(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル施工における複数の作業工程を、外部からトンネル施工重機に供給される電流の統計的ばらつきに基づいて判別する方法であって、
前記トンネル施工重機は削孔機とコンクリート吹付機とを含み、
前記作業工程は、
前記削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、
前記コンクリート吹付機を用いてトンネルの切羽及び／又はトンネルの内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程と、
を含み、
前記電流の統計的ばらつきが第１の所定値以上である場合に、前記削孔作業工程であると判別する一方、前記電流の統計的ばらつきが、前記第１の所定値未満である第２の所定値以下である場合に、前記コンクリート吹付作業工程であると判別する、トンネル施工における作業工程判別方法。
【請求項２】
トンネル施工における複数の作業工程を、外部からトンネル施工重機に供給される電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて判別する方法であって、
前記トンネル施工重機は、高所作業用設備を備える削孔機を含み、
前記作業工程は、
前記削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、
前記高所作業用設備を用いて前記発破孔に爆薬を装填する装薬作業工程と、
を含み、
前記電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて前記削孔作業工程と前記装薬作業工程とを判別する、トンネル施工における作業工程判別方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクルの開始時刻と、前記第１の作業サイクルに続く第２の作業サイクルの開始時刻とを特定し、
特定された前記第１の作業サイクルの開始時刻と前記第２の作業サイクルの開始時刻とに基づいて、前記第１の作業サイクルのサイクルタイムを算出する、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻と、前記第１の作業サイクルに続く第２の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻とを特定し、
特定された前記第１の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻と前記第２の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻とに基づいて、前記第１の作業サイクルのサイクルタイムを算出する、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル施工における作業工程を判別する方法及びサイクルタイムを測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はトンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法を開示している。特許文献１では、各トンネル施工重機に設けられた移動無線端末の自己ＩＤ情報から切羽前に位置しているトンネル施工重機の種別を検出し、このトンネル切羽前に位置するトンネル施工重機の種別及び配置パターンから工事種別を特定することによりサイクルタイムを自動的に取得している。
【０００３】
特許文献２は、トンネル施工に用いられる集塵機の運転制御装置が、削孔作業工程を検出する削孔作業工程検出センサと、吹付作業工程を検出する吹付作業工程検出センサとを備えることを開示している。特許文献２の段落番号００３６には、削孔作業工程検出センサが、ドリルジャンボの稼動電流を検出するものであることが記載されている。特許文献２の段落番号００２４には、吹付作業工程検出センサが、コンクリート吹付機の稼動電流を検出するものであることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９６３１５号公報
【特許文献２】特開２００７−６３８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の技術を用いてトンネル施工における作業工程の判別を行う場合には、各トンネル施工重機毎に移動無線端末を設置しなければならない。また、移動無線端末と無線通信可能な多数の無線ノードをトンネル内に点在配置して多数の無線ノードによって無線通信ネットワークを構築しなければならない。ゆえに、トンネル施工における作業工程の判別を行うために大がかりなシステムを構築しなければならず、また、当該システムの構築に多額の費用がかかるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に開示の技術では、削孔作業工程を検出する検出センサと、吹付け作業工程を検出するセンサとを各別に設けている。それゆえ、トンネル施工における作業工程の判別を行うために多数のセンサを設ける必要があった。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑み、簡素な構成で、トンネル施工における作業工程の判別を行うこと、及び、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのため本発明の第１態様において、トンネル施工における作業工程判別方法は、トンネル施工における複数の作業工程を、外部からトンネル施工重機に供給される電流の統計的ばらつきに基づいて判別する方法である。トンネル施工重機は削孔機とコンクリート吹付機とを含む。前記作業工程は、削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、コンクリート吹付機を用いてトンネルの切羽及び／又はトンネルの内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程と、を含む。前記電流の統計的ばらつきが第１の所定値以上である場合に、削孔作業工程であると判別する一方、前記電流の統計的ばらつきが、第１の所定値未満である第２の所定値以下である場合に、コンクリート吹付作業工程であると判別する。
本発明の第２態様において、トンネル施工における作業工程判別方法は、トンネル施工における複数の作業工程を、外部からトンネル施工重機に供給される電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて判別する方法である。トンネル施工重機は、高所作業用設備を備える削孔機を含む。前記作業工程は、削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、高所作業用設備を用いて発破孔に爆薬を装填する装薬作業工程と、を含む。前記電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて削孔作業工程と装薬作業工程とを判別する。
【０００９】
本発明の第３態様では、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法として、前述のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクルの開始時刻と、第１の作業サイクルに続く第２の作業サイクルの開始時刻とを特定し、特定された第１の作業サイクルの開始時刻と第２の作業サイクルの開始時刻とに基づいて、第１の作業サイクルのサイクルタイムを算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部からトンネル施工重機に供給される電流の平均値又は電流の統計的ばらつきに基づいて作業工程を判別する。これにより、複数の作業工程を判別する際に、トンネル施工重機毎に移動無線端末を設ける必要はなく、また、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における作業工程の判別やサイクルタイムの測定のためのシステム構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態におけるトンネル施工システムの受変電設備の単線結線図
【図２】前記第１実施形態におけるトンネル施工重機の概略構成を示す図
【図３】前記第１実施形態における扉が開かれた状態の分電盤の斜視図
【図４】前記第１実施形態における分電盤からホイールジャンボへの電力供給を示す図
【図５】前記第１実施形態における分電盤からコンクリート吹付機への電力供給を示す図
【図６】前記第１実施形態における作業工程判別システムの概略構成を示す図
【図７】前記第１実施形態における、分電盤の電流センサによって得られた電流の測定値の時系列データと各作業工程との関係を示す図
【図８】前記第１実施形態における各作業工程と各作業工程にて用いられるトンネル施工重機との関係を示す図
【図９】図７に示す電流の測定値の時系列データから得られた、各作業工程における電流の平均値及び標準偏差を示す図
【図１０】前記第１実施形態における作業工程判別フローを示すフローチャート
【図１１】前記第１実施形態における作業工程判別結果の一例を示す図
【図１２】前記第１実施形態におけるサイクルタイム測定フローを示すフローチャート
【図１３】前記第１実施形態における作業工程判別結果と作業サイクルとの関係を示す図
【図１４】本発明の第２実施形態における作業工程判別フローを示すフローチャート
【図１５】本発明の第３実施形態におけるトンネル施工システムの受変電設備の単線結線図
【図１６】前記第３実施形態における分電盤からホイールジャンボへの電力供給を示す図
【図１７】前記第３実施形態における分電盤からコンクリート吹付機への電力供給を示す図
【図１８】前記第３実施形態における作業工程判別システムの概略構成を示す図
【図１９】本発明の第４実施形態における作業工程判別システムの概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態におけるトンネル施工システム１の受変電設備の単線結線図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、トンネル施工重機に含まれるホイールジャンボ１０及びコンクリート吹付機５０の概略構成を示す。ここで、トンネル施工重機とは、トンネル１０１の施工に用いられる重機である。
【００１３】
トンネル施工システム１は、地山１００をダイナマイト等の爆薬を用いて発破掘削してトンネル１０１を形成するためのものである。トンネル施工システム１は、ホイールジャンボ１０及びコンクリート吹付機５０を含む。ここで、ホイールジャンボ１０が本発明の「削孔機」に対応する。
【００１４】
トンネル施工システム１では、その受電点１１１にて、外部（例えば電力会社）からの三相６，６００Ｖの電力を受電する。電線である幹線１１２は、受電点１１１からトンネル１０１の坑口１０２まで延び、更に、トンネル１０１の坑口１０２からトンネル１０１の切羽１０３側に向けて延長されている。尚、本実施形態では、幹線１１２において、便宜上、受電点１１１側を上流側と称する一方、切羽１０３側を下流側と称する。
【００１５】
幹線１１２のうちトンネル１０１外に位置する部分には、受電点１１１より下流に向かって順に、断路器ＤＳ及び遮断器ＣＢが介装されている。
トンネル１０１内には、複数（図１では３台）の変圧器１１３が、トンネル軸方向に沿って順に略等間隔に（例えば５００ｍ間隔で）設置されている。各変圧器１１３は、電線である支線１１４を介して、坑内の幹線１１２に接続されている。変圧器１１３は、１次側が６，６００Ｖであり、２次側が例えば４００〜４４０Ｖ程度である。
