(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、
複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が実際に走行した実走行経路の位置情報を取得し、取得した複数の位置情報を近似して前記鉱山の基準走行経路を生成する走行経路演算部と、
前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、前記車輪のダメージを推測する推測部と、
を含む、鉱山機械の管理システム。
【請求項２】
鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、
前記位置情報検出部によって検出された、複数の前記鉱山機械が実際に走行した実走行経路の複数の位置情報を近似して生成された前記鉱山の基準走行経路の情報を記憶する基準走行経路記憶部と、
前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、前記車輪のダメージを推測する推測部と、
を含む、鉱山機械の管理システム。
【請求項３】
前記走行経路演算部は、
前記実走行経路の位置情報を新たに取得すると、新たに取得した前記実走行経路の位置情報も用いて前記基準走行経路を再生成する、請求項１に記載の鉱山機械の管理システム。
【請求項４】
前記ダメージは、式（１）で表される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉱山機械の管理システム。
ＤＭ＝ｋ×ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（１）
ＤＭは前記ダメージ、ｋは比例定数、ＬＤは前記車輪に作用する荷重、Ｖは前記実際の走行速度、Ｒは前記基準走行経路のカーブの曲率半径。
【請求項５】
前記推測部は、
前記鉱山機械が第１位置を出発し積荷を積み込む第２位置まで移動したときの経路全体又は前記第２位置を出発し前記積荷を下ろす第３位置まで移動したときの経路全体で、前記ダメージを推測する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉱山機械の管理システム。
【請求項６】
前記推測部は、
前記鉱山機械が第１位置を出発し積荷を積み込む第２位置を経て前記積荷を下ろす第３位置まで移動したときの経路全体で、前記ダメージを推測する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉱山機械の管理システム。
【請求項７】
さらに、推測された前記車輪のダメージのレポートを作成するレポート作成部を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の鉱山機械の管理システム。
【請求項８】
鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、
複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が走行した実際の経路の位置情報を取得し、取得した複数の位置情報を近似して前記鉱山の基準走行経路を生成する走行経路演算部と、
前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が前記実際の経路を走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、式（２）で表される前記車輪のダメージを推測する推測部と、
前記推測部により推測された前記車輪のダメージのレポートを、前記鉱山機械のオペレータ毎に作成するレポート作成部と、
を含む、鉱山機械の管理システム。
ＤＭ＝ｋ×ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（２）
ＤＭは前記ダメージ、ｋは比例定数、ＬＤは前記車輪に作用する荷重、Ｖは前記実際の走行速度、Ｒは前記基準走行経路のカーブの曲率半径。
【請求項９】
鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求めることと、
複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が走行した実際の経路の位置情報を取得し、取得した複数の位置情報を近似して前記鉱山の基準走行経路を生成することと、
前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が前記実際の経路を走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、前記車輪のダメージを推測することと、
を含む、鉱山機械の管理方法。
【請求項１０】
前記実際の経路の位置情報を新たに取得すると、新たに取得した前記実際の経路の位置情報も用いて前記基準走行経路を再生成する、請求項９に記載の鉱山機械の管理方法。
【請求項１１】
さらに、推測された前記車輪のダメージのレポートを作成する、請求項９又は請求項１０に記載の鉱山機械の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱山機械を管理するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木作業現場又は鉱山の採掘現場では、油圧ショベル、ダンプトラック等、様々な建設機械が稼働する。近年においては、無線通信によって建設機械の稼働情報を取得し、建設機械の状態を把握することが行われつつある。例えば、特許文献１には、ダンプトラックの稼働情報に含まれる位置情報に基づき、ダンプトラックが走行した経路を特定する鉱山機械の管理システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉱山における生産性向上のための走路設計評価又はオペレータの運転指導等を目的とする場合、鉱山機械が走行した走行経路が必要になる。予め設計された走行経路を有する鉱山もあるが、そのような走行経路を有さない鉱山もある。また、鉱山では、鉱石の採掘の進行に応じて鉱山機械の走行経路が変化することも多い。【０００５】
本発明は、鉱山において、鉱山機械が走行した走行経路を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が実際に走行した実走行経路の位置情報を取得し、取得した位置情報を用いて前記鉱山の基準走行経路を生成する走行経路演算部と、を含む、鉱山機械の管理システムである。【０００７】
本発明は、鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、前記位置情報検出部によって検出された、複数の前記鉱山機械が実際に走行した実走行経路の位置情報を用いて生成された前記鉱山の基準走行経路の情報を記憶する基準走行経路記憶部と、を含む、鉱山機械の管理システムである。【０００８】
前記走行経路演算部は、前記実走行経路の位置情報を新たに取得すると、新たに取得した前記実走行経路の位置情報も用いて前記基準走行経路を再生成することが好ましい。【０００９】
さらに、前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、前記車輪のダメージを推測する推測部を有することが好ましい。【００１０】
前記ダメージは、式（Ａ）で表されることが好ましい。ＤＭは前記ダメージ、ｋは比例定数、ＬＤは前記車輪に作用する荷重、Ｖは前記実際の走行速度、Ｒは前記基準走行経路のカーブの曲率半径である。
ＤＭ＝ｋ×ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（Ａ）【００１１】
前記推測部は、前記鉱山機械が第１位置を出発し積荷を積み込む第２位置まで移動したときの経路全体又は前記第２位置を出発し前記積荷を下ろす第３位置まで移動したときの経路全体で、前記ダメージを推測することが好ましい。【００１２】
