(57)【要約】【課題】複数の作業機械の運営に要するイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる建設機械の電力供給方法及び電力供給システムの提供。【解決手段】本発明は、複数の作業機械１００で稼働する各建設機械６００に対して複数のバッテリ４００の電力を供給する建設機械６００の電力供給方法において、計画作成部で作成されたバッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画に基づいて、電力供給システム全体で使用されるバッテリ４００、充電設備７００、被牽引車５００、及び運搬車両３００の削減を検討し、バッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画の最適化を図る計画最適化部と、計画最適化部の検討結果に基づいて、バッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画を修正する計画修正部とを備えた。【選択図】図６
2018160051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリがそれぞれ搭載された複数の被牽引車と、前記各バッテリを充電する複数の充電設備と、前記各充電設備から離れた複数の作業機械で前記複数の被牽引車のうち１台の被牽引車を牽引し、当該被牽引車の前記バッテリの電力で駆動される複数の建設機械と、前記複数の被牽引車のうち当該充電設備で充電された充電済み被牽引車を前記複数の建設機械のいずれかの近辺まで牽引し、当該充電済み被牽引車に代えて当該建設機械に牽引されていた前記被牽引車を前記充電設備まで牽引する複数の運搬車両とを備えた電力供給システムに適用され、前記各建設機械に対して前記複数のバッテリの電力を供給する建設機械の電力供給方法において、
前記複数の建設機械の所定期間における作業計画、前記複数の作業機械と前記複数の充電設備の位置情報、前記位置情報から算出される前記複数の運搬車両のうち１台の運搬車両が、前記複数の充電設備のうち１つの充電設備から前記複数の作業機械のうち１つの作業機械までの往路と復路を移動するのに必要とされる時間、前記バッテリを充電することが可能な前記充電設備の数、及び前記充電設備が前記バッテリを充電するのに必要とされる時間を含む管理情報を取得する管理情報取得部と、
前記管理情報取得部で取得された前記管理情報に基づいて、前記作業計画に従って定められた前記建設機械が使用する前記バッテリの交換回数と時間帯を示すバッテリ交換計画、前記運搬車両が前記バッテリを運搬する時間帯を示すバッテリ運搬計画、及び前記充電設備が前記バッテリを充電する時間帯を示すバッテリ充電計画を前記複数の作業機械毎に作成する計画作成部と、
前記計画作成部で作成された前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画に基づいて、前記電力供給システム全体で使用される前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両の削減を検討し、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画の最適化を図る計画最適化部と、
前記計画最適化部の検討結果に基づいて、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画を修正する計画修正部とを備え、
前記計画最適化部は、
前記管理情報取得部で取得された前記位置情報に基づいて、前記複数の作業機械の中から第１の作業機械と、当該第１の作業機械からの距離が最も小さい第２の作業機械を選択する作業機械選択部と、
前記第１の作業機械で使用される前記バッテリの再充電が終了する時刻、前記第２の作業機械の前記建設機械が作業を開始する時刻、及び前記バッテリを再充電した前記充電設備側から前記第２の作業機械へ当該バッテリを運搬するのに必要とされる時間に基づいて、前記第２の作業機械の前記建設機械が作業を開始する時刻よりも前に、当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能か否かを判断するバッテリ運搬可否判断部と、
前記バッテリ運搬可否判断部で当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能であると判断されたとき、当該バッテリを前記第１の作業機械と前記第２の作業機械で使用するように設定するバッテリ使用設定部とを含むことを特徴とする建設機械の電力供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の電力供給方法において、
前記複数の建設機械の実際の作業状態に応じて、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画を更新する計画更新部を備え、
前記管理情報取得部は、前記複数の作業機械で稼働する前記建設機械の実際の作業状態及び前記バッテリの電力量を取得し、
前記計画更新部は、
前記管理情報取得部で取得された前記建設機械の実際の作業状態及び前記作業計画に基づいて、前記所定期間における任意に定められた特定時刻以降の作業量の推移を予測する作業量予測部と、
前記作業量予測部で予測された前記特定時刻以降の作業量の推移に従って、前記バッテリ交換計画を修正するバッテリ交換計画修正部と、
前記バッテリ交換計画修正部で修正された前記バッテリ交換計画、及び前記管理情報取得部で取得された前記バッテリの電力量に基づいて、前記複数の作業機械のうち前記バッテリの電力が余剰となる第３の作業機械で発生する余剰電力量、及び前記バッテリの電力が不足する第４の作業機械で発生する不足電力量を演算する電力量演算部と、
前記電力量演算部で演算された前記余剰電力量が前記不足電力量以上であるか否かを判断する電力量判断部と、
前記電力量判断部で前記余剰電力量が前記不足電力量以上であると判断されたとき、当該余剰電力量を有する前記バッテリが前記第３の作業機械から前記第４の作業機械へ運搬されるように、前記バッテリ運搬計画を修正するバッテリ運搬計画修正部と、
前記バッテリ運搬計画修正部で修正された前記バッテリ運搬計画に合わせて前記バッテリ充電計画を修正するバッテリ充電計画修正部とを含むことを特徴とする建設機械の電力供給方法。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械の電力供給方法において、
前記管理情報取得部は、前記第４の作業機械の周辺に位置し、かつ、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画で使用対象とされた前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両以外のバッテリ、充電設備、被牽引車、及び運搬車両に関する使用対象外設備情報を取得し、
前記計画更新部は、
前記電力量判断部で前記余剰電力量が前記不足電力量未満であると判断されたとき、前記管理情報取得部で取得された前記使用対象外設備情報に基づいて、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画で使用対象とされた前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両以外の前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両の中から、当該不足電力量以上の電力量を有するバッテリ、当該バッテリを充電する充電設備、当該バッテリを搭載する被牽引車、及び当該被牽引車を当該充電設備から前記第４の作業機械まで牽引する前記運搬車両を選定する使用対象外設備選定部と、
前記使用対象外設備選定部で選定された前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両を前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画に追加する使用対象外設備追加部とを含むことを特徴とする建設機械の電力供給方法。
【請求項４】
複数のバッテリがそれぞれ搭載された複数の被牽引車と、前記各バッテリを充電する複数の充電設備と、前記各充電設備から離れた複数の作業機械で前記複数の被牽引車のうち１台の被牽引車を牽引し、当該被牽引車の前記バッテリの電力で駆動される複数の建設機械と、前記複数の被牽引車のうち当該充電設備で充電された充電済み被牽引車を前記複数の建設機械のいずれかの近辺まで牽引し、当該充電済み被牽引車に代えて当該建設機械に牽引されていた前記被牽引車を前記充電設備まで牽引する複数の運搬車両とを備え、前記各建設機械に対して前記複数のバッテリの電力を供給する建設機械の電力供給システムにおいて、
前記複数の建設機械の所定期間における作業計画、前記複数の作業機械と前記複数の充電設備の位置情報、前記位置情報から算出される前記複数の運搬車両のうち１台の運搬車両が、前記複数の充電設備のうち１つの充電設備から前記複数の作業機械のうち１つの作業機械までの往路と復路を移動するのに必要とされる時間、前記バッテリを充電することが可能な前記充電設備の数、及び前記充電設備が前記バッテリを充電するのに必要とされる時間を含む管理情報を取得する管理情報取得部と、
前記管理情報取得部によって取得された前記管理情報に基づいて、前記作業計画に従って定められた前記建設機械が使用する前記バッテリの交換回数と時間帯を示すバッテリ交換計画、前記運搬車両が前記バッテリを運搬する時間帯を示すバッテリ運搬計画、及び前記充電設備が前記バッテリを充電する時間帯を示すバッテリ充電計画を前記複数の作業機械毎に作成する計画作成部と、
前記計画作成部によって作成された前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画に基づいて、前記電力供給システム全体で使用される前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両の削減を検討し、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画の最適化を図る計画最適化部と、
前記計画最適化部の検討結果に基づいて、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画を修正する計画修正部とを備え、
前記計画最適化部は、
前記管理情報取得部によって取得された前記位置情報に基づいて、前記複数の作業機械の中から第１の作業機械と、当該第１の作業機械からの距離が最も小さい第２の作業機械を選択する作業機械選択部と、
前記第１の作業機械で使用される前記バッテリの再充電が終了する時刻、前記第２の作業機械の前記建設機械が作業を開始する時刻、及び前記バッテリを再充電した前記充電設備側から前記第２の作業機械へ当該バッテリを運搬するのに必要とされる時間に基づいて、当該バッテリが前記第２の作業機械で使用される予定の時刻よりも前に、当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能か否かを判断するバッテリ運搬可否判断部と、
