特許 6242834 搬送経路計画システム及び搬送経路計画方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242834

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】搬送経路計画システム及び搬送経路計画方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/04 20120101AFI20171127BHJP

   G06Q 50/08 20120101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   G06Q10/04 310

   G06Q50/08

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-67354(P2015-67354)

(22)【出願日】2015年3月27日

(65)【公開番号】特開2016-186763(P2016-186763A)

(43)【公開日】2016年10月27日

【審査請求日】2016年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】岡部 亜梨子

(72)【発明者】

【氏名】榎本 敦子

(72)【発明者】

【氏名】野中 洋一

(72)【発明者】

【氏名】今村 光孝

【審査官】 山下 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−７１０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−３４４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１２０２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−２９１１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−９６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１２２１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｑ １０／００−９９／００

Ｇ０１Ｔ １／００

Ｇ２１Ｃ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を搬送する経路を計画する搬送経路計画システムであって、
除去可能な障害物のデータを読み込むデータ読み込み部と、
作業可能な空間を識別して準備作業特性値を算出する空間ネットワーク生成部と、
前記データ読み込み部で読み込んだ除去可能な障害物のデータと前記空間ネットワーク
生成部で生成した作業可能な空間と準備作業特性値の情報を用いて、準備作業による作業
員の準備作業空間からの被曝線量と搬送作業による前記作業員の前記対象物および搬送作
業空間からの被曝線量とによる前記作業員の累積作業被曝線量を算出して前記累積作業被
曝線量が最少になるノードを選択して搬送経路を再構成する経路探索部と、
前記経路探索部で再構成した搬送経路に基づいて前記対象物の軌道を生成し、前記生成
した前記対象物の軌道と前記搬送経路の周囲との干渉性をチェックする軌道生成干渉チェ
ック部と、
前記軌道生成干渉チェック部でチェックした結果を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする搬送経路計画システム。

【請求項2】

請求項１記載の搬送経路計画システムであって、前記経路探索部は、前記搬送作業によ
る前記作業員の前記対象物からの被曝線量を、搬送手段に応じて係数を変えて算出するこ
とを特徴とする搬送経路計画システム。

【請求項3】

請求項１記載の搬送経路計画システムであって、前記準備作業による前記作業員の準備
作業空間からの被曝線量と前記搬送作業による前記作業員の前記対象物および搬送作業空
間からの被曝線量とを、空間放射線量率のデータと、前記対象物の放射線量率のデータと
を用いて算出することを特徴とする搬送経路計画システム。

【請求項4】

請求項１記載の搬送経路計画システムであって、前記出力部は、前記軌道生成干渉チェ
ック部でチェックした結果として、前記搬送経路のデータと、除去する前記障害物のデータと、前記作業員の累積被曝線量のデータを出力することを特徴とする搬送経路計画システム。

【請求項5】

請求項１記載の搬送経路計画システムであって、前記出力部は、前記軌道生成干渉チェ
ック部でチェックした結果として、前記作業員の累積被曝線量の時間変化をグラフで表示
することを特徴とする搬送経路計画システム。

【請求項6】

対象物を搬送する経路を計画する搬送経路計画方法であって、
データ読み込み部で除去可能な障害物のデータを読み込み、
空間ネットワーク生成部で作業可能な空間を識別して準備作業特性値を算出し、
前記データ読み込み部で読み込んだ除去可能な障害物のデータと前記空間ネットワーク
生成部で生成した作業可能な空間と準備作業特性値の情報を用いて、経路探索部で準備作
業による作業員の準備作業空間からの被曝線量と搬送作業による前記作業員の前記対象物
および搬送作業空間からの被曝線量とによる前記作業員の累積作業被曝線量を算出し前記
累積作業被曝線量が最少になるノードを選択して搬送経路を再構成し、
前記経路探索部で再構成した搬送経路に基づいて軌道生成干渉チェック部で前記対象物
の軌道を生成し、前記生成した前記対象物の軌道と前記搬送経路の周囲との干渉性をチェ
ックし、
出力部から前記軌道生成干渉チェック部でチェックした結果を出力する
ことを特徴とする搬送経路計画方法。

【請求項7】

請求項６記載の搬送経路計画方法であって、前記経路探索部において、前記搬送作業に
よる前記作業員の前記対象物からの被曝線量を、搬送手段に応じて係数を変えて算出する
ことを特徴とする搬送経路計画方法。

【請求項8】

請求項６記載の搬送経路計画方法であって、前記準備作業による前記作業員の準備作業
空間からの被曝線量と前記搬送作業による前記作業員の前記対象物および搬送作業空間か
らの被曝線量とを、空間放射線量率のデータと、前記対象物の放射線量率のデータとを用
いて算出することを特徴とする搬送経路計画方法。

【請求項9】

請求項６記載の搬送経路計画方法であって、前記出力部から、前記軌道生成干渉チェッ
ク部でチェックした結果として、前記搬送経路のデータと、除去する前記障害物のデータと、前記作業員の累積被曝線量のデータを出力することを特徴とする搬送経路計画方法。

【請求項10】

請求項６記載の搬送経路計画方法であって、前記出力部から、前記軌道生成干渉チェッ
ク部でチェックした結果として、前記作業員の累積被曝線量の時間変化をグラフで表示す
ることを特徴とする搬送経路計画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンピュータ情報処理の技術に関し、特に、建物などの構造物の内部において、部品や資材や機器などの対象物を搬送する経路を計画する搬送経路計画システム及び搬送経路計画方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力発電プラントの廃止措置では、内部の部品を順次搬出する搬送作業が必要である。搬送に当たっては、障害物となるプラント内部の構造物を回避する搬送経路を計画し、搬送作業に伴う被曝線量を見積もる必要がある。

