JP2003306904A - 融雪および／または凍結防止設備の制御方法、ならびに路面温度推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 きめ細かな制御が可能であり、かつ従来より
も低コストで実現できる、融雪および／または凍結防止
設備の制御方法を提供する。 【解決手段】 任意の単位領域を区切って、各々互いに
独立して制御可能な加熱装置を有する２以上の単位区画
を設定し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面温度
センサおよび路中温度センサを設けた主単位区画とし、
主単位区画以外の区画を路中温度センサを設けた補助単
位区画としてなる融雪および／または凍結防止のための
設備を制御する方法であって、主単位区画の路面温度セ
ンサにて測定された路面温度から、当該主単位区画にお
ける加熱装置の作動または停止の選択を判定する主単位
区画判定工程と、主単位区画の路中温度センサで測定さ
れた路中温度と補助単位区画の路中温度センサで測定さ
れた路中温度とをもとに、補助単位区画における加熱装
置の作動または停止の選択を判定する補助単位区画判定
工程とを含有することを特徴とする融雪および／または
凍結防止設備の制御、ならびに同様の構成の設備を利用
した路面温度推定方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、融雪および／また
は凍結防止のための設備を制御する方法、ならびに路面
温度の推定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に道路表面（路面）が凍結したり路
面に積雪したりすると、車両の通行や歩行者の歩行に支
障が生じたり、交通事故が発生し易くなる。このため凍
結や積雪している路面を加熱して、融雪や凍結防止を行
うための様々な設備が、従来より知られている。

【０００３】図５は、従来の典型的な一例の融雪および
／または凍結防止設備３１（以下、「融雪設備３１」と
いう）を模式的に示す図である。図５に示す例の融雪設
備３１においては、路面の融雪および／または凍結防止
の対象とする任意の領域３２（通常、長手の領域であっ
て、その長さが数ｍ〜数ｋｍ程度である。）に、１台の
路面温度センサ３３と、当該領域３２の全体にわたって
加熱を施し得る１台の加熱装置３４とを備える。上記路
面温度センサ３３としては、たとえば、白金測温抵抗体
やサーミスタなどが用いられる。また当該路面温度セン
サ３３は、路面水分センサや外気温センサなど、他種の
センサと組み合わせて使用される場合もある。また上記
加熱装置３４としては、電気式ヒータや温水パイプな
ど、様々な熱源、方式によるものが適宜使用できる。当
該融雪設備３１においては、加熱装置３４がたとえば電
気式ヒータである場合には、路面温度センサ３３の検知
結果に基づいて通電を制御されるなど、路面温度センサ
３３にて検知された路面温度に基づいて、その作動また
は停止の選択が制御されるように実現される。

【０００４】また図６は、従来の典型的な他の例の融雪
および／または凍結防止設備４１（以下、「融雪設備４
１」という）を模式的に示す図である。図６に示す例の
融雪設備４１においては、路面の融雪および／または凍
結防止の対象とする任意の領域４２を、複数個の単位区
画４３ａ〜４３ｆ（以下、単に「単位区画４３」とい
う。）に区切り、単位区画４３ごとに、１台ずつの路面
温度センサ４４ａ〜４４ｆ（以下、単に「路面温度セン
サ４４」という。）と、１台ずつの加熱装置４５ａ〜４
５ｆ（以下、単に「加熱装置４５」という。）とをそれ
ぞれ備える。上記路面温度センサ４４、加熱装置４５と
しては、上述した図５に示した構成の場合と同様のもの
を使用することができる。なおこの場合、路面温度セン
サ４４は、上述した他種のセンサと組み合わせて用いら
れてもよく、その組合せは必ずしも１対１でなくともよ
い（たとえば、外気温センサなどは、複数の単位区画に
対して共通して１台設けられることが一般的であ
る。）。かかる融雪設備４１においては、単位区画４３
ごとに、各路面温度センサ４４により測定された温度に
基づき、同一の単位区画の加熱装置４５の作動または停
止の選択が制御されるように実現される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した構成の融雪設備３１では、融雪および／または凍
結防止の対象とする領域の全範囲について、１個の路面
温度センサ３３からの検知結果に基づく同一の制御によ
り加熱装置３４の作動または停止が選択される。このた
め、同じ領域内で路面温度センサ３３の設置された位置
から離反した場所では加熱する必要がないにもかかわら
ず領域全体にわたって一律に加熱されてしまったり、あ
るいは逆に、路面温度センサ３３の設置された位置から
離反した場所で加熱を施す必要があるにもかかわらず領
域全体にわたって一律に加熱されなかったりなど、きめ
の細かい制御を行うことができない。このような融雪設
備３１では、融雪および／または凍結防止のための通電
が必要でない範囲においてもヒータに通電されてしまい
結果としてランニングコストが高くなってしまったり、
また上記通電が必要な範囲において通電されなかったり
してしまい路面の積雪や凍結を確実に防止することがで
きずに充分に安全を確保できない場合がある。

