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JP7701838B2 - Dredging construction management system and dredging construction management method - Google Patents
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JP7701838B2 - Dredging construction management system and dredging construction management method - Google Patents

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Description

本発明は、ポンプ浚渫船の浚渫施工管理システム及び浚渫施工管理方法に関するものである。 The present invention relates to a dredging work management system and a dredging work management method for a pump dredger.

ポンプ浚渫船を用いたポンプ浚渫工では、船首に取り付けられたラダーを船体ごとスイングしながら、ラダー先端に設けられたカッターにより水底を掘削して浚渫するため、スイング管理とラダー深度管理とを同時に行う必要がある。スイング管理では、浚渫土厚に合わせてスイング速度をコントロールし、ラダー深度管理では、潮位に合わせてラダー深度をコントロールする。特に法面を施工する際には、横移動するスイング速度と縦移動するラダーの上下動の速度とを細かく調整し、設計ラインに合わせて施工を行う。従来、このような双方のコントロールは、オペレータが手動操作で行っていた。そこで、本発明者らは、主にラダー深度を自動で制御するシステムを開発した(引用文献1参照)。 In pump dredging work using a pump dredger, the ladder attached to the bow is swung along with the ship, and the cutter at the end of the ladder is used to excavate and dredge the bottom of the water. This requires simultaneous swing management and ladder depth management. In swing management, the swing speed is controlled according to the thickness of the dredged soil, and in ladder depth management, the ladder depth is controlled according to the tide level. In particular, when constructing a slope, the swing speed of the horizontal movement and the speed of the vertical movement of the ladder are finely adjusted to construct according to the design line. Conventionally, both of these controls were performed manually by the operator. Therefore, the inventors developed a system that mainly automatically controls the ladder depth (see Reference 1).

特開2020-056250号公報JP 2020-056250 A

ここで、スイング速度やラダー深度のコントロールは、オペレータが複数の計器類やシステム表示を確認しながら、設計ラインに合わせて繊細な操作を行うため、集中力が必要であり、作業時の負担が大きい。更に、オペレータの技量や経験に応じて、施工精度に差が生じる虞がある。上述した本発明者らが開発したシステムでは、ラダー深度を自動で制御するものの、改善の余地がある。
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、オペレータの技量や経験の如何に関わらず、ポンプ浚渫を安定して高精度に行うと共に、作業負担を軽減することにある。
Here, the control of the swing speed and ladder depth requires the operator to perform delicate operations in accordance with the design line while checking multiple instruments and system displays, which requires concentration and places a heavy burden on the operator during work. Furthermore, there is a risk that the construction accuracy will vary depending on the operator's skill and experience. Although the system developed by the inventors described above automatically controls the ladder depth, there is still room for improvement.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to perform pump dredging stably and with high precision regardless of the operator's skill or experience, while reducing the workload.

(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、本発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Modes of the Invention)
The following aspects of the invention are illustrative of the configuration of the present invention, and are described in terms of items to facilitate understanding of the various configurations of the present invention. Each item does not limit the technical scope of the present invention, and the technical scope of the present invention may include any embodiment in which some of the components of each item are replaced or deleted, or other components are added, while taking into account the best mode for carrying out the invention.

(1)少なくとも一方の側端が法面で形成される凹路を水底に構築するために、上下方向に揺動可能に船首に取り付けられたラダーを、船尾に設けられたスパッドを中心として船体ごと前記凹路の幅方向にスイングしながら、前記ラダーの先端に設けられたカッターにより水底の土砂を掘削し、掘削した土砂をポンプにより吸い込んで圧送するポンプ浚渫船の浚渫施工管理システムであって、前記ポンプ浚渫船の位置を計測する位置計測手段と、施工範囲近傍の潮位を計測する潮位計と、前記ポンプ浚渫船の姿勢を計測する複数のセンサと、前記位置計測手段と前記潮位計と前記複数のセンサとの計測結果に基づいて、前記カッターの位置及び深度を算出することを含む、当該システムの運用に必要な演算及び情報の管理を行う演算管理手段と、該演算管理手段から受信する制御データに基づき、前記ラダーを揺動させるためのラダーウィンチ及び前記ラダーをスイングさせるためのスイングウィンチを制御して、前記カッターの深度及び前記幅方向の位置を調整する制御手段と、を含み、前記演算管理手段は、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチが手動で操作された手動浚渫作業時に、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチの操作に係る操作ログを記録する学習モードと、前記手動浚渫作業時の前記カッターの動きを再現しながら、設計浚渫深度に従って浚渫されるように、前記操作ログに基づいて前記制御データを算出する自動制御モードと、に切り替え可能に構成されている浚渫施工管理システム。 (1) A dredging construction management system for a pump dredger in which a ladder attached to the bow so as to be swingable in the vertical direction is swung in the width direction of the concave channel with the hull centered on a spud attached to the stern, and sediment is excavated from the bottom of the water using a cutter attached to the tip of the ladder, and the excavated sediment is sucked in and pumped out by a pump, in order to construct a concave channel on the bottom of the water, at least one side of which is formed by a slope. The system includes a position measuring means for measuring the position of the pump dredger, a tide gauge for measuring the tide level in the vicinity of the construction area, and a plurality of sensors for measuring the attitude of the pump dredger, and a calculation and information required for the operation of the system, which includes a calculation and information calculating means for calculating the position and depth of the cutter based on the measurement results of the position measuring means, the tide gauge, and the plurality of sensors. and a control means for controlling a ladder winch for swinging the ladder and a swing winch for swinging the ladder based on control data received from the calculation management means to adjust the depth and the widthwise position of the cutter, wherein the calculation management means is configured to be switchable between a learning mode in which an operation log related to the operation of the ladder winch and the swing winch during manual dredging work in which the ladder winch and the swing winch are manually operated, and an automatic control mode in which the control data is calculated based on the operation log while reproducing the movement of the cutter during the manual dredging work so that dredging is performed in accordance with the designed dredging depth .

本項に記載の浚渫施工管理システムは、ポンプ浚渫船によって、少なくとも一方の側端が法面で形成される凹路を水底に構築する浚渫施工を管理するものである。管理対象とする浚渫施工では、ポンプ浚渫船の船首に上下方向に揺動可能に取り付けられたラダーを、船尾に設けられたスパッドを中心として船体と共に、水底に構築する凹路の幅方向にスイングしながら、ラダーの先端に設けられたカッターにより水底の土砂を掘削し、掘削した土砂をポンプ浚渫船に搭載されたポンプにより吸い込んで圧送することが行われる。そして、当該システムの構成要素として、位置計測手段、潮位計、複数のセンサ、演算管理手段、及び制御手段を含んでいる。 The dredging construction management system described in this section manages dredging construction in which a pump dredger constructs a recessed channel on the bottom of the water, at least one side of which is formed by a slope. In the dredging construction to be managed, a ladder attached to the bow of the pump dredger so that it can swing up and down is swung together with the hull of the pump dredger in the width direction of the recessed channel to be constructed on the bottom of the water, centered on a spud attached to the stern, while excavating soil from the bottom of the water with a cutter attached to the tip of the ladder, and the excavated soil is sucked in and pumped out by a pump mounted on the pump dredger. The components of the system include a position measurement means, a tide gauge, multiple sensors, a calculation management means, and a control means.

位置計測手段はポンプ浚渫船の位置(平面位置)を計測するもの、潮位計は施工範囲近傍の潮位を計測するもの、複数のセンサはポンプ浚渫船の姿勢を計測するものであり、これらの計測が施工中に継続的に行われることで、各計測結果に常に最新の状況が反映される。演算管理手段は、当該システムの運用に必要な演算及び情報の管理を行うものであり、演算の1つとして、位置計測手段と潮位計と複数のセンサとの計測結果に基づき、カッターの位置(平面位置)及び深度の算出を実行する。このとき、カッターの位置は、位置計測手段により計測されるポンプ浚渫船の位置に、演算管理手段に予め設定されるポンプ浚渫船の各部位(船体、ラダー等)の大きさ、複数のセンサにより計測されるポンプ浚渫船の姿勢等が加味されて算出される。また、カッターの深度は、潮位計により計測される施工範囲近傍の潮位、ポンプ浚渫船の姿勢、ポンプ浚渫船のラダーの大きさ等から算出される。このようなカッターの位置及び深度の算出が、施工中に継続的に行われることで、カッターの現在の位置及び深度がリアルタイムに把握されるものである。 The position measurement means measures the position (planar position) of the pump dredger, the tide gauge measures the tide levels near the construction area, and the multiple sensors measure the attitude of the pump dredger, and these measurements are taken continuously during construction so that the latest situation is always reflected in each measurement result. The calculation management means performs calculations and manages information necessary for the operation of the system, and as one of its calculations, calculates the cutter position (planar position) and depth based on the measurement results of the position measurement means, tide gauge, and multiple sensors. At this time, the cutter position is calculated by taking into account the position of the pump dredger measured by the position measurement means, the size of each part of the pump dredger (hull, rudder, etc.) that is preset in the calculation management means, and the attitude of the pump dredger measured by the multiple sensors, etc. The cutter depth is calculated from the tide level near the construction area measured by a tide gauge, the attitude of the pump dredger, the size of the pump dredger's ladder, etc. Such calculations of the cutter position and depth are performed continuously during construction, so that the current position and depth of the cutter can be grasped in real time.

制御手段は、ラダーを上下方向に揺動させるようにポンプ浚渫船に搭載されたラダーウィンチを制御することで、ラダーの傾斜角度(揺動角度)を変化させ、ラダー先端に設けられたカッターの深度を調整する。更に、制御手段は、ラダーの先端近傍から凹路の幅方向の両側へ張設された2本スイングワイヤを、巻き取り及び繰り出しするようにポンプ浚渫船に搭載されたスイングウィンチを制御することで、スパッドを中心として船体をラダーと共にスイングさせ、カッターの凹路幅方向の位置を調整する。このとき、制御手段は、演算管理手段から受信する制御データに基づいて、ラダーウィンチ及びスイングウィンチの双方を制御する。 The control means controls the ladder winch mounted on the pump dredger to swing the ladder up and down, thereby changing the inclination angle (swing angle) of the ladder and adjusting the depth of the cutter installed at the tip of the ladder. Furthermore, the control means controls the swing winch mounted on the pump dredger to wind and pay out two swing wires stretched from near the tip of the ladder to both sides in the width direction of the concave channel, thereby swinging the hull together with the ladder around the spud and adjusting the position of the cutter in the width direction of the concave channel. At this time, the control means controls both the ladder winch and the swing winch based on the control data received from the calculation management means.

すなわち、演算管理手段は、制御手段がラダーウィンチ及びスイングウィンチの制御のために使用する制御データを算出して送信する。そのために、演算管理手段は、学習モードと自動制御モードとに切り替え可能に構成されている。学習モードにおいて、演算管理手段は、深度調整に係るラダーウィンチとスイング調整に係るスイングウィンチとが、オペレータにより手動で操作された手動浚渫作業時に、ラダーウィンチ及びスイングウィンチの操作に係る操作ログを記録する。このため、通常は、経験が豊富で優れた技量を有する熟練のオペレータが、上記のように手動で操作したときの操作ログが記録される。また、自動制御モードにおいて、演算管理手段は、予め設定された設計浚渫深度に従って浚渫されるように、学習モードで記録した操作ログに基づいて、制御手段へ送信する制御データを算出する。 That is, the calculation management means calculates and transmits control data used by the control means to control the ladder winch and the swing winch. For this purpose, the calculation management means is configured to be switchable between a learning mode and an automatic control mode. In the learning mode, the calculation management means records an operation log related to the operation of the ladder winch and the swing winch during manual dredging work in which the ladder winch related to depth adjustment and the swing winch related to swing adjustment are manually operated by an operator. For this reason, an operation log is usually recorded when a skilled operator with a wealth of experience and excellent skills manually operates as described above. Also, in the automatic control mode, the calculation management means calculates control data to be transmitted to the control means based on the operation log recorded in the learning mode so that dredging is performed according to a preset design dredging depth.

すなわち、演算管理手段は、記録した操作ログから、上記のような手動浚渫作業時のカッターの動きが再現されるような制御データを算出する。しかも、演算管理手段は、上述したように算出するカッターの位置及び深度を確認しながら、設計浚渫深度通りに浚渫されるように、制御データに調整を加えるものである。これにより、浚渫施工時には、熟練のオペレータが操作したカッターの動きが再現されつつ、設計浚渫深度通りに浚渫されるものとなるため、当該システムを利用するオペレータの技量や経験の如何に関わらず、ポンプ浚渫が安定して高精度に行われるものとなる。更に、オペレータは、スイング速度やラダー深度の操作といった集中力を要する繊細な操作から解放されるため、作業時の負担が大幅に軽減されるものである。 In other words, the calculation management means calculates control data from the recorded operation log so that the movement of the cutter during manual dredging work as described above is reproduced. Moreover, the calculation management means adjusts the control data while checking the cutter position and depth calculated as described above so that dredging is performed according to the designed dredging depth. As a result, during dredging work, the movement of the cutter operated by an experienced operator is reproduced and dredging is performed according to the designed dredging depth, so pump dredging is performed stably and with high precision regardless of the skill and experience of the operator using the system. Furthermore, the operator is freed from delicate operations that require concentration, such as operating the swing speed and ladder depth, which significantly reduces the burden on the operator during work.