【0003】

空間内の移動経路を探索する方法として、例えば特開２０１０−６１３５５号公報（特許文献１）では、移動経路上の通過地点の経路余裕を予め把握することが可能な経路計画装置が記載されている。また、移動距離だけでなく作業性を考慮した経路探索技術として、たとえば特開２００２−２４３０９号公報（特許文献２）では、作業性を考慮した改良迷路法による配管自動ルーティング法を提示している。特開２０１４−１７４０３２号公報（特許文献３）では、道路上で事故に遭うリスクを定量的に評価して、安全経路を提示する技術が提示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−６１３５５号公報

【特許文献2】特開２００２−２４３０９号公報

【特許文献3】特開２０１４−１７４０３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらの特許文献１乃至３に記載されている方法によれば、障害物を回避し、距離などの移動における評価指標が最小となる経路を算出できる。

【0006】

原子力発電プラントの廃止措置では、内部の部品を順次搬出する搬送作業に当たっては、障害物となるプラント内部の構造物を回避する搬送経路を計画し、搬送作業に伴う被曝線量を見積もる必要がある。原子力発電プラントにおいては搬送作業に伴う被曝線量は搬送経路に依存するため、搬送経路を計画する際には被曝線量を考慮する必要がある。さらに、プラント内部の障害物の状態は一意であるとは限らず、可動設備の移動や、撤去可能な壁の撤去など、準備作業によって搬送する経路を確保できる場合がある。このような場合、搬送作業だけでなく、準備作業を含めた作業全体の被曝線量を考慮して搬送経路を計画する必要がある。

【0007】

しかし、特許文献１乃至３に記載されている方法では、除去可能な障害物を除去しながら搬送作業の累積作業被曝量を最小化する搬送経路を決定することにそのまま適用することができない。

【0008】

本発明は、上記した従来技術の課題を解決して、準備作業と搬送作業の累積の被曝線量を最小となる搬送経路と当該経路を使った搬送に必要な準備作業を提示することを可能にする搬送経路計画システムシステム及び搬送経路計画方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記した課題を解決するために、本発明では、対象物を搬送する経路を計画する搬送経
路改革システムを、除去可能な障害物のデータを読み込むデータ読み込み部と、作業可能な空間を識別して準備作業特性値を算出する空間ネットワーク生成部と、データ読み込み部で読み込んだ除去可能な障害物のデータと空間ネットワーク生成部で生成した作業可能な空間と準備作業特性値の情報を用いて、準備作業による作業員の準備作業空間からの被曝線量と搬送作業による作業員の対象物および搬送作業空間からの被曝線量との累積作業被曝線量を算出して累積作業被曝線量が最少になるノードを選択し搬送経路を再構成する経路探索部と、経路探索部で再構成した搬送経路に基づいて対象物の軌道を生成し、生成した対象物の軌道と搬送経路の周囲との干渉性をチェックする軌道生成干渉チェック部と、軌道生成干渉チェック部でチェックした結果を出力する出力部とを備えて構成した。

【0010】

また、上記した課題を解決するために、本発明では、対象物を搬送する経路を計画する搬送経路計画方法において、データ読み込み部で除去可能な障害物のデータを読み込み、空間ネットワーク生成部で作業可能な空間を識別して準備作業特性値を算出し、データ読み込み部で読み込んだ除去可能な障害物のデータと空間ネットワーク生成部で生成した作業可能な空間と準備作業特性値の情報を用いて経路探索部で準備作業による作業員の準備作業空間からの被曝線量と搬送作業による作業員の対象物および搬送作業空間からの被曝線量との累積作業被曝線量を算出し累積作業被曝線量が最少になるノードを選択して搬送経路を再構成し、経路探索部で再構成した搬送経路に基づいて軌道生成干渉チェック部で対象物の軌道を生成し、生成した対象物の軌道と搬送経路の周囲との干渉性をチェックし、出力部から軌道生成干渉チェック部でチェックした結果を出力するようにした。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、準備作業と搬送作業の累積の被曝線量を最小となる搬送経路と当該経路を使った搬送に必要な準備作業を提示することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムの構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムの演算装置が行う演算処理のフロー図である。

【図3】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおけるプラント内部の構造物などの障害物データを示す表である。

【図4】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおけるプラント内部の空間放射線量率のデータを示す表である。

【図5】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける構造物の除去工数データを示す表である。

【図6】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおけるボクセルサイズデータを示す表である。

【図7】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける搬送物データを示す表である。

【図8】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける搬送手段の特性値データを示す表である。

【図9】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける搬送の始点・終点座標データを示す表である。

【図10】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける空間ネットワーク生成処理のフロー図である。

【図11】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおけるノードデータを示す表である。

【図12】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおけるエッジデータを示す表である。

【図13】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける経路検索処理のフロー図である。

【図14】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける探索用ノードデータを示す表である。

【図15A】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける空間ネットワーク生成処理において障害物が存在する空間の平面図である。

【図15B】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける空間ネットワーク生成処理において障害物が存在する空間を所定のサイズのボクセルで分割した状態を示す平面図である。

【図15C】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける空間ネットワーク生成処理において障害物が存在する空間に生成したネットワークの状態を示す平面図である。

【図16】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムで求めた搬送経路データの情報を示す表６０ａとそのデータを視覚的に表示した斜視図６０ｂである。

【図17】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムで求めた除去する障害物データの情報を示す表６１ａとそのデータを視覚的に表示した斜視図６１ｂである。

【図18】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムで求めた累積作業被曝線量データの表示例を示す図である。

【図19A】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムで求めた図１５で示した空間において探索される経路を示す障害物が存在する空間の平面図である。

【図19B】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムで求めた図１５で示した空間における探索経路を示す障害物が存在する空間の平面図である。

【図20】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける干渉余裕判定処理での搬送通路と搬送物の関係を示す搬送通路と搬送物の平面図である。

