(57)【要約】【課題】作業者のバイタルデータを用いて、不特定多数の作業者が存在する作業現場の活動量を定量化することにより、安全管理および作業効率管理を可能とする装置、方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】状態判定装置は、作業者の端末から、前記作業者のバイタルデータを取得するバイタルデータ取得部と、前記取得したバイタルデータに基づき、作業者の単位時間当たりの活動量を算出する活動量算出部と、前記作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、前記作業者に対応する活動量閾値を算出する活動量閾値算出部と、前記算出した活動量と前記活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定する作業状態判定部とを備える。【選択図】図１
2019161366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の端末から、前記作業者のバイタルデータを取得するバイタルデータ取得部と、
前記取得したバイタルデータに基づき、作業者の単位時間当たりの活動量を算出する活動量算出部と、
前記作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、前記作業者に対応する活動量閾値を算出する活動量閾値算出部と、
前記算出した活動量と前記活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定する作業状態判定部と
を備える、装置。
【請求項２】
前記作業者の端末から作業者情報を取得する作業者情報取得部をさらに備え、
前記活動量閾値算出部は、前記作業者情報に基づき、前記作業者の従事する作業内容、前記作業開始からの経過期間のうちの少なくとも１つを特定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バイタルデータ取得部は、複数の作業者の端末から各作業者のバイタルデータを取得し、
前記活動量算出部は、前記複数の作業者の各々の単位時間当たりの活動量を算出し、
前記前記作業状態判定部は、前記複数の作業者の各々について、前記算出した活動量と作業者に対応する活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定し、
前記装置は、前記複数の作業者全体に対する作業中である作業者の割合を示す作業者活動率を算出する作業者活動率算出部をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記作業者活動率算出部は、前記作業者活動率を時系列に沿って算出する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記作業者活動率算出部は、所定の作業エリアで作業する前記複数の作業者について、前記作業者活動率を算出する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、前記複数の作業者の端末から、各端末の位置情報を取得する位置情報取得部をさらに備え、
前記作業者活動率算出部は、前記位置情報に基づき、前記作業者が作業を行う作業エリアを特定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記作業者活動率算出部は、所定の工程に従事する前記複数の作業者について、前記作業者活動率を算出する、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記バイタルデータ取得部は、複数の作業者の端末から、各作業者のバイタルデータを取得し、
前記装置は、
前記複数の作業者の端末から、各端末の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の作業者の各々について、前記取得したバイタルデータの単位時間当たりの変化を判定するバイタルデータ変化判定部と、
前記判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が所定の値を超える場合に、対応する位置情報を、危険が存在する確率が高い箇所としてマーキングする、危険箇所判定部と
さらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が前記所定の値を超え、かつ前記バイタルデータの変化が前記所定の値を超えた後の所定の期間で単位時間当たりのバイタルデータの変化がさらに前記所定の値を超えない場合に、警告を出力する警告出力部をさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
所定の領域に、第１の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、当該所定の領域に関する警告を出力する警告出力部をさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
所定の期間に、第２の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、警告を出力する警告出力部をさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
コンピュータにより実行される方法であって、
作業者の端末から前記作業者のバイタルデータを取得するステップと、
前記取得したバイタルデータに基づき、作業者の単位時間当たりの活動量を算出するステップと、
前記作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、前記作業者に対応する活動量閾値を算出するステップと、
