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WO2020189651A1 - 作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法 - Google Patents

作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法 Download PDF

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Publication number
WO2020189651A1
WO2020189651A1 PCT/JP2020/011574 JP2020011574W WO2020189651A1 WO 2020189651 A1 WO2020189651 A1 WO 2020189651A1 JP 2020011574 W JP2020011574 W JP 2020011574W WO 2020189651 A1 WO2020189651 A1 WO 2020189651A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
entry
manned
prohibited area
manned vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/011574
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴士 平中
研太 長川
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
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Priority to AU2020240270A priority patent/AU2020240270B2/en
Priority to CA3129029A priority patent/CA3129029A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2054—Fleet management
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/20—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles
    • G08G1/207—Monitoring the location of vehicles belonging to a group, e.g. fleet of vehicles, countable or determined number of vehicles with respect to certain areas, e.g. forbidden or allowed areas with possible alerting when inside or outside boundaries

Definitions

  • This disclosure relates to a work site management system and a work site management method.
  • Unmanned vehicles may operate at wide-area work sites such as mines.
  • unmanned transportation vehicles and manned transportation vehicles may coexist and operate. If a manned transport vehicle enters a work area where an unmanned transport vehicle operates, the safety of the work site may be reduced.
  • the entry prohibition area setting unit for setting the entry prohibition area for prohibiting the entry of the manned transport vehicle and the entry prohibition area are notified to the manned transport vehicle at the soil removal site at the work site.
  • a work site management system equipped with a notification unit is provided.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a management system, an unmanned vehicle, and a manned vehicle according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a work site according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the management system according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a soil removal site according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the notification device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the management method according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of a computer system.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a management system 1 according to an embodiment, an unmanned vehicle 2 which is an unmanned transportation vehicle, and a manned vehicle 9 which is a manned transportation vehicle.
  • Each of the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 operates at the work site.
  • the work site is a mine or quarry.
  • a mine is a place or place of business where minerals are mined.
  • the unmanned vehicle 2 refers to a vehicle that operates unmanned regardless of the driving operation by the driver.
  • the manned vehicle 9 refers to a vehicle that is operated by the driving operation of the driver.
  • the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 are dump trucks, which are a type of transport vehicle that travels on the work site and transports cargo.
  • Examples of the cargo carried to the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 include ore or earth and sand excavated in a mine or a quarry.
  • the work site is not limited to mines or quarries.
  • the work site may be any work site where the transport vehicle carries the cargo.
  • the management system 1 includes a management device 3 and a communication system 4.
  • the management device 3 includes a computer system and is installed in, for example, a control facility 5 at a work site.
  • the communication system 4 carries out communication between the management device 3, the unmanned vehicle 2, and the manned vehicle 9.
  • the wireless communication device 6 is connected to the management device 3.
  • the communication system 4 includes a wireless communication device 6.
  • the management device 3, the unmanned vehicle 2, and the manned vehicle 9 wirelessly communicate with each other via the communication system 4.
  • the unmanned vehicle 2 travels on the work site based on the travel course data transmitted from the management device 3.
  • the unmanned vehicle 2 includes a traveling device 21, a vehicle body 22 supported by the traveling device 21, a dump body 23 supported by the vehicle body 22, a control device 30, a position detecting device 28, and a wireless communication device 29. , Equipped with.
  • the traveling device 21 includes a driving device 24 for driving the traveling device 21, a braking device 25 for braking the traveling device 21, a steering device 26 for adjusting the traveling direction, and wheels 27.
  • the unmanned vehicle 2 self-propells due to the rotation of the wheels 27.
  • the wheel 27 includes a front wheel 27F and a rear wheel 27R. Tires are mounted on the wheels 27.
  • the drive device 24 generates a driving force for accelerating the unmanned vehicle 2.
  • the drive device 24 includes an internal combustion engine such as a diesel engine.
  • the drive device 24 may include an electric motor.
  • the power generated by the drive device 24 is transmitted to the rear wheels 27R.
  • the braking device 25 generates a braking force for decelerating or stopping the unmanned vehicle 2.
  • the steering device 26 can adjust the traveling direction of the unmanned vehicle 2.
  • the traveling direction of the unmanned vehicle 2 includes the direction of the front portion of the vehicle body 22.
  • the steering device 26 adjusts the traveling direction of the unmanned vehicle 2 by steering the front wheels 27F.
  • the control device 30 can communicate with the management device 3 existing outside the unmanned vehicle 2 by, for example, the wireless communication device 29.
  • the control device 30 outputs an accelerator command for operating the drive device 24, a brake command for operating the brake device 25, and a steering command for operating the steering device 26.
  • the drive device 24 generates a driving force for accelerating the unmanned vehicle 2 based on the accelerator command output from the control device 30. By adjusting the output of the drive device 24, the traveling speed of the unmanned vehicle 2 is adjusted.
  • the brake device 25 generates a braking force for decelerating the unmanned vehicle 2 based on the brake command output from the control device 30.
