(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬車両の積荷の積載量を示す積載量データを取得する積載量データ取得部と、
前記運搬車両の走行速度を示す車速データを取得する車速データ取得部と、
前記運搬車両が走行する路面状態を示す路面データを取得する路面データ取得部と、
前記積載量と前記走行速度と前記路面状態とに基づいて、前記運搬車両の現況被害量を算出する現況被害量算出部と、
前記現況被害量を規定値にする目標積載量あるいは目標走行速度を算出する目標量算出部と、
前記目標積載量あるいは前記目標走行速度を出力する出力部と、
を備える運搬車両の管理システム。
【請求項２】
前記目標量算出部は、前記現況被害量を前記規定値である閾値以下にする前記目標積載量あるいは前記目標走行速度を算出する、
請求項１に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項３】
前記目標量算出部は、目標路面状態を算出する、
請求項１又は請求項２に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項４】
前記積載量と前記走行速度と前記路面状態と前記運搬車両の被害量との関係を示す相関データを記憶する記憶部を備え、
前記目標量算出部は、前記相関データに基づいて、前記目標積載量あるいは前記目標走行速度を算出する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項５】
前記目標積載量及び前記目標走行速度で走行したときの前記運搬車両の燃料消費量を示す燃費データを取得する燃費データ取得部と、
前記目標積載量及び前記目標走行速度で前記運搬車両が鉱山の規定コースを走行するのに要する時間を示す時間データを取得する時間データ取得部と、
前記目標積載量と前記目標走行速度と前記燃料消費量と前記時間とに基づいて前記鉱山の生産コストを算出する生産コスト算出部と、
を備え、
前記出力部は、前記生産コストを出力する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項６】
目標量算出部は、前記生産コスト算出部により算出される前記生産コストが最小になるような前記目標積載量あるいは前記目標走行速度を算出する、
請求項５に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項７】
前記運搬車両のタイヤの寿命を示すタイヤデータ取得部を備え、
前記生産コスト算出部は、前記タイヤの寿命に基づいて前記生産コストを算出する、
請求項５又は請求項６に記載の運搬車両の管理システム。
【請求項８】
運搬車両の積荷の積載量を示す積載量データを取得することと、
前記運搬車両の走行速度を示す車速データを取得することと、
前記運搬車両が走行する路面状態を示す路面データを取得することと、
前記積載量と前記走行速度と前記路面状態とに基づいて、前記運搬車両の現況被害量を算出することと、
前記現況被害量を規定値にする目標積載量あるいは目標走行速度を算出することと、
を含む運搬車両の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬車両の管理システム及び運搬車両の管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダンプトラックのような運搬車両は、例えば、鉱山に設けられた搬送路を走行する。運搬車両について推奨使用条件が設定される。運搬車両の推奨使用条件は、例えば、運搬車両が受けるダメージを許容レベル以下にする最大積載量及び最高走行速度の少なくとも一方を含む。運搬車両の推奨使用条件は、鉱山において想定される最も過酷な動作環境に基づいて一律に設定される場合が多い。運搬車両の動作環境は、例えば鉱山の搬送路の路面状態を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８１４５５１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
運搬車両の動作環境は、鉱山によって異なる。また、最も過酷な動作環境で常に運搬車両が稼働するとは限らない。そのため、一律に設定された推奨使用条件で運搬車両が稼働すると、鉱山における生産性の向上を阻害する可能性がある。例えば、搬送路の路面が、良好なコンディションである場合、運搬車両が、最大積載量を超えて積荷を運搬したり最高走行速度を超えて走行したりしても、運搬車両が受けるダメージは許容レベル以下になる可能性がある。運搬車両が受けるダメージが許容レベル以下になる可能性があるにもかかわらず、運搬車両が、一律に設定された最大積載量以下で積荷を運搬したり、一律に設定された最高走行速度以下で走行したりすると、鉱山における生産性の向上が阻害される。【０００５】
