後進方向とする。また、走行方向において、ダンプトラック２の＋Ｙ側の部位又は方向を適宜、前部又は前方、と称し、ダンプトラック２の−Ｙ側の部位又は方向を適宜、後部又は後方、と称する。また、Ｘ軸方向をダンプトラック２の車幅方向とし、車幅方向において、ダンプトラック２の＋Ｘ側の部位又は方向を適宜、右部又は右方、と称し、ダンプトラック２の−Ｘ側の部位又は方向を適宜、左部又は左方、と称する。また、Ｚ軸方向をダンプトラック２の上下方向とし、上下方向において、ダンプトラック２の＋Ｚ側の部位又は方向を適宜、上部又は上方、と称し、ダンプトラック２の−Ｚ側の部位又は方向を適宜、下部又は下方、と称する。

ダンプトラック２は、シャーシ２０と、シャーシ２０に支持されるダンプボディ２１と、シャーシ２０を支持する走行装置２２と、走行装置２２を作動するための動力を発生する駆動装置２３と、ラジエータ２４と、ダンプボディ２１を駆動するホイストシリンダ２５と、制御装置４０とを備える。

本実施形態において、ダンプトラック２は、キャブ（運転室）を有しないキャブレスダンプトラックである。ダンプトラック２は、運転者の操作によらずに無人で走行する。なお、ダンプトラック２は、キャブを有し、無人で走行するダンプトラックでもよい。

走行装置２２は、ダンプトラック２の前部に設けられ、タイヤ２６Ｔを支持するホイール２６と、ダンプトラック２の後部に設けられ、タイヤ２７Ｔを支持するホイール２７と、ホイール２６及びホイール２７を制動するブレーキ装置と、ホイール２６及びホイール２７を操舵する操舵装置とを有する。ホイール２６及びタイヤ２６Ｔは、シャーシ２０の右部及び左部のそれぞれに１つずつ設けられる。ホイール２７及びタイヤ２７Ｔは、シャーシ２０の右部及び左部のそれぞれに１つずつ設けられる。

ホイール２６及びホイール２７は、懸架装置を介してシャーシ２０に支持される。ホイール２６及びホイール２７が回転することによって、ダンプトラック２は走行する。

駆動装置２３は、ホイール２６及びホイール２７を回転させるための動力を発生する。本実施形態において、駆動装置２３は、内燃機関と、内燃機関の作動により電力を発生する発電機と、発電機で発生した電力に基づいて作動する電動モータとを含む。ラジエータ２４は、内燃機関の冷却液を放熱する。

ホイール２６及びホイール２７は、電動モータが発生する動力によって回転する。電動モータは、インホイールモータであり、ホイール２６及びホイール２７のそれぞれに設けられる。内燃機関が駆動することにより、発電機が作動して電力を発生する。発電機が発生する電力によって、電動モータが駆動する。電動モータは、２つのホイール２６のそれぞれに設けられる。また、電動モータは、２つのホイール２７のそれぞれに設けられる。すなわち、本実施形態において、走行装置２２は、４輪駆動方式の走行装置である。

ホイール２６は、第１の操舵装置によって操舵される。ホイール２７は、第２の操舵装置によって操舵される。すなわち、本実施形態において、走行装置２２は、４輪操舵方式の走行装置である。

ダンプトラック２は、前進可能及び後進可能である。前進時におけるダンプトラック２の走行性能と後進時におけるダンプトラック２の走行性能とは実質的に同一であることが好ましい。すなわち、前進時における走行装置２２の駆動性能、制動性能、及び旋回性能の少なくとも一つと、後進時における走行装置２２の駆動性能、制動性能、及び旋回性能の少なくとも一つとは、実質的に同一である。例えば、前進時におけるダンプトラック２の最高走行速度と後進時におけるダンプトラック２の最高走行速度とは実質的に同一である。前進時におけるダンプトラック２の最高加速度と後進時におけるダンプトラック２の最高加速度とは実質的に同一である。

ダンプボディ２１は、積荷を収容する。ダンプボディ２１は、シャーシ２の後部にヒンジ機構２８を介して回動可能に支持される。ダンプボディ２１は、前部に突出部２９を有し、後部に傾斜面３０を有する。

ホイストシリンダ２５は、ダンプボディ２１を駆動する。ホイストシリンダ２５は、車幅方向に２つ設けられる。ホイストシリンダ２５の上端部は、ダンプボディ２１の前部に回転可能に連結される。ホイストシリンダ２５の下端部は、シャーシ２０に回転可能に連結される。

