专利名称：矿山机械的动态管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及矿山机械的动态管理系统的技术，尤其是涉及无线通信装置以及信息收集装置、进一步为矿山机械的行驶路线的状态监视系统的技术。
背景技术：
液压式挖掘机、自卸汽车等各种建筑机械在矿山中进行作业。近年来，正盛行通过无线通信的方式获取建筑机械的作业信息来进行建筑机械的动态管理。例如，在专利文献I中记载了如下的移动体的通信装置，即:在移动体中具备判定移动体从能通信小区内靠近了能通信小区外的判定单元，在通过判定单元而判定出移动体靠近了能通信小区外的情况下，将表示该意思的信息经由通信单元而发送至终端装置。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-46423号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)以往，为了进行建筑机械的动态管理，在各建筑机械的存储装置中收集并存储作业信息，且由维修人员等执行对各建筑机械进行访问来下载作业信息的工作。然而，对多个建筑机械的下载工作变得复杂，对于管理作业信息的一侧而言缺乏实时性。因此，利用无线通信单元获取各建筑机械的作业信息，来进行建筑机械的动态管理。如果考虑建筑机械在矿山进行作业的情况，则由于一般而言矿山比较广阔，因此用于通过无线通信的方式从自卸汽车等作为建筑机械的一种的矿山机械获取矿山机械所保持的作业信息的多个中继器，需要设置在与具备管理装置的管理设施不同的场所。此外，在矿山中，发生故障导致无法作业的矿山机械、或者对虽不至于发生故障但却需要维护或者检修的矿山机械未采用应对方法而引起了重大故障的矿山机械成为使矿山的生产率下降的主要原因。因此，需要尽可能实时地进行矿山机械的动态管理，以预防性维护以及早期发现故障。为了实现上述目的，被搭载于矿山机械的无线通信装置等设备类以及在矿山内所配置的中继器等的无线通信装置正常地工作是必不可少的。根据上述的背景可知，重要的是在矿山中被使用的矿山机械所搭载的无线通信装置等设备类或者中继器等无线通信装置正常地发挥功能、且进行是否发生了故障等的异常的状态监视。进而，纵使未发生中继器的异常，如果没有尽可能实时地进行中继器的配置位置根据矿山机械的行驶路线的变更而应被移动的判断，则无法可靠地进行矿山机械的动态管理。进而，由于在矿山中被使用的无线通信装置等设备类是在恶劣的环境下使用的，因此对无线通信装置等设备类的状态进行监视或者对异常进行检测的单元有可能因自身的故障而导致无法进行状态监视以及异常检测。为此，优选将这种单元组合到无线通信装置等设备类侧。专利文献I所记载的移动体的通信装置使移动体具备通信单元、以及判定移动体从能通信小区内向能通信小区外靠近的判定单元，如果判定出移动体靠近能通信小区外，则表示“已靠近能通信小区外”的信息会经由通信单元发送至终端装置，在移动体和终端装置不能通信的情况下可以确定出不能通信的原因在于“处于能通信小区外”，否则确定出是“天线等通信单元的故障”。然而，专利文献I所记载的移动体的通信装置针对在矿山中被使用的无线通信装置等设备类处于无线通信装置的状态监视下发生了无线通信的障碍的情况下，其无法判断是矿山机械的无线通信装置等设备类发生了故障还是因中继器的故障所引起的故障。本发明的目的在于实现进行在矿山中被使用的车载无线通信装置或者中继器等设备类的状态监视、以及可靠地进行行驶路线的状态监视之中的至少一方。(用于解决课题的技术方案)本发明为一种矿山机械的动态管理系统，其特征在于，包括:车载信息收集装置，其被搭载于矿山机械，收集与所述矿山机械的作业状态相关的作业信息；第I无线通信装置，其被搭载于所述矿山机械，用于进行通信；和信息收集装置，其经由与所述第I无线通信装置进行通信的第2无线通信装置来收集所述作业信息，所述信息收集装置经由所述第2无线通信装置以规定的定时向所述矿山机械发送位置信息请求命令，该位置信息请求命令请求发送所述矿山机械的位置信息，并且，所述信息收集装置基于针对所述位置信息请求命令的来自所述矿山机械的应答，来判定被搭载于所述矿山机械的设备、对从所述第I无线通信装置向所述第2无线通信装置的通信进行中继的中继器、和所述矿山机械的行驶路线之中的至少一者的状态。在本发明中，优选所述信息收集装置基于对所述应答完成了接收的次数来判定所述车载无线通信装置的异常。在本发明中，优选所述信息收集装置根据接收到矿山机械的作业状态的定时下的所述应答中包含的矿山机械的位置信息和接收到所述作业信息的时刻，来确定对所述作业信息进行了中继的中继器，并且基于被确定的中继器对所述作业信息进行了中继的次数，来判定所述被确定的中继器的异常。在本发明中，优选所述信息收集装置针对所述被确定的中继器，在对所述作业信息进行中继的次数从时间序列上来看减少了的情况下，基于所述被确定的中继器对所述应答进行了中继的次数来判定所述被确定的中继器有无异常或者所述矿山机械的行驶路线
有无变更。在本发明中，优选所述信息收集装置基于所述矿山机械的从时间序列上来看的速度的变化，判定所述矿山机械的行驶路线已被变更。在本发明中，优选所述信息收集装置在所述被确定的中继器未发生异常的情况下，基于所述作业信息和所述应答来判定被搭载于所述矿山机械的设备有无异常。本发明能实现进行在矿山中使用的车载无线通信装置或中继器等设备类的状态监视、以及可靠地进行行驶路线的状态监视中的至少一方。
图1是表示实施方式I涉及的无线通信装置以及信息收集设备、还包括矿山机械的行驶路线的状态监视系统在内的矿山机械的动态管理系统的整体的图。