前記推測部は、前記鉱山機械が第１位置を出発し積荷を積み込む第２位置を経て前記積荷を下ろす第３位置まで移動したときの経路全体で、前記ダメージを推測することが好ましい。【００１３】
さらに、推測された前記車輪のダメージのレポートを作成するレポート作成部を含むことが好ましい。【００１４】
本発明は、鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求める位置情報検出部と、複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が走行した実際の経路の位置情報を取得し、取得した位置情報を用いて前記鉱山の基準走行経路を生成する走行経路演算部と、記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が前記実際の経路を走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、式（Ｂ）で表される前記車輪のダメージを推測する推測部と、前記推測部により推測された前記車輪のダメージのレポートを、前記鉱山機械のオペレータ毎に作成するレポート作成部と、を含む、鉱山機械の管理システムである。ＤＭは前記ダメージ、ｋは比例定数、ＬＤは前記車輪に作用する荷重、Ｖは前記実際の走行速度、Ｒは前記基準走行経路のカーブの曲率半径である。
ＤＭ＝ｋ×ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（Ｂ）【００１５】
本発明は、鉱山を走行する鉱山機械に備えられて、前記鉱山機械の位置の情報である位置情報を求めることと、複数の前記鉱山機械からそれぞれの前記鉱山機械が走行した実際の経路の位置情報を取得し、取得した位置情報を用いて前記鉱山の基準走行経路を生成することと、を含む、鉱山機械の管理方法である。【００１６】
前記実際の経路の位置情報を新たに取得すると、新たに取得した前記実際の経路の位置情報も用いて前記基準走行経路を再生成することが好ましい。【００１７】
さらに、前記基準走行経路の位置情報と、前記鉱山機械が前記実際の経路を走行したときの実際の走行速度と、前記鉱山機械が備える車輪に作用する荷重とから、前記車輪のダメージを推測することが好ましい。【００１８】
さらに、推測された前記車輪のダメージのレポートを作成することが好ましい。【００１９】
本発明は、鉱山において、鉱山機械が走行した走行経路を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システムが適用される現場を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システムが有する管理装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、ダンプトラックの構成を示す図である。
【図４】図４は、車載情報収集装置及びその周辺機器を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、ダンプトラックが走行した経路の一例を示す図である。
【図６】図６は、基準走行経路を示す図である。
【図７】図７は、基準走行経路の形状の一例を示す図である。
【図８】図８は、基準走行経路を用いてダンプトラックの移動距離を求める例を説明する図である。
【図９】図９は、レポートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システム１が適用される現場を示す図である。鉱山機械の管理システム１は、鉱山機械の運行を管理したり、生産性又は鉱山機械のオペレータの操作技術等を評価したり、ダンプトラック２０の予防保全及び異常診断等をしたりする。このため、鉱山機械の管理システム１は、ダンプトラック２０が走行した経路を特定し、経路情報として蓄積する。以下、走行経路とはダンプトラック２０が走行する経路と停止する場所とを含めたものであるとする。以下においては、走行経路を適宜経路ともいう。
【００２３】
鉱山機械とは、鉱山において各種作業に用いる機械類の総称である。本実施形態において、鉱山機械の一種の運搬車両として、砕石又は砕石の採掘時に発生した土砂若しくは岩石等を積荷として運搬するダンプトラック２０を例とするが、本実施形態の鉱山機械はダンプトラック２０に限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る鉱山機械は、砕石等を採掘する掘削機械として機能する油圧ショベル若しくは電気ショベル又はホイールローダであってもよい。本実施形態において、ダンプトラック２０は、オペレータの操作によって走行したり、積荷を下ろしたりする有人の鉱山機械であるが、ダンプトラック２０はこのようなものに限定されない。例えば、ダンプトラック２０は、鉱山機械の管理システム１によって運行が管理される無人のダンプトラックであってもよい。
【００２４】
鉱山において、ダンプトラック２０は、積込作業が行われる場所（以下、適宜積込場と称する）ＬＰＡで油圧ショベル等の積込機４によって岩石又は土砂等が積載される。そして、ダンプトラック２０は、積荷の排出作業が行われる場所（以下、適宜排土場と称する）ＤＰＡで前記積載した岩石又は土砂等を排土する。ダンプトラック２０は、積込場ＬＰＡと排土場ＤＰＡとの間を、経路Ｒｇ、Ｒｒを走行して移動する。
【００２５】
＜鉱山機械の管理システムの概要＞
鉱山機械の管理システム（以下、適宜管理システムという）１は、管理装置１０が、鉱山機械としてのダンプトラック２０の位置に関する情報を含む稼働情報を、無線通信によってダンプトラック２０から収集する。管理装置１０は、移動体であるダンプトラック２０とは異なり、例えば、鉱山の管理施設に設置されている。このように、管理装置１０は、原則として移動を考慮していないものである。管理装置１０が収集する情報は、ダンプトラック２０の稼働状態に関する情報（以下、適宜稼働情報という）であり、例えば、ダンプトラック２０の位置に関する情報である位置情報、走行時間、走行距離、エンジン水温、異常の有無、異常の箇所、燃料消費率及び積載量等のうちの少なくとも１つである。ダンプトラック２０の位置情報は、ダンプトラック２０の緯度、経度及び高度の座標を含む。稼働情報は、主としてダンプトラック２０の走行路マップ作成、走行路マッピング、運転評価、予防保全及び異常診断等に用いられる。稼働情報は、鉱山の生産性向上又は鉱山のオペレーションの改善といったニーズに応えるために有用である。
【００２６】
管理装置１０は、鉱山で作業するダンプトラック２０の稼働情報を収集するために、アンテナ１８Ａを有する管理側無線通信装置１８に接続されている。ダンプトラック２０は、稼働情報を送信したり、管理装置１０と相互通信を行ったりするために、車載無線通信装置とともにアンテナ２８Ａを有している。車載無線通信装置については後述する。この他に、ダンプトラック２０は、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  Systems、ＧＮＳＳは全地球航法衛星システムをいう）衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃからの電波をＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂで受信し、自己位置を測位することができる。ダンプトラック２０が自身の位置を計測するためには、ＧＮＳＳ衛星に限らず他の測位用衛星、例えばＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real  Time  Kinematic  -  Global  Navigation  Satellite  Systems）衛星を用いてもよい。
【００２７】
ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波の出力は、鉱山全域をカバーできるほどの通信可能範囲を有していない。また、アンテナ２８Ａから送信する電波は、波長の関係から高い山などの障害物を越えて遠方まで送信することができない。もちろん、高出力の電波を出力できる無線通信装置を用いれば、このような通信障害が解消し、通信可能範囲は広がり通信不可能な場所をなくすことはできる。しかし、鉱山は広大であるため、中継器や通信装置のコストを抑える必要があること及び鉱山がある地域によっては整備された通信インフラを確保することが期待できないといった状況に対応する必要がある。このために、管理システム１は、無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）等の、限られた範囲内で情報通信網を形成できる無線システムを用いる。無線ＬＡＮなどによれば、低コストで鉱山機械と管理施設（管理装置１０）との相互通信を整えることは可能ではあるものの通信障害の問題を解決する必要がある。
【００２８】
ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波の到達範囲は限られている。したがって、ダンプトラック２０と管理装置１０との距離が離れていたり、両者間に山Ｍ等の障害物が存在していたりすると、管理側無線通信装置１８は、ダンプトラック２０から送信される電波を受信することが困難になる。このため、管理システム１は、ダンプトラック２０のアンテナ２８Ａから送信される電波を中継して、管理側無線通信装置１８に送信する中継器３を有している。鉱山内の複数の所定箇所に中継器３を設置することにより、管理装置１０は、自身から離れた位置で稼働しているダンプトラック２０から、無線通信を用いて稼働情報を収集することができる。なお、本実施形態において、管理システム１が用いる通信システムは無線ＬＡＮに限定されるものではなく、他の通信システムを用いてもよい。
【００２９】
中継器３から管理側無線通信装置１８までの距離が遠い場合、中継器３と管理側無線通信装置１８との間に、両者を中継するための中間中継器６が配置される。本実施形態において、中間中継器６は、中継器３と管理側無線通信装置１８とを中継するのみであり、ダンプトラック２０がアンテナ２８Ａから送信する電波を中継するものではない。本実施形態において、中間中継器６は、対応する中継器３以外からは電波を中継しないようになっている。例えば、図１に示すように、給油所２の中継器３からの電波を中継するのは、１台の中間中継器６のみである。なお、中間中継器６は、図１では、１つの中継器３と一対一の関係であるように表現しているが、一対一の関係に限定されるものではなく、各中間中継器６は、対応する複数の中継器３から送られる電波を中継することができる。
【００３０】
中継器３の配置場所を中心とする周囲の所定領域、図１では円形で示される領域は、ダンプトラック２０が備える第１無線通信装置が中継器３との間で相互に無線通信が可能な範囲、すなわち、通信可能範囲７である。通信可能範囲７に存在しているダンプトラック２０は、中継器３等を介して管理側無線通信装置１８と相互に無線通信することができる。前述した第１無線通信装置は、図３に示される車載無線通信装置２７である。
次に、管理装置１０について、より詳細に説明する。
【００３１】
＜管理装置＞
図２は、本実施形態に係る鉱山機械の管理システム１が有する管理装置１０の機能ブロック図である。管理装置１０は、管理側処理装置１２と、管理側記憶装置１３と、入出力部（Ｉ／Ｏ）１５とを含む。さらに、管理装置１０は、入出力部１５に、表示装置１６と、入力装置１７と、管理側無線通信装置１８と、出力装置１９とを接続している。管理装置１０は、例えば、コンピュータである。管理側処理装置１２は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）である。管理側記憶装置１３は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせたものである。入出力部１５は、管理側処理装置１２と、管理側処理装置１２の外部に接続する表示装置１６、入力装置１７、管理側無線通信装置１８及び出力装置１９との情報の入出力、すなわちインターフェースに用いられる。
【００３２】
管理側処理装置１２は、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法を実行する。管理側処理装置１２は、走行経路演算部１２ａと、推測部１２ｂと、レポート作成部１２ｃとを含む。走行経路演算部１２ａは、複数のダンプトラック２０からそれぞれのダンプトラック２０が実際に走行した経路である実走行経路の位置情報を取得し、取得した位置情報を用いて鉱山の基準走行経路を生成する。走行経路演算部１２ａは、ダンプトラック２０が実走行経路の位置情報を新たに取得すると、新たに取得した実走行経路の位置情報も用いて、基準走行経路を再生成する。このようにすることで、基準走行経路は、ダンプトラック２０の実走行経路の位置情報が増加するほど、精度が高くなる。
【００３３】
推測部１２ｂは、基準走行経路の位置情報と、ダンプトラック２０が走行したときの実際の走行速度と、ダンプトラック２０が備える車輪、より具体的にはタイヤに作用する荷重とから、タイヤのダメージを推測する。レポート作成部１２ｃは、推測部１２ｂによって推測されたダンプトラック２０が備える車輪のダメージのレポートを作成する。レポート作成部１２ｃは、作成したレポートを表示装置１６に表示したり、出力装置１９から出力したりする。
【００３４】
管理側記憶装置１３は、管理側処理装置１２に各種の処理を実行させるための各種のコンピュータプログラムを記憶している。本実施形態において、管理側記憶装置１３が記憶しているコンピュータプログラムは、例えば、本実施形態に係る鉱山機械の管理方法を実現して、ダンプトラック２０が走行した実際の経路である実走行経路の位置情報から基準走行経路を生成する基準走行経路生成用コンピュータプログラム、ダンプトラック２０の稼働情報等を収集するための稼働情報収集用コンピュータプログラム及び稼働情報等に基づいて各種解析を実現するコンピュータプログラム等である。
【００３５】
管理側記憶装置１３は、ＬＰ／ＤＰデータベース１４ＲＤ、基準走行経路データベース１４ＣＳ及び稼働情報データベース１４Ｉ等を記憶している。ＬＰ／ＤＰデータベース１４ＲＤは、積込場ＬＰＡの位置情報及び排土場ＤＰＡの位置情報が記述されている。基準走行経路データベース１４ＣＳは、走行経路演算部１２ａが生成した基準走行経路の情報が記述されている。すなわち、管理側記憶装置１３は、鉱山の基準走行経路の情報を記憶する基準走行経路記憶部である。稼働情報データベース１４Ｉには、ダンプトラック２０から収集した稼働情報が記述されている。
【００３６】
表示装置１６は、例えば、液晶ディスプレイ等である。入力装置１７は、例えば、キーボード、タッチパネル又はマウス等である。管理側無線通信装置１８は、アンテナ１８Ａを有しており、中継器３を介して、後述するダンプトラック２０の車載無線通信装置との間で相互に無線通信を実行する。出力装置１９は、例えば、印刷装置（プリンタ）である。出力装置１９は、管理装置１０のレポート作成部１２ｃが作成したレポート等を印刷して出力する。出力装置１９は、さらに後述するレポート内容に応じた音声を出力するものであってもよい。次に、ダンプトラック２０について、より詳細に説明する。
【００３７】
＜ダンプトラック＞
