JP2003057124A - 路面温度検出方法 - Google Patents
路面温度検出方法Info
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- JP2003057124A JP2003057124A JP2001243543A JP2001243543A JP2003057124A JP 2003057124 A JP2003057124 A JP 2003057124A JP 2001243543 A JP2001243543 A JP 2001243543A JP 2001243543 A JP2001243543 A JP 2001243543A JP 2003057124 A JP2003057124 A JP 2003057124A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 道路の路面温度を長手方向の任意の位置でか
つ安価に測定する。 【解決手段】 温度センサ用光ファイバ３と金属パイプ
（金属長尺体）４とを互いに接触する状態で道路に長手
方向に沿って埋設する。金属パイプ４に通電し発熱させ
た時の当該金属パイプ４の温度Ｔfおよび時間的な温度
変化率ΔＴf/Δτを、温度センサ用光ファイバ３を利用
した光ファイバ分布型温度測定装置により測定する。測
定したこの温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δ
τを、前記金属パイプ４の位置と路面Sとの間に適用し
た熱の流れの等価回路に基づく式に代入し演算して路面
温度Ｔeを推定的に検出する。道路の長手方向の任意の
位置で路面温度Teを測定できる。１本の光ファイバ３を
埋設するだけで、路面の温度測定が可能であり、安価な
測定が可能である。
つ安価に測定する。 【解決手段】 温度センサ用光ファイバ３と金属パイプ
（金属長尺体）４とを互いに接触する状態で道路に長手
方向に沿って埋設する。金属パイプ４に通電し発熱させ
た時の当該金属パイプ４の温度Ｔfおよび時間的な温度
変化率ΔＴf/Δτを、温度センサ用光ファイバ３を利用
した光ファイバ分布型温度測定装置により測定する。測
定したこの温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δ
τを、前記金属パイプ４の位置と路面Sとの間に適用し
た熱の流れの等価回路に基づく式に代入し演算して路面
温度Ｔeを推定的に検出する。道路の長手方向の任意の
位置で路面温度Teを測定できる。１本の光ファイバ３を
埋設するだけで、路面の温度測定が可能であり、安価な
測定が可能である。
Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】この発明は、光ファイバ分布
型温度測定方法を利用して、路面温度を道路長手方向の
任意の位置で測定する路面温度検出方法に関する。
型温度測定方法を利用して、路面温度を道路長手方向の
任意の位置で測定する路面温度検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高度道路交通システム（ＩＴＳ：
Intelligent Transport System)が注目されているが、
このＩＴＳシステムの中で、道路の長手方向の各地点の
道路情報を得るシステムも重要な事項であり、その中
で、道路の路面温度や、積雪・凍結・乾燥などの路面状
態を監視することも重要である。
Intelligent Transport System)が注目されているが、
このＩＴＳシステムの中で、道路の長手方向の各地点の
道路情報を得るシステムも重要な事項であり、その中
で、道路の路面温度や、積雪・凍結・乾燥などの路面状
態を監視することも重要である。
【０００３】従来の路面温度検出方法は、白金測温抵抗
体を道路長手方向に間隔をあけて配置し、この白金測温
抵抗体を利用した温度測定装置で測定するのが一般的で
ある。なお、道路の積雪・凍結・乾燥などの路面状態
は、監視カメラによる目視が一般的である。このよう
に、路面温度や路面状態についてスポット的な情報を得
て、路面状況の監視を行っている。
体を道路長手方向に間隔をあけて配置し、この白金測温
抵抗体を利用した温度測定装置で測定するのが一般的で
ある。なお、道路の積雪・凍結・乾燥などの路面状態
は、監視カメラによる目視が一般的である。このよう
に、路面温度や路面状態についてスポット的な情報を得
て、路面状況の監視を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の路面温度検
出方法のように、白金測温抵抗体を利用した温度測定装