ダンプボディ２１は、ホイストシリンダ２５の作動によりダンプ動作する。ホイストシリンダ２５が伸長することにより、ダンプボディ２１の前部が上昇するように、ヒンジ機構２５を中心にダンプボディ２１が回動する。ダンプボディ２１がダンプ動作することにより、ダンプボディ２１に積載されている積荷は、ダンプボディ２１の後部から排出される。

制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、管理装置１０から供給される走行条件データを含む指令信号に基づいて、ダンプトラック２を制御する。

ダンプトラック２は、ダンプトラック２の絶対位置を検出する位置検出器３１と、前部に設けられた照明灯３２と、後部に設けられた照明灯３３と、前部に設けられた障害物センサ３６と、後部に設けられた障害物センサ３７とを有する。

位置検出器３１は、ＧＰＳ衛星５からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳアンテナと、ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ信号に基づいてダンプトラック２の絶対位置を算出するＧＰＳ演算器とを含む。位置検出器３１のＧＰＳアンテナは、ダンプボディ２１の後部に設けられる。

照明灯３２は、ダンプトラック２の前方の物体を照明する。照明灯３３は、ダンプトラック２の後方の物体を照明する。

障害物センサ３６は、ダンプトラック２の前進時において、ダンプトラック２の前方の障害物を検出する。障害物センサ３７は、ダンプトラック２の後進時において、ダンプトラック２の後方の障害物を検出する。障害物センサ３６及び障害物センサ３７は、例えばレーダ装置を含む。なお、障害物センサ３６及び障害物センサ３７は、レーザスキャナ装置を含んでもよいし、カメラを含んでもよい。ダンプトラック２の前進時において、障害物センサ３６が障害物を検出したとき、制御装置４０は、障害物センサ３６の検出データに基づいて、ダンプトラック２と障害物との衝突を回避するための処理を実施する。ダンプトラック２の後進時において、障害物センサ３７が障害物を検出したとき、制御装置４０は、障害物センサ３７の検出データに基づいて、ダンプトラック２と障害物との衝突を回避するための処理を実施する。ダンプトラック２と障害物との衝突を回避するための処理は、例えば、走行しているダンプトラック２を減速させる処理、又は停止させる処理である。

［管理装置及び制御装置］
次に、本実施形態に係る管理装置１０及び制御装置４０について説明する。図５は、本実施形態に係る管理装置１０及び制御装置４０の一例を示す機能ブロック図である。上述のように、管理装置１０は、管制施設７に設置される。制御装置４０は、ダンプトラック２に搭載される。管理装置１０と制御装置４０とは、通信システム９を介して無線通信する。

管理装置１０は、コンピュータシステムを含む。管理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置１２と、入出力インターフェース１３とを有する。

管理装置１０は、無線通信装置１４と接続される。管理装置１０は、無線通信装置１４及び通信システム９を介して、ダンプトラック２とデータ通信する。

管理装置１０は、入力装置１５及び出力装置１６と接続される。入力装置１５及び出力装置１６は、管制施設７に設置される。入力装置１５は、例えばコンピュータ用のキーボード、マウス、及びタッチパネルの少なくとも一つを含む。入力装置１５が操作されることにより生成された入力データは、管理装置１０に出力される。出力装置１６は、表示装置を含む。表示装置は、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を含む。出力装置１６は、管理装置１０から出力される表示データに基づいて作動する。なお、出力装置１６は、例えば印刷装置でもよい。

演算処理装置１１は、走行条件データ生成部１１１と、特定エリア取得部１１２と、異常データ取得部１１３と、位置データ取得部１１４と、スイッチバック指令部１１５とを有する。

走行条件データ生成部１１１は、鉱山を走行するダンプトラック２の走行条件データを生成する。ダンプトラック２の走行条件データは、ダンプトラック２の走行経路、走行速度、加速度、減速度、及び進行方向の少なくとも一つを含む。また、ダンプトラック２の走行条件データは、ダンプトラック２の停車位置及び発車位置の少なくとも一方を含んでもよい。

本実施形態において、走行条件データ生成部１１１は、少なくとも、搬送路ＨＬにおいて、ダンプトラック２を前進で走行させる第１走行経路ＲＰａ及び後進で走行させる第２走行経路ＲＰｂを含む走行条件データを設定する。

