特許 7348136 打込み計画作成装置および打込み計画作成方法

(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】

(24)【登録日】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】打込み計画作成装置および打込み計画作成方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/02 20060101AFI20230912BHJP

【ＦＩ】

E04G21/02 103A

E04G21/02 ESW

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020096420

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021188419

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 孝彦

(72)【発明者】

【氏名】武田 均

【審査官】吉村 庄太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２０９８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３６６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６０９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０２３８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ２１／０２

Ｅ０４Ｇ ２１／０６

Ｇ０６Ｑ ５０／０８

Ｅ０２Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート打設における打込み計画を作成する打込み計画作成装置であって、
前記打込み計画は、施工対象物を分割した施工ブロックにコンクリートを打ち込む順番を設定した施工ブロック単位での打込み順序であり、
連続して打込みを行う施工ブロックのまとまりである候補ブロック群を前記施工対象物に対して順番に設定するブロック群設定部と、
前記候補ブロック群内の打込み順序を決定する群内順序決定部と、を備え、
前記候補ブロック群は、当該候補ブロック群の基準となる前記施工ブロックである着目ブロックに隣接する打重ねブロック、および前記打重ねブロックの周辺に位置する拡張ブロックで構成され、
前記ブロック群設定部は、一つ前の前記候補ブロック群内の打込み順序が決定された時点で、打込み済みの前記施工ブロックの中から、隣接する前記施工ブロックに対する打込みが未完了かつ打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックを選択し、選択された施工ブロックを新たな前記着目ブロックとして前記候補ブロック群を新たに設定する、
ことを特徴とする打込み計画作成装置。

【請求項2】

前記拡張ブロックは、前記着目ブロックの一つ下の段の前記施工ブロックであって、前記打重ねブロックよりも外側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の打込み計画作成装置。

【請求項3】

コンピュータが、コンクリート打設における打込み計画を作成する打込み計画作成方法であって、
前記打込み計画は、施工対象物を分割した施工ブロックにコンクリートを打ち込む順番を設定した施工ブロック単位での打込み順序であり、
前記コンピュータは、
連続して打込みを行う施工ブロックのまとまりである候補ブロック群を前記施工対象物に対して順番に設定するブロック群設定ステップと、
前記候補ブロック群内の打込み順序を決定する群内順序決定ステップと、を実行し、
前記ブロック群設定ステップと前記群内順序決定ステップとを繰り返し実行することで、前記施工対象物を構成する前記施工ブロックの打込み順序を決定するものであり、
前記候補ブロック群は、当該候補ブロック群の基準となる前記施工ブロックである着目ブロックに隣接する打重ねブロック、および前記打重ねブロックの周辺に位置する拡張ブロックで構成され、
前記ブロック群設定ステップでは、一つ前の前記候補ブロック群内の打込み順序が決定された時点で、打込み済みの前記施工ブロックの中から、隣接する前記施工ブロックに対する打込みが未完了かつ打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックを選択し、選択された施工ブロックを新たな前記着目ブロックとして前記候補ブロック群を新たに設定する、
ことを特徴とする打込み計画作成方法。

【請求項4】

前記拡張ブロックは、前記着目ブロックの一つ下の段の前記施工ブロックであって、前記打重ねブロックよりも外側に位置する、
ことを特徴とする請求項３に記載の打込み計画作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリートの打込み計画作成装置および打込み計画作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、コンクリート工事の施工者は、打込み計画を手作業で作成し、その計画に沿ってコンクリートの打込みを行う。施工対象物が高さのある部材の場合、数層（例えば、一つの層が数十ｃｍ程度）に分けてコンクリートの打込みを行うので、打込み計画は、「打重ね計画」などと呼ばれる場合がある。コンクリート工事において、コンクリートを打重ねる時間の間隔（打重ね時間間隔）は、重要な管理項目である。打重ねに時間を要した場合、コールドジョイント等の初期欠陥の発生を招き、所定の品質を確保できなくなる。

【0003】

従来、コンクリート工事における打重ね時間間隔を管理するための技術として、例えば以下のものが提案されている。
特許文献１には、型枠の上方に配置された形状センサを用いて打重ね面の形状に関する情報を取得することにより、型枠によって目視困難な場所におけるコンクリートの打込み状況を確認することが記載されている。
また、特許文献２には、コンクリート打設現場の上方側から撮影した映像をメッシュ状に細分化し、打込み完了時からの経過時間に応じてメッシュを段階毎に色分けすることが記載されている。これにより、打重ね時間間隔を視覚的に把握することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１１４６３８号公報

