| 運行シミュレーション、運行管理 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ ダンプトラックの最適走行モードの決定法（運行シミュレーション） |
| ４−１ |
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| 【技術内容】 |
| 外国におけるダンプトラックの運行シミュレーションによる最適走行モードの決定法建設について紹介する。 |
| リアルタイム生産管理システムに関連し、ダンプトラックや積込機械の待ち時間を極小化する運行管理技術が開発されている。 |
| 鉱山では採掘量の要求に経済的に対応するため、採掘場所と手順、採鉱機械、運搬路などが決定される。また、機械の現位置の把握を通じた最適配車が行われる。切羽と土捨て場を往復するダンプトラックや積込機械の効率化を図るため、離合場所での待ちも含めた全走行サイクルでのダンプトラックの最適走行モードをシミュレーションによって決定する。 |
| シミュレーションシステムは、施工要求に対する最適な機械の選定や機械の効率的な運用を実現するために、コンピュータ上の仮想現場で１台もしくは複数のダンプトラックを走行させる「ダンプトラックの走行シミュレーション」、「フリートシミュレーション」が施工計画、設計の段階で活用されている。図１には、これらシミュレーションのフローを示す。 |
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| 【図】 |
| 図１ 運行シミュレーション＆フリートシミュレーション |
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| 出典：「建設ITの現状と将来展望−海外における情報施工技術の動向」、「建設機械 2002.４」、（2002年４月）、久武経夫（新キャタピラー三菱）著11頁 図６ 運行シミュレーション＆フリートシミュレーション |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「建設機械 2002.４」、（2002年４月）、久武経夫（新キャタピラー三菱）著、日本工業出版／建設機械編集委員会発行、８頁〜14頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ 搬土機械の運行シミュレーションと運行計画改善（運行シミュレーション） |
| ４−１ |
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| 【技術内容】 |
| ダンプトラックなど搬土機械の運行シミュレーションを紹介し、運行計画を改善した後の効果を事例によって示した。 |
| 運行シミュレーションは「走行シミュレーション」と「待ち行列シミュレーション」の２タイプに分類される。 |
| （１）走行シミュレーションでは、経路を走路勾配・ころがり抵抗等の変化点で各セグメントに区切り、それらの走行抵抗と車両の牽引力特性から走行速度を求め、区間制限速度等を考慮してサイクルタイムを算出する。本法では更にブレーキ性能特性とカーブでの走行特性を考慮して下り勾配や曲線部での走行速度の自動計算ができるようにした。実行例では、21セグメントに分割した経路図を基に、積載量等のシミュレーション条件を入力し、さらにセグメント毎の距離と走行抵抗、曲率、制限速度を入力して区間内の進入から退出までの走行速度を計算した。これにより区間毎の所要時間を求めた。 |
| （２）待ち行列シミュレーションは離散型シミュレーションであり、ダンプトラックをモデルとした場合、積込場と盛場でサービスをうける循環型待ち行列となる。実行例では、一日の稼動時間、積込機台数、積込時間の条件を設定した。交互交通と対面交通の走行区分を行った。走行時間は走行シミュレーションの結果を用いた。これらの条件の下で当初計画と改善案について検討した。 |
| 当初計画のシミュレーションモデルと結果をそれぞれ図１、図２に示す。走路区分を変更した改善案のシミュレーションモデルと結果をそれぞれ図３、図４に示す。結果が示すとおり、当初計画では1日当りのダンプの運搬台数126台で運搬量2,646m３であったものが、改善案では254台、5,334m３と約２倍の効率化を図ることが可能となった。 |
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| 【図】 |
| 図１ シミュレーションモデル（当初計画） |
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| 出典（引用情報） |
| ・著者の氏名：丸山民夫（ブレーン・トラスト） |
| ・表題：図２ シミュレーションモデル（当初計画） |
| ・関連箇所：会社の情報化紹介／山崎建設 |
| ・媒体のタイプ：online |
| ・掲載年月日：（発行年月日）、掲載者（（財）日本建設情報総合センター） |
| ・検索日：（2003年10月９日） |
| ・情報の情報源及びアドレス：http://www.jacic.or.jp/feature/company/004yamazaki/yamazaki1/yamazaki1.htm |
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| 図２ シミュレーション結果（当初計画） |
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| 出典（引用情報） |
| ・著者の氏名：丸山民夫（ブレーン・トラスト） |
| ・表題：図３ シミュレーション結果（当初計画） |
| ・関連箇所：会社の情報化紹介／山崎建設 |
| ・媒体のタイプ：online |
| ・掲載年月日（2002年８月）、掲載者（（財）日本建設情報総合センター） |
| ・検索日：（2003年10月９日） |