本発明の態様は、運搬車両が受けるダメージを抑制しつつ鉱山における生産性の向上を図ることができる運搬車両の管理システム及び運搬車両の管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、運搬車両の積荷の積載量を示す積載量データを取得する積載量データ取得部と、前記運搬車両の走行速度を示す車速データを取得する車速データ取得部と、前記運搬車両が走行する路面状態を示す路面データを取得する路面データ取得部と、前記積載量と前記走行速度と前記路面状態とに基づいて、前記運搬車両の現況被害量を算出する現況被害量算出部と、前記現況被害量を閾値以下にする目標積載量あるいは目標走行速度を算出する目標量算出部と、前記目標積載量あるいは及び前記目標走行速度を出力する出力部と、を備える運搬車両の管理システムが提供される。【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、運搬車両の積荷の積載量を示す積載量データを取得することと、前記運搬車両の走行速度を示す車速データを取得することと、前記運搬車両が走行する路面状態を示す路面データを取得することと、前記積載量と前記走行速度と前記路面状態とに基づいて、前記運搬車両の現況被害量を算出することと、前記現況被害量を閾値以下にする目標積載量及び目標走行速度を算出することと、を含む運搬車両の管理方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の態様によれば、運搬車両が受けるダメージを抑制しつつ鉱山における生産性の向上を図ることができる運搬車両の管理システム及び運搬車両の管理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る運搬車両の管理システムの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る運搬車両の一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る管理システムを構成する制御装置及び管理装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る記憶部に記憶されている相関データの一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る運搬車両の管理方法の一例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】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１１】
［管理システムの概要］
図１は、本実施形態に係る運搬車両２の管理システム１の一例を模式的に示す図である。運搬車両２は、鉱山において稼働する。運搬車両２は、車体フレーム２１及び車体フレーム２１に支持されるベッセル２２を有するダンプトラック２である。本実施形態において、ダンプトラック２は、運転室を有し、運転室に搭乗した運転者によって操作される。すなわち、本実施形態に係るダンプトラック２は、有人ダンプトラックである。ダンプトラック２は、コンピュータシステムを含む制御装置１０を有する。なお、ダンプトラック２は、遠隔操作により走行や停止が可能なものや自律走行により自動運転が可能なものであってもよい。すなわち、ダンプトラック２は、無人ダンプトラックであってもよい。
【００１２】
図１に示すように、ダンプトラック２は、鉱山の積込場ＬＰＡ、鉱山の排土場ＤＰＡ、及び搬送路ＨＬを走行する。積込場ＬＰＡは、ダンプトラック２に積荷を積み込む積込作業が実施される場所である。排土場ＤＰＡは、ダンプトラック２から積荷が排出される排土作業が実施される場所である。搬送路ＨＬは、積込場ＬＰＡ及び排土場ＤＰＡの一方から他方に向かってダンプトラック２が走行する経路である。積込場ＬＰＡにおいて積込機械３によりダンプトラック２のベッセル２２に積荷が積み込まれる。積込機械３は、例えば、ホイールローダや油圧ショベルが用いられる。積荷が積み込まれたダンプトラック２は、排土場ＤＰＡに向かって搬送路ＨＬを走行する。ダンプトラック２は、排土場ＤＰＡにおいてベッセル２２から積荷を排出する。積荷を排出したダンプトラック２は、積込場ＬＰＡに向かって搬送路ＨＬを走行する。
【００１３】
本実施形態においては、積込場ＬＰＡにおける積荷の積込、積込場ＬＰＡから排土場ＤＰＡに向かう走行、排土場ＤＰＡにおける積荷の排出、及び排土場ＤＰＡから積込場ＬＰＡに向かう走行を含むダンプトラック２の一連の動作を適宜、サイクル、と称し、１回のサイクルに要する時間を適宜、サイクルタイム、と称する。
【００１４】
管理システム１は、ダンプトラック２の運行管理及びダンプトラック２の生産性の評価を実施する。管理システム１は、コンピュータシステムを含む管理装置４を有する。管理装置４は、サーバとして機能する。管理装置４は、通信システム５を介してダンプトラック２の制御装置１０とデータ通信する。管理装置４は、通信システム５を介して複数のダンプトラック２のそれぞれと無線通信する。通信システム５は、ローカルエリアネットワーク（Local  Area  Network：ＬＡＮ）、インターネット（internet）、携帯電話通信網、及び衛星通信網の少なくとも一つを含む。
