(57)【要約】【課題】シールド掘進工事において、経験の多い技術者による承認を必須として、技量不足によるミスが生じにくくするとともに、異常傾向を早期に発見して、責任の所在も明確にする。【解決手段】シールド機の掘進に関わるデータを監視し、その監視データが管理値を逸脱したか否かに応じてシールド機の運転の停止または継続を制御するシールド掘進管理システムであって、シールド機の運転が責任者の承認に係る入力操作を開始条件として設定される。監視データが前記管理値を逸脱した場合において、過去の経験を蓄積した原因推定プログラムにより関連データから原因を推定して傾向データを画面表示し、その傾向データに従って制御室の担当者が対応し、シールド機の運転を継続する。原因推定が困難な場合は、シールド機の運転を停止して、責任者による原因特定の指示を待ってから、責任者の承認に係る入力操作を条件としてシールド機の運転が再開される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド機の掘進に関わるデータを監視し、その監視データが管理値を逸脱したか否かに応じて前記シールド機の運転の停止または継続を制御するシールド掘進管理システムであって、
前記シールド機の運転が責任者の承認に係る入力操作を開始条件として設定されることを特徴とするシールド掘進管理システム。
【請求項２】
前記開始条件はセグメントリング毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進管理システム。
【請求項３】
前記監視データが前記管理値を逸脱した場合において、
過去の経験を蓄積した原因推定プログラムにより関連データから原因を推定して傾向データを画面表示することを特徴とする請求項１または２に記載のシールド掘進管理システム。
【請求項４】
前記原因推定プログラムにより前記関連データから原因を推定できて前記傾向データが画面表示された場合は、
その傾向データに従って制御室の担当者が対応し、前記シールド機の運転を継続することを特徴とする請求項３に記載のシールド掘進管理システム。
【請求項５】
前記原因推定プログラムによる前記関連データからの原因推定が困難な場合は、
前記シールド機の運転を停止して、
前記責任者による原因特定の指示を待ってから、前記責任者の承認に係る入力操作を条件として前記シールド機の運転が再開されることを特徴とする請求項３に記載のシールド掘進管理システム。
【請求項６】
前記原因推定が困難で緊急性がある場合には、
前記シールド機の運転を停止して、
前記責任者よりも上位の責任者による原因特定の指示を待ってから、前記上位の責任者の承認に係る入力操作を条件として前記シールド機の運転が再開されることを特徴とする請求項５に記載のシールド掘進管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進工事の管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシールド掘進工事では、方番毎に職員が掘進指示書を作成して掘進担当者へ指示する。
そして、中央制御室にシールド機、出来形（測量）等の情報を集中し、掘進状況を数値やグラフ等で見ながら主に人の経験に基づいた判断により施工を行う。
【０００３】
例えば、特許文献１において、装置の状況を総合的かつ容易に管理することができるとともに、装置異常なども事前にチェックすることができ、これによって 安全で確実なシールド工事の進行が期待されるシールド工事総合管理システムが提案されている。
このシールド工事総合管理システムでは、シールドマシン、裏込材供給装置、セグメント組立装置、泥水輸送装置、泥水処理装置等のシールド工事用建設機械を総合管理する。
また、このシールド工事総合管理システムには、シールド工事用建設機械の作動状況をモニタ表示するための状況表示機能と、シールド工事用建設機械の作動状況を監視するとともに、シールド工事用建設機械の異常を検出した場合に、その異常内容に応じた異常対策を予め記憶させたハードディスクから読み出し、モニタ表示させるメッセージ機能とが設けられている。
こうして、掘進管理する。
【０００４】
また、特許文献２において、従来、シールドマシンの方向制御作業を運転者の経験と勘に頼って行うので、運転者の経験や勘の違いによって、シールドマシンの方向制御作業の精度に差異が生じてしまうのを防止するシールドトンネル施工管理方法が提案されている。
このシールドトンネル施工管理方法では、処理装置にシールドトンネルの施工計画線情報及びトンネル掘削施工過程でのシールドマシンの現状位置情報を入力することによって、シールドトンネルの施工計画線及びシールドマシンの現状位置を出力させる。
また、処理装置にシールドマシンの現状位置からの進行予想情報を入力することによって、施工計画線に対するシールドマシンの最適な進行予想位置を出力させ、この最適な進行予想位置を出力させるために処理装置に入力した進行予想情報に基づいてシールドマシンを掘進させる。
こうして、トンネル線形（出来形）を管理する。
【０００５】
