(57)【要約】【課題】低空頭の環境における浚渫作業において、既設構造物に対する重機の作業機の接触を確実に防止しつつ、施工能力の向上を図る。【解決手段】浚渫作業システム１０は、作業台船１２、重機１４、接近検出手段２０、動作制限手段２６、制御手段３０等を備え、橋桁や橋脚等を接触警戒対象物に設定する。そして、接近検出手段２０により、重機１４の作業機１６が接触警戒対象物に接近したことを検出した場合に、この接近状態が解除されるまで、作業機１６が接触警戒対象物に更に接近するような重機１４の動作を、動作制限手段２６により抑止する。これにより、接触警戒対象物に対する作業機１６の接触を防止することができる。又、接近検出手段２０が接触警戒対象物への作業機１６の接近を検出する範囲まで、施工空間を確保することができるため、橋桁等への作業機１６の接触を防止しながらも、施工能力の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の高架物により低空頭に制限される範囲を含み、前記高架物を水上で支える構造物の周辺において、少なくとも前記高架物を接触警戒対象物に設定して浚渫作業を行うためのシステムであって、
作業台船と、該作業台船に搭載されると共に作業機を備える重機と、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出手段と、前記重機の動作を制限するための動作制限手段と、制御手段とを含み、
該制御手段は、前記接近検出手段により前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出した場合に、この接近状態が解除されるまで、前記作業機が前記接触警戒対象物に更に接近するような前記重機の動作を、前記制限手段により抑止するものであることを特徴とする浚渫作業システム。
【請求項２】
前記作業台船の位置を測定する台船位置測定手段と、前記重機の姿勢を測定する重機姿勢測定手段とを含み、
前記制御手段は、前記接触警戒対象物の周辺に予め警戒範囲を設定し、前記台船位置測定手段及び前記重機姿勢測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機が前記警戒範囲内にあることを検出した場合に、前記動作制限手段により前記重機の動作を制限する機能を有効にすることを特徴とする請求項１記載の浚渫作業システム。
【請求項３】
前記作業台船の姿勢を測定する台船姿勢測定手段と、前記構造物の周辺の潮位を測定する潮位測定手段とを含み、
前記接近検出手段は、前記台船位置測定手段、前記台船姿勢測定手段、前記重機姿勢測定手段、及び、前記潮位測定手段の測定結果に基づいて算出される、前記作業機と前記接触警戒対象物との位置関係から、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する第１の接近検出手段を含むことを特徴とする請求項２記載の浚渫作業システム。
【請求項４】
前記接近検出手段は、前記作業機に設置されると共に、前記接触警戒対象物に対する接触により、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する第２の接近検出手段を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の浚渫作業システム。
【請求項５】
前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近状態を作業者に伝える注意喚起手段及び発報手段を含み、
前記接近検出手段は、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を、第１の接近段階と、該第１の接近段階よりも前記接触警戒対象物に対する前記作業機の距離が近い第２の接近段階との２段階で検出するものであり、
前記制御手段は、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出した場合に、前記注意喚起手段により作業者に注意を促し、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出した場合に、該第２の接近段階が解除されるまで、前記発報手段により前記作業機の前記接触警戒対象物への接近を知らせると共に、前記動作制限手段により前記重機の動作を制限するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の浚渫作業システム。
【請求項６】
前記接触警戒対象物として、更に前記構造物を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の浚渫作業システム。
【請求項７】
前記重機がバックホウであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の浚渫作業システム。
【請求項８】
既設の高架物により低空頭に制限される範囲を含み、前記高架物を水上で支える構造物の周辺において、少なくとも前記高架物を接触警戒対象物に設定して浚渫作業を行うための方法であって、
作業台船と、該作業台船に搭載されると共に作業機を備える重機と、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出手段と、前記重機の動作を制限するための動作制限手段と、制御手段とを含む浚渫作業システムを用いて、
前記接近検出手段により前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出工程と、前記接触警戒対象物に前記作業機が接近している状態が解除されるまで、前記作業機が前記接触警戒対象物に更に接近するような前記重機の動作を、前記制限手段により抑止する動作制限工程とを含むことを特徴とする浚渫作業方法。
【請求項９】
前記浚渫作業システムは、前記作業台船の位置を測定する台船位置測定手段と、前記重機の姿勢を測定する重機姿勢測定手段とを含み、
前記台船位置測定手段及び前記重機姿勢測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機が予め設定した警戒範囲内にあるか否かを判定する警戒範囲判定工程を含み、該警戒範囲判定工程において前記作業機が前記警戒範囲内にあると判定した場合に、前記接近検出工程及び前記動作制限工程を実行することを特徴とする請求項８記載の浚渫作業方法。
【請求項１０】
前記浚渫作業システムは、前記作業台船の姿勢を測定する台船姿勢測定手段と、前記構造物の周辺の潮位を測定する潮位測定手段とを含み、前記接近検出手段は、第１の接近検出手段を含み、
前記接近検出工程において、前記第１の接近検出手段により、前記台船位置測定手段、前記台船姿勢測定手段、前記重機姿勢測定手段、及び、前記潮位測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機と前記接触警戒対象物との位置関係を算出し、該位置関係から、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出することを特徴とする請求項９記載の浚渫作業方法。
【請求項１１】
前記接近検出手段は、第２の接近検出手段を含み、
前記接近検出工程において、前記作業機に設置されると共に、前記接触警戒対象物に対する接触により、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する前記第２の接近検出手段によって、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出することを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載の浚渫作業方法。
【請求項１２】
前記浚渫作業システムは、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近状態を作業者に伝える注意喚起手段及び発報手段を含み、前記接近検出手段は、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を、第１の接近段階と、該第１の接近段階よりも前記接触警戒対象物に対する前記作業機の距離が近い第２の接近段階との２段階で検出するものであり、
前記接近検出工程は、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出する第１の接近検出工程と、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出する第２の接近検出工程とを含み、
