特開 2022-129923 土量配分計画作成方法及び将来地形推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022129923

(43)【公開日】2022-09-06

(54)【発明の名称】土量配分計画作成方法及び将来地形推定方法

(51)【国際特許分類】

   G06Q 10/04 20120101AFI20220830BHJP

   G06Q 50/08 20120101ALI20220830BHJP

   B65G 61/00 20060101ALI20220830BHJP

【ＦＩ】

G06Q10/04

G06Q50/08

B65G61/00 544

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021028806

(22)【出願日】2021-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】000231198

【氏名又は名称】日本国土開発株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100136261

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 俊成

(72)【発明者】

【氏名】秋山 直樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 裕希

【テーマコード（参考）】

5L049

【Ｆターム（参考）】

5L049AA04

5L049CC07

(57)【要約】

【課題】適切な土量配分計画を作成する。
【解決手段】土量配分計画作成部は、計画領域の三次元地形データと三次元設計データとから、切土エリアと盛土エリアを生成し、盛土エリアのうち、施工可能で最も盛土高が大きい盛土ブロック４Ｂ’を抽出する。また、土量配分計画作成部は、盛土ブロック４Ｂ’を含む盛土エリアに隣接する複数の切土エリアそれぞれにおいて、施工可能で最も切土高が大きい切土ブロック４Ｃ１～４Ｃ３を抽出する。そして、土量配分計画作成部は、運搬条件（例えば運搬距離）に基づいて、抽出した切土ブロック４Ｃ１～４Ｃ３から切土の搬送元の切土ブロックを設定する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の工事区域の三次元地形データと設計データとから、切土領域と盛土領域を特定する工程と、
前記盛土領域のうち、施工可能で最も盛土高が大きい盛土対象範囲を抽出する工程と、
前記盛土対象範囲に関連する複数の切土領域それぞれにおいて、施工可能で最も切土高が大きい切土対象範囲を選択する工程と、
前記複数の切土対象範囲から運搬条件に基づいて、前記盛土対象範囲に切土を搬送する１つの切土対象範囲を決定する工程と、を含む土量配分計画作成方法。

【請求項2】

前記運搬条件は、運搬時間、運搬費用、運搬距離の少なくとも１つを含む請求項１に記載の土量配分計画作成方法。

【請求項3】

前記運搬条件は、使用可能な重機の情報を含んでいる請求項１または請求項２に記載の土量配分計画作成方法。

【請求項4】

前記運搬条件は、搬送路の勾配及び最小曲率半径の少なくとも一方を含む路面条件を含んでいる請求項１～３のいずれか一項に記載の土量配分計画作成方法。

【請求項5】

前記盛土対象範囲に隣接し、盛土高が最も大きい箇所の高さまで前記盛土対象範囲を盛土したときの盛土量を算出する工程と、
算出した前記盛土量に基づいて、前記三次元地形データを更新する工程と、を含む請求項１～４のいずれか一項に記載の土量配分計画作成方法。

【請求項6】

前記更新する工程で更新される前記三次元地形データが前記設計データと一致するまで、前記特定する工程、前記抽出する工程、前記選択する工程、前記決定する工程、前記算出する工程、及び前記更新する工程を繰り返す、請求項５に記載の土量配分計画作成方法。

【請求項7】

所定の工事区域内の各領域間における土の搬送量の情報を取得する工程と、
使用可能な重機の情報に基づいて、前記各領域間における土の搬送に必要な所要工数を算出する工程と、
前記各領域間における土の搬送に必要な所要工数と、前記工事区域内の各領域における工事着手可能な期間を示す期間情報と、に基づいて策定される土の搬送計画情報を取得する工程と、
前記土の搬送計画情報に基づいて、所定日時における前記工事区域内の各領域の地盤高を算出する工程と、を含む将来地形推定方法。

【請求項8】

前記所定日時における前記工事区域内の各領域の地盤高に基づいて、前記工事区域内の三次元地形データを生成し、出力する工程を含む請求項７に記載の将来地形推定方法。

【請求項9】

前記各領域間における土の搬送に必要な所要工数と、前記工事区域内の各領域において工事着手可能か否かを示す着手情報と、に基づいて、前記土の搬送計画情報を策定する工程を更に含む請求項７又は８に記載の将来地形推定方法。

