礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)以及管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)以及管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦山的挖掘現(xiàn)場(chǎng)，例如專利文獻(xiàn)I所公開那樣的翻斗卡車等礦山機(jī)械進(jìn)行工作。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-242520號(hào)公報(bào)
[0006]當(dāng)在礦山設(shè)置界標(biāo)那樣的構(gòu)造物時(shí)，如果該構(gòu)造物與礦山機(jī)械接觸，則在礦山的生產(chǎn)率存在下降的可能性。例如由于構(gòu)造物與礦山機(jī)械的接觸，存在礦山機(jī)械停止工作的可能性。其結(jié)果是，在礦山的生產(chǎn)率存在下降的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制礦山生產(chǎn)率的下降的礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)以及管理方法。
[0008]本發(fā)明的礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)，具備:
[0009]界標(biāo)，其設(shè)置于礦山，利用配置于能夠在所述礦山行駛的礦山機(jī)械的非接觸傳感器，檢測(cè)所述界標(biāo)與所述礦山機(jī)械的相對(duì)位置；
[0010]存儲(chǔ)裝置，其登錄使用全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置；以及
[0011]處理裝置，其在所述登錄中，以包括所述界標(biāo)的位置在內(nèi)的方式設(shè)定禁止所述礦山機(jī)械進(jìn)入的禁止區(qū)域。
[0012]還可以具備操作部，在使用所述全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到所述界標(biāo)的位置之后，利用該操作部能夠輸入用于登錄所述界標(biāo)的位置的操作信號(hào)，所述登錄包括所述操作部的操作。
[0013]還可以具備向所述礦山機(jī)械發(fā)送指令信號(hào)，使得所述礦山機(jī)械不進(jìn)入所述禁止區(qū)域的通信系統(tǒng)。
[0014]還可以具備生成供所述礦山機(jī)械行駛的行駛路徑的生成裝置，所述礦山機(jī)械按照所述行駛路徑在所述礦山中的裝貨場(chǎng)、排土場(chǎng)、與所述裝貨場(chǎng)以及所述排土場(chǎng)的至少一方相通的搬送路的至少一部分行駛，所述生成裝置生成所述行駛路徑，使得所述礦山機(jī)械不進(jìn)入所述禁止區(qū)域。
[0015]本發(fā)明的礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)，其具有配置于管制施設(shè)的中央管制裝置，其中，該礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)包括:
[0016]界標(biāo)，其設(shè)置于礦山，利用配置于能夠在所述礦山行駛的礦山機(jī)械的非接觸傳感器，檢測(cè)所述界標(biāo)與所述礦山機(jī)械的相對(duì)位置；
[0017]存儲(chǔ)裝置，其設(shè)于所述中央管制裝置，并登錄使用全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置；
[0018]處理裝置，其設(shè)于所述中央管制裝置，在所述登錄中，以包括所述界標(biāo)的位置在內(nèi)的方式設(shè)定禁止所述礦山機(jī)械進(jìn)入的禁止區(qū)域；