前記第１の接近検出工程において、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出した場合に、前記注意喚起手段により作業者に注意を促す注意喚起工程を含み、
前記第２の接近検出工程において、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出した場合に、該第２の接近段階が解除されるまで、前記発報手段により前記作業機の前記接触警戒対象物への接近を知らせると共に、前記動作制限工程を実行することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載の浚渫作業方法。
【請求項１３】
前記接触警戒対象物として、更に前記構造物を設定することを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項記載の浚渫作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浚渫作業システム及び浚渫作業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、河川や海上の橋桁下等の低空頭の環境において、バックホウ等を用いて浚渫作業を行う際に、バックホウのアームやブーム等の作業機を水面上に上げると、作業機が橋桁に接触し、橋桁に損傷を与える虞がある。このため、従来は、例えば、橋桁へ防護材を設置する方法、センサ等を使用した警報システムを利用する方法（特許文献１参照）、浚渫工法をポンプ浚渫に変更する方法等により、橋桁に対する重機の作業機の接触防止を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９１４６１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、上述した橋桁へ防護材を設置する方法では、防護材が小さい場合は、仮に作業機が橋桁に接触した場合に、防護材の防護効果が小さく、橋桁に損傷を与えることが想定される。又、防護材が大きい場合は、低空頭の環境下において更に施工空間が狭くなってしまい、施工能力が低下するという問題がある。更に、警報システムを利用する方法では、接触前に警報が発報されたとしても、その後のバックホウの動作は作業者の操作に依存するため、作業機が橋桁に接触することのないよう、バックホウ動作の停止操作を慎重に行う必要があった。一方、ポンプ浚渫に変更する方法では、橋桁への接触を防止することができるものの、バックホウ浚渫に比べると、施工能力が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低空頭の環境における浚渫作業において、既設構造物に対する重機の作業機の接触を確実に防止しつつ、施工能力の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）既設の高架物により低空頭に制限される範囲を含み、前記高架物を水上で支える構造物の周辺において、少なくとも前記高架物を接触警戒対象物に設定して浚渫作業を行うためのシステムであって、作業台船と、該作業台船に搭載されると共に作業機を備える重機と、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出手段と、前記重機の動作を制限するための動作制限手段と、制御手段とを含み、該制御手段は、前記接近検出手段により前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出した場合に、この接近状態が解除されるまで、前記作業機が前記接触警戒対象物に更に接近するような前記重機の動作を、前記制限手段により抑止する浚渫作業システム（請求項１）。
【０００８】
本項に記載の浚渫作業システムは、既設の高架物を水上で支える構造物の周辺で、浚渫作業を行う際に利用するものであり、このような環境では、高架物により高さ方向が制限された低空頭での作業を含むため、本システムでは、少なくとも高架物を接触警戒対象物として設定する。又、本浚渫作業システムは、作業台船、重機、接近検出手段、動作制限手段、及び、制御手段を備えている。重機は、作業台船に搭載されており、作業機を用いて実際に浚渫作業を行うものである。このような重機として、例えば、作業機としてブーム、アーム、バケットを備えるバックホウ等が用いられる。又、接近検出手段は、重機を搭載した作業台船の移動や、重機の作業機の動作に伴い、接触警戒対象物に対して作業機が接近したことを検出するものであり、動作制限手段は、重機の動作を制限するものである。
【０００９】
又、制御手段は、接触警戒対象物に対して作業機が接近したことを、接近検出手段が検出した場合に、この接近状態が解除されるまで、動作制限手段を利用して重機の動作を制限する。すなわち、接触警戒対象物に接近している重機の作業機が接触警戒対象物に更に接近するような重機の動作を、動作制限手段により抑止する。例えば、重機がバックホウである場合には、接触警戒対象物に更に接近する方向へのブーム及びアームの動作や、重機の旋回動作を、重機を操縦する作業者の操縦に関わらず、強制的に遮断する。これにより、接触警戒対象物に対する作業機の接触防止を図るものである。
【００１０】
一方、制御手段は、作業機が接触警戒対象物に更に接近するような動作以外の重機の動作に関しては、制限手段により抑止しない。すなわち、作業機が接触警戒対象物から離れる方向への重機の動作は、動作制限手段により制限を受けず、作業者の操縦により実行される。従って、接近検出手段による接近検出状態が解除される距離まで、作業機を接触警戒対象物から離すことで、動作制限手段による動作制限が解除されるため、浚渫作業が再開される。又、本項に記載の浚渫作業システムは、接近検出手段が接触警戒対象物に対する作業機の接近を検出する範囲まで、施工空間を確保するものであるため、施工空間が必要以上に狭くなることがない。従って、低空頭の環境において、高架物等への作業機の接触を防止しながらも、施工能力が低減しないものである。
【００１１】
（２）上記（１）項において、前記作業台船の位置を測定する台船位置測定手段と、前記重機の姿勢を測定する重機姿勢測定手段とを含み、前記制御手段は、前記接触警戒対象物の周辺に予め警戒範囲を設定し、前記台船位置測定手段及び前記重機姿勢測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機が前記警戒範囲内にあることを検出した場合に、前記動作制限手段により前記重機の動作を制限する機能を有効にする浚渫作業システム（請求項２）。
【００１２】
本項に記載の浚渫作業システムは、作業台船の位置を測定する台船位置測定手段と、重機の姿勢を測定する重機姿勢測定手段とを含み、これらの測定結果を、制御手段が利用するものである。すなわち、制御手段は、接触警戒対象物の座標データ等に基づいて、接触警戒対象物の周辺に予め警戒範囲を設定し、更に、台船位置測定手段が測定した作業台船の位置データと、重機姿勢測定手段が測定した重機姿勢のデータとを利用して、重機の作業機が警戒範囲内にあるか否かを算出する。そして、作業機が警戒範囲内にあることを検出した場合に、動作制限手段により重機の動作を制限する機能を有効にするものである。これにより、作業機が警戒範囲外にある場合、すなわち、作業機が接触警戒対象物に接触する虞のない範囲では、重機の動作制限がかからないため、浚渫作業を円滑に行うものとなる。一方、作業機が警戒範囲内にある場合、すなわち、作業機が接触警戒対象物に接触する虞のある範囲では、重機の動作制限機能が有効になるため、接触警戒対象物に対する作業機の接触防止を図りながら、浚渫作業を行うものである。
【００１３】
（３）上記（２）項において、前記作業台船の姿勢を測定する台船姿勢測定手段と、前記構造物の周辺の潮位を測定する潮位測定手段とを含み、前記接近検出手段は、前記台船位置測定手段、前記台船姿勢測定手段、前記重機姿勢測定手段、及び、前記潮位測定手段の測定結果に基づいて算出される、前記作業機と前記接触警戒対象物との位置関係から、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する第１の接近検出手段を含む浚渫作業システム（請求項３）。
【００１４】
