JP2002260178A - 路面状態推定システムの故障診断方法 - Google Patents
路面状態推定システムの故障診断方法Info
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- JP2002260178A JP2002260178A JP2001061682A JP2001061682A JP2002260178A JP 2002260178 A JP2002260178 A JP 2002260178A JP 2001061682 A JP2001061682 A JP 2001061682A JP 2001061682 A JP2001061682 A JP 2001061682A JP 2002260178 A JP2002260178 A JP 2002260178A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で故障診断を行うことができると
共に、温度分布計測装置及び気象センサの故障状態を瞬
時に把握することができ、修理が必要なタイミングを的
確に把握することが可能となる路面状態推定システムの
故障診断方法を提供する。 【解決手段】 道路内部に光ファイバ温度センサを埋設
し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地中温度、
と該道路に設置した気象センサで計測した気象量から路
面状態を推定する路面状態推定システムにおいて、道路
内部に埋設した光ファイバ温度センサの一部を恒温容器
に収納し、この部分の温度を常時監視することにより、
光ファイバ温度分布測定装置の故障診断を行う。
共に、温度分布計測装置及び気象センサの故障状態を瞬
時に把握することができ、修理が必要なタイミングを的
確に把握することが可能となる路面状態推定システムの
故障診断方法を提供する。 【解決手段】 道路内部に光ファイバ温度センサを埋設
し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地中温度、
と該道路に設置した気象センサで計測した気象量から路
面状態を推定する路面状態推定システムにおいて、道路
内部に埋設した光ファイバ温度センサの一部を恒温容器
に収納し、この部分の温度を常時監視することにより、
光ファイバ温度分布測定装置の故障診断を行う。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、路面における乾
燥、湿潤、水膜、積雪、凍結など状態を推定する路面状
態推定システムの故障診断方法に関する。
燥、湿潤、水膜、積雪、凍結など状態を推定する路面状
態推定システムの故障診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では高速道路や一般道路の整備が進
み、このように整備された道路網が全国に広がってい
る。これらの道路は、雨や雪、或は凍結などが生じると
スリップ事故が発生しやすい。このため、走行中のドラ
イバに対して、走行路面の湿潤度や凍結の有無などの路
面状態をいち早く検知して、自動車のドライバの注意を
促すセンサシステム（以下、『路面状態推定システム』
とする。）の開発が重要と考えられている。そして、こ
のようなニーズを具体的に実現する目的で開発された路
面状態を検知するセンサとしては、非接触型の路面状態
検知センサが知られている。図４は従来の非接触型の路
面状態検知センサＡを示している。図４に示すように本
検知センサＡは道路の路肩に設置された支持柱51と、こ
の支持柱51の水平部51ａに取り付けられ路面の表面温度
を測定するための赤外線放射温度計などの温度計測器53
と、赤外線投光器54及び赤外線受光器55からなる、赤外
線の反射比率を測定する路面反射比率計56と、温度計測
器53及び路面反射比率計56からの情報に基づいて路面状
況を判断するための湿潤／凍結判定出力装置57とで構成
されている（赤外線方式）。
み、このように整備された道路網が全国に広がってい
る。これらの道路は、雨や雪、或は凍結などが生じると
スリップ事故が発生しやすい。このため、走行中のドラ
イバに対して、走行路面の湿潤度や凍結の有無などの路
面状態をいち早く検知して、自動車のドライバの注意を
促すセンサシステム（以下、『路面状態推定システム』
とする。）の開発が重要と考えられている。そして、こ
のようなニーズを具体的に実現する目的で開発された路
面状態を検知するセンサとしては、非接触型の路面状態
検知センサが知られている。図４は従来の非接触型の路
面状態検知センサＡを示している。図４に示すように本
検知センサＡは道路の路肩に設置された支持柱51と、こ
の支持柱51の水平部51ａに取り付けられ路面の表面温度
を測定するための赤外線放射温度計などの温度計測器53
と、赤外線投光器54及び赤外線受光器55からなる、赤外
線の反射比率を測定する路面反射比率計56と、温度計測
器53及び路面反射比率計56からの情報に基づいて路面状
況を判断するための湿潤／凍結判定出力装置57とで構成
されている（赤外線方式）。
【０００３】このような路面状態検知センサＡは路面52
