JP5961992B2 - 作業者管理システム - Google Patents

Description

本発明は、作業現場にて作業する作業者を管理するための作業者管理システムに関する。

作業現場等において作業者等を管理するシステムとしては、たとえば、作業者やロボットなどの動体の所在を確認し衝突等を防止する所在管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この所在管理システムは、一定の強度にて発信する複数の発信手段からの発信信号を受信する３つ以上の受信手段にて受信した受信強度と発信手段の識別情報とから演算により受信手段から発信手段までの距離を求めて所在位置を検出している。

特開平５―１１０３９号公報

上記の所在管理システムは、平面的な二次元の位置として作業者等の所在を確認することは可能であるが、例えば、複数の階床を有する建設現場のように三次元の作業現場において作業者等の所在を確認することはできないという課題がある。

本発明は、かかる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、作業空間における作業者の所在を三次元空間にて特定することが可能な作業者管理システムを提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の作業者管理システムは、建設現場の作業現場にて作業する各々の作業者が所持し当該作業者の三次元の位置を示す三次元位置情報を発信する発信装置を特定可能な装置情報と、当該発信装置を所持する前記作業者と、前記作業者の状態を示す状態情報と、を対応づけた作業者データベース、
前記作業現場における現実の三次元の位置と対応づけられており、前記作業現場を三次元の情報に基づいてモデリングした三次元現場モデル上にて、前記作業現場を区分けした複数の領域と、各々の前記領域に設定されている当該領域に留まることを制限するレベルを示す残留制限レベルと、を対応づけ、前記建設現場の進捗に応じて前記三次元現場モデルと前記領域の情報と共に更新される三次元領域データベース、
及び、
前記発信装置から発信された前記三次元位置情報及び前記装置情報を受信し、
受信した前記三次元位置情報と前記三次元現場モデルとに基づいて、前記複数の領域のうちの、前記発信装置が位置する所属領域を特定し、
受信した前記装置情報と前記作業者データベースとに基づいて、当該発信装置を所持し管理対象となる対象作業者を特定し、特定された前記所属領域及び前記対象作業者の状態情報と前記三次元領域データベースとに基づいて、当該対象作業者の前記所属領域における残留制限レベルを特定するサーバー、
を有することを特徴とする作業者管理システムである。

このような作業者管理システムよれば、発信装置から発信された位置情報と、作業現場をモデリングして複数の領域に区分けした三次元現場モデルとにて、発信装置が位置する所属領域を特定することが可能である。このとき、三次元現場モデルは作業の進捗に応じて更新されるので、常に現場と対応した三次元現場モデル上にて、発信装置が位置する所属領域をより正確に特定することが可能である。

また、特定された所属領域と三次元領域データベースとに基づいて、所属領域における残留制限レベルを特定し、受信した装置情報と作業者データベースとに基づいて作業者と作業者の状態情報を特定し、特定した作業者の状態情報に基づいて、対象作業者の所属領域における残留制限レベルを対比することが可能である。このため、発信装置からの情報を受信することにより作業者が留まっている所属領域に当該作業者が留まり続けることが可能か否かを特定することが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記サーバーは、前記発信装置から受信した情報に基づいて、前記対象作業者が前記所属領域に留まっている時間を計測し前記状態情報として記憶可能であり、前記残留制限レベルは、各々の前記領域において前記作業者が継続して留まることが許容される時間に基づいて設定されていることが望ましい。
このような作業者管理システムによれば、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている時間と、設定されている当該所属領域における対象作業者が継続して留まることが許容される時間とに基づいて、対象作業者の残留制限レベルを特定することが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記サーバーは、前記所属領域における前記対象作業者の特定された残留制限レベルが、設定された所定のレベルであるときに、該残留制限レベルが該所定のレベルである事象を報知することが望ましい。
このような作業者管理システムによれば、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている時間が、設定された所定のレベルである場合に、その事象が対象作業者に報知されるので、所属領域における対象作業者の残留制限レベルに応じて、その事象を知らせることが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記事象を表示する表示部を備えていることが望ましい。
このような作業者管理システムによれば、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている時間が、設定された所定のレベルである場合に、その事象が表示部に表示されるので、表示を見ている管理者等にその事象を確実に知らせることが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記サーバーは、前記事象示す情報を発信可能であり、前記発信装置は、前記サーバーから発信された前記情報を受信可能であるとともに、前記事象を報知可能な報知部を有していることが望ましい。
このような作業者管理システムによれば、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている時間が、設定された所定のレベルである場合に、その事象が直接対象作業者に報知されるので、速やかに、かつ確実に、その事象を対象作業者に知らせることが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記残留制限レベルは、各々の前記領域における日照量及び温度に基づいて設定されていることが望ましい。
このような作業者管理システムによれば、残留制限レベルは、各々の領域における日照量及び温度に基づいて設定されているので、作業者が熱中症に罹ることを防止することが可能である。