【００１５】
［ダンプトラック］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の一例について説明する。図２は、本実施形態に係るダンプトラック２の一例を模式的に示す図である。ダンプトラック２は、車体フレーム２１と、車体フレーム２１に支持されるベッセル２２と、タイヤ６が装着されるホイール２３と、サスペンションシリンダ２４と、車速センサ２５と、圧力センサ２６と、非接触センサ２７と、通信装置２８と、位置検出装置２９と、制御装置１０とを備える。
【００１６】
本実施形態において、ダンプトラック２は、リジッド式のダンプトラックである。なお、ダンプトラック２が、前部の車体フレームと、後部の車体フレームと、前部の車体フレームと後部の車体フレームとを連結する関節機構とを有するアーティキュレート式ダンプトラックでもよい。
【００１７】
ダンプトラック２は、ディーゼルエンジンのような内燃機関３０Ａを有する。内燃機関３０Ａは、トルクコンバータ３０Ｂ及びトランスミッション３０Ｃを介してドライブシャフト３０Ｄを駆動する。ドライブシャフト３０Ｄの駆動によりホイール２３が回転する。なお、ダンプトラック２は、内燃機関３０Ａで発生した動力により作動する発電機と、発電機で発生した電力によりホイール２３を回転させる電動モータを有するものであってもよい。
【００１８】
ベッセル２２は、積荷が積載される荷台である。ベッセル２２は、車体フレーム２１の上部に傾動可能に配置される。積込機械３は、ベッセル２２に積荷を積載する。
【００１９】
サスペンションシリンダ２４は、ホイール２３と車体フレーム２１との間に配置される。サスペンションシリンダ２４の内部に作動油が封入される。サスペンションシリンダ２４は、積荷の重量に応じて伸縮する。車体フレーム２１及びベッセル２２の質量に応じた負荷が、サスペンションシリンダ２４を介してホイール２３に作用する。
【００２０】
車速センサ２５は、ホイール２３を駆動するドライブシャフト３０Ｄの回転速度を検出して、ダンプトラック２の走行速度を検出する。
【００２１】
圧力センサ２６は、サスペンションシリンダ２４に作用する負荷を検出する。圧力センサ２６は、ダンプトラック２のサスペンションシリンダ２４に設けられる。圧力センサ２６は、サスペンションシリンダ２４の作動油の圧力を検出して、ベッセル２２に積載された積荷の重量を示す積載量を検出する。圧力センサ２６は、積載量センサとして機能する。
【００２２】
非接触センサ２７は、ダンプトラック２の前方の物体を非接触で検出する。本実施形態において、非接触センサ２７は、ダンプトラック２が走行する搬送路ＨＬの路面状態を検出する路面状態センサとして機能する。非接触センサ２７は、搬送路ＨＬの路面状態を非接触で検出する。路面状態は、路面の凹凸状態を含む。路面の凹凸状態は、凹凸の大きさ及び凹凸の頻度の少なくとも一方を含む。
【００２３】
非接触センサ２７は、車体フレーム２１の前部に設けられる。非接触センサ２７は、例えばレーダ装置を用いることができる。なお、非接触センサ２７は、路面状態を非接触で検出可能であればよい。例えば、非接触センサ２７が、レーザスキャナ装置を含んでもよいし、超音波センサ、あるいはステレオカメラ装置を含んでもよい。
【００２４】
なお、圧力センサ２６が搬送路ＨＬの路面状態を検出する路面状態センサとして機能してもよい。路面の凹凸状態に応じて、サスペンションシリンダ２４の作動油の圧力が変動する。圧力センサ２６の検出データに基づいて、路面の凹凸状態が推定されてもよい。
【００２５】
通信装置２８は、通信システム５を介して、管理装置４と通信可能である。通信装置２８は、制御装置１０と接続される。
【００２６】
位置検出装置２９は、全地球測位システム（Global  Navigation  Satellite  System：ＧＮＳＳ）により、グローバル座標系におけるダンプトラック２の位置を示す絶対位置を検出する。
【００２７】
［制御装置及び管理装置］
次に、本実施形態に係る制御装置１０及び管理装置４の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る管理システム１を構成する制御装置１０及び管理装置４の一例を示す機能ブロック図である。
【００２８】
制御装置１０は、コンピュータシステムを含む。制御装置１０は、演算処理装置１１と、記憶装置１２とを有する。制御装置１０は、入出力インターフェース装置１３と接続される。
【００２９】
演算処理装置１１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置１２は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリ及びストレージを含む。演算処理装置１１は、記憶装置１２に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施する。
【００３０】
