荷役システム
【課題】設備費用を抑えかつ作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ること。
【解決手段】制御装置１６の判定部１６１ｂが、荷役計画情報に基づき、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定し、動作制御部１６１ｃが、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定部１６１ｂによって判定された場合に、ヤードクレーン１ａ，１ｂが協働して力行動作および回生動作を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する。
【解決手段】制御装置１６の判定部１６１ｂが、荷役計画情報に基づき、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定し、動作制御部１６１ｃが、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定部１６１ｂによって判定された場合に、ヤードクレーン１ａ，１ｂが協働して力行動作および回生動作を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾等に形成されるコンテナターミナルには、コンテナの積み込みや積み降ろし等の荷役作業を行う荷役クレーンが設置される。かかる荷役クレーンとしては、たとえば、コンテナ船とトラックとの間で荷役作業を行うコンテナクレーンや、トラックとコンテナヤードとの間で荷役作業を行うヤードクレーン等がある。
【０００３】
このような荷役クレーンを用いた荷役作業においては、コスト削減等の観点から、コンテナ船の停泊時間あるいはトラックの停車時間を極力短くすることが重要であり、作業の迅速化が求められてきた。
【０００４】
一方、近年においては、省エネルギー化というあらたなニーズも生まれてきている。たとえば、荷役作業の省エネルギー化を図るための技術として、特許文献１に記載された技術が知られている。具体的には、特許文献１には、コンテナクレーンの巻下げ動作によって生じた回生エネルギーを蓄電池に溜めておき、かかる回生エネルギーを利用して巻上げ動作を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６３０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、省エネルギー化を図ることはできるものの、回生エネルギーを貯蔵する大容量な蓄電池が必要となるため、設備費用が増大するという問題があった。また、作業の迅速性を考慮するという点で更なる改善の余地があった。なお、かかる課題は、港湾での荷役作業に限ったものではなく、複数のクレーンを用いて行われる他の荷役作業においても生じ得る課題である。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、設備費用を抑えかつ作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる荷役システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示する荷役システムは、複数のクレーンを用いて荷役作業を行う荷役システムであって、前記荷役作業に関する情報に基づいて該荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する判定部と、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると前記判定部によって判定された場合に、前記複数のクレーンのうち少なくとも２台の前記クレーンが協働して力行動作および回生動作を行うように前記クレーンの動作を制御する動作制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する荷役システムの一つの態様によれば、設備費用を抑えかつ作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例に係る港湾施設の模式図である。
【図２】図２は、港湾荷役システムのシステム構成を示す図である。
【図３】図３は、ヤードクレーンの外観構成を示す模式図である。
【図４】図４は、ヤードクレーンシステムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、通常モード選択時における一方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、通常モード選択時における他方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、通常モード選択時における各ヤードクレーンの消費電力の総和を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、省エネモード選択時における一方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、省エネモード選択時における他方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、省エネモード選択時における各ヤードクレーンの消費電力の総和を示す図である。
【図７】図７は、モード選択処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する荷役システムのいくつかの実施例を詳細に説明する。
【００１２】
なお、以下に示す実施例では、ヤードクレーンおよびコンテナクレーンを用いて港湾での荷役作業を行う港湾荷役システムに対して本願の開示する荷役システムを適用した場合の例について説明する。ただし、本願の開示する荷役システムは、複数のクレーンを用いて荷役作業を行うものであれば、港湾荷役作業以外の作業を行う場合にも適用可能である。
【実施例】
【００１３】
［港湾施設の外観］
まず、本実施例に係る港湾荷役システムが適用される港湾施設の外観について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る港湾施設の模式図である。
【００１４】
図１に示すように、港湾Ｐには、ヤードクレーン１ａ，１ｂ、コンテナクレーン２ａ，２ｂおよびターミナルビル３等が設置される。
【００１５】
ヤードクレーン１ａ，１ｂは、コンテナ４の蔵置場所であるコンテナヤード５に設けられるクレーンであり、シャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業を行う。具体的には、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、シャーシ６によって搬送されてきたコンテナ４をコンテナヤード５へ降ろす作業やコンテナヤード５に蔵置されたコンテナ４をシャーシ６へ積み込む作業等を行う。
【００１６】
また、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、上記のような積み降ろし作業や積み込み作業だけでなく、たとえばシャーシ６に対するコンテナ４の積み込み作業を迅速に行うために、シャーシ６へ積み込むべきコンテナ４をあらかじめ積み込み易い場所へ移動させておくといったコンテナ整理作業等も行う。なお、ヤードクレーン１ａ，１ｂの構成については、図３を用いて後述する。
【００１７】
コンテナクレーン２ａ，２ｂは、コンテナ船等の船舶７が接岸する岸壁８に沿って設置されるガントリークレーン等のクレーンであり、船舶７およびシャーシ６間での荷役作業を行う。
【００１８】
たとえば、コンテナクレーン２ａ，２ｂは、岸壁８に対して略平行に設けられたレール２１に沿って移動した後、レール２１と直交する向きに設けられたブーム２２に沿ってトロリー２３を船舶７上の所望の位置まで移動させる。その後、トロリー２３の下部に設けられた吊り具（図示せず）を巻下げて船舶７上のコンテナと連結させた後、吊り具（図示せず）およびコンテナ４を巻上げて、コンテナ４をシャーシ６上へと移動させる。
【００１９】
船舶７から積み降ろされたコンテナ４は、シャーシ６によってヤードクレーン１ａ，１ｂまで搬送され、ヤードクレーン１ａ，１ｂによってコンテナヤード５に蔵置されることとなる。
【００２０】
ターミナルビル３には、港湾施設全体を管理する管理装置３０が設置される。管理装置３０は、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂのスケジュール管理、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂに対する作業指示およびヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂからの状態収集等を行う。このように、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂは、管理装置３０によって集中管理され、管理装置３０からの指示に基づいて荷役作業等を実行する。
【００２１】
なお、本実施例では、ヤードクレーンおよびコンテナクレーンがそれぞれ２台ずつ設置される場合の例について説明するが、港湾施設に設置されるヤードクレーンおよびコンテナクレーンは、３台以上であっても構わない。
【００２２】
［港湾荷役システムの構成］
次に、本実施例に係る港湾荷役システムの構成について図２を用いて説明する。図２は、港湾荷役システムのシステム構成を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、本実施例に係る港湾荷役システムでは、ヤードクレーンシステム１０と、コンテナクレーンシステム２０と、管理装置３０とが、通信ネットワーク４０を介して相互に接続される。なお、通信ネットワーク４０としては、たとえば有線ＬＡＮ（Local Area Network）や無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。
【００２４】