【図21】本発明の実施例に係る搬送経路計画システムにおける軌道生成・干渉チェック処理において搬送物と障害物との干渉の状態を示す搬送通路と搬送物の平面図である。

【図22A】本発明の原理を説明する図で、同じサイズのボクセルで分割処理を行って搬送経路を探索した場合の搬送経路を示す平面図である。

【図22B】本発明の原理を説明する図で、異なるサイズのボクセルで分割処理を行って搬送経路を探索した場合の搬送経路を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明は、原子力発電プラントなどにおける部品搬送作業において障害物の除去等の準備作業と搬送作業の累積作業被曝量を最小化する搬送経路を探索する搬送経路計画システムを提供するものである。

【0014】

本発明では、搬送経路計画システムを除去可能な障害物のデータを読み込むデータ読み込み部と、作業可能な空間を識別して準備作業特性値を算出する空間ネットワーク生成部と、除去可能な障害物のデータと作業可能な空間と準備作業特性値の情報を用いて、準備作業による作業員の対象物からの被曝線量と搬送作業による作業員の対象物からの被曝線量との累積作業被曝線量を算出し累積作業被曝線量が最少になるノードを選択して搬送経路を再構成する経路探索部と、この再構成した搬送経路に基づいて対象物の軌道を生成し、対象物の軌道と搬送経路の周囲との干渉性をチェックする軌道生成干渉チェック部と、チェックした結果を出力する出力部とを備えて構成したものである。

【0015】

以下、実施例を図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0016】

図１は、搬送経路計画システム１のハードウェア構成図の例を示す。搬送経路計画システム１は、記憶装置２、入力装置３、出力装置４、演算装置５を有する。演算装置５はデータ読み込み部６、空間ネットワーク生成部７、経路探索部８、結果出力部９を有する。データ読み込み部６は除去可能な障害物の読み込み部２０を有し、空間ネットワーク生成部７は、作業可能空間識別部２１と、準備作業特性値算出部２２を有し、経路探索部８は、変数初期化部３０、始点ノードでの被曝線量算出部３１、探索ノード算出部３２、準備作業による被曝線量算出部３３、搬送作業による被曝線量算出部３４、累積作業被曝線量算出部３５、終点ノード検出部３６、経路再構成部３７を有する。

【0017】

図２は、演算装置５が行う演算処理のフローの例を示す。データ読み込み部６による読み込み処理Ｓ９０、空間ネットワーク生成部７によるネットワーク生成処理Ｓ９１、経路探索部８による経路探索処理Ｓ９２、結果出力部９による結果出力処理Ｓ９３の順に演算処理を実行する。なお、本発明を実施するシステムの構成は本例に限定する必要はなく、例えば、演算装置が行う各処理の実行プログラムを記憶装置２に記憶しておき、演算装置５は当該プログラムを読み込み、演算処理を実施することもできる。また、処理プログラムをハードウェア上に実装することにより実行することも可能である。また、例えば記憶装置２に加えて、光学記録媒体や磁気記録媒体などの外部記憶媒体やネットワークで接続されたデータベースを含む構成であれば、処理プログラムや入力データをこれらの外部記憶媒体やデータベースに記憶しておき、これを読み込むことにより演算処理を行うこともできる。

【0018】

次に、データ読み込み部６が読み込むデータの例を説明する。これらのデータは入力装置３を介して入力してもよいし、記憶装置２に予め保存しておいてもよいし、その組み合わせでもよい。

【0019】

図３は、プラント内部の構造物などの障害物データ４０の例を示す。本例では障害物ID４０ａごとに、各障害物の形状を、三角形の面の集合で表すSTL(Stereo Lithography)形式で定義したデータの例を示す。各面ＩＤ４０ｂは(x1、y1、z1)４０ｃ、(x2、y2、z2)４０ｄ、(x3、y3、z3)４０ｅの三頂点で定義される三角形の平面とその法線ベクトル(nx、ny、nz)４０ｆで表現される。ただし、本実施例における障害物の形状を表すデータ形式は本例に限るものではない。例えば、各障害物の形状を、障害物を構成する部品を外包する直方体の集合で表すことも可能である。障害物データ４０は、除去可能な障害物と、除去不可能な障害物の両方を含み、除去可能な障害物については、除去できるまとまりで障害物IDが定義されているものとする。

【0020】

図４は、プラント内部の空間放射線量率のデータ４１の例を示す。プラント内の空間座標(x、y、z)４１ａにおける空間線量率４１ｂが定義されているものとする。

【0021】

図５は、構造物の除去工数データ４２の例を示す。除去可能な障害物ごとに、除去する作業、すなわち準備作業特性値として準備作業に必要な作業時間４２ｃと人数４２ｂが定義されているものとする。本データの障害物ID４２ａは障害物データ４０の、障害物ID４０ａと対応するものとする。

【0022】

図６は、ボクセルサイズデータ４３の例を示す。ボクセルサイズデータ４３は、空間ネットワーク生成部７で生成するネットワークデータを構成するノードに対応するボクセルのサイズを指定するものである。

【0023】

図７は、搬送物データ４４の例を示す。搬送物ID４４ａごとに放射線量率Do４４ｂ、質量４４ｇ、搬送物の寸法を示す幅Ｗ：４４ｄ、奥行きＬ：４４ｅ、高さＨ：４４ｆを指定するものである。