本項に記載の浚渫作業システムは、更に、作業台船の姿勢を測定する台船姿勢測定手段と、構造物の周辺の潮位を測定する潮位測定手段とを含んでおり、接近検出手段が、これらの測定結果を利用して接触警戒対象物への作業機の接近を検出する、第１の接近検出手段を含むものである。すなわち、第１の接近検出手段は、台船位置測定手段が測定した作業台船の位置データ、台船姿勢測定手段が測定した台船姿勢のデータ、重機姿勢測定手段が測定した重機姿勢のデータ、及び、潮位測定手段が測定した構造物周辺の潮位データを利用して、作業機と接触警戒対象物との位置関係を継続的に算出する。そして、作業機と接触警戒対象物との位置関係を監視することで、接触警戒対象物に対して作業機が接近したことを検出するものである。このように、経時的に変化する潮位や、作業状況に応じて変化する台船の位置及び姿勢、重機の姿勢等を加味して、作業機と接触警戒対象物との位置関係を算出するため、接触警戒対象物に対する作業機の接近を、より正確に検出するものとなる。
【００１５】
（４）上記（１）から（３）項において、前記接近検出手段は、前記作業機に設置されると共に、前記接触警戒対象物に対する接触により、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する第２の接近検出手段を含む浚渫作業システム（請求項４）。
本項に記載の浚渫作業システムは、接近検出手段が第２の接近検出手段を含むものである。この第２の接近検出手段は、作業機に設置されるものであり、作業機が接触警戒対象物に近づいていくときに、作業機よりも先に、接触警戒対象物に接触するように設置される。そして、作業機よりも先に接触警戒対象物に接触することで、作業機が接触警戒対象物に接近していることを検出するものである。このような第２の接近検出手段として、例えば、接触スイッチが作業機から突出して設置される。これにより、作業機が接触警戒対象物に接触するよりも早く、作業機が接触警戒対象物に接近していることを検出するため、接触警戒対象物に対する作業機の接触防止の確実性を高めるものとなる。更に、接近検出手段として、上記（３）項に記載の第１の接近検出手段と、第２の接近検出手段との双方を具備することとすれば、より確実に、接触警戒対象物への作業機の接触防止を図るものとなる。
【００１６】
（５）上記（１）から（４）項において、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近状態を作業者に伝える注意喚起手段及び発報手段を含み、前記接近検出手段は、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を、第１の接近段階と、該第１の接近段階よりも前記接触警戒対象物に対する前記作業機の距離が近い第２の接近段階との２段階で検出するものであり、前記制御手段は、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出した場合に、前記注意喚起手段により作業者に注意を促し、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出した場合に、該第２の接近段階が解除されるまで、前記発報手段により前記作業機の前記接触警戒対象物への接近を知らせると共に、前記動作制限手段により前記重機の動作を制限するものである浚渫作業システム（請求項５）。
【００１７】
本項に記載の浚渫作業システムは、接触警戒対象物に対する作業機の接近状態を作業者に伝達するための、注意喚起手段と発報手段とを含んでおり、更に、接近検出手段が、接触警戒対象物に対する作業機の接近を、第１の接近段階と第２の接近段階との２段階で検出するものである。この際、第２の接近段階は、第１の接近段階よりも、接触警戒対象物と作業機との距離が近いものとする。そして、制御手段は、接近検出手段が検出する第１の接近段階と第２の接近段階とで、異なる制御を行うものである。すなわち、接近検出手段が第１の接近段階を検出した場合には、注意喚起手段を作動させることで、作業機が接触警戒対象物に接近していることを作業者に伝達し、作業者に注意を促す。一方、接近検出手段が第２の接近段階を検出した場合には、第２の接近段階が解除されるまで、動作制限手段により重機の動作を制限し、これと同時に、発報手段を作動させることで、作業機が接触警戒対象物へ更に接近したことを作業者へ伝達する。これにより、重機の動作に制限がかけられる前の段階で、作業者に注意を促すものとなるため、その後、作業者が、作業機が接触警戒対象物へそれ以上接近しないように作業を続行する、或いは、作業機の退避動作を行うこととすれば、接触警戒対象物への作業機の接触を防止しながらも、施工空間を最大限に利用して浚渫作業を行うものとなる。
【００１８】
（６）上記（１）から（５）項において、前記接触警戒対象物として、更に前記構造物を設定する浚渫作業システム（請求項６）。
本項に記載の浚渫作業システムは、作業範囲に前記構造物が含まれる場合には、接触警戒対象物として、高架物に加えて高架物を水上で支える構造物を設定することで、上記（１）から（５）項の作用を奏しながら、高架物だけではなく、構造物に対しても、作業機の接触防止を図るものである。
【００１９】
（７）上記（１）から（６）項において、前記重機がバックホウである浚渫作業システム（請求項７）。
本項に記載の浚渫作業システムは、作業台船に搭載される重機としてバックホウを用いることで、接触警戒対象物に対するブームやアーム等の接触防止を図りながら、バックホウにより効率よく浚渫作業を行うものである。
【００２０】
（８）既設の高架物により低空頭に制限される範囲を含み、前記高架物を水上で支える構造物の周辺において、少なくとも前記高架物を接触警戒対象物に設定して浚渫作業を行うための方法であって、作業台船と、該作業台船に搭載されると共に作業機を備える重機と、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出手段と、前記重機の動作を制限するための動作制限手段と、制御手段とを含む浚渫作業システムを用いて、前記接近検出手段により前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する接近検出工程と、前記接触警戒対象物に前記作業機が接近している状態が解除されるまで、前記作業機が前記接触警戒対象物に更に接近するような前記重機の動作を、前記制限手段により抑止する動作制限工程とを含むことを特徴とする浚渫作業方法（請求項８）。
（９）上記（８）項において、前記浚渫作業システムは、前記作業台船の位置を測定する台船位置測定手段と、前記重機の姿勢を測定する重機姿勢測定手段とを含み、前記台船位置測定手段及び前記重機姿勢測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機が予め設定した警戒範囲内にあるか否かを判定する警戒範囲判定工程を含み、該警戒範囲判定工程において前記作業機が前記警戒範囲内にあると判定した場合に、前記接近検出工程及び前記動作制限工程を実行する浚渫作業方法（請求項９）。
【００２１】
（１０）上記（９）において、前記浚渫作業システムは、前記作業台船の姿勢を測定する台船姿勢測定手段と、前記構造物の周辺の潮位を測定する潮位測定手段とを含み、前記接近検出手段は、第１の接近検出手段を含み、前記接近検出工程において、前記第１の接近検出手段により、前記台船位置測定手段、前記台船姿勢測定手段、前記重機姿勢測定手段、及び、前記潮位測定手段の測定結果に基づいて、前記作業機と前記接触警戒対象物との位置関係を算出し、該位置関係から、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する浚渫作業方法（請求項１０）。
（１１）上記（８）から（１０）項において、前記接近検出手段は、第２の接近検出手段を含み、前記接近検出工程において、前記作業機に設置されると共に、前記接触警戒対象物に対する接触により、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する前記第２の接近検出手段によって、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を検出する浚渫作業方法（請求項１１）。
【００２２】