【文献】特開２０１１－２０２３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１，２に記載された技術は、何れもコンクリートの打込みを行っている最中に打重ね時間間隔を管理するための技術であるので、依然として打込み計画を手作業で作成する必要があった。そのため、施工対象物の形状が複雑な場合には、打込み計画の作成に多くの時間を費やしてしまうという問題があった。また、作成した打込み計画が最適かどうかの判断は、施工者の裁量によるところが大きいので、打込み計画が最適であるか否かを客観的に評価することが難しいという問題があった。

【0006】

このような観点から、本発明は、コンクリートの好適な打込み計画を作成することができる打込み計画作成装置および打込み計画作成方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る打込み計画作成装置は、コンクリート打設における打込み計画を作成する打込み計画作成装置である。前記打込み計画は、施工対象物を分割した施工ブロックにコンクリートを打ち込む順番を設定した施工ブロック単位での打込み順序である。
この打込み計画作成装置は、連続して打込みを行う施工ブロックのまとまりである候補ブロック群を前記施工対象物に対して順番に設定するブロック群設定部と、前記候補ブロック群内の打込み順序を決定する群内順序決定部とを備える。
前記候補ブロック群は、当該候補ブロック群の基準となる前記施工ブロックである着目ブロックに隣接する打重ねブロック、および前記打重ねブロックの周辺に位置する拡張ブロックで構成される。
前記ブロック群設定部は、一つ前の前記候補ブロック群内の打込み順序が決定された時点で、打込み済みの前記施工ブロックの中から、隣接する前記施工ブロックに対する打込みが未完了かつ打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックを選択し、選択された施工ブロックを新たな前記着目ブロックとして前記候補ブロック群を新たに設定する。

【0008】

本発明に係る打込み計画作成方法は、コンピュータが、コンクリート打設における打込み計画を作成する打込み計画作成方法である。前記打込み計画は、施工対象物を分割した施工ブロックにコンクリートを打ち込む順番を設定した施工ブロック単位での打込み順序である。
このコンピュータは、連続して打込みを行う施工ブロックのまとまりである候補ブロック群を前記施工対象物に対して順番に設定するブロック群設定ステップと、前記候補ブロック群内の打込み順序を決定する群内順序決定ステップとを実行する。前記ブロック群設定ステップと前記群内順序決定ステップとを繰り返し実行することで、前記施工対象物を構成する前記施工ブロックの打込み順序を決定する。
前記候補ブロック群は、当該候補ブロック群の基準となる前記施工ブロックである着目ブロックに隣接する打重ねブロック、および前記打重ねブロックの周辺に位置する拡張ブロックで構成される。
前記ブロック群設定ステップでは、一つ前の前記候補ブロック群内の打込み順序が決定された時点で、打込み済みの前記施工ブロックの中から、隣接する前記施工ブロックに対する打込みが未完了かつ打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックを選択し、選択された施工ブロックを新たな前記着目ブロックとして前記候補ブロック群を新たに設定する。

【0009】

前記拡張ブロックは、前記着目ブロックの一つ下の段の前記施工ブロックであって、前記打重ねブロックよりも外側に位置するのがよい。

【0010】

本発明に係る打込み計画作成装置および打込み計画作成方法においては、着目ブロックの打重ねブロックが早期に打込み完了となるように候補ブロック群を設定する。すなわち、打重ねブロックの打込み制約条件がより早期に整うように、着目ブロックの打重ねに直接関係のない施工ブロックについても候補ブロック群に含めている。そのため、着目ブロックに対する打重ねブロックだけを候補ブロックとした場合と比べて、最大打重ね時間の短縮に有効である。その結果、コンクリートの好適な打込み計画を作成することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、コンクリートの好適な打込み計画を作成することができる打込み計画作成装置および打込み計画作成方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る打込み計画作成装置の概略構成図である。

【図2】コンクリート工事を行う施工対象物の例示であり、（ａ）は施工対象物であるコンクリート構造物の施工が完成した状態のイメージ図であり、（ｂ）はコンクリート構造物を正面から観た状態を示している。

【図3】施工ブロックの打重ねを説明するための図である。

【図4】候補ブロック群を説明するための図であり、（ａ）は候補ブロック群の斜視図であり、（ｂ）は候補ブロック群の平面図である。

【図5】相互結合型ニューラルネットワークのイメージ図である。

【図6】ホップフィールド型ニューラルネットワークのイメージ図である。

【図7】ブロック番号と打込み順序とによる階層型ネットワークの例示である。

【図8】施工ブロックの連結性を説明するための図である。

【図9】本発明の実施形態に係る打込み計画の作成方法を示すフローチャートの例示である。

【図10】シミュレーションで用いた構造物の概略図であり、（ａ）は１層目の構造を示し、（ｂ）は２層目の構造を示し、（ｃ）は３層目の構造を示している。

【図11】シミュレーション結果を説明するための図であり、（ａ）は候補ブロックを拡張しない場合のシミュレーション結果を示し、（ｂ）は候補ブロックを拡張した場合のシミュレーション結果を示している。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【0014】

