JP6496182B2 - 施工計画システム - Google Patents

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Description

本発明は、施工計画システムに関する。
施工現場の施工計画がコンピュータシステムで行われる場合がある（特許文献１参照）。また、近年、建設工事において情報化施工の導入が進められている。情報化施工とは、建設工事の調査、設計、施工、監督、検査、及び維持管理を含む建設生産工程のうち「施工」に注目して、ＩＣＴ（Information and Communication Technology）の活用により各工程から得られる電子情報を活用して高効率及び高精度な施工を実現し、さらに施工で得られる電子情報を他の工程に活用することによって、建設生産工程全体における生産性向上及び品質確保を図ることを目的としたシステムである。情報化施工を可能とする機器を搭載した建設機械によれば、自動的に作業機の動きを制御して、所望の地形に施工することが可能である。
特開平０９−１７７３２１号公報
施工現場の作業者の高齢化及び建設業界に対する若年層の就労敬遠などにより、建設業界における労働力不足が予想されている。最適な施工ソリューションサービスを提供することができれば、施工現場の生産性を向上させることができ、建設業界が抱える労働力不足の問題を解決することができる。
本発明の態様は、施工現場の生産性の向上を図ることができる施工計画システムを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に従えば、施工現場の現況地形を示す現況地形データを取得する現況地形データ取得部と、施工現場の設計地形を示す設計地形データを取得する設計地形データ取得部と、施工現場を施工する作業機械の条件を示す原単位データを取得する原単位データ取得部と、現況地形データと設計地形データと原単位データとに基づいて、施工現場の施工計画を示す施工計画データを算出する施工計画データ算出部と、施工計画データを出力する施工計画データ出力部と、を備える施工計画システムが提供される。
本発明の第２の態様に従えば、飛行体に設けられたカメラを含み施工現場の現況地形を非接触で検出する検出装置と、現況地形を示す現況地形データを検出装置から取得する現況地形データ取得部と、施工現場の設計地形を示す設計地形データを取得する設計地形データ取得部と、施工現場を施工する作業機械の条件を示す原単位データを取得する原単位データ取得部と、現況地形データと設計地形データと原単位データとに基づいて、施工現場の施工計画を示す施工計画データを算出する施工計画データ算出部と、施工計画データを出力する施工計画データ出力部と、施工計画データ出力部から送信された施工計画データを出力可能であり、現況地形データ及び設計地形データを３次元表示可能な出力装置と、を備える施工計画システムが提供される。
本発明の態様によれば、施工現場の生産性の向上を図ることができる施工計画システムが提供される。
図１は、本実施形態に係る施工計画システムを模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に係るブルドーザを模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係る油圧ショベルを模式的に示す図である。 図４は、本実施形態に係る油圧ショベルを模式的に示す図である。 図５は、本実施形態に係る情報化施工を模式的に示す図である。 図６は、本実施形態に係る情報化施工を模式的に示す図である。 図７は、本実施形態に係るブルドーザに設けられた出力装置を模式的に示す図である。 図８は、本実施形態に係る油圧ショベルに設けられた出力装置を模式的に示す図である。 図９は、本実施形態に係るドローンを模式的に示す図である。 図１０は、本実施形態に係る施工計画システムのハードウエア構成を示す図である。 図１１は、本実施形態に係る施工計画システムを示す機能ブロック図である。 図１２は、本実施形態に係る施工計画方法を示すフローチャートである。 図１３は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１４は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１５は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１６は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１７は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１８は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図１９は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図２０は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。 図２１は、本実施形態に係る出力装置の出力例を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
［施工計画システムの概要］
図１は、本実施形態に係る施工計画システム１を模式的に示す図である。施工計画システム１は、コンピュータシステム２を含み、土木の施工現場３の施工計画及び施工管理を実施する。施工現場３において、作業機械が稼働する。作業機械は、例えば、施工現場３を掘削したり整地したりすることが可能な建設機械４と、土砂を運搬可能な運搬車両５とを含む。
本実施形態において、建設機械４は、例えば、情報化施工を実施可能なＩＣＴ（Information and Communication Technology）建設機械である。建設機械４は、作業部材を有するブルドーザ４Ａと油圧ショベル４Ｂとを含む。作業部材とは、刃先を有し、施工現場３の現況地形を掘削したり整地したりすることが可能な部材をいう。本実施形態において、作業部材は、ブルドーザ４Ａに設けられたブレード及び油圧ショベル４Ｂに設けられたバケットである。施工現場３において、ブルドーザ４Ａは、土砂の掘削、押土、盛土、及び整地を行う。油圧ショベル４Ｂは、土砂の掘削、切土、盛土、及び整地を行う。
運搬車両５は、ベッセルを有するダンプトラックを含む。油圧ショベル４Ｂによって、運搬車両５に土砂が積込まれる。運搬車両５は、例えば、施工現場３から施工現場３の外に土砂を運搬し、施工現場３の外から施工現場３に土砂を運搬する。
また、施工現場３において、作業者Ｍａが作業を行う。作業者Ｍａは、携帯端末７を所持する。携帯端末７は、スマートフォン又はタブレット型パーソナルコンピュータのような携帯型コンピュータを含む。また、施工現場３には、現場事務所９が設けられる。パーソナルコンピュータのような情報端末８が現場事務所９に設置される。作業者Ｍａは、携帯端末７又は情報端末８を使って作業を行う。なお、作業者Ｍａは、建設機械４のオペレータ及び施工現場３で補助作業等を行う作業員を含む。
また、施工現場３において、施工現場３の現況地形を検出するためのドローン１０が稼働する。ドローン１０は、無人で飛行する飛行体であり、無線により遠隔操作される飛行体、及び自動的に浮上して予め設定された飛行ルートに従って飛行して所定の位置に降下する飛行体を含む。ドローン１０は、カメラ１１を有する。ドローン１０は、カメラ１１を搭載した状態で、施工現場３の上空を飛行する。カメラ１１は、施工現場３の現況地形を非接触で検出可能な第１検出装置である。ドローン１０に設けられたカメラ１１は、施工現場３を空撮して、現況地形を非接触で検出する。
コンピュータシステム２は、施工会社１２とデータ通信可能である。施工会社１２において、施工現場３の設計地形が作成される。設計地形は、施工現場３における地面の目標形状である。パーソナルコンピュータのような情報端末１３が施工会社１２に設置される。施工会社１２の作業者Ｍｂは、情報端末１３を使って、２次元又は３次元の設計地形データを作成する。
また、施工計画システム１は、施工現場３をサポートするサポートセンター１４を有する。コンピュータシステム２は、サポートセンター１４とデータ通信可能である。なお、コンピュータシステム２をサポートセンター１４に組み込み、後述するコンピュータシステム２で実行される処理がサポートセンター１４で実行されてもよい。サポートセンター１４は、施工現場３から要望された設計地形の変更又は３次元画像データの生成等を実行する。パーソナルコンピュータのような情報端末１５がサポートセンター１４に設置される。サポートセンター１４の作業者Ｍｃは、情報端末１５を使って作業を行う。
［建設機械］
次に、建設機械４について説明する。ＧＰＳ衛星６を含むＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）により、グローバル座標系（ＸｇＹｇＺｇ座標系）における建設機械４の車両本体の位置を示す絶対位置が検出される。建設機械４に設けられた検出装置により、ローカル座標系（ＸＹＺ座標系）における建設機械４の車両本体に対する作業部材の刃先の位置を示す相対位置が検出される。車両本体の絶対位置と、車両本体と作業部材の刃先との相対位置とに基づいて、作業部材の刃先の絶対位置が算出される。
図２は、ブルドーザ４Ａを模式的に示す図である。ブルドーザ４Ａは、車両車体４００Ａと、車両本体４００Ａの絶対位置を検出するＧＰＳ受信器４０６Ａと、車両本体４００Ａに対するブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐの相対位置を検出する検出装置４２０Ａと、ブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐの位置を制御するブレード制御装置４０１Ａとを有する。
また、ブルドーザ４Ａは、油圧シリンダであるリフトシリンダ４１１Ａと、リフトシリンダ４１１Ａの作動量を検出するリフトシリンダセンサ４２１Ａと、ブレード４４０Ａを支持するリフトフレーム４３０Ａと、車両本体４００Ａを支持する走行装置４５０Ａとを有する。
車両本体４００Ａは、運転者が着座する運転席が設けられた運転室を有する。運転室には、各種の操作装置及び画像データを表示する出力装置４０４Ａが配置される。
走行装置４５０Ａは、クローラを有する。リフトフレーム４３０Ａは、車幅方向に平行な軸線Ｙａを中心に上下方向に動作可能に車両本体４００Ａに支持される。ブレード４４０Ａは、リフトフレーム４３０Ａを介して車両本体４００Ａに支持される。リフトシリンダ４１１Ａは、車両本体４００Ａとリフトフレーム４３０Ａとを連結するように設けられる。リフトシリンダ４１１Ａは、リフトフレーム４３０Ａを移動して、ブレード４４０Ａを上下方向に移動する。刃先４４０Ａｐは、ブレード４４０Ａの下端部に配置される。整地作業及び掘削作業において、刃先４４０Ａｐが施工現場３の地面に接触する。
ＧＰＳ受信器４０６Ａは、車両本体４００Ａに設けられる。車両本体４００ＡにＧＰＳ用アンテナが設けられる。ＧＰＳ用アンテナは、ＧＰＳ衛星６から受信した電波に対応する信号をＧＰＳ受信器４０６Ａに出力する。ＧＰＳ受信器４０６Ａは、自車の絶対位置を示す絶対位置データを取得する。ＧＰＳ受信器４０６Ａが自車の絶対位置を取得することによって、車両本体４００Ａの絶対位置を示す絶対位置データが取得される。
検出装置４２０Ａは、リフトシリンダセンサ４２１Ａを含む。リフトシリンダセンサ４２１Ａは、リフトシリンダ４１１Ａのストローク長さを示すリフトシリンダ長データＬａを検出する。ブレード制御装置４０１Ａは、リフトシリンダ長データＬａに基づいて、ブレード４０４Ａのリフト角θａを算出する。リフト角θａは、ブレード４４０Ａの原点位置からの下降角度、すなわち、刃先４４０Ａｐの地中への貫入深さ又は地上からの高さに対応する。図２において、リフトフレーム４３０Ａ及びブレード４４０Ａの原点位置が二点鎖線で示されている。リフトフレーム４３０Ａ及びブレード４４０Ａが原点位置に位置する場合、ブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐは地面に接触する。ブレード４４０Ａを原点位置から下降させた状態でブルドーザ４Ａが前進することによって、ブルドーザ４Ａによる整地作業及び掘削作業が行われる。