【0024】

図８は、搬送手段の特性値データ４５の例を示す。本例では、搬送手段４５ａとして台車小４５ｃ、台車大４５ｄ、クレーン４５ｂの3種としており、使用優先順位４５eとして、クレーン４５ｂを１位、台車小４５ｃを２位、台車大４５ｄを３位とする。また、移動方向４５ｆとして、水平方向の移動に台車４５ｃ又は４５ｄ、鉛直方向の移動にクレーン４５ｂを用いる例を示す。搬送経路の方向を移動方向４５ｆと、搬送可能な質量すなわち可搬質量４５ｇと、搬送物の寸法４４ｃである幅４４ｄ、奥行き４４e、高さ４４ｆの最大値を可搬寸法４５ｈとそれぞれ比較する。このとき、各搬送手段４５ｂ、４５ｃ、４５ｄの使用優先順位４５eの順比較し、移動方向４５ｆ、可搬質量４５ｇ、可搬寸法４５ｈの条件を満たす搬送手段を選択する。

【0025】

搬送手段の変更には、前段取り、後段取りが発生する。例えば、台車４５ｃ又は４５ｄであれば前段取り作業として荷積み作業、後段取り作業として荷下ろし作業があり、クレーン４５ｂであれば、前段取り作業として玉かけ作業と吊り上げ作業、後段取り作業として吊り下し作業と吊り具撤去作業がある。各搬送手段４５ｂ、４５ｃ、４５ｄには、それぞれ直進移動速度４５i、直進移動における搬送物からの被曝係数k：４５ｊ、方向転換時間４５ｋ、前段取り作業時間４５ｌ、後段取り作業時間４５ｍ、運搬作業に必要な人数４５ｎ、回転半径４５ｏが定義される。方向転換、前段取り、後段取りは、搬送物の質量が小さいほど作業が容易であると考えられることから、本例では、各作業に要する時間は搬送物の質量４４ｇに比例するよう指定している。

【0026】

また、台車４５ｃ又は４５ｄの場合は作業者が台車４５ｃ又は４５ｄを押すため、作業者は常に搬送物の近くにおり搬送物の被曝がある。一方、クレーン４５ｂの場合は方向転換・前段取り・後段取り作業では作業者が必要になるが、直進移動では作業者は搬送物の近くにいる必要はなく搬送物からの被曝を回避することができる。そのため、本例では、直進移動における搬送物からの被曝係数k：４５ｊをクレーン４５ｂでは0、台車４５ｃ、４５ｄでは1とした。回転半径４５ｏは当該搬送手段を用いて方向転換する場合の軌道の半径を示す。

【0027】

図９は、搬送の始点・終点座標データ４６の例を示す。搬送物ID４６ａ(図７の搬送物ＩＤ４４ａに相当)ごとに搬送の始点(xs、ys、zs)４６ｂと終点(xe、ye、ze)４６ｃの三次元座標を指定するものである。

【0028】

次に、空間ネットワーク生成部７が行う処理について記述する。図１０は、空間ネットワーク生成処理Ｓ９１の詳細フローの例を示す。本処理の概略を、２次元の例で図１５Ａ〜図１５Ｃを用いて説明する。

【0029】

図１５Ａの５０ａは障害物データ４０で定義された障害物を平面図にした例を示す。粗いハッチングした長方形は除去可能な障害物５０１、細かいハッチングを施した長方形は除去不可能な障害物５０２を示し、白い部分は準備作業なしで搬送に用いることができる空間とする。

【0030】

図１５Ｂの５０ｂはプラント内部の空間をボクセルという小空間に分割した例を示す。本例では２次元のため、ボクセル５０ｂは長方形で表される。同図の白い長方形は準備作業が不要な空間５１２、粗いハッチングを施した部分は準備作業を要する空間５１３、細かいハッチングを施した部分は搬送に用いることができない空間５１４を示す。

【0031】

図１５Ｃの５０ｃは図１５Ｂのボクセル５０ｂの単位で分割した空間をもとに生成したネットワークの例を示す。丸はボクセル単位で分割した空間５０ｂの各長方形に対応するノード５２１であり、ノード５２１を結ぶエッジ５２２はノード５２１の隣接関係を示す。ノード５２１の白丸５２１１とハッチングした丸５２１２は図１５Ｂのボクセルに分割した空間５０ｂと同様にそれぞれ準備作業が不要な空間と必要な空間に対応する。ボクセル５０ｂの細かいハッチングの長方形５１４は搬送に用いることができない空間のため、図１５ｃのネットワーク５０ｃ上にノード５２１は生成されない。

【0032】

図１１と図１２は、空間ネットワーク生成処理Ｓ９１によって作成されるノードデータ４７とエッジデータ４８の例をそれぞれ示しており、図１５Ｃの５０ｃのようなネットワークは図１１のノードデータ４７と図１２のエッジデータ４８で定義することができる。

【0033】

本実施例では、ボクセルの大きさ（ボクセルサイズ４３）は同一であるとする。この理由を、図２２Ａと図２２Ｂを用いて説明する。同図は、同一空間に対するボクセル分割の例をＸＺ面の２次元で示す。図２２Ａは同一の大きさのボクセル５２ａに分割した例、図２２Ｂは障害物がない空間のボクセル５２ｂを大きくし、不均一な大きさのボクセルに分割した例を示す。ハッチングを施した長方形５２ｃは障害物とし、図２２Ａの経路５２ａ０、図２２Ｂの経路５２ｂ０はともにボクセル５２a又は５２bの中心点をつないで構成できる二つの白丸５２ａ１と５２ａ２、及び５２ｂ１と５２ｂ２を結ぶ最短経路を示す。黒丸５２ａ３、５２ａ４及び５２ｂ３、５２ｂ４、５２ｂ５は曲がり角を示す。

【0034】

図２２Ａの経路５２ａ０では曲がり角は５２ａ３と５２ａ４の二つであるのに対し、図２２Ｂの経路５２ｂ０ではボクセル５２ｂの大きさが不均一であるため、ボクセル５２ｂの中心点を直線で結ぶ経路を生成すると曲り回数が三つに増えており、軸に平行でない斜めの直線５２ｂ６があることがわかる。