图2是实施方式I涉及的矿山机械的动态管理系统所具有的信息收集装置的功能框图。图3是表示自卸汽车的构成的图。图4是表示车载信息收集装置及其外围设备的功能框图。图5是表示实施方式I涉及的状态判定控制的次序的流程图。图6是表示针对广播的应答次数的合计的一例的图。图7是表示实施方式2涉及的状态判定控制的次序的流程图。图8是表示中继器中继了作业信息的次数(中继次数)的合计的一例的图。图9是表示中继器中继了广播的次数(中继数)的合计的一例的图。图10是表示自卸汽车的行驶路线已被变更的例子的图。
具体实施例方式参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细地说明。并非由以下的实施方式中所记载的内容来限定本发明。此外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员容易想到的实质上相同的要素。进而，也能够适当地组合以下所记载的构成要素。此夕卜，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换或变更。(实施方式I)图1是表示实施方式I涉及的包括无线通信装置以及信息收集设备、还包括矿山机械的行驶路线的状态监视系统在内的矿山机械的动态管理系统I的整体的图。矿山机械的动态管理系统I管理在矿山进行作业的自卸汽车以及液压式挖掘机等各种矿山机械的作业状态。组合到矿山机械的动态管理系统I中的无线通信装置以及信息收集设备的状态监视系统主要执行对无线通信装置等设备类的状态的监视，进而通过无线通信装置等设备类的状态监视来掌握矿山内的状态(例如排土场的位置的变更、行驶路线的变更等)。在矿山中被使用的无线通信装置等设备类例如表示被搭载于矿山机械的车载信息收集装置或车载无线通信装置、设置于矿山内的多个地方的中继器以及天线等。这些设备类的详细内各在后面叙述。矿山机械是指在矿山中用于各种工作的机械类的总称。在本实施方式中，作为矿山机械而以作为运输碎石或者在挖掘碎石时产生的砂土或岩石等的运输车辆发挥功能的自卸汽车20作为例子，但是并不限定于此。在矿山中，自卸汽车20在装载场LA通过液压式挖掘机或者轮式加载器等装入机4来装载碎石或者砂土等。而且，自卸汽车20为了将在排土场DA所装载的岩石或者砂土等排出而卸下。〈矿山机械的动态管理系统的概要>矿山机械的动态管理系统(以下根据需要而称作状态监视系统)I是信息收集装置10从各自卸汽车20收集矿山机械(在本实施方式中是指自卸汽车20)的作业信息的系统。信息收集装置10与作为移动体的自卸汽车20不同，例如被设置在矿山的管理设施。这样，信息收集装置10原则上不移动。信息收集装置10所收集到的自卸汽车20的作业信息为与自卸汽车20的作业状态相关的信息，例如为行驶时间、行驶距离、发动机水温、异常的有无、异常的地方、燃料消耗率或者装载量等。作业信息主要被用于自卸汽车20的预防性维护或者异常诊断等。因此，作业信息为了应对矿山的生产率提高或者矿山的运作改善等需求是有用的。信息收集装置10为了收集在矿山进行作业的各自卸汽车20的作业信息，信息收集装置10与具有天线18A的第2无线通信装置18连接。自卸汽车20为了进行作业信息的发送以及与信息收集装置10的相互通信，而与车载无线通信装置27 —起具有GPS用天线28A。此外，自卸汽车20能够由GPS用天线28B接收来自GPS(Global Positioning System:全球定位系统)卫星5A、5B、5C的电波，来定位自身位置。另外，为了测量自身的位置，并不限于GPS卫星，也可以为其他的定位用卫星。即，只要能进行基于GNSS(全球导航卫星系统:Global Navigation Satellite Systems)的位置测量即可。自卸汽车20从天线28A发送的电波的输出并不具有能覆盖整个矿山区域的能通信范围。此外，从天线28A发送的电波由于波长的关系无法越过高山等障碍物而发送到远方。因而，自卸汽车20从天线28A发送的电波的到达范围存在界限。因此，如果自卸汽车20与信息收集装置10之间的距离远离、或者在自卸汽车20与信息收集装置10之间存在山M等障碍物，则第2无线通信装置18无法接收从自卸汽车20发出的电波。当然，如果使用能输出高输出的电波的无线通信装置，则能够避免这种通信障碍，但是从成本、管理等方面出发，使用无线LAN (Local Area Network)这种通信系统是适合的。但是，虽然无线LAN适合近距离通信但却不适合远距离通信，为了在广阔的矿山中构建无线LAN的通信系统而使得自卸汽车20与信息收集装置10之间的相互的无线通信良好，需要进行构造。因此，状态监视系统I具备多个中继器3(3A、3B、……)，用于中继自卸汽车20从天线28A发送的电波，以进行用于向第2无线通信装置18发送作业信息等的中继。通过在矿山内的多个地方设置中继器3，由此信息收集装置10能够通过无线通信的方式从在远离自身的位置处进行作业的自卸汽车20收集作业信息等。
为了确保基于无线通信的可靠通信，在设计上判断为中继器3的配置场所与第2无线通信装置18的设置场所(管理设施)之间的距离远的情况下，在中继器3与第2无线通信装置18之间配置用于中继两者的中间中继器6(6A、6B、……)。在本实施方式中，中间中继器6仅中继中继器3和第2无线通信装置18，并非中继自卸汽车20从天线28A发送的电波。在本实施方式中，中间中继器6不从所对应的中继器3以外中继电波。例如，如图1所示，对来自加油站2的中继器3A的电波进行中继的仅为I台中间中继器6A。另外，虽然中间中继器6在图1中表现为与一个中继器3呈对应的关系，但是并不限定于对应的关系，各中间中继器6能够中继从所对应的多个中继器3送出的电波。以中继器3的配置场所为中心的周围的规定区域(图1中用圆形表示的区域)是自卸汽车20所搭载的第I无线通信装置(车载无线通信装置27)在与中继器3之间能够相互进行无线通信的范围、即能通信范围7。存在于能通信范围7内的自卸汽车20能够经由中继器3等而与第2无线通信装置18相互进行无线通信。