走行条件データ生成部１１１は、作業場ＰＡ及び搬送路ＨＬにおいて、第１走行経路ＲＰａと第２走行経路ＲＰｂとが重複しないように走行条件データを生成することが好ましい。

特定エリアデータ取得部１１２は、搬送路ＨＬのうちダンプトラック２がスイッチバック可能な特定エリアＳＡを示す特定エリアデータを取得する。

スイッチバックとは、前進するダンプトラック２がダンプトラック２の前後方向を転換することなく進行方向を転換して、後進を開始する動作、又は、後進するダンプトラック２がダンプトラック２の前後方向を転換することなく進行方向を転換して、前進を開始する動作をいう。なお、本実施形態において、前進とは、ダンプトラック２の前部が進行方向を向いている状態で走行することをいう。なお、本実施形態において、後進とは、ダンプトラック２の後部が進行方向を向いている状態で走行することをいう。

搬送路ＨＬにおいて、ダンプトラック２がスイッチバック可能な特定エリアＳＡが複数設けられる。ダンプトラック２がスイッチバック可能な特定エリアＳＡの条件として、例えば、一方向に走行するダンプトラック２と逆方向に走行するダンプトラック２とがすれ違うことができる程度のエリアであること、及びスイッチバックを妨げる障害物が存在しないことなどが挙げられる。特定エリアＳＡの一例として、搬送路ＨＬや搬送路ＨＬの交差点ＩＳを含む交差エリアなどが挙げられる。

特定エリアデータは、グローバル座標系における特定エリアＳＡの位置データ、及び特定エリアＳＡの寸法データを含む。特定エリアデータは、鉱山における事前調査又は実地調査から導出される既知データであり、記憶装置１２に記憶されている。特定エリアデータ取得部１１２は、記憶装置１２から特定エリアデータを取得する。

なお、管制施設７の管理者が入力装置１５を介して特定エリアＳＡを指定してもよい。入力装置１５は、管理者により操作されることにより特定エリアデータを生成する。この場合、特定エリアデータ取得部１１２は、入力装置１５から特定エリアデータを取得する。例えば、入力装置１５が出力装置（表示装置）１６に設けられているタッチパネルを含む場合、管制施設７の管理者は、表示装置１６に表示されている鉱山の地図データを参照しながら、搬送路ＨＬの任意の位置をタッチして、ダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを指定してもよい。

異常データ取得部１１３は、作業場ＰＡの異常データを取得する。作業場ＰＡの異常データは、積込場ＬＰＡの異常データ及び排土場ＤＰＡの異常データを含む。積込場ＬＰＡの異常データは、例えば積込機械３の異常を含む。積込機械３の異常は、積込機械３の故障又は動作不良を含む。排土場ＤＰＡの異常データは、例えば破砕機ＤＲの異常を含む。破砕機ＤＲの異常は、破砕機ＤＲの故障又は動作不良を含む。

作業場ＰＡの異常データは、作業場ＰＡから通信システム９を介して管理装置１０に送信される。異常データ取得部１１３は、通信システム９を介して、作業場ＰＡの異常データを取得する。例えば、積込機械３に異常が発生した場合、積込機械３の異常データが、通信システム９を介して積込機械３から管理装置１０に送信される。破砕機ＤＲに異常が発生した場合、破砕機ＤＲの異常データが、通信システム９を介して破砕機ＤＲから管理装置１０に送信される。

位置データ取得部１１４は、ダンプトラック２の絶対位置を示す位置データを取得する。上述のように、ダンプトラック２の絶対位置は、位置検出器３１によって検出される。位置検出器３１の検出データは、通信システム９を介して管理装置１０に送信される。位置データ取得部１１４は、通信システム９を介して、ダンプトラック２の位置データを取得する。

スイッチバック指令部１１５は、搬送路ＨＬに設定された第１走行経路ＲＰａ及び第２走行経路ＲＰｂの一方の走行経路を走行するダンプトラック２を特定エリアＳＡでスイッチバックさせて第１走行経路ＲＰａ及び第２走行経路ＲＰｂの他方の走行経路を走行させる指令信号をダンプトラック２に出力する。

入出力インターフェース１３は、走行条件データ生成部１１１で生成された走行条件データをダンプトラック２に出力する。また、入出力インターフェース１３は、スイッチバック指令部１１５から出力された指令信号をダンプトラック２に出力する。入出力インターフェース１３は、走行条件データ及び指令信号をダンプトラック２に出力する出力部として機能する。演算処理装置１１で生成された走行条件データ及び指令信号は、入出力インターフェース１３及び通信システム９を介して、ダンプトラック２に出力される。