【０００６】また図６に示した構成の融雪設備４１で
は、領域内を区切る単位区画４３ごとに、当該単位区画
に設置された路面温度センサ４４に基づき同一の単位区
画４３内の加熱装置４５が制御されて、各加熱装置４５
の作動または停止が選択される。かかる融雪設備４１に
おいては、上記の図５に示した構成の融雪設備３１とは
異なり、領域全体にわたってきめの細かな制御を行うこ
とができ、上記ランニングコストを低減でき、また充分
に安全を確保することができる。しかしながら、このよ
うな融雪設備４１では、一般に高価であるとされる路面
温度センサ４４を単位区画４３ごとに設置する必要があ
るため、イニシャルコスト（設置に要するコスト）が高
くなってしまう問題があった。

【０００７】本発明の目的は、きめ細かな制御が可能で
あり、かつ従来よりも低コストで実現できる、融雪およ
び／または凍結防止設備の制御方法を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究を行った結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は以下のとおりである。 （１）任意の単位領域を区切って、各々互いに独立して
制御可能な加熱装置を有する２以上の単位区画を設定
し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面温度センサ
および路中温度センサを設けた主単位区画とし、主単位
区画以外の区画を路中温度センサを設けた補助単位区画
としてなる融雪および／または凍結防止のための設備を
制御する方法であって、主単位区画の路面温度センサに
て測定された路面温度から、当該主単位区画における加
熱装置の作動または停止の選択を判定する主単位区画判
定工程と、主単位区画の路中温度センサで測定された路
中温度と補助単位区画の路中温度センサで測定された路
中温度とをもとに、補助単位区画における加熱装置の作
動または停止の選択を判定する補助単位区画判定工程と
を含有することを特徴とする融雪および／または凍結防
止設備の制御方法。 （２）融雪および／または凍結防止の対象が道路であっ
て、上記単位領域が、道路の長手方向に沿って連続的ま
たは断続的に複数形成されたものである上記（１）に記
載の制御方法。 （３）路面温度センサが温度検出素子であり、路中温度
センサが光ファイバ温度センサである、上記（１）また
は（２）に記載の制御方法。 （４）路面温度センサおよび路中温度センサが共に光フ
ァイバ温度センサである、上記（１）または（２）に記
載の制御方法。 （５）任意の単位領域を区切って２以上の単位区画を設
定し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面温度セン
サおよび路中温度センサを設けた主単位区画とし、主単
位区画以外の区画を路中温度センサを設けた補助単位区
画としてなる設備により補助単位区画の路面温度を推定
する方法であって、主単位区画の路面温度センサにて測
定された路面温度と主単位区画の路中温度センサにて測
定された路中温度とから、同一区画内の路面と路中との
温度関係Ｘを算出し、当該温度関係Ｘと補助単位区画の
路中温度センサで測定された路中温度とから補助単位区
画における路面温度を推定することを特徴とする路面温
度推定方法。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の制御方法に使用さ
れる融雪および／または凍結防止設備（以下、単に「融
雪設備」ということがある。）について説明する。本発
明における融雪設備は、任意の単位領域を区切って、２
以上の単位区画を設定してなる。単位領域を設定する対
象は、融雪および／または凍結防止の対象となるもので
あるならば特に制限はなく、たとえば、道路、駐車場、
屋根、玄関、出入口、線路、トンネル上部、防音壁、鉄
塔、笠木（パラペット）、冷凍倉庫の扉レールなどが例
示される。単位領域は、このような融雪および／または
凍結防止の対象において、任意に設定される。この単位
領域を区切って単位区画が設定されるが、この単位領域
の区切り方も、２以上の単位区画が設定され得るもので
あるならば、特に制限されるものではない。