（１２）上記（８）から（１１）項において、前記浚渫作業システムは、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近状態を作業者に伝える注意喚起手段及び発報手段を含み、前記接近検出手段は、前記接触警戒対象物に対する前記作業機の接近を、第１の接近段階と、該第１の接近段階よりも前記接触警戒対象物に対する前記作業機の距離が近い第２の接近段階との２段階で検出するものであり、前記接近検出工程は、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出する第１の接近検出工程と、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出する第２の接近検出工程とを含み、前記第１の接近検出工程において、前記接近検出手段により前記第１の接近段階を検出した場合に、前記注意喚起手段により作業者に注意を促す注意喚起工程を含み、前記第２の接近検出工程において、前記接近検出手段により前記第２の接近段階を検出した場合に、該第２の接近段階が解除されるまで、前記発報手段により前記作業機の前記接触警戒対象物への接近を知らせると共に、前記動作制限工程を実行する浚渫作業方法（請求項１２）。
（１３）上記（８）から（１２）項において、前記接触警戒対象物として、更に前記構造物を設定する浚渫作業方法（請求項１３）。
【００２３】
（８）から（１３）項に記載の浚渫作業方法は、各々、上記（１）から（６）項に記載の浚渫作業システムを利用して実行することで、上記（１）から（６）項の浚渫作業システムに対応する同等の作用を奏するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明はこのように構成したので、低空頭の環境における浚渫作業において、既設構造物に対する重機の作業機の接触を確実に防止しつつ、施工能力の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る浚渫作業システムの構成を示す概略図である。
【図２】図１に示した浚渫作業システムの、重機の動作制限に係るスイッチ系統周辺の電気回路を概略的に示す回路図である。
【図３】図１に示した浚渫作業システムの、重機のブームシリンダの油圧制御系統を示す概略図である。
【図４】図１に示した浚渫作業システムを利用する、本発明の実施の形態に係る浚渫作業方法の一例を示すフロー図である。
【図５】図１に示した浚渫作業システムにより浚渫作業を行う様子を概略的に示す俯瞰図である。
【図６】図１に示した浚渫作業システムにより浚渫作業を行う様子を側面から示すイメージ図である。
【図７】図３に示した油圧制御系統において、電磁バルブがオフの状態で操作レバーを操作した場合の、メインバルブの状態を示す概略図である。
【図８】図３に示した油圧制御系統において、電磁バルブがオンの状態で操作レバーを操作した場合の、メインバルブの状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０の構成を示している。図示のように、浚渫作業システム１０は、作業台船１２と、作業台船１２に搭載された重機１４と、システム全体を制御する制御手段３０とを含むものである。重機１４は、図１の例では、ブーム１６ａ、アーム１６ｂ、バケット１６ｃで構成される作業機１６を有するバックホウである。なお、図示の重機１４は、バックホウの旋回台を作業台船１２に直接的に据付けたものであるが、適宜、クローラを備える汎用のバックホウを、作業台船１２上に載置、固定して用いることとしても良い。制御手段３０は、例えば、作業台船１２の操船室等に設置されたコンピュータ等で構成される。制御手段３０には、浚渫作業中に重機１４の作業機１６が接触することを防止する目的で、接触警戒対象物６４（図５、図６参照）が予め設定されており、接触警戒対象物６４の座標等が入力されている。
【００２７】
又、浚渫作業システム１０は、重機１４の作業機１６が、接触警戒対象物６４へ接近したことを検出するための接近検出手段２０として、第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４とを備えている。第１の接近検出手段２２は、例えば、作業台船１２の操船室等に設置されたコンピュータ等で構成され、作業台船１２や重機１４に設置された各種センサ等の測定結果に基づいて、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の位置を算出するものである。この際に利用するセンサ等として、作業台船１２には、作業台船１２の位置を測定するための台船位置測定手段３４と、作業台船１２の姿勢を測定するための台船姿勢測定手段３６とが設置されており、又、重機１４には、重機１４の姿勢を測定するための重機姿勢測定手段４２が設置されている。更に、本システムを用いて浚渫作業を行う作業範囲周辺の岸壁等に、作業範囲周辺の潮位を測定するための潮位測定手段４８が設置されている。
【００２８】
図１の例において、台船位置測定手段３４は、ＧＰＳを利用するものであり、陸上のＧＰＳ基地局６０と通信して、作業台船１２の位置を特定する。又、台船姿勢測定手段３６は、作業台船１２の傾きを測定する傾斜計３８と、作業台船１２の喫水を測定する喫水計４０とを含んでいる。又、重機姿勢測定手段４２は、重機１４のブーム１６ａ及びアーム１６ｂの傾斜を測定する傾斜計４４ａ及び４４ｂと、作業台船１２に対する重機１４の旋回角を測定する旋回角検出器４６とを含んでいる。潮位測定手段４８には、各種の潮位計が利用される。そして、台船位置測定手段３４、台船姿勢測定手段３６、重機姿勢測定手段４２、及び、潮位測定手段４８の各測定結果は、無線或いは有線の適切な通信手段により、第１の接近検出手段２２や制御手段３０等に送信される。なお、台船位置測定手段３４は、ＧＰＳに限定されるものではなく、例えば、作業台船１２がＧＰＳにより測位できない領域に進入した場合でも、作業台船１２の位置を特定可能な、光学式測定装置等を用いてもよい。
【００２９】
一方、第２の接近検出手段２４は、触覚スイッチを利用して、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近を検出するものである。すなわち、重機１４のブーム１６ａには、ブーム用触覚スイッチ２４ａ及び２４ｂが設置され、又、アーム１６ｂには、アーム用触覚スイッチ２４ｃ及び２４ｄが設置されている。ブーム用触覚スイッチ２４ａ及び２４ｂは、ブーム１６ａが接触警戒対象物６４に接近した場合に、ブーム１６ａよりも先に接触警戒対象物６４に接触するような適切な位置に設置されている。更に、ブーム用触覚スイッチ２４ｂは、ブーム用触覚スイッチ２４ａよりも接触距離が長く、ブーム１６ａが接触警戒対象物６４に接近した場合に、ブーム用触覚スイッチ２４ａよりも先に接触警戒対象物６４に接触するような適切な位置に設置されている。同様に、アーム用触覚スイッチ２４ｃ及び２４ｄは、アーム１６ｂが接触警戒対象物６４に接近した場合に、アーム１６ｂよりも先に接触警戒対象物６４に接触するような適切な位置に設置されている。そして、アーム用触覚スイッチ２４ｄは、アーム用触覚スイッチ２４ｃよりも接触距離が長く、アーム１６ｂが接触警戒対象物６４に接近した場合に、アーム用触覚スイッチ２４ｃよりも先に接触警戒対象物６４に接触するような適切な位置に設置されている。
【００３０】
又、浚渫作業システム１０は、詳しくは後述するが、重機１４に設置され、重機１４の動作を制限する動作制限手段２６と、ブーム１６ａに設置され、ブーム用触覚スイッチ２４ａ、２４ｂにより作動されるブーム用リミットスイッチ２８ａ、２８ｂと、アーム１６ｂに設置され、アーム用触覚スイッチ２４ｃ、２４ｄにより作動されるアーム用リミットスイッチ２８ｃ、２８ｄとを含むものである。
【００３１】
更に、浚渫作業システム１０は、重機１４のオペレータ室５２に、監視モニタＰＣ５４とパトライト５６とを備えている。監視モニタＰＣ５４は、例えば、制御手段３０や各センサ等から得られる情報を適宜利用して、重機１４の三次元的な位置や姿勢等の、重機１４を利用して浚渫作業を行う際に有用な情報を、重機１４の作業者に対して表示するものである。又、パトライト５６は、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近状態を、距離に応じた２段階に分けて、重機１４の作業者に伝達するものであり、例えば、発報手段５６ａとして赤色パトライト、注意喚起手段５６ｂとして黄色パトライトを含むものである。
なお、図１では、制御手段３０と第１の接近検出手段２２とを別々に示しているが、これらが同一のコンピュータで構成されていてもよい。
【００３２】