図３は、ダンプトラック２０の構成を示す図である。ダンプトラック２０は、積荷を積載して走行し、所望の場所でその積荷を排出する。ダンプトラック２０は、車両本体２１と、ベッセル２２と、車輪２３と、サスペンションシリンダー２４と、回転センサ２５と、サスペンション圧力センサ（以下、適宜圧力センサという）２６と、アンテナ２８Ａが接続された車載無線通信装置２７と、ＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂが接続された位置情報検出装置（本実施形態ではＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂ受信機）２９と、車載情報収集装置３０と、を有する。ダンプトラック２０は、上記構成以外にも一般的な運搬機が備えている各種の機構及び機能を備えている。本実施形態では、リジッド式のダンプトラック２０を例として説明するが、ダンプトラック２０は、車体を前部と後部に分割しそれらを自由関節で結合したアーティキュレート式ダンプトラックであってもよい。
【００３８】
ダンプトラック２０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、適宜エンジン３４Ｇという）がトルクコンバータ３４ＴＣ及びトランスミッション３４ＴＭを介してドライブシャフト３４ＤＳを駆動することにより、車輪２３を駆動する。このように、ダンプトラック２０は、いわゆる機械駆動方式であるが、ダンプトラック２０の駆動方式は機械駆動方式に限定されるものではなく、いわゆる電気駆動方式であってもよい。ベッセル２２は、積荷を積載する荷台として機能するものであり、車両本体２１の上部に、昇降自在に配置されている。ベッセル２２には、積荷として、採石された砕石又は岩若しくは土等が油圧ショベル等の積込機４によって積載される。
【００３９】
車輪２３は、タイヤ２３Ｔと、タイヤ２３Ｔが組み付けられるホイール２３Ｈとを備える。車輪２３は、車両本体２１に回転自在に装着されており、前述したように車両本体２１から動力が伝達されることで駆動される。サスペンションシリンダー２４は、車輪２３と車両本体２１との間に配置されている。車両本体２１及びベッセル２２、さらに積荷が積載された際における積荷の質量に応じた負荷が、サスペンションシリンダー２４を介して車輪２３に作用する。
【００４０】
回転センサ２５は、車輪２３を駆動するドライブシャフト３４ＤＳの回転速度を検出することでダンプトラック２０の走行速度、すなわち車速を計測する。このように、回転センサ２５は、車速センサの機能を有する。サスペンションシリンダー２４は内部に作動油が封入されており、積荷の重量に応じて伸縮動作する。圧力センサ２６は、サスペンションシリンダー２４に作用する負荷を検出する。圧力センサ２６は、ダンプトラック２０の各サスペンションシリンダー２４に設置されており、その作動油の圧力を検出することで積荷の質量（積載量）を計測することができる。また、圧力センサ２６は、ダンプトラック２０が備えるそれぞれの車輪２３に作用する荷重を計測することもできる。
【００４１】
ＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂは、ＧＮＳＳを構成する複数のＧＰＳ衛星５Ａ、５Ｂ、５Ｃ（図１参照）から出力される電波を受信する。ＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂは、受信した電波を位置情報検出装置２９に出力する。位置情報検出部としての位置情報検出装置２９は、ＧＮＳＳ用アンテナ２８Ｂが受信した電波を電気信号に変換し、自身の位置情報、すなわちダンプトラック２０の位置を算出（測位）することによりダンプトラック２０の位置情報を求める。位置情報は、ダンプトラック２０の位置に関する情報であり、緯度、経度及び高度の座標である。時間の経過に基づいて位置情報検出装置２９が取得した複数の位置情報が時系列で配列された複数の位置情報は、ダンプトラック２０が実際に走行した実走行経路となる。
【００４２】
本実施形態において、ダンプトラック２０の位置情報は、位置情報検出装置２９が求めるが、これに限定されない。例えば、ダンプトラック２０の走行速度を検出するセンサ、ダンプトラック２０に作用する加速度を検出する加速度センサ、ダンプトラック２０の姿勢を検出する姿勢検出センサ等の各種センサ類から得られる情報に基づいて、ダンプトラック２０の位置情報が求められてもよい。
【００４３】
車載無線通信装置２７は、アンテナ２８Ａを介して図１に示す中継器３又は管理施設のアンテナ１８Ａとの間で相互に無線通信を行う。車載無線通信装置２７は、車載情報収集装置３０に接続されている。このような構造により、車載情報収集装置３０は、アンテナ２８Ａを介して各情報を送受信する。次に、車載情報収集装置３０及びその周辺機器について説明する。
【００４４】
＜車載情報収集装置及びその周辺機器＞
図４は、車載情報収集装置３０及びその周辺機器を示す機能ブロック図である。ダンプトラック２０が有する車載情報収集装置３０は、車載記憶装置３１と、車載無線通信装置２７と、位置情報検出装置２９とが接続されている。車載情報収集装置３０には、さらに、状態取得装置が接続されている。車載情報収集装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）とメモリとを組み合わせたコンピュータである。
【００４５】
車載情報収集装置３０は、鉱山機械としてのダンプトラック２０の様々な稼働状態の情報を取得し、収集するための装置である。例えば、状態取得装置は、サスペンションシリンダー２４に設置された圧力センサ２６、その他の各種センサ類、エンジン制御装置３２Ａ、走行制御装置３２Ｂ、油圧制御装置３２Ｃ、操舵装置３２Ｄ、オペレータＩＤ取得装置３８及び回転センサ２５等である。車載情報収集装置３０は、このような状態取得装置からダンプトラック２０の様々な稼働状態の情報を取得し、取得したこれらの情報を稼働情報として収集する。
【００４６】
例えば、車載情報収集装置３０は、エンジン制御装置３２Ａから燃料噴射装置（ＦＩ）３４Ｆの制御量を取得することにより、燃料噴射量を示す情報を取得することができる。燃料噴射量を示す情報によって、燃費に関する情報を得ることができる。また、車載情報収集装置３０は、エンジン制御装置３２Ａを介してアクセル３３Ａの操作量を示す情報を取得することができる。ダンプトラック２０のオペレータによるアクセル３３Ａの操作量を示す情報により、ダンプトラック２０のオペレータの操作状態を把握することができる。また、車載情報収集装置３０は、エンジン制御装置３２Ａから、エンジン（ＥＧ）３４Ｇの回転速度、冷却水温度及び潤滑油圧力等といった各種情報を取得することができる。エンジン（ＥＧ）３４Ｇの回転速度の情報は、図示しないエンジン（ＥＧ）３４Ｇの出力軸に取り付けられた回転センサ等により検出された回転速度により取得され、冷却水温度及び潤滑油圧力等といった各種情報も、図示しない温度センサ又は圧力センサにより取得される。
【００４７】
車載情報収集装置３０は、走行制御装置３２Ｂから走行装置３７の各種情報を得ることができる。本実施形態において、ダンプトラック２０は機械駆動方式であるため、走行装置３７は、図３に示すエンジン３４Ｇによって駆動されるトルクコンバータ３４ＴＣ及びトランスミッション３４ＴＭ及びこのトランスミッション３４ＴＭからの駆動力を図３に示す車輪２３に伝達するドライブシャフト３４ＤＳを含む。走行装置３７の各種情報は、例えば、前述したトランスミッション３４ＴＭの速度段切替状態及び出力軸回転速度並びにドライブシャフト３４ＤＳの回転速度等である。また、車載情報収集装置３０は、走行制御装置３２Ｂを介してシフトレバー３３Ｂの操作位置又は操作量を取得することにより、ダンプトラック２０のオペレータの操作状態を把握することができる。シフトレバー３３Ｂは、オペレータがダンプトラック２０の前進、後進又は走行速度段の変更を走行制御装置３２Ｂに対して指示する際に用いられるものである。
【００４８】
