JP4537026B2 - 作業環境監視システム及び作業環境監視工法 - Google Patents

Description

本発明は、建設土木機械の周囲の作業環境を監視し、監視結果に基づいて建設土木機械の動作を制御する作業環境監視システム及び作業環境監視工法に関する。

建築土木工事現場、特に都市部における建築土木工事現場では、騒音、振動による周囲への影響が問題となる。そこで、建築土木工事現場やその周辺に騒音計や振動計を配置し、騒音や振動を測定することが行われている。
例えば、測定地点に設置した検知装置で騒音及び振動を検知して得られた測定データを開示装置で近隣住民に表示し、測定データが基準値を越える場合には現場事務所等に設置した制御装置において警報を発する振動騒音監視公開装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、山留工事において、山留めの状態を計測装置で計測し、計測したデータと予め設定された値を比較し、データが設定された値以上の場合に警報を発する施工システムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−２５８０３３号公報 特開平１１−２８６９３６号公報

ところで、一般的に、工事現場での騒音や振動の測定は、測定データの収集を目的とすることが多く、例えば、工事期間中に大きな騒音や振動が発生しないことの証明として用いられる。従って、大きな騒音や振動が発生してしまった場合に、周囲への影響を迅速に軽減できないといった問題がある。すなわち、騒音が基準値より高くなって警報が行われても、迅速に騒音を低減することはできず、周囲に影響を与える場合がある。

また、山留工事においては、急激に状況が悪化する可能性もあり、警報が行われてから工事を中止するか続行するかを判断していたのでは対応が遅れる可能性がある。
また、本来、大きな騒音や振動が発生することがない建築土木機械、例えば、土留め壁（矢板壁）の構築等に用いられ、矢板（杭）等を既設の矢板（杭）から反力を取って圧入もしくは引抜きを行う周知の杭圧入引抜機では、予め設定された基準値以上の騒音や振動の発生は基本的にあり得ず、もし発生した場合に、作業に異常が発生した可能性が高く、単に周囲への騒音の配慮のための対策以外の対策が必要となる可能性がある。

本発明の課題は、建築土木機械を用いた工事現場において、周囲の状態を測定するとともに、測定結果が異常となった場合に瞬時に対応可能な作業環境監視システム及び作業環境監視工法を提供することである。

請求項１に記載の発明は、建設土木機械を動作させる場合に周囲の状態を監視する作業環境監視システムであって、前記建設土木機械が動作する建設土木工事現場近傍に配置される車両と、前記車両に装備、搭載されて前記建設土木機械の周囲の状態を測定するとともに前記状態の測定結果を示す測定信号を出力する測定手段と、前記車両に装備、搭載されて前記測定信号が示す状態が設定された正常な状態か、設定された前記建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態かを判定するとともに、判定結果を示す判定信号を出力する状態監視手段と、前記判定信号が建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態を示す場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる機械制御手段と、を備え、前記測定手段は、騒音、振動の作業環境を測定する作業環境測定手段と、地盤又は構造物の変位を測定する変位測定手段と、気象状況を測定する気象測定手段とのうちの少なくとも一つであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、建設土木機械の周囲の状態を測定する測定手段から出力される測定信号が状態監視手段に送信される。そして、測定信号に示される測定手段により測定された状態に異常がある場合、すなわち、正常な状態でない場合に、状態監視手段が測定手段から出力される測定信号に基づいて、建設土木機械の動作を停止もしくは制限すべき状態であると判定し、判定結果を示す判定信号を建設土木機械の機械制御手段に送信する。
そして、機械制御手段は、判定信号に示される判定結果が異常である場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限する。
従って、工事現場の状況が急激に変化した場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限することにより、急激な状況の変化に対応して、迅速に工事を中断できることになる。これにより、異常音や振動等が長時間続いて周囲への影響が拡大するのを防止できる。また、作業自体に問題が発生するような状態となった場合に、建設土木機械の動作の停止や制限により、問題の発生を未然に防止することができる。すなわち、異常な状況での対策なしでの工事の続行による弊害を防止できる。
また、車両を工事現場まで自走させて配置することで、容易に本発明の作業環境監視システムを工事現場に構築することができる。
なお、建設土木機械を制御する機械制御手段に、状況監視手段が出力する判定信号に基づいて建設土木機械の動作の停止もしくは制限を行える機能が必要となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の作業環境監視システムにおいて、前記測定手段は、前記車両から降ろされて任意の位置に設置可能に構成されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、車両外の任意の位置に測定手段を設置して建設土木機械の周囲の状態を測定することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の作業環境監視システムにおいて、前記状態監視手段は、前記正常な状態及び前記建設土木機械を停止もしくは制限させる状態の判定以外に、警報を行う状態か否かの判定を行い、前記判定信号が設定された警報を行う状態を示す場合に、前記建設土木機械に係わる作業に従事する作業従事者に警報を行う警報実行手段を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、測定信号に基づいて状態監視手段は、建設土木機械の周囲の状態が、例えば、建設土木機械による作業を中断する程度ではないが、建設土木機械に係わる作業を行う作業従事者、例えば、建設土木機械のオペレータや、建設土木機械の近傍で作業を行う作業者や、建設土木機械を用いた作業の管理者、監督者に異常があることを知らせることが好ましい場合に、警報により異常があることを知らせることができる。この時点で警報に基づいて対策を行うことで、上述のように建設土木機械の動作を停止したり制限したりする状態となるのを未然に防止できる可能もある。
また、建設土木機械の動作を停止したり制限したりした方が良い状態となる可能性がある場合に、その前の状態で、警報を行うことにより、作業従事者に建設土木機械の動作の停止や制限に対応する時間を与えることができる。

