礦山機械的管理系統(tǒng)及礦山機械的管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及管理礦山機械的系統(tǒng)以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓式挖掘機、自卸汽車等各種各樣的建筑機械在土木工作現(xiàn)場或礦山的采掘現(xiàn)場作業(yè)。近年，通過無線通信來獲取建筑機械的作業(yè)信息從而掌握建筑機械的狀態(tài)的方法不斷發(fā)展。例如，在專利文獻I中記載了搬運機的運行模擬系統(tǒng)。
[0003]先行技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:JP特開平5-290103號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在以用于礦山中的生產(chǎn)率提高的行路設(shè)計評價或駕駛者的駕駛指導(dǎo)等為目的的情況下，需要針對礦山機械已行駛的每條路徑來進行解析?；谠撃康?，不僅需要新創(chuàng)建礦山機械的作業(yè)現(xiàn)場中的行駛路地圖，而且還需要檢測、解析礦山機械行駛至所創(chuàng)建的行駛路地圖的哪個位置時發(fā)生怎樣的事件、進而被進行了怎樣的操作等。因此，需要對礦山機械已行駛的路徑進行區(qū)分確定。專利文獻I是運行的模擬，因此難以精度良好地區(qū)分確定礦山機械已行駛的路徑。
[0008]本發(fā)明的目的在于，能在礦山中使對礦山機械已行駛的路徑進行區(qū)分確定時的精度得以提高。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發(fā)明涉及一種礦山機械的管理系統(tǒng)，包含:位置信息檢測部，其搭載于在礦山中工作的礦山機械，求取與所述礦山機械的位置相關(guān)的信息即位置信息；判定部，其至少基于包含當(dāng)所述礦山機械從規(guī)定的第I位置出發(fā)經(jīng)過裝載貨物的第2位置并移動至卸下貨物的第3位置時的路徑即第I路徑的每隔規(guī)定距離而存在的多個節(jié)點以及對相互鄰接的所述節(jié)點彼此之間進行連接的鏈路在內(nèi)的路徑信息、和根據(jù)在所述礦山機械的作業(yè)中由所述位置信息檢測部求出的多個所述位置信息而得到的位置信息組，來判定對應(yīng)于所述位置信息組的第2路徑與所述第I路徑是否相同；和存儲部，其存儲所述路徑信息，其中，在多個所述位置信息當(dāng)中，對應(yīng)于所述第I位置的第I位置信息與所述路徑信息的所述第I位置一致，對應(yīng)于所述第2位置的第2位置信息與所述路徑信息的所述第2位置一致，對應(yīng)于所述第3位置的第3位置信息與所述路徑信息的所述第3位置一致，并且，存在于所述第I位置與所述第2位置之間的多個所述節(jié)點以及存在于所述第2位置與所述第3位置之間的多個所述節(jié)點當(dāng)中，具有與所述位置信息一致的位置的所述節(jié)點的比例為規(guī)定的閾值以上，并且，根據(jù)多個所述位置信息而得到的所述礦山機械的行駛距離、與從所述第I位置起經(jīng)過所述第2位置至所述第3位置為止的距離之差為規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，所述判定部判定為對應(yīng)于所述位置信息組的第2路徑與所述第I路徑相同。
[0011]優(yōu)選地，在所述第I路徑中，將具有相互鄰接的多個所述鏈路的區(qū)間、并且相互鄰接的所述鏈路彼此之間的坡度差為規(guī)定值以內(nèi)、且相互鄰接的所述鏈路彼此之間的方位差為規(guī)定值以內(nèi)、且所述鏈路之間不具有交叉點的部分作為特定區(qū)間，在全部的所述特定區(qū)間中所述特定區(qū)間的兩端的所述節(jié)點的位置與對應(yīng)于所述第2路徑的位置信息不一致的情況下，所述判定部判定為所述第2路徑與所述第I路徑不相同。
