JP6325655B2 - 交通管制サーバ及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、交通管制サーバ及びシステムに係り、特に無人車両及び有人車両が走行する作業現場における両者の干渉を抑止する技術に関する。

露天掘り鉱山などでは、掘削した鉱石を搬送する無人ダンプなどの複数の自律走行車両（以下「無人車両」という）と、道路を整備するドーザやグレーダ、埃が立たないようにする散水車、パトロールをするサービスカー等の有人車両と、が混在して走行することがある。無人車両は管制局からの指示に従って自律走行しているので、無人車両同士の干渉は管制局による交通管制により抑止することができる。しかし、有人車両は、その有人車両を運転する運転手の判断で走行しており、管制局が有人車両の進行方法を把握していない。そのため、現状では、無人車両及び有人車両の干渉回避は有人車両の運転手の注意力や運転技術に大きく依存しており、より安全性を向上させたいという要望がある。

このような干渉回避のための技術として、特許文献１には、車両間の車間距離が所定距離より近づいたら有人車両に警報を出したり、無人車両を減速・停止させたりする構成が開示されている。また、特許文献２には、各車両が所定時間内に移動可能な範囲を予測し、それらの予測範囲が相互に重なる場合に有人車両に警報を出したり、無人車両を減速・停止させたりする構成が開示されている。

特開平９−２３１５００号公報 特開２０００−３３９０２９号公報

上記特許文献１、２では、車間距離が近づく、あるいは予測範囲が重なった段階で有人車両に警報が出る。運転手はこの警報が出てから危険回避の行動を取るが、運転手が警報に気が付かなかったり反応が遅かったりすることに起因して、有人車両が回避行動を取り損ねたり、回避行動をとるまでに時間がかかりすぎることがある。この場合、干渉の危険性が大きくなることで安全性が十分に確保できない。

一方、無人車両に対し、有人車両の回避行動の不十分さを考慮して減速・停止指示を出すタイミングを早めすぎると、無人車両の減速・停止が頻回に生じる。無人車両は、鉱石の運搬などに用いられていることが多く、無人車両に対する頻回の減速・停止は、鉱山全体の生産性の低下につながる。

特許文献１，２は、有人車両及び無人車両の干渉回避に役立つ技術を提供しているが、干渉に対する危険性の増大を抑止することと、鉱山全体の生産性の低下の抑止することとの両立については考慮されていない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、鉱山内を走行する有人車両及び無人車両の安全性の確保及び生産性の低下抑止を両立させる交通管制サーバ及び交通管制システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る交通管制サーバは、鉱山内の予め定められた走行経路に沿って自律走行する無人車両、及び前記鉱山内を運転手が搭乗して走行する有人車両の干渉回避のための交通管制を行う交通管制サーバであって、前記無人車両に対し、前記走行経路上の部分区間を当該無人車両の走行を許可する走行許可区間として設定する走行許可区間設定部と、前記有人車両が前記無人車両に干渉するかを判断するためのパラメータに基づいて、前記干渉を回避するための動作レベルを複数段階から一つ決定する干渉制御部であって、前記各動作レベルにおいて、前記運転手に対する警告情報の出力を、前記無人車両に制動動作を行わせるための制動指示情報の出力に優先して実行する干渉制御部と、前記警告情報を前記有人車両に対して送信すると共に、前記制動指示情報を前記無人車両に対して送信する制御を行うサーバ側通信制御部と、を備えることを特徴する。

干渉制御部は、有人車両及び走行許可区間の干渉を回避するための動作レベルを、パラメータに基づいて複数段階から一つ設定するので、有人車両及び無人車両は、パラメータに応じた、即ち侵入の可能性に応じた動作レベルで干渉回避が行える。加えて各動作レベルでは、有人車両への警告を無人車両の制動動作よりも優先させる。これにより、有人車両の運転手による回避行動をより早く行わせて干渉回避を行って安全性を確保すると共に、無人車両の制動動作の回数・制動量を減らして鉱山の生産性の低下も抑止することができる。

また、本発明は上記構成において、前記干渉制御部は、前記動作レベルとして、前記警告情報のみを出力し、前記制動指示情報は出力しないレベルを含む。

上記動作レベルでは、干渉を回避するための動作として、有人車両の運転手に対する警告のみを行い、無人ダンプの制動動作を伴わない。そのため、上記構成によれば、鉱山の生産性に影響を与えることなく、干渉回避の動作を行うことができる。

また、本発明は上記構成において、前記複数段階の段階数を任意に設定できる設定部を更に備えてもよい。

これにより、ユーザが所望する段階数で動作レベルを決定することができる。例えば、より細やかに動作レベルを設定したい場合には段階数を増し、警告、制動動作の種類を少なくしたければ段階数を減らすことができる。

また、本発明は上記構成において、前記干渉制御部は、前記パラメータとして、前記有人車両の現在位置から前記走行許可区間に前記有人車両が侵入すると予想される干渉地点までの第一距離、前記無人車両の現在位置から前記干渉地点までの第二距離、前記有人車両の速度、及び前記無人車両の速度のうちの少なくとも一つを用いる、ことを特徴とする。

有人車両又は無人車両と干渉地点との位置関係や、有人車両や無人車両の速度に応じて干渉が生じる可能性が異なる。そこで上記に影響を及ぼすパラメータに基づいて動作レベルを決定することで、位置関係等に合った動作レベルの回避行動をとることができる。

また、本発明は上記構成において、前記干渉制御部は、前記有人車両の速度に基づいて当該有人車両が制動動作を開始してから停止するまでに必要な有人車両停止可能距離を算出し、当該有人車両停止可能距離及び前記第一距離を比較した結果、及び前記無人車両の速度に基づいて当該無人車両が制動動作を開始してから停止するまでに必要な無人車両停止可能距離を算出し、当該無人車両停止可能距離及び前記第二距離を比較した結果、の少なくとも一つに基づいて前記動作レベルを決定する、ことを特徴とする。

停止可能距離は速度により変動する。そこで、上記構成によれば、停止可能距離を考慮して動作レベルを決定することで、有人車両や無人車両の走行状態に応じて動作レベルを決定することができる。

また、本発明は上記構成において、前記制動指示情報は、前記無人車両の減速動作、前記無人車両の通常停止動作、及び前記無人車両の緊急停止動作のうちの一つを実行するための情報である、ことを特徴とする。

上記構成によれば、無人車両の制動動作を減速、通常停止、緊急停止に切り替えることで、無人車両の過剰な制動動作を避けることができる。

また本発明に係る交通管制システムは、鉱山内の予め定められた走行経路に沿って自律走行する無人車両、及び前記鉱山内を運転手が搭乗して走行する有人車両の干渉回避のための交通管制を行う交通管制システムであって、前記無人車両に対し、前記走行経路上の部分区間を当該無人車両の走行を許可する走行許可区間として設定する走行許可区間設定部と、前記有人車両が前記無人車両に干渉するかを判断するためのパラメータに基づいて、前記干渉を回避するための動作レベルを複数段階から一つ決定する干渉制御部であって、前記各動作レベルにおいて、前記運転手に対する警告情報の出力を、前記無人車両に制動動作を行わせるための制動指示情報の出力に優先して実行する干渉制御部と、前記警告情報に基づいて前記運転手への警告を発する処理を行う警告処理部と、前記制動指示情報に基づいて、前記無人車両に備えられた制動装置の駆動制御を行う制動制御部と、を備えることを特徴とする。

