(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、
トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数の無線機固定局と、
特定の狭帯域信号を抽出して前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、
前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置と
を備え、前記所定の間隔を、前記無線機移動局と前記無線機固定局との間の通信可能距離以下に設定し、前記複数の無線機固定局は、隣接する局で異なる２乃至３のグループに分け同一グループ毎に同時に前記無線機移動局との間で電波の送受信を行うようにすることを特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項２】
前記複数の無線機固定局は、前記グループ毎に微小時間ずらしたタイミングにより前記無線機移動局との間で電波の送受信を行うことを特徴とする請求項１記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項３】
トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、
トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数の無線機固定局と、
トンネル坑内の停止、加速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する発信手段と、
特定の狭帯域信号を抽出して前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局、前記制御指令を受信する受信手段及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、
前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置と、
を備え、前記所定の間隔を、前記無線機移動局と前記無線機固定局との間の通信可能距離以下に設定し、前記複数の無線機固定局は、隣接する局で異なる２乃至３のグループに分け同一グループ毎に同時に前記無線機移動局との間で電波の送受信を行うようにすることを特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項４】
前記複数の無線機固定局は、前記グループ毎に微小時間ずらしたタイミングにより前記無線機移動局との間で電波の送受信を行うことを特徴とする請求項３記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項５】
前記搬送台車は、携帯用の無線機の受信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求項４記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項６】
トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、
トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数のスペクトル拡散無線機固定局と、
特定の狭帯域信号を抽出して前記スペクトル拡散無線機固定局と通信を行うスペクトル拡散無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、
前記スペクトル拡散無線機固定局を介して前記スペクトル拡散無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置と
を備え、前記所定の間隔を、前記スペクトル拡散無線機移動局と前記スペクトル拡散無線機固定局との間の通信可能距離以下に設定したことを特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項７】
前記搬送台車は、携帯用の無線機の受信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求項６記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項８】
トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、
トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数のスペクトル拡散無線機固定局と、
トンネル坑内の停止、加速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する発信手段と、