(2)上記(1)項において、前記演算管理手段は、前記凹路を前記幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割し、前記学習モードにおいて前記エリア毎に前記操作ログを記録すると共に、前記自動制御モードにおいて前記エリア毎に前記制御データを算出し、前記演算管理手段は、前記学習モードにおいて前記操作ログを記録する際に、前記カッターが位置している前記エリアを同時に記録することで、各エリアに紐付けて前記操作ログを記録し、前記自動制御モードにおいて前記制御データを算出する際に、前記カッターが現在位置している前記エリアが切り替わったと判定したタイミングで、前記制御データの算出に使用している前記操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更する浚渫施工管理システム(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理システムは、演算管理手段が、水底に構築される凹路を、例えば形状が変化する位置などに基づいて、凹路の幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割する。そして、演算管理手段は、学習モードにおいて操作ログを記録する際に、分割したエリア毎に操作ログを記録し、このとき、カッターが位置しているエリアを同時に記録することで、各エリアに紐付けて操作ログを記録する。また、演算管理手段は、自動制御モードにおいて制御データを算出する際に、分割したエリア毎に制御データを算出し、このとき、カッターが現在位置しているエリアが切り替わったと判定したタイミングで、制御データの算出に使用している操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更する。これにより、各エリアに特有の形状などの特徴が反映されるように記録及び算出されるため、施工時のポンプ浚渫の精度が向上されるものとなる。
(2) In the above (1), the calculation management means virtually divides the recessed path into a plurality of areas along the width direction, records the operation log for each area in the learning mode, and calculates the control data for each area in the automatic control mode . When recording the operation log in the learning mode, the calculation management means simultaneously records the area in which the cutter is located, thereby recording the operation log linked to each area. When calculating the control data in the automatic control mode, at the timing when it is determined that the area in which the cutter is currently located has changed, the operation log used to calculate the control data is changed from that of the area before the change to that of the area after the change (Claim 1 ).
In the dredging construction management system described in this section, the calculation management means virtually divides a recessed passage constructed on the bottom of the water into a plurality of areas along the width direction of the recessed passage, for example, based on the position where the shape changes. When recording an operation log in the learning mode, the calculation management means records an operation log for each divided area, and at this time, records the area where the cutter is located at the same time, thereby recording the operation log linked to each area. When calculating control data in the automatic control mode, the calculation management means calculates control data for each divided area , and at this time, changes the operation log used to calculate the control data from that of the area before the switch to that of the area after the switch when it is determined that the area where the cutter is currently located has changed . As a result, the characteristics such as the shape unique to each area are recorded and calculated to be reflected, thereby improving the accuracy of pump dredging during construction.

(3)上記(2)項において、前記演算管理手段は、少なくとも、前記凹路の法面の法肩位置、及び前記凹路の法面の法尻位置を、前記複数のエリアの分割位置に利用する浚渫施工管理システム(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理システムは、演算管理手段が、少なくとも一方の側端に法面を有する凹路を複数のエリアに分割する際の、分割位置に利用する位置を規定するものである。具体的に、演算管理手段は、少なくとも、凹路の法面の法肩位置と、凹路の法面の法尻位置とを、複数のエリアの分割位置に利用する。すなわち、凹路の両側端に法面を有する場合は、凹路の一側端の法面の法肩位置、凹路の一側端の法面の法尻位置、凹路の他側端の法面の法尻位置、及び凹路の他側端の法面の法肩位置を、複数のエリアの分割位置に利用する。また、凹路の一方の側端に法面を有する場合は、その法面の法肩位置と法尻位置とを、複数のエリアの分割位置に利用する。これにより、幅方向についての形状が大きく変化する位置において、凹路が複数のエリアへと分割されることになるため、施工時に各エリアの形状が精度よく再現されるものとなる。
(3) In the above (2), the dredging construction management system (Claim 2) in which the calculation management means uses at least the toe position of the slope of the depression road and the toe position of the slope of the depression road as division positions of the multiple areas.
In the dredging construction management system described in this section, the calculation management means specifies the positions to be used as the division positions when dividing a recessed road having a slope at least on one side end into a plurality of areas. Specifically, the calculation management means uses at least the toe position of the slope of the recessed road and the toe position of the slope of the recessed road as the division positions of the plurality of areas. That is, when the recessed road has slopes on both sides, the toe position of the slope of one side end of the recessed road, the toe position of the slope of one side end of the recessed road, the toe position of the slope of the slope of the other side end of the recessed road, and the toe position of the slope of the slope of the other side end of the recessed road are used as the division positions of the plurality of areas. Also, when the recessed road has a slope on one side end, the toe position and the toe position of the slope are used as the division positions of the plurality of areas. As a result, the recessed road is divided into a plurality of areas at a position where the shape in the width direction changes significantly, so that the shape of each area is accurately reproduced during construction.

(4)上記(2)又は(3)項において、前記演算管理手段は、前記操作ログとして、前記ラダーウィンチの上昇指令、前記ラダーウィンチの下降指令、前記ラダーウィンチの速度設定、スイング方向、スイング速度設定、前記スイングウィンチの張力設定、及び前記スイングウィンチの回転速度のうち、少なくとも1つを記録する浚渫施工管理システム(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理システムは、演算管理手段が学習モードで記録する操作ログとして、以下のうちの少なくとも1つを記録するものである。すなわち、ラダーウィンチの上昇指令、ラダーウィンチの下降指令、ラダーウィンチの速度設定、スイング方向、スイング速度設定、スイングウィンチの張力設定、及びスイングウィンチの回転速度である。このような様々な操作の要素が記録されることで、自動制御モード時により細かい動きが再現されるものとなるため、施工精度がより向上されるものとなる。
(4) In the above (2) or (3), the calculation management means records at least one of the ladder winch raise command, the ladder winch lower command, the ladder winch speed setting, the swing direction, the swing speed setting, the swing winch tension setting, and the swing winch rotational speed as the operation log (Claim 3 ).
In the dredging construction management system described in this section, the calculation management means records at least one of the following as an operation log in the learning mode: ladder winch up command, ladder winch down command, ladder winch speed setting, swing direction, swing speed setting, swing winch tension setting, and swing winch rotation speed. By recording such various operation elements, more detailed movements can be reproduced in the automatic control mode, and construction accuracy is further improved.

(5)上記()から(4)項において、前記演算管理手段は、前記学習モード時と前記自動制御モード時との浚渫土砂の土質の違い、前記学習モード時と前記自動制御モード時との掘削深さの違い、前記学習モード時と前記自動制御モード時との前記スイングウィンチに接続されたスイングワイヤの前記ポンプ浚渫船に対する打ち込み位置の違い、及び前記自動制御モード時の波浪及び/又は風の影響のうち、少なくとも1つを加味して前記制御データを算出する浚渫施工管理システム(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理システムは、演算管理手段が学習モード時に記録した操作ログに基づいて自動制御モードで浚渫施工するにあたり、記録時と施工時との主に外的要因の条件の相違によって生じる、カッターの位置や深度のズレなどを補正するものである。
(5) In the above items ( 2 ) to (4), the calculation management means calculates the control data by taking into account at least one of the following: a difference in soil quality of the dredged soil between the learning mode and the automatic control mode; a difference in excavation depth between the learning mode and the automatic control mode; a difference in the driving position of the swing wire connected to the swing winch relative to the pump dredger ship between the learning mode and the automatic control mode; and the influence of waves and/or wind during the automatic control mode (claim 4 ).
The dredging construction management system described in this section corrects deviations in cutter position and depth, etc., that arise due to differences in conditions, mainly external factors, between the time of recording and the time of construction when dredging is performed in automatic control mode based on the operation log recorded by the calculation management means in learning mode.

すなわち、演算管理手段は、学習モード時と自動制御モード時との浚渫土砂の土質の違い、学習モード時と自動制御モード時との掘削深さ(浚渫土厚の違い、学習モード時と自動制御モード時とのスイングウィンチに接続されたスイングワイヤのポンプ浚渫船に対する打ち込み位置の違い、及び自動制御モード時の波浪及び/又は風の影響のうち、少なくとも1つを加味して制御データを算出する。上記のうち学習モード時の各条件は、学習モード時やその際の施工に先立つ調査時に操作ログと一緒に記録しておけばよく、自動制御モード時の各条件は、自動制御モード時やその際の施工に先立つ調査時に把握すればよい。これにより、外的要因によるカッターの位置や深度のズレなどが補正されるように、演算管理手段によって制御データが算出されるため、ポンプ浚渫の施工精度がより一層向上されることとなる。 That is, the calculation management means calculates the control data by taking into consideration at least one of the following: difference in soil quality of the dredged soil between the learning mode and the automatic control mode, difference in excavation depth ( thickness of dredged soil ) between the learning mode and the automatic control mode, difference in driving position of the swing wire connected to the swing winch relative to the pump dredger ship between the learning mode and the automatic control mode, and influence of waves and/or wind in the automatic control mode. Each of the above conditions in the learning mode may be recorded together with the operation log during the learning mode or during an investigation prior to construction at that time, and each of the conditions in the automatic control mode may be grasped during the automatic control mode or during an investigation prior to construction at that time. As a result, the calculation management means calculates the control data so that deviations in the cutter position and depth due to external factors are corrected, and therefore the construction accuracy of the pump dredging is further improved.

(6)上記()から(5)項において、前記演算管理手段は、前記制御データを送信してから該制御データが前記カッターの深度及び位置に反映されるまでのタイムラグを加味したタイミングで、前記制御データを前記制御手段へ送信する浚渫施工管理システム(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理システムは、演算管理手段が、制御データを制御手段へ送信してから、その制御内容がカッターの深度及び位置に実際に反映されるまでのタイムラグを加味したタイミングで、制御データを制御手段へ送信するものである。これにより、主に機械の応答遅れによるタイムラグの影響が抑制されるため、これによってもポンプ浚渫の施工精度が向上されるものである。
(6) In the above items ( 2 ) to (5), the calculation management means transmits the control data to the control means at a timing taking into account a time lag from when the control data is transmitted until when the control data is reflected in the depth and position of the cutter (Claim 5 ).
In the dredging construction management system described in this section, the calculation management means transmits control data to the control means at a timing that takes into account the time lag from when the calculation management means transmits the control data to the control means until the control contents are actually reflected in the depth and position of the cutter. This suppresses the effect of the time lag mainly caused by the response delay of the machine, which also improves the construction accuracy of the pump dredging.

(7)少なくとも一方の側端が法面で形成される凹路を水底に構築するために、上下方向に揺動可能に船首に取り付けられたラダーを、船尾に設けられたスパッドを中心として船体ごと前記凹路の幅方向にスイングしながら、前記ラダーの先端に設けられたカッターにより水底の土砂を掘削し、掘削した土砂をポンプにより吸い込んで圧送するポンプ浚渫船の浚渫施工管理方法であって、前記ポンプ浚渫船の位置と、施工範囲近傍の潮位と、前記ポンプ浚渫船の姿勢とを計測すること、該計測結果に基づいて、前記カッターの位置及び深度を算出すること、制御データに基づき、前記ラダーを揺動させるためのラダーウィンチ及び前記ラダーをスイングさせるためのスイングウィンチを制御して、前記カッターの深度及び前記幅方向の位置を調整すること、前記凹路を前記幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割すること、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチを手動で操作した手動浚渫作業時に、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチの操作に係る操作ログを前記エリア毎に記録すること、前記手動浚渫作業時の前記カッターの動きを再現しながら、設計浚渫深度に従って浚渫するように、前記操作ログに基づいて前記エリア毎に前記制御データを算出すること、を含み、前記操作ログを記録する際に、前記カッターが位置している前記エリアを同時に記録することで、各エリアに紐付けて前記操作ログを記録し、前記制御データを算出する際に、前記カッターが現在位置している前記エリアが切り替わったと判定したタイミングで、前記制御データの算出に使用している前記操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更する浚渫施工管理方法(請求項)。
本項に記載の浚渫施工管理方法は、上記(2)項の浚渫施工管理システムにより実行されることで、上記(2)項の浚渫施工管理システムと同等の作用を奏するものである。
(7) A dredging construction management method for a pump dredger in which a ladder attached to the bow so as to be swingable in the vertical direction is swung in the width direction of the concave passage together with the hull about a spud attached to the stern, and sediment is excavated from the bottom of the water with a cutter attached to the tip of the ladder, and the excavated sediment is sucked in and pumped out by a pump, in order to construct a concave passage on the bottom of the water, at least one side end of which is formed by a slope, the method comprising the steps of: measuring the position of the pump dredger, the tide level in the vicinity of the construction area, and the attitude of the pump dredger; calculating the position and depth of the cutter based on the measurement results; controlling a ladder winch for swinging the ladder and a swing winch for swinging the ladder based on control data to adjust the depth and the widthwise position of the cutter; and dividing the concave passage into a plurality of virtual areas along the widthwise direction. a dredging construction management method including: dividing the area into areas by dividing the area into smaller areas by a factor of 10; recording an operation log relating to the operation of the ladder winch and the swing winch for each area during manual dredging work in which the ladder winch and the swing winch are manually operated; and calculating the control data for each area based on the operation log so as to dredge in accordance with the designed dredging depth while reproducing the movement of the cutter during the manual dredging work, wherein when recording the operation log, the area in which the cutter is located is simultaneously recorded, thereby recording the operation log linked to each area, and when calculating the control data, at the timing when it is determined that the area in which the cutter is currently located has changed, the operation log used for calculating the control data is changed from that for the area before the change to that for the area after the change (Claim 6 ).
The dredging construction management method described in this section is executed by the dredging construction management system described in section (2) above, and thereby achieves the same effect as the dredging construction management system described in section (2) above.

