(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貨物専用コンテナに取り付けられる監視装置であって、
タイマと、
前記タイマにより定められる所定の時間窓にわたり所定の時間間隔で気圧測定値を提供する気圧計と、
載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するために定時的な前記気圧測定値を処理するコントローラと、
載荷又は除荷イベントが発生することができる載荷又は除荷区域に監視装置があるかどうか判断する位置決めモジュールと、
を含み、
前記コントローラが、前記定時的な気圧測定値を、前記所定の時間窓における高さの変動を表すリフト特性に変換し、次いで載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するためにアルゴリズムを前記リフト特性に適用するように設計され、
前記監視装置の動作モードは、載荷イベント又は除荷イベントが発生したかどうかに応じて変更される、監視装置。
【請求項２】
監視装置データをインターネットによりバックエンド・サーバと通信するための無線通信モジュール、
をさらに含む、請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記無線通信モジュールは、衛星トランシーバ、セルラー・モデム、又は無線パーソナル・エリア・ネットワーク・モジュールである、請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記動作モードは載荷の動作モードであり、前記監視装置は一時的に監視活動を縮小できるようになる、請求項１に記載の監視装置。
【請求項５】
前記動作モードは載荷の動作モードであり、前記監視装置は、前記貨物専用コンテナが載荷される運搬手段のサービスを使用する機能性を分配できるようになる、請求項１に記載の監視装置。
【請求項６】
前記監視装置は、加速度計、ジャイロスコープ、又は前記リフト特性の計算のための測定データを取得する他の運動検出器をさらに含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載の監視装置。
【請求項７】
前記位置決めモジュールは、グローバル・ポジショニング・システム・モジュールである、請求項１から請求項６のいずれかに記載の監視装置。
【請求項８】
載荷又は除荷イベントが発生するかどうか判断するために貨物専用コンテナを監視するための方法であって、
前記貨物専用コンテナに取り付けられた監視装置が、
前記貨物専用コンテナが、載荷又は除荷イベントが発生することができる載荷又は除荷区域にあるかどうか判断するために、前記監視装置の位置データを取得するステップと、
前記貨物専用コンテナが前記載荷又は除荷区域にあるときに、前記監視装置の気圧計を作動させて所定の時間窓にわたり所定の時間間隔で気圧測定値を取得するステップと、
載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するために定時的な前記気圧測定値を処理するステップと、
前記定時的な気圧測定値を、前記所定の時間窓における前記監視装置の高さの変動を表すリフト特性に変換するように処理し、次いで載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するためにアルゴリズムを前記リフト特性に適用するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
前記監視装置が、取得された前記載荷又は除荷イベント・データを、インターネットにより、バックエンド・サーバと無線で通信するステップ、
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載される方法に係る全てのステップを、少なくとも１つのプロセッサに実行させるための、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に実装されたコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貨物専用コンテナを監視する分野に関し、具体的には、貨物専用コンテナを運搬手段に及びそこから載荷するイベント及び除荷するイベントを検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的なコンテナ輸送ネットワーク内の貨物専用コンテナは、コンテナが輸送港で保管されているときを含むその行程を通して、識別、追跡、及び監視される必要がある。コンテナ行程の重要なイベントは、輸送港でのコンテナの載荷及び除荷である。そのような載荷及び除荷イベントは、輸送会社内の関連事業プロセスのきっかけとなるよう用いることができる。