以上、特許文献１のシールド工事総合管理システムと、特許文献２のシールドトンネル施工管理方法を組み合わせたものが、現在の標準的な掘進管理システムとなっている。
【０００６】
なお、特許文献３において、遠隔地からでもトンネル掘削機の運転状況を容易に且つ迅速に監視可能とするトンネル工事管理システムが提案されている。
このトンネル工事管理システムでは、工事現場の操作員は、トンネル掘削機の稼働データをデータ収集パソコンにより収集し、その収集した稼働データを電話回線によりインターネットを介してサーバに送信する。
そして、サーバでは、送信されたトンネル掘削機の稼働データに基づいた運転状況画面及びトレンド画面をホームページに表示する。
一方、管理担当者は、データ監視パソコンを用いてサーバに接続し、ホームページに表示された運転状況画面及びトレンド画面に基づいてトンネル工事を監視する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２５７３８１号公報
【特許文献２】特開２００７−３０３１４２号公報
【特許文献３】特開２００３−５６２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の掘進管理方法では、例えば以下のような問題点がある。
１）大断面の場合、掘進担当者の技量によって掘進や切羽の安定が左右されやすい。
２）高速施工（長距離施工）の場合、異常傾向を早期に発見しないと管理値からの逸脱が生じやすい。
３）３交代制などで多くの人が関わる場合、責任の所在がわかりにくい。
４）掘進に伴う計測項目が多い場合、特にトラブル時に焦って対処する際、情報を見落としやすい。
【０００９】
本発明の課題は、シールド掘進工事において、経験の多い技術者による承認を必須として、技量不足によるミスが生じにくくするとともに、異常傾向を早期に発見して、責任の所在も明確にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
シールド機の掘進に関わるデータを監視し、その監視データが管理値を逸脱したか否かに応じて前記シールド機の運転の停止または継続を制御するシールド掘進管理システムであって、
前記シールド機の運転が責任者の承認に係る入力操作を開始条件として設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のシールド掘進管理システムであって、
前記開始条件はセグメントリング毎に設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または２に記載のシールド掘進管理システムであって、
前記監視データが前記管理値を逸脱した場合において、
過去の経験を蓄積した原因推定プログラムにより関連データから原因を推定して傾向データを画面表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載のシールド掘進管理システムであって、
前記原因推定プログラムにより前記関連データから原因を推定できて前記傾向データが画面表示された場合は、
その傾向データに従って制御室の担当者が対応し、前記シールド機の運転を継続することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、
請求項３に記載のシールド掘進管理システムであって、
前記原因推定プログラムによる前記関連データからの原因推定が困難な場合は、
前記シールド機の運転を停止して、
前記責任者による原因特定の指示を待ってから、前記責任者の承認に係る入力操作を条件として前記シールド機の運転が再開されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載のシールド掘進管理システムであって、
前記原因推定が困難で緊急性がある場合には、
前記シールド機の運転を停止して、
前記責任者よりも上位の責任者による原因特定の指示を待ってから、前記上位の責任者の承認に係る入力操作を条件として前記シールド機の運転が再開されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シールド掘進工事において、経験の多い技術者による承認を必須とすることで、技量不足によるミスが生じにくくするとともに、異常傾向を早期に発見して、責任の所在も明確にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のシールド掘進管理システムを適用した一実施形態の処理を示すフローチャートである。
【図２】承認者を登録する名簿作成システム画面イメージを示す図である。
【図３】警告画面イメージを示す図である。
【図４】管理基準値の見直し処理を示すフローチャートである。
【図５】画面の推移処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００１９】
（概要）
本発明は、経験が多い技術者が掘進状況をチェックし承認しないと、掘進がソフト上でロックされる機構を有する。