制御装置４０は、コンピュータシステムを含む。制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリ及びストレージを含む記憶装置４２と、入出力インターフェース４３とを有する。

制御装置４０は、無線通信装置４４と接続される。制御装置４０は、無線通信装置４４及び通信システム９を介して、管理装置１０とデータ通信する。

制御装置４０は、位置検出器３１、駆動装置２３、ブレーキ装置３４、及び操舵装置３５と接続される。位置検出器３１、駆動装置２３、ブレーキ装置３４、及び操舵装置３５は、ダンプトラック２に搭載される。

上述のように、位置検出器３１は、ダンプトラック２の絶対位置を検出する。駆動装置２３は、ダンプトラック２の走行装置２２を駆動するために作動する。ブレーキ装置３４は、ダンプトラック２の走行装置２２を制動するために作動する。操舵装置３５は、ダンプトラック２の走行装置２２を操舵するために作動する。

演算処理装置４１は、運転制御部４１１と、絶対位置データ取得部４１２とを有する。

運転制御部４１１は、管理装置１０から供給された走行条件データに基づいて、ダンプトラック２の駆動装置２３、ブレーキ装置３４、及び操舵装置３５の少なくとも一つを制御する運転制御信号を出力する。運転制御信号は、駆動装置２３に出力されるアクセル信号、ブレーキ装置３４に出力されるブレーキ指令信号、及び操舵装置３５に出力されるステアリング指令信号を含む。

絶対位置データ取得部４１２は、位置検出器３１の検出データからダンプトラック２の絶対位置データを取得する。

［走行条件データ］
次に、本実施形態に係る走行条件データについて説明する。図６は、本実施形態に係る走行条件データを模式的に示す図である。図６は、搬送路ＨＬに規定された走行条件データの一例を示す。

図６に示すように、走行条件データは、一定の間隔Ｗで設定される複数のコース点ＰＩの集合体を含む。

複数のコース点ＰＩのそれぞれは、ダンプトラック２の目標絶対位置データと、コース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度データと、コース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標進行方向データとを含む。

複数のコース点ＰＩを通過する軌跡によって、ダンプトラック２の目標走行経路ＲＰが規定される。目標走行速度データに基づいて、そのコース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標走行速度が規定される。目標進行方向データに基づいて、そのコース点ＰＩが設定された位置におけるダンプトラック２の目標進行方向が規定される。

図６は、搬送路ＨＬに設定された走行条件データの一例を示す。作業場ＰＡにおいても、ダンプトラック２の走行条件データが設定される。

［管理方法］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法について説明する。図７は、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法の一例を示すフローチャートである。図８及び図９は、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法を説明するための模式図である。

走行条件データ生成部１１１は、ダンプトラック２の積込作業が実施される積込場ＬＰＡ及びダンプトラック２の排出作業が実施される排土場ＤＰＡに通じる搬送路ＨＬにおいて、ダンプトラック２を前進で走行させる第１走行経路ＲＰａ及び後進で走行させる第２走行経路ＲＰｂを含む走行条件データを設定する（ステップＳ１０）。

図８は、本実施形態に係る走行条件データの一例を示す。図８に示す例において、鉱山に複数の積込場ＬＰＡ及び複数の排土場ＤＰＡが設けられている。図８に示す例においては、鉱山に第１積込場ＬＰＡ１及び第２積込場ＬＰＡ２が設けられている。また、鉱山に第１排土場ＤＰＡ１及び第２排土場ＤＰＡ２が設けられている。

図８に示すように、ダンプトラック２を前進で走行させる第１走行経路ＲＰａと、ダンプトラック２を後進で走行させる第２走行経路ＲＰｂとが搬送路ＨＬに設定される。ダンプトラック２は、第１走行経路ＲＰａ及び第２走行経路ＲＰｂに従って、搬送路ＨＬを走行する。