  • the steering device 26 generates a force for changing the direction of the front wheels 27F in order to drive the unmanned vehicle 2 straight or turn based on the steering command output from the control device 30.
  • the position detection device 28 detects the position of the unmanned vehicle 2.
  • the position of the unmanned vehicle 2 is detected using a global navigation satellite system (GNSS: Global Navigation Satellite System).
  • the Global Navigation Satellite System includes the Global Positioning System (GPS).
  • GPS Global Positioning System
  • the global navigation satellite system detects the absolute position of the unmanned vehicle 2 defined by the coordinate data of latitude, longitude, and altitude.
  • the position of the unmanned vehicle 2 defined in the global coordinate system is detected by the global navigation satellite system.
  • the global coordinate system is a coordinate system fixed to the earth.
  • the position detection device 28 includes a GNSS receiver and detects the absolute position (coordinates) of the unmanned vehicle 2.
  • the wireless communication device 29 communicates wirelessly.
  • the communication system 4 includes a wireless communication device 29.
  • the wireless communication device 29 can wirelessly communicate with the management device 3.
  • the manned vehicle 9 travels on the work site based on the driving operation of the driver who is in the driver's cab of the manned vehicle 9.
  • the manned vehicle 9 includes a traveling device 21, a vehicle body 22, a dump body 23, a driving device 24, a braking device 25, a steering device 26, wheels 27 including front wheels 27F and rear wheels 27R, and a position detection device.
  • a 28, a wireless communication device 29, a control device 40, and a notification device 50 are provided.
  • the position detection device 28 of the manned vehicle 9 detects the position of the manned vehicle 9.
  • the wireless communication device 29 of the manned vehicle 9 can wirelessly communicate with the management device 3.
  • the control device 40 can communicate with the management device 3 existing outside the manned vehicle 9 by, for example, the wireless communication device 29.
  • An accelerator pedal for operating the drive device 24, a brake pedal for operating the brake device 25, and a steering wheel for operating the steering device 26 are arranged in the driver's cab. The accelerator pedal, brake pedal, and steering wheel are operated by the driver.
  • the drive device 24 generates a driving force for accelerating the manned vehicle 9 based on the amount of operation of the accelerator pedal. By adjusting the output of the drive device 24, the traveling speed of the manned vehicle 9 is adjusted.
  • the brake device 25 generates a braking force for decelerating the manned vehicle 9 based on the amount of operation of the brake pedal.
  • the steering device 26 generates a force for changing the direction of the front wheels 27F in order to move the manned vehicle 9 straight or turn based on the amount of operation of the steering wheel.
  • the notification device 50 is arranged in the driver's cab.
  • the notification device 50 operates based on the notification data transmitted from the management device 3.
  • Examples of the notification device 50 include a display device that displays display data and a voice output device that outputs voice.
  • Examples of the display device include a flat panel display such as a liquid crystal display (LCD) or an organic EL display (OLELD).
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a work site according to the embodiment.
  • the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 travel on at least a part of the mine workshop PA and the runway HL leading to the workshop PA.
  • the workplace PA includes at least one of a loading site LPA and a soil removal site DPA.
  • the runway HL includes the intersection IS.
  • Loading area LPA refers to the area where the loading work for loading the cargo on the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 is carried out.
  • the loading machine 7 operates at the loading site LPA.
  • the loading machine 7 is, for example, a hydraulic excavator or a rope excavator having a working machine.
  • the soil removal site DPA is an area where the soil removal work is carried out in which the cargo is discharged from the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9.
  • a soil removal position M is provided in the soil removal site DPA.
  • the unmanned vehicle 2 travels on the work site based on the traveling course data indicating the traveling conditions of the unmanned vehicle 2.
  • the running course data includes a plurality of course point CPs set at intervals.
  • the course point CP defines the target position of the unmanned vehicle 2.
  • the target traveling speed and the target traveling direction of the unmanned vehicle 2 are set for each of the plurality of course point CPs.
  • the traveling course data includes a traveling course CR indicating a target traveling route of the unmanned vehicle 2.
  • the traveling course CR is defined by a line connecting a plurality of course points CP.
  • the running course CR is set in the running path HL and the workshop PA.
  • the unmanned vehicle 2 travels on the travel path HL according to the travel course CR.
  • the running course data is generated in the management device 3.
  • the management device 3 transmits the generated travel course data to the control device 30 of the unmanned vehicle 2 via the communication system 4.
  • the control device 30 is a traveling device so that the unmanned vehicle 2 travels according to the traveling course CR based on the traveling course data and travels according to the target traveling speed and the target traveling direction set for each of the plurality of course point CPs. 21 is controlled.
  • the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 are mixed and operated at the work site. Both the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 travel on the runway HL and the work place PA. For example, when shifting from a work site where only the manned vehicle 9 operates as a transport vehicle to a work site where only the unmanned vehicle 2 operates, both the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 operate at the work site during the transition period.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the management system 1 according to the present embodiment.
  • the management system 1 includes a management device 3, a control device 30, and a control device 40.