[0019]生成裝置，其設(shè)于所述中央管制裝置，生成供所述礦山機(jī)械行駛的行駛路徑，使得所述礦山機(jī)械避開所述禁止區(qū)域而行駛；以及
[0020]通信系統(tǒng)，其向所述礦山機(jī)械發(fā)送與由所述生成裝置生成的所述行駛路徑相關(guān)的信息，
[0021]所述礦山機(jī)械按照從所述中央管制裝置通過所述通信系統(tǒng)發(fā)送的與所述行駛路徑相關(guān)的信息，在所述礦山行駛。
[0022]還可以是所述生成裝置以在所述非接觸傳感器的檢測(cè)區(qū)域中配置所述界標(biāo)的方式生成所述行駛路徑。
[0023]還可以是基于所述全球定位系統(tǒng)的檢測(cè)狀態(tài)，判斷是否將使用所述全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置登錄到所述存儲(chǔ)裝置。
[0024]還可以是基于登錄到所述存儲(chǔ)裝置的所述界標(biāo)的位置和使用所述全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置之間的關(guān)系，判斷是否將使用所述全球定位系統(tǒng)檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置登錄到所述存儲(chǔ)裝置。
[0025]本發(fā)明的礦山機(jī)械的管理方法，其包括:
[0026]使用全球定位系統(tǒng)對(duì)在礦山設(shè)置的界標(biāo)的位置進(jìn)行檢測(cè)；
[0027]將所述檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置登錄到存儲(chǔ)裝置；
[0028]在所述登錄中，以包括所述界標(biāo)的位置在內(nèi)的方式，設(shè)定禁止能夠在所述礦山行駛的礦山機(jī)械進(jìn)入的禁止區(qū)域；以及
[0029]利用配置于所述礦山機(jī)械的非接觸傳感器檢測(cè)所述界標(biāo)，從而檢測(cè)在所述禁止區(qū)域的外側(cè)行駛的所述礦山機(jī)械與所述界標(biāo)的相對(duì)位置。
[0030]本發(fā)明的礦山機(jī)械的管理方法，其使用配置于管制施設(shè)的中央管制裝置，其包括:
[0031]使用全球定位系統(tǒng)對(duì)在礦山設(shè)置的界標(biāo)的位置進(jìn)行檢測(cè)；
[0032]將所述檢測(cè)到的所述界標(biāo)的位置登錄到設(shè)于所述中央管制裝置的存儲(chǔ)裝置；
[0033]在所述登錄中，以包括所述界標(biāo)的位置在內(nèi)的方式，在設(shè)于所述中央管制裝置的處理裝置設(shè)定禁止能夠在所述礦山行駛的礦山機(jī)械進(jìn)入的禁止區(qū)域；
[0034]由設(shè)于所述中央管制裝置的生成裝置生成供所述礦山機(jī)械行駛的行駛路徑，使得所述礦山機(jī)械避開所述禁止區(qū)域而行駛；
[0035]將與由所述生成裝置生成的所述行駛路徑相關(guān)的信息發(fā)送給所述礦山機(jī)械；
[0036]利用配置于所述礦山機(jī)械的非接觸傳感器檢測(cè)所述界標(biāo)，從而檢測(cè)按照從所述中央管制裝置發(fā)送的與所述行駛路徑相關(guān)的信息行駛的所述礦山機(jī)械與所述界標(biāo)的相對(duì)位置。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，抑制礦山的生產(chǎn)率下降。
【附圖說明】
[0038]圖1是表示本實(shí)施方式的礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)的一例的圖。
[0039]圖2是表示本實(shí)施方式的管理裝置的一例的圖。
[0040]圖3是表示本實(shí)施方式的翻斗卡車的一例的圖。
[0041]圖4是表示本實(shí)施方式的翻斗卡車的控制系統(tǒng)的一例的圖。
