JP7084752B2

JP7084752B2 - 作業安全管理システム

Info

Publication number: JP7084752B2
Application number: JP2018057785A
Authority: JP
Inventors: 桂一大久保
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: JP2019169051A

Description

本発明は、作業安全管理システム及び作業安全管理方法に係り、例えば、作業者が安全な作業を行っているかを管理する作業安全管理システム及び作業安全管理方法に関する。

保守対象機器に対して保守作業を行う作業者がその保守作業エリア内に入ったとき、その旨を示す情報を発信し、また、保守作業エリア内から退出したとき、その旨を示す情報を発信することで、保守作業の実施を管理する技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の技術では、ビーコン端末やセンサー、その他端末を利用してＣＥ側による保守作業時間管理を把握可能としている。その結果、作業開始連絡を効率化、作業完了の連絡漏れを失くすことができ、また、システム側における作業内容の確認が可能であって、保守作業工数の低減、作業手順漏れ防止が可能となっている。

特開２０１６－２２４８５３号公報

ところで、従来の作業安全管理システムでは、作業者が作業日報を画面から入力するもので、作業人数が規定された危険作業（重量物の運搬作業等）を、規定された定員に満たない人数で行うことを防ぐ未然に防ぐものでは無かった。特許文献１に開示の技術では、このような点が十分には考慮されておらず、新たな技術が求められていた。

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

本発明は、作業対象である物体に取りつけられたビーコン発信機と、前記作業対象に対して作業を行う作業者が有し前記ビーコン発信機が出力するビーコン信号の受信機能を備えた携帯端末と、前記携帯端末から前記ビーコン信号を受信した際の前記ビーコン信号に関する情報を取得し管理する管理装置と、を備える作業安全管理システムであって、前記ビーコン発信機は、加速度センサーを備え、前記ビーコン信号を発信する際に、ビーコン情報として自身の前記加速度センサーの値を含めて発信可能であって、前記携帯端末は、加速度センサーを備え、前記管理装置に、前記ビーコン発信機から受信した前記ビーコン情報と、前記ビーコン電波の受信電界強度の値と、前記加速度センサーの値を含む携帯端末情報と、を発信可能であって、前記管理装置は、前記ビーコン発信機の前記加速度センサーの値と、前記携帯端末の前記加速度センサーの値と、前記受信電界強度の値と、をもとに、前記作業者が安全な作業を行っているか否かを判定する。
また、前記管理装置は、前記作業者が安全な作業を行っていないと判定した場合に、前記作業者に対して発報処理を行ってもよい。
また、前記管理装置は、前記作業者が安全な作業を行っていると判定した場合に、実際に安全作業をしたことの証跡として記録してもよい。
また、前記管理装置は、前記受信電界強度の値から、前記ビーコン発信機から一定範囲に存在する携帯端末の数をカウントし、一定数以下の場合に、作業者数が不足して危険な作業であると判定してもよい。
また、前記管理装置は、前記携帯端末の加速度センサー値をもとに、前記携帯端末の作業者の動きを推定し、所定の危険動作パターン判定モデルに該当するか否かを判定し、該当する場合に危険な作業であると判定してもよい。
また、前記管理装置は、前記作業者が行った作業が危険な作業であった場合に、その旨を前記携帯端末の前記加速度センサーの値と関連付けて危険作業時データとして記憶し、複数の危険作業時データをもとに、前記危険動作パターン判定モデルを作成してもよい。

本発明よれば、注意喚起による危険作業の未然防止を実現する技術を実現できる。

実施形態に係る、作業安全管理システムの概略構成を示す図である。実施形態に係る、ビーコン受信機からの受信データ蓄積処理を示すチャート図である。実施形態に係る、携帯端末からの受信データ蓄積処理を示すチャート図である。実施形態に係る、ビーコン移動判定処理を示すチャート図である。実施形態に係る、ビーコン周辺人数判定処理を示すチャート図である。実施形態に係る、危険動作判定処理を示すチャート図である。実施形態に係る、危険動作パターン学習処理を示すチャート図である。実施形態に係る、危険作業発生時発報処理を示すチャート図である。実施形態に係る、危険作業事後チェック処理を示すチャート図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本実施形態に係る作業安全管理システム１０の概略構成を示す図である。作業安全管理システム１０は、インターネット９に有線ネットワーク８に接続された管理装置２０と、インターネット９に無線ネットワーク７で接続された複数の作業者９９の携帯端末５、ビーコン発信機４、ビーコン受信機６とを備える。管理装置２０は、データ受信サーバ１、データ蓄積データベース２及びデータ解析サーバ３を備える。