置によりスポットに測定する方法では、ドライバーへの
交通情報提供、道路管理者への情報提供のいずれの面で
も信頼性、精度に劣る。すなわち、ドライバーにとって
は、実際に走行している道路の状態と交通情報とが相違
するという問題が生じ、道路管理者にとっては、必要以
上の凍結防止薬剤散布を行う等の問題が発生する。
出方法のように、白金測温抵抗体を利用した温度測定装
置によりスポットに測定する方法では、ドライバーへの
交通情報提供、道路管理者への情報提供のいずれの面で
も信頼性、精度に劣る。すなわち、ドライバーにとって
は、実際に走行している道路の状態と交通情報とが相違
するという問題が生じ、道路管理者にとっては、必要以
上の凍結防止薬剤散布を行う等の問題が発生する。
【０００５】なお、道路に埋設した光ファイバを温度セ
ンサとして利用する光ファイバ分布型温度測定装置によ
り道路の長手方向の任意の地点の路面温度を測定する方
法も提案されている（特開平１０−３１８８５３号、特
開平１０−１５３４９５号等参照）が、これらの方法は
複数本の光ファイバを布設するもので、構成が複雑とな
りコストが高くなる。
ンサとして利用する光ファイバ分布型温度測定装置によ
り道路の長手方向の任意の地点の路面温度を測定する方
法も提案されている（特開平１０−３１８８５３号、特
開平１０−１５３４９５号等参照）が、これらの方法は
複数本の光ファイバを布設するもので、構成が複雑とな
りコストが高くなる。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、道路の長手方向の任意の位置での路面温度を測定す
ることができ、かつその測定を安価に行なうことができ
る路面温度検出方法を提供することを目的とする。
で、道路の長手方向の任意の位置での路面温度を測定す
ることができ、かつその測定を安価に行なうことができ
る路面温度検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の路面温度検出方法は、温度センサ用光ファイバと金
属長尺体とを互いに接触する状態で道路に長手方向に沿
って埋設し、前記金属長尺体に通電し発熱させた時の当
該金属長尺体の温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf
/Δτを、前記温度センサ用光ファイバを利用した光フ
ァイバ分布型温度測定装置により測定し、測定したこの
温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記
金属長尺体の位置と路面との間に適用した熱の流れの等
価回路に基づく式に代入し演算して路面温度Ｔeを推定
的に検出することを特徴とする。
明の路面温度検出方法は、温度センサ用光ファイバと金
属長尺体とを互いに接触する状態で道路に長手方向に沿
って埋設し、前記金属長尺体に通電し発熱させた時の当
該金属長尺体の温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf
/Δτを、前記温度センサ用光ファイバを利用した光フ
ァイバ分布型温度測定装置により測定し、測定したこの
温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記
金属長尺体の位置と路面との間に適用した熱の流れの等
価回路に基づく式に代入し演算して路面温度Ｔeを推定
的に検出することを特徴とする。
【０００８】請求項２の路面温度検出方法は、温度セン
サ用光ファイバと金属長尺体とを互いに接触する状態で
道路に長手方向に沿って埋設し、前記金属長尺体に通電
し発熱させた時の当該金属長尺体の温度Ｔfおよび時間
的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記温度センサ用光ファ
イバを利用した光ファイバ分布型温度測定装置により測
定し、測定したこの温度Ｔfおよび時間的な温度変化率
ΔＴf/Δτを、前記金属長尺体の位置と路面との間に適
用した熱の流れの等価回路に基づく下記の式に代入し
演算して路面温度Ｔeを推定的に検出するとともに、前
記式の演算に際して、下記（イ）の方法により予め実
験的に求めた熱容量Ｃ、および下記（ロ）の方法により
予め実験的に求めた熱抵抗Ｒを代入することを特徴とす
る。 Ｗ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ＋（Ｔf−Ｔe）／Ｒ…… 但し、Ｃは熱容量、Ｒは熱抵抗、Ｗは金属長尺体に通電
した時の仕事率。 （イ）通電して定常状態になった金属長尺体を点電荷と
し路面を導体境界面として電気影像法を適用した時に得