[0042]圖5是表示本實(shí)施方式的車輛的一例的圖。
[0043]圖6是表示本實(shí)施方式的車輛的控制系統(tǒng)的一例的圖。
[0044]圖7是表示本實(shí)施方式的界標(biāo)的使用方法的一例的圖。
[0045]圖8是表示本實(shí)施方式的翻斗卡車的行駛方法的一例的流程圖。
[0046]圖9是表示本實(shí)施方式的界標(biāo)的位置檢測(cè)處理以及位置登錄處理的一例的模式圖。
[0047]圖10是表示本實(shí)施方式的界標(biāo)的位置檢測(cè)處理以及位置登錄處理的一例的流程圖。
[0048]圖11是表示本實(shí)施方式的禁止區(qū)域的一例的圖。
[0049]圖12是表示本實(shí)施方式的禁止區(qū)域的一例的圖。
[0050]圖13是表示本實(shí)施方式的行駛路徑的一例的圖。
[0051]圖14是表示本實(shí)施方式的行駛路徑的一例的圖。
[0052]圖15是表示本實(shí)施方式的行駛路徑的一例的圖。
[0053]圖16是表示本實(shí)施方式的行駛路徑的一例的圖。
[0054]圖17是表示比較例的行駛路徑的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于此。
[0056]<礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)的概要>
[0057]圖1是表不本實(shí)施方式的礦山機(jī)械的管理系統(tǒng)I的一例的圖。圖1不意地表不管理系統(tǒng)I以及適用管理系統(tǒng)I的現(xiàn)場(chǎng)。
[0058]管理系統(tǒng)I包括在管制施設(shè)7配置的管理裝置10，進(jìn)行礦山機(jī)械的管理。礦山機(jī)械的管理包括:礦山機(jī)械的運(yùn)行管理、礦山機(jī)械的生產(chǎn)率的評(píng)價(jià)、礦山機(jī)械的操作員的操作技術(shù)的評(píng)價(jià)、礦山機(jī)械的維護(hù)、以及礦山機(jī)械的異常診斷的至少一者。
[0059]所謂礦山機(jī)械，是指在礦山用于各種作業(yè)的機(jī)械類的總稱。礦山機(jī)械包括鉆探機(jī)械、挖掘機(jī)械、裝貨機(jī)械、以及搬運(yùn)機(jī)械的至少一者。挖掘機(jī)械可以挖掘礦山。裝貨機(jī)械可以將貨物裝載到搬運(yùn)機(jī)械上。裝貨機(jī)械包括液壓挖斗機(jī)、電挖掘機(jī)、以及輪式裝載機(jī)的至少一者。搬運(yùn)機(jī)械包括能夠在礦山移動(dòng)的移動(dòng)體，其可以搬運(yùn)貨物。搬運(yùn)機(jī)械包括翻斗卡車。貨物包括通過采掘而產(chǎn)生的砂土以及礦石的至少一方。
[0060]在本實(shí)施方式中，通過管理系統(tǒng)I對(duì)能夠在礦山行駛的搬運(yùn)機(jī)械進(jìn)行管理。在本實(shí)施方式中，對(duì)于通過管理系統(tǒng)I管理翻斗卡車2的例子進(jìn)行說明。翻斗卡車2在礦山的裝貨場(chǎng)LPA、排土場(chǎng)DPA、與裝貨場(chǎng)LPA以及排土場(chǎng)DPA的至少一方相通的搬送路HL的至少一部分工作。翻斗卡車2是能夠在礦山移動(dòng)的移動(dòng)體。翻斗卡車2能夠在裝貨場(chǎng)LPA、排土場(chǎng)DPA、以及搬送路HL的至少一部分行駛。翻斗卡車2在搬送路HL上行駛，能夠在裝貨場(chǎng)LPA與排土場(chǎng)DPA之間移動(dòng)。
[0061]翻斗卡車2在裝貨場(chǎng)LPA將貨物裝入。裝貨場(chǎng)LPA是在礦山中進(jìn)行貨物的裝貨作業(yè)的區(qū)域(場(chǎng)所)。翻斗卡車2在裝貨場(chǎng)LPA的裝貨位置LP裝入貨物。裝貨位置LP在裝貨場(chǎng)LPA中是進(jìn)行貨物的裝貨作業(yè)的位置(裝貨點(diǎn))。裝貨作業(yè)是將貨物裝入翻斗卡車2的作業(yè)。在裝貨場(chǎng)LPA，裝貨機(jī)械4向翻斗卡車2上裝入貨物。裝貨機(jī)械4向配置于裝貨位置LP的翻斗卡車2裝入貨物。