【００１６】
トンネル１０１内に位置する変圧器１１３にて例えば４００〜４４０Ｖ程度に降圧された電力は、分電盤１１５を介して、ホイールジャンボ１０及びコンクリート吹付機５０に供給され得る。ここで、分電盤１１５と変圧器１１３とは電線１１６を介して接続されている。
【００１７】
図３は、扉１２１が開かれた状態の分電盤１１５の斜視図である。
分電盤１１５は、１つの面が開口した矩形箱状の筐体１２０と、筐体１２０の開口を塞ぐための開閉自在な扉１２１と、筐体１２０内に収納された遮断器１２２と、１次側電線１２３と、２次側電線１２４と、を有する。１次側電線１２３は、遮断器１２２の上流側（１次側）と電線１１６とを接続している。２次側電線１２４は、遮断器１２２の下流側（２次側）と、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５から繰り出された給電用ケーブル１６（後述する図４参照）とを接続し得る。また、２次側電線１２４は、遮断器１２２の下流側（２次側）と、コンクリート吹付機５０のケーブルリール５８から繰り出された給電用ケーブル５９（後述する図５参照）とを接続し得る。
【００１８】
遮断器１２２は、例えば、所定値以上の過大な電流が流れたときに１次側電線１２３及び２次側電線１２４に流れる電流を断つように構成されている。
２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６には、２次側電線１２４を流れる電流を測定するための電流センサ１３１（後述する図６参照）として、例えば架線電流計（クランプメータ）が設けられる。この架線電流計は、２次側電線１２４の電流による磁界を測ることによって２次側電線１２４の電流を間接的に測定し得る。尚、電流センサ１３１の種類は架線電流計に限らない。
【００１９】
分電盤１１５は、トンネル１０１内を走行可能な台車（図示せず）に搭載されてもよい。分電盤１１５は、トンネル１０１内における切羽１０３側に配置され得る。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、ホイールジャンボ１０は、アウトリガ（図示せず）を備える自走式のベースマシン１１と、ベースマシン１１の先端に設けられて切羽面の削孔を行う削孔用ドリフター１２と、ベースマシン１１の上部に上下揺動可能に支持され、かつ伸縮可能なブーム１３と、ブーム１３の先端に配置されたバスケット１４とを備えている。バスケット１４は、後述する削孔作業工程時（作業工程Ｐ１時）において作業監視用の作業員が配備される場所であり、また、後述する装薬作業工程時（作業工程Ｐ２時）において装薬作業を行う作業員が配置される場所である。バスケット１４については、デッキプレート１４ａの周囲を手すり１４ｂで囲うことによって作業員の安全を確保している。ここで、ブーム１３及びバスケット１４により、「高所作業用設備」の機能が実現され得る。
【００２１】
ここで、本実施形態では、ホイールジャンボ１０が２つの削孔用ドリフター１２と２つのバスケット１４（ブーム１３）とを備えるとして以下説明するが、削孔用ドリフター１２とバスケット１４（ブーム１３）とについては、各々が１つずつであってもよく、又は、各々が３つ以上であってもよい。
【００２２】
ベースマシン１１は、その走行駆動源としてエンジン（図示せず）を備えている。
また、ベースマシン１１はケーブルリール１５を備えている。ケーブルリール１５は、削孔用ドリフター１２及びブーム１３を駆動するための電力を供給する給電用ケーブル１６（後述する図４参照）を巻回するものである。尚、ケーブルリールの一例が特開２０１５−２１８０６０号公報に開示されている。
【００２３】
図４は、分電盤１１５からホイールジャンボ１０への電力供給を示す図である。
本実施形態では、ベースマシン１１は２つの電動モータ１７を備えている。電動モータ１７は、その最大使用電力が５５ｋＷである。尚、本実施形態では、ベースマシン１１が２つの電動モータ１７を備えているが、ベースマシン１１が１つの電動モータ１７のみを備えてもよく、又は、３つ以上の電動モータ１７を備えてもよい。また、本実施形態では、電動モータ１７の最大使用電力が５５ｋＷであるが、電動モータ１７の最大使用電力はこれに限らない。
【００２４】
電動モータ１７は電線１８を介してケーブルリール１５（換言すれば、給電用ケーブル１６の下流側端部）に接続されている。給電用ケーブル１６の上流側端部が分電盤１１５の２次側電線１２４に接続されると、分電盤１１５から、ケーブルリール１５を介して、２つの電動モータ１７に電力が供給される。電動モータ１７は、削孔用ドリフター１２及びブーム１３の駆動源である。ここで、ホイールジャンボ１０は、電気駆動の作動機器として電動モータ１７を備えている。
尚、ホイールジャンボ（ドリルジャンボ）の一例が特開２０００−１７０４９０号公報に開示されている。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、コンクリート吹付機５０は、アウトリガ（図示せず）を備える自走式のベースマシン５１と、ベースマシン５１の先端に設けられて起伏及び伸縮自在なアーム５２と、アーム５２に支持されてコンクリートを吹き付ける吹付ノズル５３と、支保工建込用のエレクター５４と、ベースマシン５１の上部に上下揺動可能に支持され、かつ伸縮可能なブーム５５と、ブーム５５の先端に配置されたバスケット５６とを備えている。バスケット５６は、前述のバスケット１４と同様の構成である。ブーム５５及びバスケット５６により「高所作業用設備」の機能が実現され得る。エレクター５４の先端には、支保工を把持するための把持部５７が設けられている。
【００２６】
ここで、本実施形態では、コンクリート吹付機５０が２つのエレクター５４と２つのバスケット５６（ブーム５５）とを備えるとして以下説明するが、エレクター５４とバスケット５６（ブーム５５）とについては、各々が１つずつであってもよく、又は、各々が３つ以上であってもよい。また、本実施形態では、コンクリート吹付機５０が１つの吹付ノズル５３（アーム５２）を備えるとして以下説明するが、吹付ノズル５３（アーム５２）については２つ以上であってもよい。
【００２７】
ベースマシン５１は、その走行駆動源としてエンジン（図示せず）を備えている。
また、ベースマシン５１はケーブルリール５８を備えている。ケーブルリール５８は、アーム５２、エレクター５４及びブーム５５を駆動するための電力と、吹付ノズル５３からコンクリートを吹き付けるための電力とを供給する給電用ケーブル５９（後述する図５参照）を巻回するものである。
【００２８】
図５は、分電盤１１５からコンクリート吹付機５０への電力供給を示す図である。
本実施形態では、ベースマシン５１は２つの空気圧縮機（エアコンプレッサ）６１，６２と、コンクリートポンプ６３と、図示しない油圧ポンプの駆動源となる電動モータ６４とを備えている。空気圧縮機６１は、その最大使用電力が７５ｋＷである。空気圧縮機６２は、その最大使用電力が３７ｋＷである。コンクリートポンプ６３は、その最大使用電力が３０ｋＷである。電動モータ６４は、その最大使用電力が２２ｋＷである。尚、本実施形態では、ベースマシン５１が２つの空気圧縮機６１，６２を備えているが、ベースマシン５１が１つの空気圧縮機のみを備えてもよく、又は、３つ以上の空気圧縮機を備えてもよい。また、本実施形態では、ベースマシン５１が１つのコンクリートポンプ６３を備えているが、ベースマシン５１が２つ以上のコンクリートポンプを備えてもよい。また、本実施形態では、ベースマシン５１が１つの電動モータ６４を備えているが、ベースマシン５１が２つ以上の電動モータを備えてもよい。また、本実施形態では、空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４の最大使用電力が、それぞれ、７５ｋＷ、３７ｋＷ、３０ｋＷ、及び２２ｋＷであるが、空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４の最大使用電力はこれらに限らない。
【００２９】
空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４は電線６５を介してケーブルリール５８（換言すれば、給電用ケーブル５９の下流側端部）に接続される。給電用ケーブル５９の上流側端部が分電盤１１５の２次側電線１２４に接続されると、分電盤１１５から、ケーブルリール５８を介して、空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４に電力が供給される。空気圧縮機６１，６２、及びコンクリートポンプ６３は、吹付ノズル５３からコンクリートを空気と共に吹き付けるための駆動源（換言すればコンクリート及び空気を昇圧する昇圧手段）である。また、本実施形態では、電動モータ６４を駆動源とする油圧ポンプ（図示せず）を油圧源として、油圧作動のアーム５２、エレクター５４及びブーム５５が作動し得る。ここで、コンクリート吹付機５０は、電気駆動の作動機器として、空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４を備えている。
尚、支保工建込用のエレクターを備えるコンクリート吹付機の一例が特開２００７−２１７９４３号公報に開示されている。
【００３０】
図６は、作業工程判別システム２の概略構成を示す図である。
トンネル施工システム１は作業工程判別システム２を有している。
作業工程判別システム２は、電流センサ１３１と、処理装置１３２と、記録装置１３３と、表示装置１３４と、を備える。作業工程判別システム２のうち、処理装置１３２と、記録装置１３３と、表示装置１３４とについては、例えば、トンネル工事現場の詰所に配置され得る（すなわち、分電盤１１５より離れた位置に配置され得る）。
【００３１】
電流センサ１３１と処理装置１３２とは信号線１６０を介して接続されている。処理装置１３２と記録装置１３３とは信号線１６１を介して接続されている。処理装置１３２と表示装置１３４とは信号線１６３を介して接続されている。尚、本実施形態では、電流センサ１３１と、処理装置１３２と、記録装置１３３と、表示装置１３４とを信号線１６０〜１６２で接続することで相互間の通信を行っているが、この他、信号線１６０〜１６２の少なくとも１つを無線通信機器（送信機及び受信機）に変更して相互間の無線通信を行うようにしてもよい。
【００３２】
電流センサ１３１は、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流を測定するものである。電流センサ１３１は、２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６に設けられている。
【００３３】
処理装置１３２は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等を備え、各種演算処理を行う。処理装置１３２は、電流測定値時系列データ生成部１４１、電流平均値算出部１４２、電流平均値時系列データ生成部１４３、電流ばらつき算出部１４４、電流ばらつき時系列データ生成部１４５、作業工程判別部１４６、作業工程時系列データ生成部１４７、時計１４８、及び、サイクルタイム測定部１４９を有する。
【００３４】
電流測定値時系列データ生成部１４１は、電流センサ１３１から得られる電流の測定値と時計１４８から得られる時刻とを関連付けて、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流の時系列データ（電流の測定値の時系列データ）を生成する。
【００３５】