前記算出した活動量と前記活動量閾値とを比較するステップと、
前記算出した活動量が前記活動量閾値よりも大きい場合に前記作業者が作業中であると判定するステップと、
前記算出した活動量が前記活動量閾値よりも小さい場合に前記作業者が非作業中であると判定するステップと
を含む、方法。
【請求項１３】
コンピュータに請求項１２に記載の方法を実行させるための命令を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に作業者の状態判定技術に関し、特にバイタルデータを用いて作業者の状態判定を行うための装置、方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造現場および建設現場等の作業現場において、安全管理および作業効率管理は極めて重要な課題である。特に安全管理については作業者の状態を判定することが有効であり、従来、作業者にバイタルセンサを取り付けてバイタルデータを取得することが提案されている。例えば、下記特許文献１には、所定の訓練に参加する対象者にバイタルセンサを取り付け、心拍、脈拍、呼吸数、体温、および血圧等の値を検出し、検出値が所定範囲を外れる場合にその対象者の体調が悪化した可能性があると判断する技術が開示されている（下記特許文献１参照）。また、その他の安全管理の方法として、作業者にウェアラブル端末を装着させ、所定の領域に入るとアラームを鳴らすものや、周辺気温および湿度等から熱ストレスレベルを推定するものが提案されている。さらには脳波センサーを用いて、作業疲労を検知、および見える化することも提案されている。これらの技術により、作業の管理者にも各作業者の状態が見える化され、製造現場や建設現場といった、危険環境における作業者安全管理が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０９２７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、例えば百人程度の比較的に少人数を対象とし、各作業者を個別に監視するものであったが、このような技術では、作業者が数千人となるような大規模な作業現場においてマクロな視点での安全管理を行うことはできなかった。特に、海外の大規模な作業現場では、作業者の人数や、様々な文化的背景を有する作業者が参加することが要因となり、現場の作業状況を正確に判断することは非常に困難であった。
【０００５】
また、従来では上記のようなバイタルデータを用いた作業者の状態判定は、安全管理、および工場等の現場の可視化に利用するに留まっており、作業者の状態判定を作業効率向上のために用いることは提案されていなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、作業者のバイタルデータを用いて、不特定多数の作業者が存在する作業現場の活動量を定量化することにより、安全管理および作業効率管理を可能とする装置、方法、およびプログラムを提供することにある。
【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、作業者の状態判定を行うための装置は、作業者の端末から、前記作業者のバイタルデータを取得するバイタルデータ取得部と、前記取得したバイタルデータに基づき、作業者の単位時間当たりの活動量を算出する活動量算出部と、前記作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、前記作業者に対応する活動量閾値を算出する活動量閾値算出部と、前記算出した活動量と前記活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定する作業状態判定部とを備える。
【０００８】
また、本発明の第２の態様によれば、前記装置は、前記作業者の端末から作業者情報を取得する作業者情報取得部とをさらに備え、前記活動量閾値算出部は、前記作業者情報に基づき、前記作業者の従事する作業内容、前記作業開始からの経過期間のうちの少なくとも１つを特定する。
【０００９】
また、本発明の第３の態様によれば、前記バイタルデータ取得部は、複数の作業者の端末から各作業者のバイタルデータを取得し、前記活動量算出部は、前記複数の作業者の各々の単位時間当たりの活動量を算出し、前記前記作業状態判定部は、前記複数の作業者の各々について、前記算出した活動量と作業者に対応する活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定し、前記装置は、前記複数の作業者全体に対する作業中である作業者の割合を示す作業者活動率を算出する作業者活動率算出部をさらに備える。
【００１０】
また、本発明の第４の態様によれば、前記作業者活動率算出部は、前記作業者活動率を時系列に沿って算出する。
【００１１】
また、本発明の第５の態様によれば、前記作業者活動率算出部は、所定の作業エリアで作業する前記複数の作業者について、前記作業者活動率を算出する。
【００１２】
また、本発明の第６の態様によれば、前記装置は、前記複数の作業者の端末から、各端末の位置情報を取得する位置情報取得部をさらに備え、前記作業者活動率算出部は、前記位置情報に基づき、前記作業者が作業を行う作業エリアを特定する。
【００１３】
また、本発明の第７の態様によれば、前記作業者活動率算出部は、所定の工程に従事する前記複数の作業者について、前記作業者活動率を算出する。
【００１４】