次に、図２は、浚渫作業システム１０の、重機１４の動作制限に係るスイッチ系統周辺の電気回路を概略的に示したものである。制御・解除選択スイッチ７０は、浚渫作業システム１０が備える、重機１４の動作制限機能や、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近状態伝達機能等を、有効化或いは無効化するものであり、例えば、図１に示した作業台船１２の操船室や、重機１４のオペレータ室５２等に設置される。この制御・解除選択スイッチ７０は、浚渫作業システム１０を用いる浚渫作業に先立ち、作業台船１２の操船室や重機１４のオペレータ室５２にいる作業者により、オン（制御状態）にされるものである。
リミットスイッチ２８ａ〜２８ｄ、発報手段としての赤色パトライト５６ａ、及び、注意喚起手段としての黄色パトライト５６ｂは、夫々、図１に同符号で示したものに対応している。
【００３３】
第１のスイッチ機構７２及び第２のスイッチ機構７４は、端子１〜２間の電磁コイルに電流が流れない場合に端子３〜４間を接続し、電磁コイルに電流が流れる場合に端子３〜５間を接続するものであり、図２では電磁コイルに電流が流れていない状態を図示している。又、電磁バルブ７６は、後述する油圧制御系統において、重機１４に動作制限をかける際に用いるものであり、システム制御スイッチ７８は、図１に示した第１の接近検出手段２２が接触警戒対象物６４への作業機１６の接近を検出した場合に、オンとされるスイッチである。又、図中左下側へ延びる出力ラインは、制御・解除選択スイッチ７０の状態を制御手段３０等に出力するためのものである。
【００３４】
続いて、図３は、浚渫作業システム１０の、重機１４のブーム１６ａの動作制御に係る、ブームシリンダの油圧制御系統を概略的に示している。なお、図３では、メインの油圧ラインを実線で、操作系の油圧ラインを破線で示している。
図３において、ブーム用操作レバー８０は、重機１４のオペレータ室５２（図１参照）に設置され、作業者によるブーム１６ａの上昇や下降の操作を、ブーム１６ａの油圧制御系統に入力するためのものである。
【００３５】
ブームメインバルブ８２は、ブーム１６ａのブームシリンダ８４を、伸長、縮退、或いは、状態維持させるように制御するものである。すなわち、ブームシリンダ８４を伸長させる場合は、ブームシリンダ８４が伸長する方向へ作動油が流れるように、ブームシリンダ８４を、ポンプ８６により作動油が供給されるポンプラインと、タンク８８へ作動油が逃がされるタンクラインとに接続する。一方、ブームシリンダ８４を縮退させる場合は、ブームシリンダ８４が縮退する方向へ作動油が流れるように、ブームシリンダ８４をポンプラインとタンクラインとに接続し、ブームシリンダ８４の状態を維持する場合は、ブームシリンダ８４をポンプラインとタンクラインとに接続しない中立位置となる。ブームメインバルブ８２のこれらの切り替えは、ブーム用操作レバー８０の入力を受けて、操作系油圧ラインＬ１及びＬ２を介して、ブームメインバルブ８２のスプール位置が変更されることで行われる。
【００３６】
又、電磁バルブ７６は、図２に示したスイッチ系統における制御に応じて、ブーム用操作レバー８０からのブーム１６ａの上昇操作に係る操作系油圧ラインＬ１を、タンク８８へ作動油を逃がすタンクラインへ接続するものである。この電磁バルブ７６を含む操作系油圧ラインＬ１は、重機１４の作業機１６の動作を制限する動作制限手段２６に含まれるものである。
なお、アーム１６ｂの動作制御に係るアームシリンダの油圧制御系統についても、図３と同様の回路構成となる。
【００３７】
次に、上述した浚渫作業システム１０を用いて実行される、本発明の実施の形態に係る浚渫作業方法について、図４に示すフロー図の流れに沿って概略的に説明する。なお、本説明では、橋桁（高架物）を水上で支える橋脚（構造物）周辺を浚渫範囲として、橋桁及び橋脚を接触警戒対象物に設定した場合について説明する。又、浚渫作業システム１０の構成については、適宜、図１を参照されたい。
Ｓ１０（制御・解除選択スイッチ判定）：制御手段３０により、図２に示した制御・解除選択スイッチ７０の状態を判定する。そして、制御・解除選択スイッチ７０が制御状態、すなわち、図２においてオンである場合（ＮＯ）は、Ｓ２０へ移行する。一方、制御・解除選択スイッチ７０が解除状態、すなわち、図２においてオフである場合（ＹＥＳ）は、Ｓ９０へ移行する。なお、図２に示したように、制御手段３０には、制御・解除選択スイッチ７０の状態が、出力ラインを介して送信されている。
【００３８】
Ｓ２０（台船の位置、姿勢測定）：台船位置測定手段３４及び台船姿勢測定手段３６により、作業台船１２の位置及び姿勢を測定する。すなわち、ＧＰＳを利用して作業台船１２の位置を特定し、傾斜計３８により作業台船１２の傾きを測定し、喫水計４０により作業台船１２の喫水を測定する。これらの測定は、浚渫作業が終了するまで継続的に行うものとし、測定結果を、順次、第１の接近検出手段２２や制御手段３０等に送信する。
Ｓ３０（潮位測定）：潮位測定手段４８により、浚渫範囲周辺の潮位を測定する。すなわち、浚渫範囲近傍の岸壁等に設置した潮位計により潮位を測定する。この測定は、浚渫作業が終了するまで継続的に行うものとし、測定結果を、順次、第１の接近検出手段２２や制御手段３０等に送信する。
【００３９】
Ｓ４０（重機の姿勢測定）：重機姿勢測定手段４２により、重機１４の姿勢を測定する。すなわち、傾斜計４４ａによりブーム１６ａの傾きを測定し、傾斜計４４ｂによりアーム１６ｂの傾きを測定し、旋回角検出器４６により作業台船１２に対する重機１４の旋回角を測定する。これらの測定は、浚渫作業が終了するまで継続的に行うものとし、測定結果を、順次、第１の接近検出手段２２や制御手段３０等に送信する。
Ｓ５０（作業機の位置算出）：制御手段３０により、重機１４の作業機１６の位置を算出する。具体的には、例えば、台船位置測定手段３４から取得する作業台船１２の位置データから、作業台船１２に搭載された重機１４の位置を特定し、更に、重機姿勢測定手段４２から取得する重機１４の姿勢データを加味することで、重機１４の旋回動作や作業機１６の上昇及び下降動作により変化する、作業機１６の位置を算出する。
【００４０】
Ｓ６０（作業機の位置判定）：制御手段３０により、重機１４の作業機１６が、予め設定した警戒範囲内にあるか否かを判定する。具体的には、図５に示すように、接触警戒対象物６４である橋桁６６及び橋脚６８に対して作業機１６が接触する虞のある範囲を、橋桁６６及び橋脚６８の座標等に基づいて、予め警戒範囲Ａとして設定し、上記Ｓ５０での算出結果から、作業機１６が警戒範囲Ａ内にあるか否かを判定する。すなわち、重機１４を搭載した作業台船１２が警戒範囲Ａの方向へ進むことで、作業機１６が警戒範囲Ａに入る場合、警戒範囲Ａの近傍で重機１４が旋回動作を行って、作業機１６が警戒範囲Ａに入る場合、或いは、警戒範囲Ａ内で浚渫作業を行っている場合等は、作業機１６が警戒範囲Ａ内にあると判定し（ＹＥＳ）、Ｓ７０へ移行する。一方、作業台船１２が警戒範囲Ａから離れる方向へ進むことで、作業機１６が警戒範囲Ａから出る場合、警戒範囲Ａの近傍で重機１４が旋回動作を行って、作業機１６が警戒範囲Ａから出る場合、或いは、警戒範囲Ａから離れた位置で浚渫作業を行っている場合等は、作業機１６が警戒範囲Ａ外にあると判定し（ＮＯ）、Ｓ８０へ移行する。
【００４１】
Ｓ７０（衝突防止機能オン）：上記Ｓ６０における判定の結果、作業機１６が警戒範囲Ａ内にあると判定した場合は、制御手段３０により、衝突防止機能をオンとし、動作制限手段２６により重機１４の動作を制限する機能を有効にする。
Ｓ８０（衝突防止機能オフ）：上記Ｓ６０における判定の結果、作業機１６が警戒範囲Ａ外にあると判定した場合は、制御手段３０により、衝突防止機能をオフとし、動作制限手段２６により重機１４の動作を制限する機能を無効にする。
ここで、上記Ｓ７０、Ｓ８０において、動作制限手段２６による重機１４の動作制限機能を有効又は無効にする方法として、例えば、図２に示した電気回路において、電磁バルブ７６に電流を供給するラインや、第１のスイッチ機構７２の制御に係るラインに、制御手段３０により制御されるスイッチ機能を持たせる方法等が挙げられる。
【００４２】
Ｓ９０（通常運転）：制御・解除選択スイッチ７０が解除状態であるため、或いは、作業機１６が警戒範囲Ａ外にあり、作業機１６が橋桁６６や橋脚６８に接触する虞のない範囲での作業となるため、接触警戒対象物６４により作業空間の制約を受けない場合と同様に浚渫作業を行う。なお、通常運転中も、継続的に制御・解除選択スイッチ７０の状態を監視するため、図４のフロー図では、説明の便宜上、Ｓ１０へ復帰している。
【００４３】
