JP2005077216A - System for detecting road surface condition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、路面上のアンテナと路面下のアンテナ間で通信を行うことによって、路面上の凍結・積雪を検出し、運転者や道路管理者に対して警告等の措置を行う路面状況検出システムに関する。
The present invention relates to a road surface condition detection system that detects freezing / snow accumulation on a road surface by performing communication between an antenna on a road surface and an antenna on the road surface, and performs measures such as a warning for a driver and a road manager. About.
道路を走行する車両の安全を確保する為に、路面が凍結、積雪状態になることを検出する各種の路面状況検出装置、方法等が存在する。これらの従来の手法を大別すると下記の３手法がある。
（１）路面上から路面に対して光線を照射することで、その反射光度等と測定した路面温度ととに基づいて路面状況を検出する（特許文献１乃至特許文献４）。
（２）路面下に埋設した光ファイバで路面下の温度を測定し、その温度と道路上の気象量（日射量、雨雪量、気温等）から路面温度を求め、凍結状態を検出する（特許文献５）。
（３）路面上にカメラを設置し、そのカメラで路面を撮像することで、撮像画像を画像解析し、路面状況を検出する（特許文献６）。
In order to ensure the safety of a vehicle traveling on a road, there are various road surface state detection devices, methods, and the like that detect that the road surface is frozen and snowy. These conventional methods are roughly classified into the following three methods.
(1) By irradiating the road surface with light rays from the road surface, the road surface condition is detected based on the reflected light intensity and the measured road surface temperature (
(2) Measure the temperature under the road surface with an optical fiber buried under the road surface, and determine the road surface temperature from the temperature and the amount of weather (sunlight, rain and snow, air temperature, etc.) on the road, and detect the frozen state ( Patent Document 5).
(3) A camera is installed on the road surface, and the road surface is imaged by the camera, whereby the captured image is image-analyzed and the road surface condition is detected (Patent Document 6).
上述した各手法を用いることによって、路面が凍結・積雪状態にあることを検出することが可能となる。しかし、これらは凍結・積雪状況になるか否かの定性分析しているにすぎず、どの程度凍結しているのか、どの程度積雪しているか、といった定量的な検出を行うことが困難である。 By using each method described above, it is possible to detect that the road surface is in a frozen / snow-covered state. However, these are only a qualitative analysis of whether or not the situation is frozen or snowfall, and it is difficult to quantitatively detect how much it is frozen and how much snow is being accumulated. .
また、特に上記（１）や（３）の手法では、吹雪などで降雪量が多い場合、路面の反射光度の誤差が大きくなり、正確な検出を行うことが困難となる。
In particular, in the above methods (1) and (3), when the amount of snowfall is large due to snowstorm or the like, an error in reflected light intensity on the road surface becomes large, and it is difficult to perform accurate detection.
そこで本発明者等は、従来のような定性的な検出に留まらず、路面下と路面上のアンテナ間で通信を行い、その電波減衰によって路面の凍結・積雪状況の定量的な路面状況の検出を可能とする手段を発明した。 Therefore, the present inventors are not limited to qualitative detection as in the prior art, but perform communication between antennas on the road surface and on the road surface, and quantitatively detect road surface freezing / snow conditions by the attenuation of radio waves. We have invented a means to make it possible.
本発明は、路面上に設置した基地局用アンテナと路面下に埋設した地中アンテナとの間で近距離無線通信が可能であり、前記基地局用アンテナと地中アンテナとの間の電波減衰によって路面状況を検出する路面状況検出システムであって、前記路面状況検出システムは、前記基地局用アンテナ又は前記地中アンテナが受信した電波の受信電力のデータを受信する受信電力データ受信部と、前記受信電力データに基づいて、前記受信電力データが該当する路面状況を、受信電力と路面状況との対応データから検索・抽出する路面状況判定部と、を有する路面状況検出システムである。 The present invention is capable of short-range wireless communication between a base station antenna installed on a road surface and an underground antenna embedded under the road surface, and radio wave attenuation between the base station antenna and the underground antenna. A road surface condition detection system for detecting a road surface condition, wherein the road surface condition detection system receives received power data of radio waves received by the base station antenna or the underground antenna; and A road surface condition detection system including a road surface condition determination unit that searches and extracts a road surface condition corresponding to the received power data from correspondence data between the received power and the road surface condition based on the received power data.