在信息收集装置10通过无线通信的方式从自卸汽车20收集作业信息的情况下，将来自自卸汽车20的作业信息发送至信息收集装置10。该情况下，有时因发送作业信息的过程中自卸汽车20行驶并移动而自卸汽车20从能通信范围7移出，导致在将应发送给信息收集装置10的作业信息全部发送之前通信中断。因而，在信息收集装置10接收作业信息的期间，换言之自卸汽车20发送作业信息的期间，优选自卸汽车20存在于能通信范围7内。但是，自卸汽车20的驾驶员无法边察觉不可见的能通信范围7边驾驶，即使采用在自卸汽车20的驾驶室内的显示器等中以地图的方式显示能通信范围7等的方法，边看该地图显示边驾驶也很麻烦。因此，优选进行如下控制:在自卸汽车20于能通信范围7内可靠地停车某种程度的时间(能发送应发送的所有作业信息的这种程度的时间以上的时间)的场所，从自卸汽车20向中继器3发送作业信息。因此，在本实施方式中，例如在加油站2设置中继器3。在加油站2为了加入用于驱动自卸汽车20的发动机的燃料，预测自卸汽车20会停车某种程度的时间。因而，在用于由信息收集装置10从处于加油中的自卸汽车20中可靠地接收作业信息的时间的期间内，自卸汽车20能够维持停留于能通信范围7内的状态。其结果，信息收集装置10能够通过无线通信的方式从自卸汽车20中可靠地收集作业信息。作为这种预测自卸汽车20会停车某种程度的时间的场所，在为矿山的情况下存在通过液压式挖掘机等的装入机4装入载荷的场所即装载场LA、或者将被装入的载荷排出的场所即排土场DA等，优选在这些场所设置中继器3。另外，由于矿山比较广阔，因此除了加油站2以外，还在自卸汽车20的行驶路线的附近配置多个中继器3或者中间中继器6，从处于作业中的自卸汽车20中收集作业信息。下面，对信息收集装置10进行更详细地说明。<信息收集装置>图2是实施方式I涉及的矿山机械的动态管理系统I所具有的信息收集装置10的功能框图。包括:处理装置12、存储装置13、和输入输出部(1/0)15。信息收集装置10在输入输出部15处由显示装置16、输入装置17和第2无线通信装置18构成。信息收集装置10将显示装置16、输入装置17和第2无线通信装置18连接到输入输出部15。信息收集装置10例如由计算机或服务器、或者将它们组合起来进行构成。处理装置12例如为CPU (Central Processing Unit)等数值运算装置。存储装置 13 例如为 RAM (Random AccessMemory)、ROM (Read Only Memory)、闪存或硬盘驱动等、或者将它们组合起来进行构成。输入输出部15被用于处理装置12、与处理装置12的外部所连接的显示装置16、输入装置17以及第2无线通信装置18之间的信息的输入输出(接口)。存储装置13存储有用于收集自卸汽车20的作业信息的作业信息收集用计算机程序、用于判定自卸汽车20的无线通信装置等设备类以及中继器3等的状态的状态判定用计算机程序、自卸汽车20所具有的车载无线通信装置(第I无线通信装置)27的能通信范围7被保存的能通信范围数据库(DB) 14等。能通信范围数据库14为表示自卸汽车20所配备的车载无线通信装置27能够与中继器3进行通信的范围的位置信息的数据组，例如按每个中继器3而用多个坐标的集合来进行描述。进而，各中继器3的配置场所预先用GPS传感器等进行测量，并将表示其配置场所的数据预先存储至能通信范围数据库14。例如，假设以图1所示的中继器3(3A、3B)为中心的半径R的圆的内侧是能通信范围7。如果考虑以中继器3的配置位置为原点的X-Y坐标系，则能通信范围7成为X2+Y2 ( R2的范围。能通信范围7能够通过采用了可测量电波强度的测量仪器等的实际测量来求出。此外，能通信范围7也能够根据中继器3以及车载无线通信装置27的规格来求出。进而，也能够并用实际测量和车载无线通信装置27等的规格来求出。在信息收集装置10收集自卸汽车20的作业信息的情况下，处理装置12例如执行如下的处理。首先，经由第2无线通信装置18以规定的定时(一定周期)向各自卸汽车20发送位置信息请求命令(以下根据需要而称作广播)，该位置信息请求命令请求发送自卸汽车20的位置信息。在矿山进行工作的多个自卸汽车20之中的接收到广播的自卸汽车20更具体而言为车载无线通信装置27，对信息收集装置10发送“应答”。作为该应答中包含的信息，至少包括由被搭载于自卸汽车20的位置信息检测装置29定位的自身的位置信息。作为应答中包含的信息，也可至少包括自卸汽车20的车速(速度)、行进方向以及用于识别多个自卸汽车20的识别符之中的至少一个。经由第2无线通信装置18接收应答，对于该应答所对应的自卸汽车20，能够判断出处理装置12所确定的自卸汽车20至少在第2无线通信装置18接收到应答的时点(自卸汽车20发送出应答的时点)存在于能通信范围7内。只要自卸汽车20存在于这种能通信范围7内，处理装置12便收集作业信息。作业信息收集用计算机程序描述了用于实现上述这种处理的命令。在信息收集装置10收集各自卸汽车20的作业信息的情况下，处理装置12通过从存储装置13中读入作业信息收集用计算机程序以及能通信范围数据库14，并执行在作业信息收集用计算机程序中描述的命令，由此收集自卸汽车20的作业信息，并将其存储至存储装置13。此外，在本实施方式中，信息收集装置10基于针对广播的应答来判定被搭载于各自卸汽车20的车载无线通信装置27、中继从车载无线通信装置27 (第I无线通信装置27)向第2无线通信装置18的通信的中继器3、进而各自卸汽车20的行驶路线这三者之中的至少一者的状态。车载无线通信装置27的状态的判定例如在于，处理装置12基于对针对广播的应答完成了接收的次数来判定车载无线通信装置27有无异常。此外，中继器3的状态的判定在于，处理装置12根据第2无线通信装置18所接收到的定时下的针对广播的来自各自卸汽车20的应答中包含的、各自卸汽车20的位置信息和接收到作业信息的时刻，来确定中继了作业信息的中继器3为哪个中继器3，并且基于被确定的中继器3中继了作业信息的次数，来判定被确定的中继器3有无异常。