  • the management device 3 has a traveling course data generation unit 3A, an entry prohibition area setting unit 3B, a determination unit 3C, and a notification unit 3D.
  • the running course data generation unit 3A generates running course data including the running course CR.
  • the travel course data generated by the travel course data generation unit 3A is transmitted to the control device 30 of the unmanned vehicle 2.
  • the entry prohibited area setting unit 3B sets the entry prohibited area AR that prohibits the entry of the manned vehicle 9 at the work site.
  • the no-entry area AR is set, for example, in the soil removal site DPA.
  • the entry prohibited area AR is set by, for example, an administrator who can operate the management device 3.
  • the unmanned vehicle 2 is allowed to enter the restricted area AR.
  • the unmanned vehicle 2 can operate in the entry prohibited area AR.
  • the entry prohibited area AR may be set in a place different from the soil removal site DPA in the work site.
  • the manager can set the entry prohibition area AR at any place on the work site where the entry of the manned vehicle 9 is prohibited.
  • the determination unit 3C determines whether or not the manned vehicle 9 enters the entry prohibited area AR based on the position of the manned vehicle 9. Whether or not the manned vehicle 9 enters the prohibited area AR is determined by determining whether or not the manned vehicle 9 has entered the prohibited area AR and whether or not the manned vehicle 9 is approaching the prohibited area AR. Including the judgment. The determination unit 3C can determine whether or not the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR based on the position of the manned vehicle 9. The determination unit 3C can determine whether or not the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR based on the position of the manned vehicle 9. The position of the manned vehicle 9 is detected by the position detecting device 28. The determination unit 3C can acquire the position of the manned vehicle 9 by receiving the detection data of the position detection device 28.
  • the notification unit 3D notifies the manned vehicle 9 of the entry prohibited area AR.
  • the notification unit 3D notifies that the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR.
  • the notification unit 3D notifies that the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR.
  • the notification unit 3D notifies the notification device 50 provided in the manned vehicle 9 of the entry prohibited area AR.
  • the notification unit 3D notifies the notification device 50 that the manned vehicle 9 has entered the no-entry area AR or that the manned vehicle 9 is approaching the no-entry area AR.
  • the control device 30 acquires the travel course data of the unmanned vehicle 2 transmitted from the travel course data generation unit 3A, and controls the travel of the unmanned vehicle 2.
  • the control device 30 controls the traveling device 21 of the unmanned vehicle 2 so as to travel according to the traveling course data.
  • the control device 40 controls the notification device 50 based on the notification data transmitted from the notification unit 3D.
  • the notification data includes the position and size of the no-entry area AR and whether or not the manned vehicle 9 has entered the no-entry area AR.
  • the notification device 50 operates based on the notification data output from the notification unit 3D.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a soil removal site DPA according to the embodiment.
  • a plurality of soil removal positions M are set in the soil removal site DPA.
  • the soil removal position M is a position where the soil removal work of the unmanned vehicle 2 is carried out.
  • the unmanned vehicle 2 travels to the soil discharge position M based on the traveling course data, and discharges the soil to the soil discharge position M.
  • the soil removal work of the unmanned vehicle 2 is hindered.
  • the soil removal work of the unmanned vehicle 2 is hindered.
  • the unmanned vehicle 2 travels to the soil removal position M based on the traveling course data.
  • the manned vehicle 9 can be excavated at an arbitrary position. If the manned vehicle 9 is discharged on the traveling course CR of the unmanned vehicle 2, the traveling of the unmanned vehicle 2 is hindered.
  • the entry prohibition area setting unit 3B sets the entry prohibition area AR so as to include the soil removal position M in which the soil removal work of the unmanned vehicle 2 is carried out.
  • the soil removal position M included in the entry prohibited area AR may be one or a plurality.
  • the entry prohibition area setting unit 3B sets the entry prohibition area AR so as to include the traveling course CR of the unmanned vehicle 2.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of the notification device 50 according to the embodiment.
  • the notification device 50 includes a display device. As shown in FIG. 5, the entry prohibited area AR is displayed on the display device. In the example shown in FIG. 5, a dotted line indicating the outline of the entry prohibited area AR is displayed on the display device.
  • the entry prohibited area AR may be displayed on the display device in a specific color.
  • the display device may display in a display form in which the driver can recognize the entry prohibited area AR. As a result, the driver can confirm the position of the entry prohibited area AR.
  • the soil removal position M, the position of the unmanned vehicle 2, and the position of the manned vehicle 9 may be displayed on the display device.
  • the notification device 50 when the manned vehicle 9 enters the entry prohibited area AR, the notification device 50 outputs an alarm.
  • the notification device 50 may output an alarm sound or light as an alarm. As a result, the driver can recognize that the manned vehicle 9 enters the entry prohibited area AR.
  • the notification device 50 may output an alarm before the manned vehicle 9 enters the entry prohibited area AR.
  • the notification device 50 may output an alarm when the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR.