【請求項10】

前記算出する工程では、前記土の搬送計画情報に基づいて、前記所定日時における前記工事区域内の各領域の工事進捗率を算出し、算出した前記工事区域内の各領域の工事進捗率から前記工事区域内の各領域の地盤高を算出する、請求項７～９のいずれか一項に記載の将来地形推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土量配分計画作成方法及び将来地形推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、荷物などの配送計画を作成する方法として、線形計画法による最適化計算によって配送計画を作成する方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。このような最適化計算によって配送計画を作成する方法は、工事現場における土量配分計画の作成においても利用することができると考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１３６４２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、工事現場の路面条件は様々であり、保有する重機も様々であり、路面条件によって使用可能な重機も異なることから、線形計画法による最適化計算により土量配分計画を作成しても、計画通りに工事が進まないことが多々ある。また、土量配分計画に従って工事を行った場合に、工事完了までにどのように地形が変化するかを確認したいという要望もある。

【0005】

１つの側面では、本発明は、適切な土量配分計画を作成することが可能な土量配分計画作成方法を提供することを目的とする。また、別の側面では、本発明は、将来地形を精度よく推定することが可能な将来地形推定方法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】

【0006】

第１の態様では、土量配分計画作成方法は、所定の工事区域の三次元地形データと設計データとから、切土領域と盛土領域を特定する工程と、前記盛土領域のうち、施工可能で最も盛土高が大きい盛土対象範囲を抽出する工程と、前記盛土対象範囲に関連する複数の切土領域それぞれにおいて、施工可能で最も切土高が大きい切土対象範囲を選択する工程と、前記複数の切土対象範囲から運搬条件に基づいて、前記盛土対象範囲に切土を搬送する１つの切土対象範囲を決定する工程と、を含む。

【0007】

第２の態様では、将来地形推定方法は、所定の工事区域内の各領域間における土の搬送量の情報を取得する工程と、使用可能な重機の情報に基づいて、前記各領域間における土の搬送に必要な所要工数を算出する工程と、前記各領域間における土の搬送に必要な所要工数と、前記工事区域内の各領域における工事着手可能な期間を示す期間情報と、に基づいて策定される土の搬送計画情報を取得する工程と、前記土の搬送計画情報に基づいて、所定日時における前記工事区域内の各領域の地盤高を算出する工程と、を含む。

【発明の効果】

【0008】

適切な土量配分計画を作成することができる。また、将来地形を精度よく推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】情報処理装置のハードウェア構成を概略的に示す図である。

【図2】情報処理装置の機能ブロック図である。

【図3】土量配分計画作成部の処理を示すフローチャートである。

【図4】図４（ａ）は、計画領域を多数のメッシュで分割した状態を示す図であり、図４（ｂ）は、各メッシュを切土メッシュと盛土メッシュに区分した状態を示す図である。

【図5】図５（ａ）は、計画領域を切土ブロックと盛土ブロックに分けた状態を示す図であり、図５（ｂ）は、切土ブロックと盛土ブロックをまとめて、切土エリアと盛土エリアを生成した状態を示す図である。

【図6】図６（ａ）は、最も盛土高が大きい盛土ブロックが特定された状態を示す図であり、図６（ｂ）は、隣接する切土エリアそれぞれから最も切土高が大きい切土ブロックが抽出された状態を示す図である。

【図7】図３のステップＳ１８の処理を説明するための図である。

【図8】重機ＤＢに格納されている重機テーブルの一例を示す図である。

【図9】図３のステップＳ２０の処理を説明するための図である。

【図10】図１０（ａ）は、重機ＤＢに格納されている、重機の運搬距離（ｍ）と一時間当たりの運搬土量（ｍ³／ｈ）の関係を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、重機の運搬距離（ｍ）と運搬コスト（円／ｍ³）の関係を示すグラフである。

【図11】将来地形推定部の処理を示すフローチャートである。

【図12】工程計画作成テーブルを示す図（その１）である。

【図13】工程計画作成テーブルを示す図（その２）である。

【図14】施工数量管理テーブルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、一実施形態に係る情報処理装置について、図１～図１４に基づいて詳細に説明する。

【0011】

図１には、一実施形態に係る情報処理装置１００のハードウェア構成が概略的に示されている。図１の情報処理装置１００は、土地造成工事等を行う前の段階において施工計画を策定する人（作業者）が利用するＰＣ（Personal Computer）等の端末である。