入出力インターフェース装置１３は、車速センサ２５、圧力センサ２６、非接触センサ２７、燃費センサ３１、表示装置３２、入力装置３３、タイマー３４、及び通信装置２８と接続される。入出力インターフェース装置１３は、制御装置１０や通信装置２８との間でデータ通信する。また、入出力インターフェース装置１３は、車速センサ２５、圧力センサ２６、非接触センサ２７、燃費センサ３１といった各種センサや、表示装置３２、入力装置３３、及びタイマー３４との間でデータ通信する。
【００３１】
表示装置３２は、液晶ディスプレイ（Liquid  Crystal  Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic  Electroluminescence  Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置３３は、操作されることにより入力データを生成する。本実施形態において、入力装置３３は、表示装置３２の表示画面に設けられたタッチセンサを含む。表示装置３２は、タッチパネルを含む。
【００３２】
管理装置４は、コンピュータシステムを含む。管理装置４は、演算処理装置４１と、記憶装置４２と、入出力インターフェース装置４３と、表示装置４４と、入力装置４５と、通信装置４６と、出力装置４７とを有する。
【００３３】
演算処理装置４１は、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置４２は、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリ及びストレージを含む。
【００３４】
入出力インターフェース装置４３は、演算処理装置４１、記憶装置４２、表示装置４４、入力装置４５、通信装置４６、及び出力装置４７との間でデータ通信する。
【００３５】
表示装置４４は、フラットパネルディスプレイを含む。入力装置４５は、操作されることにより入力データを生成する。入力装置４５は、キーボード及びマウスの少なくとも一方を含む。なお、入力装置４５が表示装置４４の表示画面に設けられたタッチセンサを含んでもよい。通信装置４６は、制御装置１０と無線でデータ通信する。出力装置４７は、印刷装置や携帯端末、パーソナルコンピュータなどを含む。
【００３６】
演算処理装置１１は、積載量データ取得部５１と、車速データ取得部５２と、路面データ取得部５３と、燃費データ取得部５４と、時間データ取得部５５と、タイヤデータ取得部５６と、現況被害量算出部６１と、目標量算出部６２と、生産コスト算出部６３とを有する。
【００３７】
記憶装置１２は、記憶部７１を有する。
【００３８】
入出力インターフェース装置１３は、入力部８１と、出力部８２とを有する。
【００３９】
積載量データ取得部５１は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、ダンプトラック２のベッセル２２に積載された積荷の重量を示す積載量を算出する。積載量データ取得部５１は、積載量を算出することにより、ダンプトラック２の積荷の積載量を示す積載量データを取得する。
【００４０】
車速データ取得部５２は、車速センサ２５の検出データに基づいて、ダンプトラック２の走行速度を算出する。車速データ取得部５２は、走行速度を算出することにより、ダンプトラック２の走行速度を示す走行速度データを取得する。
【００４１】
路面データ取得部５３は、路面状態センサ（例えば、非接触センサ２７）の検出データに基づいて、ダンプトラック２が走行する路面状態を算出する。上述のように、路面状態は、路面の凹凸状態を含む。路面の凹凸状態は、路面の凹凸の大きさ及び凹凸の頻度の少なくとも一方を含む。凹凸の大きさは、隣り合う凸部と凹部との高さの差を含む。凹凸の頻度は、単位距離当たりの凸部及び凹部の数を含む。
【００４２】
路面データ取得部５３は、路面状態を算出することにより、ダンプトラック２が走行する路面状態を示す路面データを取得する。なお、路面データ取得部５３は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、路面データを取得してもよい。路面の凹凸状態に応じて、サスペンションシリンダ２４の作動油の圧力が変動する。そのため、路面データ取得部５３は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、路面状態を推定してもよい。
【００４３】
燃費データ取得部５４は、燃費センサ３１の検出データに基づいて、ダンプトラック２の燃料消費量を算出する。燃費センサ３１は、例えば、内燃機関３０Ａの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射装置が、燃料を噴射した量を検出するセンサを含むものを用いることができる。あるいは、燃費センサ３１は、ダンプトラック２の燃料タンクに収容されている燃料の量を検出する燃料計と、ダンプトラック２の走行距離を検出する走行距離計とを含むものであってもよい。燃費データ取得部５４は、一定の距離を走行するのに要したダンプトラック２の燃料消費量を算出する。燃費データ取得部５４は、燃料消費量を算出することにより、一定の距離を走行するのに要したダンプトラック２の燃料消費量を示す燃費データを取得する。なお、燃費データは、燃料の単位容積当たりのダンプトラック２の走行距離でもよい。