＜実施形態に係る打込み計画作成装置の構成＞
図１を参照して、実施形態に係る打込み計画作成装置１００の構成について説明する。図１は、実施形態に係る打込み計画作成装置１００の概略構成図である。打込み計画作成装置１００は、コンクリート打設における打込み計画を作成する装置である。打込み計画作成装置１００は、コンクリートを打設する様々な場面で使用することができ、施工対象物の種類、形状、サイズや、コンクリートを打設する工法などは特に限定されるものではない。打込み計画は、コンクリートの打込みを行う順番を示すものであり、例えば、施工対象物の部分（例えば、ブロック）を識別する情報と打ち込む順番とを対応付けたものである。

【0015】

図２を参照して、コンクリート工事を行う施工対象物について説明する。図２は、コンクリート工事を行う施工対象物の例示であり、（ａ）は施工対象物であるコンクリート構造物Ａの施工が完成した状態のイメージ図であり、（ｂ）はコンクリート構造物Ａを正面から観た状態を示している。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、施工対象物として、横、奥行き、高さの方向に広がりのるコンクリート構造物Ａを想定し、打込み計画作成装置１００がコンクリート構造物Ａの打込み計画を作成する。なお、コンクリート構造物Ａは、横、奥行き、高さの何れかの方向の長さが卓越したもの（柱や梁など長尺な形状の構造物）や、横、奥行き、高さの何れか二方向の長さが卓越したもの（壁体や床体など面状の構造物）であってもよい。

【0016】

コンクリート構造物Ａは、複数の領域に分割されており、分割された最小単位の領域を「施工ブロックＢ」と呼ぶことにする。施工ブロックＢは、施工を管理する最小単位の領域である。施工ブロックＢは、隣接する施工ブロックＢとの境界が型枠、金網、目地材などによって物理的に決められた領域であってもよいし、隣接する施工ブロックＢとの境界が物理的に決められていない仮想の領域であってもよい。以下では、特定の施工ブロックＢを示して説明する場合に、「施工ブロックＢ（k,l,m）」と表記する場合がある。「k,l,m」は、施工ブロックＢを識別するための識別情報であり、ここでは「k」が横方向の並び順を示し、「l」が奥行き方向の並び順を示し、「m」が高さ方向の並び順を示している。なお、一つの施工ブロックＢ（k,l,m）のサイズは、例えばコンクリート打設の施工条件（特に、コンクリートの打込みに使用されるポンプ車の性能など）によって決めることができる。

【0017】

図１に示す打込み計画作成装置１００は、仮想的な三次元空間を用いてコンクリート構造物Ａの打込み計画をシミュレーションによって作成する。打込み計画のシミュレーションでは、コンクリート構造物Ａを抽象化（モデル化）した施工モデルＣ（図１参照）を使用して打込み計画を作成する。施工モデルＣは、コンクリート構造物Ａと同様に施工ブロックＢ（k,l,m）に対応して分割されている。

【0018】

図１に示すように、実施形態に係る打込み計画作成装置１００は、記憶部３０と、制御部４０とを備える。打込み計画作成装置１００は、例えば、打込み計画の作成を担当する者（以下では、「作成者」と呼ぶ）が操作するパーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）や当該パーソナルコンピュータと通信可能に接続されたアプリケーションサーバである。ここでの作成者は、例えば、コンクリート工事の施工者である。

【0019】

記憶部３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。制御部４０がプログラム実行処理により実現する場合、記憶部３０には、制御部４０の機能を実現するためのプログラムが格納される。なお、打込み計画作成装置１００が、図示しない外部の記憶手段から記憶部３０に記憶される情報を必要に応じて取得してもよい。

【0020】

記憶部３０には、打込み計画の作成に必要な情報（ここでは、打込み条件情報３１と、施工モデルＣ）が記憶されている。打込み条件情報３１には、コンクリートポンプ車が備えるポンプの性能に関する情報、打重ね時間間隔に関する情報などが含まれる。また、複数のコンクリートポンプ車を用いてコンクリートの打込みを行う場合、打込み条件情報３１には、コンクリートを打ち込む打込み口の数などが含まれる。施工モデルＣは、施工対象物を抽象化（モデル化）したものである。施工モデルＣは、施工対象物と同様に施工ブロックＢ（k,l,m）に対応して分割されている。施工モデルＣには、各々の施工ブロックＢ（k,l,m）の位置関係やサイズが設定される。