また、図示しないが、ブルドーザ４Ａは、ブレード４４０Ａを回転方向（アングル方向）に移動可能なアングルシリンダと、ブレード４４０Ａを回転方向（チルト方向）に移動可能なチルトシリンダと、アングルシリンダのストローク長さを示すアングルシリンダ長データを検出するアングルシリンダセンサと、チルトシリンダのストローク長さを示すチルトシリンダ長データを検出するチルトシリンダセンサとを有してもよい。
検出装置４２０Ａは、リフトシリンダセンサ４２１Ａに加えて、アングルシリンダセンサ及びチルトシリンダセンサも含む。リフトシリンダセンサ４２１Ａによって検出されたリフトシリンダ長データ、アングルシリンダセンサによって検出されたアングルシリンダ長データ、及びチルトシリンダセンサによって検出されたチルトシリンダ長データは、ブレード制御装置４０１Ａに出力される。ブレード制御装置４０１Ａは、リフトシリンダ長データ、アングルシリンダ長データ、及びチルトシリンダ長データに基づいて、車両本体４００Ａに対するブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐの相対位置を算出する。ブレード制御装置４０１Ａは、算出した車両本体４００Ａに対するブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐの相対位置と、ＧＰＳ受信器４０６Ａで取得された車両本体４００Ａの絶対位置とに基づいて、ブレード４４０Ａの刃先４４０Ａｐの絶対位置を算出する。
図３及び図４は、油圧ショベル４Ｂを模式的に示す図である。油圧ショベル４Ｂは、車両車体４００Ｂと、車両本体４００Ｂの絶対位置を検出するＧＰＳ受信器４０６Ｂと、車両本体４００Ｂに対するバケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの相対位置を検出する検出装置４２０Ｂと、バケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの位置を制御するバケット制御装置４０１Ｂとを有する。
また、油圧ショベル４Ｂは、ブームピン４３３Ｂを介して車両本体４００Ｂに接続されるブーム４３１Ｂと、アームピン４３４Ｂを介してブーム４３１Ｂに接続されるアーム４３２Ｂとを有する。バケット４４０Ｂは、バケットピン４３５Ｂを介してアーム４３２Ｂに接続される。
また、油圧ショベル４Ｂは、ブーム４３１Ｂを駆動するブームシリンダ４１１Ｂと、アーム４３２Ｂを駆動するアームシリンダ４１２Ｂと、バケット４４０Ｂを駆動するバケットシリンダ４１３Ｂと、ブームシリンダ４１１Ｂの作動量を検出するブームシリンダストロークセンサ４２１Ｂと、アームシリンダ４１２Ｂの作動量を検出するアームシリンダストロークセンサ４２２Ｂと、バケットシリンダ４１３Ｂの作動量を検出するバケットシリンダストロークセンサ４２３Ｂとを有する。ブームシリンダ４１１Ｂ、アームシリンダ４１２Ｂ、及びバケットシリンダ４１３Ｂは、油圧シリンダである。
また、油圧ショベル４Ｂは、車両本体４００Ｂを支持する走行装置４５０Ｂと、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）４６０Ｂとを有する。車両本体４００Ｂは、走行装置４５０Ｂに支持される。車両本体４００Ｂは、旋回軸ＡＸを中心に旋回可能な上部旋回体である。なお、図３及び図４に示す点Ｐ２は、旋回軸ＡＸ上の点であって、ローカル座標系（ＸＹＺ座標系）の原点を示す。
車両本体４００Ｂは、運転者が着座する運転席が設けられた運転室を有する。運転室には、各種の操作装置及び画像データを表示する出力装置４０４Ｂが配置される。
走行装置４５０Ｂは、クローラを有する。刃先４４０Ｂｐは、バケット４４０Ｂの先端部に配置される。整地作業及び掘削作業において、刃先４４０Ｂｐが施工現場３の地面に接触する。
ＧＰＳ受信器４０６Ｂは、車両本体４００Ｂに設けられる。車両本体４００ＢにＧＰＳ用アンテナが設けられる。ＧＰＳ用アンテナは、ＧＰＳ衛星６から受信した電波に対応する信号をＧＰＳ受信器４０６Ｂに出力する。ＧＰＳ受信器４０６Ｂは、自車の絶対位置を示す絶対位置データを取得する。ＧＰＳ受信器４０６Ｂが自車の絶対位置を取得することによって、車両本体４００Ｂの絶対位置を示す絶対位置データが取得される。
検出装置４２０Ｂは、ブームシリンダストロークセンサ４２１Ｂ、アームシリンダストロークセンサ４２２Ｂ、及びバケットシリンダストロークセンサ４２３Ｂを含む。ブームシリンダストロークセンサ４２１Ｂは、ブームシリンダ４１１Ｂのストローク長さを示すブームシリンダ長データを検出する。アームシリンダストロークセンサ４２２Ｂは、アームシリンダ４１２Ｂのストローク長さを示すアームシリンダ長データを検出する。バケットシリンダストロークセンサ４２３Ｂは、バケットシリンダ４１３Ｂのストローク長さを示すバケットシリンダ長データを検出する。
バケット制御装置４０１Ｂは、ブームシリンダ長データに基づいて、車両本体４００Ｂの垂直方向に対するブーム４３１Ｂの傾斜角θ１を算出する。バケット制御装置４０１Ｂは、アームシリンダ長データに基づいて、ブーム４３１Ｂに対するアーム４３２Ｂの傾斜角θ２を算出する。バケット制御装置４０１Ｂは、バケットシリンダ長データに基づいて、アーム４３２Ｂに対するバケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの傾斜角θ３を算出する。バケット制御装置４０１Ｂは、傾斜角θ１、傾斜角θ２、傾斜角θ３、ブーム４３１Ｂの長さＬ１、アーム４３２Ｂの長さＬ２、及びバケット４４０Ｂの長さＬ３に基づいて、車両本体４００Ｂに対するバケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの相対位置を算出する。なお、ブーム４３１Ｂの長さＬ１は、ブームピン４３３Ｂとアームピン４３４Ｂとの距離である。アーム４３２Ｂの長さＬ２は、アームピン４３４Ｂとバケットピン４３５Ｂとの距離である。バケット４４０の長さＬ３は、バケットピン４３５Ｂとバケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐとの距離である。
ＩＭＵ４６０Ｂは、車両本体４００Ｂに設けられる。ＩＭＵ４６０Ｂは、車両本体４００Ｂの左右方向に対する傾斜角θ４と、車両本体４００Ｂの前後方向に対する傾斜角θ５とを検出する。
バケット制御装置４０１Ｂは、算出した車両本体４００Ｂに対するバケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの相対位置と、ＧＰＳ受信器４０６Ｂ及びＩＭＵ４６０Ｂで取得された車両本体４００Ｂの絶対位置とに基づいて、バケット４４０Ｂの刃先４４０Ｂｐの絶対位置を算出する。
建設機械４は、施工現場３の地面の現在の地形を示す現況地形データを取得することができる。図５は、ブルドーザ４Ａが現況地形データを取得している状態を示す模式図であり、図６は、油圧ショベル４Ｂが現況地形データを取得している状態を示す模式図である。図５に示すように、施工現場３の地面の現在の地形にメッシュが設定される。ブルドーザ４Ａは、刃先４４０Ａｐの絶対位置（Ｘｇ軸方向の位置、Ｙｇ軸方向の位置、及びＺｇ軸方向の位置）を検出可能である。ブルドーザ４Ａは、メッシュの交点を示すメッシュ点に刃先４４０Ａｐを接触させることにより、複数のメッシュ点それぞれの位置データを取得することができる。同様に、図６に示すように、油圧ショベル４Ｂは、メッシュの交点を示すメッシュ点に刃先４４０Ｂｐを接触させることにより、複数のメッシュ点それぞれの位置データを取得することができる。複数のメッシュ点の位置データ、すなわち刃先４４０ｐ（刃先４４０Ａｐ、刃先４４０Ｂｐ）の軌跡が取得されることにより、施工現場３の現況地形データが取得される。なお、ブルドーザ４Ａ又は油圧ショベル４Ｂが、走行装置４５０（４５０Ａ、４５０Ｂ）に含まれる履帯を駆動させて走行した場合、車体の寸法情報とＧＰＳ受信器４０６（４０６Ａ、４０６Ｂ）による自車の絶対位置を示す絶対位置データとに基づいて、走行中に履帯が地面と接触した位置の軌跡（履帯の走行軌跡）を求め、履帯の走行軌跡を施工現場３の現況地形データとして取得してもよい。
図７は、ブルドーザ４Ａの運転室に設けられている出力装置４０４Ａの一例を示す図であり、図８は、油圧ショベル４Ｂの運転室に設けられている出力装置４０４Ｂの一例を示す図である。図７及び図８に示すように、建設機械４（ブルドーザ４Ａ、油圧ショベル４Ｂ）の出力装置４０４（出力装置４０４Ａ、出力装置４０４Ｂ）は、画像データを表示可能な表示装置を含む。設計地形データ及び建設機械４が出力装置４０４に表示される。建設機械４の運転者は、出力装置４０４に表示される画像データを見ながら、整地作業又は掘削作業を行うことができる。
このように、建設機械４（ブルドーザ４Ａ、油圧ショベル４Ｂ）の車両本体４００（車両本体４００Ａ、車両本体４００Ｂ）の絶対位置が、車両本体４００に搭載されたＧＰＳ受信器４０６（４０６Ａ、４０６Ｂ）及びＧＰＳ衛星６を含むＧＰＳによって検出される。また、建設機械４は、車両本体４００に対する作業部材４４０（ブレード４４０Ａ、バケット４４０Ｂ）の刃先４４０ｐ（刃先４４０Ａｐ、刃先４４０Ｂｐ）の相対位置を検出可能な検出装置４２０（検出装置４２０Ａ、検出装置４２０Ｂ）を有する。建設機械４は、車両本体４００の絶対位置と、車両本体４００に対する作業部材４４０の相対位置とに基づいて、作業部材４４０の絶対位置を求めることができる。建設機械４は、コンピュータシステム２とデータ通信可能である。設計地形データは、コンピュータシステム２から建設機械４に送信される。建設機械４は、掘削対象の目標形状である設計地形データに基づいて、作業部材４４０の刃先４４０ｐが設計地形に沿って移動するように、作業部材４４０を制御する。
また、建設機械４は、刃先４４０ｐを使って、施工現場３の現況地形データを取得することができる。また、建設機械４は、作業中の作業部材４４０の刃先４４０ｐの絶対位置に基づいて、施工実績データを取得することができる。建設機械４によって取得された現況地形データ又は施工実績データは、コンピュータシステム２に送信される。
［ドローン］
図９は、ドローン１０を模式的に示す図である。ドローン１０は、プロペラ１０Ｐを有する無人ヘリコプターであり、施工現場３の上空を飛行可能な無人航空機である。ドローン１０により、施工現場３の測量が行われる。ドローン１０は、フレーム部材１０Ｆと、フレーム部材１０Ｆに支持されたカメラ１１と、フレーム部材１０Ｆに設けられたプロペラ１０Ｐとを有する。プロペラ１０Ｐが回転することにより、ドローン１０は飛行する。ドローン１０のカメラ１１は、施工現場３の現況地形を空撮して画像データを、後述する記憶装置１０２に記憶する。その後、画像データは、無線又は有線によって、記憶装置１０２から、例えば、地上のコンピュータにダウンロードされる。、コンピュータにダウンロードされた画像データは、コンピュータに組み込まれた変換ソフトウェアによって施工現場３の３次元現況地形データに変換される。これにより、３次元現況地形データが取得される。なお、ドローン１０の記憶装置１０２に変換ソフトウェアを記憶させ、ドローン１０が有するプロセッサ１０１によって３次元現況地形データが生成されてもよい。
［ハードウエア構成］
図１０は、施工計画システム１のハードウエア構成を示す図である。コンピュータシステム２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のような内部メモリ及びハードディスク装置のような外部メモリを含む記憶装置２０２と、キーボード、マウス、及びタッチパネルのような入力デバイスを含む入力装置２０３と、フラットパネルディスプレイ装置のような表示装置及びインクジェットプリンタのような印刷装置を含む出力装置２０４と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路２０５と、を有する。