本発明は上記のような構成であるため、オペレータの技量や経験の如何に関わらず、ポンプ浚渫を安定して高精度に行うことができると共に、作業負担を軽減することが可能となる。 As the present invention is configured as described above, it is possible to perform pump dredging stably and with high precision regardless of the operator's skill or experience, and to reduce the workload.

本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システムの構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a configuration of a dredging construction management system according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1の浚渫施工管理システムの一部の構成要素の設置イメージ図である。FIG. 2 is an image diagram of the installation of some of the components of the dredging construction management system of FIG. 図1の浚渫施工管理システムを搭載するポンプ浚渫船の側面図及び平面図である。2 is a side view and a plan view of a pump dredger equipped with the dredging construction management system of FIG. 1. 図1の浚渫施工管理システムを用いて実行される、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理方法の手順の一例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing an example of a procedure of a dredging construction management method according to an embodiment of the present invention, which is executed using the dredging construction management system of FIG. 1. 凹路をその幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割した様子を示すイメージ図である。FIG. 13 is an image diagram showing a state in which a recessed path is virtually divided into a plurality of areas along its width direction. 図1の浚渫施工管理システムで表示する管理画面の一例を示している。2 shows an example of a management screen displayed in the dredging construction management system of FIG. 1 . 操作ログと自動運転とでエリアが異なる場合の例を示す表である。13 is a table showing an example in which the operation log and the autonomous driving are in different areas. 自動運転時に行う補正の例を示すイメージ図である。FIG. 13 is an image diagram showing an example of correction performed during autonomous driving.

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。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、また、図面の全体にわたって、同一部分若しくは対応する部分は、同一の符号で示している。
図1にその構成の一例が示されている本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、例えば図3に示すようなポンプ浚渫船36による浚渫施工を管理するものである。ポンプ浚渫船36による浚渫施工では、例えば、港湾へと続く航路を造成するために、港湾から沖側へと延在し、幅方向の側端が法面で形成される凹路66(図5参照)を水底に構築する。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, detailed descriptions of the same or corresponding parts as those in the prior art will be omitted, and the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals throughout the drawings.
A dredging execution management system 10 according to an embodiment of the present invention, an example of the configuration of which is shown in Figure 1, manages dredging execution by a pump dredger 36 as shown in Figure 3. In dredging execution by the pump dredger 36, for example, in order to create a channel leading to a harbor, a recessed channel 66 (see Figure 5) is constructed on the water bottom, which extends from the harbor toward the offshore side and has sloped sides in the width direction.

まず、図3を参照してポンプ浚渫船36の構成を簡単に説明すると、船首にラダー42が設けられており、このラダー42は、先端側(図中右側)が上下方向に揺動するように、基端側(図中左側)が船体に軸支されている。ラダー42の先端側は、吊り下げワイヤ50及びロッド52を介してラダーシャース48から吊り下げられており、ウィンチ室41に設置されたラダーウィンチ44(図1及び図2参照)によって吊り下げワイヤ50の繰り出し及び巻き取りが行われることで、基端側を軸として、上下方向に揺動するようになっている。ラダー42の先端には、水底を掘削するためのカッター54と、掘削した土砂を吸引するための吸引口(図示省略)が設けられている。 First, the configuration of the pump dredger 36 will be briefly explained with reference to Figure 3. A ladder 42 is provided at the bow, and the base end (left side in the figure) of this ladder 42 is supported on the hull so that the tip end (right side in the figure) can swing up and down. The tip end of the ladder 42 is suspended from the ladder shackle 48 via a suspension wire 50 and a rod 52, and the suspension wire 50 is paid out and reeled in by a ladder winch 44 (see Figures 1 and 2) installed in the winch room 41, so that the ladder 42 swings up and down around the base end as an axis. At the tip of the ladder 42, a cutter 54 for excavating the bottom of the water and a suction port (not shown) for sucking up the excavated soil and sand are provided.

一方、ポンプ浚渫船36の船尾には、2本のスパッド56(56A、56B)が設けられており、それらの何れか1本が浚渫施工時に水底に打ち込まれる。また、浚渫施工時には、図3(b)に示すように、ラダー42の先端近傍から凹路66の幅方向(図中上下方向)の両側へ向けて、2本のスイングワイヤ58が張設され、各スイングワイヤ58の先端が、アンカー等によって水底に固定される。そして、各スイングワイヤ58の基端側が、ウィンチ室41に設置されたスイングウィンチ60(図1参照)によって繰り出し及び巻き取りされることで、水底に打ち込まれた何れか1本のスパッド56を中心として、船体と共にラダー42が図3(b)における上下方向にスイングされるようになっている。なお、図3に符号38で示されているのはブリッジである。 On the other hand, two spuds 56 (56A, 56B) are provided at the stern of the pump dredger 36, and one of them is driven into the bottom of the water during dredging. During dredging, as shown in FIG. 3(b), two swing wires 58 are stretched from near the tip of the ladder 42 toward both sides of the width of the recessed passage 66 (vertical direction in the figure), and the tip of each swing wire 58 is fixed to the bottom of the water by an anchor or the like. The base end of each swing wire 58 is reeled out and reeled in by a swing winch 60 (see FIG. 1) installed in the winch room 41, so that the ladder 42 together with the hull is swung in the vertical direction in FIG. 3(b) around one of the spuds 56 driven into the bottom of the water. Note that the reference numeral 38 in FIG. 3 denotes a bridge.

そして、上述したような構成のポンプ浚渫船36は、浚渫施工の際、図3(a)に示すように、ラダー42が下方へと傾けられ(仮想線参照)、ラダー42の先端に設けられたカッター54により水底を掘削すると共に、掘削した土砂をラダー42先端の吸引口からポンプ(図示省略)を利用して吸い込み、図示しない排送管を介して陸側の排砂池まで圧送する。更に、水底の掘削及び土砂の吸引は、ポンプ浚渫船36の船体と共にラダー42が、形成すべき凹路66の幅方向にスイングされた状態で行われる。例えば、図3(b)の例では、2本のスパッド56A、56Bのうちスパッド56Aが打ち込まれた状態で、図中下方のスイングワイヤ58がスイングウィンチ60により巻き取られて、図中上方のスイングワイヤ58がスイングウィンチ60により繰り出されることで、スパッド56Aを中心として、船体と共にラダー42が図中下方にスイングされる。 During dredging work, the pump dredger 36 configured as described above has the ladder 42 tilted downward (see phantom lines) as shown in Figure 3(a), and excavates the bottom of the water using the cutter 54 attached to the tip of the ladder 42. The excavated soil is sucked in from the suction port at the tip of the ladder 42 using a pump (not shown), and pumped to a sand discharge basin on the land side via a discharge pipe (not shown). Furthermore, the excavation of the bottom of the water and the suction of the soil are performed with the ladder 42 swung together with the hull of the pump dredger 36 in the width direction of the recess 66 to be formed. For example, in the example of FIG. 3(b), when the spud 56A of the two spuds 56A and 56B is driven in, the swing wire 58 at the bottom in the figure is wound up by the swing winch 60, and the swing wire 58 at the top in the figure is paid out by the swing winch 60, causing the rudder 42 to swing downward in the figure together with the hull, centered on the spud 56A.

更に、今現在スパッド56が打ち込まれた位置での浚渫作業が終わり、ポンプ浚渫船36を前進させる場合には、2本のスパッド56A、56Bの打ち替えが行われることで、ポンプ浚渫船36が前進される。例えば、図3(b)の例では、ラダー42の先端が、水底に形成する凹路66の側端を越える位置まで、ポンプ浚渫船36が図中下方向にスイングされた状態で、スパッド56Aが抜かれると共にスパッド56Bが打ち込まれる。続いて、図中上方向へとスイングされることで、ポンプ浚渫船36は、スイングの幅方向の略中心を通る方向に沿って、僅かに前進することになる。 Furthermore, when dredging work is completed at the position where the spud 56 is currently driven in, and the pump dredger 36 is to move forward, the two spuds 56A and 56B are replaced, and the pump dredger 36 is moved forward. For example, in the example of FIG. 3(b), the pump dredger 36 is swung downward in the figure until the tip of the ladder 42 passes the side end of the recessed channel 66 formed in the bottom of the water, and then the spud 56A is removed and the spud 56B is driven in. Next, by swinging upward in the figure, the pump dredger 36 moves forward slightly in a direction that passes through approximately the center of the swing width.

次に、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10の構成について説明する。なお、ポンプ浚渫船36の構成については、適宜、図3を参照のこと。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、位置計測手段12、複数のセンサ14、深度計測手段16、潮位計18、演算管理手段24、表示手段26、及び制御手段28を含んでいる。位置計測手段12は、ポンプ浚渫船36の位置(平面位置)を計測するものであり、本実施形態ではGNSSが用いられ、ポンプ浚渫船36の適切な位置にGNSSのアンテナや受信器が設置される。位置計測手段12による計測は、浚渫施工中に継続的に行われ、位置計測手段12によって計測されたポンプ浚渫船36の位置情報が、演算管理手段24へと送信される。
Next, the configuration of a dredging execution management system 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. Note that for the configuration of a pump dredger 36, refer to Fig. 3 as appropriate.
As shown in Fig. 1, a dredging construction management system 10 according to an embodiment of the present invention includes a position measurement means 12, a plurality of sensors 14, a depth measurement means 16, a tide gauge 18, a calculation management means 24, a display means 26, and a control means 28. The position measurement means 12 measures the position (planar position) of a pump dredger 36, and in this embodiment, a GNSS is used, and a GNSS antenna and receiver are installed at an appropriate position of the pump dredger 36. Measurements by the position measurement means 12 are continuously performed during dredging construction, and the position information of the pump dredger 36 measured by the position measurement means 12 is transmitted to the calculation management means 24.

複数のセンサ14は、ポンプ浚渫船36の姿勢を計測するものであり、本実施形態では喫水計14Aと傾斜計14Bとを含んでいる。喫水計14Aは、ポンプ浚渫船36の喫水を計測するものであって、例えば図2で確認できるように、喫水を計測可能なポンプ浚渫船36の適切な位置に設置され、喫水計14Aには任意の喫水計を利用することができる。傾斜計14Bは、図2で確認できるように、ポンプ浚渫船36のラダー42に取り付けられ、ラダー42の傾斜角度を計測するものであって、傾斜計14Bには任意の傾斜計が利用される。これら複数のセンサ14(14A、14B)による計測は、浚渫施工中に継続的に行われ、これらによって計測されたポンプ浚渫船36の姿勢に係る情報が、演算管理手段24へと送信される。 The multiple sensors 14 measure the attitude of the pump dredger 36, and in this embodiment, include a draft gauge 14A and an inclinometer 14B. The draft gauge 14A measures the draft of the pump dredger 36, and is installed at an appropriate position of the pump dredger 36 where the draft can be measured, as can be seen in FIG. 2, for example, and any draft gauge can be used for the draft gauge 14A. As can be seen in FIG. 2, the inclinometer 14B is attached to the ladder 42 of the pump dredger 36 and measures the inclination angle of the ladder 42, and any inclinometer can be used for the inclinometer 14B. Measurements by these multiple sensors 14 (14A, 14B) are continuously performed during dredging work, and information related to the attitude of the pump dredger 36 measured by these sensors is transmitted to the calculation management means 24.

深度計測手段16は、ポンプ浚渫船36から現在の水底の形状(深度)を計測するものであり、本実施形態ではマルチビームソナーが用いられ、水底の形状を計測可能なポンプ浚渫船36の適切な位置に取り付けられる。深度計測手段16による計測が、浚渫施工中に継続的に行われることで、浚渫施工中に変化する施工範囲の現在の水底形状が、深度計測手段16から演算管理手段24へと送信される。潮位計18は、施工範囲近傍の潮位を計測するものであり、例えば図2で確認できるように、施工範囲近傍の、波等の影響で動揺しない固体位置20(例えば岸、突堤、人工島等)に設置される。潮位計18による計測は、浚渫施工中に継続的に行われ、潮位計18によって計測された施工範囲近傍の潮位が、送信器22を介してポンプ浚渫船36まで無線で送信され、ポンプ浚渫船36のブリッジ38に設置された演算管理手段24へと伝達される。潮位計18には、潮位を計測可能な各種の計測装置が利用される。 The depth measurement means 16 measures the current shape (depth) of the bottom of the water from the pump dredger 36. In this embodiment, a multi-beam sonar is used and is attached to an appropriate position of the pump dredger 36 that can measure the shape of the bottom of the water. Measurements by the depth measurement means 16 are continuously performed during dredging work, and the current shape of the bottom of the water in the work area, which changes during dredging work, is transmitted from the depth measurement means 16 to the calculation management means 24. The tide gauge 18 measures the tide level near the work area, and is installed at a solid position 20 (e.g., a shore, a jetty, an artificial island, etc.) near the work area that is not shaken by the influence of waves, etc., as can be seen in Figure 2, for example. Measurements by the tide gauge 18 are made continuously during dredging work, and the tide level in the vicinity of the work area measured by the tide gauge 18 is wirelessly transmitted via the transmitter 22 to the pump dredger 36, and then transmitted to the calculation and management means 24 installed on the bridge 38 of the pump dredger 36. The tide gauge 18 uses various measuring devices capable of measuring the tide level.