詳細は後述するが、携帯端末５は携帯電話やスマートフォンであって、近距離無線通信機能としてブルートゥース（登録商標）のＢＬＥ通信機能を備え、ｉＢｅａｃｏｎ（登録商標）の技術を利用し、ビーコン発信機４やビーコン受信機６と通信する。以下、ｉＢｅａｃｏｎを用いたビーコン信号の送受信（通信）をビーコン通信という。作業安全管理システム１０では、ビーコン通信を用いて、携帯端末５を持つ作業者９９の作業対象物９０に対する作業を管理する。ビーコンとして、赤外線ビーコンや光ビーコン等の技術が用いられてもよい。

データ受信サーバ１は、携帯端末５やビーコン受信機６からのデータを受信する。データ蓄積データベース２は、データ受信サーバ１が受信したデータを蓄積する。データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２の蓄積データを解析する。

ビーコン発信機４は、ビーコンＩＤが設定されており、また、加速度センサーが搭載されている。ビーコン発信機４は、作業対象物９０に取りつけられ、ｉＢｅａｃｏｎの仕様のビーコン電波（ビーコン信号）により、ビーコンＩＤ、加速度センサーの値をビーコン情報として発信する。

携帯端末５は、上述のように、近距離無線通信機能や加速度センサーを搭載する。また、携帯端末５には、携帯端末ＩＤが設定されている。携帯端末５は、ビーコン発信機４からビーコン信号を受信し、そのビーコン信号に含まれるビーコンＩＤ、ビーコンの加速度センサーの値をネットワーク（無線ネットワーク７、インターネット９、有線ネットワーク８）を介してデータ受信サーバ１に送信する。このとき、携帯端末５は、上述のビーコン情報とともに、携帯端末ＩＤ及び携帯端末５の加速度センサーの値を携帯端末情報として、さらに、ビーコン信号の受信電界強度を送信することができる。

ビーコン受信機６は、作業対象物９０の近くに設置され、ビーコン信号電波を受信して、そのビーコン信号に含まれるビーコンＩＤ、ビーコンの加速度センサーの値をデータ受信サーバ１に送信する。

管理装置２０のデータ解析サーバ３は、ビーコン発信機４の加速度センサーの値と、携帯端末５の加速度センサーの値と、ビーコン信号の受信電界強度の値と、をもとに、作業者が安全な作業を行っているか否かを判定する。

データ解析サーバ３は、複数の作業対象物９０の種類とビーコンＩＤと作業必要人数と加速度データを考慮するか否かの情報とを対応付けたテーブルを保持している。例えば、重量が重い作業対象物９０を運搬する際は２人以上の作業者９９が必要であり、危険度が高い作業を行うための作業対象物９０（例えば、はしごや火器類）を使った作業は２人以上の作業者９９が必要である。したがって、テーブルには、作業対象物９０毎にその種類（重量物、はしご、火器など）を示す情報と、ビーコンＩＤと、加速度データを考慮するか否かを示す情報（フラグでも可）と、作業必要人数（例えば２人）を示す情報（最低作業者数）とが対応付けられている。作業対象物９０が重量物の場合は、その重量物に取り付けられたビーコン発信機４のビーコンＩＤと、加速度データを考慮することを示す情報と、作業者人数２人を示す情報がデータとして登録される。これにより、データ解析サーバ３は重量物を２人以上で運んでいるかを判定することができる。また、作業対象物９０がはしごや火器である場合は、それらに取り付けられたビーコンＩＤと、加速度データを考慮しないことを示す情報と、作業者人数２人を示す情報がデータとして登録される。これにより、データ解析サーバ３は、作業対象物９０の作業を複数人で行っているかを判定することができる。

このように、データ解析サーバ３は、上記テーブルに基づいて、携帯端末５やビーコン受信機６から受信した信号に基づいて、作業必要人数の作業者９９で作業対象物９０の作業を適正に行っているか否かを判断する。