前記バッテリ運搬可否判断部によって当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能であると判断されたとき、当該バッテリを前記第１の作業機械と前記第２の作業機械で使用するように設定するバッテリ使用設定部とを含むことを特徴とする建設機械の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に搭載された電動機に電力を供給する建設機械の電力供給方法及び電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気駆動式の建設機械（電動式建設機械）は、エンジンの代わりに電動モータを搭載しており、電動モータでアクチュエータを直接駆動し、又は電動モータで駆動した油圧ポンプで油圧アクチュエータを間接的に駆動している。電動モータに電力を供給する１つの技術として、建設機械に搭載されたバッテリ（二次電池）から電力を供給する方法が従来より知られている。
【０００３】
この種の建設機械の電力供給方法においては、建設機械の作業効率の低下やバッテリの利用効率（回転率）の低下を抑えるために、建設機械に搭載されたバッテリが電力の供給を必要とするタイミングに合わせて電力供給手段を、これら建設機械およびバッテリにて構成された作業機械のもとへ搬入し、当該バッテリへの電力の供給をどのようにして行うかという問題がある。
【０００４】
このような問題に対して下記の特許文献１には、電動モータで駆動する建設機械と、バッテリが搭載された被牽引車と、被牽引車に搭載されたバッテリを充電する充電設備と、被牽引車を充電設備から建設機械の近辺まで牽引する運搬車両と、運搬車両が充電済み被牽引車を牽引して到着する時刻を算出するコンピュータとを備えた建設機械の電力供給システムが提案されている。
【０００５】
特許文献１の従来技術では、コンピュータが建設機械の所定期間における作業計画に基づいて予測した建設機械のバッテリの交換時期及び被牽引車を牽引する運搬車両が作業機械へ到着する時刻を基に、当該バッテリの電力の不足が発生する前に運搬車両が作業機械へ到着できるように配車を行うことにより、建設機械の作業効率やバッテリの利用効率の向上が可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−８４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の従来技術では、図３２に示すように、バッテリＡａを搭載した建設機械Ａｃの作業計画や実作業量に基づいて、バッテリＡａの交換時期、充電設備ＡｄによるバッテリＡａの充電時期、被牽引車Ａｂを牽引する運搬車両Ａ３の到達時間等をコンピュータが算出し、I：建設機械ＡｃのバッテリＡａの交換、II：建設機械Ａｃから充電設備Ａｄが設置された充電施設Ａ２への運搬車両Ａ３の移動、III：充電施設Ａ２でのバッテリＡａの充電、IV：充電施設Ａ２から建設機械Ａｃへの運搬車両Ａ３の移動、再びＩへという電力供給サイクル（I→II→III→IV→I→…）Ａを計画・実行する。
【０００８】
このとき、建設機械Ａｃの作業計画に従って定められた建設機械Ａｃが使用するバッテリＡａの交換回数と時間帯を示すバッテリ交換計画、運搬車両Ａ３がバッテリＡａを運搬する時間帯を示すバッテリ運搬計画、及び充電設備ＡｄがバッテリＡａを充電する時間帯を示すバッテリ充電計画は、例えば、図３３のような形式で表される。この電力供給サイクルＡは、電力供給先の建設機械Ａｃの作業計画に対して、安定した電力供給サイクルＡを実現できる充電施設Ａ２との間に形成される。
【０００９】
そのため、複数の作業機械Ａ１，Ｂ１と充電施設Ａ２，Ｂ２が図３４に示されるような位置関係にある場合には、作業機械Ａ１に対する電力供給サイクルＡが作業機械Ａ１と充電施設Ａ２との間に形成されると、作業機械Ｂ１に対する電力供給サイクルＢは、作業機械Ｂ１の近くに位置する充電施設Ａ２ではなく、作業機械Ｂ１から距離がより離れた充電施設Ｂ２との間に形成される（距離Ｌａ＜距離Ｌｂ）。これは、充電施設Ａ２が電力供給サイクルＡにおいて使用されているため、さらに電力供給サイクルＢを作業機械Ｂ１と充電施設Ａ２との間に構築しようとしても、充電施設Ａ２の稼働状態によっては安定した電力供給サイクルを実現できない可能性がある。
【００１０】
しかし、図３３，図３５にそれぞれ示す電力供給サイクルＡ，Ｂのバッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画によると、電力供給サイクルＡ，Ｂの双方において、充電施設Ａ２，Ｂ２は１日のうち一部の時間帯しか使用されておらず、運搬車両Ａ３，Ｂ３も１台が１日に１回しか運搬作業を行っておらず、それ以外の時間帯では充電施設Ａ２，Ｂ２も運搬車両Ａ３，Ｂ３も稼働していないことが把握される。
【００１１】
したがって、特許文献１の従来技術では、作業機械Ａ１に対する電力供給サイクルＡと作業機械Ｂ１に対する電力供給サイクルＢが相互に独立して形成されている場合に、作業機械Ａ１，Ｂ１毎に充電施設Ａ２，Ｂ２や運搬車両Ａ３，Ｂ３を設けていることに伴うイニシャルコストが増大することが問題になっている。
【００１２】
また、電力供給サイクルＡ，Ｂのうち、例えば、仮に一方の電力供給サイクルＡにおける充電施設Ａ２と運搬車両Ａ３の稼働率が低く、他方の電力供給サイクルＢの作業機械Ｂ１へバッテリＡａを運搬して、当該作業機械Ｂ１の建設機械Ｂｃに電力を供給する余力が残されていたとしても、当該作業機械Ｂ１は別の運搬車両Ｂ３を使用して充電施設Ｂ２との間で電力供給サイクルＢを形成しているので、作業機械Ａ１，Ｂ１の運営全体としてのランニングコストも増大することが問題になっている。
【００１３】
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、複数の作業機械の運営に要するイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる建設機械の電力供給方法及び電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の建設機械の電力供給方法は、複数のバッテリがそれぞれ搭載された複数の被牽引車と、前記各バッテリを充電する複数の充電設備と、前記各充電設備から離れた複数の作業機械で前記複数の被牽引車のうち１台の被牽引車を牽引し、当該被牽引車の前記バッテリの電力で駆動される複数の建設機械と、前記複数の被牽引車のうち当該充電設備で充電された充電済み被牽引車を前記複数の建設機械のいずれかの近辺まで牽引し、当該充電済み被牽引車に代えて当該建設機械に牽引されていた前記被牽引車を前記充電設備まで牽引する複数の運搬車両とを備えた電力供給システムに適用され、前記各建設機械に対して前記複数のバッテリの電力を供給する建設機械の電力供給方法において、前記複数の建設機械の所定期間における作業計画、前記複数の作業機械と前記複数の充電設備の位置情報、前記位置情報から算出される前記複数の運搬車両のうち１台の運搬車両が、前記複数の充電設備のうち１つの充電設備から前記複数の作業機械のうち１つの作業機械までの往路と復路を移動するのに必要とされる時間、前記バッテリを充電することが可能な前記充電設備の数、及び前記充電設備が前記バッテリを充電するのに必要とされる時間を含む管理情報を取得する管理情報取得部と、前記管理情報取得部で取得された前記管理情報に基づいて、前記作業計画に従って定められた前記建設機械が使用する前記バッテリの交換回数と時間帯を示すバッテリ交換計画、前記運搬車両が前記バッテリを運搬する時間帯を示すバッテリ運搬計画、及び前記充電設備が前記バッテリを充電する時間帯を示すバッテリ充電計画を前記複数の作業機械毎に作成する計画作成部と、前記計画作成部で作成された前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画に基づいて、前記電力供給システム全体で使用される前記バッテリ、前記充電設備、前記被牽引車、及び前記運搬車両の削減を検討し、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画の最適化を図る計画最適化部と、前記計画最適化部の検討結果に基づいて、前記バッテリ交換計画、前記バッテリ運搬計画、及び前記バッテリ充電計画を修正する計画修正部とを備え、前記計画最適化部は、前記管理情報取得部で取得された前記位置情報に基づいて、前記複数の作業機械の中から第１の作業機械と、当該第１の作業機械からの距離が最も小さい第２の作業機械を選択する作業機械選択部と、前記第１の作業機械で使用される前記バッテリの再充電が終了する時刻、前記第２の作業機械の前記建設機械が作業を開始する時刻、及び前記バッテリを再充電した前記充電設備側から前記第２の作業機械へ当該バッテリを運搬するのに必要とされる時間に基づいて、前記第２の作業機械の前記建設機械が作業を開始する時刻よりも前に、当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能か否かを判断するバッテリ運搬可否判断部と、前記バッテリ運搬可否判断部で当該バッテリを前記第２の作業機械へ運搬することが可能であると判断されたとき、当該バッテリを前記第１の作業機械と前記第２の作業機械で使用するように設定するバッテリ使用設定部とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の建設機械の電力供給方法及び電力供給システムによれば、複数の作業機械の運営に要するイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る建設機械の電力供給システムの管理局サーバの構成を示す全体図である。
【図２】図１によって計画および運営される電力供給サイクル構成の一例を示す全体図である。
【図３】図２に示す建設機械の一例として挙げた電動式油圧ショベル及び被牽引車の構成を示す側面図である。
【図４】図２に示す運搬車両及び被牽引車の構成を示す側面図である。
【図５】図２に示す充電設備の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る管理局システムによる電力供給計画の実施処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図１に示す管理局サーバの管理局システムにおける情報の流れを示す図である。
【図８】図７に示す管理局システムのＢＥＰ作成部における情報の流れを示す図である。
【図９】図７に示す管理局システムのＢＴＰ作成部における情報の流れを示す図である。
【図１０】図６に示すＳ７０２におけるＢＥＰ作成部によるバッテリ交換計画の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図６に示すＳ７０３におけるＢＴＰ作成部によるバッテリ運搬計画の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図７に示す管理局システムのＢＣＰ作成部における各情報の流れを示す図である。
【図１３】図６に示すＳ７０４におけるＢＣＰ作成部によるバッテリ充電計画の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図７に示す管理局システムの計画最適化部における各情報の流れを示す図である。
【図１５】図７に示すＳ７０７における計画最適化部による電力供給計画の最適化処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図７に示す管理局システムの計画修正部によって修正された電力供給計画を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る管理局システムにおける情報の流れを示す図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る管理局システムによる電力供給計画の実施処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１７に示す管理局システムの計画更新部における情報の流れを示す図である。