【００１０】本発明において各単位区画は、各々互いに
独立して制御可能な加熱装置を有する。ここで「互いに
独立して制御可能」とは、各単位区画ごとに、それぞれ
の加熱装置が、作動または停止を選択され得ることを指
す。上記加熱装置としては、特に制限はなく、ロードヒ
ーティング用の加熱装置として当分野にて従来より使用
されている、ロードヒーティング用ケーブル、面状発熱
体などを適宜使用することができる。また、独立して制
御可能ならば、温水パイプやブライン循環パイプ、ヒー
トパイプなど、他の熱源、方式によるものを加熱装置と
して使用してもよい。中でも、制御性および施工性に優
れる観点からは、ロードヒーティング用ケーブルを加熱
装置として使用するのが好ましい。また各加熱装置に換
えて、各単位区画が各々互いに独立して制御可能な散水
装置（スプリンクラー）や凍結防止剤散布装置を有する
ように実現されてもよい。

【００１１】また本発明における融雪設備では、上記各
単位区画のうち、いずれか１つに路面温度センサおよび
路中温度センサを設けて主単位区画とし、当該主単位区
画以外の残りの区画に路中温度センサのみを設けて補助
単位区画とする。上記単位区画のいずれを主単位区画と
するかについては、特に制限はないが、路面温度センサ
および路中温度センサを用いた検知結果を、融雪設備の
制御により精密に利用し得る観点からは、より条件の厳
しい（たとえば、日陰になりやすい）区画、あるいは平
均的な条件の区画に配置された区画を主単位区画として
選択するのが好ましい。なお本明細書中において「路
面」は、道路表面および道路内部（路中）の路面から１
５ｍｍ深い領域までを指し、「路中」は、路面から１５
ｍｍを超えて深い領域を指す。

【００１２】本発明において用いる「路面温度センサ」
は、路面近傍の温度を検知するためのセンサであって、
たとえば、光ファイバ温度センサ、白金測温抵抗体、サ
ーミスタ、熱電対など、従来公知の種々のものを特に制
限なく使用することができる。路面温度センサは、路面
あるいは当該路面より１５ｍｍ以下の範囲内の深さの路
中に埋設され、路面に露出していても露出していなくと
もよい。また本発明において用いる「路中温度センサ」
は、路中に埋設されて当該路中の温度を検知するための
センサであって、たとえば、白金測温抵抗体やサーミス
タ、熱電対などの温度検出素子や、光ファイバ温度セン
サなど、従来公知の種々のものを特に制限なく使用する
ことができる。

【００１３】図１は、本発明の方法に使用される好まし
い一例の融雪および／または凍結防止設備１を模式的に
示す図である。融雪および／または凍結防止の対象が道
路である場合、単位領域が道路の長手方向に延びる領域
として選ばれ、かかる単位領域をその長手方向に区切っ
て２以上の単位区画を設定するのが好ましい。単位区画
の大きさに特に制限はないが、各単位区画が設定される
路面の面積が、１０ｍ ^２〜２００ｍ^２程度とすればよ
い。また単位領域を道路の長手方向に延びる領域として
設定する場合、道路において上記長手方向に沿って延び
る領域であるならば、その幅に制限はなく、道路の幅全
体にわたっていてもいなくともよいが、道路の幅全体に
わたっているものであることが好ましい。

【００１４】図１には、道路２の長手方向Ａに延びる任
意の単位領域３をその長手方向Ａに区切って、３個の単
位区画４ａ，４ｂ，４ｃの順で設定され、各単位区画４
ａ，４ｂ，４ｃに、互いに独立して制御可能な加熱装置
５ａ，５ｂ，５ｃがそれぞれ設けられてなる融雪設備１
を示している。また図１においては、中央に配置される
単位区画４ｂが主単位区画Ｍに選ばれ、その上面が路面
に露出するように路面温度センサ６が路中に埋設される
とともに、路中温度センサ７ｂが路中に埋設される。さ
らに残る２つの単位区画４ａ，４ｃが補助単位区画Ｓに
選ばれ、主単位区画Ｍにおける路中温度センサ７ｂと同
程度の深さ位置に路中温度センサ７ａ，７ｃが埋設され
る。

【００１５】図２は、本発明の制御方法の好ましい一例
を示すフローチャートである。本発明の制御方法におい
て重要なことは、上述したような構成の融雪設備を、
〔１〕主単位区画判定工程と、〔２〕補助単位区画判定
工程とを少なくとも経ることによって制御することであ
る。以下、これらの各工程について、図２を参照しなが
ら詳述する。