【0012】

図１に示すように、情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９４、記憶部（ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive））９６、ネットワークインタフェース９７、表示部９３、入力部９５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。これら情報処理装置１００の構成各部は、バス９８に接続されている。表示部９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部９５は、キーボード、マウス、タッチパネル等を含む。情報処理装置１００では、ＲＯＭ９２あるいは記憶部９６に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラムをＣＰＵ９０が実行することにより、図２に示す、各部の機能が実現される。なお、図２の各部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。

【0013】

図２には、情報処理装置１００の機能ブロック図が示されている。情報処理装置１００においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、土量配分計画作成部５０、将来地形推定部５２、としての機能が実現されている。なお、図２には、記憶部９６等に格納されている各種ＤＢ（三次元地形データＤＢ６０、三次元設計データＤＢ６２、重機ＤＢ６４）も図示されている。

【0014】

土量配分計画作成部５０は、土地造成工事等の施工前の段階において、工事施工範囲（計画領域）の三次元地形データと三次元設計データとに基づいて、切土する箇所や盛土する箇所を特定する。また、土量配分計画作成部５０は、どこの土をどこにどれだけ運搬するかや、運搬の際にどの重機を用いるかなどを特定し、工事価格を算定する。

【0015】

将来地形推定部５２は、土地造成工事の工程計画作成を支援し、作成された工程計画に基づいて、工事開始から所定期間経過したときの三次元地形データを生成し、出力（表示）する。

【0016】

（土量配分計画作成部５０の処理について）
まず、土地造成工事等の施工前の段階において土量配分計画作成部５０が実施する土量配分計画作成処理について、図３のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。図３の処理は、作業者が、工事施工範囲（計画領域２と呼ぶ）の情報を入力部９５を介して情報処理装置１００に入力した段階から開始される。

【0017】

図３の処理が開始されると、まず、ステップＳ１０において、土量配分計画作成部５０は、三次元地形データＤＢ６０から、計画領域２の三次元地形データを読み込むとともに、三次元設計データＤＢ６２から計画領域２の三次元設計データを読み込む。また、土量配分計画作成部５０は、計画領域２を多数のメッシュに分割する。

【0018】

例えば、計画領域２の三次元地形データが図４（ａ）に示すようなデータであった場合、土量配分計画作成部５０は、複数のメッシュ３に分割する。ここで、土量配分計画作成部５０は、計画領域２を例えば正方メッシュや不定形メッシュなどで分割する。なお、正方メッシュの場合、一辺が５ｍ～５０ｍ程度であるものとするが、これに限定されるものではない。

【0019】

また、ステップＳ１０では、土量配分計画作成部５０は、三次元地形データと三次元設計データとを比較することにより、各メッシュ３が切土メッシュ（掘削が必要なメッシュ）であるのか、盛土メッシュ（他から運搬してきた土を盛る必要があるメッシュ）であるのかを特定する。具体的には、三次元地形データが示す各メッシュ３の中心の標高と三次元設計データが示す各メッシュ３の中心の標高とを比較し、三次元地形データの標高が高いメッシュを切土メッシュとし、三次元設計データの標高が高いメッシュを盛土メッシュとする。図４（ｂ）においては、切土メッシュに符号Ｃが付されており、盛土メッシュに符号Ｂが付されている。

【0020】

また、ステップＳ１０では、土量配分計画作成部５０は、複数メッシュをまとめて切土ブロックや盛土ブロックを生成する。図５（ａ）の例では、土量配分計画作成部５０は、計画領域２をブロック（図５（ａ）では１ブロックが縦×横＝２×２のメッシュ又は２×１のメッシュ）で分け、それぞれを切土ブロック４Ｃ又は盛土ブロック４Ｂとする。なお、図５（ａ）においては、４つのメッシュから成るブロックに切土メッシュが３つあり、盛土メッシュが１つある場合には、そのブロックを切土ブロック４Ｃとしている。また、ブロックに切土メッシュが１つあり、盛土メッシュが３つある場合には、そのブロックを盛土ブロック４Ｂとしている。土量配分計画作成部５０は、その他の予め定めたルールに基づいて、切土ブロック４Ｃと盛土ブロック４Ｂを生成する。