また、上述の監視領域を緊急に対応すべき第１の監視領域と、第１の監視領域の外側の注意を促すべき第２の監視領域とにわけ、第２の監視領域に侵入する侵入物が認められた場合に警報を発し、さらに侵入物が第１の監視領域に侵入するのが認められた場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限するものとすれば、警報が発せられた時点で対応することにより、建設土木機械の動作を停止もしくは制限する事態を未然に防止できる可能性がある。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業環境システムを用いた作業環境監視工法において、建設土木工事現場における建設土木機械の周囲の作業環境を監視し、監視結果に基づいて建設土木機械の動作を制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、工事現場の建設土木機械の動作を作業環境に応じて制御することにより、工事現場の問題の発生を未然に防止することができるので、周辺環境の安全を確保できる。加えて、騒音問題などに対しては、一定の騒音値内で作業を進められるので、周辺住民からの苦情により工事が中断する事なく作業を行えることにより、工期の延長化を防ぐ事もできる。また、例えば、騒音問題などにおいて、問題が発生する寸前で防ぐことができるので、問題解決に要する費用、時間のロスが発生しない。

本発明によれば、工事現場の状況が急激に変化した場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限することにより、急激な状況の変化に対応して、迅速に工事を中断できることになる。これにより、異常音や振動等が長時間続いて周囲への影響が拡大するのを防止でき、かつ、作業自体に問題が発生するような状態となった場合に、建設土木機械の動作の停止や制限により、問題の発生を未然に防止することができる。

以下、本発明の第１の実施形態の作業環境監視システムを、図面を参照して説明する。
図１及び図２のブロック図に示すように、この例の作業環境監視システムは、建設土木作業機械としての杭圧入引抜機１の工事現場に本発明を応用したものである。
作業環境監視システムは、図２に示す測定器２１（測定手段）と、データ収集装置２２（状態監視手段）と、杭圧入引抜機１の後述するコントローラ１１との通信用の無線機２３及びケーブル２４のつちの一方を装備したデータ収集車２を備えるとともに、建設土木機械である杭圧入引抜機１に設けられたコントローラ１１（機械制御手段）、データ収集装置２２との通信用の無線機１２及びケーブル１３のうちの一方を備える。

前記測定器２１は、建設土木機械を動作させる場合に周囲の状態を監視するものであり、データ収集車２に装備されたものであるが、データ収集車２に搭載されたまま使用されるものと、データ収集車２から降ろされて適宜測定に適した場所に設置されるものとがある。なお、各測定器２１は、データ収集装置２２に接続され、測定器２１からデータ収集装置２２に測定結果を示す測定信号が出力するようになっている。なお、各測定器２１は、例えば、データ収集装置２２とケーブル接続され、上述の測定信号を送信するようになっているが、測定器２１及びデータ収集装置２２に無線通信装置を設ける物として、測定器２１とデータ収集装置２２とが無線で接続され、測定信号を送受可能となっていても良く、特に、データ収集車２から離れた位置に配置される測定器２１は無線機能を持つことが好ましい。