特定の狭帯域信号を抽出して前記スペクトル拡散無線機固定局と通信を行うスペクトル拡散無線機移動局、前記制御指令を受信する受信手段及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、
前記スペクトル拡散無線機固定局を介して前記スペクトル拡散無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置と、
を備え、前記所定の間隔を、前記スペクトル拡散無線機移動局と前記スペクトル拡散無線機固定局との間の通信可能距離以下に設定したことを特徴とするトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【請求項９】
前記搬送台車は、携帯用の無線機の受信手段を搭載し、該携帯用の無線機から発進、加速、減速、停止の指令を受信可能にしたことを特徴とする請求項８記載のトンネル坑内の搬送台車誘導制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削を行うシールド工法において、立坑から切羽へ無人の資材搬送台車でセグメントや資材を搬送する場合、従来は、トンネル坑内等の軌条に沿って配置した複数の光指令装置（微弱電波又は赤外線により数１０ｃｍ〜数ｍの遠隔範囲で通信する装置）をシリアル又はパラレルに有線（光ファイバーケーブル又はメタル同軸ケーブル等）で中央監視装置と結んで、無人搬送搬送台車誘導制御専用ＬＡＮを構築していた。無人搬送台車を中央監視装置からの指令により自動で誘導制御する当該装置は、光指令装置間を走行する当該微弱電波又は赤外線通信用送受信機を具備した無人搬送台車が光指令装置の配置された位置に到着し、双方の送受信機が通信可能な範囲にある時のみ中央監視装置からの指令および無人搬送台車からの状態情報を送受して自動運転を継続するシステムであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、走行している無人搬送台車の正確な現在位置を知ることが不可能であった。また、遠隔地（例えば、地上にある中央監視装置）から、走行する無人搬送台車を任意の位置で非常停止等をさせることができなかった。さらに、光指令装置の近傍で停止している無人搬送台車を中央監視装置から発進させようとしても、無人搬送台車がその送受信機により通信できない場合には、システムダウンとなる。その場合には、手動操作により無人搬送台車を光指令装置と通信可能な範囲に移動し、再度自動モードに戻して再起動をしなければならなかった。しかも、軌条と無人搬送台車の状態により、光指令装置の通信可能範囲に無人搬送台車が正確に停止できず、オーバーランすると、その度にシステムダウンとなる。また、切羽、立坑、坑内資材ヤード等の任意の場所での無人搬送台車の誘導制御や操作ができず、不便であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、障害物により通信不能状態に陥ることなく、また通信が中断したり、誤動作することなく、トンネル坑内の全域で無人の資材搬送台車の同時通信、誘導操作を可能とするものである。
【０００５】
そのために本発明は、トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数の無線機固定局と、特定の狭帯域信号を抽出して前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置とを備え、或いは、トンネル坑内の停止、加速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する発信手段と、特定の狭帯域信号を抽出して前記無線機固定局と通信を行う無線機移動局、前記制御指令を受信する受信手段及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、前記無線機固定局を介して前記無線機移動局と通信を行い前記搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置とを備え、前記所定の間隔を、前記無線機移動局と前記無線機固定局との間の通信可能距離以下に設定し、前記複数の無線機固定局は、隣接する局で異なる２乃至３のグループに分け同一グループ毎に同時に前記無線機移動局との間で電波の送受信を行うようにすることを特徴とし、さらには無線機としてスペクトル拡散無線機を使用したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。                  図１は本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムの実施の形態を示す図、図２は符号分割多元接続方式を採用した送受信機の構成例を示す図、図３はＳＳ無線機固定局の配置間隔と障害物に対応するバックアップ受信の例を説明するための図、図４は時分割多元接続方式によるＳＳ無線機固定局の通信割り当て例を示す図、図５は各固定局グループ毎の送信タイミングの例を説明するための図である。図中、１はストックヤード、２は移載装置、３は昇降装置、４は中央監視装置、５は立坑操作盤、６はＳＳ無線機固定局、６−１は一次変調器、６−２、１５−２は符号拡散発生器、６−３、１５−３は掛算器、６−４は混合器、６−５、１５−５はアンテナ、７は通信ネットワーク、８は切羽操作盤、９は資材搬送台車、１５はＳＳ無線機移動局、１５−１はバンドパスフィルタを示す。