ヤードクレーンシステム１０は、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂと、受変電部１５と、制御装置１６とを備える。また、ヤードクレーン１ａは、クレーンコントローラ１１と、コンバータ１２と、走行用インバータ１３ａと、横行用インバータ１３ｂと、巻上用インバータ１３ｃと、走行用モータ１４ａと、横行用モータ１４ｂと、巻上用モータ１４ｃとを備える。図示を省略するが、ヤードクレーン１ｂもヤードクレーン１ａと同様の構成を備える。なお、本実施例では、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、管理装置３０からの指示に従って自動的に動作する無人クレーンである場合の例について説明するが、ヤードクレーンは有人クレーンであってもよい。
【００２５】
ここで、ヤードクレーン１ａの外観構成について図３を用いて説明する。図３は、ヤードクレーン１ａの外観構成を示す模式図である。なお、ヤードクレーン１ｂの外観構成は、ヤードクレーン１ａの外観構成と同一であるため、ここでの説明は省略する。
【００２６】
図３に示すように、ヤードクレーン１ａは、脚部１０１，１０１の上部にガーダ１０２を掛け渡した門型形状を備える。ガーダ１０２上には、吊り具１０３の巻上げまたは巻下げを行う巻上部（図示せず）を備えたトロリー１０４が横行可能に載置されている。また、脚部１０１，１０１の下部には、それぞれ走行部１０５，１０５が設けられており、ガーダ１０２と直交する方向（すなわち、トロリー１０４の横行方向と直交する方向）に向かって走行可能に構成されている。
【００２７】
なお、ここでは、ヤードクレーン１ａが、走行部１０５，１０５としてタイヤを備える場合の例について示したが、走行部１０５，１０５の構成はこれに限ったものではない。
【００２８】
図２に戻り、ヤードクレーン１ａの内部構成について説明する。クレーンコントローラ１１は、ヤードクレーン１ａ全体を制御する。具体的には、クレーンコントローラ１１は、制御装置１６からの移動コマンドに基づき、走行用モータ１４ａ、横行用モータ１４ｂおよび巻上用モータ１４ｃの駆動指令を生成して走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃへそれぞれ出力する。
【００２９】
コンバータ１２は、受変電部１５から供給された交流電圧を直流電圧に変換したうえで、それぞれ走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃへ供給する。
【００３０】
かかるコンバータ１２は、電力回生機能を備えており、巻上用モータ１４ｃの巻下げ動作によって発生した直流電圧を交流電圧へ変換して受変電部１５へ戻す処理も併せて行う。
【００３１】
走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃは、コンバータ１２から供給される直流電圧をクレーンコントローラ１１からの駆動指令に応じてスイッチングし、それぞれ走行用モータ１４ａ、横行用モータ１４ｂおよび巻上用モータ１４ｃに対して交流電力を供給する。
【００３２】
走行用モータ１４ａは、走行用インバータ１３ａから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる走行用モータ１４ａを駆動させることで、図３に示す走行部１０５，１０５が駆動し、ヤードクレーン１ａを走行させることができる。
【００３３】
横行用モータ１４ｂは、横行用インバータ１３ｂから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる横行用モータ１４ｂを駆動させることで、図３に示すトロリー１０４を横行させることができる。巻上用モータ１４ｃは、巻上用インバータ１３ｃから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる巻上用モータ１４ｃを駆動させることで、図３に示す吊り具１０３を巻上げまたは巻下げることができる。
【００３４】
受変電部１５は、商用電源５０から供給される交流電圧を受電し、必要に応じて受電電圧を変圧して各ヤードクレーン１ａ，１ｂへ供給する。
【００３５】
制御装置１６は、ヤードクレーンシステム１０全体を制御する制御装置である。具体的には、制御装置１６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて各ヤードクレーン１ａ，１ｂの移動コマンドを生成し、生成した移動コマンドを各ヤードクレーン１ａ，１ｂに対して送信する。
【００３６】
また、制御装置１６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて、作業モードの選択を行う。そして、作業モードとして「省エネ優先モード」が選択された場合には、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂが協働して巻上げ動作および巻下げ動作を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの移動コマンドを生成する。
【００３７】
つづいて、コンテナクレーンシステム２０の構成について説明する。コンテナクレーンシステム２０は、２台のコンテナクレーン２ａ，２ｂと、受変電部２５と、制御装置２６とを備える。
【００３８】
受変電部２５は、商用電源５０から供給される交流電圧を受電し、必要に応じて受電電圧を変圧して各コンテナクレーン２ａ，２ｂへ供給する。また、制御装置２６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて各コンテナクレーン２ａ，２ｂの移動コマンドを生成し、生成した移動コマンドを各コンテナクレーン２ａ，２ｂに対して送信する。コンテナクレーン２ａ，２ｂは、かかる移動コマンドに基づいて駆動することとなる。
【００３９】
管理装置３０は、港湾荷役システム全体を管理する装置である。たとえば、管理装置３０は、船舶７の到着予定時刻、コンテナヤード５に蔵置されたコンテナ４のシャーシ６による搬出予定時刻等の作業スケジュール情報に応じて荷役計画情報を作成し、作成した荷役計画情報をヤードクレーンシステム１０の制御装置１６およびコンテナクレーンシステム２０の制御装置２６へ送信する。
【００４０】
なお、荷役計画情報は、管理装置３０が作業スケジュール情報に基づいて自動的に作成することとしてもよいし、作業員等が管理装置３０を用いて手動で作成することとしてもよい。
【００４１】
［ヤードクレーンシステムの制御装置の構成］
次に、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６の構成について図４を用いて説明する。図４は、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６の構成を示すブロック図である。なお、図４では、制御装置１６の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４２】
図４に示すように、制御装置１６は、制御部１６１と、記憶部１６２とを備える。また、制御部１６１は、情報取得部１６１ａと、判定部１６１ｂと、動作制御部１６１ｃとを備え、記憶部１６２は、省エネモード選択条件１６２ａを記憶する。
【００４３】
情報取得部１６１ａは、外部からの情報を取得する処理部である。具体的には、情報取得部１６１ａは、管理装置３０から荷役計画情報を取得し、取得した荷役計画情報を判定部１６１ｂへ渡す。ここで、荷役計画情報は、荷役作業に関する情報であり、船舶７との荷役作業の有無、シャーシ６との荷役作業の有無といった情報が含まれるものとする。
【００４４】
なお、情報取得部１６１ａは、管理装置３０からの荷役計画情報に限らず、ヤードクレーン１ａ，１ｂあるいはコンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報等も取得するものとする。ここで、状態情報とは、たとえば、ヤードクレーン１ａ，１ｂあるいはコンテナクレーン２ａ，２ｂの姿勢、各駆動設備（吊り具１０３、トロリー１０４、走行部１０５，１０５）の位置、速度、稼働状況（稼働中か非稼動中かを区別する情報）等の情報である。
【００４５】
判定部１６１ｂは、情報取得部１６１ａから受け取った荷役計画情報および記憶部１６２に記憶されている省エネモード選択条件１６２ａに基づき、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する処理部である。
【００４６】
ここで、省エネモード選択条件１６２ａとは、ヤードクレーン１ａ，１ｂによる荷役作業を省エネモードで実行するための条件を規定した情報である。具体的には、省エネモード選択条件１６２ａには、迅速性を要しない荷役作業の種別が含まれている。本実施例では、船舶７との荷役作業がなく、かつ、シャーシ６との荷役作業もないことが省エネモード選択条件１６２ａとして含まれているものとする。
【００４７】
判定部１６１ｂは、情報取得部１６１ａから荷役計画情報を受け取ると、省エネモード選択条件１６２ａを参照し、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する。具体的には、荷役計画情報の内容が省エネモード選択条件１６２ａに合致する場合、すなわち、コンテナクレーン２ａ，２ｂによる船舶７およびシャーシ６間での荷役作業、ヤードクレーン１ａ，１ｂによるシャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業の双方が荷役計画情報に含まれない場合に、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定する。
【００４８】
そして、判定部１６１ｂは、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定すると、荷役計画情報とともに、省エネモードが選択されたことを示す省エネモード選択情報を動作制御部１６１ｃへ渡す。
【００４９】
動作制御部１６１ｃは、荷役計画情報に応じた荷役作業を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する処理部である。かかる動作制御部１６１ｃは、判定部１６１ｂから省エネモード選択情報を受け取った場合には、荷役計画情報に応じた荷役作業を省エネモードで実行するように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する。