かかる作業者管理システムであって、前記残留制限レベルは、各々の前記領域における放射線量に基づいて設定されていることとしてもよい。
このような作業者管理システムによれば、残留制限レベルは、各々の領域における放射線量に基づいて設定されているので、作業者が基準値を超える放射線を浴びることを防止することが可能である。

本発明によれば、作業空間における作業者の所在を三次元空間にて特定するとともに所定領域に留まる作業者を三次元空間上で管理することが可能な作業者管理システムを提供する。

本発明に係る作業者管理システムの一例を示す概念図である。 作業者データベースの一例を示す概念図である。 ２階の床スラブが構築された建設現場に対応した三次元領域データベースの一例を示す図である。 三次元現場モデルの一例を示す図である。 三次元現場モデルに示された領域情報を示す図である。 ３階の床スラブが構築された建設現場に対応した三次元領域データベースの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態の作業者管理システム１は、例えば、建設現場内に設けられ、当該建設現場を管理する工事事務所等に構築されている。

図１は、本発明に係る作業者管理システムの一例を示す概念図である。
本作業者管理システムは、図１に示すように、工事事務所に設けられた管理サーバー１０と、管理サーバー１０がアクセス可能な作業者データベース１２及び三次元領域データベース１４とを有しており、管理サーバー１０は、キーボード等の入力部１０ａ及びディスプレイなどの表示部１０ｂを有する、例えばパーソナルコンピュータである。

管理サーバー１０は、建設現場Ｓにて作業する各作業者に１台ずつ割り当てられた発信装置としての通信端末１６との通信機能を有している。また、管理サーバー１０内には、建設現場Ｓを、現実の三次元の位置と対応させてモデリングした三次元現場モデル２０の情報が記憶されている。

建設現場Ｓは、所定のルールに基づいて、複数の領域に区分けされており、区分けされた領域は三次元現場モデル２０上の座標として定義されている。

より具体的には、建設現場Ｓの三次元現場モデル２０は、たとえば、建設現場Ｓの三次元の形態情報に、仕様情報などを加えた、現実の現場に対応した三次元のモデルであり、この三次元現場モデル２０上に、所定のルールに基づいて区分けした領域が、現実の位置と対応させて示されている。この三次元現場モデル２０と区分けされた各領域を示す領域情報は、例えばＢＩＭ（Building Information Modeling）等にて生成された三次元現場モデル２０とともに、現場における作業の進捗に応じて更新される。

本実施形態では、建設現場Ｓにて作業する各作業者が、作業中に熱中症の症状を引き起こさないように管理する作業者管理システム１を例に挙げて説明する。このため、建設現場Ｓ内には、日照量及び温度に基づいて、所定の領域に作業者が継続して留まることが許容される許容時間（ルール）が設定されており、この許容時間に基づいて建設現場Ｓ内が複数の領域に区分けされている。

図２は、作業者データベースの一例を示す概念図である。
管理サーバー１０がアクセス可能な作業者データベース１２は、図２に示すように、各作業者と、各作業者が各々所持している通信端末１６を特定する端末ＩＤとが対応づけられて記憶されている。この作業者データベース１２には、書き換え可能な記憶領域が設けられており、各作業者が所持する通信端末１６から受信した位置情報とともに、特定された当該作業者が属する領域（所属領域）及び受信した時刻を記憶するとともに、計測された、同一領域内に留まっている累積時間が当該作業者の状態情報として記憶されている。