【０００３】
コンテナの位置を検出するグローバル・ポジショニング・システムＧＰＳと、コンテナの位置を中央コントローラに周期的に伝送する無線通信手段とを用いる、貨物専用コンテナに取り付けられたアクティブな装置を用いて、世界的な取引レーンにわたり貨物専用コンテナを追跡することが知られている。そのようなアクティブな装置に関連する問題は、保管中及び行程中にコンテナの位置を知るという継続するセキュリティ要件があることによる連続的な電力消費である。
【０００４】
特許文献１は、グラフィカル・ユーザ・インターフェース及びデータベースをもつディスパッチャ・ワークステーションを含む、コンテナ追跡システムを開示する。これらは、保管庫及び移送積み替え作業場にある輸送コンテナの所在を追跡するのに用いられる。作業場の移動ユニットは、コンテナ取扱機器に取り付けられて、自動追跡装置を監視する。コンテナが移動について自動追跡されるとき、移動ユニットは、無線チャンネル上で、ディスパッチャ・ワークステーションに位置及び速度の報告を開始する。これらの位置及びソリューションは、ＧＰＳ衛星ナビゲーション・レシーバのソリューション、慣性ナビゲーション、及び局所ビーコン・マーカの組み合わせから算出される。報告は、コンテナ取扱機器がコンテナから解除されたときに停止する。次いで、データベースがそのコンテナの新しい位置を更新し、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを用いて、作業場マップ上のコンテナを「見る」ことができる。そのようなコンテナ追跡システムでは、船上での行程中には、コンテナの位置についての情報が全く与えられない。
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２００３／０１９３４３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コンテナが載荷状態又は除荷状態のどちらにあるか判断し、それによって監視装置の動作モードを、コンテナが載荷状態又は除荷状態のどちらにあるかに応じた好適なモードに変更することができるシステムを提供することである。さらに別の目的は、付加的なインフラストラクチャを構築することなく、これを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、貨物専用コンテナのための監視装置が提供され、この開始装置は、タイマと、タイマにより定められる所定の時間窓にわたり所定の時間間隔で大気圧測定値を提供する気圧計と、載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するために定時的な気圧測定値を処理するコントローラと、を含む。
【０００８】
監視装置は、載荷又は除荷イベントが発生することができる載荷又は除荷区域に監視装置があるかどうか判断する位置決めモジュールをさらに含むことが好ましい。
【０００９】
さらに、コントローラは、定時的な圧力測定値をリフト特性に変換し、次いで載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するためにアルゴリズムをリフト特性に適用するように設計することができる。
【００１０】
監視装置は、監視装置データをインターネットによりバックエンド・サーバと通信するための無線通信モジュールをさらに含むことが好ましい。無線通信モジュールは、衛星トランシーバ、セルラー・モデム、又は無線パーソナル・エリア・ネットワーク・モジュールとすることができる。
【００１１】
監視装置の動作モードは、載荷イベント又は除荷イベントが発生したかどうかに応じて変更されることができる。例えば、動作モードが載荷の動作モードの場合、監視装置は、一時的に監視活動を縮小することができる。代替的に、動作モードが載荷の動作モードの場合、監視装置は、貨物専用コンテナが載荷される運搬手段のサービスを使用する機能性を分配できるようになる。
【００１２】
さらに別の実施形態においては、監視装置は、加速度計、ジャイロスコープ、又はリフト特性の計算のための測定データを取得する他の運動検出器をさらに含むことができる。
【００１３】