[0012]優(yōu)選地，所述判定部在判定為所述第2路徑與所述第I路徑相同的情況下，對所述礦山機械在所述第I路徑上行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑上行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0013]優(yōu)選地，所述判定部在判定為所述第2路徑與多個所述第I路徑相同的情況下，針對最新的所述第I路徑，對所述礦山機械行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑上行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0014]優(yōu)選地，具有:路徑信息創(chuàng)建部，其根據(jù)多個所述位置信息來生成包含多個所述節(jié)點和至少一個所述鏈路在內(nèi)的路徑信息，在所述判定部判定為所述第2路徑與所述第I路徑不相同的情況下，所述路徑信息創(chuàng)建部使用對應(yīng)于所述第2路徑的多個所述位置信息，來創(chuàng)建包含與所述第2路徑相關(guān)的多個所述節(jié)點和至少一個所述鏈路在內(nèi)的新路徑信息，并使該新路徑信息存儲至所述存儲部。
[0015]優(yōu)選地，在所述判定部判定為所述第2路徑與所述第I路徑不相同的情況下，當(dāng)所述位置信息組的一部分與已經(jīng)存在的路徑信息中所含的一部分的所述節(jié)點的位置一致時，所述路徑信息創(chuàng)建部使用相一致的所述節(jié)點來創(chuàng)建所述新路徑信息。
[0016]優(yōu)選地，所述判定部在判定為所述第2路徑與所述第I路徑相同的情況下、所述第2路徑的特定區(qū)間與所述第I路徑的特定區(qū)間一致的情況下、或創(chuàng)建了新的特定區(qū)間的情況下，對所述礦山機械在所述第I路徑的特定區(qū)間中行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑的特定區(qū)間中行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0017]優(yōu)選地，所述判定部將3個以上的所述鏈路所連接的I個所述節(jié)點判定為是交叉點。
[0018]優(yōu)選地，所述判定部對多個所述位置信息、和存在于多個所述位置信息的周圍的規(guī)定范圍內(nèi)的所述路徑信息進行比較，來判定對應(yīng)于多個所述位置信息組的第2路徑與所述第I路徑是否相同。
[0019]優(yōu)選地，所述判定部使用所述第I路徑上的所述第I位置、所述第2位置以及所述第3位置當(dāng)中從被登記至所述存儲部起經(jīng)過的期間為規(guī)定的期間以內(nèi)的位置，來判定多個所述位置信息與所述第I位置信息、所述第2位置信息以及所述第3位置信息的一致。
[0020]本發(fā)明優(yōu)選，求取與在礦山中工作的礦山機械的位置相關(guān)的信息即位置信息；至少基于包含當(dāng)所述礦山機械從規(guī)定的第I位置出發(fā)經(jīng)過裝載貨物的第2位置并移動至卸下貨物的第3位置時的路徑即第I路徑的每隔規(guī)定距離而存在的多個節(jié)點以及對相互鄰接的所述節(jié)點彼此之間進行連接的鏈路在內(nèi)的路徑信息、和根據(jù)在所述礦山機械的作業(yè)中求出的多個所述位置信息而得到的位置信息組，在多個所述位置信息當(dāng)中，對應(yīng)于所述第I位置的第I位置信息與所述路徑信息的所述第I位置一致，對應(yīng)于所述第2位置的第2位置信息與所述路徑信息的所述第2位置一致，對應(yīng)于所述第3位置的第3位置信息與所述路徑信息的所述第3位置一致，并且，存在于所述第I位置與所述第2位置之間的多個所述節(jié)點以及存在于所述第2位置與所述第3位置之間的多個所述節(jié)點當(dāng)中，具有與所述位置信息一致的位置的所述節(jié)點的比例為規(guī)定的閾值以上，并且，根據(jù)多個所述位置信息而得到的所述礦山機械的行駛距離、與從所述第I位置起經(jīng)過所述第2位置至所述第3位置為止的距離之差為規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，判定為對應(yīng)于所述位置信息組的第2路徑與所述第I路徑相同。
[0021]優(yōu)選地，在所述第I路徑中，將具有相互鄰接的多個所述鏈路的區(qū)間、并且相互鄰接的所述鏈路彼此之間的坡度差為規(guī)定值以內(nèi)、且相互鄰接的所述鏈路彼此之間的方位差為規(guī)定值以內(nèi)、且所述鏈路之間不具有交叉點的部分作為特定區(qū)間，在全部的所述特定區(qū)間中所述特定區(qū)間的兩端的所述節(jié)點的位置與對應(yīng)于所述第2路徑的位置信息不一致的情況下，判定為所述第2路徑與所述第I路徑不相同。