また、データ収集車２に装備されている測定器としては、例えば、騒音、振動等の作業環境を測定する作業環境測定手段と、地盤や構造物の傾き、沈下、水平移動等を検知するもの、すなわち、地盤や構造物の変化（変位）を測定する変位測定手段と、雨量、風速、風向、温度、湿度等の気象状況を測定する気象測定手段とを有する。
具体的には、騒音計、振動計、傾斜計、沈下計、水平移動計、雨量計、風速計、風向計、温度計、湿度計等であるが、これ以外にも、建設土木機械が作業を行う工事現場の状態を把握可能なものであれば、その他の測定手段を用いることができる。例えば、後述する監視カメラ等の撮像手段や、工事の種類や工事が行われる場所を考慮して、土圧計や潮位計や水位計や水流の速度計など、様々な測定手段を用いるものとしても良い。
なお、前記構造物とは、例えば、ビル等の建築物、橋、鉄道等であり、建設土木機械が関与する工事の対象となるものであっても良いし、直接工事の対象となっておらず、工事現場内や工事現場近傍にある構造物であっても良い。

また、各測定器２１は、工事現場において建設土木機械の周囲の状況を監視するのに必要な種類のものが全てデータ収集車２に装備、搭載されている。なお、データ収集車２は、例えば、建設土木機械の種類に対応して、その建設土木機械が行う作業を必要とする各種工事現場で必要な種類の測定器２１を全て装備、搭載することが好ましく、工事現場毎に搭載、装備する測定器２１を変更しなくても良いようになっていることが好ましい。以上のような測定器２１は、建設土木機械の周囲の状態を測定するとともに前記状態の測定結果を示す測定信号を出力する測定手段である。

前記データ収集装置２２は、例えば、測定器から送信（出力）される測定信号を受信して、例えば、デジタルの測定データに変換して各測定データを収集して記憶・保存するものであり、例えば、データロガー、各種コンピュータ等をデータ収集装置２２として用いることができる。なお、データロガーにコンピュータを接続したものをデータ収集装置２２としても良い。測定器２１がデジタル変換してデジタルの測定データを測定信号として出力するものの場合は、データ収集装置２２で測定信号をデジタル変換する必要はない。

また、この例のデータ収集装置２２は、単に複数の測定器２１からの測定信号を受信することにより、測定信号を測定データとして収集・保存するだけではなく、以下の警告停止判定処理を行える必要がある。
なお、以下の処理用にデータ収集装置２２には、各測定器２１もしくは測定器２１の種類毎に、予め設定されて入力された第１の閾値としての警告値と、第２の閾値としての停止値とが各種メモリ等の半導体記憶装置やハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の光・磁気記憶装置等に記憶されているとともに、以下の処理を行うためのプログラムが記憶されている。なお、警告値及び停止値は、測定信号がアナログの場合に、測定信号のレベルで設定されているものとし、デジタル変換する前の測定信号と比較されるものとしても良し、警告値及び停止値は、デジタルの測定データと比較されるものであっても良い。

また、各測定器毎に、測定データが工事に支障を来たす可能性と、周囲に悪影響を与える可能性とを考慮し、実際に工事に支障を来たしたり、周囲に悪影響を与えたりすることはないが、正常な値の範囲を僅かに越え、何らかの対策を行うことが好ましい測定値を警告値とし、警告値よりも大きく正常な値の範囲を越え、このまま作業を続行することが好ましくない測定値を停止値とする。例えば、騒音や振動の場合には、近隣の住民の一部が不快感をいだくレベルよりも僅かに低いレベルを警告値とし、近隣の住民の半数が不快感をいだくレベルを停止値としても良い。また、警告値や停止値を単に測定信号や測定データのレベルとせずに、例えば、変位を測定している場合に、変位のレベルではなく、変位の速度の値を警告値や停止値としても良い。すなわち、変位の速度が低い場合、すなわち、僅かにゆっくり変位している場合は、警告値とし、変位速度が早い場合は、停止値としても良い。