  • the notification device 50 may change the output state of the alarm based on the distance between the manned vehicle 9 and the entry prohibited area AR. For example, the notification device 50 may increase the alarm sound as the manned vehicle 9 approaches the entry prohibited area AR.
  • the notification device 50 When the manned vehicle 9 enters the entry prohibited area AR, the notification device 50 notifies in a prescribed notification form.
  • the specified notification form includes outputting a specified alarm sound and outputting a specified colored light.
  • the notification device 50 may continue to output an alarm after the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR, or may stop outputting the alarm after outputting the alarm for a predetermined time.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the management method according to the embodiment.
  • the entry prohibited area setting unit 3B sets the entry prohibited area AR (step S1).
  • the determination unit 3C determines whether or not the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR based on the position of the manned vehicle 9 and the entry prohibited area AR set by the entry prohibited area setting unit 3B (step). S2).
  • the determination unit 3C can determine whether or not the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR based on the detection data of the position detection device 28.
  • step S2 When it is determined in step S2 that the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR (step S2: Yes), the notification unit 3D notifies the manned vehicle 9 that the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR. (Step S3).
  • the notification device 50 of the manned vehicle 9 notifies that the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR in a prescribed notification form.
  • the notification device 50 may continue to output an alarm after the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR, or may stop outputting the alarm after outputting the alarm for a predetermined time. As a result, the driver can recognize that the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the manned vehicle 9 has not entered the entry prohibited area AR (step S2: No), the notification device 50 does not notify.
  • the notification unit 3D for notifying the manned vehicle 9 of the entry prohibited area AR is provided.
  • the driver of the manned vehicle 9 can operate the manned vehicle 9 so as not to enter the entry prohibited area AR.
  • the manned vehicle 9 enters the no-entry area AR
  • the driver recognizes that the manned vehicle 9 has entered the no-entry area AR by outputting an alarm in the specified notification form from the notification device 50.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the computer system 1000.
  • the computer system 1000 includes a processor 1001 such as a CPU (Central Processing Unit), a main memory 1002 including a non-volatile memory such as ROM (Read Only Memory) and a volatile memory such as RAM (Random Access Memory). It has a storage 1003 and an interface 1004 including an input / output circuit.
  • the functions of the management device 3, the control device 30, and the control device 40 described above are stored as programs in the storage 1003.
  • the processor 1001 reads the program from the storage 1003, expands it into the main memory 1002, and executes the above-described processing according to the program.
  • the program may be distributed to the computer system 1000 via the network.
  • the computer system 1000 sets an entry prohibition area AR that prohibits the entry of the manned vehicle 9 at the work site according to the above-described embodiment, and notifies the notification device 50 provided in the manned vehicle 9 of the entry prohibition area AR. And can be done.
  • the management device 3 may stop the traveling of the unmanned vehicle 2 existing in the entry prohibited area AR.
  • the notification device 50 may notify when the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR in a notification form different from the above-mentioned prescribed notification form.
  • the notification form when the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR includes outputting an alarm sound different from the specified alarm sound and outputting a colored light different from the specified colored light.
  • the notification device 50 may continue to output an alarm during the period when the manned vehicle 9 is approaching the entry prohibited area AR.
  • At least a part of the function of the control device 30 and the function of the control device 40 may be provided in the management device 3, and at least a part of the function of the management device 3 is provided in the control device 30 and the control device 40. It may be provided in the control device 40.
  • the function of the determination unit 3C may be provided in the control device 30 of the manned vehicle 9.
  • the entry prohibited area AR generated by the management device 3 is transmitted to the control device 30 of the manned vehicle 9, and the determination unit 3C of the control device 30 determines whether or not the manned vehicle 9 has entered the entry prohibited area AR. May be good.
  • the function of the notification unit 3D may be provided in the control device 30 of the manned vehicle 9.
  • the entry prohibited area AR generated by the management device 3 is transmitted to the control device 30 of the manned vehicle 9, and the notification unit 3D of the control device 30 notifies the notification device 50 of the entry prohibited area AR, or the manned vehicle 9 enters.
  • the notification device 50 may be notified that the vehicle has entered the prohibited area AR or that the manned vehicle 9 is approaching the prohibited area AR.
  • the traveling course data is generated in the management device 3, and the unmanned vehicle 2 travels according to the traveling course data transmitted from the management device 3.
  • the control device 30 of the unmanned vehicle 2 may generate travel course data. That is, the control device 30 may have a traveling course data generation unit 3A. Further, each of the management device 3 and the control device 30 may have a travel course data generation unit 3A.
  • the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 are dump trucks, which are a type of transport vehicle.
  • the unmanned vehicle 2 and the manned vehicle 9 may be a work machine equipped with a work machine such as a hydraulic excavator or a bulldozer.
  • processor 1002 ... main Memory, 1003 ... Storage, 1004 ... Interface, CP ... Course point, CR ... Driving course, PA ... Work place, DPA ... Soil removal site, M ... Soil removal position, Ma ... Soil removal position, HL ... Driving path, IS ... Crossing ..