【0021】

制御部４０は、主に、条件設定部４１と、打込み順序作成部４２と、順序評価部４５と、を備える。なお、図１に示す制御部４０の各機能は、説明の便宜上分けたものであり、当該機能の分け方は本発明の一例に過ぎない。

【0022】

条件設定部４１は、打込み条件情報３１や施工モデルＣの登録を受け付け、記憶部３０にこれらの情報を格納する。

【0023】

打込み順序作成部４２は、施工モデルＣを用いて打込み計画を作成する。打込み順序作成部４２は、ブロック群設定部４３と、群内順序決定部４４とを備える。
ブロック群設定部４３は、連続して打込みを行う施工ブロックＢのまとまりである候補ブロック群Ｑ（図４参照）を施工モデルＣ（施工対象物）に対して順番に設定する。
群内順序決定部４４は、施工モデルＣ（施工対象物）に対して設定された候補ブロック群Ｑ内の打込み順序を決定する。

【0024】

図４に候補ブロック群Ｑの一例を示す。図４は、候補ブロック群Ｑを説明するための図であり、（ａ）は候補ブロック群Ｑの斜視図であり、（ｂ）は候補ブロック群Ｑの平面図である。図４に示す候補ブロック群Ｑは、候補ブロック群Ｑの基準となる施工ブロックＢａの周辺における幾何学的な位置関係によって定義される。以下では、候補ブロック群Ｑの基準となる施工ブロックＢａのことを「着目ブロックＢａ」と表現する場合がある。ブロック群設定部４３は、例えば候補ブロック群Ｑを設定する時点において、隣接する施工ブロックＢａの少なくとも一つの打込みが未完了であり、かつ、打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックＢを着目ブロックＢａとして選択する。

【0025】

図３を参照して、施工ブロックＢの打重ねを説明する。図３は、施工ブロックＢの打重ねを説明するための図である。図３に示すように、着目ブロックＢａの打重ねを完了するためには、着目ブロックＢａの前に位置する施工ブロックＢｂ１、後ろに位置する施工ブロックＢａ２、左に位置する施工ブロックＢａ３、右に位置する施工ブロックＢａ４、直上に位置する施工ブロックＢａ５の全てを打込む必要がある。なお、空中への打設はできないので、着目ブロックＢａの直下には他の施工ブロックＢ（または土台など）があることが前提となり、ここでは着目ブロックＢａの直下の施工ブロックＢを問題にしないことにする。以下の説明では、これらの施工ブロックＢｂ１～Ｂｂ５を、着目ブロックＢａに対する「打重ねブロックＢｂ」と呼ぶ場合がある。言い換えると、ブロック群設定部４３は、打重ねが完了しておらず（打重ねブロックＢｂの何れかの打込みが完了しておらず）、かつ、打込み完了時刻が最も早い打込み済みの施工ブロックＢを着目ブロックＢａとして選択する。

【0026】

図４に示すように、本実施形態における候補ブロック群Ｑは、着目ブロックＢａに隣接する打重ねブロックＢｂと、打重ねブロックＢｂの下層周辺に位置する拡張ブロックＢｃとで構成される。なお、本実施形態では着目ブロックＢａ自身並びに着目ブロックＢａおよび打重ねブロックＢｂ１～Ｂｂ４の直下の施工ブロックＢは、候補ブロック群Ｑに含まれないことにする。これらの施工ブロックＢは、後述する打込みの制約条件によって既に打込みが完了していることを前提としているためである。なお、打重ねブロックＢｂ１～Ｂｂ４の直下の施工ブロックＢを候補ブロック群Ｑに含めてもよい。本実施形態における候補ブロック群Ｑは、五つの打重ねブロックＢｂと八つの拡張ブロックＢｃとで構成される。なお、図５に示す拡張ブロックＢｃの配置はあくまで例示であり、他の配置にすることもできる。打重ねブロックＢｂおよび拡張ブロックＢｃを区別せずに候補ブロック群Ｑを構成する施工ブロックＢａを説明する場合に「候補ブロックＰ」と呼ぶ場合がある。つまり、本実施形態における候補ブロック群Ｑは、十三個の候補ブロックＰで構成される。

