JP2002099586A - 道路設計システム及び道路設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のユーザがインターネットなどのコンピ
ュータネットワークを利用して、自動的に道路設計を行
うことができる道路設計システムを提供する。 【解決手段】 本発明の道路設計システムは、クライア
ント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個人情報を
入力する端末装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、サーバ機
能を有し、設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路
設計サービスを提供する道路設計サーバ１０と、各端末
装置２０ａ〜２０ｃ及びサーバ１０を接続するインター
ネットなどのコンピュータネットワーク３０と、クライ
アント側に設置され、サーバ１０からの処理結果を受信
して出力するファクシミリ装置４１ａ、４１ｂと、ファ
クシミリ装置４１ａ、４１ｂ及びサーバ１０を接続する
通信回線網４０と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣ（Personal C
omputer）などのコンピュータを使用して道路設計を自
動的に行うことができる道路設計システム及び道路設計
方法に関する。特には、インターネットなどの通信ネッ
トワークを利用し、複数のユーザが利用することができ
る道路設計システム及び道路設計方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、道路設計の分野においてもＰ
Ｃなどのコンピュータが使用されている。以下に、従来
から行われている道路設計方法について説明する。

【０００３】図５は、従来の道路設計方法の処理を示す
フローチャートである。図５において、先ず、道路設計
者は、地形、建造物、道路予定地、法規、構造令などの
設計条件を設定する（ステップ５０１）。

【０００４】次に、ステップ５０１で設定された設計条
件に基づいて、平面線形のスケッチを行う（ステップ５
０２）。具体的には、直線、クロソイド、円弧などの道
路の平面要素を、ＰＣなどを使用して１つずつ接続し、
道路中心線形のスケッチを行う。そして、この道路中心
線形を基準にして、道路幅をセットしていく。このと
き、道路端が建造物などから建設基準を満たす距離で離
れているかなどをチェックしながら行っている。

【０００５】次に、道路や地形の高低差などに基づいて
縦断勾配のチェックを行う（ステップ５０３）。

【０００６】その後、道路の平面線形の固定、ノーズの
固定、道路幅員作図、ランプ測点、標準横断構成などの
平面設計を行う（ステップ５０４）。

【０００７】そして、路面の縦断面形状（直線や放物線
など）を決定し、地形やコントロールの記入（入力）、
本線との交差位置記入、上下方向で各条件のクリアラン
ス（建築限界）が取れているかどうかのチェック、ノー
ズ部勾配のチェック、縦断線形の確定などの縦断設計を
行う（ステップ５０５）。

【０００８】次に、横断地形を読出し、舗装、路床及び
路体の設置、保護路肩の設置、法面設置、要壁や橋脚な
どの構造物の設置、側道や坂路の設置、暫定施工計画な
どの横断設計を行う（ステップ５０６）。

【０００９】さらに、法面展開、排水施設の設定、構造
物の旗揚げなどの法面展開・排水施設設計を行う（ステ
ップ５０７）。

【００１０】そして、切盛量の計算、法面工数量の計
算、延長調書や土積図の作成などの計算書類を作成する
（ステップ５０８）。

【００１１】最後に、各設計結果に基づいて、ＰＣなど
で３ＤＣＧ（３次元コンピュータグラフィックス）の画
面を表示または出力し（ステップ５０９）、その結果を
チェックする（ステップ５１０）。問題が無ければ、道
路設計は終了し、不都合や不具合などがあれば、再びス
テップ５０２からの処理をやり直す。

【００１２】以上のようにして、従来から道路設計をＰ
Ｃなどを用いて行っている。

【００１３】一方、従来から、複数のコンピュータを通
信回線などによって接続し、データやプログラムなどを
複数のコンピュータ同士で蓄積交換したり、データなど
を共有するコンピュータ・ネットワーク（以下、単に
「ネットワーク」とも言う）が構築されている。

【００１４】このようなネットワークの方式としては、
所定の通信プロトコルなどに準拠すれば、原則として自
由にコンピュータの接続ができるオープン型ネットワー
ク方式と、ネットワークをホスト・コンピュータなどで
管理し、接続されるコンピュータなどの端末装置に一定
のセキュリティなどの制限を設けて、管理外のコンピュ
ータ・ノードをネットワークに接続させないようにする
クローズ型ネットワーク方式がある。

【００１５】上述のオープン型ネットワーク方式の代表
的なものとして、インターネットがある。このインター
ネットにおいては、通信プロトコルにＴＣＰ（Transfer
Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）が採
用されており、原則としてこの通信プロトコルを遵守し
たコンピュータであればネットワークに接続することが
できる。

【００１６】近年において、インターネットのような自
由なネットワーク環境を背景に、ＷＷＷ（World Wide W
eb）などのマルチメディア環境が整備されてきた。特
に、最近では、このインターネットを利用して特定のサ
ービスを行うインターネットビジネスといわれるものが
多く提案され運営されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在に
おいて、複数のユーザがインターネットなどのコンピュ
ータネットワークを利用して、自動的に道路設計を行う
ような方法がなかった。