[0022]優(yōu)選地，在判定為所述第2路徑與所述第I路徑相同的情況下，對所述礦山機械在所述第I路徑上行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑上行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0023]優(yōu)選地，在判定為所述第2路徑與多個所述第I路徑相同的情況下，針對最新的所述第I路徑，對所述礦山機械行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑上行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0024]優(yōu)選地，在判定為所述第2路徑與所述第I路徑不相同的情況下，使用對應(yīng)于所述第2路徑的多個所述位置信息，來創(chuàng)建包含與所述第2路徑相關(guān)的多個所述節(jié)點和至少一個所述鏈路在內(nèi)的新路徑信息。
[0025]優(yōu)選地，在所述第2路徑與所述第I路徑不相同的情況下，當(dāng)所述位置信息組的一部分與已經(jīng)存在的路徑信息中所含的一部分的所述節(jié)點的位置一致時，使用相一致的所述節(jié)點來創(chuàng)建所述新路徑信息。
[0026]優(yōu)選地，在所述第2路徑與所述第I路徑相同的情況下、所述第2路徑的特定區(qū)間與所述第I路徑的特定區(qū)間一致的情況下、或創(chuàng)建了新的特定區(qū)間的情況下，對所述礦山機械在所述第I路徑的特定區(qū)間中行駛過的次數(shù)、時間以及所述礦山機械在所述第I路徑的特定區(qū)間中行駛時的作業(yè)信息當(dāng)中至少任一者進行更新。
[0027]優(yōu)選地，將3個以上的所述鏈路所連接的I個所述節(jié)點判定為是交叉點。
[0028]優(yōu)選地，使用所述第I路徑上的所述第I位置、所述第2位置以及所述第3位置當(dāng)中從被登記至規(guī)定的數(shù)據(jù)庫起經(jīng)過的期間為規(guī)定的期間以內(nèi)的位置，來判定多個所述位置信息與所述第I位置信息、所述第2位置信息以及所述第3位置信息的一致。
[0029]本發(fā)明能在礦山中使對礦山機械已行駛的路徑進行區(qū)分確定時的精度得以提高。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本實施方式所涉及的礦山機械的管理系統(tǒng)被應(yīng)用的現(xiàn)場的圖。
[0031]圖2是本實施方式所涉及的礦山機械的管理系統(tǒng)所具有的管理裝置的功能框圖。
[0032]圖3是表示自卸汽車的構(gòu)成的圖。
[0033]圖4是表示車載信息收集裝置及其周邊設(shè)備的功能框圖。
[0034]圖5是表示自卸汽車已行駛的路徑的一例的圖。
[0035]圖6是表示本實施方式所涉及的路徑確定處理的過程的一例的流程圖。
[0036]圖7是表示已登記路徑的信息的圖。
[0037]圖8是用于說明判定實際行駛路徑的位置信息與已登記路徑的通過位置的一致的方法的圖。
[0038]圖9是用于說明用于判定實際行駛路徑的位置信息與已登記路徑的通過位置的一致的追加事項的圖。
[0039]圖10是用于說明用于判定實際行駛路徑的位置信息與已登記路徑的通過位置的一致的追加事項的圖。
[0040]圖11是用于說明特定區(qū)間中的實際行駛路徑的位置信息與已登記路徑的通過位置的一致的判定的圖。
[0041]圖12是用于說明不新登記排土位置的情況的圖。
[0042]圖13是用于說明不新登記排土位置的情況的圖。
[0043]圖14是用于說明不新登記裝載位置的情況的圖。
[0044]圖15是用于說明不新登記裝載位置的情況的圖。
[0045]圖16是用于說明新登記排土位置的情況的圖。
[0046]圖17是用于說明新登記排土位置的情況的圖。
[0047]圖18是用于說明新登記裝載位置的情況的圖。
[0048]圖19是用于說明新登記裝載位置的情況的圖。
[0049]圖20-1是用于說明對實際行駛路徑的位置信息所一致的已登記路徑的通過位置進行提取的處理的圖。
[0050]圖20-2是用于說明新創(chuàng)建通過位置的方法的圖。
[0051]圖21是表示在新路徑信息的一部分中包含特定區(qū)間在內(nèi)的通過位置WP以及鏈路的組合的一例的圖。
[0052]圖22是用于說明創(chuàng)建特定區(qū)間的方法的一例的圖。
[0053]圖23是表示基于在創(chuàng)建特定區(qū)間之際使用的傾斜角度的分類的圖。