また、本発明の第８の態様によれば、前記バイタルデータ取得部は、複数の作業者の端末から、各作業者のバイタルデータを取得し、前記装置は、前記複数の作業者の端末から、各端末の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記複数の作業者の各々について、前記取得したバイタルデータの単位時間当たりの変化を判定するバイタルデータ変化判定部と、前記判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が所定の値を超える場合に、対応する位置情報を、危険が存在する確率が高い箇所としてマーキングする、危険箇所判定部とさらに備える。
【００１５】
また、本発明の第９の態様によれば、前記装置は、前記判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が前記所定の値を超え、かつ前記バイタルデータの変化が前記所定の値を超えた後の所定の期間で単位時間当たりのバイタルデータの変化がさらに前記所定の値を超えない場合に、警告を出力する警告出力部をさらに備える。
【００１６】
また、本発明の第１０の態様によれば、前記警告出力部は、所定の領域に、第１の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、当該所定の領域に関する警告を出力する。
【００１７】
また、本発明の第１１の態様によれば、前記警告出力部は、所定の期間に、第２の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、警告を出力する。
【００１８】
また、本発明の第１２の態様によれば、コンピュータにより実行される方法は、作業者の端末から前記作業者のバイタルデータを取得するステップと、前記取得したバイタルデータに基づき、作業者の単位時間当たりの活動量を算出するステップと、前記作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、前記作業者に対応する活動量閾値を算出するステップと、前記算出した活動量と前記活動量閾値とを比較するステップと、前記算出した活動量が前記活動量閾値よりも大きい場合に前記作業者が作業中であると判定するステップと、前記算出した活動量が前記活動量閾値よりも小さい場合に前記作業者が非作業中であると判定するステップとを含む。
【００１９】
また、本発明の第１３の態様によれば、プログラムは、本発明の第１２の態様に係る方法を実行させるための命令を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る作業者状態判定システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る端末１０および状態判定装置２０の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る状態判定装置２０の処理フローを示す図である。
【図４】例示的な作業者の１日の活動量を、時刻を横軸として表したグラフである。
【図５】例示的な作業者のグループについての１日の作業者活動率を、時刻を横軸として表したグラフである。
【図６】例示的な作業者のグループの月ごとの作業者活動率を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る判定装置３０の機能構成を示す図を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る判定装置３０の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る作業者状態判定システムについて、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２２】
（作業者状態判定システムの全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る作業者状態判定システム１の全体構成を示す図である。
第１の実施形態に係る作業者状態判定システム１は、化学プラント建設現場等の比較的に多数の作業者が存在する環境において用いられることを想定しているが、他の実施形態では、数十人、数人等の比較的に小規模な人数の作業環境に適用されてもよく、実施の態様は限定されない。
【００２３】
第１の実施形態に係る作業者状態判定システム１は、端末１０と状態判定装置２０を有してなる。図１に示される例示では、作業現場には、溶接作業をする作業者、および高所作業をする作業者等が存在し、各作業者は端末１０を装着して作業を行う。
【００２４】
端末１０は、作業者に装着可能なウェアラブル端末であってよく、作業者のバイタルデータを測定する機能を有する。バイタルデータとは、例えば心拍数、心電、血中酸素濃度、体温、呼吸数、および血圧等である任意の生体情報を意味する。第１の実施形態では、説明を容易にするために、バイタルデータとして心拍数を用いて説明を行うことがあるが、種々の生体情報がバイタルデータとして用いられてよい。さらに、端末１０は、無線または有線により状態判定装置２０と通信可能であり、作業者についての種々の情報（バイタルデータ、ならびに後述する作業者情報および位置情報等）を状態判定装置２０に送信することが可能である。その他の実施形態では、端末１０は、ウェアラブル端末に限られず、例えばスマートフォン等のその他の携帯可能なデバイスによって実施されてもよい。
【００２５】
状態判定装置２０は、無線または有線により端末１０と通信可能な情報処理装置であってよい。状態判定装置２０は、端末１０から作業者のバイタルデータ等の情報を取得し、取得した情報を用いて作業者の作業状態を判定する。作業状態とは、作業者が作業中であるか、または非作業中であるかを示すものであってよい。状態判定装置２０は、例えばサーバ等のコンピューティングデバイスであることが想定されるが、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ等の任意の情報処理装置として実装されてよく、実施の態様は限定されない。