干渉制御部は、有人車両及び走行許可区間の干渉を回避するための動作レベルを、パラメータに基づいて複数段階から一つ設定する。そして警告処理部は、動作レベルに応じた警告情報に基づいて運転手への警告を行う。また制動制御部も、動作レベルに応じた制動指示情報に基づいて無人車両の駆動制御を行う。これにより、有人車両及び無人車両は、パラメータに応じた、即ち侵入の可能性に応じた動作レベルで干渉回避が行える。加えて各動作レベルでは、有人車両への警告を無人車両の制動動作よりも優先させる。これにより、有人車両の運転手による回避行動をより早く行わせて干渉回避を行って安全性を確保すると共に、無人車両の制動動作の回数・制動量を減らして鉱山の生産性の低下も抑止することができる。

本発明によれば、鉱山内を走行する有人車両及び無人車両の安全性の確保及び生産性の低下抑止を両立させる交通管制サーバ及び交通管制システムを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係る交通管制システムの概略構成を示す図 図１の搬送路を詳述した図 交通管制サーバ、無人ダンプ及びダンプ端末装置のハードウェア構成図 有人車両端末装置のハードウェア構成図 交通管制サーバ及びダンプ端末装置の主な機能を示す機能ブロック図 交通管制サーバ及び有人車両端末装置の主な機能を示す機能ブロック図 走行許可区間設定処理を示す図であって、（ａ）は各無人ダンプに対して設定された走行許可区間を示し、（ｂ）は、無人ダンプに対して新たに設定された走行許可区間を示し、（ｃ）は、解放区間を示す。 有人車両による無人ダンプの走行許可区間への干渉状態を示す図 本実施形態に係る交通管制サーバの処理の流れを示すフローチャート 干渉回避処理において用いられるパラメータを説明する図 干渉回避処理の流れを示すフローチャート 有人車両及び無人ダンプの位置関係を示す図であって、（ａ）は、第１レベルの回避動作を行う位置関係を示し、（ｂ）は、第２レベルの回避動作を行う位置関係を示す。 有人車両及び無人ダンプの位置関係を示す図であって、（ａ）は、第３レベルの回避動作を行う位置関係を示し、（ｂ）は、第４レベルの回避動作を行う位置関係を示す。 有人車両及び無人ダンプの位置関係（第５レベルの回避動作を行う位置関係）を示す図 第二実施形態に係る有人車両端末装置のハードウェア構成を示す図 第二実施形態に係る画面表示例を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

＜第一実施形態＞
第一実施形態は、鉱山においてショベルやホイールローダ等の積込機が積み込んだ土砂や鉱石を搬送し、運転手が搭乗することなく自律走行する無人ダンプ（無人車両に相当する）と、ドーザやグレーダ、散水車、及びサービスカーのような運転手が搭乗して走行する有人車両と、これら無人ダンプ及び有人車両の干渉を回避するために交通管制を行う交通管制サーバと、を無線通信回線で接続した交通管制システムに係り、特に生産性と安全性との両立を図りつつ、無人ダンプ及び有人車両の干渉を抑止するための構成に特徴がある。以下、本発明の第一実施形態に係る交通管制システムについて、図面を参照しながら説明する。

まず、図１に基づいて第一実施形態に係る交通管制システムの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る交通管制システムの概略構成を示す図である。図１に示す交通管制システム１は、鉱山などの採石場で、土砂や鉱石の積込作業を行うショベル１０−１、１０−２から積み込まれた土砂や鉱石等の積荷を搬送するための鉱山用の無人ダンプ２０−１、２０−２、及び散水車やサービスカーなどの有人車両７０−１、７０−２のそれぞれと、採石場の近傍若しくは遠隔の管制センタ３０に設置された交通管制サーバ３１とを、無線通信回線４０を介して互いに通信接続して構成される。

各無人ダンプ２０−１、２０−２は、鉱山内であらかじめ設定された搬送路６０に沿ってショベル１０−１又は１０−２、及び図示しない放土場の間を往復し、積荷を搬送する。

鉱山内には、複数の無線基地局４１−１、４１−２、４１−３が設置される。そしてこれらの無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由して、無線通信の電波が送受信される。

ショベル１０−１、１０−２及び各無人ダンプ２０−１、２０−２は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の少なくとも３つの航法衛星５０−１、５０−２、５０−３から測位電波を受信して自車両の位置を取得するための位置算出装置（図１では図示を省略する）を備える。ＧＮＳＳとして、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＡＬＩＬＥＯを用いてもよい。無人ダンプ２０−１、２０−２や有人車両７０−１、７０−２は実際には複数存在し、それぞれが交通管制サーバ３１と無線で通信を行うが、その構成は同じであるので、以下ではショベル１０−１、ダンプ２０−１、及び有人車両７０−１を例に挙げて説明する。

ショベル１０−１は、超大型の油圧ショベルであって、走行体１１と、この走行体１１上に旋回可能に設けた旋回体１２と、運転室１３と、旋回体１２の前部中央に設けたフロント作業機１４と、を備えて構成される。フロント作業機１４は、旋回体１２に対し俯仰動可能に設けられたブーム１５と、このブーム１５の先端に回動可能に設けられたアーム１６と、そのアーム１６の先端に取り付けられたバケット１７とを含む。ショベル１０−１における見通しの良い場所、例えば運転室１３の上部に、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ１８が設置されている。

無人ダンプ２０−１は、本体を形成するフレーム２１と、前輪２２及び後輪２３と、フレーム２１の後方部分に設けられたヒンジピン（図示せず）を回動中心として上下方向に回動可能な荷台２４と、この荷台２４を上下方向に回動させる左右一対のホイストシリンダ（図示せず）と、を含む。また、無人ダンプ２０−１は、見通しの良い場所、例えば、無人ダンプ２０−１の上面前方に、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ２５が設置される。

更に無人ダンプ２０−１は、交通管制サーバ３１からの指示に従って自律走行をするための車載端末装置（以下「ダンプ端末装置」と略記する）２６を搭載する。

有人車両７０−１は、交通管制サーバ３１からの指示に従って運転手に対してブレーキ操作を促すための警告を発報するための警告装置を含む車載端末装置（以下「有人車両端末装置」と略記する）７６を搭載する。

交通管制サーバ３１は、無線通信回線４０に接続するためのアンテナ３２に接続される。そして、交通管制サーバ３１は、アンテナ３２、無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由してダンプ端末装置２６及び有人車両端末装置７６の其々と通信する。

図２は、図１の搬送路６０を詳述した図であり、無人ダンプや有人車両が走行する露天掘り鉱山現場の構成例を示す。図２の符号６１はショベルによる掘削現場を示す。ショベル１０−１は、このエリアで掘った表土や鉱石を無人ダンプ２０−１に積み込む。よって、掘削現場６１は、積込位置を含む。

図２の符号６２は表土を展開する放土場である。無人ダンプ２０−１が掘削現場から搬送した表土等は、この場所で放土され、層状あるいは放射状に展開される。

図２の符号６３は、鉱石を破砕処理するクラッシャ（不図示）などが設置された放土場である。クラッシャが破砕した鉱石は、ベルトコンベアなどにより貨車による積み出し場あるいは処理設備などに搬送される。無人ダンプ２０−１は、掘削現場６１で表土や鉱石を積込む。そして、無人ダンプ２０−１は搬送路６０を走行してそれらを放土場６２又は６３に搬送する。

掘削現場６１において、ショベル１０−１が表土を掘削している場合、無人ダンプ２０−１は、掘削現場６１及び放土場６２の間を往復する。掘削現場６１において、ショベルが鉱石を掘削している場合は、無人ダンプ２０−１は、掘削現場６１及び放土場６３の間を往復する。このため、搬送路６０は、掘削現場６１及び放土場６２を結ぶ搬送路と、掘削現場６１及び放土場６３を結ぶ搬送路と、を含み、これらの搬送路が交差点６７において交差する。そこで、複数の無人ダンプがそれぞれ異なる積荷、表土又は鉱石を搬送している場合は、無人ダンプ同士が交差点６７などにおいて干渉する恐れがある。