データ収集装置２２で行われる警告停止判定処理において、図２に示すように、データ収集装置２２は、測定信号を受信して測定データを収集した際に（ステップＳ１）、所定タイミング毎もしくは所定時間毎（例えば、１００msec毎）に、測定データと警告値とを比較する（ステップＳ２）。
そして、測定データが警告値より低い場合には、測定データが正常な状態を示すものと判定する（ステップＳ３）。一方、測定データが警告値より高い場合には、次ぎに測定データを停止値と比較する（ステップＳ４）。そして、測定データが停止値より低い場合には、測定データが警告を行う状態を示すものと判定する（ステップＳ５）。一方、測定データが停止値より高い場合には、測定データが建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態を示すものと判定する（ステップＳ６）。

そして、データ収集装置２２は、上述の警告停止判定処理の判定結果、すなわち、正常な状態、警告を行う状態、建設土木機械の動作を停止もしくは制限する状態のいずれかを示す判定信号を、無線機２３もしくはケーブル２４を用いて、機械制御手段であるコントローラ１１に送信（出力）する。すなわち、データ収集装置２２は、前記測定信号が示す状態が予め設定された正常な状態か、予め設定された前記建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態かを判定するとともに、判定結果を示す判定信号を出力する状態監視手段として機能するとともに、前記正常な状態及び前記建設土木機械を停止もしくは制限させる状態の判定以外に、警報を行う状態か否かの判定を行う状態監視手段として機能する。

建設土木機械としての杭圧入引抜機１は、周知のものであり、既に圧入（打設）された鋼管矢板１０（杭）を掴む複数のクランプ１ａ（杭を透視した状態に図示）を備えたサドル１ｂと、サドル１ｂに対して前後にスライド移動自在なスライドベース１ｃと、スライドベース１ｃ上に左右に旋回自在に取り付けられた旋回マスト１ｄと、旋回マスト１ｄの前面に沿って上下動自在で、かつ、杭を掴んだ状態で降下することにより杭を圧入するチャック１ｅとを備える。そして、杭圧入引抜機１は、既設の杭から反力を取って杭の圧入及び引抜きが可能となっているとともに、順次並べて圧入した杭上を自走しながら杭の圧入及び引抜きが可能となっている。なお、杭圧入引抜機１が圧入可能な杭は、鋼管矢板１０に限られるものではなく、各種杭を圧入可能な杭圧入引抜機１が存在する。

また、この例の杭圧入引抜機１は、上述のように警告を行う状態の場合に点灯する図示しない警告灯を備えている。また、警告を行う装置として、状態表示器１５が備えられている。そして、状態表示器１５は警告を行うことが可能なディスプレイとなっており、例えば、警告を行う状態や停止もしくは制限を行う状態となった測定信号を送信した測定器の種類と測定値とを表示可能となっている。また、杭圧入引抜機１には、警告音を発生する発声器が設けられているものとしても良い。

また、杭圧入引抜機１とは、別に、本発明の警告実行手段として機能する装置があっても良く、例えば、動力源ユニット車３や、現場事務所や、後述するように杭圧入引抜機１に杭を供給するためのクレーン等に、判定信号を受信して、判定信号に基づいて、判定信号が警告を行う状態を示す場合に、警告を行う警告実行手段として、ディスプレイを備えたコンピュータ等があるものとしても良い。

また、杭圧入引抜機１には、杭圧入引抜機１に油圧や電力を供給し、杭圧入引抜機１の動力源となる自走可能な動力源ユニット車３が接続されている。また、杭圧入引抜機１は、リモートコントロール可能となっており、制御装置として、オペレータが操作する操作盤を備えるとともに、操作盤の操作に対応した制御信号を送信するリモートコントローラと、杭圧入引抜機１に設けられ、リモートコントローラから送信される制御信号に基づいて、油圧用の各種バルブの開閉等を制御するコントローラ本体を備える。また、リモートコントローラとコントローラ本体とは、無線（無線機）もしくは有線（ケーブル）により通信可能となっている。

そして、本発明の機械制御手段となるコントローラ１１は、この例において上述のコントローラ本体として説明するが、コントローラ１１がリモートコントローラに対応するものとしても良く、この場合には、データ収集装置２２から送信される判定信号がリモートコントローラに送信され、リモートコントローラにおいて、後述するように判定信号に基づいて警報を行うか否か、杭圧入引抜機１の動作を停止もしくは制限するかを決定し、リモートコントローラから決定内容に応じた制御信号を出力するものとしても良い。
また、データ収集装置２２から送信される判定信号が杭圧入引抜機１をリモートコントローラから制御する際に、リモートコントローラから送信される制御信号（指令信号）となっており、データ収集装置２２がリモートコントローラとして機能するものとしても良いし、この際に指令信号である判定信号をリモートコントローラがコントローラ本体に中継するものとなっていても良い。また、リモートコントローラに、警告を行う状態や停止もしくは制限を行う状態を示す判定信号が入力した場合に、警告を行う表示装置や発声装置が設けられていても良い。すなわち、リモートコントローラが本発明の警告実行手段として機能しても良い。