施工会社１２に設置される情報端末１３は、プロセッサ１３１と、記憶装置１３２と、入力装置１３３と、出力装置１３４と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路１３５と、を有する。
施工現場３で稼働する建設機械４は、プロセッサ４０１と、記憶装置４０２と、入力装置４０３と、出力装置４０４と、ＧＰＳ受信器４０６と、検出装置４２０と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路４０５と、を有する。
施工現場３で稼働するドローン１０は、プロセッサ１０１と、記憶装置１０２と、カメラ１１の撮像素子１０６と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路１０５と、を有する。
施工現場３で使用される携帯端末７は、プロセッサ７０１と、記憶装置７０２と、入力装置７０３と、出力装置７０４と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路７０５と、を有する。
施工現場３に設置される情報端末８は、プロセッサ８０１と、記憶装置８０２と、入力装置８０３と、出力装置８０４と、有線通信機器又はは無線通信機器を含む入出力インターフェース回路８０５と、を有する。
サービスセンター１４に設置される情報端末１５は、プロセッサ１５１と、記憶装置１５２と、入力装置１５３と、出力装置１５４と、有線通信機器又は無線通信機器を含む入出力インターフェース回路１５５と、を有する。
コンピュータシステム２は、施工現場３の建設機械４、運搬車両５、携帯端末７、情報端末８、及びドローン１０とデータ通信可能である。携帯端末７及び情報端末８は、インターネットを介して、コンピュータシステム２とデータ通信する。建設機械４、運搬車両５、及びドローン１０は、通信衛星回線又は携帯電話回線を介して、コンピュータシステム２と無線でデータ通信する。なお、建設機械４、運搬車両５、及びドローン１０は、Ｗｉ−Ｆｉのような無線ＬＡＮ等、他の通信形態を用いてコンピュータシステム２と無線でデータ通信してもよい。
また、コンピュータシステム２は、施工会社１２の情報端末１３とインターネットを介してデータ通信する。コンピュータシステム２は、サポートセンター１４の情報端末１５とインターネットを介してデータ通信する。
［コンピュータシステム］
図１１は、施工計画システム１を示す機能ブロック図である。コンピュータシステム２は、施工計画データ算出部２０と、施工実績データ取得部２１と、現況地形データ取得部２２と、モードデータ取得部２３と、設計地形データ取得部２４と、原単位データ取得部２５と、施工条件データ取得部２６と、変動要因データ取得部２７と、施工計画データ出力部２８と、遠隔制御部２９とを有する。
また、コンピュータシステム２は、原単位データベース３１と、施工条件データベース３２と、変動要因データベース３３と、結果データベース３４とを有する。
プロセッサ２０１は、施工計画データ算出部２０、施工実績データ取得部２１、現況地形データ取得部２２、モードデータ取得部２３、設計地形データ取得部２４、原単位データ取得部２５、施工条件データ取得部２６、変動要因データ取得部２７、施工計画データ出力部２８、及び遠隔制御部２９を含む。記憶装置２０２は、原単位データベース３１、施工条件データベース３２、変動要因データベース３３、及び結果データベース３４を含む。
＜現況地形データ取得部＞
現況地形データ取得部２２は、施工現場３の現況地形を示す現況地形データを取得する。現況地形データは、ドローン１０に設けられたカメラ１１で検出される。現況地形データ取得部２２は、現況地形データをドローン１０のカメラ１１から、例えば無線で取得する。
＜設計地形データ取得部＞
設計地形データ取得部２４は、施工現場３の設計地形を示す設計地形データを取得する。設計地形は、施工会社１２において作成される。設計地形データ取得部２４は、設計地形データを施工会社１２の情報端末１３からインターネットを介して取得する。
＜原単位データ取得部＞
原単位データ取得部２５は、施工現場３を施工する作業機械の条件を示す原単位データを取得する。原単位データは、原単位データベース３１に記憶されている。原単位データ取得部２５は、原単位データを原単位データベース３１から取得する。
原単位データの作業機械の条件は、施工現場３に対して調達可能な作業機械の種類、車格、及び作業機械の台数の少なくとも一つを含む。また、作業機械の条件は、調達可能な作業機械の管理状態を含む。
また、原単位データの作業機械の条件は、単位時間当たりに実施可能な作業機械の作業量を含む。単位時間当たりに実施可能な作業機械の作業量とは、作業機械の作業能力を示す指標であり、単位時間当たりに作業機械が動かすことができる土砂の量をいう。単位時間当たりに実施可能な作業機械の作業量は、建機作業原単位とも呼ばれる。作業機械がブルドーザ４Ａである場合、ブルドーザ４Ａの作業量は、単位時間当たりにブルドーザ４Ａが実施可能な押土量（押せる土砂の量）、及び盛土量（盛れる土砂の量）をいう。作業機械が油圧ショベル４Ｂである場合、油圧ショベル４Ｂの作業量は、単位時間当たりに油圧ショベル４Ｂが実施可能な積込量（運搬車両５に積込める量）、切土量（掘削可能な量）、及び盛土量（盛れる土砂の量）をいう。作業機械が運搬車両５である場合、運搬車両５の作業量は、単位時間当たりに運搬車両５が運搬可能な土砂の量をいう。
単位時間当たりに実施可能な建設機械４の作業量は、作業部材４４０のサイズに依存する。作業部材４４０のサイズが大きければ、作業量は多くなり、作業部材４４０のサイズが小さければ、作業量は少なくなる。したがって、作業機械４の作業量は、作業部材４４０のサイズを含む。ブルドーザ４Ａの作業量は、ブレード４４０Ａのサイズを含み、油圧ショベル４Ｂの作業量は、バケット４４０Ｂのサイズ（バケット容量）を含む。
また、原単位データは、施工現場３の作業者Ｍａの条件を更に含む。作業者Ｍａの条件は、施工現場３に対して調達可能な作業者Ｍａの人数を含む。また、作業者の条件は、調達可能な作業者Ｍａの技量を含む。
すなわち、原単位データは、作業機械の条件及び作業者の条件のような、施工に必要なリソースを示すデータである。原単位データは、施工前に取得可能な既知データであり、原単位データベース３１に保持される。
＜施工条件データ取得部＞
施工条件データ取得部２６は、施工現場３の施工条件を示す施工条件データを取得する。施工条件は、施工会社１２において設定された事項を含む。施工条件データは、施工条件データベース３２に記憶されている。施工条件データ取得部２６は、施工条件データを施工条件データベース３２から取得する。
施工条件データは、施工に係る予算、工期、作業内容、作業手順、作業時間、及び現場環境の少なくとも一つを含む。現場環境は、施工現場３の地形、及び施工現場３の大きさの少なくとも一つを含む。施工条件データは、施工前に設定される既知データであり、施工条件データベース３２に保持される。
＜変動要因データ取得部＞
変動要因データ取得部２７は、施工現場３の変動要因を示す変動要因データを取得する。変動要因データは、施工現場３の自然環境のような変動要因を含み、施工の作業効率に影響を与える。変動要因データは、変動要因データベース３３に記憶されている。変動要因データ取得部２７は、変動要因データを変動要因データベース３３から取得する。
変動要因データは、施工現場３の土砂の種類及び状態を示す土質データを含む。また、変動要因データは、施工現場３の地下の埋設物を示す埋設物データを含む。また、変動要因データは、施工現場３の気象データを含む。土質データ及び埋設物データは、施工前に実施される事前調査から取得される。事前調査として、ボーリング調査が例示される。気象データは、気象庁又は気象会社から取得される。施工前に取得された変動要因データは、変動要因データベース３３に保持される。
＜施工実績データ取得部＞
施工実績データ取得部２１は、施工現場３の施工実績を示す施工実績データを取得する。施工実績データは、建設機械４が実施した施工実績を示すデータである。建設機械４は、自己の施工実績データを取得する。建設機械４は、現況地形に接触する作業部材４４０の刃先４４０ｐの絶対位置の軌跡又は履帯の走行軌跡に基づいて、現況地形を検出可能である。建設機械４は、刃先４４０ｐの絶対位置から検出される現況地形と、目標形状である設計地形とを比較して、設計地形に対してどれくらい作業（土砂の掘削又は補填）が進んだのかを示す施工実績データを取得することができる。ここで、例えば、コンピュータシステム２が、建設機械４から現況地形の情報を取得するとともに、目標形状である設計地形とを比較することで施工実績データを取得するようにしてもよい。施工実績データ取得部２１は、施工実績データを建設機械４から例えば無線で取得する。
＜モードデータ取得部＞
モードデータ取得部２３は、施工の優先項目を示すモードデータを取得する。モードデータの詳細は後述する。施工の優先項目は、施工現場３の作業者Ｍａ又は施工会社１２の作業者Ｍｂによって選択される。作業者Ｍａは、携帯端末７の入力装置７０３又は情報端末８の入力装置８０３を操作して、施工の優先項目を入力する。作業者Ｍｂは、情報端末１３の入力装置１３３を操作して、施工の優先項目を入力する。モードデータ取得部２３は、施工の優先項目を示すモードデータを、携帯端末７、情報端末８、及び情報端末１３の少なくとも一つから、例えばインターネットを介して取得する。
モードデータは、施工の期間を優先する工期優先モードデータ、及び施工の費用を優先するコスト優先モードデータの少なくとも一方を含む。施工を早期に終了させたい場合、作業者Ｍａ又は作業者Ｍｂは、施工の優先項目として工期を選択し、入力装置７０３、入力装置８０３、又は入力装置１３３を操作する。入力装置が操作されることにより、施工の期間を優先する工期優先モードデータがモードデータ取得部２３に取得される。一方、施工を少ない費用で行いたい場合、作業者Ｍａ又は作業者Ｍｂは、施工の優先項目として費用を選択し、入力装置を操作する。入力装置が操作されることにより、施工の費用を優先するコスト優先モードデータがモードデータ取得部２３に取得される。
＜施工計画データ算出部＞
施工計画データ算出部２０は、現況地形データ取得部２２で取得された現況地形データと、設計地形データ取得部２４で取得された設計地形データと、原単位データ取得部２５で取得された原単位データとに基づいて、施工現場３の施工計画を示す施工計画データ２０を算出する。
施工計画データ算出部２０は、現況地形データと設計地形データとを照合して、施工現場２の施工範囲を示す施工範囲データと、その施工範囲における土砂の掘削量又は補填量を示す土量データとを算出する。施工計画データ算出部２０は、算出した施工範囲データ及び土量データと、原単位データとに基づいて、施工計画データを算出する。
施工計画データ算出部２０は、施工条件データ取得部２６により施工条件データが取得された場合、現況地形データと、設計地形データと、原単位データと、施工条件データとに基づいて、施工計画データを算出する。
施工計画データ算出部２０は、変動要因データ取得部２７により変動要因データが取得された場合、現況地形データと、設計地形データと、原単位データと、変動要因データとに基づいて、施工計画データを算出する。
施工計画データ算出部２０は、モードデータ取得部２３によりモードデータが取得された場合、現況地形データと、設計地形データと、原単位データと、モードデータとに基づいて、施工計画データを算出する。
施工計画データ算出部２０は、施工実績データ取得部２１により施工実績データが取得された場合、施工実績データに基づいて、施工計画データを再算出する。
施工計画データは、施工現場３で使用する作業機械の種類、車格、及び台数を示す作業機械データ、作業機械を使用した施工の工程表を示す工程表データ、及び施工に要する費用を示すコストデータの少なくとも一つを含む。工程表データは、施工の作業手順を示すフローデータ、施工の作業毎の作業時間を示す作業時間データ、及び施工が完了するまでの期間を示す工期データの少なくとも一つを含む。
＜施工計画データ出力部＞