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Abstract

作業現場の管理システムは、作業現場の排土場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、進入禁止エリアを有人の運搬車両に通知する通知部と、を備える。

Description

作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法
　本開示は、作業現場の管理システム及び作業現場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、無人車両が稼働する場合がある。
特開２０１６－１５３９８７号公報
　作業現場において、無人の運搬車両と有人の運搬車両とが混在して稼働する場合がある。無人の運搬車両が稼働する作業エリアに有人の運搬車両が進入すると、作業現場の安全性が低下する可能性がある。
　本発明の態様に従えば、作業現場の排土場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知する通知部と、を備える作業現場の管理システムが提供される。
　本発明の態様によれば、作業現場の安全性の低下を抑制することができる。
図１は、実施形態に係る管理システム、無人車両、及び有人車両の一例を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。 図３は、実施形態に係る管理システムの一例を示す機能ブロック図である。 図４は、実施形態に係る排土場の一例を模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係る通知装置の一例を模式的に示す図である。 図６は、実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。 図７は、コンピュータシステムの一例を示すブロック図である。
　以下、本開示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、実施形態に係る管理システム１、無人の運搬車両である無人車両２、及び有人の運搬車両である有人車両９の一例を模式的に示す図である。無人車両２及び有人車両９のそれぞれは、作業現場において稼働する。実施形態において、作業現場は、鉱山又は採石場である。鉱山とは、鉱物を採掘する場所又は事業所をいう。
　無人車両２とは、運転者による運転操作によらずに無人で稼動する車両をいう。有人車両９とは、運転者の運転操作により稼働する車両をいう。
　無人車両２及び有人車両９は、作業現場を走行して積荷を運搬する運搬車両の一種であるダンプトラックである。無人車両２及び有人車両９に運搬される積荷として、鉱山又は採石場において掘削された鉱石又は土砂が例示される。
　なお、作業現場は、鉱山又は採石場に限定されない。作業現場は、運搬車両が積荷を運搬する作業現場であればよい。
　管理システム１は、管理装置３と、通信システム４とを備える。管理装置３は、コンピュータシステムを含み、例えば作業現場の管制施設５に設置される。通信システム４は、管理装置３と無人車両２と有人車両９との間で通信を実施する。管理装置３に無線通信機６が接続される。通信システム４は、無線通信機６を含む。管理装置３と無人車両２と有人車両９とは、通信システム４を介して無線通信する。
＜無人車両＞
　無人車両２は、管理装置３から送信された走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。無人車両２は、走行装置２１と、走行装置２１に支持される車両本体２２と、車両本体２２に支持されるダンプボディ２３と、制御装置３０と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、を備える。
　走行装置２１は、走行装置２１を駆動する駆動装置２４と、走行装置２１を制動するブレーキ装置２５と、走行方向を調整する操舵装置２６と、車輪２７とを有する。
　車輪２７が回転することにより、無人車両２は自走する。車輪２７は、前輪２７Ｆと後輪２７Ｒとを含む。車輪２７にタイヤが装着される。
　駆動装置２４は、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４は、ディーゼルエンジンのような内燃機関を含む。なお、駆動装置２４は、電動機を含んでもよい。駆動装置２４で発生した動力が後輪２７Ｒに伝達される。ブレーキ装置２５は、無人車両２を減速又は停止させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、無人車両２の走行方向を調整可能である。無人車両２の走行方向は、車両本体２２の前部の向きを含む。操舵装置２６は、前輪２７Ｆを操舵することによって、無人車両２の走行方向を調整する。
　制御装置３０は、例えば無線通信機２９により無人車両２の外部に存在する管理装置３と通信可能である。制御装置３０は、駆動装置２４を作動するためのアクセル指令、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキ指令、及び操舵装置２６を作動するためのステアリング指令を出力する。駆動装置２４は、制御装置３０から出力されたアクセル指令に基づいて、無人車両２を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、無人車両２の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、制御装置３０から出力されたブレーキ指令に基づいて、無人車両２を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、制御装置３０から出力されたステアリング指令に基づいて、無人車両２を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。
　位置検出装置２８は、無人車両２の位置を検出する。無人車両２の位置が、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global　Navigation　Satellite　System）を利用して検出される。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global　Positioning　System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される無人車両２の絶対位置を検出する。全地球航法衛星システムにより、グローバル座標系において規定される無人車両２の位置が検出される。グローバル座標系とは、地球に固定された座標系をいう。位置検出装置２８は、ＧＮＳＳ受信機を含み、無人車両２の絶対位置（座標）を検出する。