【００４４】
時間データ取得部５５は、タイマー３４の検出データに基づいて、ダンプトラック２が鉱山の規定コースを走行するのに要する時間を算出する。規定コースの搬送路ＨＬとは、前述のサイクルに対応する一連の動作をダンプトラック２が走行する搬送路ＨＬである。本実施形態においては、時間データ取得部５５は、ダンプトラック２が１回のサイクルに要した時間を示すサイクルタイムを算出する。例えば、タイマー３４は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、積込場ＬＰＡにおいてベッセル２２に積荷が積み込まれた第１時点を検出する。ダンプトラック２が積込場ＬＰＡから排土場ＤＰＡに向かって走行し、排土場ＤＰＡにおいて排土作業を実施した後、排土場ＤＰＡから積込場ＬＰＡに向かって走行し、積込場ＬＰＡにおいて再び積込作業が実施される。タイマー３４は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、積込場ＬＰＡにおいて再びベッセル２２に積荷が積み込まれた第２時点を検出する。時間データ取得部５５は、第１時点と第２時点とに基づいて、ダンプトラック２が１回のサイクルに要したサイクルタイムを算出する。時間データ取得部５５は、サイクルタイムを算出することにより、ダンプトラック２が鉱山の規定コースを走行するのに要する時間であるサイクルタイムを示す時間データを取得する。
【００４５】
タイヤデータ取得部５６は、ダンプトラック２のタイヤ６の寿命を示すタイヤデータを取得する。本実施形態において、タイヤデータ取得部５６は、タイヤ６の負荷指標を示すＴＫＰＨ（Ton  Km  Per  Hour）に基づいて、タイヤ６の寿命を算出する。ＴＫＰＨは、タイヤ６に作用する荷重とタイヤ６の走行速度とがタイヤ６に及ぼす影響を示す指標であり、「［ＴＫＰＨ］＝［平均タイヤ負荷荷重］×［平均作業速度］」で示される。なお、平均タイヤ荷重は、「［平均タイヤ荷重］＝（［未積載時のタイヤ荷重］＋［積載時のタイヤ荷重］）／２」で示され、平均作業速度は、「［平均作業速度］＝［１サイクルの走行距離］×［１日のサイクル回数］／［１日の作業時間］」で示される。タイヤデータ取得部５６は、ＴＫＰＨに基づいてタイヤ６の寿命を算出することにより、ダンプトラック２のタイヤ６の寿命を示すタイヤデータを取得する。
【００４６】
現況被害量算出部６１は、積載量データ取得部５１で取得された積載量と、車速データ取得部５２で取得された走行速度と、路面データ取得部５３で取得された路面状態とに基づいて、ダンプトラック２の現況被害量を算出する。本実施形態において、現況被害量算出部６１は、例えば、ダンプトラック２の車体フレーム２１の現況被害量を算出する。
【００４７】
被害量とは、車体フレーム２１に作用する疲労累積度を示す指標であり、車体フレーム２１に単位時間当たりに作用する応力の関数である。積載量が多いほど被害量は大きくなり、積載量が少ないほど被害量は小さくなる。走行速度が高いほど被害量が大きくなり、走行速度が低いほど被害量は小さくなる。路面の凹凸の大きさが大きいほど又は路面の凹凸の頻度が多いほど被害量は大きくなり、路面の凹凸の大きさが小さいほど又は路面の凹凸の頻度が少ないほど被害量は小さくなる。
【００４８】
本実施形態において、被害量は、基準とするサイクルにおいて車体フレーム２１に作用する等価応力を基準値１．０としたとき、任意のサイクルにおいて車体フレーム２１に作用する等価応力が基準値１．０の何倍であるかを表わした数値である。なお、基準となるサイクルは、例えば以下のようにして定められる。複数の鉱山について、積込場から排土場までの搬送路について、距離、勾配、走行速度、及び路面の粗さのデータを取得し、それぞれのデータの平均値を求める。そして、求められた各平均値を模した搬送路、すなわち、基準とするサイクルにダンプトラック２を走行させ、車体フレーム２１に作用する等価応力を求める。
【００４９】
目標量算出部６２は、現況被害量算出部６１で算出された現況被害量を閾値以下にするダンプトラック２の目標積載量及びダンプトラック２の目標走行速度を算出する。本実施形態において、閾値は、基準値１．０である。現況被害量を閾値以下にすることにより、車体フレーム２１が過度なダメージを受けることが抑制される。
【００５０】
本実施形態において、記憶部７１は、ダンプトラック２の積載量、ダンプトラック２の走行速度、ダンプトラック２が走行する路面状態、ダンプトラック２の車体フレーム２１の被害量、及びこれらの関係を示す相関データを記憶する。目標量算出部６２は、記憶部７１に記憶されている相関データに基づいて、ダンプトラック２の目標積載量及びダンプトラック２の目標走行速度を算出する。
【００５１】