られる下記の式において、直接測定した路面温度Ｔe
および光ファイバ分布型温度測定装置により測定した光
ファイバ温度Ｔfを代入して熱抵抗Ｒを予め求めてお
く。 Ｔf−Ｔe＝（Ｒ／２π）・ln（４L０／ｄ）・Ｗ…… （ロ）前記式において、直接測定した路面温度Ｔeお
よび光ファイバ分布型温度測定装置により検出した光フ
ァイバ温度Ｔfおよび（イ）で求めた熱抵抗Ｒを代入し
て熱容量Ｃを予め求めておく。
サ用光ファイバと金属長尺体とを互いに接触する状態で
道路に長手方向に沿って埋設し、前記金属長尺体に通電
し発熱させた時の当該金属長尺体の温度Ｔfおよび時間
的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記温度センサ用光ファ
イバを利用した光ファイバ分布型温度測定装置により測
定し、測定したこの温度Ｔfおよび時間的な温度変化率
ΔＴf/Δτを、前記金属長尺体の位置と路面との間に適
用した熱の流れの等価回路に基づく下記の式に代入し
演算して路面温度Ｔeを推定的に検出するとともに、前
記式の演算に際して、下記（イ）の方法により予め実
験的に求めた熱容量Ｃ、および下記（ロ）の方法により
予め実験的に求めた熱抵抗Ｒを代入することを特徴とす
る。 Ｗ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ＋（Ｔf−Ｔe）／Ｒ…… 但し、Ｃは熱容量、Ｒは熱抵抗、Ｗは金属長尺体に通電
した時の仕事率。 （イ）通電して定常状態になった金属長尺体を点電荷と
し路面を導体境界面として電気影像法を適用した時に得
られる下記の式において、直接測定した路面温度Ｔe
および光ファイバ分布型温度測定装置により測定した光
ファイバ温度Ｔfを代入して熱抵抗Ｒを予め求めてお
く。 Ｔf−Ｔe＝（Ｒ／２π）・ln（４L０／ｄ）・Ｗ…… （ロ）前記式において、直接測定した路面温度Ｔeお
よび光ファイバ分布型温度測定装置により検出した光フ
ァイバ温度Ｔfおよび（イ）で求めた熱抵抗Ｒを代入し
て熱容量Ｃを予め求めておく。
【０００９】請求項３は、請求項１または２において、
金属長尺体として金属パイプを用い、この金属パイプ内
に温度センサ用光ファイバを収容したことを特徴とす
る。
金属長尺体として金属パイプを用い、この金属パイプ内
に温度センサ用光ファイバを収容したことを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態の路面
温度検出方法を実施する場合の道路の横断面図、図２は
道路の縦断面図である。アスファルト等による道路１に
溝２を設け、この溝２内に、温度センサ用光ファイバ３
を内部に通した例えばステンレスあるいは銅等による直
径ｄの金属パイプ（金属長尺体）４を布設し、エポキシ
樹脂等の埋設材５を充填して、金属パイプ４を路面から
所定深さL０の位置に固定する。深さＬ０は、浅過ぎる
と走行車両で金属パイプ４および光ファイバ３が容易に
損傷し、深すぎると路面温度測定の精度が低下するの
で、適切な深さ、例えば路面から３ｃｍ程度にするとよ
い。
温度検出方法を実施する場合の道路の横断面図、図２は
道路の縦断面図である。アスファルト等による道路１に
溝２を設け、この溝２内に、温度センサ用光ファイバ３
を内部に通した例えばステンレスあるいは銅等による直
径ｄの金属パイプ（金属長尺体）４を布設し、エポキシ
樹脂等の埋設材５を充填して、金属パイプ４を路面から
所定深さL０の位置に固定する。深さＬ０は、浅過ぎる
と走行車両で金属パイプ４および光ファイバ３が容易に
損傷し、深すぎると路面温度測定の精度が低下するの
で、適切な深さ、例えば路面から３ｃｍ程度にするとよ
い。
【００１１】前記温度センサ用光ファイバ（以下単に光
ファイバと略す）３は、図３に示すように、光ファイバ
分布型温度測定装置７の温度センサとなるもので、成端
箱８を介して測定機本体９に接続され、この測定機本体
９に、測定データを処理し結果等を表示するパソコン１
０が接続される。１１は終端箱である。なお、光ファイ
バ分布型温度測定方法は、温度分布を測定しようとする
区間に布設した温度センサとしての光ファイバにパルス
光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から反射して入
射端に戻るラマン後方散乱光を受光・解析して、光ファ
イバの各位置の温度を測定するものであるが、この測定
原理および装置自体は公知のものなので、詳細説明は省
略する。
ファイバと略す）３は、図３に示すように、光ファイバ
分布型温度測定装置７の温度センサとなるもので、成端
箱８を介して測定機本体９に接続され、この測定機本体