さらに、車載情報収集装置３０は、油圧制御装置３２Ｃから作動油コントロールバルブ（ＣＶ）３５の開閉状態を取得することができる。この例において、作動油コントロールバルブ３５はベッセル２２を昇降させるホイストシリンダー３６（油圧シリンダ）に、エンジン３４Ｇが稼働することにより駆動されるオイルポンプ（ＯＰ）３４Ｐから吐出される作動油を供給したり、ホイストシリンダー３６から作動油を排出したりする。このため、車載情報収集装置３０は、作動油コントロールバルブ３５の開閉状態に基づいて、ベッセル２２の昇降状態を把握することができる。ベッセル２２は、オペレータがダンプレバー３３Ｃを操作することにより昇降する。このため、車載情報収集装置３０は、油圧制御装置３２Ｃを介してダンプレバー３３Ｃの操作量又は操作位置を取得することによっても、ベッセル２２の昇降状態を把握することができる。
【００４９】
車載情報収集装置３０は、圧力センサ２６が検出したサスペンションシリンダー２４の作動油に作用する圧力を取得することにより、ベッセル２２に積載された積荷の重量を把握することができる。ダンプトラック２０の各車輪２３に取り付けられた各サスペンションシリンダー２４に備えられた圧力センサ２６（車輪２３が４輪の場合、４個の圧力センサ２６）が示す計測値に基づいて、積荷の質量（積載量）を求めることができる。また、圧力センサ２６が検出したサスペンションシリンダー２４の作動油に作用する圧力の時間の経過による変化を見ることにより、ダンプトラック２０のベッセル２２に積荷が積載されているか、ベッセル２２から排土中又は排土されたかを知ることができる。
【００５０】
例えば、圧力センサ２６が検出した圧力が上昇し、所定の値（例えば、ダンプトラック２０の規定積載量の半分に相当する値）を超えた場合、積込場ＬＰＡで積荷を積み込まれていると判断することができる。また、圧力センサ２６が検出した圧力が低下し、所定の値（例えば、ダンプトラック２０の規定積載量の１／４に相当する値）を下回った場合、排土場ＤＰＡで排土している（あるいは排土された）と判断することができる。圧力センサ２６が検出した圧力を用いることに加え、例えば、ダンプレバー３３Ｃの操作状態（操作位置あるいは操作量）又はダンプトラック２０の位置情報等を併用して、排土又は積載判定することにより、ベッセル２２に対する積荷の積載の状態を判定する精度を向上させることができる。なお、ダンプレバー３３Ｃの操作状態のみに基づいて排土作業の判断をしてもよい。
【００５１】
車載情報収集装置３０は、圧力センサ２６が検出したサスペンションシリンダー２４の作動油に作用する圧力を取得することにより、サスペンションシリンダー２４の上方からそれぞれの車輪２３に作用する荷重を把握することができる。サスペンションシリンダー２４とそれぞれの車輪２３との間にある構造物の質量を、それぞれの車輪２３に配分することにより、前述した構造物がそれぞれの車輪２３に与える荷重を求めることができる。それぞれの車輪２３に作用する荷重は、前述した構造物がそれぞれの車輪２３に与える荷重と、サスペンションシリンダー２４の上方からそれぞれの車輪２３に作用する荷重との和である。車載情報収集装置３０は、それぞれの車輪２３に作用する荷重を求めて、稼働情報として車載記憶装置３１に記憶する。
【００５２】
オペレータＩＤ取得装置３８は、ダンプトラック２０のオペレータを特定するためのオペレータＩＤを取得する装置である。ダンプトラック２０は、複数のオペレータにより交代で運転されることがある。オペレータＩＤは、例えば、個々のオペレータのＩＤキー（個人識別情報が記憶された電子キー）又は個々のオペレータのＩＤカード（個人識別情報が記憶されたカード）から取得することができる。この場合、オペレータＩＤ取得装置３８は、磁気読み取り装置又は無線通信装置等が用いられる。また、オペレータＩＤ取得装置３８として指紋認証装置を備え、予め記憶したオペレータの指紋と、個々のオペレータの指紋との指紋認証を行い、オペレータＩＤを取得することもできる。また、個々のオペレータが、入力装置で自身のＩＤ情報（暗証番号等の個人識別情報）を入力し、予め記憶されているＩＤ情報との照合によってもオペレータＩＤを取得することができる。このように、オペレータＩＤ取得装置３８は、ＩＤキー又はＩＤカードの読み取り装置、指紋認証装置又はＩＤ情報入力装置等であり、ダンプトラック２０の運転室内の運転席近傍に設けていてもよいし、オペレータが運転室にアクセスする際に近づく車両本体２１の任意の場所に設けてもよい。なお、鉱山の日々の生産計画にしたがって、各ダンプトラック２０に搭乗するオペレータのオペレータＩＤが、管理装置１０から無線通信でダンプトラック２０に送信されることもある。この場合、車載無線通信装置２７がオペレータＩＤ取得装置３８を兼ねることになる。オペレータＩＤ取得装置３８が取得したオペレータＩＤにより、どのオペレータがダンプトラック２０を運転しているかを特定することができる。
【００５３】
回転センサ２５は、ダンプトラック２０の走行速度、すなわち車速を検出する。車載記憶装置３１は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ若しくはハードディスクドライブ等又はこれらを組み合わせて構成されている。車載記憶装置３１は、車載情報収集装置３０が稼働情報を収集するための命令が記述されたコンピュータプログラム及び鉱山機械の管理システム１を運用するための各種設定値等を記憶している。車載情報収集装置３０は、前記コンピュータプログラムを読み出し、所定のタイミングで各状態取得装置から稼働情報を取得して、車載記憶装置３１へ一時的に記憶させる。このとき、車載情報収集装置３０は、同一項目の情報について平均値、最頻値又は標準偏差等を求める統計処理を施したりしてもよい。
【００５４】
操舵装置３２Ｄは、ダンプトラック２０の操舵輪、通常は前方の車輪２３を動作させる装置である。操舵装置３２Ｄが操舵輪を動作させる力、すなわち操舵力は、操舵力検出装置３３Ｄが検出して、車載情報収集装置３０に送信する。操舵力によって、据え切り、すなわちダンプトラック２０が静止した状態で操舵されたことを検出することができる。据え切りは、ダンプトラック２０が走行しているときの操舵と比較して大きい操舵力が必要である。したがって、例えば、予め定められた閾値を超えた操舵力が操舵力検出装置３３Ｄによって検出された場合、据え切りが発生したと判定することができる。操舵力検出装置３３Ｄは、前方の車輪２３を動作させるステアリングシリンダに作用する油圧を検出することにより、操舵量を検出する。
【００５５】
車載記憶装置３１は、稼働情報として、位置情報、車速情報、時間情報、排土情報、積込情報、燃費情報、操作履歴情報、イベント情報及び車輪荷重（それぞれの車輪２３に作用する荷重）等を記憶している。イベント情報は、異常運転情報、車両エラー情報及び特定運転操作情報等である。車載記憶装置３１が記憶しているこれらの稼働情報は例示であり、稼働情報はこれらに限定されるものではない。位置情報、車速情報、排土情報、積込情報、燃費情報、操作履歴情報及びイベント情報等は、これらが発生した（車載情報収集装置３０が取得した）時間に対応付けて車載記憶装置３１に記憶されている。車載情報収集装置３０は、図２に示す管理装置１０からの要求を示す指令信号を、車載無線通信装置２７を介して受信し、同じく車載無線通信装置２７を介して、車載記憶装置３１に記憶された稼働情報を管理装置１０へ送信する。
【００５６】
図５は、ダンプトラック２０が走行した経路の一例を示す図である。ダンプトラック２０は、図５に示す排土場ＤＰＡで積荷を下ろした後、積込場ＬＰＡに向かって走行する。積込場ＬＰＡに到着したダンプトラック２０は、油圧ショベル等の積込用の鉱山機械によって積荷がベッセル２２に積み込まれる。積荷が積み込まれたダンプトラック２０は、排土場ＤＰＡに向かって走行する。排土場ＤＰＡに到着したダンプトラック２０は、排土場ＤＰＡで積荷を下ろす。このように、ダンプトラック２０が所定の場所から積込場ＬＰＡに向かって出発し、積込場ＬＰＡで積荷を積み込まれた後、排土場ＤＰＡに到着して積荷を下ろすまでの一連の作業を、ダンプトラック２０の運搬作業の１サイクルとする。ダンプトラック２０が積込場ＬＰＡに向かって出発する所定の場所を第１位置といい、積込場ＬＰＡを第２位置、排土場ＤＰＡの積荷が下ろされる位置を第３位置という。本実施形態において、第１位置は、排土場ＤＰＡ内の所定の位置であってもよいし、排土場ＤＰＡとは異なる所定の位置であってもよい。