また、計測値に異常が出た場合に、軽微なものはソフト上で対処し、重大なものは承認者に判断を預けることで、的確な処置を行う。
このソフトは、異常な値の項目に対して、要因または連動する可能性のあるデータをチェックし、原因を特定する機能を有する。
これらは、理論、経験に基づいて予めプログラムしておくとともに、使用しながら対処方法を自己学習する。
【００２０】
（従来の問題点に対する優位性）
１）予め登録された経験の多い技術者がチェックするため、技量不足によるミスが生じにくい。
２）承認は毎リング行われるため、異常傾向を早期に発見できる。
３）承認者、掘進担当者の記録が残るため、責任の所在が明確にできる。
４）トラブル時にデータをソフト上で統合的に判断するため、情報の見落としが出にくい。
【００２１】
（実施形態）
図１は本発明のシールド掘進管理システムを適用した一実施形態の処理を示すフローチャートである。
【００２２】
ここで、シールド掘進管理システムは、図示しないが、管理事務所の管理ＰＣ及びデータサーバと、シールド機とが、現場内の無線ＬＡＮでデータ通信可能に接続されて構成されている。管理ＰＣは、入力装置であるキーボードと、処理装置と、出力装置であるディスプレイ及びプリンタを備える。
処理装置では、以下に説明する処理が行われる。
【００２３】
図１のフローチャートに示すように、先ず、事前準備として、承認者（承認者とその上位承認者（図２参照））を登録する（ステップＲ１）。
続いて、承認者は各自パスワードを設定する（ステップＲ２）。
これに先立ち、現場責任者の指名承認が必要で、文書管理者が管理保管する。
【００２４】
図２は承認者を登録する名簿作成システム画面イメージを示すもので、図示のように、掘削管理値承認者氏名、所属、資格（一級土木施工管理技士）、監理技術資格者証の番号、シールド経験年数、パスワード、承認日、指名・承認者を登録する。
このように、例えば現場副所長と所長など、承認者とその上位承認者の少なくとも二名登録する。
【００２５】
次に、図１のフローチャートに戻り、監視するデータの管理値を設定する（ステップＲ３）。
管理値としては、例えば土圧、水圧、ビット摩耗状況、トンネル出来形（線形に対する±）等が挙げられる。
【００２６】
次に、日々の施工について、図１のフローチャートに従って説明する。
先ず、シールド機に牽引された中央制御室の掘進担当者が氏名を入力する（ステップＳ１）。
続いて、中央制御室の掘進担当者が管理項目に値を入力する（ステップＳ２）。その入力値は、前セグメントリングまでの実績データ（測定結果データ収集・分析結果、管理値逸脱の記録等）を基に決定する。
【００２７】
そして、承認者がパスワードを入力する（ステップＳ３）ことで、掘進開始のロックが解除されて、シールド機による掘進開始となる（ステップＳ４）。
掘進中は、監視データが管理値を逸脱したか否かが判断され（ステップＳ５）、その監視データが管理値を逸脱していなければ、掘進終了（ステップＳ４１）まで掘進が継続される。
また、ステップＳ５において、監視データが管理値を逸脱すると、過去の経験を蓄積した原因推定プログラムが関連データを見て原因を推定し、その推定されるデータを画面表示する（ステップＳ６）。
【００２８】
ステップＳ６において、原因が推定できた（ステップＳ１１）場合、解決指示画面（図３参照）が表示されて、中央制御室の掘進担当者はそれに従う（ステップＳ１２）。すなわち、承認は不要となる。
その後、掘進終了（ステップＳ４１）に至る。
【００２９】
図３は警告画面イメージを示すもので、図示のように、時間を横軸に値を縦軸にしてデータを表記したグラフが表示されるとともに、関連したデータへジャンプするボタンが複数並べて表示される。
なお、どのデータを並べるかは事前に検討して入力しておく。
そして、その値や傾向が管理値を逸脱しているか否かを、例えば緑・黄・赤の色分けで表示したり、絵で表示する。
【００３０】
このような値や傾向の表示により、原因を正確に突き止められる。
そして、重要な変化を見逃さない。
また、傾向から先を読んで緊急性を判断できる。
なお、できれば、自己学習するプログラムを予め組み込んでおくことが望ましい。
【００３１】
次に、図１のフローチャートに戻り、ステップＳ６において、原因の推定が困難（ステップＳ２１）な場合、シールド機の掘進を自動で安全に停止させる（ステップＳ２２）。
その後、承認者（例えば現場副所長）が原因を判断して適切な処理を行った後、掘進を指示し、すなわち、承認するとシールド機による掘進が再開される（ステップＳ２３）。
その後、掘進終了（ステップＳ４１）に至る。
【００３２】
また、ステップＳ６において、原因の推定が困難で緊急性がある場合（ステップＳ３１）には、シールド機の掘進を自動で安全に停止させる（ステップＳ３２）。
その後、上位の承認者（例えば現場所長）の掘進指示、承認待ち（ステップＳ３３）となる。
そして、現場所長が原因を判断して適切な処理を行った後、掘進指示の承認によりシールド機による掘進が再開されて、その後、掘進終了（ステップＳ４１）に至る。
【００３３】