【0035】

搬送においては、搬送経路の進行方向によって搬送手段が変更されたり、同一搬送手段でも方向転換をする場合は時間を要したりする場合がある。また、例えばクレーンを使った場合鉛直方向の搬送と水平方向の搬送を組み合わせられない、つまり斜め上下に搬送できないなどの制約がある場合がある。

【0036】

図２２Ｂに示した経路５２ｂ０では、ｚ軸方向を鉛直方向とした場合、経路は斜め上下の移動を含むため、クレーンでは搬送できない問題が生じる。また、同図が水平面内である場合でも、図２２Ｂに示した経路５２ｂ０では不必要な曲がり角を生じ、方向転換のための作業時間を過剰に評価してしまう問題がある。これらの問題を回避するため、本実施例では、各ボクセルのサイズはすべて同一とする。

【0037】

図１０に詳細を示した図２のフロー図における空間ネットワーク生成ステップＳ９１を空間ネットワーク生成部７が行う処理手順を具体的に説明する。図１０に示したフロー図で、ステップＳ１００では、障害物データ４０と、ボクセルサイズデータ４３から、プラント内部の空間をボクセルという小空間に分割する空間分割処理を行う。当該処理では、プラント全体の空間をボクセルサイズ４３で指定したサイズのボクセルに分割する。例えば、プラント全体が幅10メートル、奥行き10メートル、高さ10メートルで、ボクセルサイズデータ４３が1メートルの場合、幅、奥行き、高さをそれぞれ10分割し、分割された立方体をボクセルとする。

【0038】

次に、ステップＳ１０１では、障害物有無判定処理を行う。ここではステップＳ１００で分割した各ボクセルの座標と、障害物データ４０で定義された各障害物の座標を比較し、各ボクセルに障害物が含まれるか否かを判定する。ボクセルが障害物を一つも含まない場合は、搬送に利用できる空間として図１１に示すようなノードＩＤ４７ｆを定義し、対応する代表座標４７ａと紐づける。さらに、ボクセルに含まれる障害物の障害物IDが、障害物の除去工数データ４２に含まれている場合は、当該障害物は除去可能な障害物であるとして、障害物IDで紐づけられる準備作業工数４７ｄと、含まれる障害物ID４７eを、当該ボクセルに対応するノードＩＤ４７ｆに紐づける。

【0039】

ステップＳ１０２では、区間放射線量マッピング処理を行う。空間放射線量率データ４１の座標データ４１ａと、ボクセルの代表座標データ４７ａを比較し、各ボクセル座標４７ａに最も近い座標４１ａに定義された空間放射線量率を当該ボクセルの空間放射線量率４７ｃとする。空間放射線量率データ４１で定義された座標間隔が、ボクセルよりも細かい場合、例えば、空間放射線量率データ４１ａで定義された点の内、当該ボクセルに含まれる点の空間放射線量率の平均値や中央値などの代表値を当該ボクセルの空間放射線量率４７ｃとすることも妥当である。

【0040】

一方、空間放射線量率データ４１で定義された座標間隔が、ボクセルよりも粗い場合で、実際には空間放射線量率がなだらかに変化する場合は、ボクセルの座標４７ａに近い複数の空間放射線量率の座標４１ａを用いて、ボクセルの座標４７ａに距離が近い座標４１ａの空間放射線量率の重みが大きくなるように重み付け平均等をとって当該ボクセルの空間放射線量率４７ｃとすることもできる。

【0041】

ステップＳ１０３では、各ボクセルのx、 y、 z軸方向それぞれに対して代表座標４７ａから最も近い障害物までの距離(cx、cy、cz)を干渉余裕４７ｂとして算出する。

【0042】

ステップＳ１０４では、図１２に示すように、移動可能な隣接する二つのボクセルに対応するノードＩＤの組み合わせの間にエッジを定義するエッジデータ４８を生成する。ステップＳ１００からＳ１０４の処理の結果、図１１に示すようなノードデータ４７と図１２に示すようなエッジデータ４８が生成される。

【0043】

図１５Ａの例において、図１９Ａの５０ａに「始」「終」で示すように始点と終点が指定された場合、図１９Ａの太線の実線５０ａ１や点線５０ａ２で示す経路が探索されうる。図１９Ａの５０ａと図１９Ｂの５０ｃの太線の実線５０ａ１と５０ｃ１及び点線５０ａ２と５０ｃ２はそれぞれ対応している。経路探索部８では、図１９Ｂに示すようなネットワークデータ５０ｃを用いて、始点から終点を結ぶ経路のうち、累積被曝線量が最小となる経路を探索する。

【0044】

経路探索部８が行う処理について記述する。図１３は、図２で説明したフロー図の経路検索処理Ｓ９２の詳細な処理フローの例を示す。経路探索部８で行う経路検索処理では、搬送手段の特性値データ４５、搬送物データ４４、搬送始点・終点座標データ４６、ノードデータ４７、エッジデータ４８、搬送対象物の搬送物ＩＤ；４４ａを入力とする。本処理は例えばダイクストラ法を使って最小の被曝線量で始点から終点に到達する経路を算出する。その具体的な手順を説明する。Ｓ１１０は変数初期化部３０、Ｓ１１１は始点ノードの被曝線量算出部３１、Ｓ１１２とＳ１１４は探索ノード算出部３２、Ｓ１１５は準備作業による被曝線量算出部３３、Ｓ１１６とＳ１１７は搬送作業による被曝線量算出部３４、Ｓ１１８は累積作業被曝線量算出部３５、Ｓ１１３は終点ノード検出部３６、Ｓ１１９は経路再構成部３７によりそれぞれ実行される。