【００１８】従って、本発明の目的は、複数のユーザが
インターネットなどのコンピュータネットワークを利用
して、自動的に道路設計を行うことができる道路設計シ
ステム及び道路設計方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の道路設計システムは、コンピュータネット
ワークに接続された端末によって道路設計を行う道路設
計システムであって、クライアント機能を有し、設計条
件の情報やユーザの個人情報を入力する端末装置と、サ
ーバ機能を有し、端末装置から入力された設計条件の情
報や個人情報に基づいて、道路設計サービスを提供する
道路設計サーバと、端末装置及び道路設計サーバを接続
するコンピュータネットワークと、を備え、道路設計サ
ーバは、ネットワークに接続され、端末装置から入力さ
れた設計条件の情報や個人情報を受信し、端末装置との
間で情報の送受信を行うネットワーク処理手段と、ネッ
トワーク処理手段で受信した設計条件の情報や個人情報
に基づいて、道路設計を行って、道路設計図面や計算書
類を生成する道路設計処理手段と、を備える、ことを特
徴とする。

【００２０】ここで、ネットワーク処理手段は、道路設
計処理手段で生成された道路設計図面及び計算書類を端
末装置に送信する、ことができる。また、ネットワーク
処理手段は、Ｗｅｂページによって道路設計図面及び計
算書類を端末装置に送信する、こともでき、電子メール
によって道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信す
る、こともできる。また、端末装置は、設計条件の情報
やユーザの個人情報を、道路設計サーバから提供される
Ｗｅｂページに入力して送信する、ことができる。

【００２１】また、道路設計処理手段は、道路設計図面
を生成する道路設計図面生成手段と、計算書類に記載さ
れる切土面や盛土面の土量や法面積を算出する切土・盛
土面演算手段と、を備える、ことができる。このとき、
道路設計図面生成手段は、外部入力の指示に応じて、道
路中心線を任意の地点で無段階に自動的に変更すること
ができ、また、外部入力の指示に応じて、道路の縦断曲
線を任意の地点で無段階に自動的に変更することがで
き、さらに、外部入力の指示に応じて、インテリシェイ
プの形状を自動的に変更することができる。ここで、道
路設計図面生成手段は、道路中心線、道路の縦断曲線、
又は／及びインテリシェイプの形状の変更範囲を示すこ
とができる、ようにすることができる。また、さらに、
切土・盛土面演算手段は、標準横断の３Ｄパッチ（曲
面）を利用する、ようにするとよい。

【００２２】また、上記課題を解決するため、本発明の
道路設計方法は、コンピュータネットワークを利用して
道路設計を行う道路設計方法であって、（Ａ）コンピュ
ータネットワークに接続されている端末装置に情報提供
画面を送信し、（Ｂ）端末装置から情報提供画面に入力
された設計条件の情報やユーザの個人情報を受信し、
（Ｃ）受信した設計条件の情報や個人情報に基づいて、
道路設計を行って、道路設計図面や計算書類を生成し、
（Ｄ）生成された道路設計図面及び計算書類を端末装置
に送信する、ことを特徴とする。

【００２３】ここで、ステップ（Ａ）及び（Ｄ）は、Ｗ
ｅｂページによって情報提供画面、道路設計図面及び計
算書類を端末装置に送信する、ことができる。また、ス
テップ（Ｄ）は、電子メールによって道路設計図面及び
計算書類を端末装置に送信する、こともきる。

【００２４】さらに、ステップ（Ｃ）は、（ｃ１）受信
した設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計を
行って、道路設計図面を生成し、（ｃ２）道路設計図面
に基づいて、切土面や盛土面の土量や法面積を算出し、
（ｃ３）切土面や盛土面の土量や法面積を記載した計算
書類を生成する、ことができる。このとき、ステップ
（ｃ１）は、外部入力の指示に応じて、道路中心線を任
意の地点で無段階に自動的に変更することができる、ま
た、外部入力の指示に応じて、道路の縦断曲線を任意の
地点で無段階に自動的に変更することができ、さらに、
外部入力の指示に応じて、インテリシェイプの形状を自
動的に変更することができる。ここで、ステップ（ｃ
１）は、道路中心線、道路の縦断曲線、又は／及びイン
テリシェイプの形状の変更範囲を示すことができる、よ
うにすることができる。また、ステップ（ｃ２）は、標
準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用して、切土面や盛土
面の土量や法面積を算出する、ようにすることができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の道
路設計システム及び道路設計方法の実施の形態を説明す
る。ここで、本発明の道路設計システム及び道路設計方
法においては、インターネットなどの通信ネットワーク
を利用し、ユーザ側から入力された情報に基づいて、道
路設計を自動的に行うことができる道路設計サービスを
提供する。

【００２６】図１は、本発明の道路設計システムの一形
態を示す図である。この道路設計システムは、クライア
ント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個人情報を
入力するＰＣ（Personal Computer）などの端末装置２
０ａ、２０ｂと、クライアント機能を有し、設計条件の
情報やユーザの個人情報を入力する携帯電話などの携帯
端末装置２０ｃと、サーバ機能を有し、設計条件の情報
や個人情報に基づいて、道路設計サービスを提供する道
路設計サーバ（以下、単に「サーバ」ともいう）１０
と、各端末装置（以下、単に「クライアント」ともい
う）２０ａ〜２０ｃ及びサーバ１０を接続するインター
ネットなどのコンピュータネットワーク（以下、単に
「ネットワーク」ともいう）３０と、クライアント側に
設置され、サーバ１０からの処理結果を受信して出力す
るファクシミリ装置４１ａ、４１ｂと、ファクシミリ装
置４１ａ、４１ｂ及びサーバ１０を接続する通信回線網
４０と、を備えている。