　無線通信機２９は、無線通信する。通信システム４は、無線通信機２９を含む。無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。
＜有人車両＞
　有人車両９は、有人車両９の運転室に搭乗した運転者の運転操作に基づいて、作業現場を走行する。有人車両９は、走行装置２１と、車両本体２２と、ダンプボディ２３と、駆動装置２４と、ブレーキ装置２５と、操舵装置２６と、前輪２７Ｆ及び後輪２７Ｒを含む車輪２７と、位置検出装置２８と、無線通信機２９と、制御装置４０と、通知装置５０とを備える。
　有人車両９の位置検出装置２８は、有人車両９の位置を検出する。有人車両９の無線通信機２９は、管理装置３と無線通信可能である。
　制御装置４０は、例えば無線通信機２９により有人車両９の外部に存在する管理装置３と通信可能である。駆動装置２４を作動するためのアクセルペダル、ブレーキ装置２５を作動するためのブレーキペダル、及び操舵装置２６を作動するためのステアリングホイールが運転室に配置される。アクセルペダル、ブレーキペダル、及びステアリングホイールは、運転者に操作される。駆動装置２４は、アクセルペダルの操作量に基づいて、有人車両９を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置２４の出力が調整されることにより、有人車両９の走行速度が調整される。ブレーキ装置２５は、ブレーキペダルの操作量に基づいて、有人車両９を減速させるための制動力を発生する。操舵装置２６は、ステアリングホイールの操作量に基づいて、有人車両９を直進又は旋回させるために前輪２７Ｆの向きを変えるための力を発生する。
　通知装置５０は、運転室に配置される。通知装置５０は、管理装置３から送信された通知データに基づいて作動する。通知装置５０として、表示データを表示する表示装置及び音声を出力する音声出力装置が例示される。表示装置として、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が例示される。
＜作業現場＞
　図２は、実施形態に係る作業現場の一例を模式的に示す図である。無人車両２及び有人車両９は、鉱山の作業場ＰＡ及び作業場ＰＡに通じる走行路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。走行路ＨＬは、交差点ＩＳを含む。
　積込場ＬＰＡとは、無人車両２及び有人車両９に積荷を積載する積込作業が実施されるエリアをいう。積込場ＬＰＡにおいて、積込機７が稼働する。積込機７は、例えば作業機を有する油圧ショベル又はロープショベルである。排土場ＤＰＡとは、無人車両２及び有人車両９から積荷が排出される排土作業が実施されるエリアをいう。排土場ＤＰＡには、例えば排土位置Ｍが設けられる。
　無人車両２は、無人車両２の走行条件を示す走行コースデータに基づいて、作業現場を走行する。図２に示すように、走行コースデータは、間隔をあけて設定された複数のコース点ＣＰを含む。コース点ＣＰは、無人車両２の目標位置を規定する。複数のコース点ＣＰのそれぞれに、無人車両２の目標走行速度及び目標走行方位が設定される。また、走行コースデータは、無人車両２の目標走行経路を示す走行コースＣＲを含む。走行コースＣＲは、複数のコース点ＣＰを結ぶ線によって規定される。
　走行コースＣＲは、走行路ＨＬ及び作業場ＰＡに設定される。無人車両２は、走行コースＣＲに従って、走行路ＨＬを走行する。
　走行コースデータは、管理装置３において生成される。管理装置３は、生成した走行コースデータを、通信システム４を介して無人車両２の制御装置３０に送信する。制御装置３０は、走行コースデータに基づいて、無人車両２が走行コースＣＲに従って走行し、複数のコース点ＣＰのそれぞれに設定されている目標走行速度及び目標走行方位に従って走行するように、走行装置２１を制御する。
　本実施形態においては、作業現場において、無人車両２と有人車両９とが混在して稼働する。走行路ＨＬ及び作業場ＰＡにおいて、無人車両２及び有人車両９の両方が走行する。例えば、運搬車両として有人車両９のみが稼働する作業現場から無人車両２のみが稼働する作業現場に移行させる場合、移行期間において、無人車両２及び有人車両９の両方が作業現場において稼働する。
＜管理装置及び制御装置＞
　図３は、本実施形態に係る管理システム１の一例を示す機能ブロック図である。管理システム１は、管理装置３と、制御装置３０と、制御装置４０とを含む。
　管理装置３は、走行コースデータ生成部３Ａと、進入禁止エリア設定部３Ｂと、判定部３Ｃと、通知部３Ｄとを有する。
　走行コースデータ生成部３Ａは、走行コースＣＲを含む走行コースデータを生成する。走行コースデータ生成部３Ａにより生成された走行コースデータは、無人車両２の制御装置３０に送信される。
　進入禁止エリア設定部３Ｂは、作業現場において有人車両９の進入を禁止する進入禁止エリアＡＲを設定する。本実施形態において、進入禁止エリアＡＲは、例えば排土場ＤＰＡに設定される。進入禁止エリアＡＲは、例えば管理装置３を操作可能な管理者により設定される。進入禁止エリアＡＲに対する無人車両２の進入は許可される。無人車両２は、進入禁止エリアＡＲにおいて稼働することができる。
　なお、進入禁止エリアＡＲは、作業現場のうち排土場ＤＰＡとは異なる場所に設定されてもよい。管理者は、有人車両９の進入を禁止したい作業現場の任意の場所に進入禁止エリアＡＲを設定することができる。
　判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入するか否かを判定する。有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入するか否かの判定は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かの判定、及び有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているか否かの判定を含む。判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かを判定することができる。判定部３Ｃは、有人車両９の位置に基づいて、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているか否かを判定することができる。有人車両９の位置は、位置検出装置２８により検出される。判定部３Ｃは、位置検出装置２８の検出データを受信することにより、有人車両９の位置を取得することができる。