施工計画データ出力部２８は、施工計画データ算出部２０で算出された施工計画データを出力する。施工計画データ出力部２８は、結果データベース３４に施工計画データを出力する。
また、施工計画データ出力部２８は、施工計画データ算出部２０で算出された施工計画データを、携帯端末７、施工現場３に設けられている情報端末８、及び施工会社１２に設けられている情報端末１３の少なくとも一つにインターネットを介して送信する。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、施工計画データを出力可能な第１出力装置として機能する。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置７０４は、画像データを表示可能な表示装置を含む。出力装置７０４及び出力装置８０４は、例えば液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。携帯端末７及び情報端末８は、施工計画データを画像データに変換し、出力装置７０４及び出力装置８０４に表示する。
ドローン１０のカメラ１１によって取得された現況地形データ、及び施工会社１２において作成された設計地形データは、施工計画データ算出部２０及び施工計画データ出力部２８を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信される。施工計画データ算出部２０は、取得した現況地形データ及び設計地形データを、３次元画像データに加工する。すなわち、施工計画データ算出部２０は、カメラ１１によって取得された現況地形の画像データを、３次元画像データに変換する。また、施工計画データ算出部２０は、施工会社１２において作成された設計図面である２次元設計地形データ又は３次元設計地形データを、３次元画像データに変換する。施工計画データ算出部２０は、現況地形データ及び設計地形データの３次元画像データを、施工計画データ出力部２８を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信する。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、現況地形データ及び設計地形データを３次元表示する。
また、建設機械４によって取得された施工実績データは、施工計画データ算出部２０及び施工計画データ出力部２８を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信される。携帯端末７及び情報端末８は、施工実績データを出力可能な第２出力装置として機能する。施工計画データ算出部２０は、建設機械４から取得した施工実績データを、３次元画像データに加工する。すなわち、施工計画データ算出部２０は、建設機械４によって取得された複数のメッシュ点それぞれの位置データを、３次元画像データに変換する。施工計画データ算出部２０は、施工実績データを、施工計画データ出力部２８を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信する。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、施工実績データを３次元表示する。
［サポートセンター］
サポートセンター１４は、前述のようにコンピュータシステム２の施工計画データ算出部２０が行うこととした３次元画像データの生成を行うこともできる。つまり、施工計画データ算出部２０の代わりに、サポートセンター１４のプロセッサ１５１は、建設機械４から取得した施工実績データを３次元画像データに加工したり、施工会社１２において作成された設計図面である２次元設計地形データ又は３次元設計地形データを３次元画像データに変換したりする。生成された３次元画像データは、出力装置１５４及びコンピュータシステム２を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信される。
また、サポートセンター１４は、施工現場３から要望された設計地形の変更を受け付ける。サポートセンター１４において、情報端末１５を使って、変更後の設計地形を示す設計地形データが算出される。情報端末１５は、変更後の設計地形データを、例えば、インターネットを介して、コンピュータシステム２に送信する。コンピュータシステム２の設計地形データ取得部２４は、サポートセンター１４から出力された変更後の設計地形データを取得する。施工計画データ算出部２０は、変更後の設計地形データに基づいて、施工計画データを再算出する。
変更後の設計地形データは、建設機械４に送信される。変更後の設計地形データに基づいて、作業部材４４０が制御される。
＜遠隔制御部＞
また、コンピュータシステム２は、設計地形データに基づいて、建設機械４を遠隔操作するための制御信号を出力する遠隔制御部２９を有してもよい。遠隔制御部２９は、建設機械４をリモートコントロールする。施工現場３からの要望により設計地形が変更された場合、遠隔制御部２９は、変更後の設計地形データに基づいて、建設機械４を遠隔操作するための制御信号を出力することができる。
［施工計画方法］
次に、施工計画システム１を用いる施工計画方法について説明する。図１２は、施工計画方法を示すフローチャートである。
ドローン１０を使って施工現場３の測量が行われる。ドローン１０のカメラ１１は、施工現場３の３次元現況地形データを取得する。現況地形データ取得部２２は、カメラ１１から現況地形データを取得する（ステップＳ１０）。
また、設計地形データが設計地形データ取得部２４に取得される（ステップＳ２０）。
施工計画データ算出部２０は、現況地形データの３次元画像データ、及び設計地形データの３次元画像データを生成する（ステップＳ３０）。
現況地形データの３次元画像データ及び設計地形データの３次元画像データが、携帯端末７及び情報端末８に送信される。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４に、現況地形データの３次元画像データ及び設計地形データの３次元画像データが表示される（ステップＳ４０）。
図１３は、出力装置７０４及び出力装置８０４による、現況地形データの３次元画像データ及び設計地形データの３次元画像データの表示例を示す図である。
施工計画データ算出部２０は、現況地形データと設計地形データとを照合して、施工現場の施工範囲を示す施工範囲データと、施工範囲において掘削された土砂の量（掘削量又は切土量）、或いは施工現場に投入された土砂の補填量（盛土量）を示す土量データを算出する（ステップＳ５０）。
施工計画データ算出部２０は、施工範囲データ及び土量データの３次元画像データを算出し、施工計画データ出力部２８を介して、携帯端末７及び情報端末８に送信する。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、施工範囲データ及び土量データの３次元画像データを表示する（ステップＳ６０）。
図１４は、出力装置７０４及び出力装置８０４による、施工範囲データ及び土量データに関する３次元画像データの表示例を示す。図１４に示すように、３次元画像データとともに数値データが表示されてもよい。３次元画像データにおいて現況地形データと設計地形データとの差が色分け又は模様分けされて視覚化されることにより、作業者又は管理者は、施工前に、施工すべき範囲、及び施工途中又は施工後の形等を把握することができる。例えば、３次元地形データにおいて、施工完了の範囲が青色で表示され、施工未完了の範囲が黄色で表示されてもよい。数値データにより、作業者又は管理者は、これまでの切土量、必要な切土量、投入された盛土量、必要な運土量、施工未完の法面面積の大きさ、及び施工済みの法面面積の大きさ等を正確に把握することができる。
原単位データが原単位データ取得部２５に取得される（ステップＳ７０）。原単位データを取得した施工計画データ算出部２０は、原単位データの画像データを生成し、携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４に、原単位データの画像データを表示させる。
図１５は、ブルドーザ４Ａの原単位データの表示例を示す。ブルドーザ４Ａの原単位データとして、ブルドーザ４Ａの種類や車格（形式名）、ブレードサイズ、単位時間当たりに実施可能な押土量又は盛土量等が表示される。図１６は、油圧ショベル４Ｂの原単位データの表示例を示す。油圧ショベル４Ｂの原単位データとして、油圧ショベル４Ｂの種類、車格（形式名）、バケット容量、及び単位時間当たりに実施可能な掘削量（積込量、切土量、及び盛土量）等が表示される。
施工条件データが施工条件データ取得部２６に取得される（ステップＳ８０）。また、変動要因データが変動要因データ取得部２７に取得される（ステップＳ９０）。
施工計画データ算出部２０は、現況地形データと、設計地形データと、原単位データと、施工条件データと、変動要因データとに基づいて、施工計画データを算出する（ステップＳ１００）施工計画データ算出部２０は、現況地形データと、設計地形データと、原単位データと、施工条件データと、変動要因データとに基づいて、施工をシミュレーションし、最適な施工計画データを策定する。
原単位データは、作業部材４４０のサイズを含むため、原単位データに基づいて、例えば、１回の掘削動作でバケット４４０Ｂが掘削できる土量が求められる。現況地形データと設計地形データとの差分により、現況地形を設計地形に仕上げるために必要なバケット４４０Ｂの掘削動作の回数が求められる。また、単位時間当たりに実施可能な油圧ショベル４Ｂの掘削動作の回数（油圧ショベル４Ｂの作業能力）も、既知データである原単位データから求められる。したがって、どの油圧ショベル４Ｂを何台使用すれば、目標工期内に施工を完了させることができるのかを算出することができる。また、施工条件データが示す制約条件に基づいて、どの作業機械を何台使用すればよいのか、あるいはどの作業者を何人作業現場に投入すればよいのかを求めることができる。
また、盛土をするために施工現場３の外から運搬車両５を使って施工現場３に土砂を運搬する場合において、運搬車両５が一般道路を走行する場合、走行ルート、走行速度、及び交通事情（渋滞の有無など）などにより、運搬車両３が施工現場３に土砂を運搬するタイミング又は単位時間当たりに運搬可能な土砂の量が変化する可能性がある。例えば、目標タイミングよりも遅れて運搬車両５が施工現場３に到着する場合、運搬車両５が施工現場３に到着するまでの間、建設機械４又は作業者Ｍａの作業が中断せざるを得ない状況が発生する可能性がある。そのため、運搬車両５の走行ルート、施工現場３への到着予想時点などを含む運搬車両５に係る原単位データに基づいて、効率良い作業が実施されるように、施工計画データを策定することができる。
また、施工現場３の掘削を進めていくと、土質が変化する可能性がある。土質により、同一の作業能力の作業機械を使用したとしても、作業スピードが変化する。例えば、粘土質の地面を掘削する場合と、砂質の地面と掘削する場合とでは、同一の作業能力の作業機械を使用したとしても、粘土質の地面を掘削する場合の方が、砂質の地面を掘削する場合に比べて、作業スピードが低下し、作業時間が長期化する。土質は、ボーリング調査のような事前調査によって予め求めることができる既知データである。また、土質に応じた作業機械の作業スピードも、予め求めておくことができる。したがって、土質データを含む変動要因データを考慮することによって、ある作業機械を使用した場合の作業時間をシミュレーションすることができる。
また、降雨時と晴天時とでは、施工のし難さ（トラフィカビリティ）が変化する。作業機械の走行に耐え得る地面の能力（走行可能な度合い）をトラフィカビリティという。例えば、降雨時では、晴天時に比べて、運搬車両５の走行可能最高速度が遅くなったり、建設機械４（例えばブルドーザ４Ａ）の作業スピードが遅くなったりする可能性がある。気象に応じた作業機械の作業スピード又は運搬車両５の走行可能最高速度も、予め求めておくことができる。したがって、気象データを含む変動要因データを考慮することによって、ある作業機械を使用した場合の作業時間をシミュレーションすることができる。また、気象データに基づいて、降雨又は降雪に対応した仕様の建設機械４を施工現場３に投入するといった施工計画を策定することもできる。降雨に対応した仕様の建設機械４とは、例えば、ぬかるんだ路面を走行可能なように幅広の履帯を備えたブルドーザ４Ａ又は降雪対応のタイヤを備えた運搬車両５等である。