【００２７】ここで、ネットワーク３０は、インターネ
ットやイントラネットを利用して構築することができ
る。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠
した既存のアプリケーションやシステムを使用すること
ができるので、低コストで本発明の道路設計システムを
実現することができる。

【００２８】図２は、図１に示したサーバ１０の構成の
一例を示す図である。図２において、サーバ１０は、設
計条件情報の入力画面となるＷｅｂページやネットワー
クアプリケーションなどを記憶するＷｅｂＤＢ（Web Da
ta Base）１３と、インターネットなどのコンピュータ
ネットワーク３０に接続され、コンピュータネットワー
ク３０に接続されている端末装置２０ａ〜２０ｃ（図
１）に、ＷｅｂＤＢ１３に記憶されているＷｅｂページ
を送信すると共に、端末装置２０ａ〜２０ｃ（図１）か
ら入力された設計条件の情報やユーザの個人情報を受信
するＷｅｂページ処理部１１と、Ｗｅｂページ処理部１
１で受信したユーザ情報を記憶するユーザＤＢ１４と、
Ｗｅｂページ処理部１１で受信した設計条件の情報など
のデータを記憶する設計条件ＤＢ１５と、Ｗｅｂページ
処理部１１で受信した設計処理コマンドや設計条件ＤＢ
１５に記憶されている設計条件情報に基づいて道路設計
を行う道路設計処理１２と、道路設計処理１２で作成さ
れた道路設計図面や計算書などを保持する結果ＤＢ１６
と、結果ＤＢ１６に保持された道路設計図面や計算書な
どのデータファイルを所望する形態で提供するためにフ
ォーマット変換するイメージデータ処理部１９と、イメ
ージデータ処理部１９で変換された道路設計図面や計算
書などを３ＤＣＧの画像やプリンタ用紙に出力する表示
装置やプリンタなどの出力部１８と、インターネットな
どのコンピュータネットワーク３０に接続され、コンピ
ュータネットワーク３０に接続された端末装置２０ａ〜
２０ｃ（図１）にイメージデータ処理部１９で所定の形
式にフォーマット変換された道路設計図面や計算書など
のデータファイルを送信する通信部１７と、を備えてい
る。

【００２９】ここで、道路設計処理１２は、Ｗｅｂペー
ジ処理部１１で受信した設計処理コマンドや設計条件Ｄ
Ｂ１５に記憶されている設計条件情報に基づいて道路設
計図面を生成する道路設計図面生成部１２ａと、道路設
計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面に基づい
て切土面や盛土面の計算を行う切土・盛土面演算部１２
ｂと、道路設計図面生成部１２ａで生成された道路設計
図面及び切土・盛土面演算部１２ｂで算出された切土面
や盛土面に基づいて、土量計算書や法面数量計算書など
の計算書類を生成する計算書類生成部１２ｃと、を備え
ている。

【００３０】次に、図１及び図２に示した本発明の道路
設計システムを利用した道路設計サービスについて説明
する。なお、以下の説明において具体的な一例として、
端末装置２０ａは、クライアント機能を有するＰＣであ
り、コンピュータネットワーク３０はインターネットで
あるとして説明する。なお、当該サービスの対象者とし
ては、土木コンサルタント、建設会社、建設省、公団や
自治体などの施工主が挙げられる。

【００３１】図３及び図４は、本発明の道路設計システ
ムを利用した道路設計サービスを示すフローチャートで
ある。図１〜図４において、先ず、土木コンサルタン
ト、建設会社、建設省、公団や自治体などのユーザは、
ユーザ側の端末装置（以下、「ＰＣ」ともいう）２０ａ
でブラウザを起動し、コンピュータネットワーク（以
下、「インターネット」ともいう）３０を介して、サー
バ１０のＷｅｂページ処理部１１が提供するＷｅｂペー
ジにアクセスする（ステップ３０１）。Ｗｅｂページ処
理部１１は、ＰＣ２０ａからのアクセス要求（ＵＲＬ）
に応じて、ＷｅｂＤＢ１３に記憶しているＷｅｂページ
から道路設計画面のＷｅｂページを検索して、このＷｅ
ｂページをＰＣ２０ａに送信する（ステップ３０２）。
これにより、ＰＣ２０ａの画面上には、道路設計申込用
のＷｅｂページが表示される（ステップ３０３）。

【００３２】次に、ユーザは、自己を識別して特定する
ためのＩＤとパスワードを入力して、設計条件入力画面
のＷｅｂページにアクセスする（ステップ３０４、３０
５）。このとき、当該サービスの利用が初回の場合（ス
テップ３０４）、即ち、登録ＩＤとパスワードが入力さ
れていない場合には、ユーザ登録ＷｅｂページをＰＣ２
０ａに送信する（ステップ３０６）。ユーザ登録Ｗｅｂ
ページが表示されたＰＣ２０ａでは、情報入力画面のＷ
ｅｂページの各項目に必要な個人情報が入力され、ネッ
トワーク３０を介してこの個人情報がサーバ１０のＷｅ
ｂページ処理部１１に送信される（ステップ３０７）。
ここで、ユーザ登録Ｗｅｂページの各項目に必要な個人
情報としては、ユーザの氏名、住所、メールアドレス、
出力結果の受取方式、決済方法などが含まれる。