| ・情報の情報源及びアドレス：http://www.jacic.or.jp/feature/company/004yamazaki/yamazaki1/yamazaki1.htm |
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| 図３ シミュレーションモデル（改善案） |
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| 出典（引用情報） |
| ・著者の氏名：丸山民夫（ブレーン・トラスト） |
| ・表題：図４ シミュレーションモデル（改善案） |
| ・関連箇所：会社の情報化紹介／山崎建設 |
| ・媒体のタイプ：online |
| ・掲載年月日（2002年８月）、掲載者（（財）日本建設情報総合センター） |
| ・検索日：（2003年10月９日） |
| ・情報の情報源及びアドレス：http://www.jacic.or.jp/feature/company/004yamazaki/yamazaki1/yamazaki1.htm |
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| 図４ シミュレーション結果（改善案） |
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| 出典（引用情報） |
| ・著者の氏名：丸山民夫（ブレーン・トラスト） |
| ・表題：図５ シミュレーション結果（改善案） |
| ・関連箇所：会社の情報化紹介／山崎建設 |
| ・媒体のタイプ：online |
| ・掲載年月日（2002年８月）、掲載者（（財）日本建設情報総合センター） |
| ・検索日：（2003年10月９日） |
| ・情報の情報源及びアドレス：http://www.jacic.or.jp/feature/company/004yamazaki/yamazaki1/yamazaki1.htm |
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| 【出典／参考資料】 |
| 出典：（財）日本建設情報総合センター、「会社の情報化紹介／山崎建設」、「online」、（2002年８月）、丸山民夫（ブレーン・トラスト）記、http://www.jacic.or.jp/feature/company/004yamazaki/yamazaki1/yamazaki1.htm |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ 無人ダンプトラック複数台走行の遠隔制御モデル（運行シミュレーション） |
| ４−１ |
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| 【技術内容】 |
| 無人ダンプトラックの複数台走行を遠隔制御する運行シミュレーションモデルを開発した。 |
| 本制御法では、従来の固定閉塞（図１上）と異なり、ブロック分割を細かくし、車両とともに閉塞区間を移動させる移動閉塞（図１下）の概念を取り入れた。本システムの制御では車間制御、交差・合流制御（交差点制御）をとりいれた。 |
| 車間制御は前方車両との間隔が危険範囲に入ると、目標速度走行から間隔制御へ切り替える方式とし、速度制御のパターンは、図２下に示すとおりである。 |
| 交差点制御では交差点をブロックとして捉え、交差点における待ちを最小とする論理演算を行った。図３にその例を示す。 |
| シミュレーション結果は運搬走路のレイアウトの評価や配車計画の支援等に利用できる。 |
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| 【図】 |
| 図１ 固定閉塞と移動閉塞におけるブロック数 |
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| 出典：「無人ダンプトラックの交通制御」、「土木計画学研究・講演集、Vol．15（１）」、（1998年11月）、岡本直樹、宮本芳行、大下裕之（ロボテック研究所）著、338頁 図３ 固定閉塞におけるブロック数、図４ 移動閉塞におけるブロック数 |
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| 図２ 固定閉塞と移動閉塞における制御 |
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| 出典：「無人ダンプトラックの交通制御」、「土木計画学研究・講演集、Vol．15（１）」、（1998年11月）、岡本直樹、宮本芳行、大下裕之（ロボテック研究所）著、339頁 図５ 固定閉塞における制御、図６ 移動閉塞における制御 |
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| 図３ 各交差点進路の使用ブロック、交差点進路コード |
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| 出典：「無人ダンプトラックの交通制御」、「土木計画学研究・講演集、Vol．15（１）」、（1998年11月）、岡本直樹、宮本芳行、大下裕之（ロボテック研究所）著、339頁 図９ 各交差点進路の使用ブロック、図９ 交差点進路コード |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「土木計画学研究・講演集、Vol．15（１）」、（1998年11月）、岡本直樹、宮本芳行、大下裕之（ロボテック研究所）著、土木学会発行、337頁〜340頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ 大規模な盛土工事における情報化施工管理システム（運行管理） |
| ２−３−１、１−２−２ |
| ４−１ |
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| 【技術内容】 |