【００１６】〔１〕主単位区画判定工程 本発明の制御方法では、まず、主単位区画判定工程に
て、主単位区画Ｍ（単位区画４ｂ）の路面温度センサ６
にて測定された路面温度から、当該主単位区画Ｍにおけ
る加熱装置５ｂの作動または停止の選択が判定される。
具体的には、主単位区画Ｍの路面温度センサ６にて測定
された路面温度の値（主路面温度値Ｔｍ）と、予め設定
される温度の値（停止設定値ＳＶ_１、作動設定値ＳＶ_２
（通常、ＳＶ_１＞ＳＶ_２））とを比較し、たとえば、主
路面温度値Ｔｍが停止設定値ＳＶ_１以上（Ｔｍ≧Ｓ
Ｖ_１）であれば加熱装置５ｂの停止（Ｏｆｆ）が選択さ
れ、また主路面温度値Ｔｍが作動設定値ＳＶ_２未満（Ｔ
ｍ＜ＳＶ_２）であれば加熱装置５ｂの作動（Ｏｎ）が選
択される。上記「予め設定される温度」は、融雪および
／または凍結防止設備１が設置される環境や目的等に応
じて適宜選択される。たとえば、融雪を目的としてかか
る設備１を使用する場合であれば、０℃〜６℃の範囲内
から選択されるのが好適であり、また、凍結防止を目的
としてかかる設備１を使用する場合であれば、０℃〜４
℃の範囲内から選択されるのが好適である。上記例で
は、加熱装置の作動の場合と停止の場合とで互いに異な
る値（停止設定値ＳＶ_１、作動設定値ＳＶ_２）を設定し
たが、これらは同じ値であってもよい。

【００１７】〔２〕補助単位区画判定工程 続く〔２〕補助単位区画判定工程では、主単位区画Ｍに
おける路中温度センサ７ｂにて測定された路中温度と、
各補助単位区画Ｓ（単位区画４ａ，４ｃ）における路中
温度センサ７ａ，７ｃにてそれぞれ測定された路中温度
とをもとに、補助単位区画Ｓにおける加熱装置５ａ，５
ｃの作動または停止の選択を判定する。まず、たとえ
ば、主単位区画Ｍの路中温度センサ７ｂで測定された路
中温度の値（主路中温度値Ｔｓｍ）と、補助単位区画Ｓ
の各路中温度センサで測定された路中温度の値（補助路
中温度値Ｔｓｉ）とを比較演算する。比較演算は、主路
中温度値Ｔｓｍと補助路中温度値Ｔｓｉとの単純な比較
によってもよいが、補助単位区画Ｓにおける加熱装置５
ａ，５ｃが安全に作動および／または停止し得るべく、
主単位区画の路中温度に対する補助制御の路中温度のバ
イアスとして、状況に応じ適宜設定される制御ディファ
レンシャルを加味して行うよう実現されるのが好まし
い。

【００１８】具体的には、制御ディファレンシャルは、
（１）上記主路面温度値Ｔｍが停止設定値ＳＶ_１以上で
ある場合（図３（ａ）中の領域Ｒ１）には「制御ディフ
ァレンシャルｄＴｈｉ」、（２）作動設定値ＳＶ_２以上
停止設定値ＳＶ_１未満である場合（図３（ａ）中の領域
Ｒ２）には「制御ディファレンシャルｄＴｍｉ」、
（３）作動設定値ＳＶ_２未満である場合（図３（ａ）中
の領域Ｒ３）には「制御ディファレンシャルｄＴｌ
ｉ」、というように場合分けして設定する（図３（ｂ）
を参照）。上記（１）の場合（Ｔｍ≧ＳＶ_１）、路面温
度が高く、加熱を施す必要性が低い状態であるため、制
御ディファレンシャルｄＴｈｉは小さな値に設定される
（例えば、０℃）。上記（３）の場合（Ｔｍ＜Ｓ
Ｖ_２）、路面温度が低く、加熱を施す必要性が高い状態
であるため、制御ディファレンシャルｄＴｌｉは大きな
値に設定される（例えば、２℃）。また上記（２）の場
合（ＳＶ_２≦Ｔｍ＜ＳＶ_１）には、制御ディファレンシ
ャルｄＴｍｉは上記（１）、（３）の中間位の標準的な
値に設定される（例えば、１℃）。これらの各場合の制
御ディファレンシャルｄＴｈｉ，ｄＴｍｉ，ｄＴｌｉを
加味し、上記〔１〕の工程における主路面温度値Ｔｍと
停止設定値ＳＶ_１および作動設定値ＳＶ_２との関係に基
づいて場合分けして、主路中温度値Ｔｓｍと補助路中温
度値Ｔｓｉとを比較演算して、以下のように加熱装置５
ａ，５ｃの作動（Ｏｎ）または停止（Ｏｆｆ）の選択を
判定する。 （１）Ｔｍ≧ＳＶ_１の場合（主単位区画Ｍの加熱装置
は、Ｏｆｆ） Ｔｓｉ≧Ｔｓｍ＋ｄＴｈｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｆｆ Ｔｓｉ＜Ｔｓｍ＋ｄＴｈｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｎ （２）ＳＶ_２≦Ｔｍ＜ＳＶ_１の場合 Ｔｓｉ≧Ｔｓｍ＋ｄＴｍｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｆｆ Ｔｓｉ＜Ｔｓｍ＋ｄＴｍｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｎ （３）Ｔｍ＜ＳＶ_２の場合（主単位区画Ｍの加熱装置
は、Ｏｎ） Ｔｓｉ≧Ｔｓｍ＋ｄＴｌｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｆｆ Ｔｓｉ＜Ｔｓｍ＋ｄＴｌｉ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｎ ここで、図１に示した例のように単位領域内３に補助単
位区画Ｓが２個以上設定される場合には、各補助単位区
画Ｓによって、補助路中温度値Ｔｓｉは異なる値とな
り、各補助単位区画Ｓごとに個々に加熱装置の作動また
は停止が選択される。