而且，在处理装置12如上述那样确定中继了作业信息的中继器3并且所确定的中继器3中继作业信息的次数减少了的情况下，处理装置12基于被确定的中继器3接收到针对广播的来自各自卸汽车20的应答的次数，来判定被确定的中继器3有无异常、或者自卸汽车20的行驶路线的变更(行驶路线的状态的判定)。此外，在处理装置12如上述那样确定中继了作业信息的中继器3并且所确定的中继器3中未发生异常的情况下，基于作业信息和针对广播的应答来判定车载无线通信装置27的异常。状态判定用计算机程序例如描述了对上述这种用于判定车载无线通信装置27、中继器3等的状态的处理进行执行的命令。在信息收集装置10判定各自卸汽车20的车载信息收集装置等的状态的情况下，处理装置12通过从存储装置13中读入状态判定用计算机程序，并执行在作业信息收集用计算机程序中描述的命令，由此判定无线通信装置27等的状态，并将该判定结果存储至存储装置13、或者显示至显示装置16。矿山的管理者基于该判定结果，来进行各自卸汽车20的车载无线通信装置27或者车载信息收集装置30等的设备的维修管理、中继器3的维修管理。显示装置16例如为液晶显示器等，显示在收集各自卸汽车20的作业信息时所需的信息。此外，显示装置16如上述那样显示车载无线通信装置27等设备类的状态的判定结果。输入装置17例如为键盘、触摸板或者鼠标等，输入在收集各自卸汽车20的作业信息时所需的信息。第2无线通信装置18具有天线18A，且经由中继器3而在与各自卸汽车20的车载无线通信装置27之间执行相互的无线通信。下面，对自卸汽车20进行更详细地说明。〈自卸汽车〉图3是表示自卸汽车的构成的图。自卸汽车20装载载荷，在所期望的场所排出该载荷。自卸汽车20具有:车辆主体21、车斗22、车轮23、悬挂工作缸24、旋转传感器25、悬挂压力传感器(压力传感器)26、连接有天线28A的车载无线通信装置(第I无线通信装置)27、连接有GPS用天线28B的位置信息检测装置(在本实施方式中是指GPS接收机)29、和车载信息收集装置30。另外，自卸汽车20除了上述构成之外，也具备一般运输机或者运输车辆所配备的各种机构以及功能。另外，在本实施方式中，示出由前轮(车轮23)进行操舵这种类型的自卸汽车20，但是取代自卸汽车20，本实施方式也可应用于将车体分割成前部和后部并用自由关节将它们结合起来的铰链式自卸汽车。自卸汽车20通过柴油发动机等的内燃机驱动发电机而产生的电力来驱动电动机，从而驱动与电动机的输出轴机械式连结的车轮23。这样，自卸汽车20为所谓的电驱动方式，但是自卸汽车20的驱动方式并不限定于该方式。车斗22作为装载载荷的货箱发挥功能，并被配置在车辆主体21的上部。车斗22通过液压式挖掘机等的装入机来装载作为载荷的碎石或者砂土等。车轮23由轮胎和车轮构成，被装于车辆主体21，如上述那样通过从车辆主体21传动动力来进行驱动。悬挂工作缸24被配置在车轮23与车辆主体21之间。车辆主体21和车斗22、以及装载了载荷时的载荷的重量所相应的负荷，作用于悬挂工作缸24。旋转传感器25通过检测车轮23的转速来测量车速。悬挂压力传感器(以下根据需要也称作压力传感器)26检测作用于悬挂工作缸24的负荷。S卩，悬挂工作缸24在内部封入工作油，根据载荷的重量进行伸缩动作。另外，压力传感器26被设置于自卸汽车20的各悬挂工作缸24，且通过检测该工作油的压力由此能够测量载荷的重量(装载量)。GPS用天线 28B 接收从构成 GPS (Global Positioning System)的多个 GPS 卫星 5A、5B、5C (参照图1)输出的电波。GPS用天线28B将所接收到的电波输出给位置信息检测装置29。位置信息检测装置29将GPS用天线28B所接收到的电波变换成电信号，算出(定位)自身的位置信息、即自卸汽车20的位置信息。车载无线通信装置27经由天线28A而在与图1所示的中继器3之间进行无线通信。车载无线通信装置27与车载信息收集装置30连接。通过这种构造，车载信息收集装置30经由天线28A而在与信息收集装置10之间收发各信息。下面，对车载信息收集装置30及其外围设备进行说明。<车载信息收集装置及其外围设备>图4是表示车载信息收集装置30及其外围设备的功能框图。自卸汽车20所具有的车载信息收集装置30连接了车载存储装置31、车载无线通信装置27、位置信息检测装置29和矿山机械信息获取装置32。车载信息收集装置30例如为组合有CPU (CentralProcessing Unit)和存储器的计算机。车载信息收集装置30从矿山机械信息获取装置32收集与自卸汽车20的作业状态相关的作业信息。车载存储装置31 例如为 RAM (Random Access Memory) > ROM (Read Only Memory) >闪存或硬盘驱动器等、或者将它们组合起来进行构成。车载存储装置31存储了描述有用于车载信息收集装置30收集作业信息的命令的计算机程序。车载信息收集装置30读出所述计算机程序，以规定的定时从矿山机械信息获取装置32获取作业信息，并将其暂时存储至车载存储装置31。在此，规定的定时，在如发动机水温等那样稳定地进行监视的情况下意味着规定的周期，在发生了表示异常的状态(例如工作油温度的过升温异常)的情况下意味着其发生时。此时，车载信息收集装置30也可对同一项目的信息实施求出平均值、最频值或者标准偏差等的统计处理等处理。车载信息收集装置30接受来自图2所示的信息收集装置10的请求，经由车载无线通信装置27而将所收集到的作业信息发送给信息收集装置10。此外，车载信息收集装置30从位置信息检测装置29获取自卸汽车20的位置信息，并与该位置信息的场所处的车速以及行进方向的信息一起经由车载无线通信装置27而发送给图2所示的信息收集装置