【００５０】
省エネモードでは、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）による、コンバータ１２が回生運転となる回生動作を、他方のヤードクレーン１ｂ（１ａ）による、コンバータ１２が力行運転となる力行動作と同時に行う。一例として、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）による巻上げ動作または巻下げ動作のうち一方の動作を他方のヤードクレーン１ｂ（１ａ）による他方の動作と同期させることで、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂに対して協働して巻上げ動作および巻下げ動作を行わせる。なお、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの具体的な動作については、図６Ａ〜図６Ｃを用いて後述する。
【００５１】
［省エネモード選択時の動作例］
次に、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について、省エネモード非選択時（以下、「通常モード」と記載する）における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例と比較して説明する。
【００５２】
まず、通常モード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図５Ａは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ａの動作例および消費電力を示す図であり、図５Ｂは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ｂの動作例および消費電力を示す図である。また、図５Ｃは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ａおよびヤードクレーン１ｂの消費電力の総和を示す図である。
【００５３】
ここで、図５Ａ〜図５Ｃには、ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作の一例として、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、それぞれ走行（ａ）、巻下げ（ｂ）、巻上げ（ｃ）、横行（ｄ）、巻下げ（ｅ）、巻上げ（ｆ）および横行（ｇ）の順に動作した場合の例について示している。
【００５４】
すなわち、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、走行（ａ）を行うことで指定されたコンテナ４の上方に吊り具１０３を位置させたのち、巻下げ（ｂ）を行うことで吊り具１０３をコンテナ４近傍まで降ろす。つづいて、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、手動あるいは自動によりコンテナ４と吊り具１０３とが連結されると、吊り具１０３を巻上げ（ｃ）、トロリー１０４を横行させてコンテナ４を移動先となる場所の上方へ位置させたうえで（ｄ）、吊り具１０３を巻下げて（ｅ）、コンテナ４を指定された場所へ蔵置する。その後、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、吊り具１０３を巻上げ（ｆ）、トロリー１０４をホームポジションまで横行させて（ｇ）、荷役作業の動作を終了する。
【００５５】
なお、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、走行動作、巻上げ動作および横行動作を行った場合には電力を消費することとなるが、巻下げ動作を行った場合には回生電力の発生により消費電力がマイナスとなる。
【００５６】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、通常モードが選択された場合、各ヤードクレーン１ａ，１ｂは、他のヤードクレーンの作業状況に依存することなく独立して荷役作業を行う。このため、図５Ｃに示すように、作業内容によっては両ヤードクレーン１ａ，１ｂの消費電力が瞬間的に大きくなる可能性があり（図５Ｃの（ｈ）参照）、また、両ヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ｂ）で発生した回生電力が瞬間的に大きくなる可能性もある（図５Ｃの（ｉ）参照）。
【００５７】
つづいて、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図６Ａは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ａの動作例および消費電力を示す図であり、図６Ｂは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ｂの動作例および消費電力を示す図である。また、図６Ｃは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ａおよびヤードクレーン１ｂの消費電力の総和を示す図である。
【００５８】
なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、図５Ａ〜図５Ｃと同様に、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、それぞれ走行（ａ）、巻下げ（ｂ）、巻上げ（ｃ）、横行（ｄ）、巻下げ（ｅ）、巻上げ（ｆ）および横行（ｇ）の順に動作するものとする。
【００５９】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、省エネモードが選択された場合、各ヤードクレーン１ａ，１ｂは、巻上げ動作および巻下げ動作を同期して行う。具体的には、図６Ａに示すように、制御装置１６の動作制御部１６１ｃは、巻上げ動作（ｃ）の直前までの動作、すなわち走行動作（ａ）および巻下げ動作（ｂ）までを行ったのち、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）の開始タイミングが到来するまでの間、待機しておくようにヤードクレーン１ａに対して指示する（ｗ１）。
【００６０】
そして、動作制御部１６１ｃは、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）の開始タイミングで、ヤードクレーン１ａの巻上げ動作（ｃ）を行わせる。これにより、ヤードクレーン１ａの巻上げ動作（ｃ）とヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）とが同時に開始されることとなる。
【００６１】
このように、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ｂ）の巻下げ動作（または巻上げ動作）の開始タイミングが到来するまでの間、他のヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ａ）による巻上げ動作（または巻下げ動作）を禁止することで、巻上げ動作と巻下げ動作とを確実に同期させることができる。
【００６２】
同様に、動作制御部１６１ｃは、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｅ）の開始タイミングが到来するまでの間、ヤードクレーン１ａを待機させ（ｗ２）、ヤードクレーン１ａの巻下げ動作（ｅ）の開始タイミングが到来するまでの間、ヤードクレーン１ｂを待機させる（ｗ３）。
【００６３】
このように、省エネモードが選択された場合には、各ヤードクレーン１ａ，１ｂの巻上げ動作および巻下げ動作が同期され、巻下げ動作によって発生した回生電力を利用して巻上げ動作が行われる。このため、図６（Ｃ）に示すように、通常モード選択時と比較して、ピーク電力を低減することができ、また、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）で発生した回生電力を他方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）の電力として確実に利用することができる。すなわち、省エネルギー化を図ることができる。
【００６４】
しかも、制御装置１６は、船舶７との荷役作業がなく、かつ、シャーシ６との荷役作業もない場合、すなわち、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業である場合に省エネモードを選択することとした。このため、作業の迅速性が無用に損なわれることはない。
【００６５】
なお、動作制御部１６１ｃは、図６Ｂに示すように、ヤードクレーン１ａの横行動作（ｇ）中にヤードクレーン１ｂの巻上げ動作（ｆ）が行われることでヤードクレーン１ａ，１ｂの消費電力の総和が瞬間的に高くなることを防止するために、ヤードクレーン１ａの横行動作（ｇ）が完了するまでの間、ヤードクレーン１ｂを待機させてもよい（ｗ４）。
【００６６】
また、巻下げ動作に限らず、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）における走行動作の最後の減速停止時にコンバータ１２が回生運転となるようであれば、この減速停止動作を、他方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）のコンバータ１２が力行運転となる動作と同時に行うようにしてもよい。
【００６７】
［ヤードクレーンシステムの制御装置の具体的動作］
次に、制御装置１６が実行するモード選択処理の処理手順について図７を用いて説明する。図７は、モード選択処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図７に示すように、制御装置１６では、情報取得部１６１ａが、管理装置３０から荷役計画情報を取得し（ステップＳ１０１）、判定部１６１ｂが、取得した荷役計画情報に基づいて、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。本実施例では、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業ならびにシャーシ６およびコンテナヤード５間の荷役作業の双方が荷役計画情報に含まれない場合に、迅速性を要しない作業であると判定する。