位置決めモジュールは、グローバル・ポジショニング・システム・モジュールであることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、載荷又は除荷イベントが発生するかどうか判断するために貨物専用コンテナを監視するための方法が提供され、この方法は、所定の時間窓にわたり所定の時間間隔で大気圧測定値を取得するステップと、載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するために定時的な圧力測定値を処理するステップと、を含む。
【００１５】
この方法は、貨物専用コンテナが、載荷又は除荷イベントが発生することができる載荷又は除荷区域にあるかどうか判断するために、位置データを提供するステップをさらに含むことが好ましい。
【００１６】
この方法は、定時的な圧力測定値をリフト特性に処理し、次いで載荷又は除荷イベントが発生したかどうか判断するためにアルゴリズムをリフト特性に適用するステップ、
をさらに含むことができる。
【００１７】
さらにこの方法は、取得された載荷又は除荷イベント・データを、インターネットにより、バックエンド・サーバと無線で通信するステップ、をさらに含むことができる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様に記載される方法を少なくとも１つのプロセッサに実行させるための、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に実装されたコンピュータ・プログラムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態は、単なる一例に過ぎないものとして、添付の図面を参照して、ここで説明される。
【００２０】
初めに図１を参照すると、監視装置１０は、通信ネットワークの１つ又は複数の種類における通信を支援することができる。通信ネットワークの３つの種類が図１に説明されており、衛星通信ネットワーク１２及び１４と、例えばＧＭＳ／ＧＰＲＳ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅのようなセルラー通信ネットワーク１６と、例えばＺｉｇＢｅｅ／８０２．１５．４のようなＷｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ＷＰＡＮ通信ネットワーク１８とを含む。通信ネットワークの各々は、バックエンド・インフラストラクチャ２２へのインターネット２０アクセスを提供する。監視装置に不可欠な少なくとも１つの通信ネットワーク・モジュールは、無線通信モジュールとしても知られる。衛星通信ネットワークは衛星１２及び地上通信ステーション１４上でアクセスを提供し、セルラー通信ネットワークはＭｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ  ＭＳＣ１６上でアクセスを提供し、ＷＰＡＮ通信ネットワークはエッジ・サーバ１８上でアクセスを提供する。
【００２１】
図２に目を向けると、監視装置１０は、グローバル・ポジショニング・システムＧＰＳモジュール２４と、気圧計２６と、タイマ２８とを含み、全てがコントローラ３０に接続される。監視装置１０はさらに、少なくとも１つの通信モジュールを含む。本実施形態の通信モジュールは、衛星トランシーバ３２、セルラー・モデム３４、及びＷＰＡＮ無線３６であり、各々がコントローラ３０に接続される。少なくとも１つの通信モジュール３２、３４、３６の役割は、ＧＰＳモジュール及び気圧計を監視し、それらによって測定されたデータを収集して処理し、バックエンド・インフラストラクチャへの通信を管理することである。その通信モジュール３２、３４、３６又は通信モジュール３２、３４、３６の各々、及びＧＰＳモジュール２４は、さらに、アンテナを有する。ＧＰＳモジュールはまた、位置決めモジュールとも呼ばれる。図示されていないバッテリは、監視装置の動作に電力供給するように、監視装置１０に取り付けられる。
【００２２】
動作中、位置データは、監視装置１０にあるＧＰＳモジュール２４によって求められ、衛星１２及び１４、又はセルラー通信ネットワーク１６、又はＷＰＡＮ通信ネットワーク１８を経由して、バックエンド・サーバ２２に周期的に伝送される。監視装置１０は、さらに、運搬手段への及びそこからのコンテナの載荷及び除荷を自動的に検出するように動作する。載荷及び除荷イベントは、載荷又は除荷区域として知られる特定の所定の地理的区域においてのみ発生することができる。例えば、載荷又は除荷区域は、船に及びそこからコンテナを載荷又は除荷するクレーンが置かれている輸送港内の領域とすることができる。具体的には、監視装置１０が、それが載荷又は除荷区域内に置かれていると判断したときには、監視装置１０は気圧計２６を作動させ、タイマ２８によって定められる所定の時間窓にわたり規則的な時間間隔で取られた大気圧測定値のサンプルを収集する。