【００２６】
第１の実施形態に係る作業者状態判定システム１は、複数の作業者からバイタルデータを収集し、収集したバイタルデータと作業者に関連付けられる活動量閾値とに基づき個々の作業者が作業中であるか否かを判定する。作業者が作業中であるか否かを判定するための活動量閾値は、個人差や作業環境に大きく依存し得るものであるが、第１の実施形態に係る作業者状態判定システム１では、作業中であるか否かの判断をより正確に行うために、例えば、職種、および作業の慣れの度合い等の種々の要因を考慮して活動量閾値を算出する。作業中であるか否かの判定は、なお一定の不確定性を伴うことが考えられるが、本実施形態では、作業中であるかまたは非作業中であるかの判断を複数の作業者について行うことにより、マクロ的かつ定量的な作業状況の把握を可能とする。従ってより多くの作業者からデータを収集することが精度の良い作業状況の把握に繋がると考えられるが、データを収集する作業者の人数は本質的に制限されない。このように算出された統計的な作業状況を用いることにより、より良い安全管理を実現し、さらにはリソースの最適化によって作業効率の向上を図ることができる。以下では、端末１０および状態判定装置２０の機能構成についてより詳しく説明する。
【００２７】
（端末１０および状態判定装置２０の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る端末１０および状態判定装置２０の機能構成を示す図である。
【００２８】
図２が示すように、端末１０は、バイタルデータ測定部１１１、測位部１１２、メモリ１１３、および通信部１１４を備える。バイタルデータ測定部１１１は、心拍数、心電、血中酸素濃度、体温、呼吸数、および血圧等の作業者の任意のバイタルデータの測定を行う。より詳細にはバイタルデータ測定部１１１は、単位時間あたりのバイタルデータの測定を、継続的に、または一定の周期で行ってよい。測位部１１２は、GPS、無線LAN測位、ICタグ、およびビーコン等の任意の方法により端末の位置を測定する。測位部１１２は、例えば緯度経度等の位置情報を取得するものであってもよいし、または所定の位置と関連付けられる情報を、例えばアクセスポイント等の装置から取得するものであってもよい。メモリ１１３は、作業者情報を記録するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。作業者情報は、端末１０に関連付けられる作業者の識別子、職種、および年齢等の作業者に関する情報を含んでよい。一実施形態では、作業者の職種や年齢等は状態判定装置２０において管理されてもよく、この場合、作業者情報は作業者の識別子のみを含んでもよい。また他の実施形態では、プライバシー等の観点から、端末１０のメモリ１１３に記録される作業者情報は、作業者の職種のみを含んでもよい。作業者情報は、必要に応じて作業者に関する任意の情報を含んでよい。
【００２９】
通信部１１４は、直接的にまたは間接的に状態判定装置２０と通信を行う。端末１０は、測定した作業者のバイタルデータおよび作業者情報を、通信部１１４を通じて状態判定装置２０に送信することが可能である。通信機能を実現するための手段は、任意のものであってよく、無線または有線の別も問わない。例えば、通信部１１４が無線により状態判定装置２０と通信する場合では、セルラネットワークまたは無線LANネットワーク等を通じて無線通信を行ってよい。また有線により通信機能が実現される場合では、通信部１１４は、データ収集機器等に有線で接続することにより、作業者のバイタルデータおよび識別情報を状態判定装置２０に提供することが可能である。
【００３０】
図２に示すように、状態判定装置２０は、ＣＰＵ２１および通信部２２を備える。ＣＰＵ２１は、状態判定装置２０全体の制御を司るプロセッサであって、予め用意されたプログラムに従って動作する。ＣＰＵ２１は、プログラムに従って動作することで、作業者情報取得部２１１、バイタルデータ取得部２１２、位置情報取得部２１３、活動量算出部２１４、活動量閾値算出部２１５、作業状態判定部２１６、および作業者活動率算出部２１７として機能する。通信部２２は、任意の方法により、直接的にまたは間接的に端末１０と通信を行う。
【００３１】
作業者情報取得部２１１は、通信部２２を介して、端末１０から作業者情報を取得する。上記の通り、作業者情報とは、端末１０に関連付けられる作業者の識別子、職種、および年齢等の作業者に関する情報を含んでよい。
【００３２】
バイタルデータ取得部２１２は、通信部２２を介して、端末１０によって測定された作業者のバイタルデータを取得する。バイタルデータ取得部２１２は、リアルタイムで端末１０からバイタルデータを取得することも可能であるし、または一定の期間ごとに作業者のバイタルデータを取得することも可能である。また、バイタルデータ取得部２１２は、例えば、１日を通して端末１０に測定された作業者のバイタルデータを任意のタイミングで取得してもよい。上記のいずれの実施の態様においても、バイタルデータ取得部２１２は、バイタルデータを時系列に沿って取得可能である。
【００３３】
位置情報取得部２１３は、通信部２２を介して、端末１０の位置情報を端末１０から取得する。上記のように位置情報とは、緯度経度情報であってもよいし、所定の位置と関連付けられる情報であってもよい。
【００３４】
活動量算出部２１４は、取得した作業者のバイタルデータに基づき、作業者の活動量を算出する。活動量とは、作業者が作業を行っているか、または作業を行っていないかに関連付けられる量であり、一態様では運動強度として表現可能な量である。バイタルデータとして脈拍を用いる場合では、運動強度と心拍数を関連付ける近似式（カルボーネン法）を用いることができる。カルボーネン法では、具体的に運動強度を下記のように求めることができる。