【図２０】図１８に示すＳ１８０１における計画更新部による電力供給計画の更新処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第２実施形態に係る各作業機械の計画作業量と実作業量との関係の一例を示す図である。
【図２２】図１９に示す計画修正部によって修正されたバッテリ交換計画の一例を示す図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る各バッテリの余剰電力量の一例を示す図である。
【図２４】図１９に示す実作業量演算部によって演算されるバッテリの搬出可能時刻と電力不足推定時刻の一例を示す図である。
【図２５】図１９に示す計画更新部によって更新された電力供給計画の一例を示す図である。
【図２６】本発明の第２実施形態に係る各作業機械の計画作業量と実作業量との関係の他の例を説明する図である。
【図２７】図１９に示す計画更新部によって修正されたバッテリ交換計画の他の例を示す図である。
【図２８】本発明の第２実施形態に係る建設機械の電力供給システムの構成を示す全体図である。
【図２９】本発明の第２実施形態に係る各バッテリの余剰電力量の他の例を示す図である。
【図３０】図１９に示す計画更新部によって演算されるバッテリの搬出可能時刻と電力不足推定時刻の他の例を示す図である。
【図３１】図１９に示す計画更新部によって更新された電力供給計画の他の例を示す図である。
【図３２】従来技術の電力供給システムの構成を示す全体図である。
【図３３】従来技術の作業機械Ａ１に対するバッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画を示す図である。
【図３４】従来技術における各作業機械Ａ１，Ｂ１に対して形成される電力供給サイクルＡ，Ｂを説明する図である。
【図３５】従来技術の作業機械Ｂ１に対するバッテリ交換計画、バッテリ運搬計画、及びバッテリ充電計画を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る建設機械の電力供給方法及び電力供給システムを実施するための形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る建設機械の電力供給システムの管理サーバの構成を示す図、図２は本発明の第１実施形態に係る建設機械の電力供給サイクルの概略図である。図２に示す例では、本発明の内容を分かり易くするために、複数の作業機械の一例として、２つの作業機械１００を挙げているが、本発明は作業機械１００が３つ以上ある電力供給システムにも適用することができる。
【００１９】
本発明の第１実施形態に係る建設機械の電力供給システムは、図２に示すように、複数のバッテリ４００がそれぞれ搭載された複数の被牽引車５００と、各バッテリ４００を充電する複数の充電設備７００がそれぞれ設置された複数の充電施設２００と、各充電施設２００から離れた複数の作業機械１００で複数の被牽引車５００のうち１台の被牽引車５００を牽引し、当該被牽引車５００のバッテリ４００の電力で駆動される複数の建設機械６００とを備えている。
【００２０】
また、本発明の第１実施形態は、複数の被牽引車５００のうち充電設備７００で充電された充電済み被牽引車５００を複数の建設機械６００のいずれかの近辺まで牽引し、当該充電済み被牽引車５００に代えて当該建設機械６００に牽引されていた被牽引車５００を充電設備７００まで牽引する複数の運搬車両３００と、これらの運搬車両３００、バッテリ４００、被牽引車５００、建設機械６００、及び充電設備７００との間で無線通信による情報の送受信を行う管理局サーバ８００とを備えている。
【００２１】
図３は本発明の第１実施形態に係る建設機械６００及び被牽引車５００の構成を示す側面図である。
【００２２】
図３に示すように、建設機械６００は、車体６０１の下部に配置され、左右に無端状に巻き掛けられた履帯６０２Ａが回動することで走行する走行体６０２と、この走行体６０２に旋回フレーム６０３Ａを介して旋回可能に設けられた旋回体６０３と、この旋回体６０３の前方に取り付けられ、上下方向に回動して掘削等の作業を行う多関節型の作業装置６０４とを備えた電動式油圧ショベルから構成されており、自走機能を有しない１台の被牽引車５００を牽引している。
【００２３】
走行体６０２は、一対の履帯６０２Ａと、本体を形成するトラックフレーム６０２Ｂとを有しており、このトラックフレーム６０２Ｂの両側に履帯６０２Ａが巻回されている。作業装置６０４は、基端が旋回フレーム６０３Ａに回動可能に取り付けられ、上下方向に回動するブーム６０４Ａと、このブーム６０４Ａの先端に回動可能に取り付けられたアーム６０４Ｂと、このアーム６０４Ｂの先端に回動可能に取り付けられたバケット６０４Ｃとを有している。さらに、作業装置６０４は、旋回体６０３とブーム６０４Ａとを接続し、伸縮することによってブーム６０４Ａを回動させるブームシリンダ６０４ａと、ブーム６０４Ａとアーム６０４Ｂとを接続し、伸縮することによってアーム６０４Ｂを回動させるアームシリンダ６０４ｂと、アーム６０４Ｂとバケット６０４Ｃとを接続し、伸縮することによってバケット６０４Ｃを回動させるバケットシリンダ６０４ｃとを有している。
【００２４】
旋回体６０３は、車体の前部に配置され、オペレータが搭乗する運転室６０５と、この運転室６０５の後方に配置され、車体６０１の内部に搭載された駆動源としての電動機６０６と、電動機６０６の駆動力によって動作し、ブームシリンダ６０４ａ、アームシリンダ６０４ｂ、及びバケットシリンダ６０４ｃ等へ供給する油圧を発生させる油圧ポンプ６０７と、運転室６０５の上部に設けられ、管理局サーバ８００に対して無線通信接続を行う無線通信装置６０８とを有している。このように構成した建設機械６００には、エンジンやバッテリ４００が搭載されていないので、被牽引車５００上のバッテリ４００が電動機６０６の電力源となる。
【００２５】
被牽引車５００は、複数の車輪５０１が回転可能に取り付けられたフレーム５０２と、このフレーム５０２上に搭載されたバッテリ４００と、フレーム５０２と牽引車（建設機械６００又は運搬車両３００）を着脱可能に連結する連結部５０３とを備えている。この連結部５０３の一端は、建設機械６００の走行体６０２のトラックフレーム６０２Ｂに連結されており、連結部５０３とトラックフレーム６０２Ｂとの連結部分を中心にして回動可能に設けられている。
【００２６】
図４は本発明の第１実施形態に係る運搬車両３００及び被牽引車５００の構成を示す側面図である。
【００２７】
図４に示すように、運搬車両３００は、１台の被牽引車５００を牽引して作業機械１００と充電施設２００との間を往復する車両である。この運搬車両３００は、建設機械６００と同様に、管理局サーバ８００に対して無線通信接続を行う無線通信装置３０１と、運搬対象物を運搬する荷台３０２とを有している。
【００２８】
なお、運搬車両３００は、図４に示すように、荷台３０２を有するトラック状の車両に限らず、被牽引車５００を牽引することが可能であれば、ダンプトラックやトラクター等の車両であってもよい。被牽引車５００は、連結部５０３によって牽引車に牽引される場合について説明したが、本発明はこの場合に限らず、牽引車が連結部５０３以外の手段を用いて被牽引車５００を牽引してもよい。
【００２９】
図５は本発明の第１実施形態に係る充電設備７００の構成を示す図である。
【００３０】
図５に示すように、充電設備７００は、バッテリ４００の状態の監視等をはじめとする各種の処理を行うコントローラ７０１と、被牽引車５００上のバッテリ４００に流れる電流を検知する電流計７０２と、被牽引車５００上のバッテリ４００と充電設備７００とを電気的に接続するケーブル７０３とを備えている。
【００３１】
また、充電設備７００は、被牽引車５００上のバッテリ４００を充電する充電器７０４と、コントローラ７０１と充電器７０４とを通信接続する通信線７０５と、コントローラ７０１に処理又は記録されたデータを送受信するために、管理局サーバ８００に対して無線通信接続を行う無線通信装置７０６とを有している。
【００３２】
コントローラ７０１は、図示されないが、バッテリ４００の充電を行うための各種の演算を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、及びＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含むハードウェアと、記憶装置に記憶され、ＣＰＵにより実行されるソフトウェアとから構成されている。
【００３３】
充電器７０４は、外部電源７０７と接続することが可能であり、バッテリ４００へ充電する電力を外部電源７０７から得ることができる。なお、外部電源７０７としては、例えば、一般的な家庭用電源、産業用電源、発電所等を採用してもよいし、バッテリ４００に充電可能な電力が得られるものであれば、これらの種類以外の電源を採用してもよい。
【００３４】
また、図１には本発明の第１実施形態に係る管理局サーバ８００に設置された管理局システム８０１の構成を示している。
【００３５】
図１に示すように、管理局には、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末から構成された管理局サーバ８００、通信施設８０２、情報入力用のコンピュータ端末８０３、コンピュータ端末８０３の情報を視覚的にオペレータへ出力するディスプレイ８０４、オペレータがコンピュータ端末８０３へ情報を入力するためのキーボード８０５およびマウス８０６が設置されている。この管理局サーバ８００のコンピュータ端末８０３は、同図に示すように、複数の作業機械１００の各建設機械６００に対してバッテリ４００の電力を供給するための各種の演算を行うＣＰＵ、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するデータベースを格納するためのＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置を備える。また、管理局サーバ８００は、通信施設８０２やコンピュータ端末８０３からの情報のやりとりをする入出力インターフェースを備える。
【００３６】
このような管理局の構成において、コンピュータ端末８０３のＲＯＭやＨＤＤ等の記憶装置に格納されたプログラム等がＲＡＭに読み出され、ＣＰＵの制御に従って動作することにより、ソフトウェアとハードウェアとが協働して、管理局システム８０１の各機能を実現する機能ブロックが構成される。これにより、管理局システム８０１は、コンピュータ端末８０３のキーボード８０５およびマウス８０６から入力された情報（入力データ）、記憶装置に記録された情報（記録データ）、及び無線通信装置３０１，６０８，７０６から受信した情報（受信データ）等の各種の情報を用いて、各建設機械６００に電力を供給するための作業機械１００の運営を管理することができる。
【００３７】