また搬送路６０上には、無人ダンプ２０−１の進行方向が異なる二つの走行経路６４が備えられる。各走行経路６４は、上り車線及び下り車線を構成する。そして、無人ダンプ２０−１は、搬送路６０上を一般の道路などと同じように例えば右側通行で走行する。

走行経路６４は、地図上で設定された座標値として与えられる。より具他的には、交通管制サーバ３１と各無人ダンプ２０−１とに同一の地図情報を格納しておく。この地図情報は、地図上にある地点（以下「ノード」という）６５と、このノード６５の座標値とを含む。走行経路６４は、複数のノード６５、及び隣接するノードを接続するサブリンク６６により定義される。

次に図３及び図４を参照して、図１の交通管制サーバ３１、無人ダンプ２０及びダンプ端末装置２６、及び有人車両端末装置７６のハードウェア構成について説明する。図３は、交通管制サーバ３１、無人ダンプ２０及びダンプ端末装置２６のハードウェア構成図である。図４は、有人車両端末装置７６のハードウェア構成図である。

図３に示すように、交通管制サーバ３１は、サーバ側制御装置３１１、サーバ側入力装置３１２、サーバ側表示装置３１３、サーバ側通信装置３１４、通信バス３１５、マスタ地図情報データベース（以下データベースを「ＤＢ」と略記する）３１６、及び走行許可区間情報ＤＢ３１７（以下「区間情報ＤＢ」と略記する）を含んで構成される。

サーバ側制御装置３１１は、交通管制サーバ３１の各構成要素の動作を制御するものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算・制御装置の他、交通管制サーバ３１で実行されるプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、また、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、を含むハードウェアを用いて構成される。交通管制サーバ３１で実行されるプログラムの機能構成は図５を参照して後述する。また、サーバ側制御装置３１１は、交通管制サーバ３１で実行される機能を実現するための集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いて構成してもよい。

サーバ側入力装置３１２は、マウス、キーボードなどの入力装置により構成され、無人ダンプ２０−１の状態表示や無人ダンプ２０−１へのマニュアル指示を入力するためのユーザインタフェースとして機能する。

サーバ側表示装置３１３は、液晶モニタ等により構成され、オペレータに対して情報を表示して提供するインターフェースとして機能する。

サーバ側通信装置３１４は、有線／無線ネットワークとの通信接続を行う装置により構成される。交通管制サーバ３１は有線通信回線３３を介してアンテナ３２と接続され、無線通信回線４０を介して無線基地局４１−１、４１−２、４１−３と接続される。

通信バス３１５は、各構成要素を互いに電気的に接続する。

マスタ地図情報ＤＢ３１６は、ＨＤＤなど情報を固定的に記憶する記憶装置を用いて構成され、搬送路６０上の各ノードの位置情報（座標値）と、各ノードを連結するサブリンクとにより定義された地図情報（走行経路情報）を記憶する。また、鉱山の地形情報や、各ノードの絶対座標（測位電波を基に算出される３次元実座標）を含んでもよい。各ノードには、そのノードを固有に識別する位置識別情報（以下「ノードＩＤ」という）が付与される。

区間情報ＤＢ３１７は、ＨＤＤなど情報を固定的に記憶する記憶装置を用いて構成され、各無人ダンプ２０−１を固有に識別する車両識別情報と、各無人ダンプに割り当てられた走行許可区間を示す位置情報、各無人ダンプの現在位置、走行速度を含む区間情報を記憶する。車両識別情報は、無人ダンプ及び有人車両の区別がつく情報であることが望ましい。または、区間情報ＤＢ３１７は、車両識別情報に無人ダンプ又は有人車両の区別をつけるためのフラグを関連付けて格納してもよい。

上記の各データベースは、地図情報や区間情報を記憶する記憶部だけを備え、サーバ側制御装置３１１がそれらのデータベースの更新・検索処理を行ってもよいし、各ＤＢに情報の更新・検索処理を行うエンジンを搭載したものでもよい。

一方、無人ダンプ２０−１は、電気駆動ダンプトラックであって、ダンプ端末装置２６の他、ダンプ端末装置２６の指示を受けて無人ダンプの加減速やステアリングを制御する車両制御装置２７、外界センサ装置２８、及び位置検出装置２９を備える。

ダンプ端末装置２６は、端末側制御装置２６１、端末側入力装置２６２、端末側表示装置２６３、端末側通信装置２６４、通信バス２６５、及び端末側地図情報ＤＢ２６６を含んで構成される。

端末側制御装置２６１、端末側入力装置２６２、端末側表示装置２６３、端末側通信装置２６４、通信バス２６５、及び端末側地図情報ＤＢ２６６のそれぞれは、サーバ側制御装置３１１、サーバ側入力装置３１２、サーバ側表示装置３１３、サーバ側通信装置３１４、通信バス３１５、及びマスタ地図情報ＤＢ３１６のそれぞれと同一の構成であるので、重複説明を省略する。上記端末側地図情報ＤＢ２６６は、マスタ地図情報ＤＢ３１６に格納された地図情報と同じ地図情報を格納する。

車両制御装置２７は、リターダブレーキ２７１、サービスブレーキ２７２、ステアリング制御装置２７３、及び加速制御装置２７４を含む。車両制御装置２７は、ダンプ端末装置２６に電気的に接続され、交通管制サーバ３１からの指示に従って無人ダンプ２０−１を自律走行させる。

リターダブレーキ２７１は、通常制動時に使用するブレーキである。リターダブレーキ２７１は、電気駆動エンジンを構成する電動機を発電機としてとして作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を生成し、これを抵抗器に印加して熱エネルギーとして消費させることで制動力を得るものである。

サービスブレーキ２７２は、緊急制動時に使用するブレーキであり、機械ブレーキにより構成される。サービスブレーキ２７２の頻回の使用は、機械ブレーキの構成部品、例えばブレーキパッドやディスクの摩耗を招く。従って、本実施形態では、緊急度に合わせてリターダブレーキ２７１とサービスブレーキ２７２とを使い分ける。このブレーキの使い分けに係る構成については後述する。

ステアリング制御装置２７３は、無人ダンプ２０−１のステアリング角度を調整する。

加速制御装置２７４は、無人ダンプ２０−１の加速、減速の調整を行う。

外界センサ装置２８は、ミリ波レーダや前方カメラなど、ダンプ２０−１の走行方向（進行方向）前方の障害物を検知するためのセンサでありその種類は問わない。外界センサ装置２８の検知結果はダンプ端末装置２６の端末側制御装置２６１に出力され、通常時は走行経路から離脱しないように走行位置の監視や加減速に用いられ、緊急時には緊急回避行動に必要な制動動作に用いられる。

位置算出装置２９は、航法衛星５０−１、５０−２、５０−３（図１参照）からの測位電波を基に自車両の現在位置を算出する。算出された自車両の現在位置は、ダンプ端末装置２６から交通管制サーバ３１に対して送信される。

ダンプ端末装置２６は、無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由して交通管制サーバ３１と無線通信接続される。

図４に示すように、有人車両端末装置７６もダンプ端末装置２６と同様、端末側制御装置７６１、端末側入力装置７６２、端末側表示装置７６３、端末側通信装置７６４、及び通信バス７６５を含む。これらの各構成要素はダンプ端末装置２６の構成と同様であるので重複説明を省略する。

有人車両端末装置７６は、上記の構成に加え、交通管制サーバ３１からの指示に従って有人車両７０−１の運転手に対して干渉回避動作（ブレーキ操作やステアリング操作）を促すための警告を発する警告装置７６８を備える。