【００５７】
運搬作業の１サイクルにおいてダンプトラック２０が走行した経路（以下、適宜実走行経路という）ＣＳｒのうち、ダンプトラック２０が第１位置としての走行開始位置ＳＰｒから積込場ＬＰＡにおいて積荷の積込を受ける第２位置としての積込位置ＬＰｒに移動する経路を往路ＣＳｒ１という。また、実走行経路ＣＳｒのうち、ダンプトラック２０が第２位置としての積込位置ＬＰｒから、排土場ＤＰＡにおいて積荷を下ろす第３位置としての排土位置ＤＰｒに移動する経路を復路ＣＳｒ２という。往路ＣＳｒ１は、走行開始位置ＳＰｒを起点とし、積込位置ＬＰｒを終点とする。復路ＣＳｒ２は、積込位置ＬＰｒを起点とし、排土位置ＤＰｒを終点とする。
【００５８】
ダンプトラック２０に搭載されている位置情報検出装置２９は、ダンプトラック２０が走行開始位置ＳＰｒを出発して積込位置ＬＰｒに到達し、その後、排土位置ＤＰｒに至るまでの間、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩを求める。位置情報ＰＩは、ＧＮＳＳにより得られたダンプトラック２０位置の情報である。位置情報検出装置２９は、例えば、所定時間（例えば、１秒）毎にダンプトラック２０の現在の位置情報を取得し、車載記憶装置３１に記憶させる。位置情報検出装置２９によって得られた複数の位置情報ＰＩの群（以下、適宜位置情報群という）は、ダンプトラック２０の実走行経路ＣＳｒに含まれる。このため、実走行経路ＣＳｒは、複数の位置情報ＰＩによって表現することができる。本実施形態では、位置情報検出装置２９が位置情報を車載記憶装置３１に記憶させる例を説明したが、これに限定されない。例えば、位置情報検出装置２９は、位置情報をリアルタイムで管理装置１０に送信してもよい。
【００５９】
＜基準走行経路の生成＞
図６は、基準走行経路ＣＳＢを示す図である。ダンプトラック２０は、走行すると車輪２３、より具体的にはタイヤ２３Ｔが摩耗する。走行によりタイヤ２３Ｔが受けるダメージ（以下、適宜タイヤダメージと称する）は、ダンプトラック２０の車速、タイヤ２３Ｔに作用する荷重及びダンプトラック２０が走行した実走行経路ＣＳｒのカーブの曲率半径と相関が高い。このため、図２に示される管理装置１０の推測部１２ｂがタイヤダメージを推定するためには、ダンプトラック２０が走行した走行経路の情報が必要になる。
【００６０】
鉱山によっては、計画に基づく走行経路データに沿ってダンプトラック２０が走行する走行経路を施工しているものがある。しかし、計画に基づく走行経路データを有さない鉱山もある。また、鉱石の採掘の進行に応じてダンプトラック２０の走行経路が変更されることもある。このため、鉱山においては、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩが得られても、走行経路の形状は得られないことがある。
【００６１】
本実施形態においては、図２に示す管理装置１０の走行経路演算部１２ａが、ＧＮＳＳにより得られたダンプトラック２０の位置情報ＰＩをダンプトラック２０から取得する。そして、走行経路演算部１２ａは、取得した複数の位置情報ＰＩから、例えば、最小二乗法を用いて近似曲線を生成する。この近似曲線を、基準走行経路とする。図６に示す例において、走行経路演算部１２ａは、ＧＮＳＳにより得られた複数の位置情報ＰＩ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、ＰＩ２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）、・・・ＰＩｎ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）から、最小二乗法により実線で示される近似曲線を求める。この近似曲線が基準走行経路ＣＳＢとなる。得られた基準走行経路ＣＳＢは、図２に示される管理装置１０の管理側記憶装置１３の基準走行経路データベース１４ＣＳに記憶される。基準走行経路ＣＳＢは、緯度、経度及び高度の座標の集合である。
【００６２】
ＧＮＳＳに固有の精度ばらつきにより、異なるダンプトラック２０又は同一のダンプトラック２０が同一の走路を走行している場合、得られた位置情報ＰＩからは異なった形状又は曲率半径の基準走行経路ＣＳＢが生成される可能性がある。この場合、同一のコーナーであっても形状又は曲率が異なる可能性がある。また、ダンプトラック２０がＧＮＳＳから取得した位置情報ＰＩを、管理装置１０がダンプトラック２０から取得する場合、通信回線による通信量の限界から、管理装置１０が取得できる位置情報ＰＩの情報量は制限される。
【００６３】
このため、管理装置１０は、ダンプトラック２０の位置情報検出装置２９がＧＮＳＳを用いて検出したダンプトラック２０の位置情報ＰＩすべての転送を受けるのではなく、一部を取得して基準走行経路ＣＳＢを生成する。例えば、ダンプトラック２０の位置情報検出装置２９は、０．１秒周期でＧＮＳＳから位置情報ＰＩを取得するが、管理装置１０は、例えば１０秒周期でダンプトラック２０から位置情報ＰＩを取得する。結果として、管理装置１０が取得する位置情報ＰＩの情報量が少なくなるので、走行経路演算部１２ａは、少ない位置情報ＰＩから基準走行経路ＣＳＢを生成することになり、精度低下を招く可能性がある。
【００６４】
このため、管理装置１０の走行経路演算部１２ａは、鉱山で稼働する複数のダンプトラック２０から、複数のタイミングで位置情報ＰＩを取得し、得られた複数の位置情報ＰＩから基準走行経路ＣＳＢを求める。その結果、走行経路演算部１２ａは、多くの位置情報ＰＩを近似して基準走行経路ＣＳＢを求めることができるので、基準走行経路ＣＳＢの精度低下を抑制できる。
【００６５】
走行経路演算部１２ａが基準走行経路ＣＳＢを生成する場合、基準走行経路ＣＳＢからの偏差が、予め定められた所定の閾値よりも大きい位置情報であるＰＩａ、ＰＩｂ及びＰＩｃは、最小二乗法による近似計算において除外される。このようにすることで、走行経路演算部１２ａは、生成する基準走行経路ＣＳＢの精度を向上させることができる。所定の閾値は、例えば、３ｍとすることができる。
【００６６】
このように、本実施形態において、走行経路演算部１２ａは、複数のダンプトラック２０からの粒度の粗いＧＮＳＳの位置情報ＰＩを集め、漠然とした走行経路の形状から基準走行経路ＣＳＢの形状を作り出す。このとき、走行経路演算部１２ａは、偏差の大きい位置情報ＰＩａ、ＰＩｂ及びＰＩｃは、例えば、ＧＮＳＳの受信状態が不良であるときの情報として取り除くことにより、より確からしい基準走行経路ＣＳＢを生成する。
【００６７】
走行経路演算部１２ａは、複数のダンプトラック２０からこれらが走行したときの位置情報ＰＩを収集し、基準走行経路ＣＳＢを生成することにより、鉱山において、ダンプトラック２０が走行する走行経路を基準走行経路ＣＳＢに特定することができる。走行経路演算部１２ａは、同一のダンプトラック２０から及び異なるダンプトラック２０から、新たな走行経路の位置情報ＰＩを新たに取得すると、新たに取得した位置情報ＰＩも用いて基準走行経路ＣＳＢを再生成する。このため、図５に示す積込場ＬＰＡ又は排土場ＤＰＡの位置が変更されたり、ダンプトラック２０の走行経路に障害物が存在したりすることによりダンプトラック２０の走行経路が変化した場合でも、新たな位置情報ＰＩに対応した基準走行経路ＣＳＢを生成することができる。このため、管理システム１は、ダンプトラック２０の走行経路が変化する機会が多い鉱山で用いられると好適である。
【００６８】
＜タイヤダメージの評価＞