[0054]圖24是用于說明創(chuàng)建特定區(qū)間的方法的一例的圖。
[0055]圖25是表示在多個路徑信息中未合并同一通過位置的狀態(tài)的圖。
[0056]圖26是表示在多個路徑信息中合并了同一通過位置的狀態(tài)的圖。
[0057]圖27是用于說明特定區(qū)間的合計的圖。
[0058]圖28是用于說明特定區(qū)間的合計的圖。
【具體實施方式】
[0059]參照附圖來詳細說明用于實施本發(fā)明的形態(tài)(實施方式)。
[0060]圖1是表示本實施方式所涉及的礦山機械的管理系統(tǒng)被應(yīng)用的現(xiàn)場的圖。礦山機械的管理系統(tǒng)I管理礦山機械的運行，或者評價生產(chǎn)率或礦山機械的操作者的操作技術(shù)等，或者進行自卸汽車的預(yù)防保養(yǎng)以及異常診斷等。故而，管理系統(tǒng)I確定自卸汽車20已行駛的路徑，并作為路徑信息進行蓄積。以下，設(shè)行駛路徑是指包含自卸汽車20行駛的路徑和停止的地點的路徑。以下，將行駛路徑酌情也稱為路徑。
[0061]礦山機械是在礦山中用于各種工作的機械類的總稱。在本實施方式中，作為礦山機械的一種搬運車輛，是以把碎石或在碎石的采掘時產(chǎn)生的沙土或巖石等作為貨物進行搬運的自卸汽車20為例，但本實施方式的礦山機械不限于自卸汽車20。例如，本實施方式所涉及的礦山機械可以是作為采掘碎石等的挖掘機械發(fā)揮功能的液壓式挖掘機或電動挖掘機或車輪加載器。在本實施方式中，自卸汽車20是通過操作者的操作而行駛、或卸下貨物的有人的礦山機械，但自卸汽車20不限于這樣。例如，自卸汽車20可以是由管理系統(tǒng)I來管理運行的無人的自卸汽車。
[0062]在礦山中，自卸汽車20在進行裝載工作的地點(以下稱作裝載場)LPA被液壓式挖掘機等的裝載機4裝上巖石或沙土等。而且，自卸汽車20在進行貨物的排出工作的地點(以下稱作排土場)DPA對所述裝上的巖石或沙土等進行排土。自卸汽車20在裝載場LPA與排土場DPA之間行駛于路徑Rg、Rr而移動。
[0063]<礦山機械的管理系統(tǒng)的概要>
[0064]礦山機械的管理系統(tǒng)(以下，酌情稱為管理系統(tǒng))I的管理裝置10通過無線通信從自卸汽車20收集包含與作為礦山機械的自卸汽車20的位置相關(guān)的信息在內(nèi)的作業(yè)信息。管理裝置10與作為移動體的自卸汽車20不同，例如設(shè)置于礦山的管理設(shè)施。如此，管理裝置10原則上不考慮移動。管理裝置10所收集的信息是與自卸汽車20的作業(yè)狀態(tài)相關(guān)的信息(以下，酌情稱為作業(yè)信息)，例如是作為與自卸汽車20的位置相關(guān)的信息的位置信息(瑋度、經(jīng)度以及高度的坐標(biāo))、行駛時間、行駛距離、發(fā)動機水溫、異常的有無、異常之處、燃油消耗比以及裝載量等當(dāng)中的至少一者。作業(yè)信息主要用于自卸汽車20的行駛路地圖創(chuàng)建、行駛路映射、駕駛評價、預(yù)防保養(yǎng)以及異常診斷等。因此，作業(yè)信息對于滿足礦山的生產(chǎn)率提高或礦山的操作性的改善這樣的需求而言是有用的。
[0065]管理裝置10為了收集在礦山中工作的自卸汽車20的作業(yè)信息，而與具有天線18A的管理側(cè)無線通信裝置18連接。自卸汽車20為了發(fā)送作業(yè)信息、或與管理裝置10進行相互通信，不僅具有車載無線通信裝置還具有天線28A。關(guān)于車載無線通信裝置將在后面敘述。此外，自卸汽車20能以GPS用天線28B來接收來自GPS(Global Posit1ning System:全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星5A、5B、5C的電波，以定位自身位置。此外，為了測量自身的位置，不限于GPS衛(wèi)星，也可以是基于其他的定位用衛(wèi)星。S卩，只要是能基于GNSS (全地球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng):Global Navigat1n Satellite System)的位置測量即可。