この際に、前記受信電力と路面状況との対応データはデータベースに格納しておき、前記路面状況判定部は、前記データベースから検索・抽出すると良い。 At this time, correspondence data between the received power and the road surface condition is preferably stored in a database, and the road surface state determination unit may search and extract from the database.
前記路面状況検出システムは、前記抽出した路面状況が所定の路面状況であった場合に、警告情報として路面状況の情報を送信する警告部を、更に有する路面状況検出システムであると良い。 The road surface condition detection system may be a road surface condition detection system further including a warning unit that transmits road surface information as warning information when the extracted road surface condition is a predetermined road surface condition.
このように基地局用アンテナと地中アンテナとの間で送受信される電波の受信電力を計測し、路面が凍結・積雪している場合には、その電波は減衰することとなる。そうすると予めその受信電力をデータベースとして格納しておき、その受信電力と該当する路面状況を検索すれば、従来のように光線や撮像等を用いずに、且つ定量的な分析が可能となる。 As described above, when the received power of the radio wave transmitted and received between the base station antenna and the underground antenna is measured, and the road surface is frozen and snowy, the radio wave is attenuated. Then, if the received power is stored in advance as a database, and the received power and the corresponding road surface condition are searched, quantitative analysis can be performed without using light rays or imaging as in the prior art.
前記警告部は、前記警告情報を、道路上の電光掲示板の表示管理を行う電光掲示板管理システム、ウェブサーバ、又は前記道路管理者のコンピュータシステム、のうち一以上に対して送信する。このように電光掲示板やウェブサーバを介してインターネットで情報提供することによって、交通事故の未然防止に繋がり、又それを道路管理者にも伝えることで、路面の不凍結作業、除雪作業を交通事故が発生する前に行うことも可能となる。また、定量的な情報も分かるので、どの場所で重点的に作業を行ったら良いか等も道路管理者が判断することが出来る。 The warning unit transmits the warning information to one or more of an electronic bulletin board management system, a web server, or a computer system of the road manager that manages display of an electronic bulletin board on a road. Providing information on the Internet via an electric bulletin board or web server in this way helps prevent traffic accidents, and also informs road managers about unfrozen road work and snow removal work. It is also possible to do this before the occurrence. In addition, since quantitative information is also known, the road manager can determine at which place the work should be focused.
前記データベースは、路面状況を、受信電力に加えて更に気象条件とも関連づけて格納しており、前記路面状況判定部は、前記基地局用アンテナ又は前記地中アンテナ周辺の気象条件にも基づいて前記路面状況を検索し、抽出する、路面状況検出システムとしても良い。 The database stores road surface conditions in association with weather conditions in addition to received power, and the road surface condition determination unit is based on the weather conditions around the base station antenna or the underground antenna. It is good also as a road surface condition detection system which searches and extracts a road surface condition.
受信電力は、場合によっては周囲の気象条件によっても左右される場合がある。その為に、本発明のように事前に受信電力を気象条件とも関連づけておくことによって、より精度の高い判別を行うことが出来る。 The received power may be affected by the surrounding weather conditions in some cases. For this purpose, it is possible to perform discrimination with higher accuracy by associating received power with weather conditions in advance as in the present invention.
上述の地中アンテナは、基地局用アンテナの垂線上、又は前記垂線から角度α（０＜α＜９０）を有する延長線上の、路面下に埋設する、アンテナの埋設方法によって、地中アンテナを埋設する。 The above-described underground antenna is embedded under the road surface on the vertical line of the base station antenna or on the extension line having an angle α (0 <α <90) from the vertical line, and the underground antenna is Buried.