図８は、ダンプトラック２が第１積込場ＬＰＡ１と第１排土場ＤＰＡ１とを往復するように走行条件データが設定されている例を示す。積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡが正常状態のとき、ダンプトラック２は、第１走行経路ＲＰａに従って搬送路ＨＬを前進で走行し、第１積込場ＬＰＡ１に進入する。ダンプトラック２は、第１積込場ＬＰＡ１において、積込機械３により積荷を積み込まれる。第１積込場ＬＰＡ１における積込作業が終了した後、ダンプトラック２は、第２走行経路ＲＰｂに従って搬送路ＨＬを後進で走行し、第１排土場ＤＰＡ１に進入する。ダンプトラック２は、第１排土場ＬＰＡ１において、積荷を排出する。第１排土場ＤＰＡ１における排出作業が終了した後、ダンプトラック２は、第１走行経路ＲＰａに従って搬送路ＨＬを前進で走行し、第１積込場ＬＰＡ１に進入する。ダンプトラック２は、第１積込場ＬＰＡ１において、積込機械３により積荷を積み込まれる。以下、同様の作業が繰り返される。

ダンプトラック２の位置データは、管理装置１０に監視される。位置データ取得部１１４は、ダンプトラック２の位置データを取得する（ステップＳ２０）。

異常データ取得部１１３は、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの異常データを取得したか否かを判定する（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０において、異常データを取得していないと判定された場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、ステップＳ２０の処理に戻り、ダンプトラック２の位置データの監視が継続される。

ステップＳ３０において、異常データが取得されたと判定された場合（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、特定エリアデータ取得部１１２は、搬送路ＨＬのうちダンプトラック２がスイッチバック可能な特定エリアＳＡを示す特定エリアデータを記憶装置１２から取得する。

図９は、第１積込場ＬＰＡ１に異常が発生したときの走行条件データを模式的に示す。例えば、ダンプトラック２が第１積込場ＬＰＡ１に向かって搬送路ＨＬを走行しているときに、第１積込場ＬＰＡ１の異常データが異常データ取得部１１３に取得された場合、スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２の位置データに基づいて、特定エリアデータ取得部１１２に取得された複数の特定エリアＳＡの中から、ダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを決定する（ステップＳ４０）。

図９に示すように、搬送路ＨＬには、ダンプトラック２がスイッチバック可能な特定エリアＳＡが複数設けられる。図９は、搬送路ＨＬに第１特定エリアＳＡ１、第２特定エリアＳＡ２、及び第３特定エリアＳＡ３が設けられている例を示す。第２特定エリアＳＡ２及び第３特定エリアＳＡ３は、交差点ＩＳを含む。なお、図９に示す特定エリアＳＡの位置及び数は一例である。

例えば、第１積込場ＬＰＡ１に向かって搬送路ＨＬを走行しているダンプトラック２が位置ＰＳを通過した時点において、異常データ取得部１１３が第１積込場ＬＰＡ１の異常データを取得した場合、スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２の位置ＰＳを示す位置データに基づいて、複数の特定エリアＳＡのうちダンプトラック２から最も近い特定エリアＳＡでダンプトラック２をスイッチバックさせる。

図９に示す例では、位置ＰＳに最も近い特定エリアＳＡは、第１特定エリアＳＡ１である。スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２の位置データに基づいて、ダンプトラック２が第１特定エリアＳＡ１でスイッチバックするように、複数の特定エリアＳＡの中からダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを第１特定エリアＳＡ１に決定する。

スイッチバック指令部１１５は、第１走行経路ＲＰａを走行するダンプトラック２を第１特定エリアＳＡ１でスイッチバックさせて、第２走行経路ＲＰｂを走行させる指令信号をダンプトラック２に出力する（ステップＳ５０）。

これにより、図９に示すように、ダンプトラック２は、第１特定エリアＳＡ１でスイッチバックして、第２走行経路ＲＰｂを後進して走行する。

本実施形態において、第１積込場ＬＰＡ１が異常であるとき、走行条件データ生成部１１１は、ダンプトラック２が正常な第２積込場ＬＰＡ２に向かって走行するように、ダンプトラック２の走行条件データを再設定する（ステップＳ６０）。

スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２が第２積込場ＬＰＡ２に向かって走行するように、ダンプトラック２の位置データ及び第２積込場ＬＰＡ２の位置データに基づいて、特定エリアデータ取得部１１２に取得された複数の特定エリアＳＡの中から、ダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを決定する（ステップＳ７０）。

第２積込場ＬＰＡ２の絶対位置を示す位置データは、既知データであり、記憶部１２に記憶されている。スイッチバック指令部１１５は、位置データ取得部１１４で取得されたダンプトラック２の位置データと、記憶部１２に記憶されている第２積込場ＬＰＡ２の位置データとに基づいて、複数の特定エリアＳＡの中から、ダンプトラック２を第２積込場ＬＰ２に向かって走行させるためにスイッチバックさせる特定エリアＳＡを決定する。