電流平均値算出部１４２は、電流測定値時系列データ生成部１４１にて生成された電流の測定値の時系列データを用いて、所定時間における電流の平均値（電流の測定値の平均値）を算出する。この電流の平均値については、前記所定時間に含まれる１つの時刻と関連付けられる。
【００３６】
電流平均値時系列データ生成部１４３は、電流平均値算出部１４２にて算出された電流の平均値（前述のように時刻と関連付けられたもの）を用いて、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流の平均値の時系列データを生成する。
【００３７】
電流ばらつき算出部１４４は、電流測定値時系列データ生成部１４１にて生成された電流の測定値の時系列データと、電流平均値算出部１４２にて算出された電流の平均値（前述のように時刻と関連付けられたもの）とを用いて、前記所定時間における電流の統計的ばらつき（電流の測定値の統計的ばらつき）を算出する。この電流の統計的ばらつきについては、前記所定時間に含まれる１つの時刻と関連付けられる。ここで、統計的ばらつきは、分散、標準偏差、分散の定数倍の値、標準偏差の定数倍の値のいずれかであり得る。
【００３８】
電流ばらつき時系列データ生成部１４５は、電流ばらつき算出部１４４にて算出された電流の統計的ばらつき（前述のように時刻と関連付けられたもの）を用いて、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流の統計的ばらつきの時系列データを生成する。
【００３９】
作業工程判別部１４６は、電流平均値算出部１４２にて算出された電流の平均値（前述のように時刻と関連付けられたもの）、又は、電流ばらつき算出部１４４にて算出された電流の統計的ばらつき（前述のように時刻と関連付けられたもの）を用いて、前記所定時間における作業工程を判別する。この判別された作業工程については、前記所定時間に含まれる１つの時刻と関連付けられる。
【００４０】
作業工程時系列データ生成部１４７は、作業工程判別部１４６にて判別された作業工程（前述のように時刻と関連付けられたもの）を用いて、作業工程の時系列データを生成する。
【００４１】
サイクルタイム測定部１４９は、作業工程時系列データ生成部１４７にて生成された作業工程の時系列データを用いて、トンネル施工における作業サイクルのサイクルタイムを算出する。
【００４２】
記録装置１３３はプリンタと記憶装置との少なくとも一方を含む。記録装置１３３がプリンタを含む場合には、当該プリンタによって、前述の電流の測定値の時系列データ、電流の平均値の時系列データ、電流の統計的ばらつきの時系列データ、作業工程の時系列データ、及び、サイクルタイムの算出結果が紙等に印刷される。記録装置１３３が記憶装置を含む場合には、当該記憶装置が、前述の電流の測定値の時系列データ、電流の平均値の時系列データ、電流の統計的ばらつきの時系列データ、作業工程の時系列データ、及び、サイクルタイムの算出結果を記憶する。
【００４３】
表示装置１３４は、前述の電流の測定値の時系列データ、電流の平均値の時系列データ、電流の統計的ばらつきの時系列データ、作業工程の時系列データ、及び、サイクルタイムの算出結果を表示するものであり、例えばディスプレイである。
【００４４】
次に、作業工程判別システム２により実現される、トンネル施工における作業工程判別方法について、図７〜図１１を用いて説明する。
【００４５】
図７は、分電盤１１５の電流センサ１３１によって得られた電流の測定値の時系列データと作業工程Ｐ１〜Ｐ６との関係を示す図である。図８は、作業工程Ｐ１〜Ｐ６と、作業工程Ｐ１〜Ｐ６にて用いられるトンネル施工重機（特に分電盤１１５から電力が供給されるホイールジャンボ１０及びコンクリート吹付機５０）との関係を示す図である。図９は、図７に示す電流の測定値の時系列データから得られた、作業工程Ｐ１〜Ｐ６における電流の平均値Ｑｓａ及び標準偏差σｓを示す図である。図１０は、作業工程判別フローを示すフローチャートである。図１１は、作業工程判別結果の一例を示す図である。
【００４６】
本実施形態では、作業工程の判別が、主として前述の電流の平均値に基づいて行われるとして、以下説明する。尚、後述する本発明の第２実施形態では、作業工程の判別が、主として前述の電流の統計的ばらつきに基づいて行われる場合について説明する。後述する第２実施形態では、前述の統計的ばらつきとして標準偏差が用いられる。
【００４７】
本実施形態では、図１０に示す作業工程判別フローを実行するに先立って、準備段階として、図１０に示す作業工程判別フローにて用いられる複数の作業工程判別閾値を設定する。
図７は、前述の準備段階で取得された電流の測定値Ｑｍの時系列データと作業工程Ｐ１〜Ｐ６との関係を示している。ここで、電流の測定値Ｑｍの時系列データについては、前述の電流測定値時系列データ生成部１４１にて生成され得る。
【００４８】
ここで、図７に示す作業工程Ｐ１〜Ｐ６は、具体的には、以下の作業工程である。
Ｐ１：トンネル１０１の切羽１０３に発破孔を削孔する削孔作業工程。
Ｐ２：前述の発破孔にダイナマイト等の爆薬を装填する装薬作業工程。
Ｐ３：前述の爆薬を爆発させることによりトンネル１０１の切羽１０３を掘削する発破掘削工程と、この掘削によって発生したズリをトンネル１０１の切羽１０３側から坑口１０２側（トンネル１０１外）に搬出するズリ出し作業工程と、を含む掘削・ズリ出し作業工程。
Ｐ４（Ｐ４１及びＰ４２）：トンネル１０１の切羽１０３及び／又は内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程。
Ｐ５：アーチ状の複数の支保工をトンネル軸方向に互いに間隔を空けて設置する支保工建込作業工程。
Ｐ６：片付け作業を含む、段取り替え作業工程。
【００４９】
本実施形態において、図７に示す作業サイクルＣ１は、前述の作業工程Ｐ１〜Ｐ６を含む。また、作業サイクルＣ１に続く作業サイクルＣ２も前述の作業工程Ｐ１〜Ｐ６を含む。尚、本実施形態では、作業サイクルＣ１，Ｃ２はロックボルト打設作業工程を含んでいないが、作業サイクルＣ１，Ｃ２がロックボルト打設作業工程を含んでもよい。また、前述の作業工程Ｐ４（Ｐ４１及びＰ４２），Ｐ５、及びロックボルト打設作業工程については、地山状況、トンネル施工方法、及びトンネル掘削方法等に応じて適宜省略可能であり、また、順序の入れ替えが可能である。尚、後述する第１及び第２の作業サイクルＣｍ１，Ｃｍ２（図１１及び図１３参照）についても、前述の作業サイクルＣ１，Ｃ２と同様である。
本実施形態では、以上のような作業サイクルを繰り返すことで、トンネルの施工が進められる。
【００５０】
図７に示すように、時刻ｔ１０〜ｔ１１は作業工程Ｐ１である。時刻ｔ１１〜ｔ１２は作業工程Ｐ２である。時刻ｔ１２〜ｔ１３は作業工程Ｐ３である。時刻ｔ１３〜ｔ１４は作業工程Ｐ４１（作業工程Ｐ４の一部）である。時刻ｔ１４〜ｔ１５は作業工程Ｐ５である。時刻ｔ１５〜ｔ１６は作業工程Ｐ４２（作業工程Ｐ４の残部）である。時刻ｔ１６〜ｔ２０は作業工程Ｐ６である。作業サイクルＣ１のサイクルタイムは、時刻ｔ１０〜ｔ２０の間の時間（すなわち、作業サイクルＣ１の作業工程Ｐ１の開始時刻ｔ１０から作業サイクルＣ２の作業工程Ｐ１の開始時刻ｔ２０までの時間）である。
【００５１】
図８に示すように、本実施形態では、作業工程Ｐ１及びＰ２にてホイールジャンボ１０が用いられる。作業工程Ｐ１及びＰ２では、図４に示すように、分電盤１１５からの２次側電線１２４が、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５の給電用ケーブル１６に接続されている一方、コンクリート吹付機５０のケーブルリール５８の給電用ケーブル５９に接続されていない。
【００５２】
図８に示すように、本実施形態では、作業工程Ｐ４及びＰ５にてコンクリート吹付機５０が用いられる。作業工程Ｐ４及びＰ５では、図５に示すように、分電盤１１５からの２次側電線１２４が、コンクリート吹付機５０のケーブルリール５８の給電用ケーブル５９に接続されている一方、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５の給電用ケーブル１６に接続されていない。
【００５３】
尚、本実施形態では、作業工程Ｐ５にてコンクリート吹付機５０が用いられるが、作業工程Ｐ５で用いられるトンネル施工重機はこれに限らない。作業工程Ｐ５では、ホイールジャンボ１０、又は、図示しない支保工建込用のエレクターが用いられてもよい。ここで、支保工建込用のエレクターは、分電盤１１５から電力が供給されて作動可能であり、「高所作業用設備」として機能し得るものある。また、作業工程Ｐ５にてホイールジャンボ１０が用いられる場合には、図４に示すように、分電盤１１５からの２次側電線１２４が、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５の給電用ケーブル１６に接続される。
【００５４】
尚、図８に示す作業工程Ｐ３については、ズリ出し作業時に例えばホイールローダやズリ運搬ダンプなどの重機が用いられる。これら重機については、分電盤１１５から電力が供給されるものではないので、図８には記載していない。
【００５５】
作業工程Ｐ１では、分電盤１１５からホイールジャンボ１０の２つの電動モータ１７に電力が供給されて、削孔用ドリフター１２及びブーム１３が作動し得る。図９に示すように、この作業工程Ｐ１では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１５６Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが３１Ａであった。
【００５６】
作業工程Ｐ２では、分電盤１１５からホイールジャンボ１０の２つの電動モータ１７に電力が供給されて、ブーム１３が作動し得る。図９に示すように、この作業工程Ｐ２では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが８４Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが８Ａであった。
【００５７】
図９に示すように、作業工程Ｐ３では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１０Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが２Ａであった。
【００５８】
作業工程Ｐ４では、分電盤１１５からコンクリート吹付機５０の空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４に電力が供給されて、吹付ノズル５３からコンクリートが吹き付けられ得ると共に、アーム５２及びブーム５５が作動し得る。図９に示すように、この作業工程Ｐ４では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが２０２Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが２７Ａであった。
【００５９】
作業工程Ｐ５では、分電盤１１５からコンクリート吹付機５０の電動モータ６４に電力が供給されて、エレクター５４及びブーム５５が作動し得る。図９に示すように、この作業工程Ｐ５では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが５０Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが５Ａであった。尚、作業工程Ｐ５にてホイールジャンボ１０が用いられる場合には、分電盤１１５からホイールジャンボ１０の２つの電動モータ１７に電力が供給されて、ブーム１３が作動し得る。