掘進終了（ステップＳ４１）後は、次の掘進があるか否かが判断され（ステップＳ４２）、次の掘進がなければ、処理を終了し、また、次の掘進があれば、ステップＳ１の処理に戻って以降の処理を繰り返す。
【００３４】
次に、図４は管理基準値の見直し処理を示すフローチャートである。
先ず、前セグメントリングまでの掘進データ（測定結果データ収集・分析結果、管理値逸脱の記録等）に基づいて（ステップＴ１）、本セグメントリングの掘進諸元値を設定して（ステップＴ２）から、承認者による承認があるか否かを判断する（ステップＴ３）。
【００３５】
ステップＴ３において、承認がなければ、ステップＴ１の処理に戻り、承認があれば、シールド機による掘進を開始し（ステップＴ４）、掘進状況にあるか否かを判断する（ステップＴ５）。
【００３６】
ステップＴ５において、掘進状況になければ、ステップＴ１の処理に戻り、掘進状況にあれば、施工管理データに基づいて（ステップＴ６）、一次管理値以上であるか否かを判断する（ステップＴ７）。
【００３７】
ステップＴ７において、一次管理値未満であれば、処理を終了し、一次管理値以上であれば、二次管理値以上であるか否かを判断する（ステップＴ８）。
【００３８】
ステップＴ８において、二次管理値以上であれば、掘進を中止し（ステップＴ９）、二次管理値未満であれば、掘進諸元値を見直しして（ステップＴ１０）から、ステップＴ５の処理に戻る。
【００３９】
また、掘進中止（ステップＴ９）の後、会議体を設置して（ステップＴ１１）、施工状態の確認、地山の確認、設計図書の確認、施工計画の確認（ステップＴ１２）を行ってから、管理基準を見直し（ステップＴ１３）した後、ステップＴ２の処理に戻る。
【００４０】
次に、図５は画面の推移処理を示すフローチャートである。
先ず、準備段階で、掘進管理承認者名簿作成システムが起動されて（ステップＵ１）、文書管理者による管理保管、掘進管理承認システムにパスワード登録を行ってから、掘進管理が承認される（ステップＵ２）ことで、以下の掘進管理が行われる。
【００４１】
すなわち、本セグメントリングの掘進諸元値設定画面が起動されて（ステップＶ１）、掘進管理システムに掘進諸元値入力（中央制御室掘進担当者が前セグメントリングまでの掘進実績データ（測定結果データ収集・分析結果））を基に本セグメントリングの掘進諸元値データを入力する。このとき、中央制御室の掘進担当者氏名も入力しないと次に移行できない。
そして、「掘進管理承認システム移行ボタン」を押すと、掘進管理承認システムに移行し（ステップＶ２）、掘進管理値の承認画面（掘進管理承認システム画面）が起動される（ステップＶ３）。
【００４２】
掘進管理値の承認画面（掘進管理承認システム画面）（ステップＶ３）において、「掘進管理値承認者の承認パスワード」を入力すると、掘進開始システムに移行し（ステップＶ４）、掘進開始可能画面が起動される（ステップＶ５）。
このように、掘進管理値承認者の承認パスワード入力まで掘進開始は不可能である。
【００４３】
掘進開始可能画面（ステップＶ５）において、「掘進開始ボタン」を押すと、本セグメントリングの掘進が開始されて（ステップＶ６）、掘進状況監視システム画面が起動される（ステップＶ７）。
【００４４】
その後、掘進が継続され（ステップＶ８）、終了すると、掘進管理結果が表記された帳票が印刷して出力される（ステップＶ９）。
なお、帳票には、「掘進管理値承認者」氏名と、「中央制御室掘進担当者」氏名も一緒に表示される。
【００４５】
以上、実施形態のシールド掘進管理システムによれば、経験の多い技術者による承認を必須とすることで、技量不足によるミスが生じにくくするとともに、異常傾向を早期に発見して、責任の所在も明確にすることができる。
そして、情報の見落としを出にくくすることができる。
【００４６】
すなわち、以下に列挙する効果が得られる。
１）予め登録された経験の多い技術者がチェックするため、技量不足によるミスが生じにくい。
２）承認は毎リング行われるため、異常傾向を早期に発見できる。
３）承認者、掘進担当者の記録が残るため、責任の所在が明確にできる。
４）掘進に伴う計測項目が多い場合で、特にトラブル時に焦って対処する際でも、トラブル時にデータをソフト上で統合的に判断するため、情報の見落としが出にくい。
【００４７】
（変形例）
以上の実施形態においては、承認者のパスワード入力を承認要件としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、承認要件は他に承認者を特定するＩＤカード挿入等の特定要素であってもよい。
なお、管理事務所に承認者が不在の場合、承認者が携帯する情報端末にメールを送信して、承認者を呼んだり、原因の指示を受けたりするようにしてもよい。
また、その他、具体的な細部条件等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【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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