【0021】

次いで、ステップＳ１２では、土量配分計画作成部５０が、連続する切土ブロック４Ｃ及び盛土ブロック４Ｂから、切土エリア（切土領域）及び盛土エリア（盛土領域）を生成する。具体的には、土量配分計画作成部５０は、図５（ｂ）に示すように、連続する切土ブロック４Ｃをまとめて切土エリアを生成するとともに、連続する盛土ブロック４Ｂをまとめて盛土エリアを生成する。なお、図５（ｂ）により、計画領域２が、切土エリアと盛土エリアに分割されたとも言える。

【0022】

次いで、ステップＳ１４では、土量配分計画作成部５０が、ステップＳ１０において生成した盛土ブロック４Ｂのうち施工可能で最も盛土高が大きい盛土ブロック（盛土対象範囲）４Ｂ’を抽出する。例えば、土量配分計画作成部５０は、全ての盛土ブロック４Ｂの中心の三次元地形データにおける標高と、三次元設計データにおける標高との差を算出し、算出した差が最も大きい盛土ブロック４Ｂ’を抽出する。ここでは、一例として、図６（ａ）に示す盛土ブロック４Ｂ’が特定されたものとする。

【0023】

次いで、ステップＳ１６では、土量配分計画作成部５０が、抽出した盛土ブロック４Ｂ’を含む盛土エリアに隣接する切土エリアごとに、施工可能で最も切土高が大きい切土ブロック（切土対象範囲）を抽出する。例えば、土量配分計画作成部５０は、図６（ｂ）に示す盛土エリアに隣接する３つの切土エリアそれぞれにおいて、各切土ブロックの中心の三次元地形データにおける標高と、三次元設計データにおける標高との差を算出し、算出した差が最も大きい切土ブロック４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３を抽出する。

【0024】

次いで、ステップＳ１８では、土量配分計画作成部５０が、運搬経路の最急勾配ｉ、最小曲率半径Ｒ、使用可能な重機を条件として、抽出した盛土ブロック（４Ｂ’）と抽出した切土ブロック（４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３）それぞれとの間の運搬距離を求める。また、土量配分計画作成部５０は、切土ブロック４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３のうち運搬距離が最も短い切土ブロックを、抽出した盛土ブロック４Ｂ’への土の運搬元として設定する。

【0025】

より具体的には、土量配分計画作成部５０は、図７に示す切土ブロック４Ｃ１から盛土ブロック４Ｂ’までの運搬経路Ｒ１の運搬距離、切土ブロック４Ｃ２から盛土ブロック４Ｂ’までの運搬経路Ｒ２の運搬距離、切土ブロック４Ｃ３から盛土ブロック４Ｂ’までの運搬経路Ｒ３の運搬距離をそれぞれ求める。

【0026】

ここで、運搬経路Ｒ１～Ｒ３それぞれの候補は複数存在する場合があり、また、運搬経路は直線的でなく、勾配がある場合もある。また、運搬経路ごとに走行可能な重機も異なる。したがって、土量配分計画作成部５０は、使用可能な重機が走行できる運搬経路のうち最も距離が短い経路を運搬経路Ｒ１～Ｒ３とする。

【0027】

例えば運搬経路Ｒ１の運搬距離を求める場合、土量配分計画作成部５０は、切土ブロック４Ｃ１と盛土ブロック４Ｂ’の間に存在する１又は複数の候補経路を三次元地形データから特定する。そして、土量配分計画作成部５０は、特定した候補経路を走行可能な重機（建設機械）があるかを、図２に示す重機ＤＢ６４を参照して判定する。ここで、重機ＤＢ６４には、図８に示すような重機テーブルが格納されているものとする。重機テーブルには、使用可能な重機名と、重機利用時に必要な金銭的コスト、重機が走行可能な最急勾配、最小曲率半径、最高速度などが関連付けて格納されている。土量配分計画作成部５０は、重機ＤＢ６４に格納されている重機の情報を参照して、切土ブロック４Ｃ１と盛土ブロック４Ｂ’の間に存在する候補経路から、走行可能な重機がある候補経路を特定し、その中で最も距離が短い候補経路を運搬経路Ｒ１と特定する。