また、施工現場３の監査又は労働規約により、施工を実施できる作業可能期間及び施工を実施できない作業不可能期間が決められている場合がある。それら作業可能時間及び作用不可能時間を示すスケジュールデータは、事前に分かっている既知データであり、施工条件データとして施工条件データベースに記憶されている。施工条件データが取得された場合、施工計画データ算出部２０は、スケジュールデータを含む施工条件データに基づいて、施工計画データを算出する。
また、施工において実施すべき作業内容及び作業手順を示す工程設計データは、事前に決められており、施工条件データとして施工条件データベースに記憶されている。施工計画データ算出部２０は、工程設計データを含む施工条件データに基づいて、施工計画データを算出する。
施工計画データ出力部２８は、算出された施工計画データを携帯端末７及び情報端末８に出力する（ステップＳ１１０）。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、施工計画データを表示する（ステップＳ１２０）。
図１７、図１８、及び図１９は、出力装置７０４及び出力装置８０４による施工計画データの表示例を示す。図１７及び図１８に示すように、施工計画データとして、施工現場３で使用する作業機械の種類及び台数を示す作業機械データが表示される。また、図１７及び図１９に示すように、施工計画データとして、作業機械を使用した施工の工程表を示す工程表データが表示される。図１９に示すように、工程表データとして、施工の作業手順を示すフローデータが表示される。図１７及び図１９に示すように、工程表データとして、施工の作業毎の作業時間を示す作業時間データが表示される。また、図１８に示すように、工程表データとして、施工が完了するまでの期間を示す工期データが表示される。
また、図１８及び図１９に示すように、施工計画データとして、施工に要する費用を示すコストデータが表示される。本実施形態において、コストデータは、使用される作業機械の種類、車格、及び台数である。
また、図１８に示すように、モードデータに対応した施工計画データが表示される。図１８の横軸は、施工開始からの経過予想時間であり、縦軸は、施工の進捗率である。施工計画データ算出部２０は、施工の期間を優先する工期優先モード、施工の費用を優先するコスト優先モード、及び工期と費用との両立を図る中間モードのそれぞれについて、使用される作業機械の種類、車格、及び台数で表されるコストデータ、及び施工開始から施工終了までの予想時間データをシミュレーションし、表示する。図１８に示す「Ａ」は、工期優先モードが選択された場合のコストデータ及び予想時間データを示す。「Ａ」は、油圧ショベル４Ｂが６台使用され、ブルドーザ４Ａが３台使用され、運搬車両２０が２０台使用された場合、工期を短くすることを示している。図１８に示す「Ｃ」は、コスト優先モードが選択された場合のコストデータ及び予想時間データを示す。「Ｃ」は、油圧ショベル４Ｂが３台使用され、ブルドーザ４Ａが１台使用され、運搬車両２０が１０台使用された場合、コストを抑えることができるが工期が長くなることを示している。図１８に示す「Ｂ」は、中間モードが選択された場合のコストデータ及び予想時間データを示す。「Ｂ」は、油圧ショベル４Ｂが５台使用され、ブルドーザ４Ａが２台使用され、運搬車両２０が１６台使用された場合、コスト及び工期を、工期優先モードとコスト優先モードとの間の値にすることができることを示している。このように、施工計画データ算出部１００は、複数パターンの施工計画データを算出し、作業者や管理者に提案することができる。
モードデータがモードデータ取得部２３に取得される（ステップＳ１３０）。すなわち、作業者Ｍａは、携帯端末７の入力装置７０３又は情報端末８の入力装置８０３を操作して、施工計画システム１によって提案された、図１８に示した「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」の３パターンの施工計画データの中から、任意の施工計画データを選択する。入力装置７０３又は入力装置８０３が操作されることにより、施工の優先項目を示すモードデータが、例えば、インターネットを介してモードデータ取得部２３に取得される。
モードデータが選択されることにより、施工計画が決定される（ステップＳ１４０）。 施工計画システム１は、選択された施工計画に基づいて、工程表データを算出し、作業機械を保有する管理会社、作業機械のオペレータ、又は作業機械のレンタル会社等に対して作業機械の手配を自動で行うことができる。これにより、施工現場は、早期に施工を開始することができる。
図１９に示した工程表データについて説明する。例えば、掘削の工程について、第１日目から第６日目までの期間に、運搬車両５が３台、油圧ショベル４Ｂが２台、施工現場に投入される計画が示されている。また、盛土の工程について、第４日目から第８日目までの期間に、油圧ショベル４Ｂが２台、施工現場に投入される計画が示されている。このように、工程表データによれば、いずれの工程に対して、どの期間に建設機械４又は運搬車両５が何台必要であるのかを視覚的に容易に把握することができる。
施工現場３では、決定された施工計画に基づいて、施工が開始される（ステップＳ１５０）。施工計画データ出力部２８から、建設機械４に、設計地形データ及び施工計画データが送信される。建設機械４は、設計地形データに基づいて、作業部材４４０を制御しながら、施工現場３の施工を行う。これにより、経験の浅い運転者に操作される建設機械４でも、設計図面通りの高精度の施工が可能となる。また、熟練の運転者に操作される建設機械４においては、生産性の飛躍的な向上をもたらす。
作業を行う建設機械４から、例えば、リアルタイムで施工実績データがコンピュータシステム２に送信される。施工実績データは、例えば一日のうちの定時刻又は周期的に建設機械４からコンピュータシステム２に送信されるようにしてもよい。施工実績データ取得部２１は、建設機械４の作業実績データを取得する（ステップＳ１６０）。
図５及び図６を参照して説明したように、建設機械４は、現況地形に接触する刃先４４０ｐの絶対位置を検出可能である。建設機械４は、刃先４００ｐの絶対位置に基づいて、各メッシュ点のＸｇ軸方向の絶対位置、Ｙｇ軸方向の絶対位置、及びＺｇ軸方向の絶対位置を示す位置データを取得し、現況地形を検出する。
各メッシュ点の位置データは、施工実績データ取得部２１に出力される。携帯端末７の出力装置７０４及び情報端末８の出力装置８０４は、施工実績データを表示する（ステップＳ１７０）。図２０は、施工実績データの表示例であって、２次元表示された例を示す。図２１は、３次元表示された例を示す。このように、作業者は、その日の施工実績（出来高）をリアルタイムで、視覚を通じて確認することができる。すなわち、施工計画システム１は、日々の施工計画及び施工実績を常に「視覚化」することができる。
図２０に示された施工実績データの例について説明する。ある施工現場におけるある時点（例えば、２０１５年４月１６日）での工事進捗状況が２次元表示されている。この施工現場では、盛土が行われる。路床に複数回（複数層）にわたって盛土が行われた状況が、色分け又は模様分けされて視覚化されている。また、盛土の累積量が数値（図２０中、例えば４６２．０ｍ３）として表示されている。なお、「施工前」というボタンを選択すると、施工前の状態の色分け又は模様分けが表示され、「施工計画」というボタンを選択すると、施工計画の状態の色分け又は模様分けが表示される。このような２次元表示により、施工の進捗が視覚によって容易に把握することができる。
図２１に示された施工実績データの例について説明する。ある施工現場におけるある時点（例えば、２０１５年４月１６日）での工事進捗状況が３次元表示されている。現況地形が、明暗をつけて３次元表示されている。コンピュータシステム２が、建設機械４に設けられたＧＰＳ受信器４０６Ｂによる自車の絶対位置を示す絶対位置データを各建設機械４から取得し、施工現場における建設機械４の位置を視覚的に表示している。また、これまでの作業結果として、目標とする切土量（例えば、２２，２４０ｍ３）や目標とする盛土量（例えば、２６，９８０ｍ３）が数値として表示され、各々の累積量（累計）及び目標に対する残量が数値やバーグラフによって表示されている。このような３次元表示により、施工の進捗が視覚によって容易に把握することができる。
施工計画及び施工実績が「視覚化」されることにより、施工前の施工計画、施工中の施工実施、及び施工の施工評価を含む一連の作業を迅速に実施することができる、所謂、ＰＣＤＡ（Plan Do Check Action）を高速に回転させることができる。
また、施工現場３で設計地形の変更の要望がある場合、サポートセンター１４によるサポートが行われる。サポートセンター１４において、設計地形データ修正され、工程管理に反映される。
また、設計計画データ及び施工実績データは、結果データベース３４に蓄積される。なお、現況地形データ、設計地形データ、原単位データ、施工条件データ、変動要因データ、及びモードデータが、結果データベース３４に蓄積されてもよい。これら結果データベース３４に蓄積されたデータを生かし、施工完了後も、整備・修繕や将来の維持保守、自然災害を受けた地域の復旧作業などに活用することができ、大幅な工数削減に役立てることができる。
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、施工計画システム１は、現況地形データ取得部２２と、設計地形データ取得部２４と、原単位データ取得部２５と、施工計画データ算出部２０とを有するので、施工計画データ算出部２０は、現況地形データと設計地形データとに基づいて、施工すべき施工範囲及び施工量を導出することができる。施工計画システム１は、導出された施工範囲及び施工量と原単位データとに基づいて、コンピュータシステム２の施工計画データ算出部２０を使って、最適な施工計画を策定することができる。これにより、施工現場の生産性を向上させることができ、建設業界が抱える労働力不足の問題を解決することができる。
本実施形態においては、（１）施工前及び施工中において正確な施工計画を作ることができ、（２）計画と実績（出来形・出来高）との差分をリアルタイムに把握することができ、（３）最適な施工手順及び段取りを提案でき、（４）変動要因の発生可能性も予測しつつ施工計画を算出することができる。これにより、施工現場３の生産性を大幅に向上させることができる。
また、本実施形態よれば、施工計画システム１は、施工会社１２及び施工現場３の施工に係る作業を、施工前・施工中・施工後・維持管理まで、全てをサポートすることができる。
また、本実施形態によれば、施工計画データ出力部２８から、第１出力装置として機能する携帯端末７及び情報端末８に、施工計画データが送信される。これにより、携帯端末７及び情報端末８は、施工計画データを表示することができる。したがって、施工現場３の作業者Ｍａは、視覚を通じて施工計画を十分に把握することができる。
また、本実施形態によれば、携帯端末７及び情報端末８は、現況地形データ及び設計地形データを３次元表示する。これにより、作業者Ｍａは、現況地形と設計地形との差分を直感的に把握することができる。
また、本実施形態によれば、第１検出装置として機能するカメラ１１は、現況地形を非接触で検出し、現況地形データをコンピュータシステム２の現況地形データ取得部２２に無線で送信する。これにより、現況地形の測量及び測量結果の送信を迅速に行うことができる。
また、本実施形態によれば、カメラ１１は、無人飛行体であるドローン１０に搭載され、空撮により現況地形を測量する。これにより、測量を短時間で終了させることができる。
また、本実施形態によれば、原単位データが示す作業機械の条件は、作業機械の種類や車格、作業機械の台数、及び作業機械の管理状態の少なくとも一つを含む。これにより、原単位データに基づいて、施工のシミュレーション精度が向上し、最適な施工計画を策定することができる。