【００３３】Ｗｅｂページ処理部１１は、ＰＣ２０ａか
ら受け取ったユーザの個人情報に基づいて、ＩＤとパス
ワードを決定し、ユーザ側のＰＣ２０ａに送信する（ス
テップ３０８）。ユーザは、このようにして送信されて
きたＩＤとパスワードを入力して、設計条件入力画面の
Ｗｅｂページにアクセスする（ステップ３０５）。

【００３４】次に、ユーザは、ＰＣ２０ａに表示された
Ｗｅｂページ画面から、所望の設計条件を入力し、道路
設計の手続きを行う（ステップ３０９）。ユーザがＰＣ
２０ａから入力した設計条件は、インターネット３０を
介してサーバ１０のＷｅｂページ処理部１１に送信され
る（ステップ３１０）。

【００３５】次に、サーバ１０のＷｅｂページ処理部１
１は、設計条件を受信すると、道路設計処理部１２に当
該設計条件をユーザＩＤと共に転送し、道路設計処理部
１２では、設計条件ＤＢ１５に当該設計条件をユーザＩ
Ｄに関連付けて記憶する（ステップ３１１）。

【００３６】次に、道路設計処理部１２の道路設計図面
生成部１２ａでは、設計条件ＤＢ１５に記憶されている
設計条件とユーザＩＤに基づいて、道路設計図面生成用
のプログラムを準備し、ユーザ側に提供する（ステップ
３１２）。ここで、このプログラムの提供は、サーバ１
０側でプログラムを起動させ、ユーザにはオンライン状
態でＷｅｂページ処理部１１を介してＷｅｂページによ
って提供することができる。または、ユーザ側のＰＣ２
０ａに当該プログラムをダウンロードさせ、直接ユーザ
側のＰＣ２０ａで実行するようにしてもよい。

【００３７】ユーザは、提供された道路設計図面生成用
のプログラムに対して、ＰＣ２０ａから所定の実行コマ
ンドや追加情報、変更情報などを入力して道路設計図面
を生成する。この道路設計図面の生成処理は、平面線形
のスケッチ処理、縦断勾配のチェック処理、平面設計処
理、縦断設計処理、横断設計処理、法面展開・排水施設
設計処理などを実行することによって自動的に行われ
る。

【００３８】この道路設計図面の自動作成は、具体的に
は、平面線形のスケッチ処理、平面設計処理、縦断設計
処理、横断設計処理においては、ダイナミッククロソイ
ドを用いて直線、円弧、クロソイド曲線を自動的に接続
し、道路の中心線形などを容易に設計することができ、
ワッブル機能によって、設計制約ベース（例えば、部品
の高さなど）の自由度を容易に判定することができる。
また、縦断設計処理においては、ダイナミックプロファ
イルを用いて道路の縦断設計を行う。このダイナミック
プロファイルにおいては、道路の縦断カーブをフレキシ
ブルに移動させて新設道路本線の縦断線形を移動する
と、新設道路のランプも自動的に追従するものである。
また、横断設計処理においては、インテリシェイプのド
ラッグアンドドロップ機能を用いて、予め準備されてい
る橋脚、法面等の土木部品を画面上の所定の場所にドラ
ッグアンドドロップすることによって橋脚、法面等の設
置を自動的に行う。

【００３９】このようにして、道路設計図面生成用のプ
ログラムで実行されるダイナミッククロソイド、ワッブ
ル機能、ダイナミックプロファイル、及びインテリシェ
イプのドラッグアンドドロップ機能を用いて、平面線形
のスケッチ処理、縦断勾配のチェック処理、平面設計処
理、縦断設計処理、横断設計処理、法面展開・排水施設
設計処理などを実行し、自動的に道路設計図面を生成す
る。生成された道路設計図面は、ＰＣ２０ａの画面上で
確認される（ステップ３１３）。

【００４０】生成された道路設計図面に変更や追加がな
ければ、切土・盛土面演算処理部１２ｂによる切土面や
盛土面の演算処理に移行する（ステップ３１４）。

【００４１】切土・盛土面演算処理部１２ｂでは、道路
設計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面に基づ
いて、切土面や盛土面の法尻計算を行う（ステップ３１
５）。この法尻計算は、（Ａ）地形等高線の３Ｄワイヤ
ーフレームと標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点計
算を行う、（Ｂ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（Triangul
ar Irregular Network）（ポリゴン）と標準横断の３Ｄ
ワイヤフレームとの交点計算を行う、または（Ｃ）地形
等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパ
ッチ（ポリゴン）との交差計算を行う、の何れかと、
（１）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分
けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄ
パッチ（曲面）との交差計算をする、または（２）等高
線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形
３Ｄ／ＴＩＮ（曲面）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）
との交差計算をする、の何れかを組み合わせて計算す
る。

【００４２】即ち、切土・盛土面演算処理部１２ｂで
は、上記（Ａ）乃至（Ｃ）の何れかの計算方法に、
（１）または（２）の計算方法を拡張して、切土面や盛
土面の演算処理を行っている。また、このとき、インタ
ーチェンジなどのループド曲面や道路断面のスイープ曲
面を作成する。

【００４３】次に、計算書類生成部１２ｃは、道路設計
図面生成部２ａ及び切土・盛土面演算処理部１２ｂの処
理結果に基づいて、土量計算書や法面数量計算書などを
生成する（ステップ３１６）。