以上の構成の作業安全管理システム１０による具体的な動作を、図２～図９を参照して説明する。図２～図７で示す処理を組み合わせて、図８や図９に示す処理を行う。

図２は、ビーコン受信機４からの受信データ蓄積処理（Ｓ２０）を示すチャート図である。作業対象物９０に取りつけられたビーコン発信機４は、自身のビーコン情報すなわち「ビーコンＩＤ」「ビーコン加速度センサー値」を取得して（Ｓ２１）、ビーコン受信機６に送信する（Ｓ２２）。

ビーコン受信機６は、ビーコン発信機４からのビーコン情報すなわち「ビーコンＩＤ」「ビーコン加速度センサー値」を受信して（Ｓ２３）、データ受信サーバに送信する（Ｓ２４）。

データ受信サーバ１は、ビーコン受信機６から受信データを受信すると（Ｓ２５）、それを受信時刻とともにデータ蓄積データベース２に書き込む（Ｓ２６）。データ蓄積データベース２は、データ受信サーバ１から書き込まれた受信データを順次蓄積していく（Ｓ２７）。

図３は携帯端末５からの受信データ蓄積処理（Ｓ３０）を示すチャート図である。作業対象物９０に取りつけられたビーコン発信機４は、自身のビーコン情報すなわち「ビーコンＩＤ」「ビーコン加速度センサー値」を取得して（Ｓ３１）、携帯端末５に送信する（Ｓ３２）。

携帯端末５は、ビーコン発信機４からのビーコン情報すなわち「ビーコンＩＤ」「ビーコン加速度センサー値」を受信し（Ｓ３３）、その際の「受信電界強度」を取得し（Ｓ３４）、さらに携帯端末５自身の携帯端末ＩＤすなわち「携帯端末ＩＤ」「携帯端末加速度センサー値」を取得する（Ｓ３５）。

携帯端末５は、ビーコン情報（「ビーコンＩＤ」「ビーコン加速度センサー値」）、「受信電界強度」、携帯端末情報（「携帯端末ＩＤ」「携帯端末加速度センサー値」）をデータ受信サーバ１に送信する（Ｓ３６）。

データ受信サーバ１は、携帯端末５からの受信データを受信すると（Ｓ３７）、それを受信時刻とともにデータ蓄積データベース２に書き込む（Ｓ３８）。データ蓄積データベース２は、データ受信サーバ１から書き込まれた受信データを順次蓄積していく（Ｓ３９）。

図４はビーコン移動判定処理（Ｓ４０）を示すチャート図である。前提として、図２のビーコン受信機４からの受信データ蓄積処理（Ｓ２０）によって、ビーコン発信機４に関するデータがデータ蓄積データベース２に蓄積されている。データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２から蓄積データ、ここではビーコン情報である「ビーコンＩＤ」と「ビーコン加速度センサー値」を取り出す（Ｓ４１）。さらに、データ解析サーバ３は、「ビーコン加速度センサー値」から当該ビーコン発信機４が動いたかどうか判定する（Ｓ４２）。

図５はビーコン周辺人数判定処理（Ｓ５０）を示すチャート図である。前提として、図３の携帯端末５からの受信データ蓄積処理（Ｓ３０）によって、携帯端末５に関するデータがデータ蓄積データベース２に蓄積されている。データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２から蓄積データ、ここでは「ビーコンＩＤ」「携帯端末ＩＤ」及び「受信電界強度値」を取り出す（Ｓ５１）。

データ解析サーバ３は、「受信電界強度値」からビーコン発信機４と携帯端末５間の距離を推定する（Ｓ５２）。データ解析サーバ３は、特定のビーコンＩＤの一定距離内にいくつの携帯端末５が存在するかをカウントする（Ｓ５３）。つまり、データ解析サーバ３は、作業対象物９０の作業をしている作業者９９の数を受信電界強度に基づいて推定する。

図６は危険動作判定処理（Ｓ６０）を示すチャート図である。前提として、図３の携帯端末５からの受信データ蓄積処理（Ｓ３０）によって、携帯端末５に関するデータがデータ蓄積データベース２に蓄積されている。データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２から蓄積データ、ここでは、「携帯端末ＩＤ」及び「携帯端末加速度センサー値」を取り出す（Ｓ６１）。データ解析サーバ３は、取り出した「携帯端末加速度センサー値」から作業者９９の動きを推定し（Ｓ６２）、次で説明する危険動作パターン判定モデルに該当する作業中であるか否かを判定する（Ｓ６３）。