【0045】

ステップＳ１１０では、搬送手段の特性値データ４５、搬送物データ４４、搬送始点・終点座標データ４６、ノードデータ４７、エッジデータ４８、搬送対象物の搬送物ＩＤ；４４ａを入力し、ノードデータ４７に定義されたすべてのノードに対して、探索用ノードを定義する。図１４は探索用ノードデータ４９の例を示す。探索用ノードデータ４９の探索用ノードＩＤ：４９ａは、ノードＩＤ：４９ｂと、当該探索用ノードに到達する一つ前のノードＩＤである前ノードＩＤ：４９ｃ、始点ノードから前ノードＩＤを通って最小の被曝線量で当該ノードに到達する経路の被曝線量である累積作業被曝線量Ｄ；４９ｄで構成される。本データはノードＩＤ４９ｂと前ノードＩＤ４９ｃの組み合わせにより一意となり、ノードデータ４７の各ノードに対して、エッジデータ４８で定義されたエッジに対応する前ノードＩＤ４９ｃが存在するため、探索用ノードＩＤ：４９ａの数は、ノードＩＤ：iに対するエッジの数をN (i)とすると、すべてのiに関してN (i)を加算した総和となる。

【0046】

ステップＳ１１０では、すべての探索用ノードＩＤ：４９ａについてノードＩＤ４９ｂと前ノードＩＤ４９ｃを定義したのち、累積作業被曝量Ｄ：４９ｄを初期値に初期化する。ダイクストラ法では、初期値には、例えば変数がとりうる最大値を用いる。 次に、ステップＳ１１１では、図１１に示したノードデータ４７の中から、図９の搬送始点終点座標データ４６ｂ及び４６ｃから搬送対象物の搬送物ＩＤ４６ａに該当する始点・終点座標を取得し、搬送始点座標を含む始点ノードのノードＩＤを算出し、当該ノードＩＤのすべての探索用ノードについて、累積作業被曝線量をゼロに初期化する。

【0047】

ステップＳ１１２では、探索用ノードデータ４９において、算出済みの累積作業被曝線量４９ｄが最小となる探索用ノード４９ａを選択する。

【0048】

ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で選択した探索用ノードのノードＩＤ４９ｂが終点座標を含む終点ノードのＩＤか否か、すなわち経路探索終了か否かを判定する。終点座標を含むノードＩＤの場合（Ｓ１１３の判定でＹｅｓの場合）は、Ｓ１２１に進み、それ以外の場合（Ｓ１１３の判定でＮｏの場合）はＳ１１４で、前回算出したノードとエッジでつながっている隣接ノードを算出する。すべての隣接ノードについて、それぞれの探索用ノードのうち、Ｓ１１２で選択した探索用ノード４９ａのノードＩＤ４９ｂを前ノードＩＤ４９ｃとする探索用ノードを対象にステップＳ１１５からＳ１１９を行う。

【0049】

ステップＳ１１５では、図１１に示したノードデータ４７から当該探索用ノード４９ａのノードＩＤ４９ｂに該当するノードＩＤ４７ｆの干渉余裕４７ｂを抽出し、図７に示した搬送物データ４４の搬送対象物の搬送物ＩＤ４４ａの寸法４４ｃと比較し、当該ノードの干渉余裕４７ｂにおいて搬送物を搬送可能であるかを判定する干渉余裕判定処理を行う。本処理を、図２０を用いて説明する。

【0050】

図２０は対象の空間と搬送物をxy平面上に示した例である。白い部分２００１が搬送できる空間、ハッチングを施した部分２００２が障害物空間とする。ここで、探索中のノードに搬送物２０１０の中点２０１１を配置した時、当該ノードの干渉余裕において搬送物２０１０を搬送可能であるかを判定する。このとき、搬送物２０１０の姿勢を仮定する必要がある。例えば、図７の搬送物データ４４で定義した寸法４４ｃを小さい順に並べたものをＷ’、Ｌ’、Ｈ’とする。図２０では平面で示しているため、ここではＷ’とＬ’を図中に示す。各ノードの干渉余裕は図１１のノードデータ４７の干渉余裕４７ｂと比較する。

【0051】

図２０ではxy平面図を示しているため、図１１の干渉余裕４７ｂのうちのcxとcyを図中に示す。この場合、cyの方がcｘより小さいため、2×cyとＷ’、2×cxとＬ’をそれぞれ比較し、搬送物２０１０の寸法４４ｃが干渉余裕４７ｂの2倍より小さければ、搬送可能と判定する。3次元の場合も同様に、寸法４４ｃと干渉余裕４７ｂをそれぞれ、小さい順にソートし、対応する順位同士で寸法と干渉余裕の2倍の値を比較することができる。Ｗ’、Ｌ’、Ｈ’のいずれも対応する向きの干渉余裕の2倍の値より小さい場合には当該ノードにおいて搬送物２０１０を搬送可能であると判定する。一方、いずれかが対応する向きの干渉余裕４７ｂの2倍の値より大きい場合は当該ノードにおいて搬送物２０１０を搬送不可能と判定し、当該ノードは探索対象から除外する。

【0052】

Ｓ１１６からＳ１１９では、対象とする各探索用ノードＩＤ：４９ａについて、累積作業被曝線量Ｄ：４９ｄの算出を行う。対象とする探索用ノードＩＤ：４９ａをn、Ｓ１１２で算出したその前の探索用ノードＩＤ：４９ａをn’とし、探索用ノードＩＤ ：４９ａであるnでの累積作業被曝線量をＤ（n）として(数２)のように定義し、前の探索用ノードの累積作業被曝線量からの増分ΔDは（数１）のように定義する。

ΔD=(Ds+k×Do)×ts×pt+(Ds+Do)×(tc+td)×pt+Ds×wp ・・・(数１)
D（n）＝D（n’）+ΔD ・・・(数２)