【0027】

着目ブロックＢａに対する打重ねブロックＢｂ（図４では５ブロック）だけを候補ブロックＰとした場合、着目ブロックＢａの最短打重ねを志向することになる。しかしながら、そのような候補ブロックＰの設定方法では全ての施工ブロックＢの打込み順序が確定したときに、最大打重ね時間が必ずしも短くならない場合がある。そのため、本実施形態では図４に示すように、着目ブロックＢａの打重ねブロックＢｂが早期に打込み完了となるように、すなわち打重ねブロックＢｂの打込み制約条件がより早期に整うように、着目ブロックＢａの打重ねに直接関係のない施工ブロックＢ（拡張ブロックＢｃ）を追加することで候補ブロックＰを拡張している（「５＋８」で全１３ブロック）。この追加された八つの拡張ブロックＢｃは、着目ブロックＢａの最短打重ねに関してはノイズとなるが、最大打重ね時間の短縮には有効である。

【0028】

群内順序決定部４４は、候補ブロック群Ｑ内の打込み順序を決定する。群内順序決定部４４による順序の決定方法は特に限定されず、種々の方法を用いることができる。群内順序決定部４４は、決められた規則に従って施工ブロックＢの打込み順序を決定してもよいし、ランダムで施工ブロックＢの打込み順序を決定してもよい。また、群内順序決定部４４は、施工ブロックＢの打込みが予め設定した制約条件に適合しているか否かを判定する機能を有する。打込みの制約条件は、任意のものであってよく、その内容は限定されるものではない。群内順序決定部４４は、例えば、施工ブロックＢの打込みが実現可能であるか否かを判定する。

【0029】

打込み順序作成部４２は、例えば以下のようにして全ての施工ブロックＢの打込みが完了するまで、打込み順序を探索する。
（１） 打込み完了時刻により着目ブロックＢａを選択する。
（２） 打込みが完了していない候補ブロックＰの中から１箇所選択して、打込み制約条件に適合しているかどうかを判定する。打込み可能であれば選択された施工ブロックＢを打込み済とする。
（３） 工程（２）の操作を順次、候補ブロック群Ｑ内の全ての候補ブロックＰの打込みが完了するまで繰り返す。
（４） 全ての候補ブロックＰの打込みが完了した場合、次の着目ブロックＢａを探索して、工程（２），（３）の処理を行う。つまり、候補ブロック群Ｑの打込みが終わるまで次の着目ブロックＢａの処理には移行しない。
ここで、本実施形態では打込み制約条件として、高さ方向に二段突出した形では打込みができないものとした。例えば、図３における着目ブロックＢａの直上の打重ねブロックＢｂ５を打込むためには、図３の着目ブロックＢａとその前後左右の打重ねブロックＢｂ１～Ｂｂ４が打込み済みでなければならない。

【0030】

図１に示す順序評価部４５は、打込み順序作成部４２によって作成された打込み順序を評価する。打込み順序を評価する方法は、特に限定されずに種々の方法を用いることができる。順序評価部４５は、例えば打重ね時間によって打込み順序を評価する。本実施形態では、打重ね時間の評価を簡潔に表現するために、相互結合型ニューラルネットワークの計算手法を応用する。

【0031】

相互結合型ニューラルネットワークの計算手法を用いた打重ね時間の評価について説明する。まず、想定打込み範囲をいくつかの施工ブロック（以下の説明では、単に「ブロック」と表記する場合がある）に区分する。施工ブロックの打込み順序は、幾何学的な制約がなければどこから始めてもどのような順序を辿ってもよい。施工ブロックを「○（白抜きの円）」で表し、経路を線で表す場合、例えば施工ブロックが３箇所の例では、図５に示すような３つのユニットで構成される相互結合型ニューラルネットワークとなる。図５は、相互結合型ニューラルネットワークのイメージ図である。経路の候補は２つを組合わせした全ての施工ブロック間で可能であり、両方向の向きが可能である。ただし、各施工ブロックは一度しか通過せず、一度に１つの施工ブロックにしか打ち込まれない（打込み口が１箇所の場合）。

【0032】

図６に示すように、相互結合型ニューラルネットワークをブロックと順序というマトリクス状の階層型ネットワークで表現するとホップフィールド型ニューラルネットワークとなる。図６は、ホップフィールド型ニューラルネットワークのイメージ図である。このマトリクス状のネットワークにおいても各施工ブロックが相互に結合していることになり、情報の流れはもとの相互結合型ニューラルネットワークと同じとみなすことができる。図６中の「○（白抜きの円）」はユニットと呼ばれる情報処理部を表す。ユニットは、ニューラルネットワークで使用される用語であり、他のユニットの出力を受けて何らかの値（例えば、「－１～＋１」）を返す（出力する）関数の名称として一般的に使用される。各打込み順序において施工ブロックに対応するユニットは全て同じ数（３ブロック）だけある。全ての施工ブロックを打込むので、縦も横も同数の３ユニットになる（imax=jmax）。図において各打込み順序列を層と呼ぶ。このネットワークでは、隣り合う層のユニットは結合しているが同じ層内のユニットや連続しない層のユニットは結合していない。本実施形態においては、このようなマトリクスを用いて打重ね時間を表現する場合について説明する。