運動強度 = (心拍数−安静時心拍数)÷(最大心拍数−安静時心拍数)×１００
上記式において、安静時心拍数は、その人が寝ているときの心拍数とされており、最大心拍数は、その人の最大の心拍数とされている。最大心拍数および安静時心拍数は、作業者ごとに異なり得るものであるが、それらの情報は事前に端末１０または状態判定装置２０に登録しておくことも可能であるし、または作業者の平均的な値を近似的に代用してもよい。近似的な値を用いる場合の一例として、最大心拍数を、２２０−(対象となる作業者の年齢)として設定することができ、また安静時心拍数を成人男性の一般的な値である６０として設定することができる。なお、作業者の年齢を用いて最大心拍数を特定する場合では、活動量算出部２１４は、作業者情報取得部２１１により端末１０から取得した作業者情報に基づき、作業者の年齢を特定することが可能である。
運動強度を算出するその他の方法としては、酸素摂取量から運動強度を算出する方法も知られている。その他の実施形態では、作業者の活動量を算出するために様々なバイタルデータが使用されてよく、例えば心電、体温、および血圧等のバイタルデータが、単独でまたはその他のバイタルデータと組み合わせて活動量の算出に使用されてよい。
【００３５】
活動量閾値算出部２１５は、作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、活動量閾値を算出する。活動量閾値は、後述する作業状態判定部２１６によって、作業者が作業中であるか否かを判定するための閾値として使用される値である。上記の通り、活動量は個人差や作業環境に大きく依存するものであるため、活動量閾値を作業者ごと適切に設定することが望ましい。本実施形態では、作業者の従事する作業内容、および従事する作業への慣れが活動量に、より大きく影響することを考慮し、これらの量に基づき活動量閾値を算出する。一方で、その他の実施形態では、これらの量の１つまたは複数を用いて活動量閾値を設定してもよいし、またはその他の要因を加味して活動量閾値を設定してもよい。
【００３６】
活動量閾値算出部２１５は、さらに、作業者情報取得部２１１により端末１０から取得した作業者情報に基づき、作業者の従事する作業内容、および作業開始からの経過期間を特定することができる。例えば、作業者情報が作業者の識別子を含む場合、活動量閾値算出部２１５は、作業者の従事する作業内容、および作業開始時期を作業者の識別子と関連付けて予め登録しておくことによって、取得した識別子に基づきこれらの情報を特定することができる。登録される情報は、状態判定装置２０の記録部（図示せず）、または外部記録装置に記録されてよい。
【００３７】
一実施形態において、具体的に活動量閾値は下記の式により算出されてよい。
活動量閾値＝２８＋α＋β
上記式において、αは、作業者の職種または作業内容に関するパラメータであり、βは、作業者の作業への慣れを反映するパラメータである。
【００３８】
作業者の職種に関するパラメータαは、作業内容によって使用する物の重さ、大きさや、作業として動きが多く発生するか、および手作業が発生するか否かという観点で設定可能なパラメータであり、一般的に、より動きの少ない職種に対してより小さい値を有するように設定可能である。より具体的には、例えばαは下記のように設定可能である。
・土木作業のような一般的に重労働な職種の場合、α=１０
・グラインダー、溶接士、および鳶のような軽労働な職種の場合、α=５
・重機操縦士および現場監督等の比較的動きの少ない職種の場合、α=０
仮に溶接士が自動溶接機を使う場合は、動きがほとんど発生せず、常に溶接機を持って作業するわけではないため、α=０と設定してもよい。
【００３９】
作業者の作業への慣れを反映するパラメータβは、一般的に作業の慣れが進むに従い、より大きい値を有するパラメータとして設定されてよい。作業者は、作業を継続的に行うにつれて、より楽な姿勢、より効率的な作業のやり方を経験的に習得していくと考えられ、作業への慣れが進むにつれて、より小さい活動量で作業が可能となっていくと想定される。本実施形態では、作業への慣れが作業開始からの時間に依存し得るという観点から、例えば下記の通り設定可能である。
・直前２週間以上作業していない場合、β=−１０
・直前１日前〜２週間未満作業していない場合、β=−５
・上記以外の場合、β=０
【００４０】
上記の具体的な活動量閾値の算出方法を採用する場合において、例示的な作業者の活動量閾値を算出すると、作業内容が土木作業者であり、継続１ヶ月以上同じ作業をしている作業者の活動量閾値は、３８となる。
【００４１】
作業状態判定部２１６は、活動量算出部２１４が算出した活動量と、活動量閾値算出部２１５が算出した活動量閾値とに基づき、作業者が作業中であるか否かを判定する。詳細には、作業状態判定部２１６は、作業者の活動量が、その作業者の活動量閾値よりも大きい場合に、作業者は作業中であると判定してよく、活動量が活動量閾値よりも小さい場合に、作業者は非作業中であると判定してよい。
【００４２】