前記地中アンテナは、アスファルト、又はコンクリート等からなる道路に埋設すると良いが、特に、上層が排水アスファルト、その下層が通常アスファルトである２層構造からなる道路のうち、通常アスファルトに埋設すると良い。特にこのような２層構造からなる道路の場合、排水アスファルトはメンテナンスの為、例えば５年ごとに敷設工事が行われる。通常アスファルトは排水アスファルトとは異なりその敷設工事の間隔が非常に長い（例えば２０年）ので、通常アスファルトに埋設しておけば、排水アスファルトの敷設工事の際にも、地中アンテナに配慮して敷設工事を行う必要がなくなり、敷設工事の余分な費用負担も発生しない。 The underground antenna is preferably embedded in a road made of asphalt, concrete, or the like, and in particular, it is preferably embedded in a normal asphalt among roads having a two-layer structure in which the upper layer is drained asphalt and the lower layer is usually asphalt. In particular, in the case of a road having such a two-layer structure, drainage asphalt is laid, for example, every five years for maintenance. Unlike drainage asphalt, normal asphalt has a very long interval between installations (for example, 20 years). If buried in normal asphalt, it is necessary to consider underground antennas when installing drainage asphalt. There is no need for laying work, and there is no extra cost for laying work.
特に、前記地中アンテナは、路面から５０ｍｍ程度以上の深さに埋設する、と良い。排水アスファルト及び通常アスファルトの層の厚さは５０ｍｍと規定されており、路面から５０ｍｍ程度以上深く埋設することで、通常アスファルトに埋設することとなるからである。 In particular, the underground antenna is preferably embedded at a depth of about 50 mm or more from the road surface. This is because the thickness of the drainage asphalt layer and the normal asphalt layer is defined as 50 mm, and by embedding deeply about 50 mm or more from the road surface, the asphalt is normally embedded.
前記地中アンテナは、耐熱性を有する格納ボックスに格納して埋設する。又、格納ボックス自体が耐熱性を有さずとも、アスファルトに接触する面が耐熱シートにより覆われている格納ボックスに格納して埋設しても良い。或いは、前記地中アンテナは、アンテナ素子が耐熱性を有するレドームにより覆われているレドーム付きアンテナであって、これを路面下に埋設する。これは、地中アンテナを最初に通常アスファルトに埋設する際には、熔解した通常アスファルト内に埋設することとなるので、耐熱性が要求されるからである。 The underground antenna is embedded in a storage box having heat resistance. Further, even if the storage box itself does not have heat resistance, the surface contacting the asphalt may be stored and embedded in a storage box covered with a heat-resistant sheet. Alternatively, the underground antenna is an antenna with a radome in which an antenna element is covered with a heat-resistant radome, and is embedded under the road surface. This is because when the underground antenna is first embedded in normal asphalt, it is embedded in the melted normal asphalt, and thus heat resistance is required.
前記近距離無線通信は、ＤＳＲＣ、無線ＬＡＮ、赤外線通信、ブルートゥースのいずれかとすると良い。又は、前記近距離無線通信は、ＤＳＲＣであって、前記基地局用アンテナは、自動料金支払いシステムで用いる基地局用アンテナとしても良い。特に後者の場合には、自動料金支払いシステムとして基地局用アンテナが既に高速道路や有料道路を中心として設置されている為、新たな設備投資が不要となるからである。 The short-range wireless communication may be any of DSRC, wireless LAN, infrared communication, and Bluetooth. Alternatively, the short-range wireless communication may be DSRC, and the base station antenna may be a base station antenna used in an automatic fee payment system. In the latter case in particular, the base station antenna has already been installed mainly on expressways and toll roads as an automatic fee payment system, so that no new capital investment is required.
前記格納ボックス、前記耐熱シート、前記レドームは、２００℃程度以上の耐熱性を有する素材からなると良い。上述したように埋設時には熔解した通常アスファルト内に埋設することとなり、この際に必要とされる耐熱性が２００℃程度だからである。 The storage box, the heat-resistant sheet, and the radome may be made of a material having heat resistance of about 200 ° C. or higher. This is because, as described above, it is buried in the normal asphalt melted at the time of embedding, and the heat resistance required at this time is about 200 ° C.
例えば、前記格納ボックス又はレドームには、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）又はフッ素樹脂を用いると良い。又、前記ＦＲＰは、アラミド繊維、ガラス繊維、強化プラスチック等、一般に入手されるもの等が好ましく用いられる。 For example, FRP (fiber reinforced plastic) or fluororesin may be used for the storage box or radome. Further, as the FRP, generally available materials such as aramid fiber, glass fiber, reinforced plastic and the like are preferably used.