【００１９】上述してきた本発明の制御方法によれば、
各単位区画についてきめ細かく加熱装置の作動または停
止を選択することができる。これにより、路面温度セン
サの設置場所が日陰になりやすい箇所や、坂道下部など
持ち込み雪が発生しやすい箇所であったとしても、主単
位区画における加熱装置が作動していても、不要な補助
単位区画における加熱装置については停止を選択でき
る、というようなきめ細かな融雪設備の制御を実現でき
る。したがって、図５に示した任意の領域に１台の路面
温度センサと加熱装置とを設けた従来とは異なり、ラン
ニングコストを低減することができる。また本発明にお
いては、図６に示した単位区画ごとに路面温度センサを
設けた従来とは異なり、路面温度センサの大半に換えて
比較的安価な路中温度センサを設置した設備を利用する
ため、イニシャルコストを低く抑えることが可能であ
る。

【００２０】なお上述した例において、各加熱装置の判
定（〔１〕の工程における主路面温度値Ｔｍと停止設定
値ＳＶ_１または作動設定値ＳＶ_２との比較、ならびに
〔２〕の工程における主路中温度値Ｔｓｍと補助路中温
度値Ｔｓｉとの比較）において、判定の基準を比較対象
の値に対してそれ以上（≧）であるか未満（＜）である
かを設定した例を示したが、比較対象の値に対して大き
い（＞）か以下（≦）であるかを判定の基準を設定して
もよく、システム構築に適した条件を適宜採用すればよ
い。

【００２１】また上述した例において、主路面温度値Ｔ
ｍと停止設定値ＳＶ_１および作動設定値ＳＶ_２との関係
をもとに、制御ディファレンシャルｄＴｈｉ，ｄＴｍ
ｉ，ｄＴｌｉを設定したが、これらは上記のように個別
に設定された値であってもよく、またいずれも同じ値で
あってもよい。さらに、制御ディファレンシャルｄＴｈ
ｉ，ｄＴｍｉ，ｄＴｌｉ、中でも特に制御ディファレン
シャルｄＴｍｉは、温度範囲によってさらに細かい段階
に分けて設定されてもよいし、図４（ｃ）に示すように
連続的に設定されてもよい。またさらに、制御ディファ
レンシャルは、補助単位区画Ｓごとに個別に設定された
値であっても、いずれの補助単位区画Ｓも同じ値であっ
てもよく、加熱装置への通電状態、外気温、降雪状況、
降雪確率などの気象予測情報などの各種因子を、融雪設
備１が設置される目的や環境などに応じて適宜変更され
てもよく、また後述する温度関係Ｘに安全性の観点から
状況に応じた適宜の因子を加味して、決定されてもよ
い。