に対して赤外線58を照射し、この路面52からの反射波の
うち入射方向に戻らない成分（正反射波59）と入射方向
に戻る成分（乱反射波60）との比率を求め、湿潤／凍結
判定出力装置57により路面52の湿潤度を算出する。すな
わち、前記比率の大小により湿潤／凍結判定出力装置57
で路面52の濡れ具合を把握する。そして、さらに路面52
からの赤外線放射量を温度計測器53で測定し、この測定
により得られた温度値と前記湿潤／凍結判定出力装置57
により得られた湿潤度により路面52の状況を検知するも
のである。例えば、路面52の表面温度が氷点下であり、
且つ、この路面52が濡れている場合には、湿潤／凍結判
定出力装置57による判断は「凍結」となる。
に対して赤外線58を照射し、この路面52からの反射波の
うち入射方向に戻らない成分（正反射波59）と入射方向
に戻る成分（乱反射波60）との比率を求め、湿潤／凍結
判定出力装置57により路面52の湿潤度を算出する。すな
わち、前記比率の大小により湿潤／凍結判定出力装置57
で路面52の濡れ具合を把握する。そして、さらに路面52
からの赤外線放射量を温度計測器53で測定し、この測定
により得られた温度値と前記湿潤／凍結判定出力装置57
により得られた湿潤度により路面52の状況を検知するも
のである。例えば、路面52の表面温度が氷点下であり、
且つ、この路面52が濡れている場合には、湿潤／凍結判
定出力装置57による判断は「凍結」となる。
【０００４】また、上述したような路面状態検知センサ
に代わるものとしては、例えば「特開平10-217017号公
報」には気象量と路面状態の関係に着目し、光ファイバ
温度センサを利用して長距離道路全体の路面状態を推定
する路面状態推定システムが提案されている。
に代わるものとしては、例えば「特開平10-217017号公
報」には気象量と路面状態の関係に着目し、光ファイバ
温度センサを利用して長距離道路全体の路面状態を推定
する路面状態推定システムが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
路面状態推定システムの場合には以下のような問題があ
る。すなわち、 （１）赤外線の照射範囲が狭く検知範囲が限定される。 （２）実際の道路のように長くしかも多車線のような広
範囲の路面状態に従来のセンサを適用する場合には、路
面状態検知センサが複数個必要になり、このため検知範
囲が広くなればなるほど複雑化してコストが嵩む原因と
なる。 （３）気象量から路面状態を推定するシステムのおける
構成機器の故障診断は光ファイバ温度センサ自身の断線
判定などの個別センサに関するものであり、システムと
しての総合的な故障や気象センサについての故障診断な
どについては、これまでに有効的な診断方法は提案され
ていない。
路面状態推定システムの場合には以下のような問題があ
る。すなわち、 （１）赤外線の照射範囲が狭く検知範囲が限定される。 （２）実際の道路のように長くしかも多車線のような広
範囲の路面状態に従来のセンサを適用する場合には、路
面状態検知センサが複数個必要になり、このため検知範
囲が広くなればなるほど複雑化してコストが嵩む原因と
なる。 （３）気象量から路面状態を推定するシステムのおける
構成機器の故障診断は光ファイバ温度センサ自身の断線
判定などの個別センサに関するものであり、システムと
しての総合的な故障や気象センサについての故障診断な
どについては、これまでに有効的な診断方法は提案され
ていない。
【０００６】さらに、従来の路面状態推定システムで
は、定期的なメンテナンス時でしか温度分布計測装置及
び気象センサの故障状態を捕らえることはできないう
え、その内容把握や修理時間に多くの時間を要するなど
の問題があるため、現在ではこの路面状態推定システム
での故障診断方法の確立の実現が望まれている。
は、定期的なメンテナンス時でしか温度分布計測装置及
び気象センサの故障状態を捕らえることはできないう
え、その内容把握や修理時間に多くの時間を要するなど
の問題があるため、現在ではこの路面状態推定システム
での故障診断方法の確立の実現が望まれている。
【０００７】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の路面状態推定システムのもつ問題を解消し、簡単な
構成で故障診断を行うことができると共に、温度分布計
測装置及び気象センサの故障状態を瞬時に把握すること
ができ、修理が必要なタイミングを的確に把握すること
が可能となる路面状態推定システムの故障診断方法を提
供するにある。
来の路面状態推定システムのもつ問題を解消し、簡単な
構成で故障診断を行うことができると共に、温度分布計
測装置及び気象センサの故障状態を瞬時に把握すること
ができ、修理が必要なタイミングを的確に把握すること
が可能となる路面状態推定システムの故障診断方法を提
供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では路面の湿潤度や凍結の有無などの路面状
態を検知する路面状態検知推定システムにおいて、道路
内部の温度分布を計測する光ファイバセンサの一部を温
度変化量が僅かな恒温器に収納し、この恒温器で計測さ