本実施形態においては、スイッチバック指令部１１５は、複数の特定エリアＳＡのうち第２積込場ＬＰＡ２から最も近い特定エリアＳＡでダンプトラック２をスイッチバックさせる。図９に示す例では、第２積込場ＬＰＡ２に最も近い特定エリアＳＡは、第２特定エリアＳＡ２である。スイッチバック指令部１１５は、第２積込場ＬＰＡ２の位置データに基づいて、ダンプトラック２が第２特定エリアＳＡ２でスイッチバックするように、複数の特定エリアＳＡの中からダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを第２特定エリアＳＡ２に決定する。

スイッチバック指令部１１５は、第２走行経路ＲＰｂを走行するダンプトラック２を第２特定エリアＳＡ２でスイッチバックさせて、第１走行経路ＲＰａを走行させる指令信号をダンプトラック２に出力する（ステップＳ８０）。

これにより、図９に示すように、ダンプトラック２は、第２特定エリアＳＡ２でスイッチバックして、第１走行経路ＲＰａを前進して走行する。第２特定エリアＳＡ２でスイッチバックして、第１走行経路ＲＰａを前進して走行するダンプトラック２は、第２積込場ＬＰＡ２に進入することができる。

このように、本実施形態において、ダンプトラック２は、搬送路ＨＬにおいて複数回スイッチバックすることにより、目的地である第２積込場ＬＰＡに走行することができる。

第１積込場ＬＰＡ１が異常状態においては、走行条件データ生成部１１１は、ダンプトラック２が第２積込場ＬＰＡ２と第１排土場ＤＰＡ１とを往復するように走行条件データを設定する。

なお、管制施設７の管理者は、入力装置１５を操作して、ダンプトラック２の目的地を適宜変更することができる。

なお、本実施形態においては、第１積込場ＬＰＡ１に異常が生じたときのダンプトラック２の管理方法の一例について説明した。上述の管理方法は、例えば第１排土場ＤＰＡ１に異常が生じたときのダンプトラック２についても適用可能である。

例えば、第１排土場ＤＰＡ１に向かって第２走行経路ＲＰｂダンプトラック２が後進で走行しているときに、第１排土場ＤＰＡ１の異常データが異常データ取得部１１３に取得された場合、スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２の位置データに基づいて、複数の特定エリアＳＡのうちダンプトラック２から最も近い特定エリアＳＡでダンプトラック２をスイッチバックさせるための指令信号を出力する。これにより、第１排土場ＤＰＡ１に向かって第２走行経路ＲＰｂを後進して走行するダンプトラック２はスイッチバックして、第１走行経路ＲＰａを前進して走行する。

また、第１排土場ＤＰＡ１が異常であるとき、走行条件データ生成部１１１は、ダンプトラック２が正常な第２排土場ＤＰＡ２に向かって走行するように、ダンプトラック２の走行条件データを再設定する。スイッチバック指令部１１５は、ダンプトラック２が第２排土場ＤＰＡ２に向かって走行するように、ダンプトラック２の位置データ及び第２排土場ＤＰＡ２の位置データに基づいて、特定エリアデータ取得部１１２に取得された複数の特定エリアＳＡの中からダンプトラック２をスイッチバックさせる特定エリアＳＡを決定する。

第２排土場ＤＰＡ２の絶対位置を示す位置データは、既知データであり、記憶部１２に記憶されている。スイッチバック指令部１１５は、位置データ取得部１１４で取得されたダンプトラック２の位置データと、記憶部１２に記憶されている第２排土場ＤＰＡ２の位置データとに基づいて、複数の特定エリアＳＡの中から、ダンプトラック２を第２排土場ＤＰ２に向かって走行させるためにスイッチバックさせる特定エリアＳＡを決定する。スイッチバック指令部１１５は、第１走行経路ＲＰａを走行するダンプトラック２を特定エリアＳＡでスイッチバックさせて、第２走行経路ＲＰｂを走行させる指令信号をダンプトラック２に出力する。

これにより、ダンプトラック２は、特定エリアＳＡでスイッチバックして、第２走行経路ＲＰｂを後進して走行する。特定エリアＳＡでスイッチバックして、第２走行経路ＲＰｂを後進して走行するダンプトラック２は、第２排土場ＤＰＡ２に進入することができる。