【００４４】生成された道路設計図面及び土量計算書や
法面数量計算書などは、ＰＣ２０ａの画面上で確認され
る（ステップ３１７）。

【００４５】生成された道路設計図面及び土量計算書や
法面数量計算書などに変更や追加がなければ（ステップ
３１７）、道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算
書などはユーザＩＤなどのユーザ情報に関連付けて結果
ＤＢ１６に記憶される（ステップ３１８）。

【００４６】イメージデータ処理部１９は、ユーザ情報
に基づいて、結果ＤＢ１６に記憶されている道路設計図
面及び土量計算書や法面数量計算書などを画像処理し
（ステップ３１９）、ユーザの所望する方法でユーザ側
に道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを
送信する（ステップ３２０）。

【００４７】即ち、ユーザが道路設計図面及び土量計算
書や法面数量計算書などをＰＣで処理できるファイルで
望む場合には、これらのファイルをＷｅｂページ処理部
１１からネットワーク３０を介して、ユーザのＰＣに送
信する（または、ユーザのＰＣでダウンロードできるよ
うに提供する）。また、ファクシミリなどで要求する場
合には、通信部１７から電話回線などの通信回線網４０
を介してユーザ側のファクシミリ装置に送信することが
できる。また、道路設計図面及び土量計算書や法面数量
計算書などを出力した用紙の形式で所望された場合に
は、出力部１８のプリンタなどで出力し、郵送などでユ
ーザ側に送付するようにしてもよい。

【００４８】この様にして、ユーザ側では、道路設計図
面及び土量計算書や法面数量計算書などを容易に作成
し、それらをＷｅｂページや電子メールで受信したり、
ＰＣ２０ａのＨＤＤ（Hard Disk Drive）などにダウン
ロードしたり、ファクシミリや郵送などで、それらの図
面や書類を容易に得ることができる。

【００４９】次に、上述した、ステップ３１３及びステ
ップ３１５の処理について具体的に説明する。先ず、ス
テップ３１３の道路設計図面の生成において、道路設計
図面生成部１２ａは、ダイナミッククロソイド・インタ
フェース機能により、直線、円弧及びクロソイド曲線で
作成された道路中心線をゴムひものように見立て、道路
中心線の任意の一点を画面上のポインタで任意の方向に
移動させることにより、道路中心線の連続性を保ちなが
ら、所定の制約条件に基づいて自動的に移動させること
ができる機能である。

【００５０】図６は、このダイナミッククロソイド・イ
ンタフェース機能を示す図である。先ず、道路の起点方
向を持つオリジン点６１と道路の終点方向を持つアタッ
チ点６２を固定点として規定する。次に、建物や保護地
域などの固定制約条件６３を設計条件ＤＢ１５から検索
する。また、同時に、道路設計時に規定した直線、円弧
及びクロソイド曲線を認識し、それらの接続点６４を認
識する。次に、それぞれの円弧（半径Ｒ）、直線、クロ
ソイド曲線の寸法制限を決定する。これらのオリジン点
６１（固定点）、アタッチ点６２（固定点）、接続点６
４の幾何制約条件と、固定制約条件６３、寸法制限条件
の各条件に基づいて、道路中心線６５を無段階的に移動
することができる（図６（Ｂ）では矢印Ａ方向に移動し
ているところを示す）。

【００５１】図７は、道路中心線の移動における、法面
の変化を示す図である。図６に示すような道路中心線６
５の移動によって、道路断面図における法面７１の変化
を自動的に算出することができる。これにより、切土面
積７２の変化を自動的に算出することができることにな
る。

【００５２】上述した道路設計図面生成部１２ａのダイ
ナミッククロソイド・インタフェース機能により、道路
設計のトライアルが容易な操作で、無制限に且つ無段階
に行うことができ、設計段階における工事費の削減と、
設計期間の短縮を図ることができるようになる。

【００５３】また、ステップ３１３の道路設計図面の生
成において、道路設計図面生成部１２ａは、ダイナミッ
クプロファイル・インタフェース機能により、放物線で
作成された道路縦断線形をゴムひものように見立て、道
路縦断線形の任意の一点を画面上のポインタで任意の方
向に移動させることにより、道路縦断線形の連続性を保
ちながら、所定の制約条件に基づいて自動的に移動させ
ることができる機能である。

【００５４】図８は、このダイナミックプロファイル・
インタフェース機能を示す図である。先ず、道路縦断線
形（新設道路本線の縦断線形）８１の起点方向を持つオ
リジン点６１と道路縦断線形の終点方向を持つアタッチ
点６２を固定点として規定する。次に、既設道路８３、
既設架橋８４や既設埋設物８５などの固定制約条件Ｒ１
〜Ｒ３を設計条件ＤＢ１５から検索する。また、同時
に、道路設計時に規定した道路縦断線形８１を認識し、
それらの接続点６４を認識する。これらのオリジン点６
１（固定点）、アタッチ点６２（固定点）、接続点６４
の幾何制約条件と、固定制約条件Ｒ１〜Ｒ３の各条件に
基づいて、道路縦断線形（本線）８１を無段階的に移動
することができる（図８では矢印Ｂ方向に移動して、点
線８１'が移動後の道路縦断線形（本線）となってい
る）。また、本線８１の移動により、新設道路ランプの
縦断線８２も自動的に移動され、新たなランプ縦断線８
２'が自動的に算出されて示される。