作業者活動率算出部２１７は、作業状態判定部２１６によって判定された複数の作業者の作業状態に基づき、対象となる作業者の集合全体に対する作業中である作業者の割合（以下、作業者活動率と呼ぶ）を算出する。対象となる作業者としては、様々なグループを採用することが可能である。例えば、作業現場全体の作業者、特定の作業エリアで作業する作業者、特定の職種の作業者、または特定の作業工程に従事する作業者を対象として、作業者活動率を算出することが可能である。特定の作業エリアで作業する作業者を対象とする場合、作業者活動率算出部２１７は、位置情報取得部２１３により取得された端末１０の位置情報に基づき、対象となる作業者を特定してもよいし、予め作業者の作業エリアが決まっているような場合では作業者の識別子から作業エリアを特定してもよい。また、「特定の作業工程に従事する」とは、複数の異なる職種または作業内容に属する作業者が、特定の目的で同一の作業段階にあることを意味し、例えば、プラント建設現場の場合では、作業工程は土木工程、配管工程、およびダクト工程等を含んでよい。また、作業者活動率算出部２１７は、作業者活動率を、分単位、時間単位、日にち単位、および月単位等の時系列に沿って算出することが可能であり、これにより作業者活動率が時間と共にどの様に変化するかを分析することができる。
【００４３】
（状態判定装置の処理フロー）
図３は、第１の実施形態に係る状態判定装置２０の処理フローを示す図である。対象となる作業者には、所定の作業者情報を記録した端末１０が予め配布され、作業者は端末１０を装着して作業を行う。
【００４４】
Ｓ１０１にて、状態判定装置２０は、端末１０から作業者情報を取得する。作業者情報は、作業者のバイタルデータとは異なり、時間の経過とともに変化しない情報として扱うことができるため、状態判定装置２０は、一度端末から作業者情報を取得すればその後継続して取得しなくてもよい。
【００４５】
Ｓ１０２にて、状態判定装置２０は、端末１０によって測定された作業者のバイタルデータを取得する。状態判定装置２０は、リアルタイムで端末１０からバイタルデータを取得してもよいし、測定されたバイタルデータを任意のタイミングで端末１０から取得してもよい。
【００４６】
Ｓ１０３にて、状態判定装置２０は、取得した作業者のバイタルデータに基づき、作業者の単位時間あたりの活動量を算出する。上記の通り、活動量とは、作業者が作業を行っているか、または作業を行っていないかに関連付けられる量であり、例えば運動強度として算出することが可能である。活動量として、運動強度を用いる場合、作業者のバイタルデータとして脈拍を採用することで、上記したカルボーネン法により活動量を算出することができる。
【００４７】
Ｓ１０４にて、状態判定装置２０は、作業者の従事する作業内容、作業開始からの経過期間、またはそれらの組み合わせに基づき、活動量閾値を算出する。作業者の従事する作業内容、および作業開始からの経過期間は、Ｓ１０１にて、端末１０から取得した作業者情報に基づき特定することが可能である。なお、一実施形態における具体的な活動量閾値の算出方法は、上記した通りである。活動量閾値は、一度算出すれば状態判定装置２０の記録部等に記録しておくことで、処理フローが繰り返される毎に算出されなくてもよい。
【００４８】
Ｓ１０５にて、状態判定装置２０は、算出した作業者の活動量を作業者の活動量閾値と比較することにより、作業者が作業中であるか否かを判定する。状態判定装置２０は、作業者の活動量が活動量閾値よりも大きいときに、作業者は作業中であると判定してよく、作業者の活動量が活動量閾値よりも小さいときに作業者は非作業中であると判定してよい。例えば、作業者が休憩中であれば、作業者の活動量は活動量閾値よりも小さくなり、その作業者は非作業中であると判断され得る。また、作業現場において行うべき作業が少なくなり、作業者が待機しているような状態でも、その作業者の活動量は活動量閾値よりも小さくなり、作業者は非作業中であると判断され得る。
図４は、例示的な作業者の１日の活動量を、時刻を横軸として表したグラフである。この例示における作業者の活動量閾値は、Ｓ１０４において７０と算出されている。灰色の領域で示される休憩時間において作業者の活動量は下がり、休憩時間以外において活動量が上昇する。この例において状態判定装置２０は、活動量閾値７０を超えている場合、作業者は作業中であると判定する。
【００４９】
Ｓ１０６にて、状態判定装置２０は、複数の作業者についての判定した作業状態に基づき、対象となる作業者の集合についての作業者活動率を算出する。上記の通り、対象となる作業者の集合として、様々なグループが採用されてよい。図５は、例示的な作業者のグループについての１日の作業者活動率を、時刻を横軸として表したグラフである。作業者活動率が１００％である場合には、そのグループの全員が作業中であると判定されていることを示す。また、例えば、図６に示されるように、作業者のグループの月ごとの作業者活動率をグラフとして示すこともできる。
【００５０】
上記のように算出された作業者活動率は、作業現場の状況をマクロ的に理解するために極めて有用な量であり、安全管理および作業効率向上のために、様々な活用が可能である。例えば、作業現場内に複数の作業エリアが存在する場合に、作業エリアごとの作業者活動率を算出することが可能である。ある作業エリアの作業者活動率が比較的に低い場合、その作業エリアでは作業人数が余剰であると判断することができ、作業者を比較的に作業者活動率が高い作業エリアに割り当てることが可能である。
【００５１】
また、作業工程スケジュールと作業者活動率とを比較することも作業現場の状況を理解するために有効である。作業工程スケジュールは、１つまたは複数の作業工程を含んでよく、特定の作業工程に従事している作業者毎に作業者活動率を算出することが可能である。
一実施形態では、特定の作業工程における日ごとの作業者活動率の推移を算出することができる。これにより、その作業工程における日ごとの作業現場の状況の変化を可視化することが可能である。例えば、ある作業工程として所定の日数が予定されている場合に、最後の数日間で著しく作業者活動率が低くなった場合では、その作業工程にリソースを割り当て過ぎたと判断することが可能である。そのような場合、余剰の作業者を次の工程に移動させることが可能であるし、また、そのような分析を繰り返すことで、将来の計画においてリソース割り当ての最適化を行うことが可能となる。  一方で、作業者活動率が比較的に低い値を示す場合であっても、作業工程スケジュールとの比較に基づいて、例えば待機時間であるような場合では、リソース割り当ては問題ないと判断することも可能である。