［作用及び効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、前進時における走行性能と後進時における走行性能とが実質的に同一であるダンプトラック２は、第１走行経路ＲＰａ及び第２走行経路ＲＰｂの一方の走行経路を走行している状態から、搬送路ＨＬの特定エリアＳＡでスイッチバックして、第１走行経路ＲＰａ及び第２走行経路ＲＰｂの他方の走行経路を走行することができる。

これにより、例えば複数の積込場ＬＰＡのうち第１積込場ＬＰＡ１に異常が発生し、第１積込場ＬＰＡ１において所期の作業を実施することが困難な状況である場合には、ダンプトラック２を第１積込場ＬＰＡ１に向かって走行させることなく、正常な第２積込場ＬＰＡ２に向かって迅速に走行させることができる。これにより、第２積込場ＬＰＡ２において正常に積込作業が実施されるため、鉱山の生産性の低下が抑制される。

本実施形態によれば、ダンプトラック２は、４輪操舵方式により、前進時においても、後進時においても、進行方向前方の車輪２６又は車輪２７が操舵される。また、前進時におけるダンプトラック２の走行性能と、後進時におけるダンプトラック２の走行性能とが実質的に同一である。また、ダンプトラック２の前部に障害物センサ３６が設けられ、ダンプトラック２の後部に障害物センサ３７が設けられる。しがって、積込場ＬＰＡにおいて異常が発生した場合でも、ダンプトラック２は、その異常が発生した積込場ＬＰＡまで走行することなく、搬送路ＨＬにおいて容易に方向転換することができる。したがって、積込場ＬＰＡに異常が発生した場合でも、従来よりもダンプトラック２が方向転換するのに要する時間を短縮することができる。そのため、鉱山の生産性の低下を抑制できる。また、ダンプトラック２は、積込場ＬＰＡまで走行しなくても方向転換できるので、無駄な走行が抑制され、燃費の低減を図ることができる。また、ダンプトラック２は、スイッチバックしなくて済むため、タイヤ２６Ｔ及びタイヤ２７Ｔの偏摩耗が抑制され、タイヤ２６Ｔ及びタイヤ２７Ｔの寿命が向上する。また、本実施形態においては、ダンプトラック２が搬送路ＨＬにおいてスイッチバックできるので、積込場ＬＰＡをのエリアを広くする必要がない。

また、本実施形態においては、第１回目のスイッチバックは、複数の特定エリアＳＡのうちダンプトラック２から最も近い特定エリアＳＡで実施される。これにより、例えば異常状態の第１積込場ＬＰＡ１に向かってダンプトラック２が走行する期間を短縮することができる。また、本実施形態においては、第２回目のスイッチバックは、正常状態の第２積込場ＬＰＡ２から最も近い特定エリアＳＡで実施される。これにより、ダンプトラック２は、第２積込場ＬＰＡ２に早期に到着することができる。

なお、上述の実施形態において、スイッチバック指令部１１５は、搬送路ＨＬを走行する複数のダンプトラック２のうち特定のダンプトラック２をスイッチバックさせるとき、複数の特定エリアＳＡのうち他のダンプトラック２が進入するまでの時間が最も長い特定エリアＳＡで特定のダンプトラック２をスイッチバックさせてもよい。一般に、鉱山においては、複数のダンプトラック２が走行条件データに従って搬送路ＨＬを走行する。位置データ取得部１１４は、複数のダンプトラック２それぞれの位置データを取得する。位置データ取得部１１４は、複数のダンプトラック２それぞれの位置データに基づいて、複数の特定エリアＳＡのうち、どの特定エリアＳＡがダンプトラック２で混み合っているか、どの特定エリアＳＡが空いているかを判定することができる。スイッチバック指令部１１５は、特定のダンプトラック２をスイッチバックさせるとき、ダンプトラック２で混み合っていない、空いている特定エリアＳＡを決定し、その決定した特定エリアＳＡでダンプトラック２をスイッチバックさせることができる。これにより、他のダンプトラック２の走行が阻害されず、鉱山の生産性の低下が抑制される。

なお、上述の実施形態においては、走行条件データ生成部１１１、特定エリアデータ取得部１１２、異常データ取得部１１３、位置データ取得部１１４、及びスイッチバック指令部１１５の機能が管理装置１０に含まれることとした。走行条件データ生成部１１１、特定エリアデータ取得部１１２、異常データ取得部１１３、位置データ取得部１１４、及びスイッチバック指令部１１５の一部又は全部の機能が、ダンプトラック２に搭載されている制御装置４０に含まれてもよい。