【００２２】また上記補助単位区画における加熱装置の
制御のための比較演算は、補助路中温度値Ｔｓｉを、上
記〔１〕の工程と同様に予め定められた路中温度の値
（停止設定値ＳＶ_３、作動設定値ＳＶ_４）と比較し、補
助路中温度値Ｔｓｉが停止設定値ＳＶ_３以上（Ｔｓｉ≧
ＳＶ_３）であれば加熱装置５ａ，５ｃの停止（Ｏｆｆ）
が選択され、また補助路中温度値Ｔｓｉが停止設定値Ｓ
Ｖ_４以上（Ｔｓｉ＜ＳＶ _４）であれば加熱装置５ａ，５
ｃの作動（Ｏｎ）が選択されるようにしてもよい。さら
に、この比較に上記制御ディファレンシャルを加味し
て、下記のように制御を行ってもよい。 ・Ｔｓｉ＋ｄＴｈｉ（ｄＴｌｉ）≧ＳＶ_３ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｆｆ ・Ｔｓｉ＋ｄＴｈｉ（ｄＴｌｉ）＜ＳＶ_４ 補助単位区画Ｓの加熱装置は、Ｏｎ

【００２３】本発明においては、上述したような単位領
域を、道路の長手方向に沿って、連続的にまたは断続的
に複数形成し、融雪および／または凍結防止のための設
備が実現されるのが好ましい。これにより、道路の長手
方向に沿った、連続的または断続的な複数の単位領域に
おいて、融雪および／または凍結防止のための設備を用
いたきめ細かで低コストな制御を実現することができ
る。

【００２４】上述してきた本発明における融雪設備にお
いて、路面温度センサと路中温度センサとの組合せとし
ては、上記で例示したものの中から適宜選択して組み合
わせればよい。たとえば、路面温度センサを白金測温抵
抗体やサーミスタである温度検出素子で実現し、路中温
度センサを光ファイバ温度センサで実現する場合が挙げ
られる。このような組合せによれば、路面温度センサが
温度検出素子で実現されることで、高精度かつ光ファイ
バと比較して安価という利点があるとともに、路中温度
センサが光ファイバ温度センサ（分布型光ファイバ温度
センサ）で実現されることで、１本の光ファイバ温度セ
ンサを敷設するのみで当該センサの長手方向に沿った温
度分布を検知することができるという利点がある。

【００２５】図４は、本発明の方法に使用される好まし
い路面温度センサおよび路中温度センサの組合せの一例
を簡略化して示す図である。なお図４は、路中温度セン
サを分布型光ファイバ温度センサに換えた以外は図１と
同様であり、同様の構成を有する部分については同一の
参照符を付して、説明を省略する。本発明における融雪
設備１６では、図４に示すように路面温度センサおよび
路中温度センサがともに光ファイバ温度センサで実現さ
れてもよい。図４には、光ファイバ温度センサ（分布型
光ファイバ温度センサ）が、道路の長手方向Ａに概ね沿
って路中に埋設され、主単位区画Ｍにおいて一部路面近
傍まで浮上してスポット型光ファイバ温度センサとして
形成された例を示す。

【００２６】図４に示す例において分布型光ファイバ温
度センサは、その長手方向に単位区画に配置される領域
ごとに、路中温度センサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃとして
区切ればよい。このような構成をとる場合、主路中温度
値Ｔｓｍおよび補助路中温度値Ｔｓｉは、上記相当する
単位区画に配置される温度分布型光ファイバ温度センサ
の各領域にて測定される温度分布の平均値、最大値、最
小値などのいずれを選択してもよい。この他、中央値や
加重平均処理を行った後の値でもよい。

【００２７】図４に示す構成においては、スポット型光
ファイバ温度センサと分布型光ファイバ温度センサと
は、光ファイバの接続によって、同じ光ファイバによっ
てそれぞれのセンサにて温度を測定し得るように実現さ
れるのが好ましい。これによって路面温度センサおよび
路中温度センサを連携性よく実現でき、また一本の光フ
ァイバ温度センサの敷設で路面温度センサおよび路中温
度センサを実現でき、施工性にすぐれるといった利点が
ある。またこの場合、スポット型光ファイバ温度センサ
は、筐体内にある一定以上の長さの光ファイバをループ
状に収納してなるような構造にて実現されると、高精度
に温度測定を行うことができ、さらに好ましい。

【００２８】また本発明の制御方法では、単位領域に近
接して補助単位区画と同様の区画（孫単位区画）を設定
し、当該単位領域の主単位区画（親単位区画）における
加熱装置の作動または停止の選択の結果をもとに選択さ
れた補助単位区画（子単位区画）における作動または停
止の選択の結果にさらに基づいて、当該孫単位区画にお
ける加熱装置の作動または停止の選択が判定されるよう
な構成にて実現されてもよい。