そしてコントローラ１１は、リモートコントローラからオペレータの操作に基づいて出力される制御信号（指令信号）に基づいて杭圧入引抜機１の動作の制御を行うものであるが、上述のデータ収集装置２２から送信される判定信号を指令信号の一種として無線機１２もしくはケーブル１３で受信して以下の判定対応制御処理を行う。
すなわち、指令信号が受信された場合（ステップＳ１１）に、指令信号が警告を行う状態であることを示す判定信号の場合（ステップＳ１２）に、警告灯の点灯、状態表示器１５での警告の表示等の警報を行うように、警告灯及び状態表示器に制御信号を出力する（ステップＳ１３）。

また、指令信号が建設土木機械の動作の停止もしくは制限を示す場合には（ステップＳ１４）、例えば、杭圧入引抜機１と動力源ユニット車３とを一体の土木建設機械とみなすとともに、コントローラ１１から動力源ユニット車３を制御可能として、動力源ユニット車３の動力源３ａ（発電器、油圧ユニット）等を停止するものとしても良いし、動力源自体を停止しなくても動力の供給を遮断するものとしても良い。また、杭圧入引抜機１側でスイッチ、バルブ１ｆ等を制御して杭圧入引抜機１を停止するものとしても良い。すなわち、建設土木機械の動作を停止もしくは制限する（ステップＳ１５）。
なお、杭圧入引抜機１は、電源の供給や油圧の供給が遮断された場合に、クランプ１ａやチャック１ｅが杭を掴んだ状態に保持するようになっており、杭圧入引抜機１が転倒するようなことはない。

また、杭圧入引抜機１を完全に停止せずに、例えば、杭を掴んだチャック１ｅの上下動を制限したり、旋回マスト１ｄの旋回を制限したり、スライドベース１ｃの前後動を制限したりしても良い。また、動作速度が調整可能な建設土木機械ならば動作速度の上限を制限するようにしても良い。すなわち、建設土木機械の能力を抑えるような動作の制限を行うものとしても良い。

そして、判定信号（指令信号）が警告でも停止でもない場合には、コントローラ１１において、正常と判定され、通常の制御が行われる（ステップＳ１６）。従って、コントローラ１１は、判定信号が建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態を示す場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる機械制御手段として機能し、かつ、警告灯や状態表示器１５や発声器とともに、判定信号が警報を行う状態を示す場合に、前記建設土木機械に係わる作業に従事する作業従事者に警報を行う警報実行手段として機能する。

以上のような作業環境監視システムによれば、各測定器２１から入力される測定信号に基づいてデータ収集装置２２が測定信号で示される測定値（測定データ）が警告値以上ならば警告を示す指令信号（判定信号）を出力し、測定値が停止値以上ならば停止（制限）を示す指令信号を送信する。そして、コントローラ１１は、指令信号が警報を示す場合に、警告灯、発声器、状態表示器１５等を用いて警報を行い、指令信号が停止（制限）を示す場合に、杭圧入引抜機１の動作を停止もしくは制限する。従って、杭圧入引抜機１を用いた工事において、大きな騒音や振動が発生した場合には、杭圧入引抜機１の動作が停止もしくは制限されることにより、騒音や振動がなくなるか低減されることになり、周囲への影響を未然に防止することができる。また、正常な場合よりも騒音や振動が大きくなった場合には、警報を発することにより、作業従事者に注意を促し、何らかの対策を取らせることにより、上述のように建設土木機械を停止させる事態となることを未然に防止できる可能性がある。

また、測定値が、建設土木機械が作業を続行した場合に作業に支障が生じるような停止値となった場合に、建設土木機械を一旦停止することで、大きな問題に発展するのを防止することができる。また、その前に警告値となって警報が行われれば、建設土木機械を停止させる事態となることを上述のように未然に防止できる可能性がある。特に測定値の変動に対してリアルタイムに建設土木機械の動作を停止もしくは制限できることにより、測定値が急激に悪化したような場合でも、迅速に対応して大きな問題となることを未然に防止することができる。