演算管理手段24は、浚渫施工管理システム10の運用に必要な各種の演算及び情報の管理を行うものであり、上述したようにポンプ浚渫船36のブリッジ38に設置されている。具体的に、演算管理手段24は、位置計測手段12、複数のセンサ14(喫水計14A、傾斜計14B)、深度計測手段16、及び潮位計18の各々による計測結果を取り込み、情報として管理する。更に、演算管理手段24には、施工範囲の施工前の水底深度、施工範囲の設計浚渫深度、施工範囲のカッター管理深度、及び、ポンプ浚渫船36の各部位の大きさ等が予め設定され、これらのデータも管理する。なお、施工前の水底深度とは、施工前に計測された施工範囲の水底形状であり、設計浚渫深度とは、浚渫によって形成すべき形状(凹路形状)を示すものであり、カッター管理深度とは、設計浚渫深度通りに浚渫するために、カッター54を最終的に移動させるべき深度を示している。 The calculation and management means 24 performs various calculations and manages information necessary for the operation of the dredging construction management system 10, and is installed on the bridge 38 of the pump dredger 36 as described above. Specifically, the calculation and management means 24 takes in the measurement results from each of the position measurement means 12, the multiple sensors 14 (draft gauge 14A, inclinometer 14B), the depth measurement means 16, and the tide gauge 18, and manages them as information. Furthermore, the calculation and management means 24 also manages the data set in advance, such as the water bottom depth of the construction area before construction, the design dredging depth of the construction area, the cutter management depth of the construction area, and the size of each part of the pump dredger 36. The water bottom depth before construction is the water bottom shape of the construction area measured before construction, the design dredging depth indicates the shape (concave channel shape) to be formed by dredging, and the cutter control depth indicates the depth to which the cutter 54 should ultimately be moved in order to dredge according to the design dredging depth.

また、演算管理手段24は、上記のように管理する各種の情報に基づいて、様々な演算を実行する。例えば、演算管理手段24は、位置計測手段12により計測されるポンプ浚渫船36の現在位置、傾斜計14Bにより計測されるラダー42の傾斜角度、予め設定されるポンプ浚渫船36の各部位の大きさ等の情報に基づき、カッター54の位置(平面位置)を算出する。また、演算管理手段24は、喫水計14Aにより計測されるポンプ浚渫船36の喫水、傾斜計14Bにより計測されるラダー42の傾斜角度、潮位計18により計測される施工範囲近傍の潮位、予め設定されるポンプ浚渫船36の各部位の大きさ等の情報に基づき、カッター54の深度を算出する。 The calculation management means 24 also performs various calculations based on the various information managed as described above. For example, the calculation management means 24 calculates the position (planar position) of the cutter 54 based on information such as the current position of the pump dredger 36 measured by the position measurement means 12, the inclination angle of the ladder 42 measured by the inclinometer 14B, and the size of each part of the pump dredger 36 that is set in advance. The calculation management means 24 also calculates the depth of the cutter 54 based on information such as the draft of the pump dredger 36 measured by the draft gauge 14A, the inclination angle of the ladder 42 measured by the inclinometer 14B, the tide level near the construction area measured by the tide gauge 18, and the size of each part of the pump dredger 36 that is set in advance.

更に、演算管理手段24は、学習モードと自動制御モードとに切り替え可能に構成されており、詳しくは後述するが、学習モードでは、ラダーウィンチ44やスイングウィンチ60が手動で操作された手動浚渫作業時に、それらの操作に係る操作ログを記録する。また、自動制御モードでは、学習モード時に記録した操作ログに基づいて、制御手段28へ送信するための制御データを算出する。加えて、演算管理手段24は、詳しくは後述するが、自動制御モードにおける制御データの算出時に、波浪などの外的要因による影響を抑制するような補正を行う。上述したような演算管理手段24による演算や情報管理は、浚渫施工中に継続的に行われ、演算結果や管理情報の一部が、表示手段26や制御手段28へ送信される。なお、演算管理手段24は、各種のコンピュータにより構成することができる。 Furthermore, the calculation management means 24 is configured to be switchable between a learning mode and an automatic control mode. In the learning mode, the operation log relating to the operation of the ladder winch 44 and the swing winch 60 is recorded during manual dredging work, which will be described in detail later. In the automatic control mode, the calculation management means 24 calculates control data to be transmitted to the control means 28 based on the operation log recorded in the learning mode. In addition, the calculation management means 24 performs corrections to suppress the influence of external factors such as waves when calculating control data in the automatic control mode, which will be described in detail later. The calculations and information management by the calculation management means 24 as described above are continuously performed during dredging work, and part of the calculation results and management information is transmitted to the display means 26 and the control means 28. The calculation management means 24 can be configured by various computers.

表示手段26は、演算管理手段24と同じくポンプ浚渫船36のブリッジ38に設置され、演算管理手段24によって演算及び管理される情報を表示するものである。例えば、表示手段26は、図6に示されるような、ブリッジ38のオペレータに対して表示される管理画面82を表示するが、この表示内容については後程詳しく説明する。表示手段26による各表示は、演算管理手段24によって表示内容が常に最新の情報に更新されながら、浚渫施工中に継続的に行われる。表示手段26には、各種の表示装置を用いることができ、例えば、演算管理手段24を構成するコンピュータのディスプレイ装置であってもよい。 The display means 26, like the calculation and management means 24, is installed on the bridge 38 of the pump dredger ship 36 and displays information calculated and managed by the calculation and management means 24. For example, the display means 26 displays a management screen 82 shown in FIG. 6 to the operator on the bridge 38, the contents of which will be described in detail later. Each display by the display means 26 is performed continuously during dredging work, with the display contents always being updated to the latest information by the calculation and management means 24. Various display devices can be used for the display means 26, and it may be, for example, a display device of the computer constituting the calculation and management means 24.

制御手段28は、演算管理手段24から取得する制御データに基づいて、ラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60を制御することで、ラダー42の先端に設けられたカッター54の、深度と凹路66幅方向の位置とを調整するものである。具体的に、制御手段28は、演算管理手段24により算出されたカッター54の位置及び深度を確認しながら、演算管理手段24に設定されたカッター管理深度通りの深度にカッター54が位置するように、制御データに従ってラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60を制御する。本実施形態では、ラダーウィンチ44は機関室40に設置されたラダー制御盤46を介して制御され、スイングウィンチ60は機関室40に設置されたスイング制御盤62を介して制御される。制御手段28によるラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の制御は、浚渫施工中に継続的に行われる。制御手段28は、各種のコンピュータや制御機構により構成され、例えばブリッジ38に設置される。 The control means 28 controls the ladder winch 44 and the swing winch 60 based on the control data acquired from the calculation management means 24, thereby adjusting the depth and the widthwise position of the recessed passage 66 of the cutter 54 provided at the tip of the ladder 42. Specifically, the control means 28 controls the ladder winch 44 and the swing winch 60 according to the control data so that the cutter 54 is positioned at the depth according to the cutter management depth set in the calculation management means 24 while checking the position and depth of the cutter 54 calculated by the calculation management means 24. In this embodiment, the ladder winch 44 is controlled via the ladder control panel 46 installed in the engine room 40, and the swing winch 60 is controlled via the swing control panel 62 installed in the engine room 40. The control of the ladder winch 44 and the swing winch 60 by the control means 28 is continuously performed during dredging work. The control means 28 is composed of various computers and control mechanisms, and is installed, for example, on the bridge 38.

続いて、図4に示すフロー図を参照しながら、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10を利用してポンプ浚渫を施工する際の、具体的な手順や制御の流れについて説明する。浚渫施工管理システム10やポンプ浚渫船36の構成については、適宜、図1~図3を参照のこと。なお、図4に示すフロー図は、具体的な手順や制御を説明するための手順の一例を示したものである。従って、施工の手順は、図4のフロー図に限定されるものではなく、例えば、浚渫施工管理システム10の構成や状況などに応じて、図4に示したステップの一部が削除、変更、ないし適宜追加されたフローであってもよいものである。 Next, with reference to the flow diagram shown in Figure 4, we will explain the specific procedures and control flow when performing pump dredging using the dredging construction management system 10 according to an embodiment of the present invention. For the configuration of the dredging construction management system 10 and the pump dredger ship 36, please refer to Figures 1 to 3 as appropriate. Note that the flow diagram shown in Figure 4 shows an example of a procedure for explaining the specific procedures and controls. Therefore, the construction procedure is not limited to the flow diagram in Figure 4, and for example, some of the steps shown in Figure 4 may be deleted, changed, or added as appropriate depending on the configuration and situation of the dredging construction management system 10.

S10(オペレータ操作開始):上述したように、演算管理手段24は、学習モードにおいて操作ログを記録する必要があるため、ここでは、演算管理手段24が操作ログを記録する際の手順について概略的に説明する。まず、演算管理手段24による操作ログの記録のために、オペレータがラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の手動操作を開始する。この手動での操作の際には、実際に、水底に凹路66を構築するポンプ浚渫を行う。オペレータが具体的に行う操作は、例えば、ラダーウィンチ44に係る操作として、ラダー42の下降スイッチ操作、ラダー42の上昇スイッチ操作、ラダー42の下降又は上昇の速度調整、ラダー42の下降又は上昇の停止操作などが挙げられる。また、スイングウィンチ60に係る操作として、スイング方向(左又は右)の選択操作、スイング速度調整のノッチ操作、スイングの停止操作などが挙げられる。このような操作ログの記録のための手動浚渫作業時は、熟練のオペレータが操作を行うことが好ましい。 S10 (operator operation start): As described above, the calculation management means 24 needs to record an operation log in the learning mode, so here, the procedure when the calculation management means 24 records an operation log will be briefly described. First, the operator starts manual operation of the ladder winch 44 and the swing winch 60 in order to record an operation log by the calculation management means 24. During this manual operation, pump dredging is actually performed to construct a recessed passage 66 on the bottom of the water. Specific operations performed by the operator include, for example, operations related to the ladder winch 44, such as operating the lowering switch of the ladder 42, operating the upper switch of the ladder 42, adjusting the speed of the lowering or rising of the ladder 42, and stopping the lowering or rising of the ladder 42. Operations related to the swing winch 60 include selecting the swing direction (left or right), notching the swing speed adjustment, and stopping the swing. During manual dredging work for recording such an operation log, it is preferable that an experienced operator performs the operations.

S20(記録開始):オペレータによる手動操作が開始されたら、学習モードに切り替えられた演算管理手段24により、ラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の操作に係る操作ログの記録を開始する。例えば、演算管理手段24は、操作ログとして、ラダーウィンチ44の上昇指令、ラダーウィンチ44の下降指令、ラダーウィンチ44の速度設定、スイング方向、スイング速度設定、スイングウィンチ60による2本のスイングワイヤ58の各々の張力設定、スイングウィンチ60の回転速度設定、及びスイングウィンチ60の制御電流値などを記録する。更に、演算管理手段24は、カッター54の制御電流値、ポンプの吸入負圧、及びポンプの吐出圧などを操作ログとして記録してもよい。これらの操作ログは、例えば1秒周期で記録される。 S20 (Start of recording): When manual operation by the operator is started, the calculation management means 24, which has been switched to the learning mode, starts recording an operation log related to the operation of the ladder winch 44 and the swing winch 60. For example, the calculation management means 24 records, as the operation log, the command to raise the ladder winch 44, the command to lower the ladder winch 44, the speed setting of the ladder winch 44, the swing direction, the swing speed setting, the tension setting of each of the two swing wires 58 by the swing winch 60, the rotation speed setting of the swing winch 60, and the control current value of the swing winch 60. Furthermore, the calculation management means 24 may record, as the operation log, the control current value of the cutter 54, the suction negative pressure of the pump, and the discharge pressure of the pump. These operation logs are recorded, for example, at one-second intervals.

また、演算管理手段24は、上記のような操作ログの記録を、複数のエリアに分割された凹路66のエリア毎に行う。ここで、図5を参照すると、水底に構築される凹路66が、その幅方向を左右方向として図示されており、凹路66は、図中左側の一側端に法面68が形成され、図中右側の他側端に法面74が形成される。図5の凹路66は、その幅方向に沿ってA~Jの10個のエリアに分割されている。このため、本実施形態の演算管理手段24は、10個のエリアA~Jのエリア毎に操作ログを記録する。すなわち、操作ログを記録する際に、カッター54がどのエリアに位置しているのかを同時に記録することで、各エリアに紐付けて操作ログを記録する。 The calculation management means 24 also records the above-mentioned operation log for each area of the recessed path 66, which is divided into a plurality of areas. Referring to FIG. 5, the recessed path 66 constructed on the bottom of the water is illustrated with its width direction as the left-right direction, and the recessed path 66 has a slope 68 formed at one end on the left side in the figure, and a slope 74 formed at the other end on the right side in the figure. The recessed path 66 in FIG. 5 is divided into ten areas A to J along its width direction. For this reason, the calculation management means 24 of this embodiment records an operation log for each of the ten areas A to J. That is, when recording the operation log, the area in which the cutter 54 is located is simultaneously recorded, and the operation log is recorded in association with each area.