【００２９】また本発明は、上述した融雪および／また
は凍結防止設備と主たる部分が同様の構成をとる設備
（以下、単に「設備」という）を利用した、路面温度を
推定する方法をも提供するものである。この本発明の路
面温度推定方法における設備は、加熱装置を必須の構成
要素としない点を除いては、上述した融雪および／また
は凍結防止設備と基本的に同様の構成で実現される。す
なわち、任意の単位領域を区切って２以上の単位区画を
設定し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面温度セ
ンサおよび路中温度センサを設けた主単位区画とし、主
単位区画以外の区画を路中温度センサを設けた補助単位
区画としてなる設備を利用する。当該方法は、路面温度
センサの設置されていない補助単位区画における路面温
度を、主単位区画で測定された路面温度および路中温度
をもとに推定する方法である。

【００３０】この路面温度推定方法では、まず、主単位
区画の路面温度センサにて測定された路面温度と、主単
位区画の路中温度センサにて測定された路中温度とか
ら、同一区画内の路面と路中との温度関係Ｘを算出す
る。具体的には、主単位区画の路面温度センサで測定さ
れた路面温度の値（上記主路面温度値Ｔｍ）と、主単位
区画の路中温度センサで測定された路中温度の値（上記
主路中温度値Ｔｓｍ）との差を求め、それに加熱装置へ
の通電状態、外気温、降雪状況、降雪確率などの気象予
測情報などの各種因子を、設備が設置される目的や環境
などに応じて適宜加味して、温度関係Ｘを決定する。続
いて、この温度関係Ｘと、補助単位区画における路中温
度センサにて測定された路中温度（具体的には、上記補
助路中温度値Ｔｓｉ）をもとに、補助単位区画における
路面温度を推定する。この温度関係Ｘと補助路中温度値
Ｔｓｉとから補助単位区画における路面温度を推定する
方法としては、従来公知の各種の方法を用いることがで
きる。

【００３１】このような本発明の路面温度推定方法によ
れば、予め設定した所望の箇所（より条件の厳しい（た
とえば、日陰になりやすい）箇所、あるいは平均的な条
件の箇所）においては主単位区画として路面温度センサ
を設置することで高精度な路面の温度を測定し、残余の
箇所については、路面温度センサを設けない補助単位区
画として上記高精度な路面温度と主単位区画における路
中温度との関係とを補助単位区画における路中温度に適
用して路面温度を推定する。これによって、路面への影
響をできるだけ少なくした構成にて、効率的に路面の温
度を測定、推定することが可能である。

【００３２】上述した本発明の路面温度推定方法の効果
は、たとえば図４に示したような路中温度センサとして
光ファイバ温度センサ（分布型光ファイバ温度センサ）
を用いた場合に、特に顕著となる。すなわち、分布型光
ファイバ温度センサを道路などの表面温度測定に適用す
る場合、より正確な温度測定のためには、センサを測定
箇所もしくは近傍に設置することが、一般に好ましい。
しかしながら、センサの保護、道路の強度・耐久性の観
点からは、道路の内部深く（好ましくは舗装表層よりも
５０ｍｍ以上深い場所）に埋設することが好ましい。こ
れら二つの条件が相反するものであるため、分布型光フ
ァイバ温度センサを現実の温度測定へ適用するにあたっ
ては、測定箇所から離れた路側帯などに埋設するか、車
線内の深い場所に設置する方法が採られている。そのた
め、従来、光ファイバ温度センサを利用して温度を測定
しようとすると、測定精度や応答性の点で不充分であ
り、また例えば車線内を除雪した場合、その排雪が路側
に堆積し、車線内とは全く条件の異なる場所を測定して
しまう危険性もあった。このような従来に対し、本発明
においては、たとえば図４に示すように、路面温度セン
サとしてスポット型光ファイバ温度センサを用い、かつ
路中温度センサとして分布型光ファイバ温度センサを用
いた設備に、上述したような路面温度推定方法を適用す
る。これによって、主単位区画においては最も路面温度
に近い温度を高精度に測定することができるとともに、
主単位区画で測定される路面温度と路中温度との温度関
係Ｘをもとにして補助単位区画の路面温度を推定するた
め、道路構造体への強度・耐久性などに関する影響を最
小限に留めた状態で路面温度の連続分布の推定に適用す
ることができる。