図２に示される管理装置１０の推測部１２ｂは、基準走行経路ＣＳＢの位置情報と、ダンプトラック２０が走行したときの実際の走行速度と、ダンプトラック２０が備える車輪２３、より具体的にはタイヤ２３Ｔに作用する荷重とから、タイヤダメージを推測する。タイヤダメージは、式（１）で表される。ＤＭはタイヤダメージ、ＬＤは車輪２３、より具体的にはタイヤ２３Ｔに作用する荷重、Ｖはダンプトラック２０の実際の走行速度、Ｒは基準走行経路ＣＳＢのカーブの曲率半径である。ｋを比例定数とすると、式（１）は、式（２）のように書き改められる。ｋは、例えば、シミュレーション又は実験によって求められる。
ＤＭ∝ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（１）
ＤＭ＝ｋ×ＬＤ×Ｖ２／Ｒ・・・（２）
【００６９】
図７は、基準走行経路ＣＳＢの形状の一例を示す図である。図７に示される基準走行経路ＣＳＢは、位置ＣＴ１を中心とした曲率半径Ｒ１のコーナーＣＮ１と、位置ＣＴ２を中心とした曲率半径Ｒ２のコーナーＣＮ２とを含む。基準走行経路ＣＳＢは、方向の情報も含む。ダンプトラック２０が図７に示される基準走行経路ＣＳＢを走行した場合、図２に示される管理装置１０の推測部１２ｂは、ダンプトラック２０のタイヤダメージを推測するにあたって、基準走行経路ＣＳＢ、より具体的には基準走行経路ＣＳＢに含まれる各位置情報Ｐｃａ、Ｐｃｂ、Ｐｃｃ、Ｐｃｄ、Ｐｃｅの座標を、基準走行経路データベース１４ＣＳから読み出す。
【００７０】
基準走行経路ＣＳＢの位置情報Ｐｃａ、Ｐｃｂ、Ｐｃｃ、Ｐｃｄ、Ｐｃｅを区別しない場合、位置情報Ｐｃと称する。基準走行経路データベース１４ＣＳに記憶されている基準走行経路ＣＳＢの情報は、前述した位置情報Ｐｃと、基準走行経路ＣＳＢのコーナーＣＮ１、ＣＮ２の曲率半径Ｒ１、Ｒ２とを含む。
【００７１】
また、ダンプトラック２０のタイヤダメージを推測するにあたり、推測部１２ｂは、タイヤダメージを推測する対象であって基準走行経路ＣＳＢを走行したダンプトラック２０の位置情報ＰＩ、速度情報及びタイヤ２３Ｔの荷重ＬＤを稼働情報データベース１４Ｉから読み出す。ダンプトラック２０の速度情報は、ダンプトラック２０が基準走行経路ＣＳＢを走行したときの実際の走行速度である。
【００７２】
推測部１２ｂは、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩと、基準走行経路ＣＳＢの位置情報Ｐｃとから、ダンプトラック２０が走行した基準走行経路ＣＳＢの位置を特定する。ダンプトラック２０が走行した基準走行経路ＣＳＢの位置から、ダンプトラック２０が基準走行経路ＣＳＢのコーナーＣＮ１、ＣＮ２を走行したのか、直線部分を走行したのかが特定される。ダンプトラック２０が、例えばコーナーＣＮ１を走行した場合、推測部１２ｂは、基準走行経路ＣＳＢのコーナーＣＮ１の曲率半径Ｒ１と、コーナーＣＮ１を走行したときのダンプトラック２０の走行速度Ｖ及びタイヤ２３Ｔに作用する荷重ＬＤとを式（１）に与えてタイヤダメージＤＭを求める。タイヤダメージＤＭは、ダンプトラック２０が備えるそれぞれのタイヤ２３Ｔ毎に求められる。
【００７３】
式（１）から分かるように、基準走行経路ＣＳＢの曲率半径Ｒが無限大である場合、タイヤダメージＤＭは０になる。基準走行経路ＣＳＢの曲率半径Ｒが無限大であるのは直線部分なので、直線部分においてタイヤダメージＤＭは０になる。推測部１２ｂは、基準走行経路ＣＳＢを走行したダンプトラック２０のタイヤダメージＤＭを、例えば基準走行経路ＣＳＢ全体にわたって求め、タイヤ２３Ｔ毎に加算する。このようにして得られた値を、累積タイヤダメージと称する。累積タイヤダメージによって、タイヤ２３Ｔに蓄積されたダメージが分かるので、タイヤ２３Ｔの摩耗等が推測される。
【００７４】
推測部１２ｂが求めた累積タイヤダメージは、ダンプトラック２０毎に集計されたり、ダンプトラック２０のオペレータ毎に集計されたりする。オペレータ毎に累積タイヤダメージが集計される場合、オペレータ毎に割り当てられたオペレータＩＤ毎に、累積タイヤダメージが集計される。オペレータＩＤは、図４に示されるオペレータＩＤ取得装置３８によって取得されて、車載無線通信装置２７を介して図２に示される管理装置１０に送信される。オペレータ毎に累積タイヤダメージが集計されることにより、オペレータに起因する累積タイヤダメージを区別できるので、例えば、累積タイヤダメージが大きいオペレータに対して運転指導をすることができる。
【００７５】
推測部１２ｂは、図５に示される走行開始位置ＳＰｒをダンプトラック２０が出発し、積荷を積み込む積込位置ＬＰｒまで移動したときの経路全体でタイヤダメージＤＭを推測してもよいし、ダンプトラック２０が積込位置ＬＰｒを出発し積荷を下ろす排土位置ＤＰｒまで移動したときの経路全体でタイヤダメージＤＭを推測してもよい。また、推測部１２ｂは、ダンプトラック２０が図５に示される走行開始位置ＳＰｒを出発し、積荷を積み込む積込位置ＬＰｒを経て前記積荷を下ろす排土位置ＤＰｒまで移動したときの経路全体でタイヤダメージＤＭを推測してもよい。
【００７６】
図８は、基準走行経路ＣＳＢを用いてダンプトラック２０の移動距離を求める例を説明する図である。推測部１２ｂは、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３と、ダンプトラック２０の走行速度Ｖとから、基準走行経路ＣＳＢ上におけるダンプトラック２０の位置情報Ｐｃ１、Ｐｃ２、・・・Ｐｃｎ（ｎは１以上の整数）を求めることができる。位置情報Ｐｃ１、Ｐｃ２、・・・Ｐｃｎを区別しない場合、適宜、位置情報Ｐｃと称する。
【００７７】
例えば、位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３は、ｔ１秒周期でダンプトラック２０の車載情報収集装置３０に取得され、走行速度Ｖはｔ１秒よりも小さいｔ２秒周期で取得されるとする。位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３及び走行速度Ｖは、ダンプトラック２０から管理装置１０に送信されて、管理装置１０の管理側記憶装置１３の稼働情報データベース１４Ｉに記憶されている。ダンプトラック２０の位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３は、ＧＮＳＳによって得られたものである。
【００７８】
推測部１２ｂは、稼働情報データベース１４Ｉから位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３を読み出す。推測部１２ｂは、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３と最も近い基準走行経路ＣＳＢ上の位置情報Ｐｃ１、Ｐｃ６、Ｐｃｎを選択する。ダンプトラック２０の連続する位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３は、ｔ１秒毎に連続して得られたものである。ダンプトラック２０は、位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３が得られる間は基準走行経路ＣＳＢ上を走行していると仮定できる。このため、推測部１２ｂは、ダンプトラック２０の走行速度Ｖと走行時間ｔｒとから、移動距離Ｌを求めることができる。推測部１２ｂは、この移動距離Ｌを用いて、基準走行経路ＣＳＢ上におけるダンプトラック２０の位置情報Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４、Ｐｃ５、Ｐｃｎを求めることができる。
【００７９】
例えば、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩ１に対応する基準走行経路ＣＳＢの位置情報Ｐｃ１から基準走行経路ＣＳＢに沿って移動距離Ｌだけ進んだ位置の座標が、基準走行経路ＣＳＢ上におけるダンプトラック２０の位置情報Ｐｃ２となる。同様に、位置情報Ｐｃ２から基準走行経路ＣＳＢに沿って移動距離Ｌだけ進んだ位置の座標が、基準走行経路ＣＳＢ上におけるダンプトラック２０の位置情報Ｐｃ３となる。このようにすることで、ＧＮＳＳによって得られたダンプトラック２０の位置情報ＰＩ１、ＰＩ２、ＰＩ３の数を低減できるので、通信回線の通信の負荷を低減できる。