れる温度情報を用いて、温度分布計測装置の故障状況を
判定し、さらに道路の近傍に設置した気象センサの情報
から求まる路面温度データと、別途設置した路面温度セ
ンサのセンサデータとを用いて、気象センサの故障状況
を判定する。すなわち、道路内部に光ファイバ温度セン
サを埋設し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地
中温度と、該道路に設置した気象センサで計測した気象
量から路面状態を推定する路面状態推定システムにおい
て、該道路内部に埋設した光ファイバ温度センサの一部
を恒温容器に収納し、この部分の温度を常時監視するこ
とにより、該光ファイバの路面状態システムの故障診断
方法を行うことを特徴とするものである。これによっ
て、本発明では温度分布計測装置及び気象センサの故障
状態を瞬時に把握することができ、修理が必要なタイミ
ングを的確に把握することが可能となる。
め、本発明では路面の湿潤度や凍結の有無などの路面状
態を検知する路面状態検知推定システムにおいて、道路
内部の温度分布を計測する光ファイバセンサの一部を温
度変化量が僅かな恒温器に収納し、この恒温器で計測さ
れる温度情報を用いて、温度分布計測装置の故障状況を
判定し、さらに道路の近傍に設置した気象センサの情報
から求まる路面温度データと、別途設置した路面温度セ
ンサのセンサデータとを用いて、気象センサの故障状況
を判定する。すなわち、道路内部に光ファイバ温度セン
サを埋設し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地
中温度と、該道路に設置した気象センサで計測した気象
量から路面状態を推定する路面状態推定システムにおい
て、該道路内部に埋設した光ファイバ温度センサの一部
を恒温容器に収納し、この部分の温度を常時監視するこ
とにより、該光ファイバの路面状態システムの故障診断
方法を行うことを特徴とするものである。これによっ
て、本発明では温度分布計測装置及び気象センサの故障
状態を瞬時に把握することができ、修理が必要なタイミ
ングを的確に把握することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施形態】本発明の路面状態推定システムの故
障診断方法の全体構成を図１に示す。すなわち、図１に
示すように、本システムは計測対象の道路代表点に設置
する気温計、風向風速計、雨雪量計などの各種気象セン
サ１、地表温度を計測する地表温度計測センサ２、道路
内部の温度分布を計測する光ファイバセンサ３、中央監
視所に設置されるデータ処理装置４、温度分布計測装置
５、光ファイバセンサ３を一定温度で収納する断熱箱６
とで構成されている。各種気象センサ１及び地表温度計
測センサ２の各計測データは伝送装置１ａを介してデー
タ処理装置４に伝送される。そして、このデータ処理装
置４では下記の処理を行い、温度分布計測装置５及び気
象センサ１の正常動作及び異常動作の出力を行う。
障診断方法の全体構成を図１に示す。すなわち、図１に
示すように、本システムは計測対象の道路代表点に設置
する気温計、風向風速計、雨雪量計などの各種気象セン
サ１、地表温度を計測する地表温度計測センサ２、道路
内部の温度分布を計測する光ファイバセンサ３、中央監
視所に設置されるデータ処理装置４、温度分布計測装置
５、光ファイバセンサ３を一定温度で収納する断熱箱６
とで構成されている。各種気象センサ１及び地表温度計
測センサ２の各計測データは伝送装置１ａを介してデー
タ処理装置４に伝送される。そして、このデータ処理装
置４では下記の処理を行い、温度分布計測装置５及び気
象センサ１の正常動作及び異常動作の出力を行う。
【００１０】本路面状態推定システムにおける処理概要
（１）（２）を以下に説明する。 （１）温度分布計測装置５の故障診断方法 道路内部に埋設した光ファイバセンサ３の一部を断熱箱
６に収納し、温度分布計測装置５に接続する。この時、
この温度分布計測装置５で計測される温度分布データは
図２に示すようになる。すなわち、温度分布計測装置５
が故障した際には光源出力の低下や受光感度の劣化など
により、計測される温度の変動値が徐々に大きくなる。
従って、この断熱箱６において、この断熱箱６に収納し
た温度値を一定値となるように、この断熱箱６の温度制
御を行っておき、その変動幅をモニタすることにより、
この変動幅がしきい値になったときに温度分布計測装置
５の故障動作と判断する。
（１）（２）を以下に説明する。 （１）温度分布計測装置５の故障診断方法 道路内部に埋設した光ファイバセンサ３の一部を断熱箱
６に収納し、温度分布計測装置５に接続する。この時、
この温度分布計測装置５で計測される温度分布データは
図２に示すようになる。すなわち、温度分布計測装置５
が故障した際には光源出力の低下や受光感度の劣化など
により、計測される温度の変動値が徐々に大きくなる。
従って、この断熱箱６において、この断熱箱６に収納し
た温度値を一定値となるように、この断熱箱６の温度制
御を行っておき、その変動幅をモニタすることにより、
この変動幅がしきい値になったときに温度分布計測装置
５の故障動作と判断する。