| 大規模な盛土工事における搬送機械の運行管理を示す。 |
| 大規模な盛土で、かつゾーニング（２種類以上の盛土材を、盛土体の部分ごとに使い分ける）を行う工事現場を対象として、新たな情報化施工管理システムを開発した。本システムの概要を図１に示す。場内で稼働するすべての重ダンプトラックにGPSやセンサを搭載し、ダンプトラックの位置・積み荷（土質）の種類・積み込み・荷下ろしなどの各種情報を中央管理室まで無線伝送することで、リアルタイムな一元管理が可能である（図２参照）。これにより、土質別・積み込み場別・盛土場別・車両別の出来形最新データを常時把握でき、運土計画・工程管理が大幅に効率化・省力化される。 |
| D-GPS方式によるダンプトラックの位置情報取得と運転手の操作による土質情報を組み合わせ、走行ルートや運搬土の土質変更に対する自由度の高いシステムである。使用機器は、ダンプトラックのGPS受信機やダンプアップセンサ等と、工事事務所のD-GPS基準局、業務用無線基地局、パソコン等である。システムのフローを図３に示す。 |
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| 【図】 |
| 図１ システム概略図 |
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| 出典：「GPSを利用したダンプトラックナビシステム」、「建設の機械化 616号」、（2001年6月）、青野隆、丹秀男（鹿島建設）著、日本建設機械化協会発行、53頁 図２ システム概略図 |
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| 図２ GPSを利用したダンプトラック運行管理システム |
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| 出典：「GPSを利用したダンプトラックナビシステム」、「建設の機械化 616号」、（2001年6月）、青野隆、丹秀男（鹿島建設）著、日本建設機械化協会発行、53頁 図３ GPSを利用したダンプトラック運行管理システム |
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| 図３ システムのフロー |
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| 出典：「GPSを利用したダンプトラックナビシステム」、「建設の機械化 616号」、（2001年6月）、青野隆、丹秀男（鹿島建設）著、日本建設機械化協会発行、55頁 図４ システムのフロー |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「建設の機械化 616号」、（2001年6月）、青野隆、丹秀男（鹿島建設）著、日本建設機械化協会発行、52頁〜56頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ 道路土工における重機運行管理システム（運行管理） |
| １−２−２、２−３−１ |
| ４−１ |
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| 【技術内容】 |
| 道路土工における重機運行管理システムを示す。 |
| 大規模土工事を対象に、業務の省力化・迅速化を図る情報化施工システムとして、高速道路の造成工事において施工管理手法の一つである「ディジタル写真計測システム」及び「GPS重機運行管理システム」の導入を試みた。このうち、GPS重機運行管理システムは、図１に示すように、基準局（中央管理室）と、移動局（GPSを搭載した重機）で構成され、これらの相対位置をGPS衛星より特定するものである。本システムでは、図２に示すようにD-GPSを用い、トラック別にどこの切土場から、どんな材料の土質を、いつ、どれだけの量を、運搬したかがリアルタイムで把握できる。特徴として、次のことが挙げられる。 |
| （１）リアルタイムで、様々なメニューで、施工管理ができる。 |
| （２）ダム工事のように、材料ごとの盛土について、ゾーニング管理ができる。 |
| （３）日々適切な重機数と配置計画が可能である。 |
| （４）土工計画の変更に、速やかに対応できる。 |
| 本システムには、数kmに及ぶ遠距離間での多量なデータ電送を想定し、データ電送専用波のよる業務用無線装置を導入した。 |
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| 【図】 |
| 図１ システムの構成 |
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| 出典：「道路土工における情報化施工事例」、「日本道路会議論文集 24巻」、（2001年10月）、高橋秀和、早崎勉（鹿島建設）著、日本道路協会発行、53頁 図４ システムの構成 |
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| 図２ D-GPS受信機 |
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| 出典：「道路土工における情報化施工事例」、「日本道路会議論文集 24巻」、（2001年10月）、高橋秀和、早崎勉（鹿島建設）著、日本道路協会発行、53頁 写真２ D-GPS受信機 |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「日本道路会議論文集 24巻」、（2001年10月）、高橋秀和、早崎勉（鹿島建設）著、日本道路協会発行、52頁〜53頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ コンクリート工事における車輌運行管理システム（運行管理） |
| ２−３−３ |
| ４ |