【0033】

以下では、定式化について説明する。図７に示すように、縦にブロック番号「i」、横に打込み順序「j」をとり、上述の通りマトリクスを作成する。このマトリクスは、どの層も同じユニット数で（縦方向にブロック数だけユニットを用意し、また横方向にブロック数だけ層を用意する）、情報の流れが左から右に限定された階層型ネットワークである。

【0034】

ユニットの出力は、対応するブロック番号のブロックが打ち込まれているとき「1（x_ij = 1）」を出力し、打ち込まれていないとき「0（x_ij = 0）」を出力する。ユニット間の重みは、出力側ユニット「i(j-1)」に相当するブロックの打込みに要する時間とした(w_{i(j-1)→i(j)} = w_{i( j-1)})。
前層の各ユニットの出力に対して各ユニットと着目ユニットとの経路の重みを乗じたものの総和を打込み開始から順次計算する。総和をとる層の深さによって各施工ブロックの打込み開始時刻と打込み完了時刻は、式（１）および式（２）で表される。

【0035】

【数1】

【0036】

打ち重ね時間間隔は、着目ブロックの打込み完了時刻と打重ねブロックの打込み完了時刻との差として式（３）で評価される。ここで、図８に示すように、ブロックの幾何学的な連結性から、着目ブロックに対して打重ねの関係になる施工ブロック（打重ねブロック）とならない施工ブロックとを判別する指標として式（４）を導入した。一つの着目ブロックに対する打重ねブロックの数は、最大で５ブロックである。ここで、対象ブロックとは、着目ブロックと対になり、打重ね時間を計算する相手先の施工ブロックである。

【0037】

【数2】

【0038】

＜本発明の実施形態に係る打込み計画の作成方法について＞
図９を参照して（適宜、図１ないし図８を参照）、実施形態に係る打込み計画作成装置１００を用いた打込み計画の作成方法について説明する。図９は、実施形態に係る打込み計画の作成方法を示すフローチャートの例示である。打込み計画は、例えば、施工対象物を分割した施工ブロックＢにコンクリートを打ち込む順番を設定した施工ブロックＢ単位での打込み順序である。

【0039】

最初に、作成者は、条件設定部４１を介して、施工条件やコンクリート構造物Ａを抽象化した施工モデルＣなどを打込み計画作成装置１００に設定する（ステップＳ１０１）。なお、条件設定部４１は、作成者の入力操作によらずに、または作成者が入力した他の情報からこれらの情報を算出してもよい。

【0040】

作成者は、例えば、施工ブロックＢ（k,l,m）を抽象化した仮想ブロックＤ（k,l,m）を三次元の仮想空間上に配置する。具体的には、施工ブロックＢ（k,l,m）の位置を三次元の仮想空間に設定される直交座標系の座標値（X,Y,Z）として仮想ブロックＤ（k,l,m）に設定する。ここで、「X」は、例えば施工ブロックＢ（k,l,m）の横方向の位置に対応しており、「Y」は、例えば施工ブロックＢ（k,l,m）の奥行き方向の位置に対応しており、「Z」は、例えば施工ブロックＢ（k,l,m）の高さ方向の位置に対応している。これにより、施工ブロックＢ（k,l,m）の相対的な位置関係が、仮想ブロックＤ（k,l,m）に設定された座標値によって三次元の仮想空間上で再現される。以下の説明で施工ブロックＢといった場合には、抽象化した仮想ブロックＤのことである。

【0041】

また、作成者は、例えば、一つの施工ブロックＢ（k,l,m）を作成するのに要する時間（つまり、一つの施工ブロックＢ（k,l,m）の打込みに要する時間）を設定する。この時間は、例えば、施工ブロックＢ（k,l,m）のサイズやポンプ性能から算出されてもよい。
また、作成者は、例えば、コンクリートを打ち込む打込み口の数（ポンプ車を用いてコンクリートの打込みを行う場合ではポンプ車の台数に相当）を設定する。
また、作成者は、例えば、打込みを開始する一番目の施工ブロックＢ（開始ブロック）を設定する。作成者は、例えば地面に接した施工ブロックＢ（つまり空中への打込みにならない施工ブロックＢ）の中から任意に一つを開始ブロックとして設定する。なお、打込み口の数が複数である場合、その数に応じた開始ブロックを設定する。