Dsはノードデータ４７ｃで定義された各ノードの空間被曝線量率（空間線量率）を示す。Doは図７の搬送物データ４４で定義された搬送物の放射線量率４４ｂを示す。

【0053】

ｋは直線移動における搬送物からの被曝有無を示す係数であり、図８に示すように、搬送手段にごとに搬送手段の特性値データ４５で定義されている。tsは前のノードからの直線移動に要する時間を示し、当該ノードと前のノードの座標から当該ノードと前のノードの距離xを算出し、xを図８に示した搬送手段の特性値データ４５で定義された直進移動速度４５iで除算することにより算出できる。このとき、前のノードと当該ノードとの位置関係から定義される移動方向４５ｆに応じて搬送手段４５ａを選択する。

【0054】

tcは方向転換に要する時間を示し、搬送手段の特性値データ４５で方向転換時間４５ｋとして定義される。tdは搬送手段の変更に伴う前段取り作業時間４５ｌと後段取り作業時間４５ｍの総和となる。例えば、図８に示した搬送手段の特性値データ４５の場合、移動方向４５ｆが水平方向の移動から鉛直方向の移動に変更する点においては、台車４５ｃ又は４５ｄからクレーン４５ｂに乗り換えるため、台車４５ｃ、４５ｄの後段取り作業時間４５ｍとクレーン４５ｂの前段取り作業時間４５ｌの総和となる。

【0055】

ptは、作業に要する人数を示し、図８の搬送手段の特性値データ４５に、人数４５ｎとして定義されている。wpは当該ノードを搬送に用いるための準備作業に要する工数を示し、図１１のノードデータ４７に準備作業工数ｗｐ：４７ｄとして定義されている。

【0056】

（数１）において、第一項の(Ds+k×Do)×ts×ptは搬送作業の中の直進移動による被曝線量、第二項の(Ds+Do)×(tc+td)×ptは搬送作業の中の方向転換と搬送手段変更に伴う被曝線量、第三項のDs×wpは準備作業による被曝線量を示す。

【0057】

本実施例において、クレーンでの直進移動では作業者は搬送物とともに移動しないものとし、第一項において搬送物の被曝線量に係数kを積算することにより、搬送物からの被曝を加算しないようにしている。また、このとき直線移動の間の作業者の被曝量は厳密にはクレーンでの直線移動開始地点から終了地点までの作業者の移動経路に依存するが、本例ではこの作業者の移動経路の被曝線量率を搬送経路の空間被曝線量率で近似することとする。ただし、本発明の実施形態は本例に限るものではなく、例えば、クレーン移動の開始地点から終了地点の組み合わせごとに対応する作業者の移動経路、時間およびその被曝線量を予め入力しておき、その値を用いることもできる。

【0058】

始点ノードの探索用ノードにおいては、前ノードでの累積被曝線量を0とし、累積被曝線量DはΔDと等しい。さらに、始点ノードにおいては移動距離がないため、（数１）の第一項及び第二項はゼロになり、第三項のみとなる。

【0059】

なお、被曝線量の算出式は（数１）に限定する必要はなく、例えばより正確に直線の移動に伴う被曝線量としては前ノードの空間線量率と当該ノードの空間線量率の平均をとることもできる。また、搬送手段の変更に伴う段取り時間と作業に必要な人数はそれぞれ該当する搬送手段の特性を用いて乗算し、和をとることも妥当である。

【0060】

Ｓ１１６の準備作業による被曝線量算出処理では(数1)の第三項のDs×wpを、図１１に示したノードデータ４７から当該ノードについて算出する。このとき、Ｓ１１２で選択した探索用ノード、すなわち探索中の探索用ノードの一つ前の探索用ノードの除去済み障害物ＩＤ４９ｅを参照し、当該ノードに含まれる障害物ＩＤ４７ｅがすでに含まれている場合は、本処理の算出結果をゼロとする。これにより、複数のノードにまたがる障害物を除去するときの被曝線量の重複加算を防ぐことができる。当該探索用ノードの除去済み障害物ＩＤ４９ａには、その前までに除去済みの障害物ＩＤすなわちＳ１１２で選択した探索用ノードに含まれる除去済みの障害物ＩＤ４９ｅと当該ノードに含まれる障害物ＩＤ４７ｅとの和集合を登録する。

【0061】

Ｓ１１７の搬送手段変更・方向転換有無判定処理では、対象とする探索用ノードと、Ｓ１１２で選択した探索用ノードの前ノードＩＤから、対象の探索用ノードを起点として二つ前までのノードＩＤを取得する。これにより、一つ前のノードを中心としてその前後のノードＩＤが特定される。

【0062】

図１０のフロー図で説明した空間ネットワーク生成処理のＳ１００において、各ノードが対応するボクセルの大きさをすべて同一にすることにより、注目するノードと前後のノードの座標から前後の進行方向とその搬送手段が特定できる。これにより、一つ前のノードを中心として搬送手段変更と方向転換の有無を判定できる。この判定結果に基づき、(数１)におけるtc及びｔｄを該当する搬送手段の特性値データ４５から取得する。一つ前のノードを中心として搬送手段変更と方向転換がない場合はtcとｔｄはそれぞれゼロになる。

【0063】

Ｓ１１８では図１１のノードデータ４７で定義された当該ノードにおける空間被曝線量率Ds：４７ｃ、図７の搬送物データ４４で定義された搬送物の放射線量率Do：４４ｂ、当該ノードと前のノードの座標および図８の搬送手段の特性値データ４５で定義された各搬送手段における直進移動速度４５iから前のノードからの直線移動に要する時間ts、搬送手段の特性値データ４５に定義されている直進移動における搬送物からの被曝係数kおよび搬送作業に要する人数pt：４５ｍを算出し、これらの変数とＳ１１６で算出したtc及びｔｄから、搬送作業による被曝線量を表す（数１）の第一項及び第二項の (Ds+k×Do)×ts×pt+(Ds+Do)×(tc+td)×ptを算出する。