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| 【技術内容】 |
| コンクリート工事における車両検出システムをもちいた車輌運行管理システムを示す。 |
| 東京湾連絡橋は、港区芝浦埠頭と第６台場間の東京湾第１航路を横断する中央径間570m、側径間114mの吊橋で、基礎構造部分はニューマチックケーソンで施工された。ケーソンの大きさは幅45m、奥行き70m、高さ51m（アンカレイジ部分）で、世界最大級のケーソンである。ケーソンのコンクリート打設工事は、海上施工となり、きめ細かな安全管理・品質管理が強く求められるため、情報化施工技術として車輌運行管理システムを採用した。 |
| 本システムは、安全かつ円滑に、効率よくコンクリートを打設するために必要な情報をリアルタイムに提供することにより、打設管理者を支援するシステムである。本システムは、図１に示すように、中央制御部、車両入構検出部、車両入庫検出部（図２参照）ケーソン姿勢計測システム等で構成される。車両検出システムは、特定の車両の特定の動作を検出するもので、赤外線による車両検知センサと、その車両の動作状態の識別する状態別回路からなる。 |
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| 【図】 |
| 図１ システム構成 |
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| 出典：「東京湾連絡橋工事における情報化施工−その１車両運行管理システム」、「電算機利用に関するシンポジウム講演集 113巻」、（1998年）、小島雄治（首都高速道路公団）、矢野正和（三井・五洋・白石JV）、中川良文、林寿夫、桜井浩（三井建）著、土木学会発行、188頁 図２ システム構成 |
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| 図２ 車両入車検出部（図中央） |
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| 出典：「東京湾連絡橋工事における情報化施工−その１車両運行管理システム」、「電算機利用に関するシンポジウム講演集 113巻」、（1998年）、小島雄治（首都高速道路公団）、矢野正和（三井・五洋・白石JV）、中川良文、林寿夫、桜井浩（三井建）著、土木学会発行、189頁 図３ 車両入車検出部（図中央） |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「電算機利用に関するシンポジウム講演集 113巻」、（1998年）、小島雄治（首都高速道路公団）、矢野正和（三井・五洋・白石JV）、中川良文、林寿夫、桜井浩（三井建）著、土木学会発行、187頁〜194頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−１ 機材管理 |
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| 【技術の名称】 |
| １−１−２ 大規模埋め立て工事用土砂の土取り場管理システム（運行管理） |
| １−２−１ |
| ４−１、３−２ |
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| 【技術内容】 |
| 大規模埋め立て工事用土砂の土取り場管理システムにおけるダンプトラックの運行管理を示す。 |
| 関西新空港の人工島埋立用の一部を供給する阪南丘陵土砂採取工事は、一日当たり115,000m3を出荷する大規模土工事である。重機土工事においては盛土部分はなく、発破で破砕あるいは小割りした土砂をクラッシャの投入口へ運搬するもので、土砂の流れは連続して、重機土工事の土砂産出量はクラッシャからシップローダまでの設備機械の破砕、輸送能力と合致しなければならない。また、土砂、軟岩、硬岩の比率や硬岩の硬さ、粒径にかかわらず、常に一定量の土砂をクラッシャに供給しなければならない。土取り場管理システムは、重機土工事のマネジメントを支援するもので、情報の収集と指示の伝達を行う、双方向情報システムである。図１に本システムを適用した全体工程を示す。収集するリアルタイムデータは、各ダンプトラックのサイクルタイムの路上、車両間の光通信装置から、その運搬量は、コンベヤベルトの輸送量計測装置から得られる。また、切羽、積み込み場所等により、変化する硬さ、粒径に関するクラッシャ能力は、サージレベル計測装置で径時変化を把握できる。表１に本システムで使用するハード機能を示す。本システムを現場に適用した結果、効率的な、土工事を行うことが可能であった。 |
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| 【図】 |
| 図１ 全体工程 |
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| 出典：「大規模工事における土取場管理システムの開発」、「土木学会年次学術講演会講演概要集 ６部 46巻」、（1991年）、布施宏、渡辺孝（大阪府）、吉竹伸治、外山純（大林組）著、土木学会発行、298頁 図−１ |
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| 表１ 土取場管理システム |
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| 出典：「大規模工事における土取場管理システムの開発」、「土木学会年次学術講演会講演概要集 ６部 46巻」、（1991年）、布施宏、渡辺孝（大阪府）、吉竹伸治、外山純（大林組）著、土木学会発行、299頁 表１ 土取場管理システム |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「土木学会年次学術講演会講演概要集 ６部 46巻」、（1991年）、布施宏、渡辺孝（大阪府）、吉竹伸治、外山純（大林組）著、土木学会発行、298頁〜299頁 |