【００２３】
圧力測定値は、コントローラ３０によって処理される。それらは最初に、リフト特性、即ち監視装置が時間窓にわたり経験した高さの変動に変換される。仮説検証アルゴリズムが次いでリフト特性に適用されて、載荷又は除荷イベントに対応するかどうか判断する。載荷又は除荷イベントが行われたと判断された場合、この情報は、バックエンド・サーバ２２に伝送される。
【００２４】
載荷又は除荷区域での絶対的な大気圧は、載荷又は除荷動作の持続時間にわたり一定であると考えることができる。リフト特性は大気圧の差異にのみ依存するため、絶対的な大気圧からは独立している。さらに、温度変化による圧力変動は載荷又は除荷動作の持続時間中に影響を及ぼすには遅過ぎる速度で発生するため、リフト特性はこの変動に影響を受けることはない。
【００２５】
本発明では、監視装置が既知の載荷又は除荷区域の内側にあるかどうか検出するために、２つの代替的な方法が提示される。好ましい方法では、監視装置１０のメモリには、特定のコンテナ行程に関する一組の載荷又は除荷区域が格納されている。ＧＰＳモジュール２４が更新された位置を求める度に、この新しい位置が、格納された載荷又は除荷区域の１つの内側にあるかどうか判断するように、コントローラ３０上で処理が実行される。代替的な方法では、監視装置内のコントローラは、通信チャンネルの１つにおいて、更新された位置の各々をバックエンド・サーバに送信することができ、そうするとすぐバックエンド・サーバ２２は、その位置が、バックエンド・サーバのデータベース内に格納された載荷又は除荷区域の１つの内側にあるかどうか確認して、監視装置に結果を返信する。この第２の方法では、監視装置は、新しい位置がＧＰＳモジュールから取得される度にバックエンド・サーバ２２と通信しなくてはならない。
【００２６】
図３は、載荷イベントの検出のための本発明の監視装置の動作方法のフロー図を示す。この事例では、監視装置は、最初は通常の動作モードにあり、かつ、除荷状態であると仮定する。載荷イベントの検出における最初のステップでは、位置データは、監視装置内のＧＰＳモジュールによって周期的に取得される３８。次に、監視装置１０が既知の載荷区域にあるかどうか判断される４０。既知の載荷区域にない場合には、ＧＰＳモジュールは位置データを周期的に取得し続ける。監視装置１０が載荷区域にある場合には、気圧計２６及びタイマ２８を用いて、所定の時間窓にわたり大気圧サンプルを周期的に測定し４２、記録する。一組の圧力サンプルは、リフト特性に変換される。監視装置１０は仮説検証アルゴリズムを用いて、リフト特性が除荷イベントを示すかどうか判断する４４。リフト特性が載荷イベントを示さない場合には、監視装置１０は、再びステップ３８に戻る。コンテナの載荷が検出されると４６、監視装置は、このイベントについてバックエンド・サーバ２２に通知ができ、監視装置１０は次いで、載荷の動作モードを作動させることができる。
【００２７】
図４は、除荷イベントの検出のための本発明の監視装置１０の動作方法のフロー図を示す。この事例では、監視装置は、最初は載荷の動作モードにあり、かつ、載荷状態にあると仮定する。除荷イベントの検出における最初のステップでは、監視装置は、ＧＰＳモジュール２４から位置データを取得するよう、周期的に作動させられる４８。次に、監視装置が既知の除荷区域にあるかどうか判断される５０。既知の除荷区域にない場合には、ＧＰＳモジュールは位置データを取得するよう、周期的に作動され続ける。監視装置１０が既知の除荷区域にある場合には、気圧計２６及びタイマ２８は、所定の時間窓にわたり大気圧サンプルを周期的に測定し５２、記録するのに用いられる。一組の圧力サンプルが算出されて、リフト特性に変換される。監視装置１０は仮説検証アルゴリズムを用いて、リフト特性が除荷イベントを示すかどうか判断する５４。リフト特性が除荷イベントを示さない場合には、監視装置１０は、再びステップ４８に戻る。コンテナの除荷が判断されると５６、監視装置は、このイベントについてバックエンド・サーバ２２に通知でき、監視装置１０は次いで、通常の動作モードを再開することができる。
【００２８】