【0028】

また、土量配分計画作成部５０は、上記と同様にして、運搬経路Ｒ２、Ｒ３を特定する。そして、土量配分計画作成部５０は、運搬経路Ｒ１～Ｒ３の距離（道のり）を算出し、算出した距離が最も短い運搬経路に対応する切土ブロックを盛土ブロック４Ｂへの土の運搬元として特定する。なお、図７では、切土ブロック４Ｃ１が運搬元として特定されたものとする。

【0029】

なお、上記においては、切土ブロックと盛土ブロックの間に存在し、重機が走行可能な候補経路のうち、最も距離が短い候補経路を運搬経路Ｒ１～Ｒ３として特定する場合について説明した。また、上記においては、運搬経路Ｒ１～Ｒ３のうち最も距離が短い経路に対応する切土ブロックを運搬元として特定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、切土ブロックと盛土ブロックの間に存在し、重機が走行可能な候補経路のうち、最もコストが低い経路や最も運搬時間が短い経路を運搬経路Ｒ１～Ｒ３として特定してもよい。また、例えば、運搬経路Ｒ１～Ｒ３のうち最もコストが低い経路や最も運搬時間が短い経路に対応する切土ブロックを運搬元として特定してもよい。

【0030】

次いで、ステップＳ２０では、土量配分計画作成部５０が、抽出した盛土ブロック４Ｂ’に隣接する盛土ブロックのうち最も盛土高が大きいブロックと同一高さになるまでの盛土量を計算し、運搬元の切土ブロック４Ｃ１の切土量とする。例えば、図９に示すように、三次元地形データと三次元設計データがあり、盛土ブロック４Ｂ’の周囲に５つの隣接する盛土ブロックがあったとする。この場合、土量配分計画作成部５０は、盛土ブロック４Ｂ’に隣接する５つの盛土ブロックそれぞれの盛土高（ブロックの中心の三次元地形データにおける標高と三次元設計データにおける標高との差）を求め、最も盛土高が大きい盛土ブロック４Ｂ”を特定する。そして、土量配分計画作成部５０は、特定した盛土ブロック４Ｂ”と盛土ブロック４Ｂ’との標高差に基づいて、盛土ブロック４Ｂ’の盛土量（盛土ブロック４Ｂ”と盛土ブロック４Ｂ’を同一高さにするための土の量）を算出し、運搬元の切土ブロック４Ｃ１の切土量とする。

【0031】

次いで、ステップＳ２２では、土量配分計画作成部５０が、三次元地形データを更新する。より具体的には、土量配分計画作成部５０は、運搬元の切土ブロック４Ｃ１の切土量を盛土ブロック４Ｂ’まで搬送したと仮定し、三次元地形データを更新する。

【0032】

次いで、ステップＳ２４では、土量配分計画作成部５０が、三次元地形データが三次元設計データと一致したか否かを判断する。このステップＳ２４の判断が肯定される場合とは、全ての土量配分計画を策定できたことを意味する。このステップＳ２４の判断が否定された場合には、ステップＳ１４に戻る。そして、ステップＳ２４の判断が肯定されるまで、ステップＳ１４～Ｓ２４の処理・判断を繰り返し実行する。その後、ステップＳ２４の判断が肯定されると、ステップＳ２６に移行する。なお、ステップＳ２６に移行する段階では、どの切土ブロックからどの盛土ブロックにどれだけの量の土を運ぶかが特定できている。

【0033】

ステップＳ２６に移行すると、土量配分計画作成部５０は、これまでに設定した運搬元の切土ブロックから運搬先の盛土ブロックまでの運搬経路それぞれにおいて、土の運搬に利用する重機を特定する。なお、土量配分計画作成部５０は、重機ＤＢ６４を参照して、各運搬経路において使用可能な重機のうち最も金銭的コストが低い重機を選択してもよいし、最も運搬時間が短い重機を選択してもよい。この際、土量配分計画作成部５０は、重機ＤＢ６４に格納されている図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すような情報を参照することができる。図１０（ａ）は、重機１～３の運搬距離（ｍ）と一時間当たりの運搬土量（ｍ³／ｈ）の関係を示しており、図１０（ｂ）は、重機１～３の運搬距離（ｍ）と運搬コスト（円／ｍ³）の関係を示している。例えば、作業者がコスト優先という要求を入力した場合には、土量配分計画作成部５０は、図１０（ｂ）を参照して、運搬距離に対するコストが最も低い重機を選択する。また、作業者が時間優先という要求を入力した場合には、土量配分計画作成部５０は、図１０（ａ）を参照して、運搬距離に対する時間当たりの運搬土量が最も多い重機を選択する。