警告装置７６８は、警告音や警告メッセージを発声するスピーカや点滅ライトなど、オペレータの五感に対して作用する警告を発報するものであればその種類を問わない。また、警告装置７６８は、端末側表示装置７６３の画面に警告表示を行うものとして構成してもよい。有人車両端末装置７６は、ダンプ端末装置２６と同様、有人車両７０−１の現在位置を検出する位置算出装置７９に電気的に接続される。

有人車両端末装置７６は、無線基地局４１−１、４１−２、４１−３を経由して交通管制サーバ３１と無線通信接続される。

次に図５を参照して、図１の交通管制サーバ３１、ダンプ端末装置２６、及び有人車両端末装置７６の機能構成について説明する。図５は、交通管制サーバ及びダンプ端末装置の主な機能を示す機能ブロック図である。図６は、有人車両端末装置の主な機能を示す機能ブロック図である。

図５に示すように、交通管制サーバ３１のサーバ側制御装置３１１は、配送管理部３１１ａ、走行許可区間設定部３１１ｂ、干渉制御部３１１ｃ、サーバ側通信制御部３１１ｄ、及び通信インターフェース（以下「通信Ｉ／Ｆ」と略記する）３１１ｅを備える。

配送管理部３１１ａは、無人ダンプ２０−１の目的地を設定し、マスタ地図情報ＤＢ３１６に格納された地図情報を参照して現在位置から目的地に至る走行経路を決定する。

配車管理部３１１ａの処理例として、例えば無人ダンプ２０−１が駐機場にいる場合には、積込位置を含む積込場の入口を目的として設定する。そして配車管理部３１１ａは駐機場から積込上の入口に至るまでの走行経路を設定する。この走行経路の設定に際し、配車管理部３１１ａは、積込位置の移動に伴って動的に走行経路を生成してもよい。更に、配車管理部３１１ａは、無人ダンプ２０−１が積込位置に入る場合には積載物の内容によって放土場６２、６３のいずれかを目的地として設定し、それに至るまでの走行経路を生成する。

走行許可区間設定部３１１ｂは、無人ダンプ２０−１に対し、マスタ地図情報ＤＢ３１６に格納された地図情報を参照し、上記で決定された走行経路上の部分区間を無人ダンプ２０−の走行を許可する走行許可区間として設定し、当該走行許可区間の位置を示す区間情報を生成する。走行許可区間設定部３１１ｂは、区間情報ＤＢ３１７に格納された区間情報に対し、新たに生成した区間情報を上書きして更新する。区間情報には、走行許可区間の最前端のノードである前方境界点のノードＩＤ、及び最後端のノードである後方境界点のノードＩＤが含まれる。走行許可区間設定部３１１ｂは、ダンプ端末装置２６から新たな走行許可区間の設定を要求する情報（以下「要求情報」という）を受信すると、これに応じて走行許可区間の設定処理を行う。走行許可区間設定部３１１ｂは、新たな走行許可区間を設定した際にはその走行許可区間の区間情報を生成し、出来なかった場合には走行不許可を示す応答情報を生成する。

干渉制御部３１１ｃは、区間情報ＤＢ３１７に格納された区間情報を参照し、有人車両７０−１が走行許可区間に接近すると、有人車両７０−１の運転手に対して警告を発するための警告情報を生成したり、無人ダンプ２０−１に減速、リターダブレーキ２７１を用いた通常停止動作、又はサービスブレーキ２７２を用いた（リターダブレーキ２７１を併用する場合もある）緊急停止動作を指示するための制動指示情報を生成する。より詳しくは、干渉制御部３１１ｃは、有人車両７０−１が走行許可区間に侵入するかを判断するためのパラメータに基づいて、干渉を回避するための動作レベルを複数段階から一つ決定する。上記パラメータには、有人車両７０−１及び無人ダンプ２０−１の干渉の危険性を判断するためのパラメータを更に含んでもよい。上記パラメータについては、図７を参照して後述する。

干渉制御部３１１ｃは、各動作レベルにおいて、運転手に対する警告情報の出力を、無人ダンプ２０−１に制動動作を行わせるための制動指示情報の出力に優先して実行する。ここでいう「優先」とは、警告情報の出力タイミングを制動指示情報の出力タイミングよりも早くする態様の他、警告情報のみを出力し、制動指示情報の出力を行わない態様も含む。

交通管制サーバ３１は、干渉制御部３１１ｃにおける動作レベルの段階数を任意に設定できる設定部を更に備えてもよい。例えばサーバ側入力装置３１２を用いて、ユーザが任意の段階数を入力してもよい。この場合、各段階に応じた警告レベル、制動動作も設定する。

サーバ側通信制御部３１１ｄは、ダンプ端末装置２６及び有人車両端末装置７６との間の無線通信制御を行う。具体的は、制動指示情報と、区間情報又は応答情報と、をダンプ端末装置２６に送信する。またダンプ端末装置２６から、要求情報、無人ダンプ２０−１の位置算出装置２９が算出した自車両の位置を示す無人ダンプ位置情報、及び無人ダンプ２０−１の速度情報を受信する。速度情報は、位置情報の変化量を基に走行方向及び速さ（スカラ量）を含む速度（ベクトル）を示す情報として構成してもよいし、無人ダンプ２０−１に搭載したジャイロセンサのような車体の向きを検出するセンサの出力結果と車輪の回転数から求めた速さとを組み合わせた情報として構成してもよい。

通信Ｉ／Ｆ３１１ｅは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格の接続端子等、サーバ側通信装置３１４と通信接続をするためのハードウェアにより構成される。

次にダンプ端末装置２６について説明する。ダンプ端末装置２６の端末側制御装置２６１は、自律走行制御部２６１ａ、端末側通信制御部２６１ｂ、通信Ｉ／Ｆ２６１ｃ、及び要求情報処理部２６１ｄを備える。

自律走行制御部２６１ａは、位置算出装置２９から自車両の現在位置を取得し、端末側地図情報ＤＢ２６６の地図情報を参照して、区間情報に含まれる走行許可区間に従って自車両を走行させるための制御を車両制御装置２７に対して行う。また、自律走行制御部２６１ａは、外界センサ装置２８の検知結果に基づいて前方障害物の有無を判定し、障害物との干渉、衝突の回避動作の有無も判定し、必要があれば制動動作のための制御を行う。更に自律走行制御部２６１ａは、交通管制サーバ３１からの指示に従って、車両制御装置２７に含まれる制動装置に対する駆動制御を行い、減速動作、通常停止動作、又は緊急停止動作を行う。従って、自律走行制御部２６１ａは、制動制御部としての機能も有する。

端末側通信制御部２６１ｂは、交通管制サーバ３１との間で行う無線通信の制御を行う。端末側通信制御部２６１ｂは要求情報の送信と、区間情報又は応答情報、制動指示情報の受信と、を行う。

通信Ｉ／Ｆ２６１ｃは、ＵＳＢ規格の接続端子等、端末側通信装置２６４と通信接続をするためのハードウェアにより構成される。

要求情報処理部２６１ｄは、端末側地図情報ＤＢ２６６に格納された地図情報及び位置算出装置２９が算出した現在位置を基に、無人ダンプ２０−１が要求情報を送信する地点に到達したかを判断し、要求地点に到達すると要求情報を生成して端末側通信制御部２６１ｂを介して交通管制サーバ３１に対して要求情報を送信する。