【００５５】図９は、道路縦断線形の移動における、法
面の変化を示す図である。図９に示すような道路縦断線
形８１から道路縦断線形８１'への移動によって、道路
断面図における法面７１の変化を自動的に算出すること
ができる。これにより、切土面積７２の変化を自動的に
算出することができることになる。

【００５６】上述した道路設計図面生成部１２ａのダイ
ナミックプロファイル・インタフェース機能により、道
路設計のトライアルが容易な操作で、無制限に且つ無段
階に行うことができ、設計段階における工事費の削減
と、設計期間の短縮を図ることができるようになる。

【００５７】また、ステップ３１３の道路設計図面の生
成において、道路設計図面生成部１２ａは、インテリシ
ェイプ設計機能により、あらかじめ準備されたインテリ
シェイプ・サンプルをドラッグアンドドロップして道路
組立てを自立的に行い、且つ、上述のダイナミッククロ
ソイド・インタフェース機能及びダイナミックプロファ
イル・インタフェース機能と連動させることができる機
能である。

【００５８】図１０は、インテリシェイプ・サンプルの
作成例を示す図である。図１１は、インテリシェイプ設
計機能を示す図である。先ず、図１０（Ａ）に示すよう
に、予め準備されている所定の図形要素１０１（直線、
円弧、円、フィレット、点）をドラッグアンドドロップ
して、必要なパラメトリック図の外形を作成する。この
とき、各接続部（接点）の形状や角度は正確ではない。
次に、図１０（Ｂ）に示すように、予め準備されている
幾何制約要素１０２（固定、水平・垂直、一致、接線、
平行、直角、中点）を各図形要素１０１に付与して、図
形要素間の制約をつける。これにより、各接続部（接
点）の形状や角度が正確に決定され、接続点も滑らかな
形状になる。次に、図１０（Ｃ）に示すように、寸法要
素１０３（斜寸法、水平・垂直寸法、半径、角度、勾配
［％］、勾配［１：Ｎ］）を各図形要素に適用して必要
なパラメトリック図を作成する。このようにして作成さ
れたパラメトリック図は、インテリシェイプ・サンプル
として設計条件ＤＢ１５に準備されている。

【００５９】次に、図１１に示すように、道路組立画面
において、先ず、必要なインテリシェイプ・サンプルを
選択して（図１１では、橋脚が選択されている）、画面
上でドラッグアンドドロップすることによって、道路組
立図が作成される。このとき、道路組立図の一部、例え
ば、道路縦断線形などが変更された場合、自動的に、道
路組立図上のインテリシェイプ図の寸法なども変更され
る。

【００６０】図１２は、道路組立図上のインテリシェイ
プ図の寸法の決定方法を示す図である。図１２に示すよ
うに、橋脚１２０１のオリジン点６１（固定点）とアタ
ッチ点６２（固定点）が図１２のように規定され、桁高
ＫＨ、根入れ深さＤ、シュー高ＳＨが予め決定されてい
る場合、ダイナミッククロソイド・インタフェース機能
及びダイナミックプロファイル・インタフェース機能に
よって、道路路面高（道路路面の標高）ＲＨや地盤高
（地盤点の標高）ＧＨに変化が生じた場合、次の式１＜
式１＞Ｈ＝（ＲＨ−ＧＨ）−ＫＨ−ＳＨ＋Ｄによって自
動的に算出され、画面上で、道路組立図が自動的に修正
される。

【００６１】このように、殆どの土木部品をインテリシ
ェイプ図として容易に登録することができ、また、イン
テリシェイプの形状を自由に変更することができるた
め、ダイナミッククロソイド・インタフェース機能及び
ダイナミックプロファイル・インタフェース機能と容易
に連動させることができ、道路設計のトライアルが容易
な操作で、無制限に且つ無段階に行うことができ、設計
段階における工事費の削減と、設計期間の短縮を図るこ
とができるようになる。

【００６２】次に、道路設計図面生成部１２ａのワッブ
ル機能について説明する。

【００６３】図１３は、道路設計図面生成部１２ａのワ
ッブル機能を示す図である。図１３に示すように、道路
中心線６５や、インテリシェイプ（土木部品）１３０１
の任意の場所をクリック（指定）すると、当該指定部分
での最大移動可能範囲が示される。したがって、設計ユ
ーザは、当該部分設計変更が可能かどうか、及び可能な
場合には、その変更可能範囲を瞬時に判断できる。これ
により、道路設計のトライアルが容易な操作で行うこと
ができ、設計段階における工事費の削減と、設計期間の
短縮を図ることができるようになる。

【００６４】次に、ステップ３１５の切土面・盛土面の
演算処理について説明する。上述のように、切土・盛土
面演算処理部１２ｂでは、道路設計図面生成部１２ａで
生成された道路設計図面に基づいて、切土面や盛土面の
法尻計算を行う（ステップ３１５）。この法尻計算は、
（Ａ）地形等高線の３Ｄワイヤーフレームと標準横断の
３Ｄワイヤフレームとの交点計算を行う、（Ｂ）地形等
高線の３Ｄ／ＴＩＮ（Triangular Irregular Network）
（ポリゴン）と標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点
計算を行う、または（Ｃ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ
（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（ポリゴン）との
交差計算を行う、の何れかと、（１）等高線、既存の道
路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ
（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差
計算をする、または（２）等高線、既存の道路、田、
畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（曲面）
と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算をする、
の何れかを組み合わせて計算する。以下、この計算方法
について説明する。