図３は、２階の床スラブが構築された建設現場に対応した三次元領域データベースの一例を示す図である。
管理サーバー１０がアクセス可能な三次元領域データベース１４は、図３に示すように、区分けされた各領域及び各領域として定義されている座標情報（座標定義）と、各領域における残留制限レベルとが対応づけられて記憶されている。本実施形態の場合には、各領域を矩形状に区分けしているため各領域の座標情報は、三次元現場モデル２０上の始点と終点とで示されている。また、各領域に対応づけられた残留制限レベルは、たとえば、危険度に応じて設定されている。具体的には、領域内にて作業者が継続して留まることが許容される許容時間を超える残留不可レベルI、許容時間前１５分以内の要警告レベルII、許容時間内である残留許容レベルIIIが、領域毎に設定されている。ここで、要警告レベルを許容時間前１５分以内としたが、これに限るものではない。この三次元領域データベース１４は、作業の進捗に応じて更新される三次元現場モデル２０及び領域情報とともに更新される。

図４は、三次元現場モデルの一例を示す図である。図５は、三次元現場モデルに示された領域情報を示す図である。

例えば、建設現場Ｓとして、図４（ａ）に示すような、基礎３０と基礎３０から柱３２が立設され、２階の床スラブ３４が構築されている建設現場Ｓを立体的に示した三次元現場モデル２０を生成し、日照時間や領域内の温度などに基づいて、領域に作業者が継続して留まることが許容される許容時間ごとに区分けした領域が図５（ａ）に示すように、三次元現場モデル２０上に示されている。

図４（ａ）の例では、基礎３０から４本の柱３２が立設され２階の床スラブ３４が構築された三次元現場モデル２０が現実の位置と対応させて生成されている。生成された三次元現場モデル２０には、図５（ａ）に示すように、２階の床スラブ３４にて日陰となる領域、本実施形態では建設現場Ｓの基礎３０上、すなわち１階部分がエリアＡとして設定され、２階の床スラブ３４上の日向となる領域がエリアＢとして設定されている。このとき、図３に示すような、三次元領域データベース１４も生成されて記憶される。図３の例では、エリアＡの許容時間が１２０分に設定されており、エリアＢの許容時間が６０分に設定されている。

図６は、３階の床スラブが構築された建設現場に対応した三次元領域データベースの一例を示す図である。
建設現場Ｓでの作業が進み３階の床スラブ３４が構築されると、その進捗に合わせて、三次元現場モデル２０、領域情報、三次元領域データベース１４が更新される。このように、建設現場Ｓの進捗に対応させて順次更新されていく。図４（ｃ）の場合には、３階の床スラブ３４が構築された建設現場Ｓに対応させて三次元現場モデル２０が更新され、更新された現場モデル２０には、図５（ｃ）に示すように、エリアＢである２階部分は３階の床スラブ３４にて日陰となる領域であり、３階の床スラブ３４上が新たにエリアＣとして設定される。このとき、図６に示すような、三次元領域データベース１４も更新されて記憶される。

建設現場Ｓにて作業する作業者は、各々通信端末１６を所持している。この通信端末１６は、ＧＰＳ機能を有しており、所定の時間間隔にてＧＰＳ用の衛星と通信して通信端末１６の位置情報を取得するとともに、ＧＰＳ用の衛星との通信が不能なときに、建設現場Ｓの天井部分に設けられた位置送信機１８からの位置情報を受信して、自身の位置を特定する機能を有している。ここで、建設現場Ｓの天井部分に設けられて位置情報を送信する位置送信機１８は、例えば、ＧＰＳ用の衛星と同等の信号を送信するＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）の送信器である。このため、本建設現場Ｓでは、床スラブ３４によりＧＰＳの信号が受信し難いような場所であってもＩＭＥＳの信号により、通信端末１６は位置を特定することが可能である。