また、データ収集車２に必要な複数の測定器２１とデータ収集装置２２とが装備・搭載されているので、上述のようなコントローラ１１を備えた建設土木機械による工事においては、データ収集車２を工事現場に向かわせて、データ収集車２を工事現場に配置するとともに、必要に応じて測定器２１をデータ収集車２から測定位置に移動することにより、本発明の作業環境監視システムを工事現場に容易に配置することができる。

次ぎに、本発明の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態においては、測定器２１であり、かつ、撮像手段としての監視カメラ２１ａを使用するとともに、状況監視手段としてのデータ収集装置２２に画像認識を行う画像認識手段としての機能を持たせ、監視カメラ２１ａからの測定信号としての画像データの画像認識結果に基づいて上述の警告停止判定処理を行う。また、建設土木機械として前記杭圧入引抜機１に杭を供給するクレーン４が用いられ、クレーン４に前記コントローラ１１が備えられているものとなっている。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、説明の無い部分は、第１の実施形態と同様の構成を有するものとする。

測定器２１としての監視カメラ２１ａは、上述のデータ収集車２に装備・搭載されているもので、データ収集車２を撮影に適切な位置に配置できるならば、データ収集車２に搭載した状態で使用しても良いし、データ収集車２から降ろして使用しても良い。そして、データ収集車２から降ろして使用する場合には、監視カメラ２１ａに画像データを送信するための無線機２１ｂが接続されていることが好ましいが、有線で測定信号としての画像データを送信するものとしても良い。そして、監視カメラ２１ａに無線機２１ｂが接続されている場合には、データ収集車２に搭載されるデータ収集装置２２に画像データを受信する無線機２６を接続する。

データ収集装置２２は、監視カメラ２１ａで撮影され、測定信号として受信された画像データを画像認識（画像解析）する機能が備えられている。
そして、この例においては、クレーン４のジブ４１の作業半径内（工事現場内もしくは工事現場近傍）に既存の建築物５（構造物）があるものとし、監視カメラ２１ａの撮影範囲内にクレーン４と建築物５の少なくともクレーン４側の部分が入るようになっている。

そして、図４に示すように、データ収集装置２２においては、受信される画像データ中の建築物５とクレーン４との間に、二つの隣接する監視領域６，７が設定されている。一方の監視領域７は、クレーン４側に設定され、他方の監視領域６は、建築物５側に設定されている。そして、画像認識手段としてのデータ収集装置２２は、クレーン４のジブ４１や、ジブ４１に吊られた杭（鋼管矢板１０）が監視領域６，７に侵入物として侵入するのを認識可能となっている。
例えば、順次入力される画像データ中の監視領域６，７の各画素の色（輝度）の時間経過に伴う変化を認識するようになっており、予め設定された数以上の画素において、予め設定された範囲以上の色値の変化（例えば、画像データがＲＧＢで示される場合にＲＧＢ毎の値の変化）や輝度の変化が合った場合に、監視領域に侵入物があったものとする。なお、杭（鋼管矢板１０）の色やジブ４１の色と背景の色との差から杭やジブ４１をより正確に認識するものとしても良い。また、その他の周知の画像認識方法により杭やジブ４１を認識するようにしても良い。

そして、データ収集装置２２は、建築物５よりクレーン４（工事現場）に近い第２の監視領域７にジブ４１や杭が侵入物として侵入したと認識した場合に、上述の警告停止判定処理において、警告を行う状態と判定する。また、データ収集装置２２は、第２の監視領域７より建築物５に近い第１の監視領域６にジブ４１や杭が侵入物として侵入したと認識した場合に、上述の警告停止判定処理において、停止もしくは制限を行う状態と判定する。監視領域６，７への侵入が認識されない場合には正常と判定する。そして、上述のようにデータ収集装置２２は、無線もしくは有線により判定信号を建設土木機械としてのクレーン４に送信する。