図７は危険動作パターン学習処理（Ｓ７０）を示すチャート図である。前提として、図３の携帯端末５からの受信データ蓄積処理（Ｓ３０）によって、携帯端末５に関するデータがデータ蓄積データベース２に蓄積されている。データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２から蓄積データ、特に危険動作時の携帯端末加速度センサー値を複数取り出し（Ｓ７１）、それらの値を用いて機械学習を行い（Ｓ７２）、危険動作パターン判定モデルを作成し、データ蓄積データベース２に蓄積する（Ｓ７３）。ここで、危険動作とは作業対象物９０を持ち上げて運ぶ動作であったり、作業対象物９０としてのはしごを上り下りする動作であったり、作業物を使用した作業動作である。危険動作時の携帯端末加速度センサー値は、図９で後述する処理で得られる。

図８は危険作業発生時発報処理（Ｓ８０）を示すチャート図である。データ解析サーバ３は、以下に示す一連の処理を定期的に繰り返し、作業者９９が安全に作業をしているか否かを監視する。なお、図８の例は上記テーブルにおいて加速度センサーの値を考慮する作業対象物９０に対する判定処理である。加速度センサーの値を考慮しない作業対象物９０に対する判定処理は、後述するステップＳ８１、Ｓ８２の処理を行わない。

具体的には、データ解析サーバ３は、図４のビーコン移動判定処理(Ｓ４０)または図５の携帯端末５から受信したビーコン発信機４の加速度センサー情報に基づく移動判定処理を行い、物体（作業対象物９０）に取り付けたビーコン発信機４が移動しているか判定する（Ｓ８１）。移動ありと判定された場合（Ｓ８２のＹｅｓ）、データ解析サーバ３は図６の危険動作判定処理（Ｓ６０）を行い、「危険作業」のパターンに合致するか判定する（Ｓ８３）。移動なしと判定された場合（Ｓ８２のＮｏ）、データ解析サーバ３を処理の先頭に戻り、定期的に繰り返す。

危険作業と判定された場合は（Ｓ８４のＹｅｓ）、データ解析サーバ３は図５のビーコン周辺人数判定処理（Ｓ５０）を行い、「危険作業」時に周辺に上記テーブルに基づき規定人数である作業必要人数がいるか判定する（Ｓ８５）。規定人数がいないと判定された場合（Ｓ８６のＮｏ）、データ解析サーバ３は危険作業を行っていると判定し、発報（メール、表示灯点灯等）を行う（Ｓ８７）。規定人数がいると判定された場合（Ｓ８６のＹｅｓ）、データ解析サーバ３は危険作業を行っていないと判定し、処理の先頭に戻り、定期的に繰り返す。

図９は危険作業事後チェック処理（Ｓ９０）を示すチャート図である。この処理は、作業者９９がビーコン発信機４を取りつけた作業対象物９０に対して何らかの作業を行った場合に、その作業時刻の作業について適切であったか否かを事後的にチェックするものである。

データ解析サーバ３は、データ蓄積データベース２から作業時刻のデータを取得し（Ｓ９１）、図４のビーコン移動判定処理（Ｓ４０）により作業対象物９０に取り付けたビーコン発信機４が移動しているか否かを判定する（Ｓ９２）。

移動ありと判定された場合（Ｓ９３のＹｅｓ）、データ解析サーバ３は、図６の危険動作判定処理（Ｓ６０）を行い「危険作業」のパターンに合致するか判定する（Ｓ９４）。移動なしと判定された場合（Ｓ９３のＮｏ）、処理を終了する。

危険動作判定処理（Ｓ６０、Ｓ９４）で危険作業と判定された場合、データ解析サーバ３は図５のビーコン周辺人数判定処理（Ｓ５０）を行、「危険作業」時に周辺に規定人数（必要作業人数）がいるか判定する（Ｓ９６）。

規定人数がいないと判定された場合は（Ｓ９７のＮｏ）、データ解析サーバ３はその作業は「危険作業」であった判定する（Ｓ９８）。判定結果はデータ蓄積データベース２に蓄積され、上述した図７の危険動作パターン学習処理（Ｓ７０）において理容さえる。規定人数がいると判定された場合（Ｓ９７のＹｅｓ）、データ解析サーバ３は「規定どおりの作業」として証跡利用する（Ｓ９９）。