９に、測定データを処理し結果等を表示するパソコン１
０が接続される。１１は終端箱である。なお、光ファイ
バ分布型温度測定方法は、温度分布を測定しようとする
区間に布設した温度センサとしての光ファイバにパルス
光を入射し、光ファイバ長手方向の各部から反射して入
射端に戻るラマン後方散乱光を受光・解析して、光ファ
イバの各位置の温度を測定するものであるが、この測定
原理および装置自体は公知のものなので、詳細説明は省
略する。
【００１２】本発明では、図１における金属パイプ４か
ら路面Ｓへ向かう熱の流れを、図４に示す如き熱の流れ
の等価回路で表されるとする。図４において、Ｃは熱容
量、Ｒは熱抵抗、Ｔfは光ファイバ温度（＝金属パイプ4
の温度）である。なお、光ファイバ３が金属パイプ４の
内面に接して置かれているので、光ファイバ温度Ｔfは
金属パイプ４の温度と等しいとみなすことができる。Ｔ
eは求めようとする路面温度である。また、Ｗは金属パ
イプ４から流出する熱流量（単位時間当たりの流出熱量
Ｑ（ジュール））であるが、金属パイプ４に電流Ｉを通
電した時の仕事率（Ｉ２racワット（ジュール／秒）：r
acは交流導体抵抗値）が前記熱流量Ｗに等しい（Ｗ＝Ｉ
２rac）とみなす。また、熱容量Ｃに流れ込む熱流量を
ｑ１、熱抵抗Ｒを流れる熱流量をｑ２とする。
ら路面Ｓへ向かう熱の流れを、図４に示す如き熱の流れ
の等価回路で表されるとする。図４において、Ｃは熱容
量、Ｒは熱抵抗、Ｔfは光ファイバ温度（＝金属パイプ4
の温度）である。なお、光ファイバ３が金属パイプ４の
内面に接して置かれているので、光ファイバ温度Ｔfは
金属パイプ４の温度と等しいとみなすことができる。Ｔ
eは求めようとする路面温度である。また、Ｗは金属パ
イプ４から流出する熱流量（単位時間当たりの流出熱量
Ｑ（ジュール））であるが、金属パイプ４に電流Ｉを通
電した時の仕事率（Ｉ２racワット（ジュール／秒）：r
acは交流導体抵抗値）が前記熱流量Ｗに等しい（Ｗ＝Ｉ
２rac）とみなす。また、熱容量Ｃに流れ込む熱流量を
ｑ１、熱抵抗Ｒを流れる熱流量をｑ２とする。
【００１３】上記の等価回路より、次の、、式が
得られる。 Ｗ＝ｑ１＋ｑ２……。 Ｔf−Ｔe＝Ｒ・q２……。 Ｔf−Ｔe＝Q／Ｃ……。 上記式より、ｑ２＝（Ｔf−Ｔe）／Ｒ……。
得られる。 Ｗ＝ｑ１＋ｑ２……。 Ｔf−Ｔe＝Ｒ・q２……。 Ｔf−Ｔe＝Q／Ｃ……。 上記式より、ｑ２＝（Ｔf−Ｔe）／Ｒ……。
【００１４】上記式より、Q＝Ｃ・（Ｔf−Ｔe）であ
る。時間をτとすると、通電時の光ファイバ温度Ｔfは
当然時間τの変数であるが、Ｔeは時間τに関して定数
とする（すなわち、Δτの間で変化しないとする）。し
たがって、 q１＝ΔQ／Δτ＝Ｃ・Δ（Ｔf−Ｔe）／Δτ。 ＝Ｃ・（Ｔf（τ＋Δτ）−Ｔf（τ））／Δτ。 ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ……。
る。時間をτとすると、通電時の光ファイバ温度Ｔfは
当然時間τの変数であるが、Ｔeは時間τに関して定数
とする（すなわち、Δτの間で変化しないとする）。し
たがって、 q１＝ΔQ／Δτ＝Ｃ・Δ（Ｔf−Ｔe）／Δτ。 ＝Ｃ・（Ｔf（τ＋Δτ）−Ｔf（τ））／Δτ。 ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ……。
【００１５】上記の式と式とを式に代入すると、
Ｗ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ＋（Ｔf−Ｔe）／Ｒ……。
が得られる。
【００１６】上記式おいて、Ｔfは光ファイバ分布型
温度測定装置より求めることができる。ΔＴfも光ファ
イバ分布型温度測定装置より求めることができ、したが
ってΔＴf／Δτも求めることができる。また、Ｗは金
属パイプ４への通電電流から求めることができる。した
がって、式において、未知数は熱抵抗Ｒと熱容量Ｃと
路面温度Ｔeの３つである。未知数が３つでは式を解
くことができない。しかし、熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒは
路面状態に対応して定まる量であるから、基礎実験を行
なって、予め熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを求めておく。こ
の場合、路面状態としては、図２に示した積雪状態、凍
結状態、乾燥状態の３種を考慮すればよいので、積雪・
凍結・乾燥の各路面状態毎に熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを
求めておく。
温度測定装置より求めることができる。ΔＴfも光ファ