10。另外，车速可由位置信息检测装置29进行检测，也可由搭载于自卸汽车20的车速传感器(旋转传感器25等的传感器)进行检测。行进方向例如可以根据规定时间中的位置信息的变化来求出，也可具备加速度传感器而将由加速度传感器检测出的加速度的朝向作为行进方向，也可将两者组合起来求出行进方向。矿山机械信息获取装置32由旋转传感器25、压力传感器26、对使车斗22升降的升降缸的工作油的压力变化进行检测的液压传感器33A、对为了使车斗22升降而由驾驶员操作的倾卸杆的动作进行探测的传感器33B、燃料传感器33C等构成。此外，在矿山机械信息获取装置32中，除了各种传感器类之外还包含:获取各种传感器类的输出信号或者由操作员的加速器操作等所生成的指令信号等的信息来对自卸汽车20的发动机进行控制的发动机控制装置35A、电动机控制装置35B以及液压控制装置35C等各种控制装置。车载信息收集装置30将从这些的各种传感器类以及各种控制装置获得到的信息作为自卸汽车20的作业信息来收集。下面，在本实施方式中，对状态监视系统I判定车载无线通信装置27、中继器3等的状态的控制(状态判定控制)的一例进行说明。<状态判定控制>图5是表示实施方式I涉及的状态判定控制的次序的流程图。图6是表示针对广播的应答次数的合计的一例的图。本实施方式涉及的状态判定控制，是设置于矿山的管理设施的信息收集装置10经由无线通信从作为移动体的各自卸汽车20收集作业信息且判定车载无线通信装置27有无异常的控制。在步骤SlOl中信息收集装置10对各自卸汽车20发送广播。车载无线通信装置27接收到广播的自卸汽车20经由天线28A向信息收集装置10发送应答。车载无线通信装置27未接收到广播的自卸汽车20不对信息收集装置10发送应答。广播被设定为:以规定的周期具体而言为较短的周期(例如一秒一次)被发出。如果车载无线通信装置27以及中继器3等各设备类正常地进行动作，则从在矿山进行作业的所有自卸汽车20 (更具体而言为车载信息收集装置30)向信息收集装置10发送相当于广播数的应答。在步骤S102中，从车载无线通信装置27发送出的应答经由中继器3、进一步经由中间中继器6而被与信息收集装置10连接的第2无线通信装置18接收，从而应答被发送至信息收集装置10。然后，进入步骤S103，信息收集装置10将所接收到的应答保存至存储装置13。此时，信息收集装置10如图6所示那样，按每天合计第2无线通信装置18对应答完成了接收的次数、即应答次数，并按每个自卸汽车20对应保存至存储装置13。例如，图6示出在yl.ml.dl这一天从A这一自卸汽车20有42022次的应答。然后，进入步骤S104，信息收集装置10针对各个自卸汽车20的每天中的应答次数，求出与前一天之差的绝对值(应答次数差)，比较应答次数差和规定的阈值NRc。规定的阈值NRc用于判定车载无线通信装置27的异常，例如能够设定为前一天的应答次数的一半的值，或者设定成前一天以前的规定期间内的平均值。此外，规定的阈值NRc也可以根据统计值或者经验值等来设定。规定的阈值预先被存储至存储装置13。在本实施方式中，规定的阈值NRc设为前一天的应答次数的一半的值。另外，在步骤S104中，也可并非为应答次数差而比较一天中的应答次数和规定的阈值。在图6所示的例子中，自卸汽车A、C的应答次数差(y1.ml.dl这一天的应答次数与yl.ml.d2这一天的应答次数之差)分别为2654、2660，规定的阈值NRc (将前一天的应答次数的一半的值设为阈值NRc时)分别为21011、20631，而自卸汽车B的应答次数差(yl.ml.dl这一天的应答次数与yl.ml.d2这一天的应答次数之差)为44004，规定的阈值NRc (将前一天的应答次数的一半的值设为阈值NRc时)为22003。根据该结果可知，自卸汽车B的应答次数差(44004)大于规定的阈值NRc (22003)。在应答次数差大于规定的阈值NRc的情况下(步骤S104:是)，进入步骤S105，在应答次数差处于规定的阈值NRc以下的情况下(步骤S104:否)，进入步骤S106。在步骤S105中，信息收集装置10判定出应答次数差大于规定的阈值NRc的自卸汽车20 (在该例子中是指自卸汽车B)的车载无线通信装置27发生了异常。此时，例如，信息收集装置10使该情况与消息或者错误标记的显示方式一起识别显示于图2所示的显示装置16，以便管理者能认识到哪辆自卸汽车20的车载无线通信装置27发生了异常。在步骤S106中，信息收集装置10判定出应答次数差处于规定的阈值NRc以下的自卸汽车20 (在该例子中是指自卸汽车A、C)的车载无线通信装置27正常。这样，因为信息收集装置10基于针对广播的应答次数来判定车载无线通信装置27有无异常，所以能够掌握在矿山进行作业的各自卸汽车20与管理设施之间的相互的无线通信是否被良好地执行。即，信息收集装置10能够进行在矿山中被使用的车载无线通信装置27等设备类的状态监视。其结果，在任一个自卸汽车20的车载无线通信装置27发生了异常的情况下，因为能够早期采取对策以迅速地修复矿山机械的动态管理系统1，所以能够稳定地实现作业信息的收集，能够抑制矿山机械的作业现场的生产率的下降。因为在矿山中被使用的自卸汽车20在粉尘、振动或者风雨这样的恶劣的环境下进行作业，所以在车载无线通信装置27中也可能发生故障等的异常，因此本实施方式涉及的状态监视系统I是有效的。此外，由于自卸汽车20仅发送针对广播的应答就能让管理者获知车载无线通信装置27的状态，因此无需在自卸汽车20中设置新的监视单元或者异常判定单元。其结果，对于在恶劣的环境下被使用的车载无线通信装置27而言，由于不会附加使耐久性涉及的可靠性下降的要因，因此能够确保耐久性涉及的一定的可靠性。从这点出发，本实施方式涉及的状态监视系统I也适用于具备在矿山中被使用的无线通信装置等设备类的自卸汽车20。