【００５２】
また、別の例では、特定のグループの作業者活動率が常に１００％であるような状況が続く現場では、作業者が不足している等の理由で過度の労働を行っている可能性があると判断できる。従って、そのような作業現場では事故が起こる確率が比較的に高く、改善を検討すべきであると判断することもできる。
【００５３】
また上記の通り、作業者の作業状態は、各作業者の作業内容等に基づく活動量閾値によって判定されるため、作業者活動率は各作業工程の内容に依存しない値として算出可能である。一方で特定の作業工程では、作業工程特有の要因（例えば、高所の作業である、または気温が高い/低い等の作業工程に特有の身体への影響）により特定の作業過程において、作業者活動率が比較的に高く、または低くなることも考えられる。その様な場合では、特定の作業工程において、比較的に作業者活動率が高く、または低くても、作業現場の状況は良好な状態にあると判断し得る。従って、このような観点から一実施形態においては、活動量閾値が作業工程にさらに基づいてもよく、または作業工程に関連付けられる値で、算出した作業活動率をスケーリングしてもよい。
【００５４】
（第１の実施形態の作用・効果）
本発明の第１の実施形態を用いることにより、作業現場のマクロ的かつ定量的な作業状況の把握することが可能となる。さらに、算出された作業者活動率は、工程スケジュール等と比較することにより、各工程に要する適正作業者人数の検討や、現場改善実施による作業効率の向上を行うことが可能となる。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態に係る作業者状態判定システムについて、図７および図８を参照しながら説明する。
本願の第２の実施形態では、作業者のバイタルデータを利用して作業場内の危険箇所を判定することを目的とする。例えば、作業場では、地表にある自然の穴や、足場(グレーチング)の未設・重なり、他、視認が難しい構造物内部の仮置き物等は、事故に繋がる危険個所となり得る。従って、このような危険個所を早期に発見することは安全管理において有益である。本願の第２の実施形態では、作業者が危険個所に遭遇したときに生じるバイタルデータの変動を検出するとともに、その際に作業者が存在した位置を特定することで、危険が存在する確率が高いと考えられる箇所（以下、ヒヤリスポットと呼ぶ）を早期発見し、事故の未然防止を行う。一方で、バイタルデータによるこのようなヒヤリスポットの判断は一定の誤差が生じると考えられるが、複数の作業者についてヒヤリスポットの判断を行うことにより、統計的に確からしいヒヤリスポットを特定することができる。これにより、従来の安全管理と比較して、事故のリスクを減らすことが可能となる。バイタルデータは、第１の実施形態と同様に、心拍数、心電、血中酸素濃度、体温、呼吸数、および血圧等の任意の生体情報を意味し、それらの１つを単独で用いてもよいし、組み合わせとして用いてもよい。
【００５６】
図７は、第２の実施形態に係る判定装置３０の機能構成を示す図を示す図である。
第２の実施形態に係る判定装置３０は、第１の実施形態とは独立に実施されてよいものであるが、一実施形態では、第１の実施形態における状態判定装置２０に対してさらに後述の機能を追加する形で実施されてもよい。
【００５７】
図７に示すように、判定装置３０は、ＣＰＵ３１および通信部３２を備える。通信部３２は、第１の実施形態に係る状態判定装置２０の通信部２２と類似の機能を有するものであってよい。ＣＰＵ３１は、プログラムに従って動作することで、バイタルデータ取得部３１１、位置情報取得部３１２、バイタルデータ変化判定部３１３、危険箇所判定部３１４、および警告出力部３１５として機能する。なお、バイタルデータ取得部３１１および位置情報取得部３１２は、それぞれ、第１の実施形態に係る状態判定装置２０のバイタルデータ取得部２１２および位置情報取得部２１３と類似の機能を有するものであってよい。
【００５８】
バイタルデータ変化判定部３１３は、バイタルデータ取得部３１１により取得されたバイタルデータの単位時間当たりの変化を判定する。例えば、バイタルデータが脈拍である場合、バイタルデータ変化判定部３１３は、単位時間当たりの作業者の脈拍の変化を判定する。
【００５９】
危険箇所判定部３１４は、バイタルデータ変化判定部３１３が判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が所定の値を超える場合に、対応する位置情報を、危険が存在する確率が高い箇所（ヒヤリスポット）としてマーキングする。判定装置３０は、位置情報取得部３１２を介して、ある時点における端末１０の位置情報を取得可能であり、危険箇所判定部３１４は、作業者のバイタルデータが所定の値を超えた時点に対応する位置情報をヒヤリスポットとしてマーキングすることができる。バイタルデータが脈拍である例を引き続き用いると、危険箇所判定部３１４は、１分当たり脈拍が１００以上変化した場合に、対応する位置をヒヤリスポットであるとしてマーキングしてよい。
【００６０】
警告出力部３１５は、所定の条件を満たした場合に警告を出力する。
一実施形態において、警告出力部３１５は、所定の領域に、第１の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、その領域に関する警告を出力してよい。また、一実施形態において、警告出力部３１５は、所定の期間に、第２の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、警告を出力してよい。