【００６９】
そして、制御装置１６は、ステップＳ１０２において迅速性を要しない作業であると判定すると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、省エネモードを選択する（ステップＳ１０３）。この結果、ヤードクレーン１ａ，１ｂの巻上げ動作および巻下げ動作が同期して行われることとなり、巻下げ動作による回生電力を巻上げ動作の電力として確実に利用することで、省エネルギー化を図ることができる。
【００７０】
一方、制御装置１６は、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要する作業である場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、省エネモードの選択は行わない。すなわち、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業やシャーシ６およびコンテナヤード５間の荷役作業のように迅速性を要する作業を行う場合に省エネモードが選択されることがないため、作業の迅速性が無用に損なわれることがない。
【００７１】
上述してきたように、本実施例では、判定部が、荷役計画情報に基づき、管理装置から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定し、動作制御部が、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定部によって判定された場合に、省エネモードとすることとした。したがって、作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施例では、省エネモードにて、動作制御部が例えば、一のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作を他のヤードクレーンによる巻下げ動作または巻上げ動作と同期させ、コンバータが、巻下げ動作によって生じる回生電力を巻上げ動作を行うヤードクレーンへ供給することとした。したがって、一のヤードクレーンで発生した回生電力を他のクレーンで必要な力行電力として確実に利用することができる。
【００７３】
ところで、上述してきた実施例では、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、無人クレーンである場合の例について説明してきた。すなわち、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、走行、横行、巻上げおよび巻下げといった各種の動作を制御装置１６からの移動コマンドに応じて自動で行うこととした。しかし、これに限ったものではなく、ヤードクレーンは、有人クレーンであってもよい。すなわち、ヤードクレーンは、操作部を備え、走行、横行、巻上げおよび巻下げといった各種の動作を作業員による入力操作に応じて行うタイプのヤードクレーンであってもよい。
【００７４】
かかる場合、制御装置１６の動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来するまでの間、他方のヤードクレーンの操作に用いる操作部への入力操作を無効とすればよい。すなわち、動作制御部１６１ｃは、たとえば図６Ａおよび図６Ｂにおける（ｗ１）〜（ｗ４）の期間において、巻下げ動作または巻上げ動作に関する入力操作が操作部に対して行われたとしてもこれらの動作を行わないようにヤードクレーンを制御する。
【００７５】
これにより、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来する前に、他方のヤードクレーンによる巻下げ動作または巻上げ動作が開始されてしまうことを防止し、巻上げ動作および巻下げ動作を同様のタイミングで開始させることができる。なお、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来したことを他方のヤードクレーンを操作する作業員に対して報知することとしてもよい。このようにすれば、巻上げ動作および巻下げ動作をより確実に同期させることができる。報知の方法としては、操作部に設けられたランプを点灯させたり、所定のスピーカから音声を出力したりすることが考えられる。
【００７６】
また、上述してきた実施例では、制御装置１６の判定部１６１ｂが、管理装置３０からの荷役計画情報に基づいて、荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定することとしたが、これに限ったものではない。
【００７７】
たとえば、判定部１６１ｂは、コンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報を通信ネットワーク４０経由で取得し、コンテナクレーン２ａ，２ｂが非稼動状態である場合に、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することとしてもよい。すなわち、コンテナクレーン２ａ，２ｂが非稼動状態であれば、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業が行われていないということがわかるため、ヤードクレーン１ａ，１ｂによる荷役作業に迅速性を要しないと判定することができる。このように、判定部１６１ｂは、コンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報を荷役作業に関する情報として用いて、荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定してもよい。
【００７８】
また、上述してきた実施例では、２台のヤードクレーン間で巻上げ動作および巻下げ動作を同期させる場合の例について説明したが、巻上げ動作および巻下げ動作の同期は、３台以上のヤードクレーン間で行ってもよい。かかる場合、動作制御部１６１ｃは、巻上げ動作による消費電力と巻下げ動作による回生電力とがつり合うように、３台以上のヤードクレーン間で巻上げ動作および巻下げ動作を同期させればよい。たとえば、巻上げ動作による消費電力が巻下げ動作による回生電力の２倍に相当する場合には、１台のヤードクレーンによる巻上げ動作と２台のヤードクレーンによる巻下げ動作とを同期させればよい。
【００７９】
また、上述してきた実施例では、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６が、情報取得部１６１ａ、判定部１６１ｂおよび動作制御部１６１ｃを備える場合の例について説明してきたが、これに限ったものではない。たとえば、情報取得部１６１ａ、判定部１６１ｂおよび動作制御部１６１ｃは、クレーンコントローラ１１が備えていてもよいし、管理装置３０が備えていてもよい。
【００８０】
また、上述してきた実施例では、シャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業を行うクレーンがヤードクレーンである場合について説明したが、これに限ったものではなく、かかるクレーンは、ジブクレーンやアンローダ等の他のクレーンであっても構わない。
【００８１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｐ 港湾
１ａ，１ｂ ヤードクレーン
２ａ，２ｂ コンテナクレーン
３ ターミナルビル
４ コンテナ
５ コンテナヤード
６ シャーシ
７ 船舶
８ 岸壁
１０ ヤードクレーンシステム
２０ コンテナクレーンシステム
３０ 管理装置
４０ 通信ネットワーク
５０ 商用電源
１１ クレーンコントローラ
１２ コンバータ
１３ａ 走行用インバータ
１３ｂ 横行用インバータ
１３ｃ 巻上用インバータ
１４ａ 走行用モータ
１４ｂ 横行用モータ
１４ｃ 巻上用モータ
１５ 受変電部
１６ 制御装置
２１ レール
２２ ブーム
２３ トロリー
２５ 受変電部
２６ 制御装置
１０１ 脚部
１０２ ガーダ
１０３ 吊り具
１０４ トロリー
１０５ 走行部
１６１ 制御部
１６１ａ 情報取得部
１６１ｂ 判定部
１６１ｃ 動作制御部
１６２ 記憶部
１６２ａ 省エネモード選択条件
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾等に形成されるコンテナターミナルには、コンテナの積み込みや積み降ろし等の荷役作業を行う荷役クレーンが設置される。かかる荷役クレーンとしては、たとえば、コンテナ船とトラックとの間で荷役作業を行うコンテナクレーンや、トラックとコンテナヤードとの間で荷役作業を行うヤードクレーン等がある。
【０００３】
このような荷役クレーンを用いた荷役作業においては、コスト削減等の観点から、コンテナ船の停泊時間あるいはトラックの停車時間を極力短くすることが重要であり、作業の迅速化が求められてきた。
【０００４】
一方、近年においては、省エネルギー化というあらたなニーズも生まれてきている。たとえば、荷役作業の省エネルギー化を図るための技術として、特許文献１に記載された技術が知られている。具体的には、特許文献１には、コンテナクレーンの巻下げ動作によって生じた回生エネルギーを蓄電池に溜めておき、かかる回生エネルギーを利用して巻上げ動作を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６３０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、省エネルギー化を図ることはできるものの、回生エネルギーを貯蔵する大容量な蓄電池が必要となるため、設備費用が増大するという問題があった。また、作業の迅速性を考慮するという点で更なる改善の余地があった。なお、かかる課題は、港湾での荷役作業に限ったものではなく、複数のクレーンを用いて行われる他の荷役作業においても生じ得る課題である。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、設備費用を抑えかつ作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる荷役システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示する荷役システムは、複数のクレーンを用いて荷役作業を行う荷役システムであって、前記荷役作業に関する情報に基づいて該荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する判定部と、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると前記判定部によって判定された場合に、前記複数のクレーンのうち少なくとも２台の前記クレーンが協働して力行動作および回生動作を行うように前記クレーンの動作を制御する動作制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する荷役システムの一つの態様によれば、設備費用を抑えかつ作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施例に係る港湾施設の模式図である。