【0042】

次に、作成者は、打込み計画作成装置１００に対して打込み順序の計算の開始を指示する。これにより、打込み計画作成装置１００は、ステップＳ１０２以降の処理を実行する。なお、打込み計画作成装置１００は、ステップＳ１０１での設定が済み次第に打込み順序の計算を開始してもよい。

【0043】

打込み順序作成部４２は、ステップＳ１０１で設定した一番目の施工ブロックＢ（開始ブロック）の打込みを実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、打込み順序作成部４２は、一番目の施工ブロックＢ（開始ブロック）に対して例えばコンクリートを打ち込む順番が一番であることを示す情報を設定するなどして、開始ブロックを打込み済にする。これにより、当該施工ブロックＢ（開始ブロック）の打込みが完了する。

【0044】

次に、ブロック群設定部４３は、着目ブロックＢａ（図４参照）の探索を行う（ステップＳ１０３）。着目ブロックＢａは、打込みが完了している施工ブロックＢ（打込み済みブロック）の内、打重ねが未完了であって打込み完了時刻が最も早い施工ブロックＢである。打重ねが未完了とは、打込みが完了している施工ブロックＢに隣接する施工ブロックＢの少なくとも何れか一つの打込みが完了していない状態である。つまり、施工ブロックＢに隣接する全ての施工ブロックＢの打込みが完了した場合に、当該施工ブロックＢの打重ねが完了した状態となる。ブロック群設定部４３は、前述した条件に該当する施工ブロックＢを着目ブロックＢａとして選択する。

【0045】

選択できる着目ブロックＢａがあって一つの施工ブロックＢを着目ブロックＢａとして選択した場合（ステップＳ１０４で“Ｙｅｓ”）、群内順序決定部４４は、ステップＳ１０５～ステップＳ１１０の処理を繰り返し行い、候補ブロック群Ｑ（図４参照）に含まれる施工ブロックＢ（つまり、候補ブロックＰ（図４参照））の打込み順序を決定する。なお、図９に示す候補ブロックＰの打込み順序を決定する処理はあくまで一例であって、候補ブロックＰの打込み順序を決定する処理はここで説明するものに限定されない。

【0046】

群内順序決定部４４は、次に打ち込む候補ブロックＰ（図４参照）の探索を行う（ステップＳ１０５）。群内順序決定部４４は、未打込みの候補ブロックＰの中から１箇所を選択する。候補ブロックＰを選択する方法は特に限定されない。選択できる候補ブロックＰがあった場合（ステップＳ１０６で“Ｙｅｓ”）、群内順序決定部４４は、選択した候補ブロックＰが打込み制約条件に適合するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

【0047】

打込み制約条件に適合しない場合（ステップＳ１０７で“Ｎｏ”）、群内順序決定部４４は、他の候補ブロックＰの探索を行い（ステップＳ１０９）、探索した他の候補ブロックＰを新たに選択する（ステップＳ１０５）。一方、打込み制約条件に適合する場合（ステップＳ１０７で“Ｙｅｓ”）、群内順序決定部４４は、コンクリートを打ち込む順番を示す情報を設定するなどして、選択した候補ブロックＰを打込み済みにする（ステップＳ１０８）。その後、群内順序決定部４４は、次の候補ブロックＰの探索を行い（ステップＳ１１０）、探索した次の候補ブロックＰを新たに選択する（ステップＳ１０５）。

【0048】

候補ブロック群Ｑ内に選択できる候補ブロックＰがない（なくなったときも含む）場合（ステップＳ１０６で“Ｎｏ”）、ブロック群設定部４３は、次の着目ブロックＢａを選択し、新たな着目ブロックＢａでの処理に移行する（ステップＳ１１１）。具体的には、ブロック群設定部４３が新たな着目ブロックＢａ（図４参照）の探索を行う（ステップＳ１０３）。そして、群内順序決定部４４が、ステップＳ１０５～ステップＳ１１０の処理を繰り返し行い、新たに選択した着目ブロックＢａに基づく候補ブロック群Ｑ（図４参照）に含まれる候補ブロックＰの打込み順序を決定する。

【0049】

選択できる着目ブロックＢａがない（なくなったときも含む）場合（ステップＳ１０４で“Ｎｏ”）、全ての施工ブロックＢの打込み順序が決定されているので、順序評価部４５は、作成された打込み順序における最大打重ね時間を計算する（ステップＳ１１２）。作成者は、計算された最大打重ね時間に基づいて、打込み順序を再度作成するか判断する。作成者は、例えば最大打重ね時間が許容する範囲に収まっている場合には、作成した打込み順序で施工を行い、また、許容する範囲に収まっていない場合には、施工条件などを変更して打込み順序を再度作成する。なお、最大打重ね時間の許容範囲は、コールドジョイントが発生しない時間であり、例えば、公益社団法人土木学会が発行する「コンクリート標準示方書」に記載される許容打重ね時間間隔を超えない時間である。