図４は、本実施形態に係る記憶部７１に記憶されている相関データの一例を示す図である。図４は、積載量Ａ１［ｔｏｎ］のダンプトラック２における走行速度と路面状態と被害量との関係を示す。図４において、横軸は路面状態であり、縦軸は走行速度である。横軸の値が大きくなるほど路面の凹凸が大きくなり、縦軸の値が大きくなるほど走行速度が高くなる。図４に示す複数のライン（Ｌａ〜Ｌｕ）が被害量を示す。ラインＬｇが被害量１．０を示す。ラインＬｇよりも下側のラインＬａからラインＬｆが閾値以下の被害量を示す。ラインＬｈからラインＬｕが閾値よりも大きい被害量を示す。
【００５２】
図４に示す相関データは、例えば、実験により求められる。相関データは、例えば、ダンプトラック２の車体フレーム２１に応力ゲージを付した状態で、様々な路面状態の路面を様々な走行速度で走行させたときの応力ゲージの検出値に基づいて生成される。
【００５３】
図４は、積載量Ａ１のときの相関データを示す。複数の積載量（Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５…）のそれぞれについて、図４に示すような相関データが用意され、記憶部７１に記憶される。
【００５４】
目標量算出部６２は、現況被害量算出部６１で算出された現況被害量と、記憶部７１に記憶されている相関データとに基づいて、現況被害量を閾値以下にする目標積載量及び目標走行速度を算出する。例えば、積載量データ取得部５１で取得された現況積載量が積載量Ａ１であり、車速データ取得部５２で取得された現況走行速度が走行速度Ｖｊであり、路面データ取得部５３で取得された現況路面状態が状態Ｐであるとする。目標量算出部６２は、積載量Ａ１に対応する相関データを選択する。この場合、図４に示すように、現況被害量は、点Ｄ１を通るラインＬｊで示す被害量となる。ラインＬｊで示す被害量は、ラインＬｇで示す閾値よりも大きい。そのため、目標量算出部６２は、現況被害量が閾値以下になるように、相関データに基づいて、目標走行速度を算出する。例えば、目標量算出部６２は、目標走行速度を走行速度Ｖｊよりも低い走行速度Ｖｆに設定する。これにより、走行速度Ｖｆに対応する点Ｄ２は、ラインＬｆ上にあり、被害量は、ラインＬｆで示す被害量となる。
【００５５】
仮に、ダンプトラック２が走行する搬送路ＨＬを整備することで路面の凹凸を小さくして路面状態を改善できたならば、相関データにおける路面状態は、現状の状態Ｐから状態Ｐ’となる。したがって、目標走行速度を走行速度Ｖｊよりも低い走行速度Ｖｆに設定すると、被害量は、点Ｄ３を通るラインＬｄで示す被害量となる。
【００５６】
なお、ここでは、積載量Ａ１を変えずに、目標走行速度を走行速度Ｖｊから走行速度Ｖｆに変えることによって、現況被害量を閾値以下にする例について説明した。積載量を、積載量Ａ１から積載量Ａ１よりも少ない積載量Ａ２に変えることによって、現況被害量を閾値以下にしてもよい。また、積載量及び走行速度の両方を変えて、現況被害量を閾値以下にしてもよい。
【００５７】
生産コスト算出部６３は、目標量算出部６２で算出された目標積載量と、目標量算出部６２で算出された目標走行速度と、目標積載量及び目標走行速度で走行したときのダンプトラック２の燃費と、目標積載量及び目標走行速度でダンプトラック２が１サイクル分の鉱山の規定コースを走行するのに要するサイクルタイムと、タイヤ６の寿命とに基づいて、鉱山の生産コストを算出する。
【００５８】
燃費については、燃費データ取得部５４が、目標積載量及び目標走行速度で走行したときのダンプトラック２の燃費を算出することで取得可能である。サイクルタイムについては、時間データ取得部５５が、目標積載量及び目標走行速度でダンプトラック２が鉱山の１サイクル分の規定コースを走行するのに要するサイクルタイムを算出することで取得可能である。規定コースの距離は既知であり、記憶部７１に記憶されている。タイヤ６の寿命については、タイヤデータ取得部５６が、前述のＴＫＰＨの計算式に、目標積載量に基づく積載時のタイヤ荷重や既知の情報（１サイクルの走行距離、１日のサイクル回数、１日の作業時間、未積載時のタイヤ荷重）を代入してタイヤ６の寿命を取得可能である。
【００５９】
本実施形態において、生産コスト算出部６３は、以下の（１）式に基づいて生産コストを算出する。
【００６０】
［生産コスト（＄／ｔｏｎ）］＝
［燃費＋タイヤの寿命］／［積載量／サイクルタイム］      …（１）
【００６１】
燃費は、少なくとも目標積載量や目標走行速度、規定コースの距離に応じて変動する。タイヤの寿命も、前述のＴＫＰＨの計算式からわかるように、少なくとも目標積載量や目標走行速度、規定コースの距離に応じて寿命が変動する。また、サイクルタイムは、少なくとも目標走行速度や規定コースの距離に応じて変動する。なお、生産コストの算出において、「タイヤの寿命」は無くてもよい。
【００６２】
本実施形態において、生産コスト算出部６３は、現況被害量が閾値以下となるように、且つ、（１）式で示される生産コストが最小となるように、数値計算を実施して、最適な目標積載量及び目標走行速度を算出する。
【００６３】