【００６０】
図９に示すように、作業工程Ｐ６では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１５Ａであり、電流の標準偏差σｓが１Ａであった。
【００６１】
図１０に示す作業工程判別フローにて用いられる複数の作業工程判別閾値を設定について以下に詳しく説明する。
前述の複数の作業工程判別閾値（後述する上限閾値及び下限閾値）の設定は、前述の図９に示した作業工程Ｐ１〜Ｐ６における電流の平均値Ｑｓａ及び標準偏差σｓに基づいて行われる。
【００６２】
ステップＳ３における上限閾値「２２９」は、作業工程Ｐ４における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの和（２０２＋２７）である。すなわち、作業工程Ｐ４におけるＱｓａ＋σｓである。
ステップＳ３における下限閾値かつステップＳ５における上限閾値「１８７」は、作業工程Ｐ１における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの和（１５６＋３１）である。すなわち、作業工程Ｐ１におけるＱｓａ＋σｓである。
【００６３】
ステップＳ５における下限閾値かつステップＳ８における上限閾値「１７５」は、作業工程Ｐ４における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの差（２０２−２７）である。すなわち、作業工程Ｐ４におけるＱｓａ−σｓである。
ステップＳ８における下限閾値「１２５」は、作業工程Ｐ１における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの差（１５６−３１）である。すなわち、作業工程Ｐ１におけるＱｓａ−σｓである。
【００６４】
ステップＳ１０における上限閾値「９２」は、作業工程Ｐ２における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの和（８４＋８）である。
ステップＳ１０における下限閾値「７６」は、作業工程Ｐ２における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの差（８４−８）である。
すなわち、ステップＳ１０における上限閾値と下限閾値とは、作業工程Ｐ２におけるＱｓａ±σｓである。
【００６５】
ステップＳ１２における上限閾値「５５」は、作業工程Ｐ５における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの和（５０＋５）である。
ステップＳ１２における下限閾値「４５」は、作業工程Ｐ５における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとの差（５０−５）である。
すなわち、ステップＳ１２における上限閾値と下限閾値とは、作業工程Ｐ５におけるＱｓａ±σｓである。
【００６６】
ステップＳ１４における上限閾値「３０」は作業工程Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５以外の作業工程（以下、「他作業」という）であるか否かを判定するためのものであり、例えば、作業工程Ｐ３及びＰ６における電流の平均値Ｑｓａと標準偏差σｓとに基づいて設定され得る。
【００６７】
このようにして設定された複数の作業工程判別閾値（上限閾値及び下限閾値）を用いて、図１０に示す作業工程判別フローが実行される。
【００６８】
図１０に示す作業工程判別フローは、所定時間毎（例えば１分毎）に実行される。
まず、ステップＳ１にて、所定時間毎（例えば１秒毎）に電流センサ１３１にて電流を測定する。
【００６９】
次に、ステップＳ２にて、所定時間（例えば１分間）における当該電流の平均値Ｑａを算出する。この電流の平均値Ｑａの算出は電流平均値算出部１４２にて行われる。ここで、電流の平均値Ｑａについては、それに対応する所定時間（例えば１分間）に含まれる１つの時刻と関連付けられている。尚、電流の平均値Ｑａは、以下の式（１）により求められる。
【００７０】
【数１】
0006645906.tif 000002
【００７１】
ここで、式（１）における「ｎ」は、電流の平均値Ｑａの算出に用いられる電流の測定値Ｑｍの個数（電流の測定データの個数）である。例えば、１秒毎に電流測定を行っている場合に、１分間における電流の平均値Ｑａを算出するには、６０個の電流の測定値Ｑｍが用いられる。この場合には、ｎ＝６０となる。
【００７２】
次に、ステップＳ３にて、１８７Ａ≦Ｑａ≦２２９Ａを満たすか否かを判定する。
１８７Ａ≦Ｑａ≦２２９Ａを満たす場合には、ステップＳ４に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【００７３】
１８７Ａ≦Ｑａ≦２２９Ａを満たさない場合には、ステップＳ５に進み、１７５Ａ＜Ｑａ＜１８７Ａを満たすか否かを判定する。
１７５Ａ＜Ｑａ＜１８７Ａを満たす場合にはステップＳ６に進み、過去の作業工程判別結果を読み込む。ステップＳ６では、具体的には、作業工程時系列データ生成部１４７にて生成された作業工程の時系列データを読み込む。
【００７４】
次に、ステップＳ７では、過去の作業工程判別結果（換言すれば、作業工程の時系列データ）に基づいて、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻が作業工程Ｐ４であるか否かを判定する（換言すれば、作業工程Ｐ４であるか作業工程Ｐ１であるかを判別する）。具体的には、例えば、以下の項目（１）〜（３）のいずれかに該当する場合にステップＳ４に進んで、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、以下の項目（１）〜（３）のいずれにも該当しない場合にステップＳ９に進んで、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了する。
（１）ステップＳ７の判定の直前の時間帯では「他作業」と判別されており（後述するステップＳ１５参照）、かつ、当該時間帯以前の時間帯では作業工程Ｐ２であると判別されているとき。
（２）ステップＳ７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ５であると判別されているとき（後述するステップＳ１３参照）。
（３）ステップＳ７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ４であると判別されているとき。
【００７５】
尚、本実施形態において、ステップＳ７では、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻が作業工程Ｐ４であるか否かを判定しているが、この他、作業工程Ｐ１であるか否かを判定してもよい。具体的には、例えば、以下の項目（４）又は（５）に該当する場合にステップＳ９に進んで作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、以下の項目（４）又は（５）に該当しない場合にステップＳ４に進んで作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了してもよい。
（４）ステップＳ７の判定の直前の時間帯では「他作業」であると判別されており（後述するステップＳ１５参照）、かつ、当該時間帯以前の時間帯では作業工程Ｐ４であると判別されているとき。
（５）ステップＳ７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ１であると判別されているとき。
【００７６】
また、ステップＳ７にて、前述の項目（１）〜（３）のいずれかに該当する場合にステップＳ４に進んで、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、前述の項目（４）又は（５）に該当する場合にステップＳ９に進んで、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了し、前述の項目（１）〜（５）のいずれにも該当しない場合に、後述するステップＳ１６に進んで、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程が不明であると判定して作業工程判別フローを終了してもよい。
【００７７】
ステップＳ５にて１７５Ａ＜Ｑａ＜１８７Ａを満たさない場合には、ステップＳ８に進み、１２５Ａ≦Ｑａ≦１７５Ａを満たすか否かを判定する。
１２５Ａ≦Ｑａ≦１７５Ａを満たす場合には、ステップＳ９に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【００７８】
ステップＳ８にて１２５Ａ≦Ｑａ≦１７５Ａを満たさない場合には、ステップＳ１０に進み、７６Ａ≦Ｑａ≦９２Ａを満たすか否かを判定する。
７６Ａ≦Ｑａ≦９２Ａを満たす場合には、ステップＳ１１に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ２であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【００７９】
ステップＳ１０にて７６Ａ≦Ｑａ≦９２Ａを満たさない場合には、ステップＳ１２に進み、４５Ａ≦Ｑａ≦５５Ａを満たすか否かを判定する。
４５Ａ≦Ｑａ≦５５Ａを満たす場合には、ステップＳ１３に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ５であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【００８０】
ステップＳ１２にて４５Ａ≦Ｑａ≦５５Ａを満たさない場合には、ステップＳ１４に進み、Ｑａ＜３０Ａを満たすか否かを判定する。Ｑａ＜３０Ａを満たす場合には、ステップＳ１５に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻は「他作業」であると判別して、作業工程判別フローを終了する。Ｑａ＜３０Ａを満たさない場合には、ステップＳ１６に進み、電流の平均値Ｑａに関連付けられた時刻の作業工程は不明であると判定して、作業工程判別フローを終了する。
尚、前述のステップＳ３〜Ｓ１６の処理については、作業工程判別部１４６にて実行される。
【００８１】
前述の作業工程判別フローを所定時間毎（例えば１分毎）に繰り返すことで、作業工程時系列データ生成部１４７にて、作業工程の時系列データを生成することができる。
図１１は、作業工程時系列データ生成部１４７にて生成された作業工程の時系列データの一例を示している。図１１に示すような作業工程の時系列データが、記録装置１３３を構成し得るプリンタによって紙等に印刷可能であり、また、表示装置１３４によって表示可能である。また、図１１に示すような作業工程の時系列データが、記録装置１３３を構成し得る記憶装置に記憶可能である。
【００８２】
次に、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。
図１２は、サイクルタイム測定フローを示すフローチャートである。図１３は、作業工程判別結果と第１の作業サイクルＣｍ１及び第２の作業サイクルＣｍ２との関係を示す図である。ここで、図１３に示す作業工程判別結果は図１１と同一のものである。また、図１２に示すサイクルタイム測定フローは、サイクルタイム測定部１４９にて実行され得る。
【００８３】
図１２に示すように、サイクルタイム測定フローでは、まず、ステップＳ２１にて、図１３に示すような作業工程判別結果（作業工程の時系列データ）を用いて、第１の作業サイクルＣｍ１の開始時刻ｔ１Ｓを特定する。ここで、本実施形態では、第１の作業サイクルＣｍ１の開始時刻ｔ１Ｓは、第１の作業サイクルＣｍ１中の作業工程Ｐ１の開始時刻に対応している。