　通知部３Ｄは、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に通知する。通知部３Ｄは、判定部３Ｃにより有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したと判定された場合、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを通知する。通知部３Ｄは、判定部３Ｃにより有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していると判定された場合、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知する。
　通知部３Ｄは、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に設けられている通知装置５０に通知する。通知部３Ｄは、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したこと又は有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知装置５０に通知する。
　制御装置３０は、走行コースデータ生成部３Ａから送信された無人車両２の走行コースデータを取得して、無人車両２の走行を制御する。制御装置３０は、走行コースデータに従って走行するように無人車両２の走行装置２１を制御する。
　制御装置４０は、通知部３Ｄから送信された通知データに基づいて、通知装置５０を制御する。通知データは、進入禁止エリアＡＲの位置及び大きさと、進入禁止エリアＡＲに対する有人車両９の進入の有無とを含む。通知装置５０は、通知部３Ｄから出力された通知データに基づいて作動する。
＜排土場における動作＞
　図４は、実施形態に係る排土場ＤＰＡの一例を模式的に示す図である。図４に示すように、排土場ＤＰＡに複数の排土位置Ｍが設定される。排土位置Ｍは、無人車両２の排土作業が実施される位置である。無人車両２は、走行コースデータに基づいて排土位置Ｍに走行し、排土位置Ｍに排土する。
　排土位置Ｍに有人車両９が排土してしまうと、無人車両２の排土作業が妨げられる。例えば、無人車両２の排土作業が予定されている排土位置Ｍａに有人車両９が排土してしまうと、無人車両２の排土作業が妨げられる。
　また、無人車両２は、走行コースデータに基づいて排土位置Ｍに走行する。一方、有人車両９は、任意の位置に排土することができる。有人車両９が無人車両２の走行コースＣＲ上に排土してしまうと、無人車両２の走行が妨げられる。
　本実施形態において、進入禁止エリア設定部３Ｂは、無人車両２の排土作業が実施される排土位置Ｍを含むように進入禁止エリアＡＲを設定する。進入禁止エリアＡＲに含まれる排土位置Ｍは、１つでもよいし複数でもよい。また、進入禁止エリア設定部３Ｂは、無人車両２の走行コースＣＲを含むように進入禁止エリアＡＲを設定する。
＜通知装置＞
　図５は、実施形態に係る通知装置５０の一例を模式的に示す図である。通知装置５０は、表示装置を含む。図５に示すように、進入禁止エリアＡＲが表示装置に表示される。図５に示す例において、進入禁止エリアＡＲの輪郭を示す点線が表示装置に表示される。なお、進入禁止エリアＡＲが特定の色で表示装置に表示されてもよい。表示装置は、運転者が進入禁止エリアＡＲを認識できる表示形態で表示すればよい。これにより、運転者は、進入禁止エリアＡＲの位置を確認することができる。
　なお、図５において、排土位置Ｍ、無人車両２の位置、及び有人車両９の位置が表示装置に表示されてもよい。
　また、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入する場合、通知装置５０が警報を出力する。通知装置５０は、警報として警報音を出力してもよいし光を出力してもよい。これにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入することを認識することができる。
　通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入する前に警報を出力してもよい。通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近しているときに警報を出力してもよい。通知装置５０は、有人車両９と進入禁止エリアＡＲとの距離に基づいて、警報の出力状態を変化させてもよい。例えば、通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近するに従って警報音を大きくしてもよい。
　通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したとき、規定の通知形態で通知する。規定の通知形態は、規定の警報音を出力すること、及び規定の色光を出力することを含む。通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した後、警報を出力し続けてもよいし、所定時間だけ警報を出力した後に警報の出力を停止してもよい。
＜管理方法＞
　図６は、実施形態に係る管理方法の一例を示すフローチャートである。進入禁止エリア設定部３Ｂは、進入禁止エリアＡＲを設定する（ステップＳ１）。
　判定部３Ｃは、有人車両９の位置と、進入禁止エリア設定部３Ｂにより設定された進入禁止エリアＡＲとに基づいて、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したか否かを判定する（ステップＳ２）。
　判定部３Ｃは、位置検出装置２８の検出データに基づいて、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したか否かを判定することができる。
　ステップＳ２において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入したと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、通知部３Ｄは、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを有人車両９に通知する（ステップＳ３）。
　有人車両９の通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを規定の通知形態で通知する。通知装置５０は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入した後、警報を出力し続けてもよいし、所定時間だけ警報を出力した後に警報の出力を停止してもよい。これにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを認識することができる。
　ステップＳ２において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入していないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、通知装置５０は、通知しない。