[0062]翻斗卡車2在排土場(chǎng)DPA卸下(排出)貨物。排土場(chǎng)DPA是在礦山中進(jìn)行貨物的排出作業(yè)的區(qū)域(場(chǎng)所)。翻斗卡車2在排土場(chǎng)DPA的排土位置DP排出貨物。排出作業(yè)是從翻斗卡車2卸下(排出)貨物的作業(yè)。在排土場(chǎng)DPA，從翻斗卡車2排出貨物。翻斗卡車2配置于排土位置DP而將貨物排出。
[0063]在本實(shí)施方式中，翻斗卡車2是根據(jù)來自管理裝置10的指令信號(hào)而進(jìn)行動(dòng)作的、所謂無人翻斗卡車。在翻斗卡車2上未搭乘有作業(yè)者(駕駛員)。
[0064]在圖1中，管理系統(tǒng)I具備:能夠在礦山行駛的車輛3、配置在管制施設(shè)7且進(jìn)行翻斗卡車2的管理的管理裝置10、設(shè)置在礦山的界標(biāo)8、以及可傳遞信息的通信系統(tǒng)9。
[0065]車輛3是能夠在礦山移動(dòng)的移動(dòng)體。車輛3能夠在裝貨場(chǎng)LPA、排土場(chǎng)DPA、以及搬送路HL的至少一部分行駛。在車輛3上搭乘有作業(yè)者(駕駛員)。S卩，車輛3是所謂的有人車輛。車輛3在礦山行駛，以進(jìn)行包括礦山機(jī)械的管理以及維護(hù)在內(nèi)的與礦山相關(guān)的各種作業(yè)。作業(yè)者搭乘在車輛3上，可移動(dòng)到礦山的任意的位置(場(chǎng)所)。
[0066]管理裝置10設(shè)置于礦山的管制施設(shè)7?？蓪⒐苤剖┰O(shè)7稱為管理施設(shè)7，也可以稱為中央管制室7。可將管理裝置10稱為管制裝置(中央管制裝置)10，也可以稱為中央管制系統(tǒng)10。管理裝置10不移動(dòng)。需要說明的是，管理裝置10也可以移動(dòng)可能。
[0067]在礦山設(shè)置有多個(gè)界標(biāo)8。界標(biāo)8分別配置于裝貨場(chǎng)LPA、排土場(chǎng)DPA、以及搬送路HL。界標(biāo)8是靜止物。界標(biāo)8不從設(shè)置的位置(場(chǎng)所)移動(dòng)。管理系統(tǒng)I使用界標(biāo)8對(duì)翻斗卡車2的位置進(jìn)行修正。在本實(shí)施方式中，翻斗卡車2按照生成的行駛路徑行駛。管理系統(tǒng)I在翻斗卡車2偏離行駛路徑行駛時(shí)，使用界標(biāo)8對(duì)翻斗卡車2的位置進(jìn)行修正，使其按照行駛路徑行駛。
[0068]通信系統(tǒng)9在車輛3和管理裝置10和翻斗卡車2之間傳遞信息。管理裝置10和翻斗卡車2可通過通信系統(tǒng)9通信。管理裝置10和車輛3可通過通信系統(tǒng)9通信。翻斗卡車2和車輛3可通過通信系統(tǒng)9通信。在本實(shí)施方式中，通信系統(tǒng)9包括無線通信系統(tǒng)。車輛3和管理裝置10和翻斗卡車2可通過通信系統(tǒng)9進(jìn)行無線通信。在本實(shí)施方式中，通信系統(tǒng)9具有在車輛3和管理裝置10和翻斗卡車2之間中繼信號(hào)(電波)的中繼器6。
[0069]在本實(shí)施方式中，使用全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System:GPS)檢測(cè)翻斗卡車2的位置、車輛3的位置以及界標(biāo)8的位置。GPS具有GPS衛(wèi)星5。GPS檢測(cè)在規(guī)定瑋度、經(jīng)度以及高度的坐標(biāo)系(GPS坐標(biāo)系)中的位置。由GPS檢測(cè)出的位置包括瑋度、經(jīng)度以及高度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。通過GPS，檢測(cè)在礦山的翻斗卡車2的位置、車輛3的位置以及界標(biāo)8的位置。由GPS檢測(cè)出的位置是在GPS坐標(biāo)系中規(guī)定的絕對(duì)位置。在以下說明中，將由GPS檢測(cè)到的位置適當(dāng)稱為GPS位置。GPS位置是絕對(duì)位置。GPS位置是瑋度、經(jīng)度以及高度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(坐標(biāo)值)。