【００８４】
次に、ステップＳ２２にて、図１３に示すような作業工程判別結果（作業工程の時系列データ）を用いて、第１の作業サイクルＣｍ１に続く第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓを特定する。ここで、本実施形態では、第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓは、第２の作業サイクルＣｍ２中の作業工程Ｐ１の開始時刻に対応している。また、第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓは、第１の作業サイクルＣｍ１の終了時刻に対応している。また、第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓは、第１の作業サイクルＣｍ１の作業工程Ｐ６の終了時刻に対応している。
【００８５】
次に、ステップＳ２３では、特定された開始時刻ｔ１Ｓ及びｔ２Ｓに基づいて、第１の作業サイクルＣｍ１のサイクルタイム（換言すれば、作業サイクルの周期）を算出する。すなわち、時刻ｔ１Ｓから時刻ｔ２Ｓまでにかかった時間が、第１の作業サイクルＣｍ１のサイクルタイムに対応する。
第２の作業サイクルＣｍ２以降の作業サイクルについても同様にサイクルタイムの算出を行うことで、作業サイクルの推移を把握することができる。
【００８６】
ところで、図９に示したように、本発明者らは作業工程Ｐ１における電流の平均値Ｑｓａが作業工程Ｐ２における電流の平均値Ｑｓａよりも大きくなる傾向があるという新たな知見を得た。この新たな知見に基づいて、前述のステップＳ５、Ｓ８、及びＳ１０の各々の上限閾値及び下限閾値が設定されている。
【００８７】
本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法は、トンネル施工における複数の作業工程を判別する方法である。トンネル施工における作業工程判別方法は、外部（トンネル施工重機外）からトンネル施工重機（ホイールジャンボ１０及びコンクリート吹付機５０）に供給される電流の平均値Ｑａに基づいて作業工程を判別する（図１０参照）。これにより、複数の作業工程を判別する際に、トンネル施工重機毎に移動無線端末を設ける必要はなく、また、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における作業工程の判別やサイクルタイムの測定のためのシステム構成を簡素化することができる。
【００８８】
また本実施形態によれば、トンネル施工重機は削孔機（ホイールジャンボ１０）とコンクリート吹付機５０とを含む。また、トンネル施工の作業工程として、削孔機（ホイールジャンボ１０）を用いてトンネル１０１の切羽１０３に発破孔を削孔する削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と、コンクリート吹付機５０を用いてトンネル１０１の切羽１０３及び／又はトンネル１０１の内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）と、を含む。トンネル施工における作業工程判別方法では、電流の平均値Ｑａに基づいて削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別する（図１０参照）。これにより、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別する際に、削孔機（ホイールジャンボ１０）とコンクリート吹付機５０とにそれぞれ移動無線端末を設ける必要はなく、また、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別するためのシステム構成を簡素化することができる。
【００８９】
また本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法では電流の平均値Ｑａが第１の所定値（例えば図１０のステップＳ３に記載の「１８７」Ａ）以上である場合に、コンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）であると判別する一方、電流の平均値Ｑａが、当該第１の所定値未満である第２の所定値（例えば図１０のステップＳ８に記載の「１７５」Ａ）以下である場合に、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）であると判別する（図１０のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ８及びＳ９参照）。これにより、簡易な方法で、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別することができる。
【００９０】
また本実施形態によれば、トンネル施工重機は、高所作業用設備（ブーム１３及びバスケット１４）を備える削孔機（ホイールジャンボ１０）を含む。また、トンネル施工の作業工程として、削孔機（ホイールジャンボ１０）を用いてトンネル１０１の切羽１０３に発破孔を削孔する削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と、高所作業用設備（ブーム１３及びバスケット１４）を用いて発破孔に爆薬を装填する装薬作業工程（作業工程Ｐ２）と、を含む。トンネル施工における作業工程判別方法では、電流の平均値Ｑａに基づいて削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別する（図１０参照）。これにより、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別する際に、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別するためのシステム構成を簡素化することができる。
【００９１】
また本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法では電流の平均値Ｑａが第１の所定値（例えば図１０のステップＳ８に記載の「１２５」Ａ）以上である場合に、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）であると判別する一方、電流の平均値Ｑａが、当該第１の所定値未満である第２の所定値（例えば図１０のステップＳ１０に記載の「９２」Ａ）以下である場合に、装薬作業工程（作業工程Ｐ２）であると判別する（図１０のステップＳ８〜Ｓ１１参照）。これにより、簡易な方法で、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別することができる。
【００９２】
また本実施形態によれば、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法では、前述のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクルＣｍ１の開始時刻ｔ１Ｓと、第１の作業サイクルＣｍ１に続く第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓとを特定し（図１２のステップＳ２１、Ｓ２２及び図１３参照）、特定された第１の作業サイクルＣｍ１の開始時刻ｔ１Ｓと第２の作業サイクルＣｍ２の開始時刻ｔ２Ｓとに基づいて、第１の作業サイクルＣｍ１のサイクルタイムを算出する（図１２のステップＳ２３及び図１３参照）。これにより、簡易な方法で、サイクルタイムの測定を行うことができる。
【００９３】
また本実施形態によれば、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法では、前述のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクルＣｍ１中の削孔作業工程（作業工程Ｐ１）の開始時刻ｔ１Ｓと、第１の作業サイクルＣｍ１に続く第２の作業サイクルＣｍ２中の削孔作業工程（作業工程Ｐ１）の開始時刻ｔ２Ｓとを特定し（図１２のステップＳ２１、Ｓ２２及び図１３参照）、特定された第１の作業サイクルＣｍ１中の削孔作業工程（作業工程Ｐ１）の開始時刻ｔ１Ｓと第２の作業サイクルＣｍ２中の削孔作業工程（作業工程Ｐ１）の開始時刻ｔ２Ｓとに基づいて、第１の作業サイクルＣｍ１のサイクルタイムを算出する（図１２のステップＳ２３及び図１３参照）。これにより、トンネル施工で繰り返される削孔作業工程（作業工程Ｐ１）の開始時刻に基づいて、サイクルタイムを容易に把握することができる。
【００９４】
また本実施形態によれば、電流センサ１３１は、分電盤１１５の２次側電線１２４に設けられている。これにより、分電盤１１５に電気接続されるトンネル施工重機が例えばホイールジャンボ１０からコンクリート吹付機５０に切り替わるときに、この切り替えに応じて電流センサ１３１の取り外しや再取り付けを行う必要がない。すなわち、電流センサ１３１の着脱作業を要しないので、トンネル施工重機に供給される電流の測定作業を効率よく行うことができる。尚、電流センサ１３１の設置場所については、分電盤１１５に電気接続されるトンネル施工重機が前述のように切り替わるときに、この切り替えに応じて電流センサ１３１の取り外しや再取り付けを行う必要がない場所（すなわち、電流センサ１３１の着脱作業が発生しない場所）に設けることが好ましい。例えば、電流センサ１３１は、分電盤１１５の１次側電線１２３、１次側電線１２３に接続される支線１１４、及び、幹線１１２のいずれかに設けられてもよい。
【００９５】
また本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程の判別方法、及び、サイクルタイムの測定方法では、１つの電流センサ１３１のみで、トンネル施工重機に供給される電流の測定を行う。これにより、複数の作業工程を判別する際に、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における作業工程の判別やサイクルタイムの測定のためのシステム構成を簡素化することができる。
【００９６】
尚、本実施形態では、作業工程Ｐ１の開始時刻に基づいてサイクルタイムの算出を行っているが、サイクルタイムの算出時に用いられる時刻はこれに限らない。例えば、作業工程Ｐ１の終了時刻であってもよい。又は、作業工程Ｐ２、Ｐ４、及びＰ５の各々の開始時刻又は終了時刻であってもよい。すなわち、トンネル施工において周期的に繰り返される特定の作業工程の特定の時刻に基づいてサイクルタイムの算出を行うことが可能である。
【００９７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。ここでは、前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
前述の第１実施形態では、作業工程の判別が、主として電流の平均値Ｑａに基づいて行われていた。これに対し、本実施形態では、作業工程の判別が、主として電流の統計的ばらつきに基づいて行われる。尚、本実施形態では、前述の統計的ばらつきとして標準偏差σが用いられる。
【００９８】
本実施形態において作業工程判別システム２により実現される、トンネル施工における作業工程判別方法について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態における作業工程判別フローを示すフローチャートである。
【００９９】