【0034】

次いで、ステップＳ２８では、土量配分計画作成部５０は、ステップＳ２６で選択した重機のコスト、運搬距離、その他の費用に基づいて、工事価格を算定する。工事価格を算定する際には、土量配分計画作成部５０は、図１０（ｂ）のような情報を利用することができる。そして、土量配分計画作成部５０は、策定した土量配分計画や、算定した工事価格を表示する画面を生成し、表示部９３上に表示する。その後は、図３の全処理を終了する。

【0035】

（将来地形推定部５２の処理について）
次に、将来地形推定部５２の処理について、図１１のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。本処理は、計画領域２における工程計画の策定を支援するとともに、工程計画に基づいて所定期間後の地形データを生成し、出力（表示）する処理である。

【0036】

図１１の処理が開始されると、まず、ステップＳ５０において、将来地形推定部５２が、三次元地形データＤＢ６０から計画領域２の三次元地形データを取得するとともに、三次元設計データＤＢ６２から計画領域２の三次元設計データを取得する。また、将来地形推定部５２は、図３の処理で得られた土量配分計画の情報（どこからどこに、どの重機を用いて、どの程度の土を運搬するのかを示す情報）を土量配分計画作成部５０から取得する。また、将来地形推定部５２は、重機ＤＢ６４から図１０（ａ）に示すような重機の能力に関する情報を取得する。なお、図３の処理を事前に行っていない場合には、ステップＳ５０において、三次元地形データや三次元設計データ等を用いて図３と同様の処理を実行し、土量配分計画の情報を取得するようにしてもよい。

【0037】

次いで、ステップＳ５２では、将来地形推定部５２が、切土ブロックと盛土ブロックの組み合わせごとの施工数量を算出する。なお、施工数量とは、土を運搬する際の所要工数を意味する。このとき、将来地形推定部５２は、用いる重機ごとの施工数量を算出するものとする。例えば、図１２の工程計画作成テーブルに示すように、切土ブロックＣ１から盛土ブロックＢ１に土を運搬する際の施工数量として、工種「ｂ」（例えばブロック内運搬）の施工数量として「３５８５」が算出され、工種「ｃ」（例えば粗造成）の施工数量として「３９２１」が算出されたとする。また、工種「ｄ」（例えば第１の重機を用いた切土ブロックから盛土ブロックへの運搬）の施工数量として「１８４７２」が算出され、工種「ｅ」（例えば第２の重機を用いた切土ブロックから盛土ブロックへの運搬）の施工数量として「４６５４９」が算出されたとする。その他の切土ブロックと盛土ブロックの組み合わせについても同様に施工数量が算出される。

【0038】

次いで、ステップＳ５４では、将来地形推定部５２は、ステップＳ５２で算出した施工数量と、重機の能力情報（図１０（ａ））に基づいて、各施工数量についての所要のべ日数（施工日数）を算定する。将来地形推定部５２は、算出した施工日数を図１２の工程計画作成テーブルに格納する。

【0039】

次いで、ステップＳ５６では、将来地形推定部５２は、作業者から切土ブロックと盛土ブロックの組み合わせごとの着手条件の入力を受け付ける。例えば、作業者は、図１２の工程計画作成テーブルにおいて、切土ブロックと盛土ブロックの組み合わせごとに、施工ができない期間を選択する。図１２では、施工ができない期間がグレーで示されている。なお、施工ができない期間とは、例えば、土地収用ができていない期間であったり、施工が完了してなければならない期間などを意味する。なお、図１２の工程計画作成テーブルにおいては、開始月（１か月目）～１８か月目までの期間に対して、施工ができない期間を設定できるようになっている。

【0040】

次いで、ステップＳ５８では、将来地形推定部５２は、作業者から工程計画の入力を受け付ける。作業者は、図１２の工程計画作成テーブルを参照して、どの作業をいつやるかを検討し、図１３に示すように工程計画作成テーブルに各作業の作業期間を入力する。作業者は、工程計画を作成する際に、重機の配置順序や導入順序を考慮するものとする。なお、工程計画の作成は、例えば、機械学習や最適化計算等を用いて自動的に行ってもよい。この場合、作業者は、作成された工程計画を確認し、修正等すればよい。