図5では、10個のエリアA~Jの分割位置として、一側端の法面68の法肩70の位置S1、一側端の法面68の中途位置S2、一側端の法面68の法尻72の位置S3、一側端の法面68の法尻72から所定距離離れた位置S4、凹路66の幅方向中心位置S5、他側端の法面74の法尻78から所定距離離れた位置S6、他側端の法面74の法尻78の位置S7、他側端の法面74の中途位置S8、及び他側端の法面74の法肩76の位置S9が利用されている。これら9個の分割位置S1~S9のうち、法肩70の位置S1、法尻72の位置S3、法尻78の位置S7、及び法肩76の位置S9は、凹路66の幅方向で形状が大きく変わる位置である。 In FIG. 5, the following positions are used as the division positions for the ten areas A to J: the position S1 of the toe 70 of the slope 68 at one end, the middle position S2 of the slope 68 at one end, the position S3 of the toe 72 of the slope 68 at one end, the position S4 a predetermined distance away from the toe 72 of the slope 68 at one end, the widthwise center position S5 of the recessed path 66, the position S6 a predetermined distance away from the toe 78 of the slope 74 at the other end, the position S7 of the toe 78 of the slope 74 at the other end, the middle position S8 of the slope 74 at the other end, and the position S9 of the toe 76 of the slope 74 at the other end. Of these nine division positions S1 to S9, the position S1 of the toe 70, the position S3 of the toe 72, the position S7 of the toe 78, and the position S9 of the toe 76 are positions where the shape of the recessed path 66 changes significantly in the width direction.

法面68の中途位置S2は、図中右方向へのスイングの際は位置S3におけるエリアCからDへの切り替えのための準備位置、図中左方向へのスイングの際は位置S1におけるエリアBからAへの切り替えのための準備位置であって、法面68の任意の位置に設定される。同様に、法面74の中途位置S8は、図中右方向へのスイングの際は位置S9におけるエリアIからJへの切り替えのための準備位置、図中左方向へのスイングの際は位置S7におけるエリアHからGへの切り替えのための準備位置であって、法面74の任意の位置に設定される。また、法尻72から所定距離離れた位置S4は、主に図中左方向へのスイングの際に位置S3におけるエリアDからCへの切り替えのための準備位置であって、法尻72から任意の距離の位置に設定される。同様に、法尻78から所定距離離れた位置S6は、主に図中右方向へのスイングの際に位置S7におけるエリアGからHへの切り替えのための準備位置であって、法尻78から任意の距離の位置に設定される。凹路66の幅方向中心位置S5は、主に位置合わせの指標などとして使用される。 The midway position S2 of the slope 68 is a preparation position for switching from area C to D at position S3 when swinging to the right in the figure, and a preparation position for switching from area B to A at position S1 when swinging to the left in the figure, and is set at an arbitrary position on the slope 68. Similarly, the midway position S8 of the slope 74 is a preparation position for switching from area I to J at position S9 when swinging to the right in the figure, and a preparation position for switching from area H to G at position S7 when swinging to the left in the figure, and is set at an arbitrary position on the slope 74. In addition, position S4, which is a predetermined distance away from the end of the slope 72, is a preparation position for switching from area D to C at position S3 mainly when swinging to the left in the figure, and is set at an arbitrary distance from the end of the slope 72. Similarly, position S6, which is a predetermined distance away from the end of the slope 78, is a preparation position for switching from area G to H at position S7 mainly when swinging to the right in the figure, and is set at an arbitrary distance from the end of the slope 78. The widthwise center position S5 of the recessed passage 66 is mainly used as an alignment indicator.

更に、演算管理手段24による操作ログの記録時には、例えば図6に示すような管理画面82を表示手段26によって表示する。図示のように、管理画面82は、記録パターン指定部84、運転パターン指定部86、初動指示部88、深度表示部90、及びスイング表示部92を含んでいる。記録パターン指定部84は、1~10のボタンと記録のON/OFFボタンとを備えており、1~10のボタンは、それぞれ操作ログが記録されるパターンを示している。すなわち、本実施形態では、記録パターン1~10の10パターンの操作ログが記録可能であり、操作ログの記録時には、オペレータによって記録パターン指定部84の1~10のボタンの何れかが選択されることで、選択されたボタン番号に対応した記録パターンとして、現在操作されている操作ログが記録される。また、オペレータによって記録パターン指定部84の記録ONボタンが押下されることで、演算管理手段24が学習モードに切り替わるようになっていてもよい。なお、管理画面82のその他の表示要素については後述する。 Furthermore, when the operation log is recorded by the calculation management means 24, the display means 26 displays a management screen 82 as shown in FIG. 6, for example. As shown in the figure, the management screen 82 includes a recording pattern designation section 84, an operation pattern designation section 86, an initial action instruction section 88, a depth display section 90, and a swing display section 92. The recording pattern designation section 84 includes buttons 1 to 10 and a recording ON/OFF button, and the buttons 1 to 10 indicate the patterns in which the operation log is recorded. That is, in this embodiment, ten patterns of operation logs, recording patterns 1 to 10, can be recorded, and when the operation log is recorded, the operator selects one of the buttons 1 to 10 in the recording pattern designation section 84, and the operation log currently being operated is recorded as the recording pattern corresponding to the selected button number. In addition, the calculation management means 24 may be configured to switch to a learning mode by pressing the recording ON button in the recording pattern designation section 84 by the operator. Note that other display elements of the management screen 82 will be described later.

S30(オペレータ操作終了):上記S10で手動操作を開始したオペレータが、水底に凹路66を形成するための操作を終了する。このとき、図5に示したような10個のエリアA~J全てでの操作を行っていることが好ましく、また、左右それぞれの方向へのスイングを行っていることが好ましい。
S40(記録終了):オペレータによる手動操作が終了したら、演算管理手段24による操作ログの記録を終了する。このとき、上記S20で記録を開始した記録パターンに、図5に示したような10個のエリアA~J全てでの操作ログが記録されることが好ましい。すなわち、記録パターン1~10の各々には、10個のエリアA~Jでの一連の操作ログが記録可能になっている。
S30 (End of operator operation): The operator who started the manual operation in S10 above ends the operation for forming the recessed path 66 on the bottom of the water. At this time, it is preferable that the operator has performed the operation in all ten areas A to J as shown in Fig. 5, and has also performed the swing in both the left and right directions.
S40 (End of recording): When the operator finishes the manual operation, the operation log recording by the calculation management means 24 ends. At this time, it is preferable that the operation logs for all ten areas A to J as shown in Fig. 5 are recorded in the recording pattern for which recording started in S20 above. That is, a series of operation logs for the ten areas A to J can be recorded in each of recording patterns 1 to 10.

S50(操作ログ判定):オペレータなどにより、演算管理手段24によって操作ログを十分に記録したか否かを判定する。このとき、記録パターン1~10の全てに記録されたか、施工条件が異なる様々なパターンの操作ログが記録されたか、などを考慮して判定すればよい。そして、操作ログを十分に記録したと判定した場合(YES)はS60へ移行し、操作ログを未だ十分に記録していないと判定した場合(NO)は、上記S10へ復帰して、十分に記録したと判定するまで、上記S10~S40を繰り返し実行する。
S60(モード切り替え):上記S10~S50により、十分な操作ログが記録されたため、ここからは、浚渫施工管理システム10による自動浚渫作業について説明する。まず、オペレータにより、演算管理手段24を自動制御モードへと切り替える。この自動制御モードへの切り替えは、図6の管理画面82に示した運転パターン指定部86の、後述する運転ONボタンが押下されるタイミングで実行されるようになっていてもよい。なお、自動制御モードを用いる現場は、学習モード時と同じ施工現場であってもよく、異なる施工現場であってもよい。
S50 (operation log determination): The operator or the like determines whether or not the operation log has been sufficiently recorded by the calculation management means 24. At this time, the determination may be made taking into consideration whether all of the recording patterns 1 to 10 have been recorded, whether operation logs of various patterns with different construction conditions have been recorded, etc. Then, if it is determined that the operation log has been sufficiently recorded (YES), the process proceeds to S60, and if it is determined that the operation log has not yet been sufficiently recorded (NO), the process returns to S10, and the above S10 to S40 are repeatedly executed until it is determined that the operation log has been sufficiently recorded.
S60 (mode switching): Since sufficient operation logs have been recorded by the above S10 to S50, the automatic dredging operation by the dredging construction management system 10 will now be described. First, the operator switches the calculation management means 24 to the automatic control mode. This switching to the automatic control mode may be performed when an operation ON button, which will be described later, is pressed in the operation pattern designation section 86 shown in the management screen 82 of Fig. 6. The site where the automatic control mode is used may be the same construction site as that in the learning mode, or may be a different construction site.

S70(運転パターン選択):オペレータにより、現在の施工現場に適した運転パターンを選択する。図6に示すように、管理画面82の運転パターン指定部86には、1~10のボタンと記録のON/OFFボタンとが設けられており、1~10のボタンが記録パターン指定部84の1~10のボタンに対応している。例えば、運転パターン指定部86の1のボタン(運転パターン1)が選択されると、記録パターン1として記録された操作ログが使用され、運転パターン指定部86の7のボタン(運転パターン7)が選択されると、記録パターン7として記録された操作ログが使用される。この運転パターンの選択は、現在の施工現場と学習モード時の施工現場との様々な条件(凹路66の形状の類似性など)を考慮して、記録パターン1~10に紐付いた運転パターン1~10の中から選択すればよい。ここでは、記録パターン1に対応する運転パターン1が選択されたものとして、以降の説明を続ける。 S70 (operation pattern selection): The operator selects an operation pattern suitable for the current construction site. As shown in FIG. 6, the operation pattern designation section 86 of the management screen 82 is provided with buttons 1 to 10 and a recording ON/OFF button, and the buttons 1 to 10 correspond to the buttons 1 to 10 of the recording pattern designation section 84. For example, when the button 1 (operation pattern 1) of the operation pattern designation section 86 is selected, the operation log recorded as the recording pattern 1 is used, and when the button 7 (operation pattern 7) of the operation pattern designation section 86 is selected, the operation log recorded as the recording pattern 7 is used. This operation pattern may be selected from the operation patterns 1 to 10 linked to the recording patterns 1 to 10, taking into consideration various conditions (such as similarity in the shape of the recessed path 66) between the current construction site and the construction site in the learning mode. Here, the following explanation will be continued assuming that the operation pattern 1 corresponding to the recording pattern 1 is selected.

S80(スイング方向選択):オペレータにより、船体と共にラダー42をスイングさせる方向(凹路66の幅方向の左又は右)を選択する。スイング方向の選択は、例えば図6に示した管理画面82の初動指示部88において実行すればよい。ここでは、図5における左から右へ向かうスイング方向が選択されたものとして、以降の説明を続ける。
ここで、図6に示された管理画面82において、深度表示部90は、カッター54の現在深度、目標深度(カッター管理深度)、及びそれらの間の差を表示し、更にラダー42の移動方向を上又は下の矢印で表示するものである。また、スイング表示部92は、スイング距離及びスイング速度を表示し、更にスイング方向を左又は右の矢印で表示するものである。なお、管理画面82は、図6に示した表示の一部がないものや、図6に示されていない別の表示が追加されたものであってもよい。
S80 (swing direction selection): The operator selects the direction in which the rudder 42 is to be swung together with the hull (left or right in the width direction of the recessed passage 66). The swing direction may be selected, for example, in the initial movement instruction section 88 of the management screen 82 shown in Fig. 6. Here, the following explanation will be continued assuming that the swing direction from left to right in Fig. 5 has been selected.
Here, in the management screen 82 shown in Fig. 6, the depth display section 90 displays the current depth of the cutter 54, the target depth (cutter management depth), and the difference therebetween, and further displays the movement direction of the ladder 42 with an up or down arrow. Also, the swing display section 92 displays the swing distance and swing speed, and further displays the swing direction with a left or right arrow. Note that the management screen 82 may not include some of the displays shown in Fig. 6, or may include other displays not shown in Fig. 6.

S90(操作ログから算出した制御データで運転開始):例えば、オペレータにより、管理画面82の運転パターン指定部86の運転ONボタンを押下することで、現在選択されている運転パターン1での自動浚渫作業を開始する。ここで、演算管理手段24は、記録された操作ログに基づいて、手動浚渫作業時のカッター54の動きを再現するように、図5に示したエリア毎に制御データを算出する。このため、記録パターン1として記録された操作ログのうち、まずはエリアAでの操作ログを使用して、演算管理手段24により制御データを算出する。このとき、演算管理手段24は、現在の施工現場の設計浚渫深度に従って浚渫されるように、換言すれば、カッター管理深度通り深度にカッター54が位置するように、カッター54の現在の深度や位置を確認しながら、制御データを調整する。 S90 (Start operation with control data calculated from operation log): For example, the operator presses the operation ON button in the operation pattern designation section 86 of the management screen 82 to start automatic dredging work with the currently selected operation pattern 1. Here, the calculation management means 24 calculates control data for each area shown in FIG. 5 based on the recorded operation log so as to reproduce the movement of the cutter 54 during manual dredging work. For this reason, among the operation logs recorded as record pattern 1, the calculation management means 24 first uses the operation log for area A to calculate control data. At this time, the calculation management means 24 adjusts the control data while checking the current depth and position of the cutter 54 so that dredging is performed according to the design dredging depth of the current construction site, in other words, so that the cutter 54 is positioned at the depth according to the cutter management depth.