通信端末１６は、所定の時間間隔にて管理サーバー１０と通信し、取得している位置情報と、通信端末１６に設定されている装置情報としての端末ＩＤとを管理サーバー１０に送信する。

通信端末１６からの位置情報と端末ＩＤとを受信した管理サーバー１０は、端末ＩＤと作業者データベース１２に基づいて、発信された通信端末１６を所持する作業者を特定するとともに、この通信端末１６から受信した時刻を記憶する。また、受信した位置情報に基づいて、三次元現場モデル２０上での位置を特定し、特定された位置が含まれる所属領域を特定し、作業者データベース１２に記憶するとともに、特定された領域と三次元領域データベース１４とに基づいて、特定された領域における残留制限レベルを特定する。このとき、特定された領域に当該作業者が立ち入ってからの累積時間を算出する。そして管理サーバー１０は、たとえば、受信した位置情報に基づいて特定した所属領域が、前回受信したときの所属領域と同じ場合には、累積時間に受信間隔に相当する時間を加算し、前回受信したときの所属領域と異なる場合には、記憶されている累積時間をリセットして受信間隔に相当する時間を記憶する。

管理サーバー１０は、各作業者の通信端末１６からの信号を受信しているが、たとえば、管理サーバー１０が、図４（ａ）に示すような建設現場ＳのエリアＢにいる管理対象となる対象作業者の通信端末１６から、端末ＩＤ「００４」とエリアＢ内の位置を示す位置情報を受信したとする。

管理サーバー１０は、端末ＩＤと作業者データベース１２に基づいて、発信された通信端末１６を所持する対象作業者を特定するとともに、受信した時刻を対象作業者と対応づけて作業者データベース１２に記憶する。また、受信した位置情報に基づいて、三次元現場モデル２０上での位置を特定し、特定された位置が含まれる所属領域が「エリアＢ」であることを特定して作業者データベース１２に記憶するとともに、特定された領域「エリアＢ」における対象作業者の累積時間を算出する。このとき、算出された累積時間が７０分だったとする。

管理サーバー１０は、算出された累積時間（７０分）と三次元領域データベース１４とに基づいて、対象作業者のエリアＢにおける残留制限レベルが残留不可レベルの「I」であることを特定する。

管理サーバー１０は、受信した位置情報及び端末ＩＤを発信した通信端末１６に、この通信端末１６を所持する対象作業者がいる所属領域（エリアＢ）における累積時間が「残留不可レベルI」であることを示す信号を送信する。この信号を受信した通信端末１６は、例えば報知部としてブザーを備えており、このブザーを鳴らして、対象作業者に累積時間が「残留不可レベルI」であるという事象を報知する。このとき、たとえば、対象作業者の累積時間が５０分であり「要警告レベルII」であった場合には、異なる音のブザーを鳴らしたり、また、「残留不可レベルI」の場合には継続的に鳴らし「要警告レベルII」の場合には、一定の時間間隔にて断続的に鳴らすようにしても良い。

そして、建設現場Ｓの作業が進行すると建設現場Ｓの進捗に対応して三次元現場モデル２０、領域情報、三次元領域データベース１４が更新される。

このため、たとえば、図４（ｃ）に示すような建設現場Ｓにて、管理サーバー１０が、エリアＡにいる対象作業者の通信端末１６から、端末ＩＤ「００２」とエリアＡ内の位置を示す位置情報を、エリアＢにいる対象作業者の通信端末１６から、端末ＩＤ「００４」とエリアＢ内の位置を示す位置情報を、エリアＣにいる対象作業者の通信端末１６から、端末ＩＤ「００３」とエリアＣ内の位置を示す位置情報をそれぞれ受信したとする。