【0041】

次いで、ステップＳ６０では、将来地形推定部５２が、受け付けた工程計画に基づいて、工事着手後の各月に完了している予定の施工数量を算出する。図１４には、各月における完了予定の施工数量を示すテーブル（施工数量管理テーブル）が示されている。図１４の施工数量管理テーブルにおいては、切土ブロックと盛土ブロックの組み合わせにおける工種ごとの施工数量と施工日数と日施工量が示されている。また、図１４のテーブルには、各月において完了する予定の施工数量が示されている。なお、各月において完了する予定の施工数量は、施工日数と日施工量の積（施工日数×日施工量）であり、施工開始後からの累計数である。なお、施工日数については、図１３の工程計画作成テーブルの工程計画（各作業の作業期間）から得ることができる。

【0042】

次いで、ステップＳ６２では、将来地形推定部５２が、工事開始から所定期間後（所定月）における各切土ブロック及び各盛土ブロックにおける工事進捗率（以下、単に進捗率という）を算出する。なお、所定月については、作業者が予め選択しているものとする。

【0043】

例えば、ある切土ブロック（以下、所定の切土ブロックと呼ぶ）に着目した場合、図１３の工程計画作成テーブルのうち所定の切土ブロックが搬送元になっている行の施工数量を抽出し、合計することで、所定の切土ブロックが関係する施工数量（予定）を求めることができる。また、図１４の施工数量管理テーブルのうち所定の切土ブロックが搬送元になっている全ての行から、所定月までに完了している施工数量を抽出し、合計することで、所定の切土ブロックが関係する施工数量（完了済み）を求めることができる。したがって、将来地形推定部５２は、施工数量（予定）に対する施工数量（完了済み）の比率を求めることで、所定月における所定の切土ブロックの進捗率を算出することができる。なお、盛土ブロックについても、同様にして所定月における進捗率を算出することができる。

【0044】

次いで、ステップＳ６４では、将来地形推定部５２は、各ブロックの進捗率を各ブロックに含まれる各メッシュの進捗率とし、各メッシュの切土高又は盛土高に対して進捗率を掛けることで、各メッシュの地形変動量を算出する。また、将来地形推定部５２は、各メッシュの地形変動量を三次元地形データに反映させることで編集し、所定月における三次元地形データを作成する。そして、将来地形推定部５２は、所定月における三次元地形データを表示部９３上に表示する。

【0045】

以上により、表示部９３上には、所定月における三次元地形データを、作業者が確認できる状態で表示することができる。また、作業者は所定月を変更することで、三次元地形データがどのように変化していくかを確かめることができる。なお、将来地形推定部５２は、月ごとの三次元地形データを予め作成しておいてもよい。この場合、将来地形推定部５２は、月ごとに三次元地形データが変化する様子を順々に表示するようにしてもよい。

【0046】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、土量配分計画作成部５０は、計画領域２の三次元地形データと三次元設計データとから、切土エリアと盛土エリアを生成し（Ｓ１２）、盛土エリアのうち、施工可能で最も盛土高が大きい盛土ブロック４Ｂ’を抽出する（Ｓ１４）。また、土量配分計画作成部５０は、盛土ブロック４Ｂ’を含む盛土エリアに隣接する複数の切土エリアそれぞれにおいて、施工可能で最も切土高が大きい切土ブロック４Ｃ１～４Ｃ３を抽出する（Ｓ１６）。そして、土量配分計画作成部５０は、運搬条件（例えば運搬距離）に基づいて、抽出した切土ブロック４Ｃ１～４Ｃ３から切土の搬送元の切土ブロックを設定する（Ｓ１８）。このようにすることで、本実施形態では、現実の施工手順や運搬条件を考慮して、最も盛土高が大きい盛土ブロックに対する切土の搬送元として、適切な切土ブロックを設定することができる。例えば、各ブロック間における土量配分計画を作成する際に最小仕事量を追求すると、現実の施工とかけ離れた土量配分計画が作成されることもあるが、本実施形態のような方法を採用することで、実際に施工できる適切な土量配分計画を作成することができる。