【０００７】
図１において、ストックヤード１は、セグメント及び資材を一時的にストックする倉庫又はヤードであり、移載装置２は、セグメント又は資材をストックヤード１に入庫したり資材搬送台車９に移載するための装置である。昇降装置３は、立坑の上下間でセグメント又は資材を搬送するための装置であり、資材搬送台車９は、セグメント又は資材を立坑下と切羽との間で搬送する車両設備であり、ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペクトル拡散 )無線機移動局を搭載している。中央監視装置４は、自動搬送システムに関わる各装置に対する制御指令とモニタを行い、ＳＳ無線機を介して資材搬送台車９と制御、監視信号の送受信を行う、例えばホストコンピュータからなるものである。
【０００８】
ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペクトル拡散 )無線通信方式は、情報信号を変調用キャリヤによって角度変調すると共に、その角度変調波を分周してクロック信号を生成し、さらにそのクロック信号を基に拡散符号信号を発生させて、拡散符号により角度変調波を拡散変調したスペクトル拡散変調波を送受信するものとして知られている（例えば特開平５−３０８３４２号公報、特開平５−２５２１４０号公報、特開平８−１７２４１６号公報など）。このＳＳ信号は、広い周波数帯域に拡散されてそのパワースペクトル密度が非常に小さくなるので、他の通信に与える影響が小さく、既存の通信周波数帯での混用が可能になる。トンネル坑内での資材搬送台車９の無線誘導制御において、特にこのＳＳ無線方式を採用し、さらに符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃode Ｄevision Ｍultiple Ａccess)方式を採用して本発明を構成することにより、例えば走行中に通信の中断の問題が生じやすいＰＨＳや他の通信方式に比べて障害物などのために通信不能状態になることがなく、また、無人の資材搬送台車９の編成数を増しても同時通信、通信捕捉のタイムラグの短縮を可能にし好結果を得ている。
【０００９】
立坑操作盤５は、立坑下において昇降装置３又は資材搬送台車９の半自動運転及び手動運転に使用するものであり、切羽操作盤８は、切羽において資材搬送台車９の半自動運転及び手動運転に使用するものである。ＳＳ無線機固定局６は、資材搬送台車９のＳＳ無線機移動局と無線通信を行うためのコントロールユニットおよびＳＳ無線機からなる無線送受信用基地局であり、立坑下から切羽までの軌条に沿って所定の間隔（数１００ｍ〜数ｋｍ毎）に配置される。通信ネットワーク７は、自動搬送システムに関わる各装置の相互接続を行うためのネットワーク網であり、ＳＳ無線機固定局６をシリアル又はパラレルに有線又は無線で結ぶものである。
【００１０】
全体の動作概要を説明すると、中央監視装置４の出庫計画又は任意の選択によりストックヤード１に保管されているセグメント又は資材を移載装置２にて資材搬送台車９に移載する。移載完了後、資材搬送台車９は、昇降装置３にて立坑下まで移動する。移動完了後、中央監視装置４又は立坑操作盤５の操作によりＳＳ無線機固定局６を介して資材搬送台車９に動作指示を行う。これにより資材搬送台車９は切羽に向かい走行する。切羽に到着した資材搬送台車９からセグメント又は資材を降ろす。積降完了後、中央監視装置４又は切羽操作盤８の操作によりＳＳ無線機固定局６を介して資材搬送台車９に動作指示を行う。これにより資材搬送台車９は立坑に向かい走行する。立坑下に到着した資材搬送台車９は、昇降装置３により立坑上地上部まで移動する。
【００１１】