また、図６に示すように有人車両７０−１に搭載する有人車両端末装置７６の端末側制御装置７６１は、警告処理部７６１ａ、端末側通信制御部７６１ｂ、及び通信Ｉ／Ｆ７６１ｃを備える。端末側通信制御部７６１ｂ、及び通信Ｉ／Ｆ７６１ｃは、ダンプ端末装置２６の構成と同様であるので重複説明を省略する。なお、有人車両７０−１に搭載される位置算出装置７９が算出した自車両の現在位置を示す位置情報は、端末側通信制御部７６１ｂを介して交通管制サーバ３１に送信される。

警告処理部７６１ａは、交通管制サーバ３１から受信した警告情報に示す警告レベルに応じた警告を、警告装置７６８が発するように制御する。また警告処理部７６１ａは、上記警告レベルに応じた警告表示を端末側表示装置７６３に表示する。

交通管制サーバ３１が備える配車管理部３１１ａ、走行許可区間設定部３１１ｂ、干渉制御３１１ｃ、サーバ側通信制御部３１１ｄは、これらの機能を実現するプログラムが図３に示すサーバ側制御装置３１１（ハードウェア）により実行されることにより実現する。同様に、ダンプ端末装置２６に備えられる自律走行制御部２６１ａ、端末側通信制御部２６１ｂ、及び要求情報処理部２６１ｄは、これらの機能を実現するプログラムが図３に示す端末側制御装置２６１（ハードウェア）により実行されることにより実現する。更に有人車両端末装置７６に備えられる警告処理部７６１ａ及び端末側通信制御部７６１ｂは、これらの機能を実現するプログラムが図４に示す端末側制御装置７６１（ハードウェア）により実行されることにより実現する。

次に、図７を参照して、交通管制サーバ３１による走行許可設定処理について説明する。図７は、走行許可区間設定処理を示す図であって、（ａ）は各無人ダンプに対して設定された走行許可区間を示し、（ｂ）は、無人ダンプに対して新たに設定された走行許可区間を示し、（ｃ）は、解放区間を示す。交通管制サーバ３１は、排他的に走行許可区間を設定するので走行許可区間処理の説明は、無人ダンプ同士の干渉を回避するための処理の説明も兼ねる。

図７の（ａ）に示す無人ダンプ２０−１、２０−２は、矢印Ａ方向に向かって走行中の無人ダンプである。走行許可区間８３ａは無人ダンプ２０−１に対して設定された走行許可区間である。走行許可区間８３ｂは無人ダンプ２０−２に対して設定された走行許可区間である。Ｄ１は、無人ダンプ２０−１の現在位置から走行許可区間８３ａの前方境界点（終端）までの走行経路に沿った距離を示す走行許可残存距離である。Ｄ２は、要求情報の送信を開始する走行許可要求開始距離である。

走行許可要求開始距離Ｄ２は、無人ダンプ２０−１が停止可能な距離（以下「停止可能距離」といい、ＵＶＳＬで表す）よりも長い距離であり、例えばＵＶＳＬに所定のオフセット距離ｍを加えた距離として定義される。この場合、走行許可要求開始距離Ｄ２は下式（１）で表せる。また、ＵＶＳＬは、無人ダンプ２０−１の現在の速度から通常の制動操作、即ちリターダブレーキを主に用いる制動動作で停止できる距離を基に算出され、例えば下式（２）により表せる。

所定のオフセット距離ｍの値は、例えば無線通信にかかる時間や無線通信の障害の発生度合いなどを考慮して設定する。無人ダンプ２０−１の速度ｖは、無人ダンプ２０−１の現在速度を車輪の回転数などから測定したものであってもよく、また、無人ダンプの現在の走行位置に対してマスタ地図情報ＤＢ３１６及び端末側地図情報ＤＢ２６６に格納された地図情報に設定されている最大許容速度を用いてもよい。

無人ダンプ２０−１の走行許可残存距離Ｄ１が走行許可要求開始距離Ｄ２以下となったとき、無人ダンプ２０−１は、交通管制サーバ３１に対して要求情報を送信する。要求情報は無人ダンプ２０−１の現在位置情報を含む。

走行許可区間設定部３１１ｂは、無人ダンプ２０−１から要求情報を受信すると、送られてきた要求情報に含まれる位置情報に基づいて無人ダンプ２０−１の存在する区間（隣接するノード間の走行経路に相当する）を特定する。そして、無人ダンプ２０−１の進行方向前方に向かって、無人ダンプ２０−１の存在する区間の終端から走行許可付与長さ以上となる区間について走行許可を与える。但し、他の車両に許可が与えられている区間がある場合には、その手前までについて走行許可区間を与える。

図７の（ｂ）に示す例では、無人ダンプ２０−１の存在する区間は９０であり、その終端から走行許可付与長さ９５に含まれる区間は、区間９１、９２、９３、９４となる。但し、区間９３、９４は、既に無人ダンプ２０−２に走行許可区間８３ｂとして与えられている。そこで無人ダンプ２０−１に対して新たに設定できる走行許可区間の候補は、区間９１、９２となるが、区間９１は既に無人ダンプ２０−１に対して設定されている走行許可区間８３ａに含まれている。従って、走行許可区間設定部３１１ｂは、区間９２のみを新たな走行許可区間として設定する。

走行許可区間設定部３１１ｂは、走行許可を与えられた区間のうち無人ダンプ２０−１が通過した区間を所定のタイミングで解除する。具体的には、図７の（ｃ）に示すように、走行許可区間設定部３１１ｂは、解除対象となる区間の終端から無人ダンプ２０−１の位置までの距離Ｄ４が、予め定められた走行許可解除距離Ｄ３以上となったときに解除する。解除された区間は、後続の無人ダンプ２０−１の走行許可区間として設定可能になる。

無人ダンプ同士、例えば２０−１、２０−２は以上のような走行許可区間の割り当てによって相互に干渉することを防止することができる。しかし、有人車両７０−１には走行許可区間を設定しないので、走行許可区間設定部３１１ｂによる走行許可区間設定処理だけでは干渉を回避できない。そこで、本実施形態では、干渉制御部３１１ｃが有人車両と無人車両との干渉回避処理を実行する。以下、干渉回避処理について説明する。

まず図８を参照して、干渉回避処理が必要となる状態について説明する。図８は、有人車両による無人ダンプの走行許可区間への干渉状態を示す図である。図８に示すように、搬送路６０を形成する幹線８０は、脇道８１との合流点において交差する。また、走行許可区間設定部３１１ｂが、幹線８０に無人ダンプ２０−１に対して合流点を含む走行許可区間８３を付与しているとする。走行許可区間８３は、座標値により定義されるデータにより構成されるので、有人車両７０−１の運転手は走行許可区間８３を視認できない。従って、脇道８１から幹線８０に進入しようとすると、結果的に合流点において走行許可区間８３に侵入する。従って、合流点は、走行許可区間８３と有人車両７０−１との干渉地点となる。以下、合流点を干渉地点８２と見做して説明する。

干渉地点８２の位置は、干渉制御部３１１ｃが有人車両７０−１の速度情報（ベクトル情報）を受信し、有人車両７０−１の進行方向を算出して走行許可区間に侵入する地点を予測し、干渉地点を算出してもよい。

なお、無人ダンプ２０−１に対して設定された走行許可区間８３は、有人車両７０−１から見ると本来は進入禁止の区間である。従って、無人ダンプ２０−１以外の車両の立場から、走行許可区間ではなく閉塞区間と言い換えてもよい。

次に、図９乃至図１４を参照して本実施形態に係る交通管制システムの処理内容について説明する。図９は、本実施形態に係る交通管制サーバの処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、干渉回避処理において用いられるパラメータを説明する図である。図１１は、干渉回避処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、有人車両及び無人ダンプの位置関係を示す図であって、（ａ）は、第１レベルの回避動作を行う位置関係を示し、（ｂ）は、第２レベルの回避動作を行う位置関係を示す。図１３は、有人車両及び無人ダンプの位置関係を示す図であって、（ａ）は、第３レベルの回避動作を行う位置関係を示し、（ｂ）は、第４レベルの回避動作を行う位置関係を示す。図１４は、有人車両及び無人ダンプの位置関係を示す図であって、第５レベルの回避動作を行う位置関係を示す。以下、図９の各ステップ順に沿って交通管制システムの処理の概要について説明する。