また、本実施形態によれば、原単位データが示す作業機械の条件は、単位時間当たりに実施可能な作業機械の作業量を含む。これにより、単位時間毎に、あるいは工程毎に、施工のシミュレーションを高精度で行うことができる。
また、本実施形態によれば、作業機械は、現況地形を変化させることが可能な作業部材を有し、作業量は、作業部材のサイズを含む。作業部材のサイズは事前に知ることができる不変データであるため、作業量の算出の負担が軽減される。
また、本実施形態によれば、作業機械は、施工現場に土砂を運搬する運搬車両を含み、作業量は、単位時間当たりに運搬可能な土砂の量を含む。単位時間当たりに運搬可能な土砂の量は、一般道路を走行する運搬車両５の走行条件（走行経路、走行距離、及び走行速度）、交通事情、及びベッセルのサイズなどによって変化する。運搬車両５の走行条件、交通事情、及びベッセルのサイズなどを考慮することにより、施工のシミュレーション精度が向上し、最適な施工計画データが算出される。例えば、施工現場３において土砂の補填が必要な場合、交通事情により、土砂を積んだ運搬車両５が施工現場３になかなか到着しない場合、施工がストップしてしまう可能性がある。このような状況が生じないように、運搬車両５の条件に基づいて、施工計画データが算出されることにより、施工現場３の生産性が向上する。
また、本実施形態によれば、原単位データは、施工現場の作業者の条件を更に含む。施工現場３の生産性は、作業機械のみならず、作業者にも依存する。そのため、作業者の条件も考慮して施工計画が算出されることにより、施工現場３の生産性が向上する。
また、本実施形態によれば、作業者の条件は、作業者の人数、及び作業者の技量の少なくとも一方を含む。これにより、施工のシミュレーション精度が向上し、最適な施工計画が策定される。
また、本実施形態によれば、施工計画データ算出部２０は、現況地形データと設計地形データとを照合して、施工現場の施工範囲を示す施工範囲データ及び施工範囲において必要な土砂の掘削量又は補填量を示す土量データを算出し、施工範囲データ及び土量データと原単位データとに基づいて、施工計画データを算出する。これにより、最適な施工計画データを算出することができ、施工現場３の生産性を向上することができる。
また、本実施形態によれば、施工計画データは、施工現場で使用する作業機械の種類や車格及び台数を示す作業機械データ、作業機械を使用した施工の工程表を示す工程表データ、及び施工に要する費用を示すコストデータの少なくとも一つを含む。作業機械データ、工程表データ、及びコストデータが算出されることにより、実際の施工が円滑に行われ、生産性が向上される。
また、本実施形態によれば、工程表データは、施工の作業手順を示すフローデータ、施工の作業毎の作業時間を示す作業時間データ、及び施工が完了するまでの期間を示す工期データの少なくとも一つを含む。これにより、作業者Ｍａは、これらデータに従って、作業を円滑に実施することができる。
また、本実施形態によれば、施工現場の施工条件を示す施工条件データを取得する施工条件データ取得部２６を備え、施工計画データ算出部２０は、施工条件データに基づいて、施工計画データを算出する。初期条件又は制約条件である施工条件が確定されることにより、施工のシミュレーションにおいて解が迅速かつ適確に得られ、適切な施工計画データを算出することができる。
また、本実施形態によれば、施工条件データは、施工に係る予算、工期、作業内容、作業手順、作業時間、及び現場環境の少なくとも一つを含む。予算及び工期が規定された状態で、施工のシミュレーションが行われることにより、予算及び工期の範囲内で、複数の施工計画を適切に提案することができる。また、作業内容、作業手順、及び作業時間が予め規定されることにより、適切な労働環境の下で適切な施工計画データを算出することができ、目標通りの施工結果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、現場環境は、施工現場の地形、及び施工現場の大きさの少なくとも一方を含む。施工現場の地形及び大きさによって、作業に要する時間は変化する。そのため、施工現場の地形及び大きさが設定されることにより、施工のシミュレーション精度が向上する。
また、本実施形態によれば、施工現場の変動要因を示す変動要因データを取得する変動要因データ取得部２７を備え、施工計画データ算出部２０は、変動要因データに基づいて、施工計画データを算出する。変動要因データは、施工現場の土砂の種類及び状態を示す土質データ、施工現場３の地下に埋設する埋設物を示す埋設物データ、及び施工現場３の気象データの少なくとも一つを含む。施工現場の土質によって、作業に要する時間は変化する。例えば、重い土の場合、軽い土の場合、粘土質の土の場合、砂質の土の場合では、建設機械４による掘削作業、押土作業、盛土作業、切土作業、整地作業、及び積込作業など、各種の作業に要する時間が変化する。また、土質によって、運搬車両５の走行のし易さ（トラフィカビリティ）が変化し、運搬車両５の運搬に要する時間も変化する。また、晴天の場合と雨天の場合とでは、作業機械による作業に要する時間が変化する。これら自然現象に起因する変動要因が考慮されることにより、施工のシミュレーション精度はより向上し、適切な施工計画データを算出することができる。
また、本実施形態によれば、設計地形の変更を受け付けるサポートセンター１４が設けられ、設計地形データ取得部２４は、サポートセンター１４から出力された変更後の設計地形データを取得し、施工計画データ算出部２０は、変更後の設計地形データに基づいて、施工計画データを再算出する。サポートセンター１４により、施工現場３の負担を軽減しつつ、施工現場３の判断が施工に正確に反映される。
また、本実施形態に示したように、変更後の設計地形データに基づいて、作業機械を遠隔操作するための制御信号を出力する遠隔制御部２９が設けられてもよい。これにより、作業機械の運転者の負担が軽減され、変更後の設計地形データに則って情報化施工を行うことができる。
また、本実施形態によれば、施工現場３の施工実績を示す施工実績データを取得する施工実績データ取得部２１を備え、施工計画データ算出部２０は、施工実績データに基づいて、施工計画データを再算出する。これにより、施工の進捗状況に応じて、最適な施工計画をその都度策定することができる。
また、本実施形態によれば、第２出力装置として機能する携帯端末７及び情報端末８に施工実績データが表示される。これにより、作業者は、日々の施工の進捗状況を把握することができる。
また、本実施形態によれば、作業機械は、施工実績データを取得し、施工実績データ取得部２１は、施工実績データ２１を作業機械から無線で取得する。これにより、施工実績をリアルタイムで迅速に把握することができる。
また、本実施形態によれば、施工の優先項目を示すモードデータを取得するモードデータ取得部２３を備え、施工計画データ算出部２０は、モードデータに基づいて、施工計画データを算出する。これにより、施工計画データ算出部２０で複数パターンの施工計画が提案された場合、作業者又は管理者は、入力装置を操作して、モードデータをモードデータ取得部２３に送信するだけで、優先項目に則った施工計画を取得することができる。
また、本実施形態によれば、モードデータは、施工の期間を優先する工期優先モードデータ、及び施工の費用を優先するコスト優先モードデータの少なくとも一方を含む。優先項目として、工期及びコストが設定されることにより、予算及び目標工期に応じた施工計画を選択することができる。
なお、本実施形態においては、飛行体として、動力源を有するドローン１０を使って現況地形データを取得することとした。飛行体として、模型飛行機が使用されてもよいし、動力源を有しない気球が使用されてもよい。気球に搭載されたカメラによって、現況地形が検出されてもよい。
［現況地形データの取得の変形例］
図２から図６を参照して説明したように、建設機械４は、車両本体４００と、車両本体４００に対して相対移動する作業部材４４０とを有する。作業部材４４０は、現況地形に接触する刃先４００ｐを有する。建設機械４は、刃先４４０ｐの絶対位置に基づいて、現況地形を検出するプロセッサ４０１（ブレード制御装置４０１Ａ、バケット制御装置４０１Ｂ）を有する。車両本体４００の絶対位置は、ＧＰＳ受信器４０６によって検出される。建設機械４は、車両本体４００に対する刃先４４０ｐの相対位置を検出する検出装置４２０（４２０Ａ、４２０Ｂ）を備えている。車両本体４００の絶対位置と、検出位置４２０の検出結果とに基づいて、刃先４４０ｐの絶対位置が求められる。刃先４４０ｐによって施工現場３が施工され、現況地形が形成される。すなわち、刃先４４０ｐの絶対位置が分かることにより、現況地形の表面のあるメッシュ点の絶対位置が分かる。したがって、プロセッサ４０１は、刃先４４０ｐの絶対位置を検出することによって、現況地形を検出することができる。
建設機械４のプロセッサ４０１は、現況地形データを無線でコンピュータシステム２に送信する。コンピュータシステム２の現況地形データ取得部２２は、現況地形データを建設機械４から無線で取得する。
このように、現況地形データの取得は、ドローン１０のような飛行体に限られず、建設機械４を使って取得されてもよい。例えば、施工現場３に樹木のような障害物が存在し、ドローン１０を飛ばすことが困難な状況である場合、建設機械４を使うことにより、現況地形データを円滑に取得することができる。
なお、建設機械４に搭載されたステレオカメラによって、３次元現況地形データが検出されてもよい。建設機械４に搭載されたステレオカメラによれば、建設機械４自身が施工した結果である現況地形データを確実に取得でき、また、前述のようにドローン１０を飛ばすことが困難な状況やドローン１０により現況地形データが取得できなかった領域に対しても、確実に現況地形データを取得することができる。このように、現況地形データの取得は、ドローン１０とステレオカメラとを併用して行われてもよい。なお、ステレオカメラは、施工現場に設置され移動可能なものでもよい。
あるいは、３次元現況地形データの取得に、現況地形の表面に検出光であるレーザ光を照射して現況地形データを光学的に取得する３次元レーザスキャナ装置が使用されてもよい。また、３次元現況地形データの取得に、三角測量機器が使用されてもよい。
なお、上述の実施形態においては、出力装置７０４及び出力装置８０４が表示装置である例について主に説明した。出力装置７０４及び出力装置８０４が印刷装置でもよい。すなわち、図１３から図２１に示した画像データが印刷物として出力されてもよい。
なお、上述の実施形態においては、建設機械４がＩＣＴ建設機械である例について説明した。現況地形データを都度、ドローン、ステレオカメラ、及び３次元レーザスキャナ装置のような第１検出装置によって取得するのであれば、ＩＣＴ建設機械ではなく、情報化施工を可能とする機器を搭載していないような通常の建設機械を用いた施工計画システムにより、管理者又は作業者に施工計画（施工計画データ）を提示することができる。
１ 施工計画システム
２ コンピュータシステム
３ 施工現場
４ 建設機械
４Ａ 油圧ショベル
４Ｂ ブルドーザ
５ 運搬車両
６ ＧＰＳ衛星
７ 携帯端末
８ パーソナルコンピュータ
９ 現場事務所
１０ ドローン
１１ カメラ
１２ 施工会社
１３ パーソナルコンピュータ
１４ サポートセンター
１５ パーソナルコンピュータ
２０ 施工計画データ算出部
２１ 施工実績データ取得部
２２ 現況地形データ取得部
２３ モードデータ取得部
２４ 設計地形データ取得部
２５ 原単位データ取得部
２６ 施工条件データ取得部
２７ 変動要因データ取得部
２８ 施工計画データ出力部
２９ 遠隔制御部
３１ 原単位データベース
３２ 施工条件データベース
３３ 変動要因データベース
３４ 結果データベース
Ｍａ 作業者
Ｍｂ 作業者
Ｍｃ 作業者

Claims (18)

  1. 施工現場の現況地形を示す現況地形データを取得する現況地形データ取得部と、
    前記施工現場の設計地形を示す設計地形データを取得する設計地形データ取得部と、