本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムでは、複数台の無人の資材搬送台車９を同一の電波で誘導制御するために、上記のように符号分割多元接続方式を採用するものであるが、それは、資材搬送台車９の数をｍ台に対し、ｍ組前後の符号分割多元接続通信により各ＳＳ無線機固定局６が同時に送受信を行う。そのため、図２に示すように各ＳＳ無線機固定局６は、ｍ組の一次変調器６−１、符号拡散発生器６−２、掛算器６−３と、それらを混合して広帯域拡散信号で送出する混合器６−４、アンテナ６−５を有し、資材搬送台車９は、それぞれＳＳ無線機移動局１５として、特定の狭帯域信号のみを抽出するための符号拡散発生器１５−２、掛算器１５−３、バンドパスフィルタ１５−１、アンテナ１５−５を有する。各ＳＳ無線機固定局６の一次変調器６−１は、それぞれ各ＳＳ無線機移動局１５に割り当てられた狭帯域信号ａ１（ｔ）、ａ２（ｔ）、……、ａｍ（ｔ）を生成し、符号拡散発生器６−２は、掛算器６−３で各狭帯域信号に掛け合わせる疑似雑音系列の１つであるＰＮ（Ｐseudrandom  Ｎoise) 系列ｃ１（ｔ）、ｃ２（ｔ）、……、ｃｍ（ｔ）を発生するものである。そして、これらを混合器６−４で混合し、ａ１（ｔ）×ｃ１（ｔ）＋ａ２（ｔ）×ｃ２（ｔ）＋……＋ａｍ（ｔ）×ｃｍ（ｔ）の広帯域拡散信号をアンテナ６−５から送出する。これに対し、資材搬送台車９では、アンテナ１５−５で受信したａ１（ｔ）×ｃ１（ｔ）＋ａ２（ｔ）×ｃ２（ｔ）＋……＋ａｍ（ｔ）×ｃｍ（ｔ）の広帯域拡散信号からそれぞれに割り当てられた符号拡散発生器１５−２と掛算器１５−３、バンドパスフィルタ１５−１により特定の狭帯域信号ａ１（ｔ）、あるいはａ２（ｔ）、……、ａｍ（ｔ）を抽出する。したがって、各ＳＳ無線機固定局６から近傍の資材搬送台車９に対し同時に通信を行い、運用上支障のないタイムラグの範囲で誘導制御を行うことができる。
【００１２】
固定局６の配置距離と通信可能距離との関係は、図３（Ａ）に示すように軌条に沿って配置する固定局６の離隔距離をＤ１（ｍ）、固定局６と資材搬送台車９との間の通信可能距離をＤ２（ｍ）とした場合、Ｄ１≦Ｄ２の範囲とすることにより、走行している資材搬送台車９に対し、図３（Ｂ）に示すように何れかの固定局６から送信されるＳＳ無線の電波が障害物の陰になっても隣接する固定局６からの電波を受信して自動運行を継続できるようにする。したがって、資材搬送台車９が任意の位置に停止しても、その起動は、最寄りの固定局６からの発進指令により可能となり、オーバーランによるシステムダウンは解消できる。
【００１３】
また、上記のように隣接する固定局６のいずれからも電波が受信できる距離の設定にすると、電波の相互干渉が問題になるが、その問題を防ぎ、障害物等による固定局６と資材搬送台車９の間の通信不能状態を回避するために、図４（Ａ）に示すように固定局６を３つのグループ▲１▼〜▲３▼に分け、同一グループの固定局６間の離隔距離を相互干渉しない距離にして、１つの電波でグループ単位に同時送信し、固定局▲１▼のグループ、固定局▲２▼のグループ、固定局▲３▼のグループ、そして固定局▲１▼のグループに戻る順に各グループで送信タイミングを微小時間ずらす時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔime Ｄivision Ｍultiple Ａccess)方式を採用する。さらに、複数台の資材搬送台車９を１つの電波で誘導制御するために、各資材搬送台車９の誘導制御をそれぞれ個別に微小な時間をずらしてポーリングする、いわゆる同一固定局タイムシェアリング方式を採用する。図４（Ａ）に示すように固定局間の離隔距離Ｄ１（ｍ）より固定局と資材搬送台車との間の通信可能距離Ｄ２（ｍ）を大きくして時分割多元接続方式を採用した場合には、図５のｔ１〜ｔ３に示す送信タイミングとなり、それぞれの固定局グループがそれぞれの送信タイミングでａ１（ｔ）×ｃ１（ｔ）＋ａ２（ｔ）×ｃ２（ｔ）＋……＋ａｍ（ｔ）×ｃｍ（ｔ）の広帯域拡散信号を送出する。
【００１４】
なお、固定局間の離隔距離をＤ１（ｍ）に対し、固定局６と資材搬送台車９との間の通信可能距離をＤ２（ｍ）を小さくした場合には、図４（Ｂ）に示すように各固定局６の近傍で隣接する固定局６と通信不能領域が生じる。しかし、固定局６の近傍では、障害物があってもＤ１、Ｄ２を適切に設定することで通信不能領域はほとんどなくなるようにすることができる。この場合には、図４（Ｃ）に示すように固定局６を２つのグループ▲１▼、▲２▼に分けてそれらを交互に配置して時分割多元接続方式を採用することもできる。
【００１５】
上記のように本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムでは、ＳＳ無線機固定局６、通信ネットワーク７を介して無人の資材搬送台車９を誘導制御する専用のＬＡＮをトンネル内に構築し、中央監視装置４と結ぶ。一方無人の資材搬送台車９では、ＳＳ無線機移動局を搭載して最寄りのＳＳ無線機固定局６と電波の送受信を行うことにより、中央監視装置４から指令された誘導制御信号を受信し、また、資材搬送台車９の状態などの中央監視装置４に知らせる信号を送信する。
【００１６】