電力供給計画は、複数の建設機械６００の所定期間（例えば、１日）における作業計画ＷＰ（Ｗｏｒｋ  Ｐｌａｎ）に従って定められた建設機械６００が使用するバッテリ４００の交換回数と時間帯を示すバッテリ交換計画ＢＥＰ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｅｘｃｈａｎｇｅｄ  Ｐｌａｎ）、運搬車両３００がバッテリ４００を運搬する時間帯を示すバッテリ運搬計画ＢＴＰ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｐｌａｎ）、及び充電設備７００がバッテリ４００を充電する時間帯を示すバッテリ充電計画ＢＣＰ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｐｌａｎ）から成っている。
【００３８】
次に、本発明の第１実施形態に係る管理局システム８０１による電力供給計画の実施処理について、図６のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図７に示す管理局システム８０１の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００３９】
図６および図７に示すように、まずは、データ収集部８１１は、管理者がキーボード８０５やマウス８０６を用いて入力した作業計画ＷＰ、管理対象の作業機械群Ｇにおける複数の作業機械１００のうち作業機械番号ｍ（ｍは自然数）の作業機械１００の位置情報、無線通信装置３０１，６０８，７０６から受信した作業機械番号ｍの作業機械１００付近の充電施設情報（充電施設２００の位置情報、バッテリ４００を充電することが可能な充電設備７００の数、及び充電設備７００の充電能力等）、バッテリ４００と被牽引車５００の情報（バッテリ４００の電力量及び被牽引車５００の位置情報）、運搬車両３００の情報（運搬車両３００の運搬能力、位置情報、及び台数）を含む管理情報を入力する（ステップ（以下、Ｓと記す）７０１）。図６に示すように入力された情報は、コンピュータ端末８０３の記憶装置に記憶されたデータベースへと記録される。
【００４０】
次に、図６のフローチャートの情報収集ステップにて、図６に示すように処理対象の作業機械番号ｍを定義し、その対象に関する情報を、コンピュータ端末８０３の記憶装置に記憶されたデータベースから引き出す。
【００４１】
次に、バッテリ交換計画作成部であるＢＥＰ作成部８１２は、図６に示すようにＳ７０１でデータ収集部８１１が収集した管理情報（図１のコンピュータ端末８０３の記憶装置に記憶されたデータベースから引き出される情報参照）を基に作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰを作成し、作成したバッテリ交換計画ＢＥＰをバッテリ交換計画記録部であるＢＥＰ記録部８１２Ｃ（図７参照）に記録する（Ｓ７０２）。
【００４２】
続いて、バッテリ運搬計画作成部であるＢＴＰ作成部８１３で、図６に示すようにＳ７０１でデータ収集部８１１が収集した管理情報、及びＳ７０２でＢＥＰ作成部８１２によって作成されたバッテリ交換計画ＢＥＰを基に作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰを作成し、作成したバッテリ運搬計画ＢＴＰをバッテリ運搬計画記録部であるＢＴＰ記録部８１３Ｅ（図７参照）に記録する（Ｓ７０３）。
【００４３】
次に、バッテリ充電計画作成部であるＢＣＰ作成部８１４で、図６に示すようにＳ７０１でデータ収集部８１１が収集した管理情報、Ｓ７０２でＢＥＰ作成部８１２によって作成されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、Ｓ７０３でＢＴＰ作成部８１３によって作成されたバッテリ運搬計画ＢＴＰを基に作業機械番号ｍのバッテリ充電計画ＢＣＰを作成し、作成したバッテリ充電計画ＢＣＰをバッテリ充電計画記録部であるＢＣＰ記録部８１４Ｄ（図７参照）に記録する（Ｓ７０４）。
【００４４】
そして、計画作成状態判断部８１５は、バッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰがまだ作成されていない作業機械１００の有無を判断する。具体的には、計画作成状態判断部８１５は、処理対象である作業機械番号ｍが作業機械群Ｇにおける作業機械１００の総数Ｍと等しいか否かを判断する（Ｓ７０５）。このとき、計画作成状態判断部８１５は、作業機械番号ｍが作業機械１００の総数Ｍと等しくないと判断すると（Ｓ７０５／ＮＯ）、作成した作業機械ｍ１のバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、バッテリ充電計画ＢＣＰをデータベースに格納し、作業機械番号ｍに繰り返し数ｏを加算して現在の処理対象の作業機械１００を切り替えた後（Ｓ７０６）、Ｓ７０１からの処理が繰り返される。
【００４５】
一方、Ｓ７０５において、計画作成状態判断部８１５は、作業機械番号ｍが作業機械１００の総数Ｍと等しいと判断すると（Ｓ７０５／ＹＥＳ）、計画最適化部８１７は、作業機械群Ｇの各作業機械１００に対応して作成されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰに基づいて、電力供給システム全体で使用されるバッテリ４００、充電施設２００、被牽引車５００、及び運搬車両３００の削減を検討し、バッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰの最適化を図る（Ｓ７０７）。
【００４６】
ここで、計画最適化部８１７は、最適化を行うために処理対象の作業機械の各計画をデータベースから呼び出してＣＰＵで演算処理を行う。
【００４７】
次に、計画修正部８１８は、Ｓ７０７における計画最適化部８１７の検討結果に基づいて、ＢＥＰ記録部８１２Ｃ、ＢＴＰ記録部８１３Ｅ、及びＢＣＰ記録部８１４Ｄにそれぞれ記録されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを修正する（Ｓ７０８）。そして、計画配信部８１９は、Ｓ７０８で計画修正部８１８によって修正されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、充電設備７００へそれぞれ配信し（Ｓ７０９）、本発明の第１実施形態に係る管理局システム８０１による電力供給計画の実施処理を終了する。
【００４８】
次に、Ｓ７０２におけるＢＥＰ作成部８１２によるバッテリ交換計画ＢＥＰの作成処理について、図１０のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図８に示すＢＥＰ作成部８１２の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００４９】
図１０に示すように、作業量演算部８１２Ａは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集した作業機械番号ｍの作業計画ＷＰに基づいて、単位時間当たりの作業量Ｗｍ（ｔ）を用いて時刻ｔｎから作業機械番号ｍの作業機械１００の作業終了時刻ｔｅｎｄまでの作業量Ｗｎを演算する（Ｓ９０１）。ここで、作業量Ｗｎは下記の数式（１）で表されるので、作業量演算部８１２Ａは、単位時間当たりの作業量Ｗｍ（ｔ）、時刻ｔｎ、及び作業終了時刻ｔｅｎｄを数式（１）に代入することにより、作業量Ｗｎを演算することができる。
【数１】
2018160051.tif 000003
【００５０】
次に、作業量演算部８１２Ａは、Ｓ９０１で求めた時刻ｔｎにおいて、バッテリ番号Ｂｌのバッテリを使用した場合に、バッテリを使い切る時刻ｔｎ＋１を演算する（Ｓ９０２）。具体的には、時刻ｔｎにおける作業量Ｗｎ，時刻ｔｎ＋１における作業量Ｗｎ＋１、及び電力量Ｅｌの間で下記の数式（２）が成立するので、作業量演算部８１２Ａは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集したバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の電力量Ｅｌ、Ｓ９０１で求めた作業量Ｗｎ，Ｗｎ＋１を数式（２）に代入することにより、時刻ｔｎ＋１を求めることができる。
【数２】
2018160051.tif 000004
【００５１】
次に、時刻定義部８１２Ｂは、時刻ｔｎを建設機械６００がバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００を使用して作業を開始する時刻（以下、便宜的に使用開始時刻と称する）、時刻ｔｎ＋１を建設機械６００がバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００を使用して作業を終了する時刻（以下、便宜的に使用終了時刻と称する）と定義し、これら使用開始時刻ｔｎ及び使用終了時刻ｔｎ＋１をＢＥＰ記録部８１２Ｃに記録する（Ｓ９０３）。
【００５２】
そして、バッテリ追加要否判断部８１２Ｄは、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用終了時刻ｔｎ＋１が作業終了時刻ｔｅｎｄ以上であるか否かを判断する（Ｓ９０４）。このとき、バッテリ追加要否判断部８１２Ｄは、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用終了時刻ｔｎ＋１が作業終了時刻ｔｅｎｄ未満であると判断すると（Ｓ９０４／ＮＯ）、さらにバッテリ４００が必要になるので、対象切替部８１２Ｅは、バッテリ番号Ｂｌ及び時刻ｔｎのｌとｎに繰り返し数ｏをそれぞれ加算して現在の処理対象のバッテリ４００を切り替えた後（Ｓ９０５）、Ｓ９０１からの処理が繰り返される。
【００５３】
一方、バッテリ追加要否判断部８１２Ｄは、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用終了時刻ｔｎ＋１が作業終了時刻ｔｅｎｄ以上であると判断すると（Ｓ９０４／ＹＥＳ）、これ以上別のバッテリを使用して作業を継続する事は不要と判断し、ＢＥＰ作成処理部８１２Ｆは、作業機械番号ｍの作業計画ＷＰ、バッテリ番号Ｂｌ、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用開始時刻ｔｎ、及び使用終了時刻ｔｎ＋１から作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰを作成する為の指令をＢＥＰ作成処理部８１２Ｆに出力する（Ｓ９０６）。そして、ＢＥＰ作成処理部８１２Ｆは、上述の通りバッテリ支援計画を作成し、Ｓ９０６で作成したバッテリ交換計画ＢＥＰをＢＥＰ記録部８１２Ｃに記録し（Ｓ９０７）、Ｓ７０２におけるＢＥＰ作成部８１２によるバッテリ交換計画ＢＥＰの作成処理を終了する。
【００５４】
次に、Ｓ７０３におけるＢＴＰ作成部８１３によるバッテリ運搬計画ＢＴＰの作成処理について、図１１のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図９に示すＢＴＰ作成部８１３の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００５５】
図１１に示すように、運搬時間演算部８１３Ａは、Ｓ７０１で収集した作業機械番号ｍの作業機械１００周辺にある複数の充電施設２００の位置情報に基づいて、各充電施設２００から当該作業機械１００までの運搬車両３００の運搬時間ｕｅｉを演算する（Ｓ１１０１）。充電施設選定部８１３Ｂは、複数の充電施設２００から成る充電施設群Ｑのうち、Ｓ１１０１で運搬時間演算部８１３Ａによって演算された運搬時間ｕｅｉから作業機械番号ｍの作業機械１００へ最も短い時間で運搬することが可能な充電施設ｑを選定する（Ｓ１１０２）。
【００５６】