在本实施方式中，信息收集装置10基于从自卸汽车20发送出的作业信息或者应答，来掌握自卸汽车20的作业状态以及车载无线通信装置27的状态。因此，无需在自卸汽车20中设置用于进行自身的作业状态或者车载无线通信装置27的状态监视的新的监视单元或者异常判定单元。此外，例如，即便在由于矿山的行驶路线的变更等而导致中继器3的位置被变更、能通信范围7发生了变化的情况下，通过在信息收集装置10侧改写能通信范围数据库14，也能够掌握自卸汽车20的作业状态以及车载无线通信装置27的状态。其结果，本实施方式涉及的状态监视系统I即便在矿山的布局(包括行驶路线、装载场的位置、排土场的位置等在内的布局)被变更而导致中继器3的配置场所发生了改变的情况、以及状态监视系统I的构成已被变更的情况等下，也能够比较容易地应对。这点在以下的实施方式中也同样。(实施方式2)在实施方式I中，对判定自卸汽车20的车载无线通信装置27有无异常的无线通信装置以及信息收集设备的状态监视系统(状态判定控制)进行了叙述。本实施方式涉及还能够进行更详细的无线通信装置等设备类的状态监视，进而还能够判定是否进行了行驶路线的变更的状态监视系统I。也就是说，可以进行包含中继器3有无异常在内的判定，还能够判定通信障碍是否伴随行驶路线的变更。下面，对本实施方式涉及的状态监视系统I进行说明。图7是表示实施方式2涉及的状态判定控制的次序的流程图。图8是表示各中继器3中继了作业信息的次数(中继次数)的合计的一例的图。图9是表示中继器3中继了广播的次数(中继数)的合计的一例的图。图10是表示自卸汽车20的行驶路线已被变更的例子的图。如上述那样，实施方式2判定中继器3的状态、自卸汽车20的行驶路线的状态以及车载无线通信装置27或者车载信息收集装置30的状态。在本实施方式中，对于广播的来自车载信息收集装置30的应答中包含的信息包括应答的时刻信息、自卸汽车20的位置信息、车速以及行进方向。此外，与实施方式I同样地，信息收集装置10在存储装置13中存储了与各中继器3的配置场所相关的位置信息、或者各中继器3的能通信范围7的信息(能通信范围的位置信息)。下面，使用图7，对状态判定控制的次序进行说明。此外，在本实施方式中，将各中继器3中继了各自卸汽车20的作业信息的次数定义为“中继次数”，将各中继器3中继了来自各自卸汽车20的广播的次数定义为“中继数”。在步骤S201中，信息收集装置10比较在广播的应答的信息中包含的自卸汽车20的位置信息、应答的时刻信息、和获取到作业信息的时刻。而且，信息收集装置10根据接收到作业信息的时刻下的自卸汽车20的位置信息来提取(确定)位于与该位置信息接近的位置处的中继器3。因为中继器3的配置场所涉及的位置信息预先被存储至存储装置13，所以能够提取(确定)中继器3。自卸汽车20的车载信息收集装置30经由中继器3而向信息收集装置10发送作业信息。因此，在自卸汽车20作业过的任意场所能发送作业信息的情况下，作为能通信范围7而包括该场所在内的中继器3成为中继了作业信息的中继器3。然后，进入步骤S202，信息收集装置10合计各中继器3所中继的每天的作业信息的中继次数，并存储至存储装置13。另外，合计的定时不一定以一天为单位，例如也可以是每8小时这样的规定的时间间隔。然后，进入步骤S203，比较在一天中各中继器3所中继的作业信息的中继次数、和中继次数的阈值。中继次数的阈值用于判定中继器3的异常，例如能够设定成前一天的中继次数的一半的值，或者设定成前一天以前的规定期间内的平均值。此外，中继次数的阈值也可根据统计值或者经验值等来设定。中继次数的阈值被存储至存储装置13。在本实施方式中，中继次数的阈值NRc成为前一天的中继次数的一半的值。在步骤S204中存在处于中继次数的阈值以下的中继器3的情况下(步骤S204:是)，进入步骤S205，在不存在处于中继次数的阈值以下的中继器3的情况下(步骤S204:否)，进入步骤S209。例如，在图8所示的例子中，虽然中继器3E在yl.ml.d30这一天计数(count) 了 62次的中继次数,但是之后在yl.m2, dl这一天只计数(count) 了 4次的中继次数。此外，同样地中继器3G的中继次数从19次减少为O次。即，如果将中继次数的阈值确定为“前一天的中继次数的一半的值”，则中继器3E、3G的中继次数减少到阈值以下。然后，在步骤S205中，信息收集装置10从存储装置13中读出中继次数处于阈值以下的中继器3(在图8的情况下是指中继器3E、3G)中继了广播的次数。因为能够根据针对广播的应答的信息中包含的自卸汽车20的位置信息来确定中继了广播的中继器3，所以能够对被确定的中继器3中继了广播的次数(中继数)进行计数(count)。然后，在步骤S206中，信息收集装置10对由步骤S204所提取出的中继器3 (为作业信息的中继次数处于阈值以下的中继器，在图8的情况下是指中继器3E、3G)，判定广播的中继数是否为O次。例如，假设作业信息的中继次数处于阈值以下的中继器3 (在图8的情况下是指中继器3E、3G)中继了广播的次数(中继数)成为图9所示那样的结果。关于中继器3E，即便日期发生改变也未出现较大的中继数的变动，而关于中继器3G，在yl.m2,dl这一天中继数急剧减少，中继次数变为O次。在步骤S206中广播的中继数为O次的情况下(步骤S206:是)，进入步骤S207，信息收集装置10视为在这种中继器3 (在图9的情况下是指中继器3E)有可能发生异常，例如使异常警告显示到显示装置16。在步骤S206中，在广播的中继数不为O次的情况下(步骤S206:否)，进入步骤S208，信息收集装置10视为自卸汽车3的行驶路线已被变更，使表示该意思的警告显示到显示装置16。此时，信息收集装置10也可使广播的应答的信息中包含的自卸汽车20的位置、车速以及行进方向的合计值显示到显示装置16。如图10所示，虽然装载场LA的位置没有变更，但是在从图9的yl.ml.d30这一天变为yl.m2, dl这一天时，假设排土场DA的场所从DAl变更成DA2。