【図２】図２は、港湾荷役システムのシステム構成を示す図である。
【図３】図３は、ヤードクレーンの外観構成を示す模式図である。
【図４】図４は、ヤードクレーンシステムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、通常モード選択時における一方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、通常モード選択時における他方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、通常モード選択時における各ヤードクレーンの消費電力の総和を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、省エネモード選択時における一方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、省エネモード選択時における他方のヤードクレーンの動作例および消費電力を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、省エネモード選択時における各ヤードクレーンの消費電力の総和を示す図である。
【図７】図７は、モード選択処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する荷役システムのいくつかの実施例を詳細に説明する。
【００１２】
なお、以下に示す実施例では、ヤードクレーンおよびコンテナクレーンを用いて港湾での荷役作業を行う港湾荷役システムに対して本願の開示する荷役システムを適用した場合の例について説明する。ただし、本願の開示する荷役システムは、複数のクレーンを用いて荷役作業を行うものであれば、港湾荷役作業以外の作業を行う場合にも適用可能である。
【実施例】
【００１３】
［港湾施設の外観］
まず、本実施例に係る港湾荷役システムが適用される港湾施設の外観について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る港湾施設の模式図である。
【００１４】
図１に示すように、港湾Ｐには、ヤードクレーン１ａ，１ｂ、コンテナクレーン２ａ，２ｂおよびターミナルビル３等が設置される。
【００１５】
ヤードクレーン１ａ，１ｂは、コンテナ４の蔵置場所であるコンテナヤード５に設けられるクレーンであり、シャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業を行う。具体的には、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、シャーシ６によって搬送されてきたコンテナ４をコンテナヤード５へ降ろす作業やコンテナヤード５に蔵置されたコンテナ４をシャーシ６へ積み込む作業等を行う。
【００１６】
また、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、上記のような積み降ろし作業や積み込み作業だけでなく、たとえばシャーシ６に対するコンテナ４の積み込み作業を迅速に行うために、シャーシ６へ積み込むべきコンテナ４をあらかじめ積み込み易い場所へ移動させておくといったコンテナ整理作業等も行う。なお、ヤードクレーン１ａ，１ｂの構成については、図３を用いて後述する。
【００１７】
コンテナクレーン２ａ，２ｂは、コンテナ船等の船舶７が接岸する岸壁８に沿って設置されるガントリークレーン等のクレーンであり、船舶７およびシャーシ６間での荷役作業を行う。
【００１８】
たとえば、コンテナクレーン２ａ，２ｂは、岸壁８に対して略平行に設けられたレール２１に沿って移動した後、レール２１と直交する向きに設けられたブーム２２に沿ってトロリー２３を船舶７上の所望の位置まで移動させる。その後、トロリー２３の下部に設けられた吊り具（図示せず）を巻下げて船舶７上のコンテナと連結させた後、吊り具（図示せず）およびコンテナ４を巻上げて、コンテナ４をシャーシ６上へと移動させる。
【００１９】
船舶７から積み降ろされたコンテナ４は、シャーシ６によってヤードクレーン１ａ，１ｂまで搬送され、ヤードクレーン１ａ，１ｂによってコンテナヤード５に蔵置されることとなる。
【００２０】
ターミナルビル３には、港湾施設全体を管理する管理装置３０が設置される。管理装置３０は、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂのスケジュール管理、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂに対する作業指示およびヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂからの状態収集等を行う。このように、ヤードクレーン１ａ，１ｂおよびコンテナクレーン２ａ，２ｂは、管理装置３０によって集中管理され、管理装置３０からの指示に基づいて荷役作業等を実行する。
【００２１】
なお、本実施例では、ヤードクレーンおよびコンテナクレーンがそれぞれ２台ずつ設置される場合の例について説明するが、港湾施設に設置されるヤードクレーンおよびコンテナクレーンは、３台以上であっても構わない。
【００２２】
［港湾荷役システムの構成］
次に、本実施例に係る港湾荷役システムの構成について図２を用いて説明する。図２は、港湾荷役システムのシステム構成を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、本実施例に係る港湾荷役システムでは、ヤードクレーンシステム１０と、コンテナクレーンシステム２０と、管理装置３０とが、通信ネットワーク４０を介して相互に接続される。なお、通信ネットワーク４０としては、たとえば有線ＬＡＮ（Local Area Network）や無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。
【００２４】
ヤードクレーンシステム１０は、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂと、受変電部１５と、制御装置１６とを備える。また、ヤードクレーン１ａは、クレーンコントローラ１１と、コンバータ１２と、走行用インバータ１３ａと、横行用インバータ１３ｂと、巻上用インバータ１３ｃと、走行用モータ１４ａと、横行用モータ１４ｂと、巻上用モータ１４ｃとを備える。図示を省略するが、ヤードクレーン１ｂもヤードクレーン１ａと同様の構成を備える。なお、本実施例では、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、管理装置３０からの指示に従って自動的に動作する無人クレーンである場合の例について説明するが、ヤードクレーンは有人クレーンであってもよい。
【００２５】
ここで、ヤードクレーン１ａの外観構成について図３を用いて説明する。図３は、ヤードクレーン１ａの外観構成を示す模式図である。なお、ヤードクレーン１ｂの外観構成は、ヤードクレーン１ａの外観構成と同一であるため、ここでの説明は省略する。
【００２６】
図３に示すように、ヤードクレーン１ａは、脚部１０１，１０１の上部にガーダ１０２を掛け渡した門型形状を備える。ガーダ１０２上には、吊り具１０３の巻上げまたは巻下げを行う巻上部（図示せず）を備えたトロリー１０４が横行可能に載置されている。また、脚部１０１，１０１の下部には、それぞれ走行部１０５，１０５が設けられており、ガーダ１０２と直交する方向（すなわち、トロリー１０４の横行方向と直交する方向）に向かって走行可能に構成されている。
【００２７】
なお、ここでは、ヤードクレーン１ａが、走行部１０５，１０５としてタイヤを備える場合の例について示したが、走行部１０５，１０５の構成はこれに限ったものではない。
【００２８】
図２に戻り、ヤードクレーン１ａの内部構成について説明する。クレーンコントローラ１１は、ヤードクレーン１ａ全体を制御する。具体的には、クレーンコントローラ１１は、制御装置１６からの移動コマンドに基づき、走行用モータ１４ａ、横行用モータ１４ｂおよび巻上用モータ１４ｃの駆動指令を生成して走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃへそれぞれ出力する。
【００２９】
コンバータ１２は、受変電部１５から供給された交流電圧を直流電圧に変換したうえで、それぞれ走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃへ供給する。
【００３０】
かかるコンバータ１２は、電力回生機能を備えており、巻上用モータ１４ｃの巻下げ動作によって発生した直流電圧を交流電圧へ変換して受変電部１５へ戻す処理も併せて行う。
【００３１】
走行用インバータ１３ａ、横行用インバータ１３ｂおよび巻上用インバータ１３ｃは、コンバータ１２から供給される直流電圧をクレーンコントローラ１１からの駆動指令に応じてスイッチングし、それぞれ走行用モータ１４ａ、横行用モータ１４ｂおよび巻上用モータ１４ｃに対して交流電力を供給する。
【００３２】
走行用モータ１４ａは、走行用インバータ１３ａから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる走行用モータ１４ａを駆動させることで、図３に示す走行部１０５，１０５が駆動し、ヤードクレーン１ａを走行させることができる。