次に、充電施設使用可否判断部８１３Ｃは、Ｓ１１０２で充電施設選定部８１３Ｂによって選定された充電施設ｑが既に作業機械番号ｍ以外の作業機械１００に使用されていないか否かを判断する（Ｓ１１０３）。このとき、充電施設使用可否判断部８１３Ｃは、充電施設ｑが既に作業機械番号ｍ以外の作業機械１００に使用されていると判断すると（Ｓ１１０３／ＮＯ）、候補充電施設更新部８１３Ｄは、Ｓ１１０２で充電施設選定部８１３Ｂによって選定された充電施設ｑを、充電施設選定部８１３Ｂの選定候補となる充電施設群Ｑから除外し（Ｓ１１０４）、Ｓ１１０２からの処理が繰り返される。
【００５７】
一方、充電施設使用可否判断部８１３Ｃは、充電施設ｑが既に作業機械番号ｍ以外の作業機械１００に使用されていないと判断すると（Ｓ１１０３／ＹＥＳ）、運搬時間演算部８１３Ａは、Ｓ７０２でＢＥＰ作成部８１２によって作成された作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰに基づいて、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用開始時刻ｔｎからバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００を充電施設ｑから搬出し、作業機械１００への運搬を開始する時刻（以下、便宜的に搬出時刻と称する）ｕｂｎを算出する（Ｓ１１０５）。
【００５８】
また、搬出入時間演算部８１３Ａ２は、Ｓ７０２でＢＥＰ作成部８１２によって作成された作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰに基づいて、作業機械１００において使い切ったバッテリ４００を、充電施設ｑへ運び、再度充電を行う時刻である、バッテリ４００を充電施設ｑへ搬入する時刻（以下、便宜的に搬入時刻と称する）を算出する。具体的にはバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の使用終了時刻ｔｎ＋１から、運搬時間演算部８１３Ａにおいて演算された運搬時間ｕｅｉを用いてバッテリ番号Ｂｌの搬入時刻ｕａｎを算出する（Ｓ１１０６）。そして、運搬時間演算部８１３Ａは、Ｓ１１０５、Ｓ１１０６でそれぞれ演算したバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の搬出時刻ｕｂｎと搬入時刻ｕａｎをＢＴＰ記録部８１３Ｅに記録する（Ｓ１１０７）。
【００５９】
次に、搬出入時間演算状態判断部８１３Ｃ２は、バッテリ４００のうち搬出時刻ｕｂｎと搬入時刻ｕａｎがまだ演算されていないバッテリがあるか否かを判断する。具体的には、搬出入時間演算状態判断部８１３Ｃ２は、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌが作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の総数Ｌと等しいか否かを判断する（Ｓ１１０８）。
【００６０】
このとき、搬出入時間演算状態判断部８１３Ｃ２は、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌがバッテリ４００の総数Ｌと等しくないと判断すると（Ｓ１１０８／ＮＯ）、バッテリ４００のうち搬出時刻ｕｂｎと搬入時刻ｕａｎがまだ演算されていないバッテリがあるので、対象切替部８１３Ｆは、バッテリ番号Ｂｌ、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の搬出時刻ｕｂｎ、及び搬入時刻ｕａｎのｌとｎに繰り返し数ｏをそれぞれ加算して現在の処理対象のバッテリ４００を切り替えた後（Ｓ１１０９）、Ｓ１１０５からの処理が繰り返される。
【００６１】
一方、搬出入時間演算状態判断部８１３Ｃ２は、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌがバッテリ４００の総数Ｌと等しいと判断すると（Ｓ１１０８／ＹＥＳ）、ＢＴＰ作成処理部８１３Ｇは、作業機械番号ｍのバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ番号Ｂｌ、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の搬入時刻ｕａｎ、及び搬出時刻ｕｂｎから作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰを作成する（Ｓ１１１０）。そして、ＢＴＰ作成処理部８１３Ｇは、Ｓ１１１０で作成したバッテリ運搬計画ＢＴＰをＢＴＰ記録部８１３Ｅに記録し（Ｓ１１１１）、Ｓ７０３におけるＢＴＰ作成部８１３によるバッテリ運搬計画ＢＴＰの作成処理を終了する。
【００６２】
次に、Ｓ７０４におけるＢＣＰ作成部８１４によるバッテリ充電計画ＢＣＰの作成処理について、図１３のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図１２に示すＢＣＰ作成部８１４の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００６３】
図１３に示すように、充電時刻演算部８１４Ａは、Ｓ７０３でＢＴＰ作成部８１３によって作成された作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰ及びバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌに基づいて、当該バッテリ４００の充電を開始する時刻（以下、便宜的に充電開始時刻と称する）ｖｂｎと当該バッテリ４００の充電を終了する時刻（以下、便宜的に充電終了時刻と称する）ｖｂｂｎを演算する（Ｓ１３０１）。
【００６４】
具体的には、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎと充電終了時刻ｖｂｂｎは、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌと搬出時刻ｕｂｎによって下記の数式（３）、（４）で表されるので、充電時刻演算部８１４Ａは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集したバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌ、及びＳ１１０７でＢＴＰ記録部８１３Ｅに記録されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の搬出時刻ｕｂｎを数式（３）、（４）に代入することにより、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎと充電終了時刻ｖｂｂｎをそれぞれ求めることができる。
【数３】
2018160051.tif 000005
【数４】
2018160051.tif 000006
【００６５】
次に、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、Ｓ１３０１で充電時刻演算部８１４Ａによって演算されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎから充電終了時刻ｖｂｂｎまでの間に、充電施設ｑの充電設備７００を使用できるか否かを判断する。具体的には、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集した充電施設情報を参照し、当該バッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎから充電終了時刻ｖｂｂｎまでの間の充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙｂが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ未満であるか否かを判断する（Ｓ１３０２）。
【００６６】
このとき、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙｂが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ以上であると判断すると（Ｓ１３０２／ＮＯ）、時刻修正部８１４Ｃは、充電施設ｑの充電設備７００が使用可能となるまで、Ｓ１３０１で充電時刻演算部８１４Ａによって演算されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎと充電終了時刻ｖｂｂｎを時間ｖｂｘだけずらして修正する（Ｓ１３０３）。すなわち、時刻修正部８１４Ｃは、下記の数式（５）、（６）に示すように、当該バッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎと充電終了時刻ｖｂｂｎから時間ｖｂｘをそれぞれ減算して更新し、Ｓ１３０２の処理が繰り返される。
【数５】
2018160051.tif 000007
【数６】
2018160051.tif 000008
【００６７】
一方、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙｂが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ未満であると判断すると（Ｓ１３０２／ＹＥＳ）、充電時刻演算部８１４Ａは、Ｓ７０３でＢＴＰ作成部８１３によって作成された作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰ及びバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌに基づいて、当該バッテリ４００の再充電を開始する時刻（以下、便宜的に再充電開始時刻と称する）ｖａｎと当該バッテリ４００の再充電を終了する時刻（以下、便宜的に再充電終了時刻と称する）ｖａａｎを演算する（Ｓ１３０４）。
【００６８】
具体的には、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎと再充電終了時刻ｖａａｎは、当該バッテリ４００の充電時間ｖｅｌと搬入時刻ｕａｎによって下記の数式（７）、（８）で表されるので、充電時刻演算部８１４Ａは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集したバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌ、及びＳ１１０７でＢＴＰ記録部８１３Ｅに記録されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の搬入時刻ｕａｎを数式（７）、（８）に代入することにより、当該バッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎと再充電終了時刻ｖａａｎをそれぞれ求めることができる。
【数７】
2018160051.tif 000009
【数８】
2018160051.tif 000010
【００６９】