在该情况下，在排土场DA的场所为DAl的场所时，自卸汽车20的行驶路线Rl以较宽的范围横穿中继器3E的能通信范围7。因而，即便自卸汽车20处于行驶中，也能够充分地确保应发送的作业信息的通信所需的通信时间，所以如图8所示，在yl.ml.d30这一天以前，中继器3E的作业信息的中继次数以相同的程度进行推移。如果排土场DA的场所从DAl变更成DA2，则自卸汽车20的行驶路线R2擦过靠近中继器3E的能通信范围7的外侧的部分。因而，在自卸汽车20处于行驶中的情况下，纵使能确保针对广播的应答的通信时间，却无法确保应发送的作业信息的通信所需的通信时间。此外，关于能通信范围7的附近处的行驶路线Rl或者行驶R2的朝向，后者不朝向中继器3E。S卩，行驶路线Rl成为自卸汽车20朝向能通信范围7的中心行驶的路线，而行驶路线R2成为自卸汽车20朝向能通信范围7所示的圆的外侧行驶的路线。如果考虑无线通信的指向性和自卸汽车20的行进方向，则行驶于行驶路线R2的自卸汽车20与行驶于行驶路线Rl的自卸汽车20进行比较，对于中继器3E的通信的指向性有所下降。其结果，如图8所示，虽然在yl.m2, dl这一天中继器3E的作业信息的中继次数急剧减少，但是如图9所示可获得如下结果:即便从yl.ml.d30这一天变为yl.m2, dl这一天，中继器3E中继针对广播的应答的次数(中继数)也不会急剧减少。这样，根据本实施方式，例如利用中继器3进行针对广播的应答以及作业信息的中继、以及在针对广播的应答和作业信息中后者通信所需的时间(中继时间)长，来判定中继器3有无异常和自卸汽车20的行驶路线有无变更。在状态监视系统I判定出自卸汽车20的行驶路线进行了变更的情况下(步骤S208)，因为中继器3的移动是必要的，所以信息收集装置10使促使中继器3移动的意思显示到显示装置16，以通知给管理者。判定中继器3有无异常和自卸汽车20的行驶路线有无变更的手法并不限定于上述的手法。例如，也可以基于发送作业信息时的自卸汽车20的车速来判定中继器3有无异常和自卸汽车20的行驶路线有无变更。作为一例，考虑发送作业信息时的自卸汽车20的车速相对于广播的应答的发送而言非常慢、但是相对于自卸汽车7位于能通信范围7内的期间内发送应发送的作业信息而言过快的情况。此时，会发生信息收集装置10虽然能够收集广播的应答但却无法收集作业信息的事态。在步骤S208中，信息收集装置10也可基于表示自卸汽车20的车速的信息来判定自卸汽车20的行驶路线的变更。即，在行驶路线变更前各自卸汽车20以能确保应发送的作业信息的通信所需的通信时间的程度的车速行驶于某中继器3的能通信范围7内，但是由于行驶路线的变更而各自卸汽车20变为高速地行驶于该中继器3的能通信范围7内导致无法确保应发送的作业信息的通信所需的通信时间，这种情况下，信息收集装置10根据车速的时间序列的变化而判定出变更了行驶路线，进而通知促使中继器3移动的意思(步骤S208)。下面，返回到步骤S204来进行说明。在未提取出处于中继次数的阈值以下的中继器3的情况下(步骤S204:否)，进入步骤S209，信息收集装置10开始车载无线通信装置27以及车载信息收集装置30有无异常的判定。在步骤S210中，信息收集装置10提取能收集到作业信息的自卸汽车20。然后，进入步骤S211，信息收集装置10针对能收集到作业信息的自卸汽车20比较上次和本次。上次是指在过去的某一定期间内能获取到作业信息，本次是指在该过去的某一定期间后到经过与该一定期间相同的时间的时点为止能获取到作业信息。然后，在步骤S212中，信息收集装置10判定是否存在上次能收集到作业信息但本次未能收集到作业信息的自卸汽车20。在存在本次未能收集到作业信息的自卸汽车20的情况下(步骤S212:是)，进而信息收集装置10对于本次未能收集到作业信息的自卸汽车20，确认针对广播的应答的实际成绩。然后，在步骤S213中本次未能收集到作业信息的自卸汽车20对于广播也未作出应答的情况下(步骤S213:是)，信息收集装置10在步骤S214中视为在车载信息收集装置30和车载无线通信装置27之中的至少一方发生了异常，并将表示该意思的警告显示到显示装置16。S卩，在步骤S213中本次未能收集到作业信息的自卸汽车20对于广播未作出应答的情况(步骤S213:是)，表示可能发生了自卸汽车20未能获取到作业信息本身(车载信息收集装置30的异常)、或虽能收集到作业信息但却未能对作业信息进行无线通信(车载无线通信装置27的异常)这样的异常。作业信息的收集在管理设施的信息收集装置10的处理装置12中完成调度，例如以每天的正点时刻或者一定的周期向各自卸汽车20发送指示发送作业信息的指令信号，接受到该指令信号的各自卸汽车20向信息收集装置10发送所收集到的作业信息。因此，在存在本次未能收集到作业信息的自卸汽车20的情况下(步骤S212:是)，也存在因为电波状态等而导致偶然无法收集到的可能性。但是，由于广播以高频度(例如I次/秒)地发送给各自卸汽车20，因此在本次未能收集到作业信息的自卸汽车20对广播也未作出应答的情况下(步骤S213:是)，认为自卸汽车20侧的设备类、更具体而言车载信息收集装置30与车载无线通信装置27之中的至少一方发生了异常的情况较为妥当。因而，在步骤S213的判定结果为肯定(是)的情况下，视为车载信息收集装置30与车载无线通信装置27之中的至少一方发生了异常。这样，除了作业信息的收集的有无的结果之外，还利用针对广播的应答的有无的结果，从而能够更正确地判定自卸汽车20侧的设备类有无异常。在不存在本次也未收集到作业信息的自卸汽车20的情况下(步骤S212:否)、或者本次未收集到作业信息的自卸汽车20对广播作出了应答的情况下(步骤S213:否)，视为车载信息收集装置30以及车载无线通信装置27正常，从而本实施方式涉及的状态判定控制结束。