イバ分布型温度測定装置より求めることができ、したが
ってΔＴf／Δτも求めることができる。また、Ｗは金
属パイプ４への通電電流から求めることができる。した
がって、式において、未知数は熱抵抗Ｒと熱容量Ｃと
路面温度Ｔeの３つである。未知数が３つでは式を解
くことができない。しかし、熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒは
路面状態に対応して定まる量であるから、基礎実験を行
なって、予め熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを求めておく。こ
の場合、路面状態としては、図２に示した積雪状態、凍
結状態、乾燥状態の３種を考慮すればよいので、積雪・
凍結・乾燥の各路面状態毎に熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを
求めておく。
【００１７】前記熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを予め求めて
おく方法について説明する。まず、熱抵抗Ｒについて
は、空間の任意の点における電界を求める解法の１つで
ある電気影像法を利用して求めることができる。すなわ
ち、電気影像法を適用するために、路面を境界面として
地中に光ファイバ入りの金属パイプ４を埋設した形態と
する。この金属パイプ４に通電を施して定常状態になっ
た時、これに電気影像法を適用すると、点電荷にあたる
のが金属パイプ４であり、次の式が得られる。 Ｔf−Ｔe＝（Ｒ／２π）・ln（４L０／ｄ）・Ｗ……。 この式において、Ｔf、Ｗは既知数となるから、路面
温度Ｔeを実際に測定すれば、熱抵抗Ｒを求めることが
できる。
おく方法について説明する。まず、熱抵抗Ｒについて
は、空間の任意の点における電界を求める解法の１つで
ある電気影像法を利用して求めることができる。すなわ
ち、電気影像法を適用するために、路面を境界面として
地中に光ファイバ入りの金属パイプ４を埋設した形態と
する。この金属パイプ４に通電を施して定常状態になっ
た時、これに電気影像法を適用すると、点電荷にあたる
のが金属パイプ４であり、次の式が得られる。 Ｔf−Ｔe＝（Ｒ／２π）・ln（４L０／ｄ）・Ｗ……。 この式において、Ｔf、Ｗは既知数となるから、路面
温度Ｔeを実際に測定すれば、熱抵抗Ｒを求めることが
できる。
【００１８】式で熱抵抗Ｒが既知数となるから、既知
数となった路面温度Ｔeおよび熱抵抗Ｒを式に代入す
ると、熱容量Ｃを求めることができる。
数となった路面温度Ｔeおよび熱抵抗Ｒを式に代入す
ると、熱容量Ｃを求めることができる。
【００１９】上記のようにしてＣ、Ｒを予め求めると、
式においてＣ、Ｒが既知数となり、未知数はＴeの１
つだけとなる。したがって、式において、通電時の光
ファイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτを代入す
れば、路面温度Ｔeを求めることができる。こうして、
光ファイバの温度測定結果に基づいて、路面温度Ｔeを
推定的に検出求めることができる。
式においてＣ、Ｒが既知数となり、未知数はＴeの１
つだけとなる。したがって、式において、通電時の光
ファイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτを代入す
れば、路面温度Ｔeを求めることができる。こうして、
光ファイバの温度測定結果に基づいて、路面温度Ｔeを
推定的に検出求めることができる。
【００２０】なお、予め求めたＣ、Ｒを式に代入する
に際して、積雪・凍結・乾燥のいずれの路面状態のＣ、
Ｒを代入するかは、積雪・凍結・乾燥の状態を別の状態
測定装置で検出して、その検出結果の路面状態に対応す
るＣ、Ｒを自動的に式に代入するシステムを採用する
とよい。また、積雪・凍結・乾燥の各路面状態と通電時
の光ファイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτとの
関係が、ある一定のパターンをなすことも考えられる。
その場合には、実験的にそのパターンを見出して、光フ
ァイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτを検出する
ことで、路面温度Ｔeだけでなく、積雪・凍結・乾燥の
各路面状態を検出することも考えられる。
に際して、積雪・凍結・乾燥のいずれの路面状態のＣ、
Ｒを代入するかは、積雪・凍結・乾燥の状態を別の状態
測定装置で検出して、その検出結果の路面状態に対応す
るＣ、Ｒを自動的に式に代入するシステムを採用する