管理サーバー１０は、端末ＩＤと作業者データベース１２に基づいて、発信された通信端末１６を所持する対象作業者を特定するとともに、受信した時刻を対象作業者と対応づけて作業者データベース１２に記憶する。また、受信した位置情報に基づいて、三次元現場モデル２０上での位置を特定し、特定された位置が含まれる所属領域がそれぞれ「エリアＡ」、「エリアＢ」、「エリアＣ」であることを特定し、特定されたそれぞれの領域において各対象作業者の各領域における累積時間を算出する。このとき、算出された累積時間が、エリアＡの対象作業者は１２０分、エリアＢの対象作業者は１１０分、エリアＣの対象作業者は５０分だったとする。

管理サーバー１０は、算出された経過時間と三次元領域データベース１４とに基づいて、エリアＡの対象作業者の残留制限レベルが「残留許容レベルIII」であり、エリアＢの対象作業者の立入規制レベルが「残留不可レベルI」であり、エリアＣの対象作業者の立入規制レベルが「要警告レベルII」であることを特定する。

管理サーバー１０は、受信した端末ＩＤに応じた通信端末１６に、この通信端末１６を所持する対象作業者のうち、エリアＢの対象作業者には経過時間が「不可レベルI」であることを示す信号を送信し、エリアＣの対象作業者には警告レベルが「要警告レベルII」であることを示す信号をそれぞれ送信する。この信号を受信した通信端末１６は、それぞれブザーを鳴らして、対象作業者の経過時間「残留不可レベルI」または「要警告レベルII」であるという事象を報知する。

本実施形態の作業者管理システム１よれば、通信端末１６から発信された位置情報と、建設現場Ｓをモデリングして複数の領域に区分けした三次元現場モデル２０とにて、通信端末１６が位置する所属領域を特定することが可能である。このとき、三次元現場モデル２０は作業の進捗に応じて更新されるので、常に現場と対応した三次元現場モデル２０上にて、通信端末１６が位置する所属領域をより正確に特定することが可能である。

また、特定された所属領域と三次元領域データベース１４とに基づいて、所属領域における残留制限レベルを特定し、受信した装置情報と作業者データベース１２とに基づいて作業者と作業者の状態情報を特定し、特定した対象作業者の状態情報に基づいて、対象作業者の所属領域における残留制限レベルを特定することが可能である。このため、通信端末１６からの情報を受信することにより作業者が留まっている所属領域に当該作業者が留まり続けることが可能か否かを特定することが可能である。

また、管理サーバー１０は、通信端末１６から受信した情報に基づいて、対象作業者が所属領域に留まっている時間を計測するので、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている累積時間と、当該所属領域において対象作業者が継続して留まることが許容される時間とを対比させることが可能である。

また、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている累積時間が、設定された所定のレベル、すなわち、「残留不可レベルI」及び「要警告レベルII」である場合に、その事象が対象作業者に報知されるので、所属領域における対象作業者の残留制限レベルに応じて、その事象を知らせることが可能である。このため、作業者の安全を確保することが可能である。

特に、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている累積時間が、設定された「残留不可レベルI」及び「要警告レベルII」である場合に、その事象を各作業者が所持している通信端末１６に直接に報知することとしたので、「残留不可レベルI」及び「要警告レベルII」の対象である作業者に、速やかに、かつ確実に、知らせることが可能である。

また、上位実施形態の残留制限レベルは、各々の領域における日照量及び温度に基づいて設定されているので、各領域に留まっている作業者が熱中症に罹ることを防止することが可能である。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

上記実施形態においては、残留制限レベルが、各々の領域における日照量及び温度に基づいて設定されている例について説明したが、これに限るものではない。たとえば、残留制限レベルを各領域における放射線量に基づいて設定すると、作業者が基準値を超える放射線を浴びることを防止することが可能である。

上記実施形態においては、計測された、対象作業者が所属領域内に留まっている累積時間が、設定された「残留不可レベルI」及び「要警告レベルII」である場合に、その事象を通信端末１６のブザーを鳴らして報知する例について説明したが、これに限らず、例えば、騒音が大きな現場等ではランプや振動等にて報知してもよい。また、管理サーバー１０の表示部１０ｂなどに表示して報知し、表示部１０ｂの表示を見た管理サーバー１０の操作者から作業者に、その事象を伝える方法でも構わない。