    前記施工現場を施工する作業機械の条件を示し、前記施工現場の施工前に取得可能な既知の原単位データを取得する原単位データ取得部と、
    前記現況地形データと前記設計地形データとの差分に基づいて前記施工現場の施工範囲を示す施工範囲データ及び前記施工範囲における土砂の掘削量又は補填量を示す土量データを算出し、前記施工範囲データ及び前記土量データと前記原単位データとに基づいて、前記施工現場の施工計画を示す施工計画データを算出する施工計画データ算出部と、
    前記施工計画データを出力する施工計画データ出力部と、
    を備えるコンピュータシステムを含む施工計画システム。
  2. 前記施工計画データを出力可能な出力装置を備え、
    前記施工計画データ出力部は、前記施工計画データを前記出力装置に送信する請求項１に記載の施工計画システム。
  3. 前記出力装置は、前記現況地形データ及び前記設計地形データを３次元表示する請求項２に記載の施工計画システム。
  4. 前記現況地形を非接触で検出する第１検出装置を備え、
    前記現況地形データ取得部は、前記現況地形データを前記第１検出装置から取得する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  5. 前記第１検出装置は、飛行体に設けられたカメラを含む請求項４に記載の施工計画システム。
  6. 前記作業機械は、前記現況地形に接触する刃先と、前記刃先の絶対位置に基づいて前記現況地形を検出する第２検出装置とを有し、
    前記現況地形データ取得部は、前記現況地形データを前記作業機械から取得する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  7. 前記作業機械の条件は、前記作業機械の種類、前記作業機械の台数、及び前記作業機械の管理状態の少なくとも一つを含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  8. 前記作業機械の条件は、単位時間当たりに実施可能な前記作業機械の作業量を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  9. 前記施工計画データ算出部は、前記現況地形データと前記設計地形データとを照合して、前記施工現場の施工範囲を示す施工範囲データ及び前記施工範囲における土砂の掘削量又は補填量を示す土量データを算出し、前記施工範囲データ及び前記土量データと前記原単位データとに基づいて、前記施工計画データを算出する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  10. 前記施工計画データは、前記施工現場で使用する前記作業機械の種類及び台数を示す作業機械データ、前記作業機械を使用した前記施工の工程表を示す工程表データ、及び前記施工に要する費用を示すコストデータの少なくとも一つを含む請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  11. 前記工程表データは、前記施工の作業手順を示すフローデータ、前記施工の作業毎の作業時間を示す作業時間データ、及び前記施工が完了するまでの期間を示す工期データの少なくとも一つを含む請求項１０に記載の施工計画システム。
  12. 前記施工現場の施工条件を示す施工条件データを取得する施工条件データ取得部を備え、
    前記施工計画データ算出部は、前記施工条件データに基づいて、前記施工計画データを算出する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  13. 前記施工現場の変動要因を示す変動要因データを取得する変動要因データ取得部を備え、
    前記施工計画データ算出部は、前記変動要因データに基づいて、前記施工計画データを算出する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  14. 前記変動要因データは、前記施工現場の土砂の種類及び状態を示す土質データを含む請求項１３に記載の施工計画システム。
  15. 前記施工現場の施工実績を示す施工実績データを取得する施工実績データ取得部を備え、
    前記施工計画データ算出部は、前記施工実績データに基づいて、前記施工計画データを再算出する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  16. 前記施工の優先項目を示すモードデータを取得するモードデータ取得部を備え、
    前記施工計画データ算出部は、前記モードデータに基づいて、前記施工計画データを算出する請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の施工計画システム。
  17. 前記モードデータは、前記施工の期間を優先する工期優先モードデータ、及び前記施工の費用を優先するコスト優先モードデータを含む請求項１６に記載の施工計画システム。
  18. 飛行体に設けられたカメラを含み施工現場の現況地形を非接触で検出する検出装置と、
    前記現況地形を示す現況地形データを前記検出装置から取得する現況地形データ取得部と、
    前記施工現場の設計地形を示す設計地形データを取得する設計地形データ取得部と、
    前記施工現場を施工する作業機械の条件を示し、前記施工現場の施工前に取得可能な既知の原単位データを取得する原単位データ取得部と、
    前記現況地形データと前記設計地形データとの差分に基づいて前記施工現場の施工範囲を示す施工範囲データ及び前記施工範囲における土砂の掘削量又は補填量を示す土量データを算出し、前記施工範囲データ及び前記土量データと前記原単位データとに基づいて、前記施工現場の施工計画を示す施工計画データを算出する施工計画データ算出部と、
    前記施工計画データを出力する施工計画データ出力部と、
    前記施工計画データ出力部から送信された前記施工計画データを出力可能であり、前記現況地形データ及び前記設計地形データを３次元表示可能な出力装置と、
    を備えるコンピュータシステムを含む施工計画システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022196530A1 (ja) * 2021-03-16 2022-09-22 住友重機械工業株式会社 支援システム、情報処理装置、プログラム
US11828904B2 (en) 2019-10-21 2023-11-28 Deere & Company Mobile work machine control system with weather-based model

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015194601A1 (ja) * 2014-06-20 2015-12-23 住友重機械工業株式会社 ショベル及びその制御方法
US9845164B2 (en) * 2015-03-25 2017-12-19 Yokogawa Electric Corporation System and method of monitoring an industrial plant
WO2016208276A1 (ja) * 2015-06-23 2016-12-29 株式会社小松製作所 施工管理システム及び施工管理方法
JP6567940B2 (ja) * 2015-10-05 2019-08-28 株式会社小松製作所 施工管理システム
DE102016000353A1 (de) * 2016-01-14 2017-07-20 Liebherr-Components Biberach Gmbh Kran-, Baumaschinen- oder Flurförderzeug-Simulator
US11367153B2 (en) * 2016-03-02 2022-06-21 Husqvarna Ab Device for scouting a construction site for construction device deployment
CN108475399B (zh) * 2016-03-30 2023-10-31 株式会社小松制作所 模拟系统及模拟方法
EP3438915A4 (en) * 2016-03-31 2019-09-25 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. WORK MANAGEMENT SYSTEM FOR BUILDING MACHINES AND CONSTRUCTION MACHINES
DE102016004382A1 (de) 2016-04-08 2017-10-12 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Planen und/oder Steuern und/oder Simulieren des Betriebs einer Baumaschine
US9822509B1 (en) 2016-05-02 2017-11-21 Caterpillar Inc. Method of controlling machines at a worksite
JP2018021345A (ja) * 2016-08-02 2018-02-08 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
JP6887229B2 (ja) * 2016-08-05 2021-06-16 株式会社小松製作所 施工管理システム
JP6815834B2 (ja) * 2016-11-01 2021-01-20 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
US10731322B2 (en) * 2017-01-13 2020-08-04 Komatsu Ltd. Work machine control system and work machine control method
AU2018258521B2 (en) * 2017-04-27 2020-04-30 Komatsu Ltd. Control system for work vehicle, method, and work vehicle
JP6878138B2 (ja) * 2017-05-23 2021-05-26 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、方法、及び作業車両
KR101876899B1 (ko) * 2017-06-07 2018-07-10 (주)에이스개발 Ｇｐｓ 기반의 공사관리 시스템 및 그 방법
CN110546674A (zh) * 2017-07-14 2019-12-06 株式会社小松制作所 地形信息发送装置、施工管理系统及地形信息发送方法
CN110998230B (zh) 2017-08-01 2021-11-02 认为股份有限公司 作业机械的驾驶系统
US10684137B2 (en) * 2017-11-29 2020-06-16 Deere & Company Work site monitoring system and method
JP7232437B2 (ja) * 2018-02-19 2023-03-03 国立大学法人 東京大学 作業車両の表示システム及び生成方法
JP7040304B2 (ja) * 2018-06-12 2022-03-23 コベルコ建機株式会社 施工管理システム
KR101988040B1 (ko) 2018-07-20 2019-06-10 (주)해인엔지니어링 건축사 사무소 급수 관로 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체
KR101969488B1 (ko) * 2018-08-03 2019-04-16 주식회사 제이원 내공시공량 및 실시공량 산출 방법과 작업자 배치 추천 및 시공효율 평가 방법