さらに、本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムでは、固定局同士の電波が相互干渉しないように、隣接する局を異なるグループに分け互いに干渉しない距離にある同一グループの固定局６から同時に電波を送信し、各グループの固定局６ごとに微小時間ずらしたタイミングで電波を送信する時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式を採用する。このような方式の採用により、互いに隣接する固定局６から送信する電波の到達範囲が隣接する固定局６をカバーできるようにして、固定局６間を走行する資材搬送台車９には少なくともどちらかの固定局６からの電波が届くようにすることができ、ＳＳ無線による電波が障害物の陰になり、資材搬送台車９との交信が妨げられるのを防ぐことができる。
【００１７】
また、複数の資材搬送台車９を同一の電波で誘導制御するために、各固定局６から、個々の資材搬送台車９に固有の電文を微小時間ずらしたタイミングで送信してポーリングし、運用上支障の無いタイムラグの範囲で、１つの電波による複数の資材搬送台車９の誘導制御をする。これらの方式を併せて採用することにより、複数のＳＳ無線機固定局６、資材搬送台車９とも同一の電波を使用することができるため、各ＳＳ無線機固定局６、資材搬送台車９ともに同一仕様の無線機を設置することができ、無線機の調達コストを低減し、保守を簡便にすることができる。
【００１８】
図６は資材搬送台車の構成例を示す図、図７はデータキャリアと対向路線の配置例を示した立坑から切羽までの坑内路線平面図であり、１１は駆動系制御盤、１２は自動搬送制御盤、１３は液晶タッチパネル、１４はハンディ無線アンテナ、１５はＳＳ無線機移動局、１６はＳＳ無線用アンテナ、１７はハンディ無線受信機、１８はデータキャリア用リード・ライトアンテナ、２１と２２はデータキャリア、２３はポイント、２４は路線、２５はすれ違い分岐路線を示す。
【００１９】
資材搬送台車は、例えば図６に示すように搬送台車の動力系を制御する駆動系制御盤１１、ＳＳ無線機やハンディ無線、データキャリアよりの制御情報により搬送台車の制御を支持する自動搬送制御盤１２、システムの運用における情報をモニタする液晶タッチパネル１３などを備えるとともに、ＳＳ無線機固定局との通信を行うためのＳＳ無線移動局１５、ＳＳ無線用アンテナ１６、ハンディ無線機との通信を行うためのハンディ無線受信機１７、ハンディ無線アンテナ１４、データキャリアとの通信を行うためのデータキャリア用リード・ライトアンテナ１８を備えている。さらには図示しないが、前面には１ないし複数の前方障害物センサなどを有している。
【００２０】
ハンディ無線機は、作業員や監視員が中央監視装置から独立して資材搬送台車に任意の位置（数十ｍ〜百数十ｍの隔離距離）から発進、加速、減速、停止の指令ができるようにする携帯型の微弱電波無線機又は特定小電力無線機であり、操作ボタンとして、例えば停止ボタン「停止」、切羽向発進ボタン「切羽」、立坑向発進ボタン「立坑」を有する。この場合、それぞれ停止ボタンは、資材搬送台車を即停止させ、切羽向発進ボタンは、切羽向に向かって発進させ、立抗向発進ボタンは、立抗向に向かって発進させるものである。さらに、発進ボタンを押したときは、台車をその方向に微速で発進させ、その後、再度同じ発進ボタン押す度に低速から徐々（低速→中速→高速）への増速させ、走行方向と逆方向のボタン、つまり、切羽向発進ボタンによる発進に対し立坑向発進ボタン、立坑向発進ボタンによる発進に対し切羽向発進ボタンを押すと、徐々に減速（高速→中速→低速）させる。勿論、これらのボタンの操作の組み合わせによる走行制御の対応は、適宜変更し得ることはいうまでもない。作業員又は監視員は、このハンディ無線機の操作により自動走行中の資材搬送台車に対して制御情報を送信し、任意の位置で資材搬送台車を停止させたり起動せさたりすることができ、あるいは遠隔操作することができる。ハンディ無線機の信号をハンディ無線受信機にて受信した資材搬送台車は、自動搬送制御盤より駆動系制御盤に発進、加速、減速、停止の指示を行い、それらの指示にしたがって発進、加速、減速、停止する。
【００２１】
データキャリアは、図７に示すように立坑から切羽までの坑内路線に沿って適宜設置されるリード・ライト可能な簡易な送信機であり、資材搬送台車を一旦停止させ再発進させる必要のあるポイントや資材搬送台車を加速、減速する必要のあるポイントに配置され、位置情報、増減速、前方障害物センサの一部又は全部のＯＮ／ＯＦＦなどの指令を送信する。図７において、データキャリヤ２１、２２は、あらかじめ各種制御データを設定して必要個所に設置するものであり、資材搬送台車に取り付けたリード・ライトアンテナ１８と通信を行い、データキャリヤ２１、２２に設定された各種制御データが資材搬送台車に読み出される。
【００２２】