交通管制サーバ３１は、主電源が投入されると走行許可区間設定処理（Ｓ９０１〜Ｓ９０５）及び有人車両が無人ダンプの走行許可区間に干渉することを防ぐための干渉回避処理に関する処理（Ｓ９０６〜Ｓ９０７）を開始する。これら二つの処理は並列に実行され、干渉回避処理において走行許可区間設定処理の処理結果も参照される。

より詳しくは、交通管制サーバ３１の主電源が投入されると、配車管理部３１１ａは、無人ダンプ２０−１から要求情報の受信を待機する（Ｓ９０１）。

サーバ側通信装置３１４、通信Ｉ／Ｆ３１１ｅ、サーバ側通信制御部３１１ｄを経由して、配車管理部３１１ａが要求情報を受信すると（Ｓ９０１／Ｙｅｓ）、要求情報を送信したダンプ端末装置２６を搭載した無人ダンプ２０−１の走行経路が既に決定しているかを判定し、走行経路が既に決まっていれば（Ｓ９０２／Ｙｅｓ）ステップＳ９０４へ進む。

無人ダンプ２０−１の走行経路が未だ決定していない場合（Ｓ９０２／Ｎｏ）、配車管理部３１１ａは無人ダンプ２０−１の目的地とそこへ至る走行経路をマスタ地図情報ＤＢ３１６に格納された地図情報を参照して決定する（Ｓ９０３）。

ステップＳ９０２又はステップＳ９０３に続いて、走行許可区間設定部３１１ｂは、要求情報を送信したダンプ端末装置２６が搭載された無人ダンプ２０−１についての走行許可区間設定処理を行う。走行許可区間設定部３１１ｂは、要求情報に含まれる無人ダンプ位置情報、マスタ地図情報ＤＢ３１６の地図情報、及び他のダンプに付与された走行許可区間の情報を登録した区間情報ＤＢ３１７内の区間情報を参照して、無人ダンプ２０−１に新たな走行許可区間を付与するための処理を行う（図７参照）。

走行許可区間設定部３１１ｂは、走行許可区間を設定できた場合には新たに設定した走行許可区間の前方境界点及び後方境界点を含む区間情報を生成し、要求情報を送信したダンプ端末装置２６に返信する。区間情報は、当該区間の制限速度を示す情報を更に含んでもよい。走行許可区間設定部３１１ｂは、走行許可区間を設定できなかった場合には走行不許可を示す応答情報を生成し、無人ダンプ２０−１に返送する（Ｓ９０４）。

無人ダンプ２０−１は、応答情報を受信すると走行許可区間８３の終端に到達するまで要求情報の送信を繰り返す。無人ダンプ２０−１は区間情報を受信すると要求情報の再送を停止し、要求情報を受信することなく終端に到達すると停車する。

走行許可区間設定部３１１ｂは、走行許可区間を設定できた場合には、無人ダンプ２０−１に新たに設定した走行許可区間を示す情報を区間情報ＤＢに更新登録する（Ｓ９０５）。その後、ステップＳ９０１へ戻り要求情報の受信を待機する。

一方、干渉制御部３１１ｃは、交通管制サーバ３１の主電源の投入後、有人車両７０−１に搭載された有人車両端末装置７６から有人車両７０−１の位置情報の受信を待機する（Ｓ９０６／Ｎｏ）。

有人車両７０−１の運転手は、有人車両７０−１の運転開始前に有人車両端末装置７６の主電源をＯＮにする。これにより、有人車両７０−１に搭載された位置算出装置７９による現在位置の検出が開始する。有人車両端末装置７６は、無線通信回線４０を介して有人車両位置情報を交通管制サーバ３１に送信する。

サーバ側通信装置３１４、通信Ｉ／Ｆ３１１ｅ、サーバ側通信制御部３１１ｄを経由して、干渉制御部３１１ｃが有人車両７０−１の位置情報を受信すると（Ｓ９０６／Ｙｅｓ）、干渉回避処理を開始する（Ｓ９０７）。

干渉回避処理の詳細な説明に先立ち、干渉回避処理に用いるパラメータについて図１０を参照して説明する。図１０に示すように、干渉回避処理に用いるパラメータのうち、有人車両７０−１に関するパラメータとして、有人車両７０−１の現在位置から干渉地点８２までの第一距離（以下「Ｌ１」で示す）、有人車両７０−１の現在速度における停止可能距離（以下「ＭＶＳＬ」で示す）、及び有人車両７０−１に対する警告段階に応じて設定されたマージン距離（以下「ＭＬ１」、又は「ＭＬ２」で示す。但し、ＭＬ１＞ＭＬ２）がある。マージン距離ＭＬ１、ＭＬ２は、警告段階に応じて使い分けられるものであり、有人車両７０−１に対してのみの警告を行う際にはＭＬ１を、有人車両７０−１に対して行う警告とともに無人ダンプ２０−１に対する減速・停止動作を伴う際にはＭＬ２を用いる。

ＭＬ１は、有人車両７０−１が警告を認識して反応するまでに若干のタイムラグがあると仮定して定めた距離である。ＭＬ２は、ＭＬ１よりも短い距離であり、有人車両７０−１が警告を即時に認識し、ブレーキ操作を行うと仮定して定めた距離である。ＭＬ１、ＭＬ２ともに、有人車両７０−１が所定の速度、例えば脇道８１の制限速度で走行したと仮定し、ＭＬ１、ＭＬ２を定めるために考慮した時間、走行したと仮定して定めた距離である。なお、ＭＬ１、ＭＬ２の決め方は一例にすぎず、上記に限定されない。

ＭＶＳＬは有人車両７０−１の現在の速度で走行中に制動動作を開始してから停止するまでに必要な距離を基に算出される。より具体的には、有人車両の停止可能距離（ＭＶＳＬ）は、式（３）の通り表せる。

無人ダンプ２０−１に関するパラメータは、無人ダンプ２０−１の現在位置から干渉地点８２までの第二距離（以下「Ｌ２」で示す）、及び既述のＵＶＳＬがある。

上記各パラメータの算出は、干渉制御部３１１ｃが行う。

以下、図１１の各ステップ順に沿って干渉回避処理の処理について説明する。

干渉制御部３１１ｃは、Ｌ１及びＭＶＳＬを算出する。そして有人車両７０−１の現在位置から干渉地点まで距離Ｌ１が式（４）を満たすか否かを判定する（Ｓ１１０１）。
Ｌ１＞ＭＶＳＬ＋ＭＬ１・・・（４）

Ｌ１が式（４）を満たす場合（図１０の位置関係に相当、Ｓ１１０１／Ｙｅｓ）、早すぎる警告は、有人車両７０−１の運転手に無駄なブレーキ操作をさせることになるので、干渉制御部３１１ｃは警告処理を行うことなく、ステップＳ１１０１の処理を繰り返す。

Ｌ１が式（４）を満たさない場合（Ｓ１１０１／Ｎｏ）、干渉制御部３１１ｃは距離Ｌ１が式（５）を満たすか否かを判定する（Ｓ１１０２）。
Ｌ１＞ＭＶＳＬ＋ＭＬ２・・・（５）