次に、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、Ｓ１３０４で充電時刻演算部８１４Ａによって演算されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎから再充電終了時刻ｖａａｎまでの間に、充電施設ｑの充電設備７００を使用できるか否かを判断する。具体的には、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、Ｓ７０１でデータ収集部８１１が収集した充電施設情報を参照し、当該バッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎから再充電終了時刻ｖａａｎまでの間の充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙａが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ未満であるか否かを判断する（Ｓ１３０５）。
【００７０】
このとき、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙａが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ以上であると判断すると（Ｓ１３０５／ＮＯ）、時刻修正部８１４Ｃは、充電施設ｑの充電設備７００が使用可能となるまで、Ｓ１３０４で充電時刻演算部８１４Ａによって演算されたバッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎと再充電終了時刻ｖａａｎを時間ｖａｘだけずらして修正する（Ｓ１３０６）。すなわち、時刻修正部８１４Ｃは、下記の数式（９）、（１０）に示すように、当該バッテリ４００の再充電開始時刻ｖａｎと再充電終了時刻ｖａａｎから時間ｖａｘをそれぞれ加算して更新し、Ｓ１３０５からの処理が繰り返される。
【数９】
2018160051.tif 000011
【数１０】
2018160051.tif 000012
【００７１】
一方、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、充電施設ｑの充電設備７００の使用数ｙａが充電施設ｑの充電設備７００の最大数Ｙ未満であると判断すると（Ｓ１３０５／ＹＥＳ）、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電時間ｖｅｌ、充電開始時刻ｖｂｎ、充電終了時刻ｖｂｂｎ、再充電開始時刻ｖａｎ、及び再充電終了時刻ｖａａｎをＢＣＰ記録部８１４Ｄに記録する（Ｓ１３０７）。
【００７２】
次に、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、バッテリ４００のうち充電開始時刻ｖｂｎ、充電終了時刻ｖｂｂｎ、再充電開始時刻ｖａｎ、及び再充電終了時刻ｖａａｎがまだ演算されていないバッテリがあるか否かを判断する。具体的には、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌが作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰで使用されるバッテリ４００の総数Ｌと等しいか否かを判断する（Ｓ１３０８）。
【００７３】
このとき、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌがバッテリ４００の総数Ｌと等しくないと判断すると（Ｓ１３０８／ＮＯ）、バッテリ４００のうち充電開始時刻ｖｂｎ、充電終了時刻ｖｂｂｎ、再充電開始時刻ｖａｎ、及び再充電終了時刻ｖａａｎがまだ演算されていないバッテリがあるので、対象切替部８１４Ｅは、バッテリ番号Ｂｌ、充電開始時刻ｖｂｎ、充電終了時刻ｖｂｂｎ、再充電開始時刻ｖａｎ、及び再充電終了時刻ｖａａｎのｌとｎに繰り返し数ｏをそれぞれ加算して現在の処理対象のバッテリ４００を切り替えた後（Ｓ１３０９）、Ｓ１３０１からの処理が繰り返される。
【００７４】
一方、充電設備利用可否判断部８１４Ｂは、処理対象のバッテリ番号Ｂｌのｌがバッテリ４００の総数Ｌと等しいと判断すると（Ｓ１３０８／ＹＥＳ）、ＢＣＰ作成処理部８１４Ｆは、作業機械番号ｍのバッテリ運搬計画ＢＴＰ、バッテリ番号Ｂｌ、バッテリ番号Ｂｌのバッテリ４００の充電開始時刻ｖｂｎ、充電終了時刻ｖｂｂｎ、再充電開始時刻ｖａｎ、及び再充電終了時刻ｖａａｎから作業機械番号ｍのバッテリ充電計画ＢＣＰを作成する（Ｓ１３０９）。そして、ＢＣＰ作成処理部８１４Ｆは、Ｓ１３０９で作成した作業機械番号ｍのバッテリ充電計画ＢＣＰをＢＣＰ記録部８１４Ｄに記録し（Ｓ１３１０）、Ｓ７０４におけるＢＣＰ作成部８１４によるバッテリ充電計画ＢＣＰの作成処理を終了する。
【００７５】
次に、Ｓ７０７における計画最適化部８１７による電力供給計画の最適化処理について、図１５のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図１４に示す計画最適化部８１７の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００７６】
図１５に示すように、対象選択部８１７Ａは、管理対象の作業機械群Ｇの各作業機械１００の位置情報から１つの作業機械α（第１の作業機械）と、当該作業機械αからの距離が一番近い作業機械β（第２の作業機械）を選択する（Ｓ１５０１）。すなわち、対象選択部８１７Ａが作業機械選択部として機能する。続いて、仮想運搬時間演算部８１７Ｂは、作業機械α又は作業機械βに対するバッテリ運搬計画ＢＴＰで使用される各運搬車両３００が、作業機械α又は作業機械βに対するバッテリ充電計画ＢＣＰで使用される充電施設２００から作業機械α又は作業機械βまでバッテリ４００を運搬するのにかかる時間を全パターン算出する（Ｓ１５０２）。
【００７７】
次に、対象定義部８１７Ｃは、作業機械α，βに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ群Ｒのうち、バッテリ４００の使用開始時刻ｔｎ、すなわち、建設機械６００が作業を開始する時刻ｔｎが最も早い作業機械をγ、他方の作業機械をδと定義する（Ｓ１５０３）。続いて、対象定義部８１７Ｃは、バッテリ４００のうち作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリをＢｌ＿γ、バッテリ４００のうち作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリをＢｌ＿δと定義する（Ｓ１５０４）。
【００７８】
次に、仮想運搬時間演算部８１７Ｂは、下記の数式（１１）に示すように、バッテリＢｌ＿γの再充電終了時刻ｖａａｎ＿γとバッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δとの差分を演算することにより、仮想運搬時間ｕｅｌを算出する（Ｓ１５０５）。
【数１１】
2018160051.tif 000013
【００７９】
その後、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、Ｓ１５０５で仮想運搬時間演算部８１７Ｂによって演算された仮想運搬時間ｕｅｌと、バッテリＢｌ＿γを再充電する充電施設２００から作業機械δまでバッテリＢｌ＿γを運搬するのに必要な時間（以下、便宜的に必要運搬時間と称する）ｕｅγとを比較し、作業機械δの建設機械６００がバッテリＢｌ＿δを使用して作業を開始する予定の時刻、すなわち、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、バッテリＢｌ＿γを作業機械δへ運搬することが可能か否かを判断する。具体的には、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、Ｓ１５０５で仮想運搬時間演算部８１７Ｂによって演算された仮想運搬時間ｕｅｌがバッテリＢｌ＿γの必要運搬時間ｕｅγ以上であるか否かを判断する（Ｓ１５０６）。
【００８０】
Ｓ１５０６において、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、仮想運搬時間ｕｅｌがバッテリＢｌ＿γの必要運搬時間ｕｅγ未満であると判断すると（Ｓ１５０６／ＮＯ）、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、バッテリＢｌ＿γを作業機械δへ運搬することができないので、作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿δのうち、他にバッテリＢｌ＿γと交換可能なバッテリがあるか否かを判断する。具体的には、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿δのｌ＿δが作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の総数Ｌ＿δと等しいか否かを判断する（Ｓ１５０７）。
【００８１】
このとき、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿δのｌ＿δがバッテリ４００の総数Ｌ＿δと等しくないと判断すると（Ｓ１５０７／ＮＯ）、作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿δのうち、他にバッテリＢｌ＿γと交換可能なバッテリがまだ存在するので、バッテリＢｌ＿δ及び使用開始時刻ｔｎ＿δのｌ＿δとｎ＿δに繰り返し数ｏをそれぞれ加算して処理対象のバッテリＢｌ＿δを切り替えた後（Ｓ１５０８）、Ｓ１５０５からの処理が繰り返される。
【００８２】
一方、Ｓ１５０７において、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿δのｌ＿δがバッテリ４００の総数Ｌ＿δと等しいと判断すると（Ｓ１５０７／ＹＥＳ）、作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿δのうち、他にバッテリＢｌ＿γと交換可能なバッテリが存在しないので、後述のＳ１５１１の処理が行われる。
【００８３】
Ｓ１５０６に戻り、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、仮想運搬時間ｕｅｌがバッテリＢｌ＿γの必要運搬時間ｕｅγ以上であると判断すると（Ｓ１５０６／ＹＥＳ）、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、バッテリＢｌ＿γを作業機械δへ運搬することができるので、作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰで使用されるバッテリＢｌ＿γと、作業機械δに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰで使用されるバッテリＢｌ＿δとが同一であると定義して最適化検討結果記録部８１７Ｅに記録する（Ｓ１５０９）。すなわち、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄがバッテリ使用設定部として機能する。
【００８４】
次に、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿γのうち、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、作業機械δへ運搬することが可能か否かの検討を行っていないバッテリがあるか否かを判断する。具体的には、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿γのｌ＿γが作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の総数Ｌ＿γと等しいか否かを判断する（Ｓ１５１０）。