データキャリヤ２１は、資材搬送台車を停止させると共に、中央監視装置に停止位置又は停止確認の識別をさせるためのものであり、停止位置□１〜□９にそれぞれ設置される。したがって、データキャリヤ２１の情報には、位置情報、発進又は通過時の速度指令やセンサ情報がある。そして、位置情報は、リード・ライトアンテナ１８から資材搬送台車に受信されると、ＳＳ無線機移動局からＳＳ無線機固定局を介して中央監視装置に送られ、中央監視装置で当該資材搬送台車の停止位置又は停止確認の識別が行われる。発進又は通過時の速度指令やセンサ情報は、リード・ライトアンテナ１８から資材搬送台車に受信されると、その走行制御の情報として使用される。設置条件として、路線内において必ず停止が必要な位置及び１ブロック先の路線状態確認やすれ違い分岐路線２５での対向路線の資材搬送台車の位置確認、ポイント２３の切替確認、作業エリア等路線内の状況確認をする必要な位置に設置される。この停止位置到着情報をもとに中央監視装置は運行管理を行う。
【００２３】
データキャリヤ２２は、中央監視装置の状況とは関係なく任意で速度指令、センサパターン、資材搬送台車の現在位置情報、警報の指示等のデータが設定される、いわゆるマーカーである。取り付け位置は、設定情報に対し必要な位置に応じて設置される。
【００２４】
その他、図７において、路線２４は、資材搬送台車が走行する線路又は誘導路であり、ポイント２３は、路線の切り換えを行うものであり、すれ違い分岐路線２５は、２式の資材搬送台車がすれ違うための路線である。
【００２５】
次に、図７に示す坑内路線平面図に基づき動作を説明する。まず、データキャリヤ２１の停止位置□１又は□２で待機中の資材搬送台車に対しセグメント又は資材の積み込みが完了すると、中央監視装置よりＳＳ無線機固定局を介し資材搬送台車に発進指令が送信される。勿論、ハンディ無線機からも発進指令の送信が可能である。この発進指令を資材搬送台車のＳＳ無線機移動局にて受信すると、資材搬送台車は切羽に向かって発進する。その後、資材搬送台車は、路線途中の設置されているデータキャリヤ２２を通過する毎に無線通信を行い、データキャリヤ２２に設定されている内容のとおりに加速度やセンサーの選択、位置データのプリセット、警報等を行う。
【００２６】
資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止位置□４に到着すると、中央監視装置は、すれ違い分岐路線２５の対向路線のデータキャリヤ２１の停止位置□６に他の資材搬送台車が到着しているか確認する。この時対向路線に資材搬送台車が到着していなければ中央管理装置は、ＳＳ無線機固定局を介して資材搬送台車にデータキャリヤ２１の停止位置□５で停止する指示を送信する。しかし、対向路線に資材搬送台車が到着していればデータキャリヤ２１の停止位置□５で停止指示を行わずすれ違い分岐路線２５を通過させる。資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止位置□５を通過した時点で中央監視装置は、ＳＳ無線機固定局を介しデータキャリヤ２１の停止位置□６にて待機していた対向路線の他の資材搬送台車に対し立坑に向けて発進指示を送信する。
【００２７】
切羽に向かって走行している資材搬送台車が後続台車最後尾のデータキャリヤ２１の停止位置□８に到着した時に、資材搬送台車は、必ず一時停止を行う。その再起動は、ＳＳ無線機固定局を介し切羽操作盤の操作により中央監視装置経由から資材搬送台車に起動送信する場合とハンディ無線により起動送信する場合がある。それらのいずれかにより資材搬送台車のＳＳ無線機移動局にて発進指令を受信して資材搬送台車は切羽に向かって再発進する。
【００２８】
切羽に向かって走行している資材搬送台車は、切羽先端のデータキャリヤ２１の停止位置□９に到着すると走行を停止し、中央監視装置からの指示待ちの状態になり、この位置で搬送したセグメントや資材の積み降ろし作業を行うことになる。なお、先に述べたようにハンディ無線で任意の位置で停止することも可能である。
【００２９】
積み降ろし作業が終了すると、切羽操作盤の操作によりデータキャリヤ２１停止位置□９や任意の位置で待機中の資材搬送台車に対し中央監視装置からＳＳ無線機固定局を介し発進指令が送信され、ＳＳ無線機移動局にて発進指令を受信した資材搬送台車は、立坑に向かって発進する。また、ハンディ無線機からも発進指令の送信が可能である。
【００３０】
立坑に向かって走行している資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止位置□７に到着すると、中央監視装置は、すれ違い分岐路線２５の対向路線のデータキャリヤ２１の停止位置□５に資材搬送台車が到着しているか確認する。このとき対向路線に資材搬送台車が到着していなければ、中央監視装置はＳＳ無線機固定局を介し資材搬送台車にデータキャリヤ２１の停止位置□６で停止する指示を送信する。
【００３１】
しかし、データキャリヤ２１の停止位置□５に資材搬送台車が到着していればデータキャリヤ２１の停止位置□６への停止指示を行わず、すれ違い分岐路線２５を通過させる。資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止位置□６を通過した時点で、中央監視装置は、ＳＳ無線機固定局を介しデータキャリヤ２１の停止位置□５にて待機していた対向路線の資材搬送台車に対し切羽に向けて発進指示を送信する。