Ｌ１が式（５）を満たす場合（Ｓ１１０２／Ｙｅｓ）、即ち、図１２の（ａ）に示すように、Ｌ１が、ＭＶＳＬ＋Ｍ２よりも大きく、かつＭＶＳＬ＋Ｍ１以下の場合、有人車両７０−１の運転手が警告に気が付いてブレーキ操作を行えば干渉を回避することができる。そこで、干渉制御部３１１ｃは有人車両７０−１の運転手に対して、最も軽微な警告（警告レベル１）の発報を指示する警告情報を出力する。この警告情報の出力を含む回避動作を第１レベルの回避動作という（Ｓ１１０３）。第１レベルの回避動作には、無人ダンプ２０−１に対する制動指示は含まない。第１レベルの回避動作では、干渉回避処理のために無人ダンプ２０−１が減速しないので、鉱山の生産性の低下に影響を及ぼすことがない。

Ｌ１が式（５）を満たさない場合（Ｓ１１０２／Ｎｏ）、干渉制御部３１１ｃは距離Ｌ１、Ｌ２が式（６）、（７）を満たすか否かを判定する。
Ｌ１＞ＭＶＳＬ・・・（６）
Ｌ２＞ＵＶＳＬ・・・（７）

Ｌ１が式（６）を満たし（Ｓ１１０４／Ｙｅｓ）、かつＬ２が式（７）を満たす場合（Ｓ１１０５／Ｙｅｓ）、即ち、図１２の（ｂ）に示すように、Ｌ１がＭＶＳＬよりも大きく、かつＬ２もＵＶＳＬよりも大きい場合、干渉制御部３１１ｃは、有人車両７０−１が無人車両に許可されている走行許可区間に接近していることを知らせるため、有人車両の運転者に軽微な警告（警告レベル２）の発報を指示する警告情報を出力し、これに続いて無人ダンプ２０−１を停止に向けて制動させることを指示する制動指示情報を出力する。これら警告情報及び制動指示情報を含む回避動作を第２レベルの回避動作という（Ｓ１１０６）。

Ｌ１が式（６）を満たし（Ｓ１１０４／Ｙｅｓ）、かつＬ２が式（６）を満たさない場合（Ｓ１１０６／Ｎｏ）、即ち、図１３の（ａ）に示すように、Ｌ１がＭＶＳＬよりも大きく、かつＬ２がＵＶＳＬ以下の場合、有人車両７０−１が無人ダンプ２０−１に許可されている走行許可区間に接近していることを知らせるため、有人車両７０−１の運転者に対して、上述の軽微な警告よりはレベルが高い中程度の警告（警告レベル３）の発報を指示する警告情報を出力し、これに続いて無人ダンプ２０−１を停止に向けて通常の制動をさせる、即ちリターダブレーキ２７１を主に用いる制動動作を行うこと指示する制動指示情報を出力する。これらの警告情報及び制動指示情報を含む回避動作を第３レベルの回避動作という（Ｓ１１０７）。なお、通常の制動においても無人ダンプ２０−１は完全に停止する直前、サービスブレーキ２７２を用いることがある。

Ｌ１が式（６）を満たさず（Ｓ１１０４／Ｎｏ）、かつＬ２が式（６）を満たす場合（Ｓ１１０８／Ｙｅｓ）、即ち、図１３の（ｂ）に示すように、Ｌ１がＭＶＳＬ以下、かつ、Ｌ２がＵＶＳＬより長い場合は、有人車両７０−１が無人ダンプ２０−１の走行許可区間に侵入することが確定的となるが、無人ダンプ２０−１が停止することで干渉が回避される。そこで、有人車両７０−１の運転者には、侵入タイミングを少しでも遅らせるために減速・停止を強く指示する警告（第４レベルの警告）の発報を指示する警告情報を出力し、これに続いて無人ダンプ２０−１を停止に向けて通常の制動動作をさせる、即ちリターダブレーキ２７１を主に用いる制動動作を行うことを指示する制動指示情報を出力する。これらの警告情報及び制動指示情報を含む回避動作を第４レベルの回避動作という（Ｓ１１０９）。

Ｌ１が式（６）を満たさず（Ｓ１１０４／Ｎｏ）、かつＬ２も式（７）を満たさない場合（Ｓ１１０８／Ｎｏ）、即ち、図１４に示すように、Ｌ１がＭＶＳＬ以下で、かつ、Ｌ２もＵＶＳＬ以下の場合、有人車両７０−１が無人ダンプ２０−１の走行許可区間に侵入することが確定的であり、無人ダンプ２０−１が通常停止しても干渉が回避できない。この場合、有人車両７０−１の運転手によるステアリング操作により干渉を回避する必要がある。そこで、有人車両７０−１の運転者に最大程度の警告（警告レベル５）の発報を指示する警告情報を出力し、これに続いて無人ダンプ２０−１に緊急停止させる、即ちリターダブレーキ２７１及びサービスブレーキ２７２を併用する制動動作を行うこと指示する制動指示信号を出力する。これらの警告情報及び制動指示情報を含む回避動作を第５レベルの回避動作という（Ｓ１１１０）。

本実施形態により、有人車両が無人ダンプの走行許可区間（閉塞区間）に近付いた際に、まだ干渉の危険が非常に小さい段階で有人車両に軽微な警報を出すことで、有人車両の運転手は閉塞区間への接近に気づき、早めに対処することができる。これにより、無人ダンプを停止させなくても干渉を回避することができる。更に、有人車両が走行許可区間に近づくにつれて段階的に警告レベルを上げつつ、無人ダンプの減速・停止・急停止を切り替える。これにより、有人車両の運転手が警告に対して反応しやすくするとともに、無人車両に対する過剰な制動を抑止してたがいの干渉を回避することができ、鉱山の生産性を維持及び安全性の確保を両立できる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態は、有人車両端末装置に無人ダンプ及び有人車両の位置関係を表示する実施形態である。以下、図１５及び図１６を参照して第二実施形態について説明する。図１５は、第二実施形態に係る有人車両端末装置７６のハードウェア構成を示す図である。図１６は、第二実施形態に係る画面表示例を示す図である。

図１５に示すように、第二実施形態に係る有人車両端末装置７６ａは、第一実施形態に係る有人車両端末装置７６の構成に加え、地図情報を格納した端末側地図情報ＤＢ７６６を備えたものである。この端末側地図情報ＤＢ７６６に格納される地図情報は、交通管制サーバ３１に搭載したマスタ地図情報ＤＢ３１６に格納した地図情報と同一の内容である。

また、有人車両端末装置７６ａの機能ブロックは、第一実施形態と同様であるので省略するが、警告処理部７６１ａの機能が下記の通り異なる。

本実施形態では、端末側通信制御部７６１ｂが無人ダンプ２０−１に対して与えられる走行許可区間を示す区間情報を受信し、警告処理部７６１ａに出力する。ここで、有人車両７０−１及び無人ダンプ２０−１は同じ無線通信回線４０を用いて交通管制サーバ３１と無線通信をしており、かつ無線基地局４１−１、４１−２、４１−３から送信される電波の送受信範囲は限定的である。従って、有人車両７０−１が受信する区間情報は、必然的に有人車両７０−１が使用している無線基地局４１−１、４１−２、４１−３から送信されたものに限定される。その結果、有人車両端末装置７６ａは、有人車両７０−１の現在地からみて限定的な範囲に位置する無人ダンプ２０−１についての区間情報を受信する。

警告処理部７６１ａは、上記区間情報、位置算出装置７９から取得した現在位置情報と、端末側地図情報ＤＢ７６６から読み出した地図情報を基に、地図情報に自車両の位置及び区間情報に含まれる走行許可区間を重畳した画像を生成し、端末側表示装置７６３の画面に表示する。