本实施方式在判定中继器3、自卸汽车20的车载无线通信装置27等的状态时，在时间序列上获取并使用中继器3中继了作业信息以及广播的次数、和作业信息的收集的有无以及对来自车载信息收集装置30的广播的应答的有无。其结果，本实施方式能够判定中继器3有无异常、自卸汽车的行驶路线的变更以及车载无线通信装置27等有无异常。这样，本实施方式能够进行在矿山中被使用的车载无线通信装置27、车载信息收集装置30或者中继器3等设备类的状态监视，并且能够可靠地进行矿山的状态(在该例子中是指自卸汽车20的行驶路线)的状态监视来掌握矿山的状态。此外，在这种矿山中被使用的设备类有异常的情况、或者矿山的状态有变更的情况下，能够迅速地获得这些事态的信息，所以能够早期地采取对策以迅速地修复状态监视系统I。其结果，能够从车载信息收集装置30中稳定地收集作业信息。此外，通过早期地采取对策，从而能够将矿山的生产率的下降抑制在最小限度。由于矿山中装入机4挖掘碎石并装入到自卸汽车20的场所(装载场)、以及将被挖掘出的砂土等排出的场所(排土场)等会发生变化，因此与之相应地自卸汽车20的行驶路线会变更。因而，即便为了通过无线通信的方式收集自卸汽车20等矿山机械的作业信息而配置中继器3，由于行驶路线的变更，而有时因能通信范围7与自卸汽车20之间的位置关系而无法收集作业信息。本实施方式在时间序列上获取并使用基于中继器3的作业信息的中继次数以及广播的中继数，从而能够掌握行驶路线已被变更这一情况。因此，本实施方式也适用于随着时间的经过而自卸汽车20的行驶路线发生变化的矿山。此外，在求出中继器3的中继次数或者中继数的情况下，由于利用来自自卸汽车20的作业信息以及针对广播的应答的结果，因此无需在中继器3中设置计数中继次数的设备、或者对中继器3进行监视或对异常进行判定的单元。而且，因为自卸汽车20只要能发送作业信息以及针对广播的应答即可，所以无需设置新的监视单元或者异常判定单元。其结果，因为对作为在恶劣的环境下被使用的设备类的自卸汽车20以及中继器3不会附加使耐久性涉及的可靠性下降的要因，所以能够抑制耐久性涉及的可靠性下降。从这点出发，本实施方式涉及的状态监视系统I也适用于在矿山中被使用的设备类。符号说明I 矿山机械的动态管理系统(包括状态监视系统、无线通信装置以及信息收集装置、行驶路线的状态监视系统)2加油站3自卸汽车3、3A、3B、3E、3G 中继器4装入机5A、5B、5C GPS 卫星6、6A、6B 中间中继器7能通信范围10信息收集装置12处理装置13存储装置14能通信范围数据库15输入输出部16显示装置
17输入装置18第2无线通信装置18A天线20自卸汽车21车辆主体22车斗23车轮24悬挂工作缸25旋转传感器26压力传感器27车载无线通信装置28A天线28BGPS 用天线29位置信息检测装置30车载信息收集装置31车载存储装置32矿山机械信息获取装置
权利要求
1.一种矿山机械的动态管理系统，其特征在于，包括: 车载信息收集装置，其被搭载于矿山机械，收集与所述矿山机械的作业状态相关的作业信息； 第I无线通信装置，其被搭载于所述矿山机械，用于进行通信；和 信息收集装置，其经由与所述第I无线通信装置进行通信的第2无线通信装置来收集所述作业信息， 所述信息收集装置经由所述第2无线通信装置以规定的定时向所述矿山机械发送位置信息请求命令，该位置信息请求命令请求发送所述矿山机械的位置信息，并且， 所述信息收集装置基于针对所述位置信息请求命令的来自所述矿山机械的应答，来判定被搭载于所述矿山机械的设备、对从所述第I无线通信装置向所述第2无线通信装置的通信进行中继的中继器、和所述矿山机械的行驶路线之中的至少一者的状态。
2.根据权利要求1所述的矿山机械的动态管理系统，其特征在于， 所述信息收集装置基于对所述应答完成了接收的次数来判定所述车载无线通信装置的异常。
3.根据权利要求1所述的矿山机械的动态管理系统，其特征在于， 所述信息收集装置根据接收到矿山机械的作业状态的定时下的所述应答中包含的矿山机械的位置信息和接收到所述作业信息的时刻，来确定对所述作业信息进行了中继的中继器，并且， 所述信息收集装置基于被确定的中继器对所述作业信息进行了中继的次数，来判定所述被确定的中继器的异常。
4.根据权利要求3所述的矿山机械的动态管理系统，其特征在于， 对于所述被确定的中继器，在对所述作业信息进行中继的次数从时间序列上来看减少了的情况下，所述信息收集装置基于所述被确定的中继器对所述应答进行了中继的次数来判定所述被确定的中继器有无异常或者所述矿山机械的行驶路线有无变更。
5.根据权利要求4所述的矿山机械的动态管理系统，其特征在于， 所述信息收集装置基于所述矿山机械的从时间序列上来看的速度的变化，判定所述矿山机械的行驶路线已被变更这一情况。
6.根据权利要求3所述的矿山机械的动态管理系统，其特征在于， 所述信息收集装置在所述被确定的中继器未发生异常的情况下，基于所述作业信息和所述应答来判定被搭载于所述矿山机械的设备有无异常。
全文摘要
本发明提供一种矿山机械的动态管理系统，其目的在于实现进行在矿山中被使用的车载无线通信装置或者中继器等设备类的状态监视、以及可靠地进行行驶路线的状态监视之中的至少一方。因而，信息收集装置(10)经由第2无线通信装置(18)以规定的定时发送请求发送自卸汽车(20)的位置信息的位置信息请求命令，基于针对位置信息请求命令的应答来判定自卸汽车(20)、中继从自卸汽车(20)所具有的第1无线通信装置向第2无线通信装置(18)的通信的中继器(3)以及自卸汽车(20)的行驶路线之中的至少一者的状态。
文档编号H04Q9/00GK103210153SQ201280002976
公开日2013年7月17日 申请日期2012年9月13日 优先权日2011年11月4日
发明者糸井隆, 谷长祯, 深栖久孝, 上田隆弘 申请人:株式会社小松制作所