Ｓ１００（第１の接近段階判定）：重機１４の作業機１６が、予め設定した第１の接近段階にあるか否かを判定する。ここで、本発明の実施の形態に係る浚渫作業方法では、浚渫作業システム１０が備える第２の接近検出手段２４を利用して、作業機１６が第１の接近段階にあるか否かを判定する。すなわち、浚渫作業中の作業機１６の動作に伴い、第２の接近検出手段２４の、ブーム用触覚スイッチ２４ｂとアーム用触覚スイッチ２４ｄとの何れか一方又は双方が、橋桁６６や橋脚６８に接触した場合に、作業機１６が第１の接近段階にあると判定する。そして、ブーム用触覚スイッチ２４ｂやアーム用触覚スイッチ２４ｄが橋桁６６や橋脚６８に接触しており、作業機１６が第１の接近段階にあると判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ１１０へ移行する。この際、ブーム用触覚スイッチ２４ｂやアーム用触覚スイッチ２４ｄが、橋桁６６や橋脚６８に接触していることで、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ｂやアーム用リミットスイッチ２８ｄがオンとなる。
一方、ブーム用触覚スイッチ２４ｂとアーム用触覚スイッチ２４ｄとが橋桁６６や橋脚６８に接触しておらず、作業機１６が第１の接近段階にないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ１２０へ移行する。この場合は、ブーム用触覚スイッチ２４ｂとアーム用触覚スイッチ２４ｄとが、橋桁６６や橋脚６８に接触していないため、ブーム用リミットスイッチ２８ｂとアーム用リミットスイッチ２８ｄとがオフとなる。
【００４４】
Ｓ１１０（注意喚起手段オン）：上記Ｓ１００において、作業機１６が第１の接近段階にあると判定した場合は、注意喚起手段（黄色パトライト）５６ｂをオンとする。すなわち、上記Ｓ１００において、ブーム用触覚スイッチ２４ｂやアーム用触覚スイッチ２４ｄが橋桁６６や橋脚６８に接触し、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ｂやアーム用リミットスイッチ２８ｄがオンとされたため、第２のスイッチ機構７４の端子１〜２間の電磁コイルに電流が流れ、第２のスイッチ機構７４の端子３〜５間が接続される。これにより、黄色パトライト５６ｂに電流が供給され、黄色パトライト５６ｂが点灯する。そして、作業者に対して、作業機１６が橋桁６６や橋脚６８に接近していることの注意を促すものである。
【００４５】
Ｓ１２０（注意喚起手段オフ）：上記Ｓ１００において、作業機１６が第１の接近段階にないと判定した場合は、注意喚起手段（黄色パトライト）５６ｂをオフとする。すなわち、上記Ｓ１００において、ブーム用触覚スイッチ２４ｂとアーム用触覚スイッチ２４ｄとが橋桁６６や橋脚６８に接触しておらず、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ｂやアーム用リミットスイッチ２８ｄがオフとされたため、第２のスイッチ機構７４の端子１〜２間の電磁コイルに電流が流れず、第２のスイッチ機構７４の端子３〜４間が接続される。これにより、黄色パトライト５６ｂに電流が供給されず、黄色パトライト５６ｂが消灯する。
Ｓ１３０（作業継続）：重機１４の作業機１６が、警戒範囲Ａ内にはあるが、第１の接近段階ではないため、浚渫作業を続行する。なお、その後も継続的に作業機１６の位置を監視するため、図４のフロー図では、説明の便宜上、Ｓ６０へ復帰している。
【００４６】
Ｓ１４０（第２の接近段階判定）：重機１４の作業機１６が、予め設定した第２の接近段階にあるか否かを判定する。ここで、本発明の実施の形態に係る浚渫作業方法では、浚渫作業システム１０が備える第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４との双方を利用して、作業機１６が第２の接近段階にあるか否かを判定する。まず、第１の接近検出手段２２を利用する場合について説明すると、予め、第１の接近検出手段２２に、橋桁６６と橋脚６８との座標等を入力し、更に、橋桁６６及び橋脚６８に対して作業機１６が接近していることを判定するための、橋桁６６及び橋脚６８と作業機１６との間の適切な所定距離を設定する。そして、台船位置測定手段３４、台船姿勢測定手段３６、重機姿勢測定手段４２、潮位測定手段４８等で測定した各測定データから、作業機１６の位置を継続的に算出し、橋桁６６及び橋脚６８から上記の所定距離だけ離れた位置に作業機１６が達しているか否かを監視する。例えば、図６（ａ）に示すように、橋桁６６の下の、橋脚６８から離れた位置で浚渫作業を行う場合は、橋桁６６から所定距離だけ離れた位置に、仮想的に制限ラインＣを設定し、この制限ラインＣに作業機１６が達しているか否かを監視する。そして、浚渫作業中の作業機１６の動作に伴い、作業機１６が制限ラインＣに達したら、第２の接近段階にあると判定する。
【００４７】
一方、第２の接近検出手段２４を利用する場合は、浚渫作業中の作業機１６の動作に伴い、第２の接近検出手段２４の、ブーム用触覚スイッチ２４ａとアーム用触覚スイッチ２４ｃとの何れか一方又は双方が、橋桁６６や橋脚６８に接触した場合に、作業機１６が第２の接近段階にあると判定する。例えば、図６（ｂ）に示すように、ブーム用触覚スイッチ２４ａやアーム用触覚スイッチ２４ｃが橋桁６６に接触するときの、ブーム１６ａやアーム１６ｂの上端位置を、仮想的に制限ラインＣ´として設定する。この場合、ブーム１６ａやアーム１６ｂが制限ラインＣ´に達すると、ブーム用触覚スイッチ２４ａやアーム用触覚スイッチ２４ｃが橋桁６６に接触することとなるため、第２の接近段階にあると判定するものである。
【００４８】
そして、第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４との、何れか一方又は双方により、作業機１６が第２の接近段階にあると判定した場合（ＹＥＳ）は、Ｓ１５０へ移行する。ここで、第１の接近検出手段２２により第２の接近段階にあると判定した場合は、制御手段３０により、図２に示したシステム制御スイッチ７８をオンとする。又、第２の接近検出手段２４により第２の接近段階にあると判定した場合は、ブーム用触覚スイッチ２４ａやアーム用触覚スイッチ２４ｃが、橋桁６６や橋脚６８に接触した状態であるため、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ａやアーム用リミットスイッチ２８ｃがオンとなる。
一方、第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４との双方により、作業機１６が第２の接近段階にないと判定した場合（ＮＯ）は、Ｓ１７０へ移行する。この場合は、制御手段３０により、図２に示したシステム制御スイッチ７８をオフとする。又、ブーム用触覚スイッチ２４ａとアーム用触覚スイッチ２４ｃとが、橋桁６６や橋脚６８に接触していない状態であるため、ブーム用リミットスイッチ２８ａとアーム用リミットスイッチ２８ｃとがオフとなる。
【００４９】
Ｓ１５０（動作制限、発砲手段オン）：上記Ｓ１４０において、作業機１６が第２の接近段階にあると判定した場合は、動作制限手段２６により重機１４に動作制限をかけると共に、発報手段（赤色パトライト）５６ａをオンとする。すなわち、上記Ｓ１４０において、図２に示したシステム制御スイッチ７８、ブーム用触覚スイッチ２４ａ、アーム用触覚スイッチ２４ｃのうち、少なくとも１つがオンとされたため、第１のスイッチ機構７２の端子１〜２間の電磁コイルに電流が流れ、第１のスイッチ機構７４の端子３〜５間が接続される。これにより、電磁バルブ７６と赤色パトライト５６ａとに電流が供給されるため、電磁バルブ７６のスプール位置が変更されて、重機１４に動作制限がかかると共に、赤色パトライト５６ａが点灯する。なお、本発明の実施の形態に係る浚渫作業方法において、動作制限手段２６による重機１４の動作制限には、橋桁６６に対する作業機１６の接近を検出した場合の、ブーム１６ａ及びアーム１６ｂの上昇動作の遮断、橋脚６８に対する作業機１６の接近を検出した場合の、ブーム１６ａ及びアーム１６ｂの上昇及び下降動作の遮断、橋桁６６及び橋脚６８に対する作業機１６の接近を検出した場合の、重機１４の旋回動作の遮断等が含まれる。
【００５０】