また、本実施形態では、干渉制御部３１１ｃが、有人車両７０−１に対して、当該車両の付近を走行する無人ダンプ２０−１の位置情報及び有人車両７０−１の停止可能距離（ＭＶＳＬ）を送信してもよい。そして、警告処理部７６１ａが、無人ダンプ２０−１の位置や有人車両７０−１の位置、及びＭＶＳＬも画面に重畳表示してもよい（図１６参照）。これにより、有人車両７０−１の運転者は走行許可区間、無人ダンプ２０−１及び有人車両７０−１の現在位置、及び有人車両７０−１のＭＶＳＬが分かるので、運転手がブレーキ操作をすれば干渉を回避できるかどうかの判断や、干渉を予測してそれを回避するための動作を行うことができる。

上記実施形態は、本発明の一実施形態を例示したものに過ぎず、本発明を限定するものではない。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、さまざまな変更態様がありうる。例えば、干渉制御部の機能を車載端末装置に備えてもよい。

また、上記では配車管理部及び走行許可設定部を異なる構成として説明したが、走行許可区間に配車管理部の機能を兼ね備えてもよい。即ち、走行許可設定部が走行経路を算出し、これに基づいて走行許可区間を設定してもよい。

また上記実施形態では、干渉回避動作のレベルを５段階として説明したが、段階数は複数あればよく、５段階に限定されない。サーバ側入力装置３１２から上記段階数を設定できるように構成してもよい。すなわち、サーバ側入力装置３１２が段階数の設定部として機能する。

また、上記実施形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。また上記実施形態に含まれる構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではなく、適宜省略できる場合がある。

１ 交通管制システム
１０−１、１０−２ ショベル
２０−１、２０−２ 無人ダンプ（無人車両）
２６ ダンプ端末装置
３１ 交通管制サーバ
７０−１、７０−２ 有人車両
７６、７６ａ 有人車両端末装置

Claims (6)

1. 鉱山内の予め定められた走行経路に沿って自律走行する無人車両（２０−１及び／又は２０−２）と、前記鉱山内を運転手が搭乗して走行する有人車両（７０−１及び／又は７０−２）とのそれぞれに無線通信接続された、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）及び有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の干渉回避のための交通管制を行う交通管制サーバ（３１）であって、
   前記交通管制サーバ（３１）は、各無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に対し、前記走行経路上の部分区間を当該無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の走行を許可する走行許可区間（８３）として設定する走行許可区間設定部（３１１ｂ）と、
   前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）が前記走行許可区間に接近すると、当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に対して警告を発信し、当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）と前記接近した走行許可区間内を走行する無人車両（２０−１及び／又は２０−２）との干渉を回避させるための干渉制御部（３１１ｃ）と、
   前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）及び前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の走行経路を示す地図情報を格納するマスタ地図情報記憶部（３１６）と、
   前記設定された走行許可区間を示す区間応答情報を前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に送信し、前記警告を発するための警告情報を前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に送信するとともに、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に搭載された位置算出装置（７９）が算出した前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の位置情報、および前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の位置算出装置（２９）が算出した前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の位置情報を受信するサーバ側通信制御部（３１１ｄ）と、を備え、
   前記干渉制御部（３１１ｃ）は、受信した前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の位置情報、及び前記マスタ地図情報記憶部（３１６）に格納された地図情報に規定された当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の走行経路と前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の走行経路との合流点の位置情報を用いて、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）と前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）との干渉を回避するための動作レベルを複数段階から一つ決定し、前記各動作レベルにおいて、前記運転手に対する警告情報の出力を、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に制動動作を行わせるための制動指示情報の出力に優先して実行し、
   前記サーバ側通信制御部（３１１ｄ）は、前記警告情報を前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に対して送信すると共に、前記制動指示情報を前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に対して送信する制御を行う、
   ことを備えることを特徴する交通管制サーバ。
2. 前記干渉制御部（３１１ｃ）は、前記動作レベルとして、前記警告情報のみを出力し、前記制動指示情報は出力しないレベルを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の交通管制サーバ。
3. 前記複数段階の段階数を任意に設定できる設定部（３１２）を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の交通管制サーバ。
4. 前記干渉制御部（３１１ｃ）は、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の速度に基づいて当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）が制動動作を開始してから停止するまでに必要な有人車両停止可能距離（ＭＶＳＬ）を算出し、当該有人車両停止可能距離（ＭＶＳＬ）及び前記第一距離（Ｌ１）を比較した結果、及び前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の速度に基づいて当該無人車両（２０−１及び／又は２０−２）が制動動作を開始してから停止するまでに必要な無人車両停止可能距離（ＵＶＳＬ）を算出し、当該無人車両停止可能距離（ＵＶＳＬ）及び前記第二距離（Ｌ２）を比較した結果、の少なくとも一つに基づいて前記動作レベルを決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の交通管制サーバ。
5. 前記制動指示情報は、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の減速動作、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の通常停止動作、及び前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の緊急停止動作のうちの一つを実行するための情報である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の交通管制サーバ。
6. 鉱山内の予め定められた走行経路に沿って自律走行する無人車両（２０−１及び／又は２０−２）と、前記鉱山内を運転手が搭乗して走行する有人車両（７０−１及び／又は７０−２）とのそれぞれに無線通信接続された、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）及び有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の干渉回避のための交通管制を行う交通管制サーバ（３１）であって、
   前記交通管制サーバ（３１）は、各無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に対し、前記走行経路上の部分区間を当該無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の走行を許可する走行許可区間（８３）として設定する走行許可区間設定部（３１１ｂ）と、
   前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）が前記走行許可区間に接近すると、当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に対して警告を発信し、当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）と前記接近した走行許可区間内を走行する無人車両（２０−１及び／又は２０−２）との干渉を回避させるための干渉制御部（３１１ｃ）と、
   前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）及び前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の走行経路を示す地図情報を格納するマスタ地図情報記憶部（３１６）と、
   前記設定された走行許可区間を示す区間応答情報を前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に送信し、前記警告を発するための警告情報を前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に送信するとともに、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に搭載された位置算出装置（７９）が算出した前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の位置情報、および前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の位置算出装置（２９）が算出した前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の位置情報を受信するサーバ側通信制御部（３１１ｄ）と、を備え、
   前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）は、
   前記警告情報を受信するとともに、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に搭載された位置算出装置（７９）が算出した位置情報を前記交通管制サーバ（３１）に送信する有人端末側通信制御部（７６１ｂ）と、
   前記警告情報に基づいて前記運転手への警告を発する処理を行う警告処理部（７６１ａ）と、を備え、
   前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）は、
   前記制動指示情報を受信するとともに、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に搭載された位置算出装置（２９）が算出した前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の位置情報を送信する無人端末側通信制御部（２６１ｂ）と、
   前記制動指示情報に基づいて、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に備えられた制動装置の駆動制御を行う制動制御部（２６１ａ）と、
   を備え、
   前記干渉制御部（３１１ｃ）は、受信した前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の位置情報、及び前記マスタ地図情報記憶部（３１６）に格納された地図情報に規定された当該有人車両（７０−１及び／又は７０−２）の走行経路と前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）の走行経路との合流点の位置情報を用いて、前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）と前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）との干渉を回避するための動作レベルを複数段階から一つ決定し、前記各動作レベルにおいて、前記運転手に対する警告情報の出力を、前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に制動動作を行わせるための制動指示情報の出力に優先して実行し、
   前記サーバ側通信制御部（３１１ｄ）は、前記警告情報を前記有人車両（７０−１及び／又は７０−２）に対して送信すると共に、前記制動指示情報を前記無人車両（２０−１及び／又は２０−２）に対して送信する制御を行う、
   ことを備えることを特徴することを特徴とする交通管制システム。