【0064】

Ｓ１１９ではＳ１１６とＳ１１８の結果を(数１)および(数２)に従って合算し、当該探索用ノードＩＤの累積作業被曝線量を算出する。さらに、探索用ノードデータ４９における当該探索用ノードＩＤの算出済み累積作業被曝線量Ｄと比較し、小さい方を当該探索用ノードＩＤの累積作業被曝線量Ｄとして登録する。算出済みの累積作業被曝線量がない場合、Ｓ１１０において、変数がとりうる最大値で累積作業被曝線量Ｄを初期化しておくことにより、小さい方を登録する処理によりＳ１１８で算出した累積作業被曝線量を算出できる。

【0065】

Ｓ１１９の処理が終わった後、Ｓ１２０でＳ１１４で算出したすべての隣接ノードについてＳ１１５からＳ１１９までの処理を行ったか否かを判定し、未処理の隣接ノードがある場合（ＮＯの場合）には、Ｓ１１４に戻り、すべての隣接ノードについて処理を終了した場合（ＹＥＳの場合）にはＳ１１２に戻る。
Ｓ１２１では、終点ノードの探索用ノードから順に前ノードＩＤをたどり、終点ノードから始点ノードまでの経路を再構成する。終点ノードを注目ノードの初期値として、注目ノードの隣接ノードのうち、注目ノードの累積作業被曝線量Dが最小になる隣接ノードを選択し、次の注目ノードとして順次前のノードＩＤをたどっていくことにより、経路を再構成できる。

【0066】

Ｓ１２２では、軌道生成・干渉チェックを行う。本処理の概略を、２次元の例で図２１を用いて説明する。同図に太枠で示す経路５１ａはＳ１２１で再構成された経路の例を示す。本処理では経路５１ａに沿って搬送物５１ｂを搬送するための軌道５１ｃを生成する。本例では、直進時は選択したノードの中心を通り、方向転換時に図８に示した搬送手段の特性値データ４５で定義された回転半径４５ｏに従って幾何学的に軌道５１ｃを生成するものとする。

【0067】

なお、本発明における軌道生成方法は本例に限るものではなく、例えばより正確に軌道を生成するため、剛体の動的運動モデルを用いる方法も妥当である。本処理では、生成した軌道５１ｃに沿って搬送物５１ｂを移動させるシミュレーションを行い、障害物５１ｅとの干渉有無を判定する干渉チェックを行う。本例では、このシミュレーションの結果、例えば搬送物５１ｄの状態では、障害物５１ｅと干渉する例を示している。このとき、干渉する障害物５１ｅの障害物ＩＤを取得し、この障害物ＩＤが障害物の除去工数データ４２に含まれ除去可能な場合は、当該障害物ＩＤを除去する障害物ＩＤ終点ノードの除去済み障害物ＩＤ４９ｅに追加し干渉なしとする。シミュレーションの結果、搬送物と干渉する障害物の障害物ＩＤが図５の障害物の除去工数データ４２に含まれない場合は、干渉有りと判定する。

【0068】

Ｓ１２３では、Ｓ１２２の結果干渉があった場合（ＹＥＳの場合）はＳ１２４に進む。干渉がない場合（ＮＯの場合）は、Ｓ１２５へ進んで、Ｓ１１０からＳ１２２の処理の結果として、搬送経路データ６０、除去する障害物データ６１、累積作業被曝線量データ６２を出力して、経路探索処理を終了する。除去する障害物データ６１は、終点ノードの探索用ノードに登録された図１４の除去済み障害物ＩＤ４９eから取得する。

【0069】

Ｓ１２４では、ネットワーク変更処理を行う。Ｓ１２２の結果、干渉があった場合（Ｓ１２３の判定でＹＥＳの場合）、当該経路では搬送できないため、干渉が発生する場所に相当するノードノードＩＤ４９ｂに有する探索用ノードＩＤ４９ａを図１４の探索用ノードデータ４９から除去し、Ｓ１１０に戻る。本処理により、この後の探索では、Ｓ１２２で干渉が発生した場所を通らない経路を探索することができる。

【0070】

結果出力部９が行う処理について記述する。処理結果出力部９は経路探索部８における経路探索の結果生成される搬送経路データ６０、除去する障害物データ６１、累積作業被曝線量データ６２を出力装置４に出力する処理（Ｓ１２５）である結果出力処理を実行する。

【0071】

図１６は、Ｓ１２５で出力する搬送経路データ６０の例を示す。６０ａは、搬送経路データである始点から終点までに経由する点の座標を示す。本例では、方向転換や搬送手段変更のある点すなわち曲がり角の点を経由点として表示する。６０ｂは搬送経路情報をプラントデータとともに図示した例である。点線が搬送経路を示す。

【0072】

図１７は、Ｓ１２５で出力する除去する障害物データ６１の例を示す。６１ａは除去する障害物の障害物ＩＤを示す。６１ｂは該当する障害物をプラントの3次元データ上に示した例であり、本例では斜線でハッチングした障害物が除去する障害物を示す。

【0073】

図１８は、Ｓ１２５で出力する累積作業被曝線量データ６２の例を示す。本例では、上段に準備作業の時間を障害物ＩＤごとに黒のブロックで表示し、中段に搬送作業に要する作業時間を搬送手段ごとに段取り時間を白、搬送時間を黒のブロックで表示し、下段に作業時間に対する累積作業被曝線量を線グラフで表示している。

【0074】

以上に記載した搬送経路計画システムにより、準備作業と搬送作業の累積の被曝線量を最小となる搬送経路と当該経路を使った搬送に必要な準備作業を提示することができる。

【0075】

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0076】

１…搬送経路計画システム、７…空間ネットワーク生成部、８…経路探索部、３３…準備作業による被曝線量算出部、３４…搬送作業による被曝線量算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21】

【図22A】

【図22B】