【００６５】図１４〜図１７は、切土面・盛土面の演算
処理を示す図である。ここで、道路のオフセット値（オ
フセットカーブ１４０３）は、ベゼ曲線に近似されてい
る。また、道路中心線６５には、ベゼ曲線の接点を通る
垂線が下ろされている。先ず、図１４に示すように、Ｐ
Ｃの画面上には、道路の平面図と断面図を対応させて表
示される。ここで、標準横断法面１４０１上の小段１４
０２上の任意の点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を求めると、設
計条件ＤＢ１５に記憶されている設計条件により、各点
Ｓ１〜Ｓ５の各座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ
５、ｚ５）が自動的に求まる。

【００６６】次に、この各点Ｓ１〜Ｓ５の各座標（ｘ
１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）に基づいて、
図１５に示すように、標準横断の３Ｄパッチ（ポリゴ
ン）が作成される。同様にして、各点Ｓ１〜Ｓ５の各座
標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）に基づ
いて、図１６に示すように、標準横断の３Ｄパッチ（曲
面）が作成される。

【００６７】このようにして作成された標準横断の３Ｄ
パッチ（曲面）を利用して、図１７に示すように、
（１）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分
けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄ
パッチ（曲面）との交差計算、または（２）等高線、既
存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／
ＴＩＮ（曲面）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交
差計算を行うことができる。

【００６８】この切土面・盛土面の演算処理により、土
量計算や法面積計算の精度が大幅に向上し、自動算出に
よる、製図作業の省力化と、製図時間の短縮を図ること
ができるようになった。

【００６９】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の道路設計シス
テム及び道路設計方法によれば、インターネットなどの
コンピュータネットワークに接続されたサーバで、容易
に道路設計をすることができるツールを提供するため、
端末から容易に道路設計をすることができ、道路設計図
面及び土量計算書や法面数量計算書などを容易に作成す
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の道路設計システムの他の一例を示す図
である。

【図２】本発明の道路設計サーバの他の一例を示す図で
ある。

【図３】本発明の道路設計サービスの一例を示すフロー
チャートである。

【図４】本発明の道路設計サービスの一例を示すフロー
チャートである。

【図５】従来の一般的な道路設計サービスの一例を示す
フローチャートである。

【図６】ダイナミッククロソイド・インタフェース機能
を示す図である。

【図７】道路中心線の移動における、法面の変化を示す
図である。

【図８】ダイナミックプロファイル・インタフェース機
能を示す図である。

【図９】道路縦断線形の移動における、法面の変化を示
す図である。

【図１０】インテリシェイプ・サンプルの作成例を示す
図である。

【図１１】インテリシェイプ設計機能を示す図である。

【図１２】道路組立図上のインテリシェイプ図の寸法の
決定方法を示す図である。

【図１３】道路設計図面生成部１２ａのワッブル機能を
示す図である。

【図１４】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。

【図１５】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。

【図１６】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。

【図１７】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。

【符号の説明】 １０ 道路設計サーバ １１ Ｗｅｂページ処理部 １２ 道路設計処理部 １２ａ 道路設計図面生成部 １２ｂ 切土・盛土面演算部 １２ｃ 計算書類生成部 １３ ＷｅｂＤＢ １４ ユーザＤＢ １５ 設計条件ＤＢ １６ 結果ＤＢ １７ 通信部 １８ 出力部 １９ イメージデータ処理部 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 端末装置 ３０ コンピュータネットワーク ４０ 通信回線網 ４１ａ、４１ｂ ファクシミリ ６１ オリジン点 ６２ アタッチ点 ６３ 固定制約条件 ６４ 接続点 ６５ 道路中心線 ７１ 法面 ７２ 切土面積 ８１、８１' 道路縦断線形（本線） ８２、８２' 道路ランプ縦断線形 ８３ 既設道路 ８４ 既設架橋 ８５ 既設埋設物 １０１ 図形要素 １０２ 幾何制約要素 １０３ 寸法要素 １２０１ 橋脚 １４０１ 標準横断法面 １４０２ 小段