入力部８１は、車速センサ２５、圧力センサ２６、非接触センサ２７、燃費センサ３１、入力装置３３、及びタイマー３４から各種のデータを受け付ける。また、入力部８１は、演算処理装置１１及び記憶装置１２から各種のデータを受け付ける。
【００６４】
出力部８２は、目標量算出部６２で算出された目標積載量あるいは目標走行速度を出力する。本実施形態において、出力部８２は、目標積載量あるいは目標走行速度を示す表示データを生成して、表示装置３２に出力する。表示装置３２は、目標量算出部６２で算出された目標積載量あるいは目標走行速度を表示する。また、出力部８２は、目標量算出部６２で算出された目標積載量あるいは目標走行速度を、通信システム５を介して、管理装置４に出力してもよい。管理装置４は、目標積載量、目標走行速度、及び生産コストを記憶装置４２に記憶してもよいし、表示装置４４に表示させてもよい。また、管理装置４は、目標積載量、目標走行速度、及び生産コストを出力装置４７に出力してもよい。
【００６５】
また、出力部８２は、生産コスト算出部６３で算出された生産コストを表示装置３２に出力する。また、出力部８２は、生産コスト算出部６３で算出された生産コストを管理装置４に出力する。また、出力部８２は、生産コスト算出部６３で算出された、現況被害量が閾値以下となり、且つ、（１）式で示される生産コストが最小となる、最適な目標積載量及び目標走行速度を表示装置３２及び管理装置４に出力する。
【００６６】
［管理方法］
次に、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法について説明する。図５は、本実施形態に係るダンプトラック２の管理方法の一例を示すフローチャートである。
【００６７】
積載量データ取得部５１は、圧力センサ２６の検出データに基づいて、ダンプトラック２の積荷の積載量を示す積載量データを取得する。また、車速データ取得部５２は、車速センサ２５の検出データに基づいて、ダンプトラック２の走行速度を示す車速データを取得する。また、路面データ取得部５３は、例えば、非接触センサ２７の検出データに基づいて、ダンプトラック２が走行する路面状態を示す路面データを取得する（ステップＳ１０）。
【００６８】
現況被害量算出部６１は、積載量データと、車速データと、路面データとに基づいて、ダンプトラック２の現況被害量を算出する（ステップＳ２０）。
【００６９】
目標量算出部６２は、記憶部７１に記憶されている相関データに基づいて、現況被害量を閾値以下にする目標積載量及び目標走行速度を算出する（ステップＳ３０）。なお、目標量算出部６２は、目標積載量あるいは目標走行速度のいずれかを算出するものであってもよい。なお、目標量算出部６２は、（１）式で示される生産コスト算出部６３により算出される生産コストが最小になるような目標積載量あるいは目標走行速度を算出して、その後、現況被害量が閾値以下となるように、目標積載量あるいは目標走行速度を再計算するようにしてもよい。
【００７０】
生産コスト算出部６３は、現況被害量が閾値以下となるように、且つ、（１）式で示される生産コストが最小となるように、数値計算を実施して、生産コスト、最適な目標積載量、及び最適な目標走行速度を算出する（ステップＳ４０）。ここで、現況被害量が閾値以下となり、且つ、（１）式で示される生産コストが最小となるならば、現状の目標積載量あるいは現状の目標走行速度は維持し、最適な目標積載量あるいは最適な目標走行速度のいずれか一方だけを算出するようにしてもよい。また、生産コスト算出部６３は、生産コストと目標積載量及び目標走行速度の組み合わせを、複数パターンで算出するようにして、出力部８２に送信してもよい。
【００７１】
出力部８２は、目標量算出部６２で算出された目標積載量及び目標走行速度を出力する。また、出力部８２は、生産コスト算出部６３で算出された生産コストを出力する（ステップＳ５０）。
【００７２】
［作用及び効果］
以上説明したように、本実施形態においては、ダンプトラック２の積載量と、ダンプトラック２の走行速度と、ダンプトラック２が走行する路面状態とに基づいて、ダンプトラック２の現況被害量が算出される。そのため、ダンプトラック２の動作環境に応じた現況被害量が算出される。また、ダンプトラック２の動作環境に応じた現況被害量に基づいて、ダンプトラック２の目標積載量及び目標走行速度が算出される。すなわち、本実施形態においては、ダンプトラック２の使用条件が一律に設定されるのではなく、例えば鉱山ごとに異なるダンプトラック２の動作環境に基づいて最適に設定される。また、算出された目標積載量及び目標走行速度が出力される。これにより、最適な目標積載量及び目標走行速度を含む最適使用条件を示す情報をダンプトラック２の使用者に提供することができる。そのため、例えば、積載量が必要以上に抑制されてしまったり、走行速度が必要以上に抑制されてしまったりすることが抑制される。したがって、ダンプトラック２の被害量を抑制しつつ鉱山における生産性の向上を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、鉱山の生産コストが算出され、生産コストが最小になるように目標積載量及び目標走行速度が算出される。したがって、生産コストを抑制できる最適使用条件を示す情報をダンプトラック２の使用者に提供することができる。