【００３３】
横行用モータ１４ｂは、横行用インバータ１３ｂから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる横行用モータ１４ｂを駆動させることで、図３に示すトロリー１０４を横行させることができる。巻上用モータ１４ｃは、巻上用インバータ１３ｃから供給される交流電力によって駆動するモータである。かかる巻上用モータ１４ｃを駆動させることで、図３に示す吊り具１０３を巻上げまたは巻下げることができる。
【００３４】
受変電部１５は、商用電源５０から供給される交流電圧を受電し、必要に応じて受電電圧を変圧して各ヤードクレーン１ａ，１ｂへ供給する。
【００３５】
制御装置１６は、ヤードクレーンシステム１０全体を制御する制御装置である。具体的には、制御装置１６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて各ヤードクレーン１ａ，１ｂの移動コマンドを生成し、生成した移動コマンドを各ヤードクレーン１ａ，１ｂに対して送信する。
【００３６】
また、制御装置１６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて、作業モードの選択を行う。そして、作業モードとして「省エネ優先モード」が選択された場合には、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂが協働して巻上げ動作および巻下げ動作を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの移動コマンドを生成する。
【００３７】
つづいて、コンテナクレーンシステム２０の構成について説明する。コンテナクレーンシステム２０は、２台のコンテナクレーン２ａ，２ｂと、受変電部２５と、制御装置２６とを備える。
【００３８】
受変電部２５は、商用電源５０から供給される交流電圧を受電し、必要に応じて受電電圧を変圧して各コンテナクレーン２ａ，２ｂへ供給する。また、制御装置２６は、管理装置３０から受信した荷役計画情報に基づいて各コンテナクレーン２ａ，２ｂの移動コマンドを生成し、生成した移動コマンドを各コンテナクレーン２ａ，２ｂに対して送信する。コンテナクレーン２ａ，２ｂは、かかる移動コマンドに基づいて駆動することとなる。
【００３９】
管理装置３０は、港湾荷役システム全体を管理する装置である。たとえば、管理装置３０は、船舶７の到着予定時刻、コンテナヤード５に蔵置されたコンテナ４のシャーシ６による搬出予定時刻等の作業スケジュール情報に応じて荷役計画情報を作成し、作成した荷役計画情報をヤードクレーンシステム１０の制御装置１６およびコンテナクレーンシステム２０の制御装置２６へ送信する。
【００４０】
なお、荷役計画情報は、管理装置３０が作業スケジュール情報に基づいて自動的に作成することとしてもよいし、作業員等が管理装置３０を用いて手動で作成することとしてもよい。
【００４１】
［ヤードクレーンシステムの制御装置の構成］
次に、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６の構成について図４を用いて説明する。図４は、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６の構成を示すブロック図である。なお、図４では、制御装置１６の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４２】
図４に示すように、制御装置１６は、制御部１６１と、記憶部１６２とを備える。また、制御部１６１は、情報取得部１６１ａと、判定部１６１ｂと、動作制御部１６１ｃとを備え、記憶部１６２は、省エネモード選択条件１６２ａを記憶する。
【００４３】
情報取得部１６１ａは、外部からの情報を取得する処理部である。具体的には、情報取得部１６１ａは、管理装置３０から荷役計画情報を取得し、取得した荷役計画情報を判定部１６１ｂへ渡す。ここで、荷役計画情報は、荷役作業に関する情報であり、船舶７との荷役作業の有無、シャーシ６との荷役作業の有無といった情報が含まれるものとする。
【００４４】
なお、情報取得部１６１ａは、管理装置３０からの荷役計画情報に限らず、ヤードクレーン１ａ，１ｂあるいはコンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報等も取得するものとする。ここで、状態情報とは、たとえば、ヤードクレーン１ａ，１ｂあるいはコンテナクレーン２ａ，２ｂの姿勢、各駆動設備（吊り具１０３、トロリー１０４、走行部１０５，１０５）の位置、速度、稼働状況（稼働中か非稼動中かを区別する情報）等の情報である。
【００４５】
判定部１６１ｂは、情報取得部１６１ａから受け取った荷役計画情報および記憶部１６２に記憶されている省エネモード選択条件１６２ａに基づき、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する処理部である。
【００４６】
ここで、省エネモード選択条件１６２ａとは、ヤードクレーン１ａ，１ｂによる荷役作業を省エネモードで実行するための条件を規定した情報である。具体的には、省エネモード選択条件１６２ａには、迅速性を要しない荷役作業の種別が含まれている。本実施例では、船舶７との荷役作業がなく、かつ、シャーシ６との荷役作業もないことが省エネモード選択条件１６２ａとして含まれているものとする。
【００４７】
判定部１６１ｂは、情報取得部１６１ａから荷役計画情報を受け取ると、省エネモード選択条件１６２ａを参照し、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する。具体的には、荷役計画情報の内容が省エネモード選択条件１６２ａに合致する場合、すなわち、コンテナクレーン２ａ，２ｂによる船舶７およびシャーシ６間での荷役作業、ヤードクレーン１ａ，１ｂによるシャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業の双方が荷役計画情報に含まれない場合に、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定する。
【００４８】
そして、判定部１６１ｂは、実行すべき荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定すると、荷役計画情報とともに、省エネモードが選択されたことを示す省エネモード選択情報を動作制御部１６１ｃへ渡す。
【００４９】
動作制御部１６１ｃは、荷役計画情報に応じた荷役作業を行うように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する処理部である。かかる動作制御部１６１ｃは、判定部１６１ｂから省エネモード選択情報を受け取った場合には、荷役計画情報に応じた荷役作業を省エネモードで実行するように各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作を制御する。
【００５０】
省エネモードでは、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）による、コンバータ１２が回生運転となる回生動作を、他方のヤードクレーン１ｂ（１ａ）による、コンバータ１２が力行運転となる力行動作と同時に行う。一例として、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）による巻上げ動作または巻下げ動作のうち一方の動作を他方のヤードクレーン１ｂ（１ａ）による他方の動作と同期させることで、２台のヤードクレーン１ａ，１ｂに対して協働して巻上げ動作および巻下げ動作を行わせる。なお、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの具体的な動作については、図６Ａ〜図６Ｃを用いて後述する。
【００５１】
［省エネモード選択時の動作例］
次に、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について、省エネモード非選択時（以下、「通常モード」と記載する）における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例と比較して説明する。
【００５２】
まず、通常モード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図５Ａは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ａの動作例および消費電力を示す図であり、図５Ｂは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ｂの動作例および消費電力を示す図である。また、図５Ｃは、通常モード選択時におけるヤードクレーン１ａおよびヤードクレーン１ｂの消費電力の総和を示す図である。
【００５３】
ここで、図５Ａ〜図５Ｃには、ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作の一例として、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、それぞれ走行（ａ）、巻下げ（ｂ）、巻上げ（ｃ）、横行（ｄ）、巻下げ（ｅ）、巻上げ（ｆ）および横行（ｇ）の順に動作した場合の例について示している。
【００５４】
すなわち、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、走行（ａ）を行うことで指定されたコンテナ４の上方に吊り具１０３を位置させたのち、巻下げ（ｂ）を行うことで吊り具１０３をコンテナ４近傍まで降ろす。つづいて、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、手動あるいは自動によりコンテナ４と吊り具１０３とが連結されると、吊り具１０３を巻上げ（ｃ）、トロリー１０４を横行させてコンテナ４を移動先となる場所の上方へ位置させたうえで（ｄ）、吊り具１０３を巻下げて（ｅ）、コンテナ４を指定された場所へ蔵置する。その後、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、吊り具１０３を巻上げ（ｆ）、トロリー１０４をホームポジションまで横行させて（ｇ）、荷役作業の動作を終了する。