【００１１】（２）気象センサ１の故障診断方法 道路の近傍に各種の気象センサ１（降雨雪計、気温計、
日射計、風速計、湿度計）を設置し、路面温度を算出す
る。具体的には、例えば鉛直方向に道路を微妙な要素に
分割し、各要素の熱抵抗及び熱容量を定数として、気象
量から求められる入力熱エネルギに対する、各要素の温
度変化から、各要素毎に現在の温度を算出する（「特開
2000-48294号公報」に記載）。ただし、このような方法
で算出した路面温度は熱定数の違いなどのより実際の路
面温度と若干異なるため、その初期値としては光ファイ
バセンサ３で計測された地中温度と気象センサ１とで求
まる、同一場所での地中温度を比較し、その差が最小と
なるような補正を行う。これにより、その後に気象セン
サ１で求める路面温度値は光ファイバセンサ３で計測さ
れる路面温度値にほぼ等しくなる。図３は気象センサ１
が正常な場合と、この気象センサ１のうちで日射計を誤
動作させた場合の例を示している。気象センサ１のいず
れかが故障状態に陥ると、図３に示したように、気象セ
ンサ１で算出される路面温度値と光ファイバセンサ３で
計測される路面温度値の差が大きくなるので、予め両者
の差のしきい値を適当に設定しておき、そのしきい値を
超える場合には、光ファイバセンサ３か気象センサ１の
いずれかが故障していると判断する。そして、これら
（１）温度分布計測装置５の故障診断方法と（２）気象
センサ１の故障診断方法とにより路面状態推定システム
の故障診断を行う。
日射計、風速計、湿度計）を設置し、路面温度を算出す
る。具体的には、例えば鉛直方向に道路を微妙な要素に
分割し、各要素の熱抵抗及び熱容量を定数として、気象
量から求められる入力熱エネルギに対する、各要素の温
度変化から、各要素毎に現在の温度を算出する（「特開
2000-48294号公報」に記載）。ただし、このような方法
で算出した路面温度は熱定数の違いなどのより実際の路
面温度と若干異なるため、その初期値としては光ファイ
バセンサ３で計測された地中温度と気象センサ１とで求
まる、同一場所での地中温度を比較し、その差が最小と
なるような補正を行う。これにより、その後に気象セン
サ１で求める路面温度値は光ファイバセンサ３で計測さ
れる路面温度値にほぼ等しくなる。図３は気象センサ１
が正常な場合と、この気象センサ１のうちで日射計を誤
動作させた場合の例を示している。気象センサ１のいず
れかが故障状態に陥ると、図３に示したように、気象セ
ンサ１で算出される路面温度値と光ファイバセンサ３で
計測される路面温度値の差が大きくなるので、予め両者
の差のしきい値を適当に設定しておき、そのしきい値を
超える場合には、光ファイバセンサ３か気象センサ１の
いずれかが故障していると判断する。そして、これら
（１）温度分布計測装置５の故障診断方法と（２）気象
センサ１の故障診断方法とにより路面状態推定システム
の故障診断を行う。
【００１２】ここで、上述した（１）（２）の方法では
温度分布計測装置５が故障した場合と気象センサが故障
した場合のいずれかの分離（判定）が困難ではあるが、
この場合には光ファイバセンサ３の代わりに地表温度を
計測する地表温度計測センサ２を別途設置し、この地表
温度計測センサ２の路面温度値により、上述したと同様
な故障診断を行うことにより、気象センサ１と温度分布
計測装置５の故障とを分離して把握することができる。
温度分布計測装置５が故障した場合と気象センサが故障
した場合のいずれかの分離（判定）が困難ではあるが、
この場合には光ファイバセンサ３の代わりに地表温度を
計測する地表温度計測センサ２を別途設置し、この地表
温度計測センサ２の路面温度値により、上述したと同様
な故障診断を行うことにより、気象センサ１と温度分布
計測装置５の故障とを分離して把握することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、上記のようであって、本発明
によれば容易な方法で光ファイバ温度分布測定装置の故
障状態を把握することができるという効果がある。ま
た、通常は定期的なメンテナンスでしか故障状態を把握
できない気象センサの故障状態を瞬時に把握することが
できるという効果がある。そして、これらの効果によっ
て路面状態推定システムの信頼性を飛躍的に向上させる
ことができると共に、故障診断を目的とした定期的なメ
ンテナンスが不要となり、総合的なコスト削減を行うこ
とが実現できるという優れた効果がある。
によれば容易な方法で光ファイバ温度分布測定装置の故
障状態を把握することができるという効果がある。ま
た、通常は定期的なメンテナンスでしか故障状態を把握
できない気象センサの故障状態を瞬時に把握することが
できるという効果がある。そして、これらの効果によっ
て路面状態推定システムの信頼性を飛躍的に向上させる
ことができると共に、故障診断を目的とした定期的なメ
ンテナンスが不要となり、総合的なコスト削減を行うこ
とが実現できるという優れた効果がある。
【図１】本発明の路面状態推定システムを示す全体構成
図である。
図である。
【図２】同温度分布計測装置における故障診断方法の一