さらに、ＧＰＳモジュール２４は、貨物専用コンテナが同じ位置で単に上げ下げされたのではないということを確認するために、載荷イベント又は除荷イベントが感知されたときに、監視装置の二次元速度の決定を提供するのに使用することができる。さらに、追跡される貨物専用コンテナの載荷又は除荷イベントの予測される日及び時間を記述する付加的なデータは、監視装置１０に伝送されることができる。気圧計の圧力で記録された変化の実際の日及び時間との自動的な比較により、それらの変化が、予測される載荷又は除荷イベントと同じかどうかに関して、さらなる確認を行うことができる。この確認は貨物専用コンテナのセキュリティをさらに保証する。
【００２９】
したがって、コンテナ載荷イベント又は除荷イベントの正確な記録は、監視装置の動作モードを自動的に変更するのに用いることができる。船舶へのコンテナの載荷が検出されると、監視装置は次いで、載荷の動作モードを作動させることができる。状況によっては、載荷の動作モードは異なる形態を取ることができる。例えば、その時コンテナは安全な領域にあると考えられるため、監視活動は、その安全な環境に必要である限定された機能のみ提供するように縮小されることができる。さらに、監視装置の位置により不要であるか又は可能ではないために、バックエンド・サーバとの通信が一時停止されることができる。有利なことに、この載荷の動作モードは監視装置の電力消費を減少させ、したがって監視装置のバッテリの寿命を延ばす。
【００３０】
代替的に、載荷モードは、船舶によって提供され船舶のインフラストラクチャと接続されるエッジ・サーバと監視装置との通信を含むことができる。船舶のエッジ・サーバは、マルチホップ・メッシュ・ネットワークとして監視装置１０のＷＰＡＮモジュール３６を用いて構成することができるＷＰＡＮ無線を含む。この場合には、船舶への貨物の載荷の検出が監視装置をトリガして、エッジ・サーバを含むメッシュ・ネットワークを確立する。監視装置は次いで、船舶サービス（位置情報、衛星通信、その他）にアクセスすることができ、監視装置が、船舶の位置決めシステムから位置データを取得し、地上のバックエンド・インフラストラクチャと通信するのに船舶の衛星通信システムを用いることを可能にする。したがって、この載荷の動作モードでは、例えば船舶の艇体の深くに位置しているために船舶上で衛星からは見えない監視装置が、バックエンド・サーバ２２に貨物の状態を報告できる。
【００３１】
本発明は、コンテナが載荷状態又は除荷状態のいずれにあるかを判断するためのシステムを提供することに対する問題に直接対処し、したがって、コンテナが載荷又は除荷状態のいずれにあるかに応じた好適なモードに、監視装置の動作モードを自動的に変更できるようにする。
【００３２】
さらに別の利点は、このシステムは付加的なインフラストラクチャを構築することなく実施できることにより取得される。衛星通信ネットワークといった標準的な無線ネットワーク、例えばＧＳＭ／ＧＰＲＳのようなセルラー通信ネットワーク、及びＷＰＡＮ通信ネットワークが用いられる。ＧＰＳといった標準的な位置決めシステムが用いられる。
【００３３】
本発明の監視装置は、ハードウェア実施の機能或いはソフトウェア実施の機能、又はハードウェア及びソフトウェア実施の機能の組み合わせとして実現することができる。
【００３４】
本発明の範囲から離れることなく、前述されたものに改良及び変更を加えることができる。例えば、リフト特性は、加速度計、ジャイロスコープ、又は他の運動検出器から取得された測定データを含むことができる。監視装置は、貨物専用コンテナに永久的に又は一時的に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】監視装置プラットフォームの図である。
【図２】本発明による監視装置のブロック図である。
【図３】本発明による監視装置の動作方法のフロー図を示す。
【図４】本発明による監視装置の動作方法のフロー図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１０：監視装置
１２、１４：衛星通信ネットワーク
１６：セルラー通信ネットワーク
１８：ＷＰＡＮ通信ネットワーク
２２：バックエンド・サーバ
２６：気圧計
２８：タイマ
３０：コントローラ
３２：衛星トランシーバ
３４：セルラー・モデム
３６：ＷＰＡＮ
【図１】
0005496659.tif 000002
【図２】
0005496659.tif 000003
【図３】
0005496659.tif 000004
【図４】
0005496659.tif 000005