【００５５】
なお、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、ヤードクレーン１ａ，１ｂは、走行動作、巻上げ動作および横行動作を行った場合には電力を消費することとなるが、巻下げ動作を行った場合には回生電力の発生により消費電力がマイナスとなる。
【００５６】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、通常モードが選択された場合、各ヤードクレーン１ａ，１ｂは、他のヤードクレーンの作業状況に依存することなく独立して荷役作業を行う。このため、図５Ｃに示すように、作業内容によっては両ヤードクレーン１ａ，１ｂの消費電力が瞬間的に大きくなる可能性があり（図５Ｃの（ｈ）参照）、また、両ヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ｂ）で発生した回生電力が瞬間的に大きくなる可能性もある（図５Ｃの（ｉ）参照）。
【００５７】
つづいて、省エネモード選択時における各ヤードクレーン１ａ，１ｂの動作例について図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図６Ａは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ａの動作例および消費電力を示す図であり、図６Ｂは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ｂの動作例および消費電力を示す図である。また、図６Ｃは、省エネモード選択時におけるヤードクレーン１ａおよびヤードクレーン１ｂの消費電力の総和を示す図である。
【００５８】
なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、図５Ａ〜図５Ｃと同様に、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、それぞれ走行（ａ）、巻下げ（ｂ）、巻上げ（ｃ）、横行（ｄ）、巻下げ（ｅ）、巻上げ（ｆ）および横行（ｇ）の順に動作するものとする。
【００５９】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、省エネモードが選択された場合、各ヤードクレーン１ａ，１ｂは、巻上げ動作および巻下げ動作を同期して行う。具体的には、図６Ａに示すように、制御装置１６の動作制御部１６１ｃは、巻上げ動作（ｃ）の直前までの動作、すなわち走行動作（ａ）および巻下げ動作（ｂ）までを行ったのち、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）の開始タイミングが到来するまでの間、待機しておくようにヤードクレーン１ａに対して指示する（ｗ１）。
【００６０】
そして、動作制御部１６１ｃは、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）の開始タイミングで、ヤードクレーン１ａの巻上げ動作（ｃ）を行わせる。これにより、ヤードクレーン１ａの巻上げ動作（ｃ）とヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｂ）とが同時に開始されることとなる。
【００６１】
このように、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ｂ）の巻下げ動作（または巻上げ動作）の開始タイミングが到来するまでの間、他のヤードクレーン（たとえば、ヤードクレーン１ａ）による巻上げ動作（または巻下げ動作）を禁止することで、巻上げ動作と巻下げ動作とを確実に同期させることができる。
【００６２】
同様に、動作制御部１６１ｃは、ヤードクレーン１ｂの巻下げ動作（ｅ）の開始タイミングが到来するまでの間、ヤードクレーン１ａを待機させ（ｗ２）、ヤードクレーン１ａの巻下げ動作（ｅ）の開始タイミングが到来するまでの間、ヤードクレーン１ｂを待機させる（ｗ３）。
【００６３】
このように、省エネモードが選択された場合には、各ヤードクレーン１ａ，１ｂの巻上げ動作および巻下げ動作が同期され、巻下げ動作によって発生した回生電力を利用して巻上げ動作が行われる。このため、図６（Ｃ）に示すように、通常モード選択時と比較して、ピーク電力を低減することができ、また、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）で発生した回生電力を他方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）の電力として確実に利用することができる。すなわち、省エネルギー化を図ることができる。
【００６４】
しかも、制御装置１６は、船舶７との荷役作業がなく、かつ、シャーシ６との荷役作業もない場合、すなわち、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業である場合に省エネモードを選択することとした。このため、作業の迅速性が無用に損なわれることはない。
【００６５】
なお、動作制御部１６１ｃは、図６Ｂに示すように、ヤードクレーン１ａの横行動作（ｇ）中にヤードクレーン１ｂの巻上げ動作（ｆ）が行われることでヤードクレーン１ａ，１ｂの消費電力の総和が瞬間的に高くなることを防止するために、ヤードクレーン１ａの横行動作（ｇ）が完了するまでの間、ヤードクレーン１ｂを待機させてもよい（ｗ４）。
【００６６】
また、巻下げ動作に限らず、一方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）における走行動作の最後の減速停止時にコンバータ１２が回生運転となるようであれば、この減速停止動作を、他方のヤードクレーン１ａ（１ｂ）のコンバータ１２が力行運転となる動作と同時に行うようにしてもよい。
【００６７】
［ヤードクレーンシステムの制御装置の具体的動作］
次に、制御装置１６が実行するモード選択処理の処理手順について図７を用いて説明する。図７は、モード選択処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図７に示すように、制御装置１６では、情報取得部１６１ａが、管理装置３０から荷役計画情報を取得し（ステップＳ１０１）、判定部１６１ｂが、取得した荷役計画情報に基づいて、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。本実施例では、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業ならびにシャーシ６およびコンテナヤード５間の荷役作業の双方が荷役計画情報に含まれない場合に、迅速性を要しない作業であると判定する。
【００６９】
そして、制御装置１６は、ステップＳ１０２において迅速性を要しない作業であると判定すると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、省エネモードを選択する（ステップＳ１０３）。この結果、ヤードクレーン１ａ，１ｂの巻上げ動作および巻下げ動作が同期して行われることとなり、巻下げ動作による回生電力を巻上げ動作の電力として確実に利用することで、省エネルギー化を図ることができる。
【００７０】
一方、制御装置１６は、管理装置３０から指示された荷役作業が迅速性を要する作業である場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、省エネモードの選択は行わない。すなわち、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業やシャーシ６およびコンテナヤード５間の荷役作業のように迅速性を要する作業を行う場合に省エネモードが選択されることがないため、作業の迅速性が無用に損なわれることがない。
【００７１】
上述してきたように、本実施例では、判定部が、荷役計画情報に基づき、管理装置から指示された荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定し、動作制御部が、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定部によって判定された場合に、省エネモードとすることとした。したがって、作業の迅速性を考慮しつつ省エネルギー化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施例では、省エネモードにて、動作制御部が例えば、一のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作を他のヤードクレーンによる巻下げ動作または巻上げ動作と同期させ、コンバータが、巻下げ動作によって生じる回生電力を巻上げ動作を行うヤードクレーンへ供給することとした。したがって、一のヤードクレーンで発生した回生電力を他のクレーンで必要な力行電力として確実に利用することができる。
【００７３】
ところで、上述してきた実施例では、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、無人クレーンである場合の例について説明してきた。すなわち、ヤードクレーン１ａ，１ｂが、走行、横行、巻上げおよび巻下げといった各種の動作を制御装置１６からの移動コマンドに応じて自動で行うこととした。しかし、これに限ったものではなく、ヤードクレーンは、有人クレーンであってもよい。すなわち、ヤードクレーンは、操作部を備え、走行、横行、巻上げおよび巻下げといった各種の動作を作業員による入力操作に応じて行うタイプのヤードクレーンであってもよい。
【００７４】
かかる場合、制御装置１６の動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来するまでの間、他方のヤードクレーンの操作に用いる操作部への入力操作を無効とすればよい。すなわち、動作制御部１６１ｃは、たとえば図６Ａおよび図６Ｂにおける（ｗ１）〜（ｗ４）の期間において、巻下げ動作または巻上げ動作に関する入力操作が操作部に対して行われたとしてもこれらの動作を行わないようにヤードクレーンを制御する。
【００７５】