【００８５】
このとき、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿γのｌ＿γがバッテリ４００の総数Ｌ＿γと等しくないと判断すると（Ｓ１５１０／ＮＯ）、作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿γのうち、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、作業機械δへ運搬することが可能か否かの検討を行っていないバッテリがまだ存在するので、バッテリＢｌ＿γ及び再充電終了時刻ｖａａｎ＿γのｌ＿γとｎ＿γに繰り返し数ｏをそれぞれ加算して処理対象のバッテリＢｌ＿γを切り替えた後（Ｓ１５１１）、Ｓ１５０５からの処理が繰り返される。
【００８６】
一方、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、処理対象のバッテリＢｌ＿γのｌ＿γがバッテリ４００の総数Ｌ＿γと等しいと判断すると（Ｓ１５１０／ＹＥＳ）、作業機械γに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリＢｌ＿γのうち、バッテリＢｌ＿δの使用開始時刻ｔｎ＿δよりも前に、作業機械δへ運搬することが可能か否かの検討を行っていないバッテリが存在しないので、作業機械α，βに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰの最適化の検討結果を最適化検討結果記録部８１７Ｅに記録し（Ｓ１５１２）、α，βに該当した作業機械１００を管理対象の作業機械群Ｇから除外する（Ｓ１５１３）。
【００８７】
次に、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、管理対象の作業機械群Ｇの作業機械１００のうち、バッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰの最適化の検討を行っていない作業機械があり、かつ、これらの作業機械に対する最適化の検討が可能であるか否かを判断する。具体的には、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、管理対象の作業機械群Ｇの中に２つ以上の作業機械１００が存在しないか否かを判断する（Ｓ１５１４）。
【００８８】
このとき、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、管理対象の作業機械群Ｇの中に２つ以上の作業機械１００が存在すると判断すると（Ｓ１５１４／ＮＯ）、Ｓ１５０１からの処理が繰り返される。一方、バッテリ運搬可否判断部８１７Ｄは、管理対象の作業機械群Ｇの中に２つ以上の作業機械１００が存在しないと判断すると（Ｓ１５１４／ＹＥＳ）、Ｓ７０７における計画最適化部８１７による電力供給計画の最適化処理を終了する。
【００８９】
そして、最適化処理が終了すると、作業機械１００の最適化後各計画がデータベースに記録されるとともに、通信施設８０２を介して各作業機械１００、運搬車両３００、充電設備７００等の給電サイクル構成要素へと出力される。
【００９０】
本発明の第１実施形態においては、Ｓ７０１の処理が管理情報取得部、Ｓ７０２〜Ｓ７０４までの処理が計画作成部、Ｓ７０７の処理が計画最適化部、Ｓ７０８の処理が計画修正部、Ｓ１５０１の処理が作業機械選択部、Ｓ１５０６の処理がバッテリ運搬可否判断部、Ｓ１５０９の処理がバッテリ使用設定部にそれぞれ対応する。
【００９１】
次に、本発明の第１実施形態に係る建設機械６００の電力供給方法及び電力供給システムの作用効果について、図１６を参照しながら詳細に説明する。
【００９２】
本発明の第１実施形態に係る管理局において、管理者が、管理局システム８０１における管理局サーバ８００に、キーボード８０５やマウス８０６を用いて作業計画ＷＰ、作業機械１００の位置情報、無線通信装置３０１，６０８，７０６から受信した作業機械１００付近の充電施設情報、バッテリ４００と被牽引車５００の情報、運搬車両３００の情報を含む管理情報を入力すると、管理局システム８０１は、キーボード８０５やマウス８０６によって入力された管理情報に基づいて、上述した電力供給計画の実施処理におけるＳ７０２、Ｓ７０３、Ｓ７０４の処理に従って各作業機械１００に対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを作成する。
【００９３】
その後、管理局システム８０１は、各作業機械１００に対応して作成されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰに基づいて、電力供給システム全体で使用されるバッテリ４００、充電施設２００、被牽引車５００、及び運搬車両３００の削減を検討し、この検討結果に応じてバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを修正する。そして、管理局システム８０１は、図１６に示す全ての作業機械１００に対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、及び充電設備７００へそれぞれ配信することにより、これらの電力供給計画に沿って電力供給システムを運用することができる。
【００９４】
このように、本発明の第１実施形態は、複数の作業機械１００で稼働する建設機械６００の作業計画ＷＰに従って、バッテリ４００、バッテリ４００を充電する充電施設２００、バッテリ４００を搭載した被牽引車５００、及び被牽引車５００を牽引する運搬車両３００の使用数が必要最小限になるように、電力供給計画を立てて効率良く実施することができる。これにより、複数の作業機械１００の立ち上げや電力供給計画の実施において、無駄な設備や時間を省くことが可能となるので、複数の作業機械１００の運営に要するイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができる。
【００９５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る建設機械６００の電力供給方法及び電力供給システムは、上述した第１実施形態の構成に加え、管理局システム８０１が、図１７に示すように、さらに計画更新部８２０を含んで構成されている。この場合、管理局システム８０１による電力供給計画の実施処理は、図１８に示すように、Ｓ７０９の処理の後、計画更新部８２０が、複数の建設機械６００の実際の作業状態に応じて、バッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを更新する処理（Ｓ１８０１）を含んでいる。なお、その他の第２実施形態の構成は、上述した第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９６】
次に、Ｓ１８０１における計画更新部８２０による電力供給計画の更新処理について、図２０のフローチャートを参照しながら詳細に説明すると共に、図１９に示す計画更新部８２０の各構成要素の機能についても併せて説明する。
【００９７】
図２０に示すように、データ収集部８２０Ａは、上記所定期間における任意に定められた特定時刻、例えば、現在の時刻Ｔａにおける各作業機械１００の建設機械６００の実際の作業状態及びバッテリ４００の電力量に関する管理情報を収集する（Ｓ２００１）。次に、実作業量演算部８２０Ｂは、Ｓ２００１でデータ収集部８２０Ａが収集した建設機械６００の実際の作業状態から推測される作業量（以下、便宜的に実作業量と称する）を基に、当該時刻Ｔａ以降の作業量（以下、便宜的に推定作業量と称する）Ｗｂを演算する（Ｓ２００２）。
【００９８】
続いて、実作業量演算部８２０Ｂは、作業機械１００の作業計画ＷＰを基に算出された計画作業量Ｗａと、Ｓ２００１で求めた推定作業量Ｗｂとの差分を演算することにより、当該作業機械１００における作業量の変化量を算出する（Ｓ２００３）。そして、計画修正部８２０Ｃは、Ｓ２００３で実作業量演算部８２０Ｂによって演算された作業量の変化量に基づいて、バッテリ交換計画ＢＥＰを修正する（Ｓ２００４）。
【００９９】
次に、実作業量演算部８２０Ｂは、Ｓ２００４で計画修正部８２０Ｃによって修正されたバッテリ交換計画ＢＥＰ、及びＳ２００１でデータ収集部８２０Ａが収集したバッテリ４００の電力量に基づいて、複数の作業機械１００のうち、例えば、バッテリ４００の電力が余剰となる作業機械（第３の作業機械）ａ（図２参照）で発生する余剰電力量Ｅａ、及びバッテリ４００の電力が不足する作業機械（第４の作業機械）ｂ（図２参照）で発生する不足電力量Ｅｂを演算する（Ｓ２００５）。
【０１００】
次に、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、Ｓ２００５で実作業量演算部８２０Ｂによって演算された余剰電力量Ｅａと不足電力量Ｅｂとを比較し、当該余剰電力量Ｅａで不足電力量Ｅｂを補うことができるか否か、すなわち、余剰電力量Ｅａが不足電力量Ｅｂ以上であるか否かを判断する（Ｓ２００６）。このとき、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、余剰電力量Ｅａが不足電力量Ｅｂ以上であると判断すると（Ｓ２００６／ＹＥＳ）、実作業量演算部８２０Ｂは、各作業機械ａ，ｂの位置情報及び運搬車両３００の情報を基に、当該余剰電力量Ｅａを有するバッテリ４００の作業機械ａから作業機械ｂまでの必要運搬時間Ｔｄを演算する（Ｓ２００７）。
【０１０１】
次に、実作業量演算部８２０Ｂは、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００を当該作業機械ａから搬出することが可能な時刻（以下、便宜的に搬出可能時刻と称する）Ｔｂと、作業機械ｂにおいてバッテリ４００の電力が不足する推定時刻（以下、便宜的に電力不足推定時刻と称する）Ｔｃとの差分を演算することにより、これらの搬出可能時刻Ｔｂと電力不足推定時刻Ｔｃとの差分量Ｔｅを算出する（Ｓ２００８）。
【０１０２】
そして、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、Ｓ２００７、Ｓ２００８で実作業量演算部８２０Ｂによってそれぞれ演算された必要運搬時間Ｔｄと差分量Ｔｅとを比較し、電力不足推定時刻Ｔｃより前に、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の電力を供給することが可能か否か、すなわち、差分量Ｔｅが必要運搬時間Ｔｄ以上であるか否かを判断する（Ｓ２００９）。
【０１０３】
このとき、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、差分量Ｔｅが必要運搬時間Ｔｄ以上であると判断すると（Ｓ２００９／ＹＥＳ）、計画修正部８２０Ｃは、余剰電力量Ｅａを有するバッテリ４００が作業機械ａから作業機械ｂへ運搬されるように、バッテリ運搬計画ＢＴＰを修正する（Ｓ２０１０）。また、計画修正部８２０Ｃは、Ｓ２０１０で修正したバッテリ運搬計画ＢＴＰに合わせてバッテリ充電計画ＢＣＰを修正し（Ｓ２０１１）、後述のＳ２０１５の処理が行われる。
【０１０４】