なお、上述の実施形態においては、作業車両が鉱山で稼働するダンプトラック２であることとした。作業車両は、鉱山とは別の広域の作業現場で稼働してもよい。

１…管理システム、２…ダンプトラック（作業車両）、３…積込機械、５…測位衛星、６…中継器、７…管制施設、９…通信システム、１０…管理装置、１１…演算処理装置、１２…記憶装置、１３…入出力インターフェース、１４…無線通信装置、１５…入力装置、１６…出力装置、１８…無線通信装置、２０…シャーシ、２１…ダンプボディ、２２…走行装置、２３…駆動装置、２４…ラジエータ、２５…ホイストシリンダ、２６…ホイール、２６Ｔ…タイヤ、２７…ホイール、２７Ｔ…タイヤ、２８…ヒンジ機構、２９…突出部、３０…傾斜面、３１…位置検出器、３２…照明灯、３３…照明灯、３４…ブレーキ装置、３５…操舵装置、３６…障害物センサ、３７…障害物センサ、４０…制御装置、４１…演算処理装置、４２…記憶装置、４３…入出力インターフェース、４４…無線通信装置、１１１…走行条件データ生成部、１１２…特定エリアデータ取得部、１１３…異常データ取得部、１１４…位置データ取得部、１１５…スイッチバック指令部、４１１…運転制御部、４１２…絶対位置データ取得部、ＣＲ…破砕機、ＤＰＡ…排土場、Ｇｉ…入口、Ｇｏ…出口、ＨＬ…搬送路、ＩＳ…交差点、ＬＰＡ…積込場、ＰＡ…作業場、ＲＰ…目標走行経路、ＲＰａ…第１走行経路、ＲＰｂ…第２走行経路、ＳＡ…重複エリア。

Claims (8)

1. 作業車両の作業が実施される作業場に通じる搬送路において、前記作業車両を前進で走行させる第１走行経路及び後進で走行させる第２走行経路を含む走行条件データを設定する走行条件データ生成部と、
   前記搬送路のうち前記作業車両がスイッチバック可能な特定エリアを示す特定エリアデータを取得する特定エリアデータ取得部と、
   前記第１走行経路及び前記第２走行経路の一方の走行経路を走行する前記作業車両を前記特定エリアでスイッチバックさせて前記第１走行経路及び前記第２走行経路の他方の走行経路を走行させる指令信号を出力するスイッチバック指令部と、
   を備える作業車両の管理システム。
2. 前進時における前記作業車両の走行性能と後進時における前記作業車両の走行性能とは実質的に同一である、
   請求項１に記載の作業車両の管理システム。
3. 前記作業車両は、前部及び後部のそれぞれに障害物センサを有し、前進時及び後進時のそれぞれにおいて障害物を検出する、
   請求項１又は請求項２に記載の作業車両の管理システム。
4. 前記特定エリアは、前記搬送路の交差点を含む、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両の管理システム。
5. 前記作業車両の位置データを取得する位置データ取得部を備え、
   前記スイッチバック指令部は、前記位置データに基づいて、複数の前記特定エリアのうち前記作業車両から最も近い特定エリアで前記作業車両をスイッチバックさせる、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業車両の管理システム。
6. 操作されることにより前記特定エリアデータを生成する入力装置を備え、
   前記特定エリアデータ取得部は、前記入力装置から前記特定エリアデータを取得する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業車両の管理システム。
7. 前記スイッチバック指令部は、前記搬送路において前記作業車両を複数回スイッチバックさせて、特定の前記作業場に前記作業車両を走行させる、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の作業車両の管理システム。
8. 作業車両の作業が実施される作業場に通じる搬送路において、前記作業車両を前進で走行させる第１走行経路及び後進で走行させる第２走行経路を含む走行条件データを設定することと、
   前記搬送路のうち前記作業車両がスイッチバック可能な特定エリアを示す特定エリアデータを取得することと、
   前記第１走行経路及び前記第２走行経路の一方の走行経路を走行する前記作業車両を前記特定エリアでスイッチバックさせて前記第１走行経路及び前記第２走行経路の他方の走行経路を走行させる指令信号を出力することと、
   を含む作業車両の管理方法。