また、クレーン４は、上述のようにコントローラ１１が備えられるとともに有線通信用のケーブルもしくは無線通信用の通信機が備えられ、データ収集装置２２からの指令信号としての判定信号を受信可能とされ、指令信号に基づくコントローラ１１の制御により動作の停止もしくは制限が可能となっている。
ここでは、例えば、クレーン４のジブ４１が第２の監視領域に侵入して警告を示す判定信号がデータ収集装置２２から送信された場合に、コントローラ１１の制御によりクレーン４の図示しない警告灯や状態表示器や発声器において、警告灯の点灯、警告の表示、警告音の発声等により警報が行われる。これによりクレーン４のオペレータは、ジブ４１をそれ以上建築物５に近づけるような操作をしないように指示された状態となる。

また、クレーン４のジブ４１が第１の監視領域に侵入して停止もしくは制限を示す判定信号がデータ収集装置２２から送信された場合に、コントローラ１１の制御によりクレーン４の動作が例えば停止される。これにより、クレーン４が動作を継続することにより、ジブ４１やジブ４１に吊られた杭が建築物５に接触するのを防止することができる。
なお、クレーン４の動作を完全に停止するのではなく、ジブ４１の建築物５に近づく方向への移動を制限し、ジブ４１の建築物５から遠ざかる方向への移動を可能としても良い。この場合には、ジブ４１を建築物５から離す操作が可能となり、ジブ４１を監視領域の外に出すことが可能となる。そして、この場合に、データ収集装置２２において、監視領域６，７にジブ４１等の侵入物が無くなったことが認識され、正常な状態と判定される。そして、正常な状態と判定された場合に、データ収集装置２２が指令信号として正常な状態を示す判定信号を送信する。そして、コントローラ１１は、動作の制限を示す判定信号が受信されて建設土木機械の動作を制限した後に正常を示す判定信号が入力した場合は、動作を制限する制御を解除して、建設土木機械を通常通り制御するものとしても良い。

なお、上述の第１例の実施形態も含めて、建設土木機械の動作を停止もしくは制限した後に、例えば、安全確認や何らかの対策が取られた場合に、コントローラ１１において、動作の停止や制限を解除可能となっている必要がある。
以上のように第２実施形態の作業環境監視システムによれば、建築物５にクレーン４のジブ４１が接触するような事態を確実に防止できる。

本発明の第１の実施形態の作業環境監視システムの杭圧入引抜機とそのコントローラを説明するための図面である。 作業環境監視システムのデータ収集車のデータ収集装置を説明するための図面である。 本発明の第２の実施形態の作業環境システムを説明するための図面である。 第２の実施形態の作業環境システムを説明するための図面である。

符号の説明

１ 杭圧入引抜機（建設土木機械）
２ データ収集車（車両）
１１ コントローラ（機械制御手段、警報実行手段）
１５ 状態表示器（警報実行手段）
２１ 測定器（測定手段）
２１ａ 監視カメラ（撮像手段、測定手段）
２２ データ収集装置（状態監視手段、画像認識手段）

Claims (4)

1. 建設土木機械を動作させる場合に周囲の状態を監視する作業環境監視システムであって、
   前記建設土木機械が動作する建設土木工事現場の近傍に配置される車両と、
   前記車両に装備、搭載され、前記建設土木機械の周囲の状態を測定するとともに前記状態の測定結果を示す測定信号を出力する測定手段と、
   前記車両に装備、搭載され、前記測定信号が示す状態が設定された正常な状態か、設定された前記建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態かを判定するとともに、判定結果を示す判定信号を出力する状態監視手段と、
   前記判定信号が建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる状態を示す場合に、建設土木機械の動作を停止もしくは制限させる機械制御手段と、
   を備え、
   前記測定手段は、騒音、振動の作業環境を測定する作業環境測定手段と、地盤又は構造物の変位を測定する変位測定手段と、気象状況を測定する気象測定手段とのうちの少なくとも一つであることを特徴とする作業環境監視システム。
2. 前記測定手段は、前記車両から降ろされて任意の位置に設置可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の作業環境監視システム。
3. 前記状態監視手段は、前記正常な状態及び前記建設土木機械を停止もしくは制限させる状態の判定以外に、警報を行う状態か否かの判定を行い、
   前記判定信号が設定された警報を行う状態を示す場合に、前記建設土木機械に係わる作業に従事する作業従事者に警報を行う警報実行手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業環境監視システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業環境監視システムを用いて、建設土木工事現場における建設土木機械の周囲の作業環境を監視し、監視結果に基づいて建設土木機械の動作を制御することを特徴とする作業環境監視工法。

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