[0070]<管理裝置>
[0071]下面，對(duì)配置在管制施設(shè)7的管理裝置10進(jìn)行說明。圖2是表示本實(shí)施方式的管理裝置10的一例的框圖。如圖1以及圖2所示，管理裝置10具備:電腦系統(tǒng)11、顯示裝置16、輸入裝置17、無線通信裝置18。
[0072]電腦系統(tǒng)11具備處理裝置12、存儲(chǔ)裝置13、輸入輸出部15。顯示裝置16、輸入裝置17以及無線通信裝置18通過輸入輸出部15與電腦系統(tǒng)11連接。輸入輸出部15用于顯示裝置16、輸入裝置17以及無線通信裝置18中的至少一者以及處理裝置12的信息的輸入輸出(接口)。
[0073]處理裝置12包括CPU (Central Processing Unit)。處理裝置12執(zhí)行與翻斗卡車2的管理相關(guān)的各種處理。處理裝置12包括:數(shù)據(jù)處理部12A、禁止區(qū)域設(shè)定部12B、行駛路徑生成部12C。在本實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)處理部12A處理通過通信系統(tǒng)9取得的、與翻斗卡車2的位置相關(guān)的信息、與車輛3的位置相關(guān)的信息以及與界標(biāo)8的位置相關(guān)的信息。禁止區(qū)域設(shè)定部12B設(shè)定在礦山中禁止翻斗卡車2進(jìn)入的禁止區(qū)域。行駛路徑生成部12C生成翻斗卡車2所行駛的行駛路徑。翻斗卡車2在裝貨場(chǎng)LPA、排土場(chǎng)DPA、以及搬送路HL的至少一部分，按照由行駛路徑生成部12C生成的行駛路徑行駛。
[0074]存儲(chǔ)裝置13與處理裝置12連接。存儲(chǔ)裝置13包括RAM (Random Access Memory)、ROM (Read Only Memory)、閃存、以及硬盤驅(qū)動(dòng)器的至少一者。存儲(chǔ)裝置13存儲(chǔ)與翻斗卡車2的管理相關(guān)的各種信息。存儲(chǔ)裝置13包括登錄信息的數(shù)據(jù)庫13B。存儲(chǔ)裝置13存儲(chǔ)用于在處理裝置12執(zhí)行各種處理的電腦程序。處理裝置12使用在存儲(chǔ)裝置13中存儲(chǔ)的電腦程序，進(jìn)行與位置相關(guān)的信息的處理、禁止區(qū)域的設(shè)定以及行駛路徑的生成。
[0075]顯示裝置16例如包括液晶顯示器那樣的平板顯示器。顯示裝置16能夠顯示與翻斗卡車2的位置相關(guān)的信息、與車輛3的位置相關(guān)的信息、以及與界標(biāo)8的位置相關(guān)的信息。
[0076]輸入裝置17包括鍵盤、觸摸面板以及鼠標(biāo)中的至少一者。輸入裝置17作為可向處理裝置12輸入操作信號(hào)的操作部起作用。管制施設(shè)7的管理者對(duì)輸入裝置17進(jìn)行操作，可向處理裝置12輸入操作信號(hào)。
[0077]通信系統(tǒng)9包括無線通信裝置18。無線通信裝置18配置于管制施設(shè)7。無線通信裝置18通過輸入輸出部15與處理裝置12連接。無線通信裝置18具有天線18A。無線通信裝置18能夠接收從翻斗卡車2以及車輛3的至少一方發(fā)送的信息。由無線通信裝置18接收的信息被輸出給處理裝置12。由無線通信裝置18接收的信息被存儲(chǔ)(登錄)在存儲(chǔ)裝置13中。無線通信裝置18能夠向翻斗卡車2以及車輛3的至少一方發(fā)發(fā)送息。
[0078]<翻斗卡車>
[0079]下面，說明翻斗卡車2。圖3是示意地表示本實(shí)施方式的翻斗卡車2的外觀的圖。圖4是本實(shí)施方式的翻斗卡車2的控制框圖。
[008