また、上記実施形態においては、「残留不可レベルI」及び「要警告レベルII」の場合に報知する例について説明したが、例えば「残留許容レベルIII」の場合にも、ＬＥＤなどを発光させて、残留制限レベルに基づいて管理されていることを作業者に報知しても良い。この場合には、作業者は残留許容レベルであることが確認できるので、安心して作業を進めることが可能である。

上記実施形態においては、作業者データベース１２に、計測された、同一領域内に留まっている累積時間を記憶する例について説明したが、複数の領域にそれぞれ留まっていた時間の累積時間を記憶しても良い。このとき、各領域は、日照時間や温度など条件が相違するため、各領域の累積時間に重み付けして累積時間を算出し記憶しても良い。

また、上記実施形態においては、作業者管理システム１が建設現場Ｓ内に構築されている例について説明したが、建設現場Ｓ外に構築されていてもよい。

１ 作業者管理システム
１０ 管理サーバー
１０ａ 入力部
１０ｂ 表示部
１２ 作業者データベース
１４ 三次元領域データベース
１６ 通信端末
１８ 位置送信機
２０ 三次元現場モデル
３０ 基礎
３２ 柱
３４ 床スラブ
Ｓ 建設現場

Claims (7)

1. 建設現場の作業現場にて作業する各々の作業者が所持し当該作業者の三次元の位置を示す三次元位置情報を発信する発信装置を特定可能な装置情報と、当該発信装置を所持する前記作業者と、前記作業者の状態を示す状態情報と、を対応づけた作業者データベース、
   前記作業現場における現実の三次元の位置と対応づけられており、前記作業現場を三次元の情報に基づいてモデリングした三次元現場モデル上にて、前記作業現場を区分けした複数の領域と、各々の前記領域に設定されている当該領域に留まることを制限するレベルを示す残留制限レベルと、を対応づけ、前記建設現場の進捗に応じて前記三次元現場モデルと前記領域の情報と共に更新される三次元領域データベース、
   及び、
   前記発信装置から発信された前記三次元位置情報及び前記装置情報を受信し、
   受信した前記三次元位置情報と前記三次元現場モデルとに基づいて、前記複数の領域のうちの、前記発信装置が位置する所属領域を特定し、
   受信した前記装置情報と前記作業者データベースとに基づいて、当該発信装置を所持し管理対象となる対象作業者を特定し、特定された前記所属領域及び前記対象作業者の状態情報と前記三次元領域データベースとに基づいて、当該対象作業者の前記所属領域における残留制限レベルを特定するサーバー、
   を有することを特徴とする作業者管理システム。
2. 請求項１に記載の作業者管理システムであって、
   前記サーバーは、前記発信装置から受信した情報に基づいて、前記対象作業者が前記所属領域に所属している時間を計測し、前記状態情報として記憶可能であり、
   前記残留制限レベルは、各々の前記領域において前記作業者が継続して留まることが許容される時間に基づいて設定されていることを特徴とする作業者管理システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の作業者管理システムであって、
   前記サーバーは、前記所属領域における前記対象作業者の特定された残留制限レベルが、設定された所定のレベルであるときに、該残留制限レベルが該所定のレベルである事象を報知することを特徴とする作業者管理システム。
4. 請求項３に記載の作業者管理システムであって、
   前記事象を表示する表示部を備えていることを特徴とする作業者管理システム。
5. 請求項３または請求項４に記載の作業者管理システムであって、
   前記サーバーは、前記事象を示す情報を発信可能であり、
   前記発信装置は、前記サーバーから発信された前記情報を受信可能であるとともに、前記事象を報知可能な報知部を有していることを特徴とする作業者管理システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の作業者管理システムであって、
   前記残留制限レベルは、各々の前記領域における日照量及び温度に基づいて設定されていることを特徴とする作業者管理システム。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の作業者管理システムであって、
   前記残留制限レベルは、各々の前記領域における放射線量に基づいて設定されていることを特徴とする作業者管理システム。