これにより、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来する前に、他方のヤードクレーンによる巻下げ動作または巻上げ動作が開始されてしまうことを防止し、巻上げ動作および巻下げ動作を同様のタイミングで開始させることができる。なお、動作制御部１６１ｃは、一方のヤードクレーンによる巻上げ動作または巻下げ動作の開始タイミングが到来したことを他方のヤードクレーンを操作する作業員に対して報知することとしてもよい。このようにすれば、巻上げ動作および巻下げ動作をより確実に同期させることができる。報知の方法としては、操作部に設けられたランプを点灯させたり、所定のスピーカから音声を出力したりすることが考えられる。
【００７６】
また、上述してきた実施例では、制御装置１６の判定部１６１ｂが、管理装置３０からの荷役計画情報に基づいて、荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定することとしたが、これに限ったものではない。
【００７７】
たとえば、判定部１６１ｂは、コンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報を通信ネットワーク４０経由で取得し、コンテナクレーン２ａ，２ｂが非稼動状態である場合に、荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することとしてもよい。すなわち、コンテナクレーン２ａ，２ｂが非稼動状態であれば、船舶７およびシャーシ６間の荷役作業が行われていないということがわかるため、ヤードクレーン１ａ，１ｂによる荷役作業に迅速性を要しないと判定することができる。このように、判定部１６１ｂは、コンテナクレーン２ａ，２ｂの状態情報を荷役作業に関する情報として用いて、荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定してもよい。
【００７８】
また、上述してきた実施例では、２台のヤードクレーン間で巻上げ動作および巻下げ動作を同期させる場合の例について説明したが、巻上げ動作および巻下げ動作の同期は、３台以上のヤードクレーン間で行ってもよい。かかる場合、動作制御部１６１ｃは、巻上げ動作による消費電力と巻下げ動作による回生電力とがつり合うように、３台以上のヤードクレーン間で巻上げ動作および巻下げ動作を同期させればよい。たとえば、巻上げ動作による消費電力が巻下げ動作による回生電力の２倍に相当する場合には、１台のヤードクレーンによる巻上げ動作と２台のヤードクレーンによる巻下げ動作とを同期させればよい。
【００７９】
また、上述してきた実施例では、ヤードクレーンシステム１０の制御装置１６が、情報取得部１６１ａ、判定部１６１ｂおよび動作制御部１６１ｃを備える場合の例について説明してきたが、これに限ったものではない。たとえば、情報取得部１６１ａ、判定部１６１ｂおよび動作制御部１６１ｃは、クレーンコントローラ１１が備えていてもよいし、管理装置３０が備えていてもよい。
【００８０】
また、上述してきた実施例では、シャーシ６およびコンテナヤード５間での荷役作業を行うクレーンがヤードクレーンである場合について説明したが、これに限ったものではなく、かかるクレーンは、ジブクレーンやアンローダ等の他のクレーンであっても構わない。
【００８１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｐ 港湾
１ａ，１ｂ ヤードクレーン
２ａ，２ｂ コンテナクレーン
３ ターミナルビル
４ コンテナ
５ コンテナヤード
６ シャーシ
７ 船舶
８ 岸壁
１０ ヤードクレーンシステム
２０ コンテナクレーンシステム
３０ 管理装置
４０ 通信ネットワーク
５０ 商用電源
１１ クレーンコントローラ
１２ コンバータ
１３ａ 走行用インバータ
１３ｂ 横行用インバータ
１３ｃ 巻上用インバータ
１４ａ 走行用モータ
１４ｂ 横行用モータ
１４ｃ 巻上用モータ
１５ 受変電部
１６ 制御装置
２１ レール
２２ ブーム
２３ トロリー
２５ 受変電部
２６ 制御装置
１０１ 脚部
１０２ ガーダ
１０３ 吊り具
１０４ トロリー
１０５ 走行部
１６１ 制御部
１６１ａ 情報取得部
１６１ｂ 判定部
１６１ｃ 動作制御部
１６２ 記憶部
１６２ａ 省エネモード選択条件
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクレーンを用いて荷役作業を行う荷役システムであって、
前記荷役作業に関する情報に基づいて該荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する判定部と、
前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると前記判定部によって判定された場合に、前記複数のクレーンのうち少なくとも２台の前記クレーンが協働して力行動作および回生動作を行うように前記クレーンの動作を制御する動作制御部と
を備えることを特徴とする荷役システム。
【請求項２】
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作を他の前記クレーンによる回生動作または力行動作と同期させることを特徴とする請求項１に記載の荷役システム。
【請求項３】
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作の開始タイミングが到来するまでの間、他の前記クレーンによる回生動作または力行動作を禁止することを特徴とする請求項２に記載の荷役システム。
【請求項４】
前記クレーンを操作する操作部
をさらに備え、
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作の開始タイミングが到来するまでの間、他の前記クレーンの操作に用いる操作部に対する前記回生動作または前記力行動作に関する入力操作を無効とすることを特徴とする請求項３に記載の荷役システム。
【請求項５】
前記力行動作は巻上げ動作であり、前記回生動作は巻下げ動作であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の荷役システム。
【請求項６】
船舶およびシャーシ間の荷役作業を行うコンテナクレーン
をさらに備え、
前記クレーンは、
前記シャーシおよびコンテナヤード間の荷役作業を行うヤードクレーンであり、
前記判定部は、
前記コンテナクレーンが非稼動状態である場合に、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の荷役システム。
【請求項７】
船舶およびシャーシ間の荷役作業を行うコンテナクレーン
をさらに備え、
前記クレーンは、
前記シャーシおよびコンテナヤード間の荷役作業を行うヤードクレーンであり、
前記判定部は、
外部から入力される前記荷役作業の計画情報に、前記船舶および前記シャーシ間の荷役作業ならびに前記シャーシおよび前記コンテナヤード間の荷役作業の双方が含まれない場合に、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の荷役システム。
【請求項１】
複数のクレーンを用いて荷役作業を行う荷役システムであって、
前記荷役作業に関する情報に基づいて該荷役作業が迅速性を要しない作業であるか否かを判定する判定部と、
前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると前記判定部によって判定された場合に、前記複数のクレーンのうち少なくとも２台の前記クレーンが協働して力行動作および回生動作を行うように前記クレーンの動作を制御する動作制御部と
を備えることを特徴とする荷役システム。
【請求項２】
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作を他の前記クレーンによる回生動作または力行動作と同期させることを特徴とする請求項１に記載の荷役システム。
【請求項３】
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作の開始タイミングが到来するまでの間、他の前記クレーンによる回生動作または力行動作を禁止することを特徴とする請求項２に記載の荷役システム。
【請求項４】
前記クレーンを操作する操作部
をさらに備え、
前記動作制御部は、
一の前記クレーンによる力行動作または回生動作の開始タイミングが到来するまでの間、他の前記クレーンの操作に用いる操作部に対する前記回生動作または前記力行動作に関する入力操作を無効とすることを特徴とする請求項３に記載の荷役システム。
【請求項５】
前記力行動作は巻上げ動作であり、前記回生動作は巻下げ動作であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の荷役システム。
【請求項６】
船舶およびシャーシ間の荷役作業を行うコンテナクレーン
をさらに備え、
前記クレーンは、
前記シャーシおよびコンテナヤード間の荷役作業を行うヤードクレーンであり、
前記判定部は、
前記コンテナクレーンが非稼動状態である場合に、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の荷役システム。
【請求項７】
船舶およびシャーシ間の荷役作業を行うコンテナクレーン
をさらに備え、
前記クレーンは、
前記シャーシおよびコンテナヤード間の荷役作業を行うヤードクレーンであり、
前記判定部は、
外部から入力される前記荷役作業の計画情報に、前記船舶および前記シャーシ間の荷役作業ならびに前記シャーシおよび前記コンテナヤード間の荷役作業の双方が含まれない場合に、前記荷役作業が迅速性を要しない作業であると判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の荷役システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４０８２５（Ｐ２０１２−２４０８２５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４９９９（Ｐ２０１１−１１４９９９）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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