【００７４】
なお、上述の実施形態においては、目標量算出部６２は、現況被害量を閾値以下にする目標積載量あるいは目標走行速度を算出することとした。目標量算出部６２は、記憶部７１に記憶されている相関データに基づいて、現況被害量を閾値以下にする目標路面状態を算出してもよい。鉱山の搬送路ＨＬの路面状態が、目標量算出部６２で算出された目標路面状態になるように、鉱山の搬送路ＨＬの路面が整備されることにより、その整備された路面の搬送路ＨＬを走行するダンプトラック２の車体フレーム２１の被害量が増大することが抑制される。
【００７５】
なお、上述の実施形態においては、目標量算出部６２は、現況被害量を閾値（基準値１．０）以下にする目標積載量あるいは目標走行速度を算出することとした。目標量算出部６２は、現況被害量を閾値よりも大きくする目標積載量及び目標走行速度を算出してもよい。例えば、現況被害量が基準値を超えて所定の範囲内にあったとしても、その発生頻度が所定量より少なければ、車体フレーム２１に過度なダメージが作用することが抑制される。このように、目標量算出部６２は、現況被害量を基準値を超えた所定の範囲内にする目標積載量及び目標走行速度を算出してもよい。つまり、目標量算出部６２は、現況被害量を変えて現況被害量を規定値にするような目標積載量及び目標走行速度を算出する。
【００７６】
なお、上述の実施形態においては、現況被害量算出部６１は、積載量と走行速度と路面状態とに基づいて現況被害量を算出することとした。例えばダンプトラック２の車体フレーム２１に設けられた慣性計測装置（Inertial  Measurement  Unit：ＩＭＵ）の計測結果に基づいて、現況被害量が推測されてもよい。慣性計測装置により、互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のそれぞれを中心とする回転方向の加速度（θＸ方向の加速度を示すピッチ加速度、θＹ方向の加速度を示すローリング加速度、θＺ方向の加速度を示すヨー加速度）が算出される。これにより、車体フレーム２１に作用する応力が推測されるため、現況被害量を推測することができる。なお、車体フレーム２１に応力ゲージを設け、その応力ゲージの検出結果に基づいて現況被害量が導出されてもよい。
【００７７】
なお、上述の実施形態において、管理装置４が、ダンプトラック２の制御装置１０の機能の一部又は全部を有してもよい。例えば、現況被害量算出部６１、目標量算出部６２、及び生産コスト算出部６３の少なくとも一つが管理装置４の演算処理装置４１に設けられてもよい。車速センサ２５の検出データ、圧力センサ２６の検出データ、非接触センサ２７の検出データが通信システム５を介して管理装置４に送信されることにより、管理装置４の演算処理装置４１は、現況被害量を低減したり最適化したりして規定値にするための目標積載量、目標走行速度、及び目標路面状態を算出することができるし、生産コスト及び生産コストを最小とするための目標積載量や目標走行速度を算出することができる。
【００７８】
なお、上述の実施形態において、算出された現況被害量に基づいて、ダンプトラック２のメンテナンス計画が策定されたり、ダンプトラック２の補修部品が手配されたりしてもよい。また、算出された現況被害量に基づいて、現況被害量を低減するための運転条件を運転者に指導してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…管理システム、２…ダンプトラック（運搬車両）、３…積込機械、４…管理装置、５…通信システム、６…タイヤ、１０…制御装置、１１…演算処理装置、１２…記憶装置、１３…入出力インターフェース装置、２１…車体フレーム、２２…ベッセル、２３…ホイール、２４…サスペンションシリンダ、２５…車速センサ、２６…圧力センサ、２７…非接触センサ、２８…通信装置、２９…位置検出装置、３０Ａ…内燃機関、３０Ｂ…トルクコンバータ、３０Ｃ…トランスミッション、３０Ｄ…ドライブシャフト、３１…燃費センサ、３２…表示装置、３３…入力装置、３４…タイマー、４１…演算処理装置、４２…記憶装置、４３…入出力インターフェース装置、４４…表示装置、４５…入力装置、４６…通信装置、４７…出力装置、５１…積載量データ取得部、５２…車速データ取得部、５３…路面データ取得部、５４…燃費データ取得部、５５…時間データ取得部、５６…タイヤデータ取得部、６１…現況被害量算出部、６２…目標量算出部、６３…生産コスト算出部、７１…記憶部、８１…入力部、８２…出力部、ＤＰＡ…排土場、ＨＬ…搬送路、ＬＰＡ…積込場。
【図１】
0006715950.tif 000002
【図２】
0006715950.tif 000003
【図３】
0006715950.tif 000004
【図４】
0006715950.tif 000005
【図５】
0006715950.tif 000006