本実施形態では、図１４に示す作業工程判別フローを実行するに先立って、準備段階として、図１４に示す作業工程判別フローにて用いられる複数の作業工程判別閾値を設定する。
【０１００】
前述の図９に示したように、作業工程Ｐ１では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１５６Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが３１Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は３．１Ａであった。
【０１０１】
また、前述の図９に示したように、作業工程Ｐ２では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが８４Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが８Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は０．８Ａであった。
【０１０２】
また、前述の図９に示したように、作業工程Ｐ３では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１０Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが２Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は０．２Ａであった。
【０１０３】
また、前述の図９に示したように、作業工程Ｐ４では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが２０２Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが２７Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は２．７Ａであった。
【０１０４】
また、前述の図９に示したように、作業工程Ｐ５では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが５０Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが５Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は０．５Ａであった。
【０１０５】
また、前述の図９に示したように、作業工程Ｐ６では、分電盤１１５の電流センサ１３１にて測定される電流の平均値Ｑｓａが１５Ａであり、当該電流の標準偏差σｓが１Ａであった。ゆえに、当該電流の標準偏差σｓの１０分の１（０．１σｓ）は０．１Ａであった。
【０１０６】
図１４に示す作業工程判別フローにて用いられる複数の作業工程判別閾値を設定について以下に詳しく説明する。
前述の複数の作業工程判別閾値（後述する上限閾値及び下限閾値）の設定は、前述の図９に示した作業工程Ｐ１〜Ｐ６における標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）とに基づいて行われる。
【０１０７】
ステップＳ３３における上限閾値「３４．１」は、作業工程Ｐ１における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との和（３１＋３．１）である。すなわち、作業工程Ｐ１における１．１σｓである。
ステップＳ３３における下限閾値かつステップＳ３５における上限閾値「２９．７」は、作業工程Ｐ４における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との和（２７＋２．７）である。すなわち、作業工程Ｐ４における１．１σｓである。
【０１０８】
ステップＳ３５における下限閾値かつステップＳ３８における上限閾値「２７．９」は、作業工程Ｐ１における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との差（３１−３．１）である。すなわち、作業工程Ｐ１における０．９σｓである。
ステップＳ３８における下限閾値「２４．３」は、作業工程Ｐ４における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との差（２７−２．７）である。すなわち、作業工程Ｐ４における０．９σｓである。
【０１０９】
ステップＳ４０における上限閾値「８．８」は、作業工程Ｐ２における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との和（８＋０．８）である。
ステップＳ４０における下限閾値「７．２」は、作業工程Ｐ２における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との差（８−０．８）である。
すなわち、ステップＳ４０における上限閾値と下限閾値とは、作業工程Ｐ２における１．１σｓと０．９σｓとである。
【０１１０】
ステップＳ４２における上限閾値「５．５」は、作業工程Ｐ５における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との和（５＋０．５）である。
ステップＳ４２における下限閾値「４．５」は、作業工程Ｐ５における電流の標準偏差σｓとその１０分の１の値（０．１σｓ）との差（５−０．５）である。
すなわち、ステップＳ４２における上限閾値と下限閾値とは、作業工程Ｐ５における１．１σｓと０．９σｓとである。
【０１１１】
ステップＳ４４における上限閾値「３」は作業工程Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５以外の作業工程（すなわち、前述の「他作業」）であるか否かを判定するためのものであり、例えば、作業工程Ｐ３及びＰ６における電流の標準偏差σｓに基づいて設定され得る。
【０１１２】
このようにして設定された複数の作業工程判別閾値（上限閾値及び下限閾値）を用いて、図１４に示す作業工程判別フローが実行される。
【０１１３】
図１４に示す作業工程判別フローは、所定時間毎（例えば１分毎）に実行される。
まず、ステップＳ３１にて、所定時間毎（例えば１秒毎）に電流センサ１３１にて電流を測定する。
【０１１４】
次に、ステップＳ３２にて、所定時間（例えば１分間）における当該電流の平均値Ｑａ及び標準偏差σを算出する。この電流の平均値Ｑａ及び標準偏差σの算出は電流平均値算出部１４２及び電流ばらつき算出部１４４にて行われる。ここで、電流の平均値Ｑａ及び標準偏差σについては、各々に対応する所定時間（例えば１分間）に含まれる１つの時刻と関連付けられている。尚、電流の平均値Ｑａは、前述の式（１）により求められる。また、電流の標準偏差σは、以下の式（２）により求められる。
【０１１５】
【数２】
0006645906.tif 000003
【０１１６】
ここで、式（２）における「ｎ」は、電流の標準偏差σの算出に用いられる電流の測定値Ｑｍの個数（電流の測定データの個数）である。例えば、１秒毎に電流測定を行っている場合に、１分間における電流の標準偏差σを算出するには、６０個の電流の測定値Ｑｍが用いられる。この場合には、ｎ＝６０となる。
【０１１７】
次に、ステップＳ３３にて、２９．７Ａ≦σ≦３４．１Ａを満たすか否かを判定する。
２９．７Ａ≦σ≦３４．１Ａを満たす場合には、ステップＳ３４に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【０１１８】
２９．７Ａ≦σ≦３４．１Ａを満たさない場合には、ステップＳ３５に進み、２７．９Ａ＜σ＜２９．７Ａを満たすか否かを判定する。
２７．９Ａ＜σ＜２９．７Ａを満たす場合にはステップＳ３６に進み、過去の作業工程判別結果を読み込む。ステップＳ３６では、具体的には、作業工程時系列データ生成部１４７にて生成された作業工程の時系列データを読み込む。
【０１１９】
次に、ステップＳ３７では、過去の作業工程判別結果（換言すれば、作業工程の時系列データ）に基づいて、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻が作業工程Ｐ１であるか否かを判定する（換言すれば、作業工程Ｐ１であるか作業工程Ｐ４であるかを判別する）。具体的には、例えば、以下の項目（６）又は（７）に該当する場合にステップＳ３４に進んで、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、以下の項目（６）又は（７）のいずれにも該当しない場合にステップＳ３９に進んで、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了する。
（６）ステップＳ３７の判定の直前の時間帯では「他作業」であると判別されており（後述するステップＳ４５参照）、かつ、当該時間帯以前の時間帯では作業工程Ｐ４であると判別されているとき。
（７）ステップＳ３７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ１であると判別されているとき。
【０１２０】
尚、本実施形態において、ステップＳ３７では、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻が作業工程Ｐ１であるか否かを判定しているが、この他、作業工程Ｐ４であるか否かを判定してもよい。具体的には、例えば、以下の項目（８）〜（１０）のいずれかに該当する場合にステップＳ３９に進んで作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、以下の項目（８）〜（１０）のいずれかに該当しない場合にステップＳ３４に進んで作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了してもよい。
（８）ステップＳ３７の判定の直前の時間帯では「他作業」と判別されており（後述するステップＳ４５参照）、かつ、当該時間帯以前の時間帯では作業工程Ｐ２であると判別されているとき。
（９）ステップＳ３７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ５であると判別されているとき（後述するステップＳ４３参照）。
（１０）ステップＳ３７の判定の直前の時間帯では作業工程Ｐ４であると判別されているとき。
【０１２１】
また、ステップＳ３７にて、前述の項目（６）又は（７）に該当する場合にステップＳ３４に進んで、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ１であると判別して作業工程判別フローを終了する一方、前述の項目（８）〜（１０）のいずれかに該当する場合にステップＳ３９に進んで、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して作業工程判別フローを終了し、前述の項目（６）〜（１０）のいずれにも該当しない場合に、後述するステップＳ４６に進んで、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程が不明であると判定して作業工程判別フローを終了してもよい。
【０１２２】
ステップＳ３５にて２７．９Ａ＜σ＜２９．７Ａを満たさない場合には、ステップＳ３８に進み、２４．３Ａ≦σ≦２７．９Ａを満たすか否かを判定する。
２４．３Ａ≦σ≦２７．９Ａを満たす場合には、ステップＳ３９に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ４であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【０１２３】