また、演算管理手段24は、常に計測されるカッター54の現在位置と、予め設定される凹路66の設計位置などとを比較して、カッター54が構築中の凹路66のどのエリアに現在位置しているのかを把握する。そして、カッター54が現在位置しているエリアが切り替わったと判定したタイミングで、制御データの算出に使用している操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更して、制御データを算出する。例えば、カッター54が分割位置S1に達したと判定した場合は、記録パターン1のエリアAに対応する操作ログから、記録パターン1のエリアBに対応する操作ログへと変更して、制御データの算出を続行する。このようにして算出された制御データを、演算管理手段24から制御手段28へ送信し、制御手段28により、受信した制御データに基づいて、ラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60を制御することで、浚渫作業を進める。 The calculation management means 24 also compares the current position of the cutter 54, which is constantly measured, with the design position of the recessed path 66, which is set in advance, and grasps in which area of the recessed path 66 the cutter 54 is currently located. Then, when it is determined that the area in which the cutter 54 is currently located has changed, the operation log used to calculate the control data is changed from that of the area before the change to that of the area after the change, and the control data is calculated. For example, when it is determined that the cutter 54 has reached the division position S1, the operation log corresponding to area A of the recording pattern 1 is changed to that corresponding to area B of the recording pattern 1, and the calculation of the control data is continued. The control data calculated in this manner is transmitted from the calculation management means 24 to the control means 28, and the dredging work is advanced by the control means 28 controlling the ladder winch 44 and the swing winch 60 based on the received control data.

S100(エリア一致判定):演算管理手段24により、制御データの算出に現在使用している操作ログのエリアと、自動運転中のカッター54が現在位置しているエリアとが、一致しているか否かを判定する。前者のエリアは、操作ログと共に記録されているエリアから把握され、後者のエリアは、常に計測しているカッター54の位置から把握される。その結果、双方のエリアが一致していると判定した場合(YES)はS140へ移行し、双方のエリアが一致していないと判定した場合(NO)はS110へ移行する。
S110(先行判定):演算管理手段24により、制御データの算出に現在使用している操作ログのエリアが、自動運転中のカッター54が現在位置しているエリアよりも先行しているか否かを判定する。すなわち、上記S100で一致していないと判定された2つのエリアは、何れか一方が先行していると考えられるため、それを明確にするための判定を行う。
S100 (area match determination): The calculation management means 24 determines whether the area of the operation log currently being used to calculate the control data matches the area in which the cutter 54 is currently located during automatic operation. The former area is identified from the area recorded together with the operation log, and the latter area is identified from the position of the cutter 54, which is constantly measured. If it is determined that the two areas match (YES), the process proceeds to S140, and if it is determined that the two areas do not match (NO), the process proceeds to S110.
S110 (preceding determination): The calculation management means 24 determines whether the area of the operation log currently being used to calculate the control data precedes the area in which the cutter 54 is currently located during automatic operation. In other words, of the two areas determined to not match in S100 above, one of them is considered to be preceding, so a determination is made to clarify this.

図7には、操作ログのエリアが自動運転のエリアよりも先行している例を、スイング速度を調整するノッチの位置で示している。なお、図7の表における時間は、その数字順によって時間の流れを示すものであり、実際の時間の大きさを示すものではない。図7に示すように、時間1及び2では、操作ログのエリアと自動運転のエリアとが双方とも「C」で一致しており、自動運転のノッチ位置が操作ログのエリアCのノッチ位置と同じ「5」に設定されている。これに対し、時間3のタイミングでは、操作ログのエリアが「D」であり、自動運転のエリアが「C」と、操作ログのエリアの方が先行している。すなわち、施工中のカッター54はまだエリアCに位置しているにも関わらず、使用している操作ログのエリアが「C」から「D」へと切り替わっている。このような事象は、例えば、使用している操作ログを記録したときのエリアCの大きさが、現在の施工現場のエリアCの大きさよりも小さい場合などに発生し得る。この例のように、操作ログのエリアが自動運転のエリアよりも先行していると判定した場合(YES)はS120へ移行し、自動運転のエリアが操作ログのエリアよりも先行していると判定した場合(NO)はS130へ移行する。 In FIG. 7, an example in which the area of the operation log precedes the area of the automatic operation is shown by the position of the notch for adjusting the swing speed. Note that the times in the table in FIG. 7 indicate the flow of time by their numerical order, and do not indicate the actual size of time. As shown in FIG. 7, at times 1 and 2, the area of the operation log and the area of the automatic operation are both "C", and the notch position of the automatic operation is set to "5", the same as the notch position of the area C of the operation log. In contrast, at the timing of time 3, the area of the operation log is "D", and the area of the automatic operation is "C", so that the area of the operation log precedes. That is, even though the cutter 54 being used is still located in area C, the area of the operation log being used has switched from "C" to "D". Such an event may occur, for example, when the size of area C when the operation log being used was recorded is smaller than the size of area C at the current construction site. As in this example, if it is determined that the area in the operation log precedes the area in the automated driving mode (YES), the process proceeds to S120; if it is determined that the area in the automated driving mode precedes the area in the operation log (NO), the process proceeds to S130.

S120(先行前の操作ログから制御データを算出):演算管理手段24により、上記S110でエリアが先行していると判定された操作ログではなく、エリアが先行する前の操作ログから制御データを算出する。例えば図7に示すように、時間3では、操作ログのエリアが「C」から「D」へ切り替わっているが、自動運転のエリアは未だエリア「C」であるため、操作ログのエリアが先行する前のエリア「C」に対応する操作ログを使用して、制御データ、ここではノッチ位置を算出する。エリア「C」に対応する操作ログのノッチ位置は、時間1及び2に示されるように「5」であるため、時間3の自動運転では、ノッチ位置を時間1及び2からかわらず「5」のままとする。そして、図7の例では、時間5のタイミングで、施工中のカッター54がエリアDへ移動したため、自動運転のエリアが「C」から「D」へと切り替わり、操作ログのエリアと自動運転のエリアとが再び一致している。 S120 (calculate control data from operation log before the preceding): The calculation management means 24 calculates control data from the operation log before the area precedes, not from the operation log in which the area is determined to be preceded in S110. For example, as shown in FIG. 7, at time 3, the area of the operation log has switched from "C" to "D", but the area of the automatic operation is still area "C", so the control data, here the notch position, is calculated using the operation log corresponding to area "C" before the area of the operation log precedes. Since the notch position of the operation log corresponding to area "C" is "5" as shown in times 1 and 2, in the automatic operation at time 3, the notch position remains "5" unchanged from times 1 and 2. Then, in the example of FIG. 7, at the timing of time 5, the cutter 54 being worked on moves to area D, so the area of the automatic operation switches from "C" to "D", and the area of the operation log and the area of the automatic operation match again.

S130(施工中のエリアに対応した操作ログから制御データを算出):本ステップに至るのは、自動運転のエリアが操作ログのエリアよりも先行している場合であり、これは、上記S90に記載したように、自動制御モードの演算管理手段24による通常の処理で発生し得る事象である。すなわち、演算管理手段24は、カッター54が現在位置しているエリアが切り替わったと判定したタイミングで、使用する操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更するため、その変更直後の事象である。従って、本ステップでは、切り替わった施工中のエリアに対応した操作ログから制御データを算出する通常処理を行い、上記S100へ復帰する。 S130 (calculate control data from operation log corresponding to area under construction): This step is reached when the area of automatic operation precedes the area in the operation log, which is an event that can occur in normal processing by the calculation management means 24 in automatic control mode, as described in S90 above. In other words, when the calculation management means 24 determines that the area in which the cutter 54 is currently located has changed, it changes the operation log to be used from that of the area before the change to that of the area after the change, so this is an event that occurs immediately after the change. Therefore, in this step, normal processing is performed to calculate control data from the operation log corresponding to the changed area under construction, and the process returns to S100 above.

S140(操作ログから算出した制御データで運転続行):例えば図7の時間1、2、5、6のように、操作ログのエリアと自動運転のエリアとが一致しているため、その一致しているエリアに対応する操作ログから算出した制御データを使用する自動運転を、そのまま続行する。
ここで、上記S90、S120、S130、及びS140における、演算管理手段24による制御データの算出は、外的要因による影響を抑制するために、補正を行ってもよい。すなわち、操作ログを記録しているとき(学習モード時)と自動運転を行っているとき(自動制御モード時)との、浚渫土砂の土質の違い、浚渫土厚の違い、スイングワイヤ58のポンプ浚渫船36に対する打ち込み位置の違いなどを加味して、それらの影響を抑制するように制御データを算出してもよい。また、自動運転中の波浪や風の影響を加味して、制御データを算出してもよい。
S140 (Continue operation using control data calculated from operation log): For example, as in times 1, 2, 5, and 6 in Figure 7, the area of the operation log and the area of automatic operation match, so automatic operation using the control data calculated from the operation log corresponding to the matching area is continued as is.
Here, the calculation of the control data by the calculation management means 24 in the above S90, S120, S130, and S140 may be corrected to suppress the influence of external factors. That is, the control data may be calculated taking into consideration the difference in the soil quality of the dredged soil, the difference in the thickness of the dredged soil, the difference in the driving position of the swing wire 58 relative to the pump dredger 36, etc., between when the operation log is recorded (in the learning mode) and when automatic operation is performed (in the automatic control mode), and so on, to suppress the influence of these factors. The control data may also be calculated taking into consideration the influence of waves and wind during automatic operation.

更に、演算管理手段24による制御データの算出及び制御手段28への送信は、ラダーウィンチ44やスイングウィンチ60などの機械の応答遅れを加味したタイミングで実行することが好ましい。すなわち、演算管理手段24から制御手段28へ制御データを送信してから、その制御データによる制御内容がカッター54の深度及び位置に実際に反映されるまでは、タイムラグがあるため、そのタイムラグを予め考慮したタイミングで、制御データを送信することが好ましい。図8には、浚渫施工管理システム10の試験において、上記のような補正やタイミング調整により、自動運転での誤差が改善される様子が示されており、図8(a)は改善前の状態、図8(b)は改善後の状態である。図8における上下方向が深度、左右方向が凹路66の幅方向に対応し、破線で示されているのが設計浚渫深度、実線で示されているのが自動運転での浚渫深度である。図示のように、図8(a)では左右の法面に遅れがあり、更に左の法尻が大きくズレているのに対し、図8(b)では左の法面の遅れが殆どなくなると共に、左の法尻のズレも解消され、右の法面の遅れも改善されていることが分かる。 Furthermore, it is preferable that the calculation of the control data by the calculation management means 24 and the transmission to the control means 28 are performed at a timing that takes into account the response delay of machines such as the ladder winch 44 and the swing winch 60. In other words, since there is a time lag between when the control data is transmitted from the calculation management means 24 to the control means 28 and when the control contents by the control data are actually reflected in the depth and position of the cutter 54, it is preferable to transmit the control data at a timing that takes this time lag into consideration in advance. Figure 8 shows how the errors in automatic operation are improved by the above-mentioned corrections and timing adjustments in a test of the dredging construction management system 10, with Figure 8(a) showing the state before improvement and Figure 8(b) showing the state after improvement. In Figure 8, the up-down direction corresponds to the depth, the left-right direction corresponds to the width direction of the recessed passage 66, the dashed line shows the designed dredging depth, and the solid line shows the dredging depth in automatic operation. As shown, in Figure 8(a), there is a delay on both the left and right slopes, and the end of the left slope is also significantly misaligned, whereas in Figure 8(b), the delay on the left slope is almost completely eliminated, the misalignment of the end of the left slope is also eliminated, and the delay on the right slope has also been improved.

S150(浚渫エリア判定):演算管理手段24により、全てのエリアを浚渫したか否かを判定する。すなわち、図5に示したような10個のエリアA~Jを、上記S80で選択されたスイング方向に沿って全て浚渫したかを判定する。その結果、全て浚渫したと判定した場合(YES)は、ここでの浚渫施工管理システム10による自動浚渫作業の説明は終了となり、未だ全て浚渫していないと判定した場合(NO)は、全てのエリアを浚渫するまで、上記S100へ復帰して浚渫作業を続行する。なお、ここでは1回のスイング分の自動運転について説明したが、ポンプ浚渫船36を前進させて再度スイングさせる場合は、上記S70へ復帰して浚渫作業を続行すればよい。 S150 (Dredging area determination): The calculation management means 24 determines whether all areas have been dredged. That is, it determines whether all 10 areas A to J as shown in FIG. 5 have been dredged along the swing direction selected in S80 above. If it is determined that all areas have been dredged (YES), the explanation of the automatic dredging operation by the dredging construction management system 10 ends here. If it is determined that all areas have not been dredged yet (NO), the process returns to S100 above and dredging work continues until all areas have been dredged. Note that although the automatic operation for one swing has been described here, if the pump dredger 36 is moved forward to swing again, the process returns to S70 above and dredging work continues.

ここで、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10、及びその浚渫施工管理システム10が適用されるポンプ浚渫船36は、図1~図8に示した構成に限定されるものではなく、別の構成であってもよい。例えば、位置計測手段12は、ポンプ浚渫船36の位置を計測できるものであれば、GNSS以外の計測装置であってもよく、深度計測手段16は、施工範囲の現在の水底深度を計測できるものであれば、マルチビームソナー以外の計測装置であってもよい。また、複数のセンサ14は、喫水計14A及び傾斜計14Bの構成に限定されず、ポンプ浚渫船36の姿勢を計測するものであれば、他の計測装置を含んでいてもよい。更に、演算管理手段24及び制御手段28は、それらを実際に構成するハードウェア(ソフトウェアを含む)の単位で分けたものではなく、説明の便宜のために機能的に分けたものである。従って、上述したような演算管理手段24の機能と制御手段28の機能とを、1つのハードウェアで実現してもよく、2つや3つ以上のハードウェアで実現してもよい。そして、各ハードウェアへ割り当てる具体的な機能や、ハードウェア間で通信するデータ内容などは、演算管理手段24及び制御手段28の機能を満たす範囲で、任意に設定される。 Here, the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention and the pump dredger ship 36 to which the dredging construction management system 10 is applied are not limited to the configurations shown in Figures 1 to 8, and may have other configurations. For example, the position measurement means 12 may be a measurement device other than GNSS as long as it can measure the position of the pump dredger ship 36, and the depth measurement means 16 may be a measurement device other than multi-beam sonar as long as it can measure the current water bottom depth of the construction range. In addition, the multiple sensors 14 are not limited to the configuration of a draft gauge 14A and an inclinometer 14B, and may include other measurement devices as long as they measure the attitude of the pump dredger ship 36. Furthermore, the calculation management means 24 and the control means 28 are not divided by the hardware (including software) that actually constitutes them, but are divided by function for convenience of explanation. Therefore, the functions of the calculation management means 24 and the control means 28 described above may be realized by one piece of hardware, or by two or more pieces of hardware. The specific functions assigned to each piece of hardware and the data contents communicated between the hardware are set arbitrarily within the scope of the functions of the calculation management means 24 and the control means 28.