一方、Ｓ２００６において、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、余剰電力量Ｅａが不足電力量Ｅｂ未満であると判断した場合（Ｓ２００６／ＮＯ）、あるいはＳ２００９において、余剰電力利用可否判断部８２０Ｄは、差分量Ｔｅが必要運搬時間Ｔｄ未満であると判断した場合（Ｓ２００９／ＮＯ）、データ収集部８２０Ａは、バッテリ４００の電力が不足することが予測される作業機械ｂ周辺に位置し、かつ、各作業機械１００に対する電力供給計画で使用対象とされた設備以外の充電施設２００、運搬車両３００、バッテリ４００、及び被牽引車５００の情報（以下、便宜的に使用対象外設備情報と称する）を収集する（Ｓ２０１２）。
【０１０５】
次に、使用対象外設備選定部８２０Ｅは、Ｓ２０１２でデータ収集部８２０Ａが収集した使用対象外設備情報から、作業機械ｂで発生する不足電力量Ｅｂを補うことが可能な電力量を有し、かつ、電力不足推定時刻Ｔｃよりも前に作業機械ｂへ運搬することが可能なバッテリ４００、当該バッテリ４００を充電する充電施設２００、当該バッテリ４００を搭載する被牽引車５００、及び当該被牽引車５００を当該充電施設２００から作業機械ｂまで牽引する運搬車両３００を選定する（Ｓ２０１３）。
【０１０６】
その後、計画修正部８２０Ｃは、使用対象外設備選定部８２０Ｅによって選定されたバッテリ４００、充電施設２００、被牽引車５００、及び運搬車両３００をバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰに追加して修正する（Ｓ２０１４）。そして、計画配信部８２０Ｆは、修正したバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、充電設備７００へそれぞれ配信し（Ｓ２０１５）、Ｓ１８０１における計画更新部８２０による電力供給計画の更新処理を終了する。
【０１０７】
本発明の第２実施形態においては、Ｓ１８０１の処理が計画更新部、Ｓ２００２の処理が作業量予測部、Ｓ２００４の処理がバッテリ交換計画修正部、Ｓ２００５の処理が電力量演算部、Ｓ２００６の処理が電力量判断部、Ｓ２０１０の処理がバッテリ運搬計画修正部、Ｓ２０１１の処理がバッテリ充電計画修正部、Ｓ２０１３の処理が使用対象外設備選定部、Ｓ２０１４の処理が使用対象外設備追加部にそれぞれ対応する。
【０１０８】
次に、本発明の第２実施形態に係る建設機械６００の電力供給方法及び電力供給システムの作用効果について、図２１〜図３１を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、本発明の内容を分かり易くするために、本発明の第２実施形態に係る電力供給システムが、複数の作業機械１００及び充電施設２００のうち、上述の作業機械ａ，ｂ（図２参照）及び充電施設ｃ〜ｅ（図２８参照）を有する場合を一例として示す。
【０１０９】
本発明の第２実施形態に係る管理局サーバ８００において、管理局システム８０１が、各作業機械ａ，ｂに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、充電設備７００へ配信し、これらの電力供給計画に沿って電力供給システムを運用している間に、各建設機械６００の無線通信装置６０８から管理局サーバ８００へ送信される稼働情報を基に、各建設機械６００の実作業量を監視する。
【０１１０】
図２１に示すように、管理局システム８０１は、現在の時刻Ｔａにおいて、作業機械ａに対して計画された計画作業量Ｗａと実作業量との間に差異が認められたり、あるいは作業計画ＷＰの変更が生じたりした場合に、上述した電力供給計画の更新処理におけるＳ１８０１の処理に沿って電力供給計画の更新を実施する。
【０１１１】
具体的には、図２２に示すように、管理局システム８０１は、作業機械ａ，ｂに対して計画された計画作業量Ｗａと実作業量との差異や作業計画ＷＰの変更データを基に、作業機械ａ，ｂに対するバッテリ交換計画ＢＥＰを修正する。そして、管理局システム８０１は、これらのバッテリ交換計画ＢＥＰの修正に伴い、作業機械ａで発生する余剰電力量Ｅａ及び作業機械ｂで発生する不足電力量Ｅｂを算出する。
【０１１２】
次に、図２３に示すように、管理局システム８０１は、各バッテリ４００の余剰電力量Ｅａを把握し、これらの各バッテリ４００の余剰電力量Ｅａで不足電力量Ｅｂを補うことができるか否かを判断する。このとき、管理局システム８０１は、各バッテリ４００の余剰電力量Ｅａで不足電力量Ｅｂを補うことができると判断した場合、図２４に示すように、当該余剰電力量Ｅａを有するバッテリ４００の搬出可能時刻Ｔｂと作業機械ｂにおける電力不足推定時刻Ｔｃとの差分量Ｔｅと、必要運搬時間Ｔｄとを比較することにより、作業機械ｂで電力の不足が発生する前に、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の電力を供給することが可能か否かを判断する。
【０１１３】
そして、管理局システム８０１は、作業機械ｂで電力の不足が発生する前に、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の電力を供給することが可能であると判断すると、図２５に示すように、作業機械ａ，ｂに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを修正し、修正したバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、充電設備７００へそれぞれ配信することにより、更新後の電力供給計画に沿って電力供給システムを運用することができる。
【０１１４】
このように、本発明の第２実施形態は、現在の時刻Ｔａにおける各作業機械ａ，ｂの実際の作業状態や作業計画ＷＰの変更データ等を基に、各作業機械ａ，ｂで発生する余剰電力量Ｅａと不足電力量Ｅｂを推測し、作業機械ｂにおいて電力の不足が発生する前に、当該余剰電力量Ｅａを有するバッテリ４００を作業機械ａから作業機械ｂへ運搬するように電力供給計画を修正して実施することができる。
【０１１５】
したがって、各作業機械ａ，ｂに対する作業計画ＷＰと実際の作業状態との間に差異が発生したり、あるいは当該作業計画ＷＰの変更が発生したりした場合でも、作業機械ｂで稼働する建設機械６００が電力の不足によって停止することがないので、安定した電力供給システムの運用が可能となる。また、作業機械ａで使用されているバッテリ４００の余剰の電力を有効に活用することにより、追加コストを発生させることなく作業計画ＷＰの変更に対応できるので、作業計画ＷＰの変更に伴うコストの増加を防ぐことができる。
【０１１６】
上記の例では、通信衛星を介して給電サイクル構成要素の状態をモニタリングし、計画と実際の状況との乖離から計画更新を判断し、計画修正を行っているが、図２２に示すようにオペレータがコンピュータ端末８０３にて計画内容を入力した場合も、入力された計画内容の変更に従ってバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、バッテリ充電計画ＢＣＰを修正することが可能である。
【０１１７】
一方、図２１に示す例の代わりに、図２６に示すような実際の作業量の変化が発生した場合には、管理局システム８０１は、図２７に示すように、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用される各バッテリ４００の余剰電力量Ｅａで不足電力量Ｅｂを補うことができない、あるいは作業機械ｂで電力の不足が発生する前に、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の電力を供給することができないと判断する。
【０１１８】
この場合、図２８に示すように、管理局システム８０１は、各作業機械ａ，ｂに対する電力供給計画で使用対象とされた設備以外の作業機械ｂ周辺の充電施設ｄ，ｅ、運搬車両３００、バッテリ４００、及び被牽引車５００に関する使用対象外設備情報を収集する。続いて、管理局システム８０１は、収集した使用対象外設備情報から、例えば図２９，図３０に示すように、作業機械ｂで電力の不足が発生する前に、作業機械ｂで発生する不足電力量Ｅｂを補うことが可能な充電施設ｄのバッテリ４００、被牽引車５００、及び運搬車両３００を選定する。
【０１１９】
次に、管理局システム８０１は、図３１に示すように、選定した充電施設ｄのバッテリ４００、被牽引車５００、及び運搬車両３００を作業機械ａ，ｂに対するバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰに追加して修正する。そして、管理局システム８０１は、修正したバッテリ交換計画ＢＥＰ、バッテリ運搬計画ＢＴＰ、及びバッテリ充電計画ＢＣＰを運搬車両３００、建設機械６００、充電設備７００へそれぞれ配信することにより、更新後の電力供給計画に沿って電力供給システムを運用することができる。
【０１２０】
このように、本発明の第２実施形態は、各作業機械ａ，ｂに対する作業計画ＷＰと実際の作業状態との間に差異が発生したり、あるいは当該作業計画ＷＰの変更が発生したりした場合に、作業機械ａに対するバッテリ交換計画ＢＥＰで使用されるバッテリ４００の余剰電力量Ｅａによって作業機械ｂで発生する不足電力量Ｅｂを補うことができなくても、作業機械ｂ周辺の充電施設ｄのバッテリ４００を当該作業機械ｂへ迅速に運搬することができる。これにより、作業機械ｂで稼働する建設機械６００が電力の不足によって停止することがないので、安定した電力供給システムの運用が可能となる。
【０１２１】
なお、上述した本発明の各実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１００…作業機械、２００…充電施設、３００…運搬車両、３０１…無線通信装置、４００…バッテリ、５００…被牽引車、６００…建設機械、６０６…電動機、６０７…油圧ポンプ、６０８…無線通信装置、７００…充電設備、７０６…無線通信装置、８００…管理局サーバ
８０１…管理局システム、８０２…通信施設、８０３…コンピュータ端末、８０４…ディスプレイ、８０５…キーボード、８０６…マウス８１１…データ収集部（管理情報取得部）
８１２…ＢＥＰ作成部（計画作成部）、８１２Ａ…作業量演算部、８１２Ｂ…時刻定義部、８１２Ｃ…ＢＥＰ記録部、８１２Ｄ…バッテリ追加要否判断部、８１２Ｅ…対象切替部、８１２Ｆ…ＢＥＰ作成処理部
８１３…ＢＴＰ作成部（計画作成部）、８１３Ａ…運搬時間演算部、８１３Ｂ…充電施設選定部、８１３Ｃ…充電施設使用可否判断部、８１３Ｄ…候補充電施設更新部、８１３Ｅ…ＢＴＰ記録部、８１３Ｆ…対象切替部、８１３Ｇ…ＢＴＰ作成処理部、８１３Ａ２…搬出入時間演算部、８１３Ｃ２…搬出入時間演算状態判断部
８１４…ＢＣＰ作成部（計画作成部）、８１４Ａ…充電時刻演算部、８１４Ｂ…充電設備利用可否判断部、８１４Ｃ…時刻修正部、８１４Ｄ…ＢＣＰ記録部、８１４Ｅ…対象切替部、８１４Ｆ…ＢＣＰ作成処理部
８１５…計画作成状態判断部、８１７…計画最適化部、８１７Ａ…対象選択部（作業機械選択部）、８１７Ｂ…仮想運搬時間演算部、８１７Ｃ…対象定義部、８１７Ｄ…バッテリ運搬可否判断部（バッテリ使用設定部）、８１７Ｅ…最適化検討結果記録部
８１８…計画修正部、８１９…計画配信部、８２０…計画更新部、８２０Ａ…データ収集部、８２０Ｂ…実作業量演算部、８２０Ｃ…計画修正部、８２０Ｄ…余剰電力利用可否判断部、８２０Ｅ…使用対象外設備選定部、８２０Ｆ…計画配信部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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