【0047】

また、本実施形態では、土量配分計画作成部５０は、ステップＳ１６で抽出した切土ブロックから、運搬距離が最も短い切土ブロックを選択して、切土の搬送元として設定するので、搬送元として適切な切土ブロックを設定することができる。なお、土量配分計画作成部５０は、ステップＳ１６で抽出した切土ブロックから、運搬時間が最も短い切土ブロックや運搬コスト（費用）が最も小さい切土ブロックを選択してもよく、この場合にも搬送元として適切な切土ブロックを設定することができる。なお、土量配分計画作成部５０は、運搬時間、運搬コスト、運搬距離の運搬条件のうちの２つ又は全部を考慮して、ステップＳ１６で抽出した切土ブロックから、搬送元の切土ブロックを選択してもよい。例えば、ステップＳ１６で抽出した切土ブロックの２つ又は全部の運搬条件を点数化し、その点数の合計が最も良好な切土ブロックを搬送元に設定してもよい。

【0048】

また、本実施形態では、土量配分計画作成部５０は、盛土高が最も大きい盛土ブロックと切土ブロックとの間の運搬距離を求めるときに、使用可能な重機や、運搬経路の最急勾配ｉ、最小曲率半径Ｒを考慮するので、使用可能な重機が走行できないような運搬経路を除外して、盛土高が最も大きい盛土ブロックと切土ブロックとの間の運搬距離を求めることができる。

【0049】

また、本実施形態では、土量配分計画作成部５０は、盛土高が最も大きい盛土ブロック４Ｂ’に隣接する盛土ブロックのうちで、盛土高が最も大きい盛土ブロック４Ｂ”と同一高さになるまでの盛土量を計算し（Ｓ２０）、計算した盛土量に基づいて、三次元地形データを更新する（Ｓ２２）。これにより、盛土高が最も大きい盛土ブロック４Ｂ’を盛土した後の三次元地形データを得ることができる。また、本実施形態では、三次元地形データを更新しつつ、三次元地形データと三次元設計データが一致するまで、ステップＳ１４～Ｓ２４の処理・判断を繰り返し実行するので、計画領域２が三次元設計データと一致するまでの土の運搬手順を、順を追って適切に決定することができる。

【0050】

また、本実施形態によると、将来地形推定部５２は、計画領域２内における各ブロック間の土の運搬量の情報を取得し（Ｓ５０）、使用可能な重機の情報に基づいて、各ブロック間における施工数量を算出する（Ｓ５２）。また、将来地形推定部５２は、各ブロック間における施工数量と、各ブロックの着手条件と、に基づいて作成される工程計画の入力を受け付ける（Ｓ５８）。そして、将来地形推定部５２は、工程計画に基づいて、所定月における各ブロックに含まれる各メッシュの地盤高を算出する（Ｓ６０、Ｓ６４）。このように、本実施形態では、各ブロック間における工程計画から所定月における各メッシュの地盤高を算出するので、工程計画通りに施工された場合の所定月における各メッシュの地盤高を精度よく算出することができる。これにより、将来地形を精度よく推定することができる。

【0051】

また、本実施形態では、将来地形推定部５２は、所定月における各メッシュの地盤高に基づいて、計画領域２内の三次元地形データを生成し、出力するので、作業者は、所定月において地形がどのような状態になるのかを確認することができる。

【0052】

また、本実施形態では、将来地形推定部５２は、工程計画に基づいて、所定月における各ブロック及び各メッシュにおける施工の進捗率を算出し、算出した進捗率から各メッシュの地盤高を算出するので、各メッシュの地盤高を精度よくかつ簡易に算出することができる。

【0053】

なお、上記実施形態では、情報処理装置１００が、土量配分計画作成部５０と将来地形推定部５２の両機能を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、情報処理装置１００は、土量配分計画作成部５０と将来地形推定部５２の少なくとも一方の機能のみを有していてもよい。また、土量配分計画作成部５０と将来地形推定部５２の少なくとも一方の機能をサーバに持たせ、当該サーバと、作業者が利用するクライアント端末とをネットワークにより接続してもよい。

【0054】

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

【符号の説明】

【0055】

２ 計画領域
５０ 土量配分計画作成部
５２ 将来地形推定部
６０ 三次元地形データＤＢ
６２ 三次元設計データＤＢ
６４ 重機ＤＢ
１００ 情報処理装置

【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】