＜効果＞
　以上説明したように、本実施形態によれば、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に通知する通知部３Ｄが設けられる。進入禁止エリアＡＲが通知装置５０の表示装置に表示されることにより、有人車両９の運転者は、進入禁止エリアＡＲに進入しないように運転操作することができる。進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した場合、通知装置５０から規定の通知形態で警報が出力されることにより、運転者は、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したことを認識し、進入禁止エリアＡＲから出るように運転操作することができる。無人車両２の作業エリアに有人車両９が進入することが抑制されるため、作業現場の安全性の低下が抑制される。
［コンピュータシステム］
　図７は、コンピュータシステム１０００の一例を示すブロック図である。上述の管理装置３、制御装置３０、及び制御装置４０のそれぞれは、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の管理装置３、制御装置３０、及び制御装置４０のそれぞれの機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。
　コンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、作業現場において有人車両９の進入を禁止する進入禁止エリアＡＲを設定することと、進入禁止エリアＡＲを有人車両９に設けられている通知装置５０に通知させることと、を実行することができる。
［その他の実施形態］
　上述の実施形態において、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が進入した場合、管理装置３は、進入禁止エリアＡＲに存在する無人車両２の走行を停止してもよい。
　上述の実施形態において、通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近しているとき、上述の規定の通知形態とは異なる通知形態で通知してもよい。進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近しているときときの通知形態は、規定の警報音とは異なる警報音を出力すること、及び規定の色光とは異なる色光を出力することを含む。通知装置５０は、進入禁止エリアＡＲに有人車両９が接近している期間において、警報を出力し続けてもよい。
　上述の実施形態において、制御装置３０の機能、及び制御装置４０の機能の少なくとも一部が管理装置３に設けられてもよいし、管理装置３の機能の少なくとも一部が、制御装置３０、及び制御装置４０に設けられてもよい。例えば、判定部３Ｃの機能が有人車両９の制御装置３０に設けられてもよい。管理装置３で生成された進入禁止エリアＡＲが有人車両９の制御装置３０に送信され、制御装置３０の判定部３Ｃが、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したか否かを判定してもよい。また、通知部３Ｄの機能が有人車両９の制御装置３０に設けられてもよい。管理装置３で生成された進入禁止エリアＡＲが有人車両９の制御装置３０に送信され、制御装置３０の通知部３Ｄが、進入禁止エリアＡＲを通知装置５０に通知させたり、有人車両９が進入禁止エリアＡＲに進入したこと又は有人車両９が進入禁止エリアＡＲに接近していることを通知装置５０に通知させたりしてもよい。
　なお、上述の実施形態においては、走行コースデータが管理装置３において生成され、無人車両２は管理装置３から送信された走行コースデータに従って走行することとした。無人車両２の制御装置３０が走行コースデータを生成してもよい。すなわち、制御装置３０が走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。また、管理装置３及び制御装置３０のそれぞれが走行コースデータ生成部３Ａを有してもよい。
　なお、上述の実施形態においては、無人車両２及び有人車両９が運搬車両の一種であるダンプトラックであることとした。無人車両２及び有人車両９は、例えば油圧ショベル又はブルドーザのような作業機を備える作業機械でもよい。
　１…管理システム、２…無人車両、３…管理装置、３Ａ…走行コースデータ生成部、３Ｂ…進入禁止エリア設定部、３Ｃ…判定部、３Ｄ…通知部、４…通信システム、５…管制施設、６…無線通信機、７…積込機、９…有人車両、２１…走行装置、２２…車両本体、２３…ダンプボディ、２４…駆動装置、２５…ブレーキ装置、２６…操舵装置、２７…車輪、２７Ｆ…前輪、２７Ｒ…後輪、２８…位置検出装置、２９…無線通信機、３０…制御装置、４０…制御装置、５０…通知装置、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース、ＣＰ…コース点、ＣＲ…走行コース、ＰＡ…作業場、ＤＰＡ…排土場、Ｍ…排土位置、Ｍａ…排土位置、ＨＬ…走行路、ＩＳ…交差点。

Claims (6)

  1. 　作業現場の排土場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定する進入禁止エリア設定部と、
    　前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知する通知部と、を備える、
    　作業現場の管理システム。
  2. 　前記進入禁止エリア設定部は、無人の運搬車両の排土作業が実施される排土位置を含むように前記進入禁止エリアを設定する、
    　請求項１に記載の作業現場の管理システム。
  3. 　前記通知部は、前記有人の運搬車両が前記進入禁止エリアに進入したことを通知する、
    　請求項１又は請求項２に記載の作業現場の管理システム。
  4. 　前記有人の運搬車両の位置に基づいて、前記有人の運搬車両が前記進入禁止エリアに進入するか否かを判定する判定部を備える、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業現場の管理システム。
  5. 　前記進入禁止エリアに対する無人の運搬車両の進入は許可される、
    　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の作業現場の管理システム。
  6. 　作業現場の排土場において有人の運搬車両の進入を禁止する進入禁止エリアを設定することと、
    　前記進入禁止エリアを前記有人の運搬車両に通知することと、を含む、
    　作業現場の管理方法。
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