とよい。また、積雪・凍結・乾燥の各路面状態と通電時
の光ファイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτとの
関係が、ある一定のパターンをなすことも考えられる。
その場合には、実験的にそのパターンを見出して、光フ
ァイバ温度Ｔfおよび温度変化率ΔＴf／Δτを検出する
ことで、路面温度Ｔeだけでなく、積雪・凍結・乾燥の
各路面状態を検出することも考えられる。
【００２１】なお、金属パイプ４としてはステンレスパ
イプが適切であるが、銅パイプ等の他の金属パイプを用
いることができる。また、金属パイプに限らず中実の金
属長尺体を用いることができる。この場合、中実の金属
長尺体の外周に光ファイバを接触させて、金属長尺体の
発熱温度を測定できるようにする。また、金属パイプの
外周面に光ファイバを添わせることは適切でないが、こ
れも除外しない。要するに、通電して発熱可能な金属長
尺体とこの金属長尺体の長手方向の各位置の温度を測定
できる温度センサ用光ファイバとが路面下に埋設されて
おればよい。
イプが適切であるが、銅パイプ等の他の金属パイプを用
いることができる。また、金属パイプに限らず中実の金
属長尺体を用いることができる。この場合、中実の金属
長尺体の外周に光ファイバを接触させて、金属長尺体の
発熱温度を測定できるようにする。また、金属パイプの
外周面に光ファイバを添わせることは適切でないが、こ
れも除外しない。要するに、通電して発熱可能な金属長
尺体とこの金属長尺体の長手方向の各位置の温度を測定
できる温度センサ用光ファイバとが路面下に埋設されて
おればよい。
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ分布型温度
測定装置の温度センサ用光ファイバを金属長尺体ととも
に道路に埋設し、この金属長尺体に通電した時の金属長
尺体の温度（光ファイバの温度）および温度変化率か
ら、道路長手方向の任意の地点で路面温度を検出するこ
とが可能となる。そして、本発明では使用する温度セン
サ用光ファイバが１本だけで済むので、安価に路面温度
測定を行なうことができる。
測定装置の温度センサ用光ファイバを金属長尺体ととも
に道路に埋設し、この金属長尺体に通電した時の金属長
尺体の温度（光ファイバの温度）および温度変化率か
ら、道路長手方向の任意の地点で路面温度を検出するこ
とが可能となる。そして、本発明では使用する温度セン
サ用光ファイバが１本だけで済むので、安価に路面温度
測定を行なうことができる。
【図１】本発明の路面温度検出方法を実施する場合の道
路の断面図である。
路の断面図である。
【図２】図１の縦断面図であり、かつ、積雪・凍結・乾
燥の３つの路面状態を説明する図である。
燥の３つの路面状態を説明する図である。
【図３】図１の光ファイバを利用して温度分布を測定す
る光ファイバ分布型温度測定装置を説明する模式図であ
る。
る光ファイバ分布型温度測定装置を説明する模式図であ
る。
【図４】図１の金属パイプから路面への熱の流れの等価
回路図であり、本発明の路面温度検出方法において利用
する。
回路図であり、本発明の路面温度検出方法において利用
する。
１ 道路
２ 溝
３ 温度センサ用光ファイバ
４ 金属パイプ（金属長尺体）
５ 埋設材
７ 光ファイバ分布型温度測定装置
８ 成端箱
９ 測定機本体
１０ パソコン
Claims (3)
- 【請求項１】 温度センサ用光ファイバと金属長尺体と
を互いに接触する状態で道路に長手方向に沿って埋設
し、前記金属長尺体に通電し発熱させた時の当該金属長
尺体の温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτ
を、前記温度センサ用光ファイバを利用した光ファイバ
分布型温度測定装置により測定し、測定したこの温度Ｔ
fおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記金属長
尺体の位置と路面との間に適用した熱の流れの等価回路
に基づく式に代入し演算して路面温度Ｔeを推定的に検
出することを特徴とする路面温度検出方法。 - 【請求項２】 温度センサ用光ファイバと金属長尺体と
を互いに接触する状態で道路に長手方向に沿って埋設
し、前記金属長尺体に通電し発熱させた時の当該金属長
尺体の温度Ｔfおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτ
を、前記温度センサ用光ファイバを利用した光ファイバ
分布型温度測定装置により測定し、測定したこの温度Ｔ
fおよび時間的な温度変化率ΔＴf/Δτを、前記金属長
尺体の位置と路面との間に適用した熱の流れの等価回路