【0050】

以上のように、実施形態に係る打込み計画作成装置１００は、図４に示すように、着目ブロックＢａの打重ねブロックＢｂが早期に打込み完了となるように候補ブロック群Ｑを設定する。すなわち、打重ねブロックＢｂの打込み制約条件がより早期に整うように、着目ブロックＢａの打重ねに直接関係のない施工ブロックＢ（拡張ブロックＢｃ）についても候補ブロック群Ｑに含めている。そのため、着目ブロックＢａに対する打重ねブロックＢｂ（図４では５ブロック）だけを候補ブロックＰとした場合と比べて、最大打重ね時間の短縮に有効である。その結果、コンクリートの好適な打込み計画を作成することができる。

【0051】

図１０および図１１を参照して、実施形態に係る打込み計画作成装置１００の効果について補足する。発明者は、候補ブロックＰを拡張しない場合（候補ブロック群Ｑが打重ねブロックＢｂのみで構成される場合）と候補ブロックＰを拡張した場合（候補ブロック群Ｑが打重ねブロックＢｂおよび拡張ブロックＢｃで構成される場合）とでそれぞれシミュレーションを実行し、その結果を比較検討した。シミュレーションでは、壁スラブで構成される構造物（図１０参照）を３層で打込む場合を想定した。

【0052】

図１０は、シミュレーションで用いた構造物の概略図であり、図１０（ａ）は、１層目の構造を示し、図１０（ｂ）は、２層目の構造を示し、図１０（ｃ）は、３層目の構造を示している。図１０中の四角形は各施工ブロックＢであり、四角形内の数字はブロック番号を示している。空中には打込みを行えないので、図１０（ａ）に示す１層目の２１ブロックが当該シミュレーショにおける開始ブロックの候補となる。１層目と２層目には、打込みを行わない４つの領域が存在する。

【0053】

図１１を参照して、シミュレーション結果について説明する。図１１は、シミュレーション結果を説明するための図であり、図１１（ａ）は、候補ブロックＰを拡張しない場合のシミュレーション結果を示し、図１１（ｂ）は、候補ブロックＰを拡張した場合のシミュレーション結果を示している。

【0054】

図１１（ａ），（ｂ）は、ともに１層目の構造に対応しており、四角形内の数字は当該施工ブロックＢから打込みを開始した場合の最大打重ね時間を示している。例えば、図１１（ａ）の候補ブロックＰを拡張しない場合では、ブロック番号「１」の施工ブロックＢから打込みを開始した場合に最大打重ね時間は「１２０分」であり、ブロック番号「２」の施工ブロックＢから打込みを開始した場合に最大打重ね時間は「１３０分」である。ここで、図１１（ａ）に示す候補ブロックＰを拡張しない場合において、各施工ブロックＢから打込みを開始したときの最大打重ね時間の平均は「１５３．３分」であった。一方、図１１（ｂ）に示す候補ブロックＰを拡張した場合において、各施工ブロックＢから打込みを開始したときの最大打重ね時間の平均は「１４８．１分」であった。

【0055】

図１１（ａ），（ｂ）を比較検証した結果、図１１（ｂ）に示す候補ブロックＰを拡張した場合には必ずしも最大打重ね時間が短くなるわけではないが、各施工ブロックＢから打込みを開始したときの最大打重ね時間の平均値は短く抑えられている。また、図１１（ｂ）に示す候補ブロックＰを拡張した場合には、中央付近から打ち始めたときに最大打重ね時間が減少する傾向がある（つまり、最大打重ね時間のピークを抑える傾向がある）。例えば、ブロック番号「１１」の施工ブロックＢから打込みを開始した場合では、図１１（ａ）に示す候補ブロックＰを拡張しないときの最大打重ね時間が「２２０分」であったのに対して、図１１（ｂ）に示す候補ブロックＰを拡張したときの最大打重ね時間が「２００分」であった。

【0056】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。

【符号の説明】

【0057】

３０ 記憶部
３１ 打込み条件情報
４０ 制御部
４１ 条件設定部
４２ 打込み順序作成部
４３ ブロック群設定部
４４ 群内順序決定部
４５ 順序評価部
１００ 打込み計画作成装置
Ｂ 施工ブロック
Ｂａ 着目ブロック
Ｂｂ 打重ねブロック
Ｂｃ 拡張ブロック
Ｐ 候補ブロック
Ｑ 候補ブロック群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】