以上、本実施形態によると、作業者９９が作業対象物９０に対し作業を行う場合に、規定人員以下での危険作業を検知して、危険作業を行おうとしている作業者に注意喚起して危険作業を未然防止することができる。また、規定された人数以下の危険作業していないか後からチェックできるため、規定された人数で作業を行っている安全作業の証跡として利用できる。また、規定された人数以下で危険作業への心理的な抑止効果がある。規定人数以下しかいない状態で作業対象物を作業が動かした場合、危険作業をしていると判定して、作業者や監視者にメール通知や表示灯による発報をして注意喚起して、危険作業を未然防止することができる。作業を行ったときのデータをデータ蓄積データベース２に蓄積して、後日、違反作業が無いかのチェックおよび証跡利用ができるようにする。危険作業の判定は上述の「ビーコン発信機周辺人数判定（Ｓ５０）」「ビーコン発信機移動判定（Ｓ４０）」「危険動作判定（Ｓ６０）」により行う。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述した実施形態では、作業者９９が危険動作パターンに該当する動作を行っているかを図７に示す危険動作パターン学習処理で作成したモデルに基づいて判定した。しかし、データ解析サーバ３は、機械学習で作成した危険動作パターンモデルに基づいて判定しなくてもよく、例えば作業対象物９０の運搬を複数人で行っているか否かを判断する場合には、作業対象物９０の加速度データと作業者９９の加速度データとが類似しているか否かを判定し、類似していれば作業者９９が当該作業対象物９０で作業していると推定して危険作業パターンに該当すると判定してもよい。これによっても上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

１データ受信サーバ
２データ蓄積データベース
３データ解析サーバ
４ビーコン発信機
５携帯端末
６ビーコン受信機
７無線ネットワーク
８有線ネットワーク
９インターネット
１０作業安全管理システム
２０管理装置
９０作業対象物
９９作業者

Claims

作業対象である物体に取りつけられたビーコン発信機と、前記作業対象に対して作業を行う作業者が有し前記ビーコン発信機が出力するビーコン信号の受信機能を備えた携帯端末と、前記携帯端末から前記ビーコン信号を受信した際の前記ビーコン信号に関する情報を取得し管理する管理装置と、を備える作業安全管理システムであって、
前記ビーコン発信機は、加速度センサーを備え、前記ビーコン信号を発信する際に、ビーコン情報として自身の前記加速度センサーの値を含めて発信可能であって、
前記携帯端末は、加速度センサーを備え、前記管理装置に、前記ビーコン発信機から受信した前記ビーコン情報と、前記ビーコン電波の受信電界強度の値と、前記加速度センサーの値を含む携帯端末情報と、を発信可能であって、
前記管理装置は、前記ビーコン発信機の前記加速度センサーの値と、前記携帯端末の前記加速度センサーの値と、前記受信電界強度の値と、をもとに、前記作業者が安全な作業を行っているか否かを判定する
ことを特徴とする作業安全管理システム。
前記管理装置は、前記作業者が安全な作業を行っていないと判定した場合に、前記作業者に対して発報処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業安全管理システム。
前記管理装置は、前記作業者が安全な作業を行っていると判定した場合に、実際に安全作業をしたことの証跡として記録することを特徴とする請求項１または２に記載の作業安全管理システム。
前記管理装置は、前記受信電界強度の値から、前記ビーコン発信機から一定範囲に存在する携帯端末の数をカウントし、一定数以下の場合に、作業者数が不足して危険な作業であると判定することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の作業安全管理システム。
前記管理装置は、前記携帯端末の加速度センサー値をもとに、前記携帯端末の作業者の動きを推定し、所定の危険動作パターン判定モデルに該当するか否かを判定し、該当する場合に危険な作業であると判定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の作業安全管理システム。
前記管理装置は、前記作業者が行った作業が危険な作業であった場合に、その旨を前記携帯端末の前記加速度センサーの値と関連付けて危険作業時データとして記憶し、複数の危険作業時データをもとに、前記危険動作パターン判定モデルを作成することを特徴とする請求項５に記載の作業安全管理システム。