に基づく下記の式に代入し演算して路面温度Ｔeを推
定的に検出するとともに、前記式の演算に際して、下
記（イ）の方法により予め実験的に求めた熱容量Ｃ、お
よび下記（ロ）の方法により予め実験的に求めた熱抵抗
Ｒを代入することを特徴とする路面温度検出方法。 Ｗ＝Ｃ・ΔＴf／Δτ＋（Ｔf−Ｔe）／Ｒ…… 但し、Ｃは熱容量、Ｒは熱抵抗、Ｗは金属長尺体に通電
した時の仕事率。 （イ）通電して定常状態になった金属長尺体を点電荷と
し路面を導体境界面として電気影像法を適用した時に得
られる下記の式において、直接測定した路面温度Ｔe
および光ファイバ分布型温度測定装置により測定した光
ファイバ温度Ｔfを代入して熱抵抗Ｒを予め求めてお
く。 Ｔf−Ｔe＝（Ｒ／２π）・ln（４L０／ｄ）・Ｗ…… （ロ）前記式において、直接測定した路面温度Ｔeお
よび光ファイバ分布型温度測定装置により検出した光フ
ァイバ温度Ｔfおよび（イ）で求めた熱抵抗Ｒを代入し
て熱容量Ｃを予め求めておく。 - 【請求項3】 前記金属長尺体として金属パイプを用
い、この金属パイプ内に温度センサ用光ファイバを収容
したことを特徴とする請求項1または２記載の路面温度
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243543A JP2003057124A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 路面温度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243543A JP2003057124A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 路面温度検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057124A true JP2003057124A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19073624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243543A Pending JP2003057124A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 路面温度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057124A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105606253A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-05-25 | 长安大学 | 一种全深式路面温度监测装置 |
| CN109945925A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-28 | 东南大学 | 一种埋放在碎石土路基中的温湿度传感器保护装置及用法 |
| JPWO2020213060A1 (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243543A patent/JP2003057124A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105606253A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-05-25 | 长安大学 | 一种全深式路面温度监测装置 |
| CN109945925A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-28 | 东南大学 | 一种埋放在碎石土路基中的温湿度传感器保护装置及用法 |
| CN109945925B (zh) * | 2019-03-28 | 2021-09-07 | 东南大学 | 一种埋放在碎石土路基中的温湿度传感器保护装置及用法 |
| JPWO2020213060A1 (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | ||
| JP7164027B2 (ja) | 2019-04-16 | 2022-11-01 | 日本電気株式会社 | 光ファイバセンサ、監視システム、センシング位置補正方法、及び、センシング位置補正プログラム |
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