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図３】気象センサにおける故障診断方法の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】従来技術としての路面状態検知センサの一例を
示す構成図である。
示す構成図である。
１ 気象センサ １ａ 伝送装置 ２ 地表温度計測センサ ３ 光ファイバセンサ ４ データ処理装置 ５ 温度分布計測装置 ６ 断熱箱 51 支持柱 51ａ 水平部 53 温度計測器 54 赤外線投光器 55 赤外線受光器 56 路面反射比率計 57 湿潤／凍結判定出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｕ Ｇ０１Ｗ 1/00 Ｇ０１Ｗ 1/00 Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 道路内部に光ファイバ温度センサを埋設
し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地中温度
と、該道路に設置した気象センサで計測した気象量から
路面状態を推定する路面状態推定システムにおいて、該
道路内部に埋設した光ファイバ温度センサの一部を恒温
容器に収納し、この部分の温度を常時監視することによ
り、該光ファイバ温度分布測定装置の故障診断を行うこ
とを特徴とする路面状態推定システムの故障診断方法。 - 【請求項２】 道路内部に光ファイバ温度センサを埋設
し、光ファイバ温度分布測定装置で計測した地中温度
と、該道路に設置した気象センサで計測した気象量から
路面状態を推定する路面状態推定システムにおいて、該
光ファイバ温度分布測定装置から出力される路面温度デ
ータと別途計測した路面温度の実測値を比較することに
より当該気象センサの故障診断を行うことを特徴とする
路面状態推定システムの故障診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001061682A JP2002260178A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 路面状態推定システムの故障診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001061682A JP2002260178A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 路面状態推定システムの故障診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002260178A true JP2002260178A (ja) | 2002-09-13 |
Family
ID=18920931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001061682A Pending JP2002260178A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 路面状態推定システムの故障診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002260178A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103234663A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-08-07 | 哈尔滨工业大学 | 测量实际路面温度的光纤光栅传感器的标定方法 |
| CN110196116A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种基于沥青表面层当量温度的路面构造深度指标的温度修正方法 |
| CN113179780A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-07-30 | 甘肃省农业科学院蔬菜研究所 | 一种西瓜嫁接方法及其在根结线虫防治中的应用 |
-
2001
- 2001-03-06 JP JP2001061682A patent/JP2002260178A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103234663A (zh) * | 2013-05-17 | 2013-08-07 | 哈尔滨工业大学 | 测量实际路面温度的光纤光栅传感器的标定方法 |
| CN110196116A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种基于沥青表面层当量温度的路面构造深度指标的温度修正方法 |
| CN113179780A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-07-30 | 甘肃省农业科学院蔬菜研究所 | 一种西瓜嫁接方法及其在根结线虫防治中的应用 |
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