ステップＳ３８にて２４．３Ａ≦σ≦２７．９Ａを満たさない場合には、ステップＳ４０に進み、７．２Ａ≦σ≦８．８Ａを満たすか否かを判定する。
７．２Ａ≦σ≦８．８Ａを満たす場合には、ステップＳ４１に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ２であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【０１２４】
ステップＳ４０にて７．２Ａ≦σ≦８．８Ａを満たさない場合には、ステップＳ４２に進み、４．５Ａ≦σ≦５．５Ａを満たすか否かを判定する。
４．５Ａ≦σ≦５．５Ａを満たす場合には、ステップＳ４３に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は作業工程Ｐ５であると判別して、作業工程判別フローを終了する。
【０１２５】
ステップＳ４２にて４．５Ａ≦σ≦５．５Ａを満たさない場合には、ステップＳ４４に進み、σ＜３Ａを満たすか否かを判定する。σ＜３Ａを満たす場合には、ステップＳ４５に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻は「他作業」であると判別して、作業工程判別フローを終了する。σ＜３Ａを満たさない場合には、ステップＳ４６に進み、電流の標準偏差σに関連付けられた時刻の作業工程は不明であると判定して、作業工程判別フローを終了する。
尚、前述のステップＳ３３〜Ｓ４６の処理については、作業工程判別部１４６にて実行される。
【０１２６】
前述の作業工程判別フローを所定時間毎（例えば１分毎）に繰り返すことで、作業工程時系列データ生成部１４７にて、前述の図１１に示したような作業工程の時系列データを生成することができる。
トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法については、前述の第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２７】
ところで、図９に示したように、本発明者らは作業工程Ｐ１における電流の標準偏差σｓ（統計的ばらつき）が作業工程Ｐ４における電流の標準偏差σｓ（統計的ばらつき）よりも大きくなる傾向があるという新たな知見を得た。この知見に基づいて、前述のステップＳ３３、Ｓ３５、及びＳ３８の各々の上限閾値及び下限閾値が設定されている。
【０１２８】
また、図９に示したように、本発明者らは作業工程Ｐ１における電流の標準偏差σｓ（統計的ばらつき）が作業工程Ｐ２における電流の標準偏差σｓ（統計的ばらつき）よりも大きくなる傾向があるという新たな知見を得た。この新たな知見に基づいて、前述のステップＳ３３、Ｓ３５、及びＳ４０の各々の上限閾値及び下限閾値が設定されている。
【０１２９】
特に本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法は、トンネル施工における複数の作業工程を判別する方法である。トンネル施工における作業工程判別方法では、電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）に基づいて作業工程を判別する（図１４参照）。これにより、複数の作業工程を判別する際に、トンネル施工重機毎に移動無線端末を設ける必要はなく、また、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における作業工程の判別やサイクルタイムの測定のためのシステム構成を簡素化することができる。
【０１３０】
また本実施形態によれば、トンネル施工重機は削孔機（ホイールジャンボ１０）とコンクリート吹付機５０とを含む。また、トンネル施工の作業工程として、削孔機（ホイールジャンボ１０）を用いてトンネル１０１の切羽１０３に発破孔を削孔する削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と、コンクリート吹付機５０を用いてトンネル１０１の切羽１０３及び／又はトンネル１０１の内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）と、を含む。トンネル施工における作業工程判別方法では、電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）に基づいて削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別する（図１４参照）。これにより、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別する際に、削孔機（ホイールジャンボ１０）とコンクリート吹付機５０とにそれぞれ移動無線端末を設ける必要はなく、また、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別するためのシステム構成を簡素化することができる。
【０１３１】
また本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法では電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）が第１の所定値（例えば図１４のステップＳ３３に記載の「２９．７」Ａ）以上である場合に、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）であると判別する一方、電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）が、当該第１の所定値未満である第２の所定値（例えば図１４のステップＳ３８に記載の「２７．９」Ａ）以下である場合に、コンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）であると判別する（図１４のステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３８及びＳ３９参照）。これにより、簡易な方法で、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）とコンクリート吹付作業工程（作業工程Ｐ４）とを判別することができる。
【０１３２】
また本実施形態によれば、トンネル施工重機は、高所作業用設備（ブーム１３及びバスケット１４）を備える削孔機（ホイールジャンボ１０）を含む。また、トンネル施工の作業工程として、削孔機（ホイールジャンボ１０）を用いてトンネル１０１の切羽１０３に発破孔を削孔する削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と、高所作業用設備（ブーム１３及びバスケット１４）を用いて発破孔に爆薬を装填する装薬作業工程（作業工程Ｐ２）と、を含む。トンネル施工における作業工程判別方法では、電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）に基づいて削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別する（図１４参照）。これにより、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別する際に、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がない。ゆえに、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別するためのシステム構成を簡素化することができる。
【０１３３】
また本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程判別方法では電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）が第１の所定値（例えば図１４のステップＳ３３に記載の「２９．７」Ａ）以上である場合に、削孔作業工程（作業工程Ｐ１）であると判別する一方、電流の統計的ばらつき（標準偏差σ）が、当該第１の所定値未満である第２の所定値（例えば図１４のステップＳ４０に記載の「８．８」Ａ）以下である場合に、装薬作業工程（作業工程Ｐ２）であると判別する（図１４のステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ４０及びＳ４１参照）。これにより、簡易な方法で、トンネル施工における削孔作業工程（作業工程Ｐ１）と装薬作業工程（作業工程Ｐ２）とを判別することができる。
【０１３４】
次に、本発明の第３実施形態について、図１５〜図１８を用いて説明する。
図１５は、本実施形態におけるトンネル施工システム１の受変電設備の単線結線図である。図１６は、分電盤１１５からホイールジャンボ１０への電力供給を示す図である。図１７は、分電盤１１５からコンクリート吹付機５０への電力供給を示す図である。図１８は、作業工程判別システム２の概略構成を示す図である。
前述の第１及び第２実施形態と異なる点について説明する。
【０１３５】
本実施形態において、トンネル１０１内に位置する変圧器１１３にて例えば４００〜４４０Ｖ程度に降圧された電力は、分電盤１１５ａ，１１５ｂを介してホイールジャンボ１０とコンクリート吹付機５０とに各別に供給され得る。ここで、分電盤１１５ａ，１１５ｂと変圧器１１３とは電線１１６を介して接続されている。
【０１３６】
分電盤１１５ａ，１１５ｂの構成は、前述の分電盤１１５の構成と同様である。分電盤１１５ａの２次側電線１２４は、遮断器１２２の下流側（２次側）と、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５から繰り出された給電用ケーブル１６とを接続し得る。分電盤１１５ｂの２次側電線１２４は、遮断器１２２の下流側（２次側）と、コンクリート吹付機５０のケーブルリール５８から繰り出された給電用ケーブル５９とを接続し得る。
【０１３７】
分電盤１１５ａの２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６には、２次側電線１２４を流れる電流を測定するための電流センサ１３１ａとして、例えば架線電流計（クランプメータ）が設けられる。この架線電流計は、分電盤１１５ａの２次側電線１２４の電流による磁界を測ることによって分電盤１１５ａの２次側電線１２４の電流を間接的に測定し得る。尚、電流センサ１３１ａの種類は架線電流計に限らない。
【０１３８】
分電盤１１５ｂの２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６には、２次側電線１２４を流れる電流を測定するための電流センサ１３１ｂとして、例えば架線電流計（クランプメータ）が設けられる。この架線電流計は、分電盤１１５ｂの２次側電線１２４の電流による磁界を測ることによって分電盤１１５ｂの２次側電線１２４の電流を間接的に測定し得る。尚、電流センサ１３１ｂの種類は架線電流計に限らない。
【０１３９】
分電盤１１５ａ，１１５ｂは、トンネル１０１内を走行可能な台車（図示せず）に搭載されてもよい。分電盤１１５ａ，１１５ｂは、トンネル１０１内における切羽１０３側に配置され得る。
【０１４０】
図１６に示すように、ホイールジャンボ１０のケーブルリール１５から繰り出された給電用ケーブル１６の上流側端部が分電盤１１５ａの２次側電線１２４に接続されると、分電盤１１５ａから、ケーブルリール１５を介して、２つの電動モータ１７に電力が供給される。
【０１４１】
図１７に示すように、コンクリート吹付機５０のケーブルリール５８から繰り出された