また、さらなる実施形態において、警告出力部３１５は、上記警告とは別に、作業者のバイタルデータが所定の条件を満たした場合に、緊急に対処すべき身体的異常が作業者に発生していることを示す危険警告を出力してよい。例えば、警告出力部３１５は、作業者の単位時間当たりのバイタルデータの変化が所定の値を超えるとともに、その後の所定の期間で単位時間当たりのバイタルデータの変化がさらに所定の値を超えない場合に、対応する位置情報および/または作業者に関連付けられる危険警告を出力してよい。当該バイタルデータの変化は、バイタルデータ値が正に変化した後に負に変化する場合、および負に変化した後に正に変化する場合を含んでよい。バイタルデータが脈拍を含む例を引き続き用いると、一般に、作業者が危険を感じたものの事故に至らなかった場合、脈拍は初め大きく上昇した後に数分で脈拍が正常に戻ることが予想される。一方で、脈拍が数分を経っても正常値に戻らない場合、その作業者に、怪我等の身体的な異常が発生した可能性が高い。このような場合に警告出力部３１５は、作業者が位置する領域に関連付けられる危険警告を出力してよい。また、さらに警告出力部３１５は、作業者の脈拍が安静時脈拍を大きく下回った後に所定の期間で戻らない場合において、作業者および/または作業者の位置する領域に関連付けられる危険警告を出力してよい。
【００６１】
図８は、第２の実施形態に係る判定装置３０の処理フローを示す図である。
Ｓ２０１において、判定装置３０は、単位時間あたりの作業者のバイタルデータおよび位置情報を取得する。作業者のバイタルデータは、時系列的なデータであってよく、判定装置３０は、各時点のバイタルデータに対応した位置情報を取得することができる。
【００６２】
Ｓ２０２において、判定装置３０は、取得したバイタルデータの単位時間当たりの変化を判定する。
【００６３】
Ｓ２０３において、判定装置３０は、判定した単位時間当たりのバイタルデータの変化が所定の値を超える場合に、対応する位置情報を、危険が存在する確率が高いと考えられる箇所（ヒヤリスポット）としてマーキングする。バイタルデータが脈拍を含む場合を用いて説明すると、成人男性の心拍数は毎分６０〜１００と想定することができ、１分当たり脈拍が１００以上変化した場合に、作業者は何らかの危険を感じたと仮定することができる。この例の場合、判定装置３０は、１分当たり脈拍が１００以上変化した場合に、対応する位置をヒヤリスポットであるとしてマーキングすることができる。このようなマーキングを複数の作業者について行うことによって、作業場におけるヒヤリスポットを地図上に可視化することが可能であり、事故のリスクを減らすことが可能である。
【００６４】
また、判定装置３０は、バイタルデータの単位時間当たりの変化および/またはヒヤリスポットのマーキングに基づき、警告を出力してもよい。例えば、判定装置３０は、所定の領域に、第１の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、当該所定の領域に関する警告を出力してよい。また、作業場の広範囲において、同じ時間にヒヤリスポットがマーキングされた場合では、場所に依存しない何らかの危険が迫っていることを意味し得る。このような観点から、判定装置３０は、所定の期間に、第２の閾値数を超えるマーキングがされた場合に、警告を出力してもよい。
また、バイタルデータが脈拍を含む例では、一般に、作業者が危険を感じたものの事故に至らなかった場合、数分で脈拍が正常に戻ることが予想される。このような観点から、脈拍が数分を経っても正常値に戻らない場合に、作業者に怪我等の身体的な異常が発生していると予想することができる。そのような場合、緊急の対応が必要であり、従って判定装置３０は、警告を出力することができる。また、所定の期間で脈拍が戻る場合は、判定装置３０は、その場所をヒヤリスポットとしてマーキングしてよい。
【００６５】
（第２の実施形態の作用・効果）
本願の第２の実施形態により、今まで発見できなかった作業場の危険場所を可視化、および早期発見することが可能となり、災害防止、および損害遅延金等の想定外の支出削減を可能となる。
【００６６】
また、上述の実施形態においては、上述した状態判定装置２０および判定装置３０のＣＰＵは、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００６７】
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、状態判定装置２０および判定装置３０は、他の実施形態においては、１台のコンピュータで構成されていてもよいし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【００６８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１  作業者状態判定システム
１０  端末
２０  状態判定装置
２２  通信部
３０  判定装置
３２  通信部
１１１  バイタルデータ測定部
１１２  測位部
１１３  メモリ
１１４  通信部
２１１  作業者情報取得部
２１２  バイタルデータ取得部
２１３  位置情報取得部
２１４  活動量算出部
２１５  活動量閾値算出部
２１６  作業状態判定部
２１７  作業者活動率算出部
３１１  バイタルデータ取得部
３１２  位置情報取得部
３１３  バイタルデータ変化判定部
３１４  危険箇所判定部
３１５  警告出力部
【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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