【００３２】
立抗に向かって走行している資材搬送台車がデータキャリヤ２１の停止位置□３に到着すると、資材搬送台車は、必ず一時停止を行う。その再起動は、他の関連機械設備からの起動指令もしくは、立抗操作盤の操作により中央監視装置からＳＳ無線機固定局を介し資材搬送台車に起動送信する場合と、ハンディ無線により起動送信する場合がある。ＳＳ無線機移動局にて発進指令を受信した資材搬送台車は、立抗に向かって再発進する。このとき、ポイント２３の切り替えにより路線変更等が可能であり、その切り替え指示は中央監視装置や立抗操作盤などから操作することができる。再起動され立抗に向かって走行している資材搬送台車は、データキャリヤ２１の停止位置□１又は□２に到着すると停止し、中央監視装置からの指示待ちの状態になる。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ＳＳ無線方式を採用したが、勿論ＳＳ無線方式に限らずＰＨＳその他の無線方式を採用してもよい。周波数分割多元接続方式では、２つの電波Ｈｃｈ、Ｌｃｈを同時に送信するものとして説明したが、３以上、複数のチャンネルの電波を用いても同様に適用可能であることはいうまでもない。また、本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムに、ブザー警報、警告灯の点滅、各種センサーオン／オフの機能を付加することも可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、トンネル坑内の路線を走行する搬送台車の運行を管理し誘導制御を行うトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムであって、トンネル坑内に所定の間隔で設置し複数の狭帯域信号に疑似雑音系列を掛算して広帯域拡散信号で送出する複数の無線機固定局と、特定の狭帯域信号を抽出して無線機固定局と通信を行う無線機移動局及び発進、加速、減速、停止の走行制御を行う制御装置を搭載し該制御装置により走行制御される搬送台車と、無線機固定局を介して無線機移動局と通信を行い搬送台車の運行を管理し誘導制御を行う中央監視装置とを備え、さらに、トンネル坑内の停止、加速、減速ポイントに設置し当該ポイントにおける制御指令を発信する発信手段を備え、或いはスペクトル拡散無線機を用い、所定の間隔を、無線機移動局が隣接する無線機固定局の双方から受信できる距離に設定し、複数の無線機固定局は、相互干渉しないように隣接する局を異なるグループに分けグループ単位で同時送信を行うので、通信不能状態を回避することができ、安全かつ簡便、円滑にセグメントや資材をトンネル坑内で搬送することができる。しかも、複数の無線機固定局は、複数の無線機移動局と同時通信を行い、グループ単位で時間をずらして通信を行うようにするので、障害物により通信不能状態に陥ることなく、また通信が中断したり、誤動作することなく、トンネル坑内の全域で無人の資材搬送台車の同時通信、誘導操作を可能となり、無線機の仕様を共通化することができる。さらに、ＳＳ（Ｓpread Ｓpectrum ：スペクトル拡散 )無線方式を採用することにより、トンネル坑内で資材搬送台車が移動中に通信が中断したり、ノイズ障害が生じるのを防ぐことができる。
【００３５】
また、ハンディ無線機を利用することにより、切羽、立坑、坑内資材ヤード等狭溢な任意の場所での資材搬送台車の誘導制御を可能にし、安全性の向上が図ることができ、トンネル延長が長距離化しても、また資材搬送台車の編成数が増し、すれ違いの分岐路線の数が増えても、無線化によるコストダウン効果が図れ、長距離、高速施工への対応をより廉価なものにすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル坑内の搬送台車誘導制御システムの実施の形態を示す図である。
【図２】符号分割多元接続方式を採用した送受信機の構成例を示す図である。
【図３】ＳＳ無線機固定局の配置間隔と障害物に対応するバックアップ受信の例を説明するための図である。
【図４】ＳＳ無線機固定局の通信割り当て例を示す図である。
【図５】各固定局グループ毎の送信タイミングの例を説明するための図である。
【図６】資材搬送台車の構成例を示す図である。
【図７】データキャリアと対向路線の配置例を示した立坑から切羽までの坑内路線平面図である。
【符号の説明】
１…ストックヤード、２…移載装置、３…昇降装置、４…中央監視装置、５…立坑操作盤、６…ＳＳ無線機固定局、７…通信ネットワーク、８…切羽操作盤、９…資材搬送台車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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