給電用ケーブル５９の上流側端部が分電盤１１５ｂの２次側電線１２４に接続されると、分電盤１１５ｂから、ケーブルリール５８を介して、空気圧縮機６１，６２、コンクリートポンプ６３、及び電動モータ６４に電力が供給される。
【０１４２】
図１８に示すように、作業工程判別システム２は、前述の処理装置１３２、記録装置１３３、及び表示装置１３４に加えて、電流センサ１３１ａ，１３１ｂを備える。電流センサ１３１ａ，１３１ｂと処理装置１３２とは信号線１６０ａ，１６０ｂを介して接続されている。尚、本実施形態では、電流センサ１３１ａ，１３１ｂと、処理装置１３２と、記録装置１３３と、表示装置１３４とを信号線１６０ａ，１６０ｂ，１６１，１６２で接続することで相互間の通信を行っているが、この他、信号線１６０ａ，１６０ｂ，１６１，１６２の少なくとも１つを無線通信機器（送信機及び受信機）に変更して相互間の無線通信を行うようにしてもよい。
【０１４３】
電流センサ１３１ａは、分電盤１１５ａの２次側電線１２４を流れる電流を測定するものである。電流センサ１３１ａは、分電盤１１５ａの２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６に設けられている。
【０１４４】
電流センサ１３１ｂは、分電盤１１５ｂの２次側電線１２４を流れる電流を測定するものである。電流センサ１３１ｂは、分電盤１１５ｂの２次側電線１２４のうち筐体１２０内に位置する部分１２６に設けられている。
【０１４５】
電流測定値時系列データ生成部１４１は、電流センサ１３１ａ，１３１ｂから得られる電流の測定値と時計１４８から得られる時刻とを関連付けて、分電盤１１５ａ，１１５ｂの２次側電線１２４を流れる電流の時系列データ（電流の測定値の時系列データ）を生成する。
【０１４６】
本実施形態におけるトンネル施工における作業工程の判別方法とサイクルタイムの測定方法とについては前述の第１及び第２実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４７】
特に本実施形態によれば、トンネル施工における作業工程の判別方法、及び、サイクルタイムの測定方法では、１つの電流センサ１３１ａを用いて、作業工程Ｐ１であるか作業工程Ｐ２であるかの判別を行うことができ、また、１つの電流センサ１３１ｂを用いて、作業工程Ｐ４であるか作業工程Ｐ５であるかの判別を行うことができる。ゆえに、各作業工程に対応する電流センサを各別に設ける必要がないので、トンネル施工における作業工程の判別やサイクルタイムの測定のためのシステム構成を簡素化することができる。
【０１４８】
図１９は、本発明の第４実施形態における作業工程判別システム２の概略構成を示す図である。前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【０１４９】
本実施形態では、作業工程判別システム２は、前述の電流センサ１３１、処理装置１３２、記録装置１３３、及び表示装置１３４に加えて、処理装置１５０を備える。処理装置１５０は、分電盤１１５の近傍に配置され得る。処理装置１５０は、トンネル１０１内を走行可能な台車（図示せず）に搭載されてもよい。当該台車に処理装置１５０に搭載される場合には、当該台車に分電盤１１５が搭載されてもよい。処理装置１５０は、トンネル１０１内における切羽１０３側に配置され得る。電流センサ１３１と処理装置１５０とは信号線１６３を介して接続されている。
【０１５０】
処理装置１５０は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等を備え、各種演算処理を行う。処理装置１５０は、電流測定値時系列データ生成部１５１、時計１５２、及び、カード装着部１５３を有する。
【０１５１】
電流測定値時系列データ生成部１５１は、電流センサ１３１から得られる電流の測定値と時計１５２から得られる時刻とを関連付けて、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流の時系列データ（電流の測定値の時系列データ）を生成する。
【０１５２】
カード装着部１５３は、前述の電流の時系列データの格納先として使用するメモリーカード（図示せず）を着脱可能に装着するためのものである。
【０１５３】
処理装置１３２は、カード装着部１５５を有する。カード装着部１５５は、前述のメモリーカードを着脱可能に装着するためのものであり、当該メモリーカードに格納された前述の電流の時系列データは、カード装着部１５５を介して、処理装置１３２に伝達される。
【０１５４】
特に本実施形態によれば、分電盤１１５の２次側電線１２４を流れる電流の時系列データをメモリーカードに格納しておき、後日、処理装置１３２を用いて前述の作業工程の判別やサイクルタイムの測定をまとめて行うことができる。
【０１５５】
尚、本実施形態では、記憶媒体の一例としてメモリーカードを用いて説明したが、記憶媒体はこれに限らない。例えば、ＵＳＢメモリや光ディスクであってもよい。
【０１５６】
また、本実施形態では、前述の第１実施形態と同様に電流センサ１３１が１つであるが、この他、前述の第２実施形態のように電流センサが複数ある場合には、各電流センサに、前述の処理装置１５０を信号線１６３を介して接続してもよい。
【０１５７】
また、前述の第１及び第２実施形態を組み合わせて、トンネル施工における作業工程判別方法において、電流の平均値Ｑａ及び統計的ばらつき（標準偏差σ）に基づいて複数の作業工程を判別してもよいことは言うまでもない。
【０１５８】
また、前述の第２実施形態では、統計的ばらつきの一例として標準偏差を用いて説明したが、統計的ばらつきは標準偏差に限らず、分散、分散の定数倍の値、標準偏差の定数倍の値のいずれかであり得る。
【０１５９】
また、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
トンネル施工における複数の作業工程を判別する方法であって、
外部からトンネル施工重機に供給される電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて前記作業工程を判別する、トンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項２］
前記トンネル施工重機は削孔機とコンクリート吹付機とを含み、
前記作業工程は、
前記削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、
前記コンクリート吹付機を用いてトンネルの切羽及び／又はトンネルの内壁面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付作業工程と、
を含み、
前記電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて前記削孔作業工程と前記コンクリート吹付作業工程とを判別する、請求項１に記載のトンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項３］
前記電流の統計的ばらつきが第１の所定値以上である場合に、前記削孔作業工程であると判別する一方、前記電流の統計的ばらつきが、前記第１の所定値未満である第２の所定値以下である場合に、前記コンクリート吹付作業工程であると判別する、請求項２に記載のトンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項４］
前記トンネル施工重機は、高所作業用設備を備える削孔機を含み、
前記作業工程は、
前記削孔機を用いてトンネルの切羽に発破孔を削孔する削孔作業工程と、
前記高所作業用設備を用いて前記発破孔に爆薬を装填する装薬作業工程と、
を含み、
前記電流の平均値又は前記電流の統計的ばらつきに基づいて前記削孔作業工程と前記装薬作業工程とを判別する、請求項１に記載のトンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項５］
前記電流の平均値が第１の所定値以上である場合に、前記削孔作業工程であると判別する一方、前記電流の平均値が、前記第１の所定値未満である第２の所定値以下である場合に、前記装薬作業工程であると判別する、請求項４に記載のトンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項６］
前記電流の統計的ばらつきが第１の所定値以上である場合に、前記削孔作業工程であると判別する一方、前記電流の統計的ばらつきが、前記第１の所定値未満である第２の所定値以下である場合に、前記装薬作業工程であると判別する、請求項４に記載のトンネル施工における作業工程判別方法。
［請求項７］
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクルの開始時刻と、前記第１の作業サイクルに続く第２の作業サイクルの開始時刻とを特定し、
特定された前記第１の作業サイクルの開始時刻と前記第２の作業サイクルの開始時刻とに基づいて、前記第１の作業サイクルのサイクルタイムを算出する、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法。
［請求項８］
請求項２〜請求項６のいずれか１つに記載のトンネル施工における作業工程判別方法を用いて、トンネル施工における第１の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻と、前記第１の作業サイクルに続く第２の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻とを特定し、
特定された前記第１の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻と前記第２の作業サイクル中の前記削孔作業工程の開始時刻とに基づいて、前記第１の作業サイクルのサイクルタイムを算出する、トンネル施工におけるサイクルタイムの測定方法。
【符号の説明】
【０１６０】
１  トンネル施工システム
２  作業工程判別システム
１０  ホイールジャンボ
１１，５１  ベースマシン
１２  削孔用ドリフター
１３，５５  ブーム
１４，５６  バスケット
１４ａ  デッキプレート
１４ｂ  手すり
１５，５８  ケーブルリール
１６，５９  給電用ケーブル
１７，６４  電動モータ
１８，６５，１１６  電線
５０  コンクリート吹付機
５２  アーム
５３  吹付ノズル
５４  エレクター
５７  把持部
６１，６２  空気圧縮機
６３  コンクリートポンプ
１００  地山
１０１  トンネル
１０２  坑口
１０３  切羽
１１１  受電点
１１２  幹線
１１３  変圧器
１１４  支線
１１５，１１５ａ，１１５ｂ  分電盤
１２０  筐体
１２１  扉
１２２  遮断器
１２３  １次側電線
１２４  ２次側電線
１２６  部分
１３１，１３１ａ，１３１ｂ  電流センサ
１３２  処理装置
１３３  記録装置
１３４  表示装置
１４１，１５１  電流測定値時系列データ生成部
１４２  電流平均値算出部
１４３  電流平均値時系列データ生成部
１４４  電流ばらつき算出部
１４５  電流ばらつき時系列データ生成部
１４６  作業工程判別部
１４７  作業工程時系列データ生成部
１４８，１５２  時計
１４９  サイクルタイム測定部
１５０  処理装置
１５３，１５５  カード装着部
１６０，１６０ａ，１６０ｂ，１６１，１６２，１６３  信号線
ＣＢ  遮断器
ＤＳ  断路器
【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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