ここで、動作制限手段２６の電磁バルブ７６を用いて、重機１４に動作制限をかける方法について説明する。まず、重機１４に動作制限をかけないときの油圧制御について、図３に示したブームシリンダ８４を制御する場合を例に、図７を参照して説明する。電磁バルブ７６は、電流が供給されていないと、図７（ａ）、（ｂ）に示すような状態にある。この状態で、ブーム１６ａが上昇するように、作業者によりブーム用操作レバー８０が操作されると、図７（ａ）に示すように、操作系油圧ラインＬ１にポンプラインＰが接続され、ブームメインバルブ８２に作動油が供給される。これにより、ブームメインバルブ８２のスプール位置が図７（ａ）のように変更されるため、ブームシリンダ８４が伸長する方向へ作動油が流れ、ブーム１６ａが上昇する。一方、ブーム１６ａが下降するように、作業者によりブーム用操作レバー８０が操作されると、図７（ｂ）に示すように、操作系油圧ラインＬ２にポンプラインＰが接続され、ブームメインバルブ８２に作動油が供給される。これにより、ブームメインバルブ８２のスプール位置が図７（ｂ）のように変更されため、ブームシリンダ８４が縮退する方向へ作動油が流れ、ブーム１６ａが下降する。
【００５１】
次に、重機１４に動作制限をかけるときの油圧制御について、図８を参照して説明する。電磁バルブ７６は、電流が供給されていると、図８（ａ）、（ｂ）に示すような状態にある。この状態で、ブーム１６ａが上昇するように、作業者によりブーム用操作レバー８０が操作されると、図８（ａ）に示すように、操作系油圧ラインＬ１にポンプラインＰが接続される。しかしながら、この操作系油圧ラインＬ１は、スプール位置が変更された電磁バルブ７６を介して、タンク８８へ通じるタンクラインに接続されているため、ポンプラインＰからの作動油がタンク８８へ流れ、ブームメインバルブ８２に作動油が供給されない。これにより、ブームメインバルブ８２が中立位置のままとなるため、ブームシリンダ８４が伸長せず、ブーム１６ａも上昇しない。すなわち、ブーム１６ａの上昇操作が遮断されることとなる。
【００５２】
一方、ブーム１６ａが下降するように、作業者によりブーム用操作レバー８０が操作されると、図８（ｂ）に示すように、操作系油圧ラインＬ２にポンプラインＰが接続される。すると、操作系油圧ラインＬ２は、操作系油圧ラインＬ１と異なり、電磁バルブ７６に接続されていないため、図７（ｂ）に示した場合と同様に、ブームメインバルブ８２に作動油が供給され、ブームメインバルブ８２のスプール位置が図８（ｂ）のように変更される。これにより、ブームシリンダ８４が縮退する方向へ作動油が流れ、ブーム１６ａが下降する。すなわち、電磁バルブ７６のスプール位置が変更されていても、ブーム１６ａの下降操作は遮断されずに、作業者の操作に従ってブーム１６ａが下降する。
【００５３】
上記では、ブーム１６ａの上昇動作に制限をかける場合を例に説明したが、アーム１６ｂの上昇動作に制限をかける場合も、上記説明と同様である。又、ブーム１６ａやアーム１６ｂの、上昇動作及び下降動作の双方に制限をかける場合は、上昇動作に制限をかける必要がある方向から、作業機１６が接触警戒対象物６４へ接近したときに作動させる電磁バルブ７６を、操作系油圧ラインＬ１に設置し、更に、下降動作に制限をかける必要がある方向から、作業機１６が接触警戒対象物６４へ接近したときに作動させる電磁バルブ７６を、操作系油圧ラインＬ２に設置すればよい。又、重機１４の旋回動作に制限をかける場合は、右旋回動作と左旋回動作とを別々に、或いは、右旋回動作と左旋回動作とを同時に遮断するように、操作系油圧ラインに電磁バルブを設置すればよい。
【００５４】
Ｓ１６０（接触対象物からの退避動作）：接触警戒対象物６４である橋桁６６や橋脚６８からの退避動作を行う。例えば、図６に示すように、作業機１６が制限ラインＣ（Ｃ´）に達して、ブーム１６ａやアーム１６ｂの上昇動作に制限がかけられている場合には、重機１４を操縦する作業者が、ブーム１６ａやアーム１６ｂの下降操作を行い、橋桁６６から離れる方向へ作業機１６を移動させる。そして、作業機１６が接触警戒対象物６４から離れたか否かを監視するため、Ｓ１４０へ復帰する。
【００５５】
Ｓ１７０（動作制限、発砲手段オフ）：上記Ｓ１４０において、作業機１６が第２の接近段階にないと判定した場合は、重機１４の動作制限を解除すると共に、発報手段（赤色パトライト）５６ａをオフとする。すなわち、上記Ｓ１４０において、図２に示したシステム制御スイッチ７８、ブーム用触覚スイッチ２４ａ、アーム用触覚スイッチ２４ｃの全てがオフとされたため、第１のスイッチ機構７２の端子１〜２間の電磁コイルに電流が流れず、第１のスイッチ機構７４の端子３〜４間が接続される。これにより、電磁バルブ７６と赤色パトライト５６ａとに電流が供給されなくなるため、電磁バルブ７６のスプール位置が図３及び図７に示した位置となり、重機１４の動作制限が解除されると共に、赤色パトライト５６ａが消灯する。
Ｓ１８０（作業継続）：重機１４の作業機１６が、第１の接近段階ではあるが、第２の接近段階ではないため、作業機１６の接触警戒対象物６４に対する接近に注意を払いながら、浚渫作業を続行する。なお、その後も継続的に作業機１６の位置を監視するため、図４のフロー図では、説明の便宜上、Ｓ１００へ復帰している。
【００５６】
なお、上述した浚渫作業方法では、第１の接近段階判定工程Ｓ１００において、第２の接近検出手段２４を用いて、第１の接近段階の判定を行っているが、第１の接近検出手段２２を用いて判定を行ってもよい。この場合には、例えば、図６（ａ）に示した制限ラインＣよりも下方に別の制限ラインを設定し、作業機１６がこの制限ラインに達したときに、第１の接近段階であると判定する。更に、第１の接近段階判定工程Ｓ１００において、第２の接近段階判定工程Ｓ１４０と同様に、第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４との双方を利用してもよい。又、第２の接近段階判定工程Ｓ１４０において、第１の接近検出手段２２と第２の接近検出手段２４との、何れか一方を利用して判定を行ってもよい。
【００５７】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、例えば、図６に示すように、橋桁６６を水上で支える橋脚６８の周辺で、浚渫作業を行う際に利用するものであり、このような環境では、橋桁６６により高さ方向が制限された低空頭での作業を含むため、浚渫作業システム１０では、少なくとも高架物６６を接触警戒対象物６４として設定する。又、浚渫作業システム１０は、図１に示すように、作業台船１２、重機１４、接近検出手段２０、動作制限手段２６、及び、制御手段３０を備えている。重機１４は、作業台船１２に搭載されており、作業機１６を用いて実際に浚渫作業を行うものである。図１における重機１４は、作業機１６としてブーム１６ａ、アーム１６ｂ、バケット１６ｃを備えるバックホウである。又、接近検出手段２０は、重機１４を搭載した作業台船１２の移動や、重機１４の作業機１６の動作に伴い、接触警戒対象物６４に対して作業機１６が接近したことを検出するものであり、動作制限手段２６は、重機１４の動作を制限するものである。
【００５８】
又、制御手段３０は、接触警戒対象物６４に対して作業機１６が接近したことを、接近検出手段２０が検出した場合に、この接近状態が解除されるまで、動作制限手段２６を利用して重機１４の動作を制限する。すなわち、接触警戒対象物６４に接近している重機１４の作業機１６が接触警戒対象物６４に更に接近するような重機１４の動作を、動作制限手段２６により抑止する。例えば、図６に示すように、橋桁６６に作業機１６が接近した場合には、橋桁６６に更に接近する方向へのブーム１６ａ及びアーム１６ｂの動作（すなわち、上昇動作）や、重機１４の旋回動作を、重機１４を操縦する作業者の操縦に関わらず、強制的に遮断する。ブーム１６ａの上昇動作を遮断する場合には、図８（ａ）に示すように、動作制限手段２６の電磁バルブ７６を利用して、ブーム用操作レバー８０からの上昇操作に係る入力を遮断する。これにより、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接触を防止することができる。
【００５９】
一方、制御手段３０は、作業機１６が接触警戒対象物６４に更に接近するような動作以外の重機１４の動作に関しては、制限手段３０により抑止しない。例えば、図６に示すように、橋桁６６に作業機１６が接近した場合には、作業機１６が橋桁６６から離れる方向への重機１４の動作、すなわち、ブーム１６ａやアーム１６ｂの下降動作は、図８（ｂ）に示すように、動作制限手段２６により制限を受けず、作業者の操縦により実行することができる。従って、接近検出手段２０による接近検出状態が解除される距離まで、作業機１６を接触警戒対象物６４から離すことで、動作制限手段２６による動作制限が解除されるため、浚渫作業を再開することができる。又、浚渫作業システム１０は、接近検出手段２０が接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近を検出する範囲まで、施工空間を確保することができるため、施工空間が必要以上に狭くなることがない。従って、低空頭の環境において、橋桁６６等への作業機１６の接触を防止しながらも、施工能力の向上を図ることができる。