KR102046147B1 (ko) * 2018-12-28 2019-11-18 플랜트에셋 주식회사 플랜트 엔지니어링에 대한 3d cad 모델의 엔지니어링 데이터 정합성 검사방법
JP7728632B2 (ja) * 2019-02-01 2025-08-25 株式会社小松製作所 建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法
JP7197392B2 (ja) * 2019-02-01 2022-12-27 株式会社小松製作所 建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法
JP7165599B2 (ja) * 2019-02-26 2022-11-04 株式会社小松製作所 施工管理装置、施工管理システム、作業機械、施工管理方法及びプログラム
KR102020745B1 (ko) * 2019-03-22 2019-09-10 유하상 해양 공사의 공사 일정을 제공하는 방법 및 장치
JP7334052B2 (ja) * 2019-04-09 2023-08-28 株式会社小松製作所 情報処理装置、情報処理方法、学習済モデルの生成方法、およびシステム
DE102019207165A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Berechnung eines Aushubvolumens
JP7277256B2 (ja) * 2019-05-24 2023-05-18 コニカミノルタ株式会社 作業分析システム、作業分析装置、および作業分析プログラム
KR102823523B1 (ko) * 2019-06-28 2025-06-23 에이치디현대사이트솔루션 주식회사 유용토와 사토량 정보를 고려한 토량배분계획 수립 시스템
JP7165638B2 (ja) * 2019-09-25 2022-11-04 日立建機株式会社 作業機械
US20210097458A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-01 Caterpillar Inc. Determination of a lift count metric
US20210097462A1 (en) * 2019-10-01 2021-04-01 Caterpillar Inc. Determination of a unifying production metric
JP7328157B2 (ja) * 2020-01-23 2023-08-16 五洋建設株式会社 施工管理方法及び施工方法
JP7555195B2 (ja) * 2020-03-27 2024-09-24 株式会社フジタ 建設作業管理システムおよび建設作業管理方法
JP7349956B2 (ja) * 2020-04-14 2023-09-25 株式会社小松製作所 施工方法及び施工システム
JP7715513B2 (ja) * 2021-03-25 2025-07-30 株式会社奥村組 運土計画管理装置、運土計画管理方法および運土計画管理プログラム
US20220366334A1 (en) 2021-05-17 2022-11-17 Caterpillar Inc. Methods and systems for effective utilization of autonomous machines
CN113761264B (zh) * 2021-08-02 2023-06-06 深圳大学 基础设施建设移动式智能巡查装备及智能管理方法
JP7195663B1 (ja) 2021-10-15 2022-12-26 Ｔｏｔａｌｍａｓｔｅｒｓ株式会社 建設機械の施工表示方法、建設機械の表示制御システムおよび建設機械の表示制御プログラム
US20240026655A1 (en) * 2022-07-20 2024-01-25 Deere & Company Precipitation Management on Worksite
JP7579386B1 (ja) 2023-04-28 2024-11-07 株式会社オリエンタルコンサルタンツ ３次元モデル生成方法、３次元モデル生成プログラム、および３次元モデル生成装置
US12503836B2 (en) 2023-08-08 2025-12-23 AIM Intelligent Machines, Inc. Bulldozer planning and control
US20250084613A1 (en) * 2023-09-08 2025-03-13 AIM Intelligent Machines, Inc. Methods and systems for controlling earth-moving vehicle operated by artificial intelligence

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5918219A (en) * 1994-12-14 1999-06-29 Isherwood; John Philip System and method for estimating construction project costs and schedules based on historical data
JPH09177321A (ja) 1995-12-27 1997-07-08 Hazama Gumi Ltd 施工計画・管理支援装置
JP3720972B2 (ja) * 1998-01-22 2005-11-30 株式会社小松製作所 地形形状計測装置
JP2002121775A (ja) * 2001-04-26 2002-04-26 Komatsu Ltd 作業機械の表示装置
DE10109541A1 (de) * 2001-02-28 2002-09-12 Siemens Ag Rechnergestütztes Projektierungswerkzeug
JP4671317B2 (ja) * 2001-05-02 2011-04-13 株式会社小松製作所 地形形状計測装置およびガイダンス装置
US8635100B2 (en) * 2003-12-22 2014-01-21 Craig N. Janssen System and method for generating multi-phase construction plans
US8041647B2 (en) * 2004-12-30 2011-10-18 Computer Aid Inc. System and method for an automated project office and automatic risk assessment and reporting
US20060185275A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-24 Yatt Barry D Method and system for building, designing with and managing elements of construction
US20070100760A1 (en) 2005-10-31 2007-05-03 Caterpillar Inc. System and method for selling work machine projects
US8121820B2 (en) * 2006-01-11 2012-02-21 Gannon Technologies Group, Llc Program managed design for complex construction projects
US8010396B2 (en) * 2006-08-10 2011-08-30 International Business Machines Corporation Method and system for validating tasks
JP2008186145A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Mitsubishi Electric Corp 空撮画像処理装置および空撮画像処理方法
US7875345B1 (en) * 2007-02-06 2011-01-25 World Properties, Inc. Conductive polymer foams, method of manufacture, and uses thereof
US20090006147A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-01 Harirajan Padmanabhan Method and system for defining and managing information technology projects based on conceptual models
KR100928836B1 (ko) 2007-08-08 2009-11-27 성균관대학교산학협력단 굴삭기용 굴삭시스템 및 이에 의한 굴삭기의 굴삭방법
JP4672028B2 (ja) 2008-01-18 2011-04-20 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 プラント建設向け作業シミュレーションシステム
US8195682B2 (en) * 2008-08-29 2012-06-05 Empire Technology Development Llc. Topographical analysis system
KR20110110648A (ko) 2010-04-01 2011-10-07 한양대학교 산학협력단 토공 작업을 위한 그래픽 사용자 인터페이스 제공 장치 및 방법
KR20120004132A (ko) 2010-07-06 2012-01-12 전자부품연구원 굴삭기 자동화 시스템 및 그 통합 관리 방법
WO2014151115A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Ourplan, Llc Systems and methods for collaborative construction planning
US9957692B2 (en) * 2013-03-15 2018-05-01 Hexagon Technology Center Gmbh System and method for heavy equipment navigation and working edge positioning using an image acquisition device that provides distance information
JP5789279B2 (ja) 2013-04-10 2015-10-07 株式会社小松製作所 掘削機械の施工管理装置、油圧ショベルの施工管理装置、掘削機械及び施工管理システム
JP5706050B1 (ja) 2014-04-24 2015-04-22 株式会社小松製作所 作業車両

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11828904B2 (en) 2019-10-21 2023-11-28 Deere & Company Mobile work machine control system with weather-based model
WO2022196530A1 (ja) * 2021-03-16 2022-09-22 住友重機械工業株式会社 支援システム、情報処理装置、プログラム
JPWO2022196530A1 (ja) * 2021-03-16 2022-09-22
JP7816696B2 (ja) 2021-03-16 2026-02-18 住友重機械工業株式会社 支援システム、情報処理装置、プログラム

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