[0066]自卸汽車20從天線28A發(fā)送的電波的輸出不具有能覆蓋礦山整個區(qū)域程度的可通信范圍。另外，從天線28A發(fā)送的電波因波長的關(guān)系而無法越過高山等的障礙物發(fā)送至遠方。當(dāng)然，若使用能輸出高輸出的電波的無線通信裝置，則這樣的通信障礙將消除，可通信范圍擴大，能消除不可通信的地點。但由于礦山廣大，因此需要抑制中繼器或通信裝置的成本、以及需要應(yīng)對因是存在礦山的地區(qū)而無法期待確保所配備的通信基礎(chǔ)設(shè)施的狀況。故而，管理系統(tǒng)I使用無線LAN (Local Area Network ;局域網(wǎng))等的在受限范圍內(nèi)能形成信息通信網(wǎng)的無線系統(tǒng)。根據(jù)無線LAN等，雖能以低成本來實現(xiàn)礦山機械與管理設(shè)施(管理裝置10)的相互通信，但需要解決通信障礙的問題。
[0067]自卸汽車20從天線28A發(fā)送的電波的到達范圍受限。因此，若自卸汽車20與管理裝置10的距離遠，或兩者間存在山M等的障礙物，則管理側(cè)無線通信裝置18難以接收從自卸汽車20發(fā)送的電波。故而，管理系統(tǒng)I具有對從自卸汽車20的天線28A發(fā)送的電波進行中繼而發(fā)送至管理側(cè)無線通信裝置18的中繼器3。通過在礦山內(nèi)的多個規(guī)定之處設(shè)置中繼器3，從而管理裝置10能從在遠離自身的位置處作業(yè)的自卸汽車20通過無線通信來收集作業(yè)信息。
[0068]在從中繼器3到管理側(cè)無線通信裝置18的距離遠的情況下，在中繼器3與管理側(cè)無線通信裝置18之間，配置用于中繼兩者的中間中繼器6。在本實施方式中，中間中繼器6僅中繼中繼器3與管理側(cè)無線通信裝置18，不中繼自卸汽車20從天線28A發(fā)送的電波。在本實施方式中，中間中繼器6不中繼來自對應(yīng)的中繼器3以外的中繼器的電波。例如，如圖1所示，對來自加油站2的中繼器3的電波進行中繼的只有I臺中間中繼器6。此外，中間中繼器6在圖1中表現(xiàn)為與I個中繼器3呈對應(yīng)的關(guān)系，但不限于對應(yīng)的關(guān)系，各中間中繼器6能中繼從對應(yīng)的多個中繼器3送來的電波。
[0069]以中繼器3的配置地點為中心的周圍的規(guī)定區(qū)域(圖1中以圓形表示的區(qū)域)是搭載于自卸汽車20的第I無線通信裝置(后述的車載無線通信裝置27，參照圖3)在與中繼器3之間能相互進行無線通信的范圍、即可通信范圍7。存在于可通信范圍7的自卸汽車20能經(jīng)由中繼器3等而與管理側(cè)無線通信裝置18相互進行無線通信。
[0070]在管理裝置10通過無線通信從自卸汽車20收集作業(yè)信息的情況下，在自卸汽車20對管理裝置10發(fā)送作業(yè)信息等的過程中因自卸汽車20行駛而移動，有時自卸汽車20會駛出可通信范圍7。其結(jié)果，自卸汽車20在第I無線通信裝置發(fā)送完要發(fā)送至管理裝置10的全部作業(yè)信息之前有時通信會中斷。
[0071]為了避免通信的中斷，在管理裝置10接收作業(yè)信息等的期間，換言之自卸汽車20發(fā)送作業(yè)信息等的期間，優(yōu)選自卸汽車20存在于可通信范圍7內(nèi)。故而，優(yōu)選在自卸汽車20處于停止的狀態(tài)的地點接收來自自卸汽車20的天線28A的電波，以使自卸汽車20可靠地存在于可通信范圍7內(nèi)。因此，優(yōu)選控制成:在自卸汽車20可靠地在可通信范圍7內(nèi)進行了某種程度的時間(能發(fā)送完要發(fā)送的全部作業(yè)信息等的程度的時間以上的時間)停車的地點，從自卸汽車20朝向中繼器3發(fā)送作業(yè)信息等。
[0072]在本實施方式中，例如在加油站2設(shè)置中繼器3。在加油站2，為了加注用于驅(qū)動自卸汽車20的發(fā)動機的燃油，預(yù)料自卸汽車20要進行某種程度的時間的停車。故而，在用于使管理裝置10從加油中的自卸汽車20可靠地接收作業(yè)信息等的時間的期間，自卸汽車20能可靠地維持存在于可通信范圍7內(nèi)的狀態(tài)。其結(jié)果，管理裝置10能通過無線通信從自卸汽車20可靠地收集作業(yè)信息等。此外，由于礦山廣大，因此在本實施方式中，除了加油站2以外，在自卸汽車20的移動路徑的附近也配置中繼器3，以從作業(yè)中的自卸汽車20收集作業(yè)信息。接下來，更詳細地說明管理裝置10。
[0073]<管理裝置>
[0074]圖2是本實施方式所涉及的礦山機械的管理系統(tǒng)所具有的管理裝置的功能框圖。管理裝置10包含:管理側(cè)處理裝置12、管理側(cè)存儲裝置13以及輸入輸出部(I / O) 15。進而，管理裝置10在輸入輸出部15連接有顯示裝置16、輸入裝置17、