【００６０】
又、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、作業台船１２の位置を測定する台船位置測定手段３４と、重機１４の姿勢を測定する重機姿勢測定手段４２とを含み、これらの測定結果を、制御手段３０が利用するものである。すなわち、制御手段３０は、接触警戒対象物６４の座標データ等に基づいて、図５に示すように、接触警戒対象物６４の周辺に予め警戒範囲Ａを設定し、更に、台船位置測定手段３４が測定した作業台船１２の位置データと、重機姿勢測定手段４２が測定した重機姿勢のデータとを利用して、重機１４の作業機１６が警戒範囲Ａ内にあるか否かを算出する（図４のＳ６０）。そして、作業機１６が警戒範囲Ａ内にあることを検出した場合に、動作制限手段２６により重機１４の動作を制限する機能を有効にするものである（図４のＳ７０）。これにより、作業機１６が警戒範囲Ａ外にある場合、すなわち、作業機１６が接触警戒対象物６４に接触する虞のない範囲では、重機１４の動作制限がかからないため、浚渫作業を円滑に行うことが可能となる。一方、作業機１６が警戒範囲Ａ内にある場合、すなわち、作業機１６が接触警戒対象物６４に接触する虞のある範囲では、重機１４の動作制限機能が有効になるため、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接触を防止しながら、浚渫作業を行うことができる。
【００６１】
更に、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、作業台船１２の姿勢を測定する台船姿勢測定手段３６と、橋脚６８周辺の潮位を測定する潮位測定手段４８とを含んでいる。又、接近検出手段２０が、これらの測定結果を利用して接触警戒対象物６４への作業機１６の接近を検出する、第１の接近検出手段２２を含むものである。すなわち、第１の接近検出手段２２は、台船位置測定手段３４が測定した作業台船１２の位置データ、台船姿勢測定手段３６が測定した台船姿勢のデータ、重機姿勢測定手段４２が測定した重機姿勢のデータ、及び、潮位測定手段４８が測定した橋脚６８周辺の潮位データを利用して、作業機１６と接触警戒対象物６４との位置関係を継続的に算出する。そして、例えば、図６（ａ）に示すように、作業機１６と橋桁６６との位置関係を監視し、作業機１６が仮想的に設定される制限ラインＣに達した場合に、橋桁６６に対して作業機１６が接近したことを検出するものである。このように、経時的に変化する潮位や、作業状況に応じて変化する台船１２の位置及び姿勢、重機１４の姿勢等を加味して、作業機１６と接触警戒対象物６４との位置関係を算出するため、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近を、より正確に検出することが可能となる。
【００６２】
又、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、図１に示すように、接近検出手段２０が第２の接近検出手段２４（２４ａ〜２４ｄ）を含むものである。この第２の接近検出手段２４は、例えば接触スイッチであり、作業機１６が接触警戒対象物６４に近づいていくときに、作業機１６よりも先に接触警戒対象物６４に接触するように、作業機１６から突出して設置される。そして、例えば、図６（ｂ）に示すように、仮想的に設定される制限ラインＣ´に作業機１６が達したときに、作業機１６よりも先に橋桁６６に接触することで、作業機１６が橋桁６６に接近していることを検出するものである。これにより、作業機１６が接触警戒対象物６４に接触するよりも早く、作業機１６が接触警戒対象物６４に接近していることを検出できるため、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接触防止の確実性を高めることができる。更に、接近検出手段２０として、上述した第１の接近検出手段２２と、第２の接近検出手段２４との双方を具備することで、より確実に、接触警戒対象物６４への作業機１６の接触を防止することが可能となる。
【００６３】
又、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、図１に示すように、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近状態を作業者に伝達するための、注意喚起手段（黄色パトライト）５６ｂと発報手段（赤色パトライト）５６ａとを含んでいる。更に、接近検出手段２０が、接触警戒対象物６４に対する作業機１６の接近を、第１の接近段階と、第１の接近段階よりも接触警戒対象物６４と作業機１６との距離が近い第２の接近段階との、２段階で検出するものである（図４のＳ１００、Ｓ１４０）。そして、制御手段３０は、接近検出手段２０が検出する第１の接近段階と第２の接近段階とで、異なる制御を行うものである。具体的には、接近検出手段２０が第１の接近段階を検出した場合、すなわち、第２の接近検出手段２４のブーム用触覚スイッチ２４ｂやアーム用触覚スイッチ２４ｄにより、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ｂやアーム用リミットスイッチ２８ｄをオンとした場合に、黄色パトライト５６ｂを点灯させることで、作業機１６が接触警戒対象物６４に接近していることを作業者に伝達し、作業者に注意を促すものである（図４のＳ１１０）。
【００６４】
一方、接近検出手段２０が第２の接近段階を検出した場合、すなわち、第１の接近検出手段２２により、図２に示したシステム制御スイッチ７８をオンとした場合、或いは、第２の接近検出手段２４のブーム用触覚スイッチ２４ａやアーム用触覚スイッチ２４ｃにより、図２に示したブーム用リミットスイッチ２８ａやアーム用リミットスイッチ２８ｃをオンとした場合に、第２の接近段階が解除されるまで、動作制限手段２６の電磁バルブ７６と赤色パトライト５６ａとに電流を供給する。そして、重機１４の動作制限として、例えば、ブーム１６ａの上昇動作に制限をかける場合には、図８（ａ）に示すように、ブーム１６ａの上昇操作に係る操作系油圧ラインＬ１に供給される作動油を、スプール位置が変更された電磁バルブ７６を介してタンク８８に逃がすことにより、ブーム１６ａの上昇動作を遮断する。又、これと同時に、赤色パトライト５６ａを点灯させることで、作業機１６が接触警戒対象物６４へ更に接近したことを作業者へ伝達するものである（図４のＳ１５０）。
【００６５】
このように、重機１４の動作に制限がかけられる第２の接近段階の前に、第１の接近段階において作業者に注意を促すことができる。このため、その後、作業者が、作業機１６が接触警戒対象物６４へそれ以上接近しないように作業を続行する（図４のＳ１８０）、或いは、作業機１６の退避動作を行う（図４のＳ１６０）ことで、接触警戒対象物６４への作業機１６の接触を防止しながらも、施工空間を最大限に利用して浚渫作業を行うことが可能となる。
【００６６】
又、本発明の実施の形態に係る浚渫作業システム１０は、図５に示すように、浚渫範囲Ｂに橋脚６８が含まれている場合には、接触警戒対象物６４として、橋桁６６に加えて橋脚６８を設定することで、橋桁６６だけではなく、橋脚６８に対しても、作業機１６の接触を防止することが可能となる。
更に、作業台船１２に搭載される重機１４として、バックホウを用いているため、接触警戒対象物６４に対するブーム１６ａやアーム１６ｂ等の接触を防止しながらも、バックホウにより効率よく浚渫作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０：浚渫作業システム、１２：作業台船、１４：重機（バックホウ）、１６：作業機、２０：接近検出手段、２２：第１の接近検出手段、２４：第２の接近検出手段、２６：動作制限手段、３０：制御手段、３４：台船位置測定手段、３６：台船姿勢測定手段、４２：重機姿勢測定手段、４８：潮位測定手段、５６ａ：発報手段、５６ｂ：注意喚起手段、６４：接触警戒対象物、６６：高架物（橋桁）、６８：構造物（橋脚）、Ａ：警戒範囲
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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