また、表示手段26が2つ以上の構成であってもよく、同じ表示手段26において複数種類の表示画面を切り替えて表示してもよく、表示画面の種類に対応した数の表示手段26を設置し、表示手段26毎に異なる表示画面を表示してもよい。更に、表示手段26により、図6に示した管理画面82に加えて、他の画面を表示してもよい。例えば、表示手段26は、演算管理手段24により管理されている各種の深度情報、すなわち、施工前の水底深度、設計浚渫深度、カッター管理深度、及び現在の水底深度などを、深度に応じて色を変化させながら、ポンプ浚渫船36のイメージ表示など共に3次元で表示してもよい。また、図8に示したような、凹路66の断面のイメージ表示を、設計浚渫深度や現在の水底深度などで表示してもよい。更に、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10が利用されて水底に構築される凹路66は、図5のような両側端に法面68、74を有する凹路66に限定されることなく、一方の側端のみに法面を有する凹路66であってもよい。 The display means 26 may be configured to have two or more display screens, and the same display means 26 may switch between multiple types of display screens. Alternatively, a number of display means 26 corresponding to the types of display screens may be installed, and different display screens may be displayed for each display means 26. Furthermore, the display means 26 may display other screens in addition to the management screen 82 shown in FIG. 6. For example, the display means 26 may display various depth information managed by the calculation management means 24, i.e., the bottom depth before construction, the design dredging depth, the cutter management depth, and the current bottom depth, in three dimensions together with an image display of the pump dredger 36, while changing the color according to the depth. Also, an image display of the cross section of the recessed passage 66 as shown in FIG. 8 may be displayed with the design dredging depth and the current bottom depth. Furthermore, the recessed passage 66 constructed on the bottom of the water using the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention is not limited to a recessed passage 66 having slopes 68, 74 on both ends as shown in FIG. 5, but may be a recessed passage 66 having a slope on only one side end.

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施工管理システム10は、図1~図3に示すように、位置計測手段12、潮位計18、複数のセンサ14、演算管理手段24、及び制御手段28を含んでいる。位置計測手段12はポンプ浚渫船36の位置(平面位置)を計測するもの、潮位計18は施工範囲近傍の潮位を計測するもの、複数のセンサ14はポンプ浚渫船36の姿勢を計測するものであり、これらの計測が施工中に継続的に行われることで、各計測結果に常に最新の状況が反映される。 Now, according to the embodiment of the present invention configured as described above, it is possible to obtain the following effects. That is, the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention includes a position measurement means 12, a tide gauge 18, multiple sensors 14, a calculation management means 24, and a control means 28, as shown in Figures 1 to 3. The position measurement means 12 measures the position (planar position) of the pump dredger 36, the tide gauge 18 measures the tide level near the construction area, and the multiple sensors 14 measure the attitude of the pump dredger 36. These measurements are continuously performed during construction, so that the latest situation is always reflected in each measurement result.

演算管理手段24は、当該システム10の運用に必要な演算及び情報の管理を行うものであり、演算の1つとして、位置計測手段12と潮位計18と複数のセンサ14との計測結果に基づき、カッター54の位置(平面位置)及び深度の算出を実行する。このとき、カッター54の位置は、位置計測手段12により計測されるポンプ浚渫船36の位置に、演算管理手段24に予め設定されるポンプ浚渫船36の各部位(船体、ラダー42等)の大きさ、複数のセンサ14により計測されるポンプ浚渫船36の姿勢等が加味されて算出される。また、カッター54の深度は、潮位計18により計測される施工範囲近傍の潮位、ポンプ浚渫船36の姿勢、ポンプ浚渫船36のラダー42の大きさ等から算出される。このようなカッター54の位置及び深度の算出を、施工中に継続的に行うことで、カッター54の現在の位置及び深度をリアルタイムに把握することができる。 The calculation management means 24 performs calculations and manages information necessary for the operation of the system 10, and as one of the calculations, calculates the position (planar position) and depth of the cutter 54 based on the measurement results of the position measurement means 12, the tide gauge 18, and the multiple sensors 14. At this time, the position of the cutter 54 is calculated by taking into account the position of the pump dredger 36 measured by the position measurement means 12, the size of each part of the pump dredger 36 (hull, ladder 42, etc.) previously set in the calculation management means 24, and the attitude of the pump dredger 36 measured by the multiple sensors 14. In addition, the depth of the cutter 54 is calculated from the tide level near the construction area measured by the tide gauge 18, the attitude of the pump dredger 36, the size of the ladder 42 of the pump dredger 36, etc. By continuously calculating the position and depth of the cutter 54 in this way during construction, the current position and depth of the cutter 54 can be grasped in real time.

制御手段28は、ラダー42を上下方向に揺動させるようにポンプ浚渫船36に搭載されたラダーウィンチ44を制御することで、ラダー42の傾斜角度(揺動角度)を変化させ、ラダー42先端に設けられたカッター54の深度を調整する。更に、制御手段28は、ラダー42の先端近傍から凹路66の幅方向の両側へ張設された2本スイングワイヤ58を、巻き取り及び繰り出しするようにポンプ浚渫船36に搭載されたスイングウィンチ60を制御することで、スパッド56を中心として船体をラダー42と共にスイングさせ、カッター54の凹路幅方向の位置を調整する。このとき、制御手段28は、演算管理手段24から受信する制御データに基づいて、ラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の双方を制御する。 The control means 28 controls the ladder winch 44 mounted on the pump dredger 36 to swing the ladder 42 up and down, thereby changing the inclination angle (swing angle) of the ladder 42 and adjusting the depth of the cutter 54 provided at the tip of the ladder 42. Furthermore, the control means 28 controls the swing winch 60 mounted on the pump dredger 36 to wind and unwind two swing wires 58 stretched from near the tip of the ladder 42 to both sides in the width direction of the recessed channel 66, thereby swinging the hull together with the ladder 42 around the spud 56 and adjusting the position of the cutter 54 in the width direction of the recessed channel. At this time, the control means 28 controls both the ladder winch 44 and the swing winch 60 based on the control data received from the calculation management means 24.

すなわち、演算管理手段24は、制御手段28がラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の制御のために使用する制御データを算出して送信する。そのために、演算管理手段24は、学習モードと自動制御モードとに切り替え可能に構成されている。学習モードにおいて、演算管理手段24は、深度調整に係るラダーウィンチ44とスイング調整に係るスイングウィンチ60とが、オペレータにより手動で操作された手動浚渫作業時に、ラダーウィンチ44及びスイングウィンチ60の操作に係る操作ログを記録する。このため、通常は、経験が豊富で優れた技量を有する熟練のオペレータが、上記のように手動で操作したときの操作ログが記録される。また、自動制御モードにおいて、演算管理手段24は、予め設定された設計浚渫深度に従って浚渫されるように、学習モードで記録した操作ログに基づいて、制御手段28へ送信する制御データを算出する。 That is, the calculation management means 24 calculates and transmits control data used by the control means 28 to control the ladder winch 44 and the swing winch 60. For this purpose, the calculation management means 24 is configured to be switchable between a learning mode and an automatic control mode. In the learning mode, the calculation management means 24 records an operation log related to the operation of the ladder winch 44 and the swing winch 60 during manual dredging work in which the ladder winch 44 related to depth adjustment and the swing winch 60 related to swing adjustment are manually operated by an operator. For this reason, an operation log is usually recorded when a skilled operator with a wealth of experience and excellent skills manually operates as described above. In addition, in the automatic control mode, the calculation management means 24 calculates control data to be transmitted to the control means 28 based on the operation log recorded in the learning mode so that dredging is performed according to a preset design dredging depth.

すなわち、演算管理手段24は、記録した操作ログから、上記のような手動浚渫作業時のカッター54の動きが再現されるような制御データを算出する。しかも、演算管理手段24は、上述したように算出するカッター54の位置及び深度を確認しながら、設計浚渫深度通りに浚渫されるように、制御データに調整を加えるものである。これにより、浚渫施工時には、熟練のオペレータが操作したカッター54の動きを再現しつつ、設計浚渫深度通りに浚渫することができるため、当該システム10を利用するオペレータの技量や経験の如何に関わらず、ポンプ浚渫を安定して高精度に行うことが可能となる。更に、オペレータは、スイング速度やラダー深度の操作といった集中力を要する繊細な操作から解放されるため、作業時の負担を大幅に軽減することができる。 That is, the calculation management means 24 calculates control data from the recorded operation log so that the movement of the cutter 54 during manual dredging work as described above is reproduced. Moreover, the calculation management means 24 adjusts the control data so that dredging is performed according to the designed dredging depth while checking the position and depth of the cutter 54 calculated as described above. As a result, during dredging work, dredging can be performed according to the designed dredging depth while reproducing the movement of the cutter 54 operated by an experienced operator, so that pump dredging can be performed stably and with high precision regardless of the skill and experience of the operator using the system 10. Furthermore, the operator is freed from delicate operations that require concentration, such as operating the swing speed and ladder depth, and the burden on the operator during work can be significantly reduced.

また、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、図5に示すように、演算管理手段24が、水底に構築される凹路66を、例えば形状が変化する位置などに基づいて、凹路66の幅方向に沿って複数のエリア(A~J)へ仮想的に分割する。そして、演算管理手段24は、学習モードにおいて操作ログを記録する際に、分割したエリア毎に操作ログを記録し、自動制御モードにおいて制御データを算出する際に、分割したエリア毎に制御データを算出する。これにより、各エリアに特有の形状などの特徴が反映されるように記録及び算出することができるため、施工時のポンプ浚渫の精度を向上させることが可能となる。 In addition, as shown in FIG. 5, in the dredging construction management system 10 according to an embodiment of the present invention, the calculation management means 24 virtually divides the recessed channel 66 constructed in the bottom of the water into a number of areas (A-J) along the width direction of the recessed channel 66, for example, based on the position where the shape changes. Then, when recording an operation log in the learning mode, the calculation management means 24 records an operation log for each divided area, and when calculating control data in the automatic control mode, calculates the control data for each divided area. This allows recording and calculation to be performed in a way that reflects the unique features of each area, such as the shape, thereby making it possible to improve the accuracy of pump dredging during construction.

また、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、演算管理手段24が、両側端に法面68、74を有する凹路66を複数のエリアに分割する際の分割位置に、以下の位置を利用するものである。すなわち、演算管理手段24は、少なくとも、凹路66の一側端の法面68の法肩70の位置S1、凹路66の一側端の法面68の法尻72の位置S3、凹路66の他側端の法面74の法尻78の位置S7、及び凹路66の他側端の法面74の法肩76の位置S9を、複数のエリアの分割位置に利用する。これにより、幅方向についての形状が大きく変化する位置において、凹路66を複数のエリアへと分割することができるため、施工時に各エリアの形状を精度よく再現することが可能となる。 In addition, the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention uses the following positions as the division positions when the calculation management means 24 divides the recessed path 66 having slopes 68, 74 at both ends into multiple areas. That is, the calculation management means 24 uses at least the position S1 of the toe 70 of the slope 68 at one end of the recessed path 66, the position S3 of the toe 72 of the slope 68 at one end of the recessed path 66, the position S7 of the toe 78 of the slope 74 at the other end of the recessed path 66, and the position S9 of the toe 76 of the slope 74 at the other end of the recessed path 66 as the division positions into multiple areas. This allows the recessed path 66 to be divided into multiple areas at a position where the shape in the width direction changes significantly, making it possible to accurately reproduce the shape of each area during construction.

更に、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、演算管理手段24が学習モードで記録する操作ログとして、以下のうちの少なくとも1つを記録するものである。すなわち、ラダーウィンチ44の上昇指令、ラダーウィンチ44の下降指令、ラダーウィンチ44の速度設定、スイング方向、スイング速度設定、スイングウィンチ60の張力設定、及びスイングウィンチ60の回転速度である。このような様々な操作の要素を記録することで、自動制御モード時により細かい動きを再現することができるため、施工精度をより向上させることが可能となる。 Furthermore, the dredging construction management system 10 according to an embodiment of the present invention records at least one of the following as an operation log recorded by the calculation management means 24 in learning mode: the ladder winch 44 raise command, ladder winch 44 lower command, ladder winch 44 speed setting, swing direction, swing speed setting, swing winch 60 tension setting, and swing winch 60 rotation speed. By recording such various operation elements, more detailed movements can be reproduced in automatic control mode, making it possible to further improve construction accuracy.