【００３３】本発明の路面温度推定方法の用途に特に制
限はないが、上述してきた融雪および／または凍結防止
設備における制御に応用することも可能である。すなわ
ち、路面温度推定方法を、単位区画ごとに各々互いに独
立して制御可能な加熱装置を有する上記融雪設備に適用
し、主単位区画の加熱装置の作動または停止については
上述した本発明の制御方法と同様に行い、補助単位区画
における加熱装置の作動または停止について推定された
路面温度をもとに制御を行うようにしてもよい。

【００３４】なお本発明の制御方法および路面温度推定
方法には、たとえば路面水分センサや外気温センサ、降
雪センサ、さらには日射計や風速計など、温度センサと
異なるセンサと組み合わせ、これらによる測定結果を制
御の条件や路面温度の推定に反映させるようにしてもよ
い。これによって、より実用的で効率的な制御や路面温
度の推定を実現することができる。たとえば、路面水分
センサをさらに設ける場合、路面水分センサを主単位区
画のみに設置するようにしても補助単位区画のみに設け
るようにしてもよい。

【００３５】上述してきた本発明の制御方法および路面
温度推定方法は、道路に設置する場合について詳述して
きたが、設備を設ける対象（構造物）に特に制限はな
く、路面温度センサを構造物の表面近傍に設け、路中温
度センサを構造物中に設けるなどすれば、たとえばルー
フヒーティングや駐車場などに応用することも可能であ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、きめ細かな制御が可能であり、かつ従来よりも
低コストで実現できる、融雪および／または凍結防止設
備の制御方法を提供することができる。また、本発明の
路面温度推定方法によれば、路面への影響をできるだけ
少なくした構成にて、効率的に路面の温度を測定、推定
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用される好ましい一例の融雪
および／または凍結防止設備１を模式的に示す図であ
る。

【図２】本発明の制御方法の好ましい一例を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明のおける制御ディファレンシャルの決定
の仕方の例を簡略化して示す図である。

【図４】本発明の方法に使用される好ましい路面温度セ
ンサおよび路中温度センサの組合せの一例を簡略化して
示す図である。

【図５】従来の典型的な一例の融雪および／または凍結
防止設備３１を模式的に示す図である。

【図６】従来の典型的な他の例の融雪および／または凍
結防止設備４１を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１ 融雪および／または凍結防止設備 ２ 道路 ３ 単位領域 ４ 単位区画 ５ 加熱装置 ６ 路面温度センサ ７ 路中温度センサ Ｍ 主単位区画 Ｓ 補助単位区画

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の単位領域を区切って、各々互いに
   独立して制御可能な加熱装置を有する２以上の単位区画
   を設定し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面温度
   センサおよび路中温度センサを設けた主単位区画とし、
   主単位区画以外の区画を路中温度センサを設けた補助単
   位区画としてなる融雪および／または凍結防止のための
   設備を制御する方法であって、 主単位区画の路面温度センサにて測定された路面温度か
   ら、当該主単位区画における加熱装置の作動または停止
   の選択を判定する主単位区画判定工程と、 主単位区画の路中温度センサで測定された路中温度と補
   助単位区画の路中温度センサで測定された路中温度とを
   もとに、補助単位区画における加熱装置の作動または停
   止の選択を判定する補助単位区画判定工程とを含有する
   ことを特徴とする融雪および／または凍結防止設備の制
   御方法。
2. 【請求項２】 融雪および／または凍結防止の対象が道
   路であって、上記単位領域が、道路の長手方向に沿って
   連続的または断続的に複数形成されたものである請求項
   １に記載の制御方法。
3. 【請求項３】 路面温度センサが温度検出素子であり、
   路中温度センサが光ファイバ温度センサである、請求項
   １または２に記載の制御方法。
4. 【請求項４】 路面温度センサおよび路中温度センサが
   共に光ファイバ温度センサである、請求項１または２に
   記載の制御方法。
5. 【請求項５】 任意の単位領域を区切って２以上の単位
   区画を設定し、当該単位区画のうちいずれか１つを路面
   温度センサおよび路中温度センサを設けた主単位区画と
   し、主単位区画以外の区画を路中温度センサを設けた補
   助単位区画としてなる設備により補助単位区画の路面温
   度を推定する方法であって、 主単位区画の路面温度センサにて測定された路面温度と
   主単位区画の路中温度センサにて測定された路中温度と
   から、同一区画内の路面と路中との温度関係Ｘを算出
   し、当該温度関係Ｘと補助単位区画の路中温度センサで
   測定された路中温度とから補助単位区画における路面温
   度を推定することを特徴とする路面温度推定方法。