【００８０】
管理装置１０が取得するダンプトラック２０の稼働情報が、何らかの原因で欠落することがある。ダンプトラック２０が積荷を積載してから下ろすまでの１サイクルにおいて、例えば複数のダンプトラック２０の間で走行速度Ｖの頻度分布を比較する際に、正常なダンプトラックと稼働情報が欠落したダンプトラック２０との間で比較が困難になる。管理装置１０が、ＧＮＳＳによって得られたダンプトラック２０の位置情報ＰＩ及びダンプトラック２０の走行速度Ｖを正常に取得できない場合でも、ダンプトラック２０は基準走行経路ＣＳＢ上を走行していたと仮定することにより、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩを推定できる。
【００８１】
例えば、走行速度Ｖが欠落した場合、走行速度Ｖが欠落する直前の位置情報ＰＩと回復した直後の位置情報ＰＩとの間をダンプトラック２０が等速度で走行した又は１サイクルの平均走行速度で走行したと仮定する。この仮定のもと、管理装置１０の管理側処理装置１２は、走行速度Ｖが欠落する直前の位置情報ＰＩに最も近い基準走行経路ＣＳＢの位置情報Ｐｃを基準として、走行時間ｔｒ及び仮定したダンプトラック２０の走行速度から移動距離を求める。そして、管理側処理装置１２は、基準とした位置情報Ｐｃから基準走行経路ＣＳＢに沿って、前述した移動距離だけ離れた位置を、欠落したダンプトラック２０の位置情報の一つとする。この処理を順次繰り返すことにより、走行速度Ｖが欠落した間におけるダンプトラック２０の位置情報ＰＩが得られる。
【００８２】
例えば、ＧＮＳＳの受信状態不良により、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩが欠落した場合、位置情報ＰＩが欠落する直前の位置情報ＰＩと回復した直後の位置情報ＰＩとの間をダンプトラック２０が等速度で走行した又は１サイクルの平均走行速度で走行したと仮定する。この仮定の下、管理装置１０の管理側処理装置１２は、位置情報ＰＩが欠落する直前の位置情報ＰＩに最も近い基準走行経路ＣＳＢの位置情報Ｐｃを基準として、走行時間ｔｒ及び仮定したダンプトラック２０の走行速度から移動距離を求める。そして、管理側処理装置１２は、基準とした位置情報Ｐｃから基準走行経路ＣＳＢに沿って、前述した移動距離だけ離れた位置を、欠落したダンプトラック２０の位置情報の一つとする。この処理を順次繰り返すことにより、位置情報ＰＩが欠落した間におけるダンプトラック２０の位置情報ＰＩが得られる。
【００８３】
このように、管理装置１０は、基準走行経路ＣＳＢを用いることで、ダンプトラック２０の位置情報ＰＩが少ない場合及び位置情報ＰＩが欠落した場合であっても、位置情報ＰＩが存在しない部分の位置情報ＰＩを求めることができる。
【００８４】
＜レポート作成＞
図９は、レポート５０の一例を示す図である。前述したように、図２に示す管理装置１０のレポート作成部１２ｃは、タイヤダメージＤＭを含むレポートを作成する。レポート作成部１２ｃは、例えば、図９に示すようなレポート５０を作成する。レポート５０は、例えば、ダンプトラック２０自体のＩＤ、累積タイヤダメージΣＤＭ、超過速度回数Ｖｏｖ、急減速回数ＢＫ、据え切り回数ＨＤを評価項目として含む。レポート５０に含まれる評価項目はこれらに限定されるものではない。例えば、レポート５０は、累積タイヤダメージΣＤＭの代わりに、最大のタイヤダメージＤＭを含んでいてもよい。
【００８５】
超過速度回数Ｖｏｖは、例えば、鉱山の走行経路における速度制限を超えた回数である。急減速回数ＢＫは、予め定められた減速度よりも大きい減速度が発生した回数である。据え切り回数ＨＤは、据え切りの回数である。据え切りとは、ダンプトラック２０の停止時又はごく低速走行時にステアリングホイールが動かされる動作である。これらの回数は、車載情報収集装置３０から車載無線通信装置２７及び管理側無線通信装置１８を介して収集された情報に基づいて管理側処理装置１２によってカウントされて、管理側記憶装置１３に記憶されている。
【００８６】
これらは、いずれもタイヤ２３Ｔにダメージを与える現象である。レポート５０は、タイヤ２３Ｔにダメージを与える現象の発生頻度を示す情報を含んでいる。本実施形態において、レポート５０は、ダンプトラック２０自体のＩＤ毎に作成されるので、ダンプトラック２０毎のタイヤ２３Ｔのダメージが評価できる。この他にも、レポート５０は、ダンプトラック２０のオペレータのＩＤ毎に作成されてもよい。このようにすれば、オペレータ毎のタイヤ２３Ｔのダメージが評価できるので、運転指導等に好適である。
【００８７】
管理装置１０のレポート作成部１２ｃは、ダンプトラック２０の走行経路を複数の区間に区分し、区間毎にタイヤ２３Ｔのダメージが評価できるようなレポートを作成してもよい。このようにすれば、走行経路の設計を評価することができる。管理装置１０は、タイヤ２３Ｔにダメージを与える現象の発生と、ダンプトラック２０の位置情報等とを組み合わせて入手し、レポート作成部１２ｃは、入手した情報に基づいてレポートを作成してもよい。このようにすれば、管理装置１０は、いつ、どこで、どのオペレータがどの現象を引き起こしたのかを管理者等に知らせることができる。管理者等は、運転指導及び走行経路の改善等にレポートの結果を役立てることができる。タイヤ２３Ｔにダメージを与える現象は、例えば、ダンプトラック２０がコーナーを走行することによるダメージの他、据え切り又は急減速等の現象を含む。
【００８８】
以上、本実施形態を説明したが、前述した内容により本実施形態が限定されるものではない。前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００８９】
本実施形態において、鉱山機械は有人であるか無人であるかは問わない。本実施形態において、鉱山機械を操作する主体はオペレータであるか管理システムであるかは問わないが、有人の鉱山機械を対象とした場合、複数のオペレータ間における運転技術の比較又はオペレータの勤怠管理等に対して有効である。本実施形態において、基準走行経路ＣＳＢは、管理装置１０の走行経路演算部１２ａによって生成されたが、これに限定されるものではない。例えば、鉱山の走行経路の設計者が、ダンプトラック２０の複数の位置情報ＰＩを最も多く通る線を描き、これを基準走行経路ＣＳＢとしてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１  鉱山機械の管理システム
１０  管理装置
１２  管理側処理装置
１２ａ  走行経路演算部
１２ｂ  推測部
１２ｃ  レポート作成部
１３  管理側記憶装置
１４Ｉ  稼働情報データベース
１４ＣＳ  基準走行経路データベース
１８  管理側無線通信装置
１９  出力装置
２０  ダンプトラック
２１  車両本体
２２  ベッセル
２３  車輪
２３Ｔ  タイヤ
２３Ｈ  ホイール
２４  サスペンションシリンダー
２６  圧力センサ
２７  車載無線通信装置
２９  位置情報検出装置
３０  車載情報収集装置
３１  車載記憶装置
３２Ｄ  操舵装置
３３Ｄ  操舵力検出装置
３４Ｇ  エンジン
３４ＴＭ  トランスミッション
５０  レポート
ＣＳＢ  基準走行経路
ＤＭ  タイヤダメージ
ＬＤ  荷重
【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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【図８】
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【図９】
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