また、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、演算管理手段24が学習モード時に記録した操作ログに基づいて自動制御モードで浚渫施工するにあたり、記録時と施工時との主に外的要因の条件の相違によって生じる、カッター54の位置や深度のズレなどを補正してもよいものである。すなわち、演算管理手段24は、学習モード時と自動制御モード時との浚渫土砂の土質の違い、学習モード時と自動制御モード時との浚渫土厚の違い、学習モード時と自動制御モード時とのスイングウィンチ60に接続されたスイングワイヤ58のポンプ浚渫船36に対する打ち込み位置の違い、及び自動制御モード時の波浪及び/又は風の影響のうち、少なくとも1つを加味して制御データを算出する。これにより、外的要因によるカッター54の位置や深度のズレなどを補正するように、演算管理手段24によって制御データを算出することができるため、ポンプ浚渫の施工精度をより一層向上させることができる。 In addition, the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention may correct the position and depth deviation of the cutter 54 caused by the difference in conditions mainly due to external factors between the time of recording and the time of construction when the calculation management means 24 performs dredging in the automatic control mode based on the operation log recorded in the learning mode. That is, the calculation management means 24 calculates the control data by taking into account at least one of the following: the difference in soil quality of the dredged soil between the learning mode and the automatic control mode, the difference in the dredged soil thickness between the learning mode and the automatic control mode, the difference in the driving position of the swing wire 58 connected to the swing winch 60 relative to the pump dredger ship 36 between the learning mode and the automatic control mode, and the influence of waves and/or wind in the automatic control mode. As a result, the calculation management means 24 can calculate the control data to correct the position and depth deviation of the cutter 54 caused by external factors, thereby further improving the construction accuracy of the pump dredging.

更に、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10は、演算管理手段24が、制御データを制御手段28へ送信してから、その制御内容がカッター54の深度及び位置に実際に反映されるまでのタイムラグを加味したタイミングで、制御データを制御手段28へ送信してもよいものである。これにより、主に機械の応答遅れによるタイムラグの影響を抑制することができるため、これによってもポンプ浚渫の施工精度を向上させることができる。しかも、図4のS100やS110などに関連して説明したように、制御データの算出に現在使用している操作ログのエリアと、自動運転中のカッター54が現在位置しているエリアとのズレにも対応するため、浚渫のスタート位置の変更や、浚渫作業の途中での切り上げ及び再開などにも柔軟に対応することができる。
なお、本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理方法は、上述した本発明の実施の形態に係る浚渫施工管理システム10により実行されることで、浚渫施工管理システム10と同等の作用効果を奏することができる。
Furthermore, the dredging construction management system 10 according to the embodiment of the present invention may transmit the control data to the control means 28 at a timing that takes into account the time lag from when the calculation management means 24 transmits the control data to the control means 28 until the control contents are actually reflected in the depth and position of the cutter 54. This makes it possible to suppress the influence of the time lag mainly caused by the response delay of the machine, thereby improving the construction accuracy of the pump dredging. Moreover, as described in relation to S100 and S110 in FIG. 4, it also corresponds to the difference between the area of the operation log currently used for calculating the control data and the area where the cutter 54 is currently located during automatic operation, so that it is possible to flexibly respond to changes in the starting position of dredging, and to cutting off and restarting dredging work in the middle.
In addition, the dredging construction management method of the embodiment of the present invention can achieve the same effects as the dredging construction management system 10 by being executed by the dredging construction management system 10 of the embodiment of the present invention described above.

10:浚渫施工管理システム、12:位置計測手段、14:複数のセンサ、18:潮位計、24:演算管理手段、28:制御手段、36:ポンプ浚渫船、42:ラダー、44:ラダーウィンチ、54:カッター、56(56A、56B):スパッド、58:スイングワイヤ、60:スイングウィンチ、66:凹路、68:一側端の法面、70:法肩、72:法尻、74:他側端の法面、76:法肩、78:法尻、S1~S9:分割位置、A~J:エリア
10: Dredging construction management system, 12: Position measurement means, 14: Multiple sensors, 18: Tide gauge, 24: Calculation management means, 28: Control means, 36: Pump dredger, 42: Ladder, 44: Ladder winch, 54: Cutter, 56 (56A, 56B): Spud, 58: Swing wire, 60: Swing winch, 66: Concave, 68: Slope at one end, 70: Shoulder, 72: Toe, 74: Slope at the other end, 76: Shoulder, 78: Toe, S1 to S9: Division positions, A to J: Areas

Claims (6)

少なくとも一方の側端が法面で形成される凹路を水底に構築するために、上下方向に揺動可能に船首に取り付けられたラダーを、船尾に設けられたスパッドを中心として船体ごと前記凹路の幅方向にスイングしながら、前記ラダーの先端に設けられたカッターにより水底の土砂を掘削し、掘削した土砂をポンプにより吸い込んで圧送するポンプ浚渫船の浚渫施工管理システムであって、
前記ポンプ浚渫船の位置を計測する位置計測手段と、
施工範囲近傍の潮位を計測する潮位計と、
前記ポンプ浚渫船の姿勢を計測する複数のセンサと、
前記位置計測手段と前記潮位計と前記複数のセンサとの計測結果に基づいて、前記カッターの位置及び深度を算出することを含む、当該システムの運用に必要な演算及び情報の管理を行う演算管理手段と、
該演算管理手段から受信する制御データに基づき、前記ラダーを揺動させるためのラダーウィンチ及び前記ラダーをスイングさせるためのスイングウィンチを制御して、前記カッターの深度及び前記幅方向の位置を調整する制御手段と、を含み、
前記演算管理手段は、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチが手動で操作された手動浚渫作業時に、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチの操作に係る操作ログを記録する学習モードと、前記手動浚渫作業時の前記カッターの動きを再現しながら、設計浚渫深度に従って浚渫されるように、前記操作ログに基づいて前記制御データを算出する自動制御モードと、に切り替え可能に構成され
前記演算管理手段は、前記凹路を前記幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割し、前記学習モードにおいて前記エリア毎に前記操作ログを記録すると共に、前記自動制御モードにおいて前記エリア毎に前記制御データを算出し、
前記演算管理手段は、前記学習モードにおいて前記操作ログを記録する際に、前記カッターが位置している前記エリアを同時に記録することで、各エリアに紐付けて前記操作ログを記録し、前記自動制御モードにおいて前記制御データを算出する際に、前記カッターが現在位置している前記エリアが切り替わったと判定したタイミングで、前記制御データの算出に使用している前記操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更することを特徴とする浚渫施工管理システム。
A dredging construction management system for a pump dredger, in which a ladder attached to the bow so as to be swingable in the vertical direction is swung together with the hull in the width direction of the recessed passage around a spud attached to the stern, to construct a recessed passage on the bottom of the water, at least one side end of which is formed by a slope, and soil is excavated from the bottom of the water with a cutter attached to the tip of the ladder, and the excavated soil is sucked in and pumped out by a pump,
A position measuring means for measuring the position of the pump dredger;
A tide gauge that measures the tide level near the construction area;
A plurality of sensors for measuring the attitude of the pump dredger;
A calculation and management means for performing calculations and managing information required for the operation of the system, including calculating the position and depth of the cutter based on the measurement results of the position measurement means, the tide gauge, and the multiple sensors;
and a control means for controlling a ladder winch for swinging the ladder and a swing winch for swinging the ladder based on control data received from the calculation management means, thereby adjusting the depth and width direction position of the cutter,
The calculation management means is configured to be switchable between a learning mode in which an operation log relating to the operation of the ladder winch and the swing winch is recorded during manual dredging work in which the ladder winch and the swing winch are manually operated, and an automatic control mode in which the control data is calculated based on the operation log while reproducing the movement of the cutter during the manual dredging work so that dredging is performed according to the design dredging depth .
the calculation management means virtually divides the recessed path into a plurality of areas along the width direction, records the operation log for each of the areas in the learning mode, and calculates the control data for each of the areas in the automatic control mode;
The dredging construction management system is characterized in that, when recording the operation log in the learning mode, the calculation management means simultaneously records the area in which the cutter is located, thereby recording the operation log linked to each area, and when calculating the control data in the automatic control mode, at the timing when it is determined that the area in which the cutter is currently located has changed, the operation log used to calculate the control data is changed from that of the area before the switch to that of the area after the switch .
前記演算管理手段は、少なくとも、前記凹路の法面の法肩位置、及び前記凹路の法面の法尻位置を、前記複数のエリアの分割位置に利用することを特徴とする請求項記載の浚渫施工管理システム。 The dredging construction management system according to claim 1 , characterized in that the calculation management means uses at least the toe position of the slope of the depression road and the toe position of the slope of the depression road as division positions of the multiple areas. 前記演算管理手段は、前記操作ログとして、前記ラダーウィンチの上昇指令、前記ラダーウィンチの下降指令、前記ラダーウィンチの速度設定、スイング方向、スイング速度設定、前記スイングウィンチの張力設定、及び前記スイングウィンチの回転速度のうち、少なくとも1つを記録することを特徴とする請求項1又は2記載の浚渫施工管理システム。 The dredging construction management system of claim 1 or 2, characterized in that the calculation management means records at least one of the following as the operation log: the ladder winch up command, the ladder winch down command, the ladder winch speed setting, the swing direction, the swing speed setting, the swing winch tension setting, and the swing winch rotational speed. 前記演算管理手段は、前記学習モード時と前記自動制御モード時との浚渫土砂の土質の違い、前記学習モード時と前記自動制御モード時との掘削深さの違い、前記学習モード時と前記自動制御モード時との前記スイングウィンチに接続されたスイングワイヤの前記ポンプ浚渫船に対する打ち込み位置の違い、及び前記自動制御モード時の波浪及び/又は風の影響のうち、少なくとも1つを加味して前記制御データを算出することを特徴とする請求項1からのいずれか1項記載の浚渫施工管理システム。 The dredging construction management system of any one of claims 1 to 3, characterized in that the calculation management means calculates the control data by taking into account at least one of the following: a difference in soil quality of the dredged soil between the learning mode and the automatic control mode, a difference in excavation depth between the learning mode and the automatic control mode, a difference in the driving position of the swing wire connected to the swing winch relative to the pump dredger ship between the learning mode and the automatic control mode, and the influence of waves and/or wind during the automatic control mode. 前記演算管理手段は、前記制御データを送信してから該制御データが前記カッターの深度及び位置に反映されるまでのタイムラグを加味したタイミングで、前記制御データを前記制御手段へ送信することを特徴とする請求項1からのいずれか1項記載の浚渫施工管理システム。 A dredging construction management system as described in any one of claims 1 to 4, characterized in that the calculation management means transmits the control data to the control means at a timing taking into account the time lag between transmitting the control data and the control data being reflected in the depth and position of the cutter. 少なくとも一方の側端が法面で形成される凹路を水底に構築するために、上下方向に揺動可能に船首に取り付けられたラダーを、船尾に設けられたスパッドを中心として船体ごと前記凹路の幅方向にスイングしながら、前記ラダーの先端に設けられたカッターにより水底の土砂を掘削し、掘削した土砂をポンプにより吸い込んで圧送するポンプ浚渫船の浚渫施工管理方法であって、
前記ポンプ浚渫船の位置と、施工範囲近傍の潮位と、前記ポンプ浚渫船の姿勢とを計測すること、
該計測結果に基づいて、前記カッターの位置及び深度を算出すること、
制御データに基づき、前記ラダーを揺動させるためのラダーウィンチ及び前記ラダーをスイングさせるためのスイングウィンチを制御して、前記カッターの深度及び前記幅方向の位置を調整すること、
前記凹路を前記幅方向に沿って複数のエリアへ仮想的に分割すること、
前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチを手動で操作した手動浚渫作業時に、前記ラダーウィンチ及び前記スイングウィンチの操作に係る操作ログを前記エリア毎に記録すること、
前記手動浚渫作業時の前記カッターの動きを再現しながら、設計浚渫深度に従って浚渫するように、前記操作ログに基づいて前記エリア毎に前記制御データを算出すること、を含み、
前記操作ログを記録する際に、前記カッターが位置している前記エリアを同時に記録することで、各エリアに紐付けて前記操作ログを記録し、
前記制御データを算出する際に、前記カッターが現在位置している前記エリアが切り替わったと判定したタイミングで、前記制御データの算出に使用している前記操作ログを、切り替わり前のエリアのものから切り替わり後のエリアものへと変更することを特徴とする浚渫施工管理方法。
A dredging construction management method for a pump dredger, in which a ladder attached to the bow so as to be swingable in the vertical direction is swung together with the hull in the width direction of the concave passage around a spud attached to the stern, to construct a concave passage on the bottom of the water, and soil is excavated from the bottom of the water with a cutter attached to the tip of the ladder, and the excavated soil is sucked in and pumped out by a pump, is provided,
Measuring the position of the pump dredger, the tide level in the vicinity of the construction area, and the attitude of the pump dredger;
calculating a position and depth of the cutter based on the measurement results;
Based on the control data, a ladder winch for swinging the ladder and a swing winch for swinging the ladder are controlled to adjust the depth and the width direction position of the cutter;
virtually dividing the recessed path into a plurality of areas along the width direction;
During manual dredging work in which the ladder winch and the swing winch are manually operated, an operation log related to the operation of the ladder winch and the swing winch is recorded for each area;
Calculating the control data for each area based on the operation log so as to dredge according to a design dredging depth while reproducing the movement of the cutter during the manual dredging operation ;
When recording the operation log, the area in which the cutter is located is simultaneously recorded, thereby recording the operation log in association with each area;
A dredging construction management method characterized in that, when calculating the control data, when it is determined that the area in which the cutter is currently located has changed, the operation log used to calculate the control data is changed from that of the area before the change to that of the area after the change .
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