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータネットワークに接続された
   端末によって道路設計を行う道路設計システムであっ
   て、 クライアント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個
   人情報を入力する端末装置と、 サーバ機能を有し、前記端末装置から入力された前記設
   計条件の情報や前記個人情報に基づいて、道路設計サー
   ビスを提供する道路設計サーバと、 前記端末装置及び前記道路設計サーバを接続するコンピ
   ュータネットワークと、 を備え、 前記道路設計サーバは、 前記ネットワークに接続され、前記端末装置から入力さ
   れた前記設計条件の情報や前記個人情報を受信し、前記
   端末装置との間で情報の送受信を行うネットワーク処理
   手段と、 前記ネットワーク処理手段で受信した前記設計条件の情
   報や前記個人情報に基づいて、道路設計を行って、道路
   設計図面や計算書類を生成する道路設計処理手段と、 を備える、 ことを特徴とする道路設計システム。
2. 【請求項２】 前記ネットワーク処理手段は、前記道路
   設計処理手段で生成された前記道路設計図面及び前記計
   算書類を前記端末装置に送信する、ことを特徴とする請
   求項１記載の道路設計システム。
3. 【請求項３】 前記ネットワーク処理手段は、Ｗｅｂペ
   ージによって前記道路設計図面及び前記計算書類を前記
   端末装置に送信する、ことを特徴とする請求項２記載の
   道路設計システム。
4. 【請求項４】 前記ネットワーク処理手段は、電子メー
   ルによって前記道路設計図面及び前記計算書類を前記端
   末装置に送信する、ことを特徴とする請求項２記載の道
   路設計システム。
5. 【請求項５】 前記端末装置は、前記設計条件の情報や
   前記ユーザの個人情報を、前記道路設計サーバから提供
   されるＷｅｂページに入力して送信する、ことを特徴と
   する請求項１乃至４記載の道路設計システム。
6. 【請求項６】 前記道路設計処理手段は、 前記道路設計図面を生成する道路設計図面生成手段と、 前記計算書類に記載される切土面や盛土面の土量や法面
   積を算出する切土・盛土面演算手段と、 を備える、 ことを特徴とする、請求項１乃至５記載の道路設計シス
   テム。
7. 【請求項７】 前記道路設計処理手段の前記道路設計図
   面生成手段は、外部入力の指示に応じて、道路中心線を
   任意の地点で無段階に自動的に変更することができる、
   ことを特徴とする、請求項６記載の道路設計システム。
8. 【請求項８】 前記道路設計処理手段の前記道路設計図
   面生成手段は、外部入力の指示に応じて、道路の縦断曲
   線を任意の地点で無段階に自動的に変更することができ
   る、ことを特徴とする、請求項６又は７記載の道路設計
   システム。
9. 【請求項９】 前記道路設計処理手段の前記道路設計図
   面生成手段は、外部入力の指示に応じて、インテリシェ
   イプの形状を自動的に変更することができる、ことを特
   徴とする、請求項６乃至８記載の道路設計システム。
10. 【請求項１０】 前記道路設計処理手段の前記道路設計
    図面生成手段は、道路中心線、道路の縦断曲線、又は／
    及びインテリシェイプの形状の変更範囲を示すことがで
    きる、ことを特徴とする、請求項７乃至９記載の道路設
    計システム。
11. 【請求項１１】 前記道路設計処理手段の前記切土・盛
    土面演算手段は、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用
    する、ことを特徴とする、請求項６乃至１０記載の道路
    設計システム。
12. 【請求項１２】 コンピュータネットワークを利用して
    道路設計を行う道路設計方法であって、 （Ａ）前記コンピュータネットワークに接続されている
    端末装置に情報提供画面を送信し、 （Ｂ）前記端末装置から前記情報提供画面に入力された
    設計条件の情報やユーザの個人情報を受信し、 （Ｃ）受信した前記設計条件の情報や前記個人情報に基
    づいて、道路設計を行って、道路設計図面や計算書類を
    生成し、 （Ｄ）生成された前記道路設計図面及び前記計算書類を
    前記端末装置に送信する、 ことを特徴とする道路設計方法。
13. 【請求項１３】 前記ステップ（Ａ）及び（Ｄ）は、Ｗ
    ｅｂページによって前記情報提供画面、前記道路設計図
    面及び前記計算書類を前記端末装置に送信する、ことを
    特徴とする請求項１２記載の道路設計方法。
14. 【請求項１４】 前記ステップ（Ｄ）は、電子メールに
    よって前記道路設計図面及び前記計算書類を前記端末装
    置に送信する、ことを特徴とする請求項１２記載の道路
    設計方法。
15. 【請求項１５】 前記ステップ（Ｃ）は、 （ｃ１）受信した前記設計条件の情報や前記個人情報に
    基づいて、道路設計を行って、道路設計図面を生成し、 （ｃ２）前記道路設計図面に基づいて、切土面や盛土面
    の土量や法面積を算出し、 （ｃ３）前記切土面や盛土面の土量や法面積を記載した
    計算書類を生成する、ことを特徴とする、請求項１２乃
    至１４記載の道路設計方法。
16. 【請求項１６】 前記ステップ（ｃ１）は、外部入力の
    指示に応じて、道路中心線を任意の地点で無段階に自動
    的に変更することができる、ことを特徴とする、請求項
    １５記載の道路設計方法。
17. 【請求項１７】 前記ステップ（ｃ１）は、外部入力の
    指示に応じて、道路の縦断曲線を任意の地点で無段階に
    自動的に変更することができる、ことを特徴とする、請
    求項１５又は１６記載の道路設計方法。
18. 【請求項１８】 前記ステップ（ｃ１）は、外部入力の
    指示に応じて、インテリシェイプの形状を自動的に変更
    することができる、ことを特徴とする、請求項１５乃至
    １７記載の道路設計方法。
19. 【請求項１９】 前記ステップ（ｃ１）は、道路中心
    線、道路の縦断曲線、又は／及びインテリシェイプの形
    状の変更範囲を示すことができる、ことを特徴とする、
    請求項１６乃至１８記載の道路設計方法。
20. 【請求項２０】 前記ステップ（ｃ２）は、標準横断の
    ３Ｄパッチ（曲面）を利用して、切土面や盛土面の土量
    や法面積を算出する、ことを特徴とする、請求項１５乃
    至１９記載の道路設計方法。