上述の発明によって、アンテナを路面下に埋設することが可能となり、更に当該埋設したアンテナと通信することによって、定量的に路面上の凍結・積雪を検出することが可能となる。そして検出結果に基づいて運転者や道路管理者に対して警告等の措置を行うことで、路面の安全を確保することが可能となる。
According to the above-described invention, it becomes possible to embed an antenna under a road surface, and further, by communicating with the embedded antenna, it is possible to quantitatively detect freezing / snow accumulation on the road surface. And it is possible to ensure road safety by taking a warning or the like for the driver or road manager based on the detection result.
高速道路を中心として、車両の通行料金を自動に支払うことが可能な自動料金支払いシステム（自動料金支払いシステムとは、所謂ＥＴＣ（Electoronic Toll Collection Sytem。ＥＴＣは財団法人道路システム高度化推進機構の登録商標である。ＥＴＣは、「ＥＴＣ（イーテック）便覧」道路システム高度化推進機構発行に詳しい）が存在している。 An automatic toll payment system that can automatically pay tolls for vehicles, mainly on expressways (automatic toll payment system is the so-called ETC (Electoronic Toll Collection System. ETC is a registration of the Advanced Road System Promotion Organization) ETC has “ETC Handbook” issued by the Road System Advancement Promotion Organization).
このＥＴＣは、料金所等の決済場所や道路の任意の箇所に設置されたアンテナ（以下、基地局用アンテナ２）と車両に搭載された車載器との間で近距離無線通信（近距離無線通信には、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications。狭域データ通信）、無線ＬＡＮ、赤外線通信、ブルートゥース等が該当する）を用いてデータの送受信を行うことによって、クレジットカード情報を基地局用アンテナ２に送信し通行料金等の決済を行うシステムである。このＥＴＣの概念図を図４に示す。
This ETC is a short-range wireless communication (short-range wireless communication) between an antenna (hereinafter referred to as base station antenna 2) installed at a settlement place such as a toll booth or an arbitrary place on a road and an on-vehicle device mounted on the vehicle. For communication, data is transmitted and received using DSRC (Dedicated Short Range Communications), wireless LAN, infrared communication, Bluetooth, etc.), whereby credit card information is transmitted to the
そして、本発明に於いても、近距離無線通信が可能な基地局用アンテナ２を道路の任意の箇所に設置する。
Also in the present invention, the
また基地局用アンテナ２と近距離無線通信による通信を行うアンテナ（以下、地中アンテナ１）を路面下に埋設する。まず、地中アンテナ１を路面下に埋設する方法について説明する。
In addition, an antenna (hereinafter referred to as underground antenna 1) that performs communication by short-range wireless communication with the
道路、特に高速道路では、盛り土の上に通常アスファルト３（不透水性のアスファルト）を敷設し、更にその上に排水アスファルト４（空隙率の高い多孔質なアスファルト混合物からなるアスファルト）を敷設している。 On roads, especially highways, asphalt 3 (impermeable asphalt) is usually laid on the embankment, and drainage asphalt 4 (asphalt made of porous asphalt with a high porosity) is further laid on it. Yes.
その為、地中アンテナ１を、路面下の通常アスファルト３に図２のように埋設を行う。この際に地中アンテナ１そのものを埋設するのではなく、地中アンテナ１を耐熱ボックス５に格納し、その耐熱ボックス５を埋設する。
Therefore, the
図２のように耐熱ボックス５に地中アンテナ１を格納せずに、地中アンテナ１のアンテナ素子を耐熱、耐水、防塵等から保護する為のカバー（レドーム）を有するアンテナ（以下、レドーム付きアンテナ１’）を通常アスファルト３に図３に示すように埋設を行っても良い。
As shown in FIG. 2, an antenna having a cover (radome) for protecting the antenna element of the
この耐熱ボックス５やレドームは、ＦＲＰやフッ素樹脂等、又はその相当品を用いると良い。しかし耐熱ボックス５やレドーム付きアンテナ１’を埋設し、通常アスファルト３及び排水アスファルト４を敷設する際には、２００℃程度の温度が発生することが知られている。従ってこの耐熱ボックス５やレドームは２００℃以上の耐熱性を有する必要がある。その為、ＦＲＰとしては、アラミド繊維、ガラス繊維等の公知の補強繊維を合成樹脂で一体化させたＦＲＰを用いることが出来る。
As the heat-
又、地中アンテナ１を通常アスファルト３に埋設する際には、ボックス自体が耐熱性を有する耐熱ボックス５でなくとも、アスファルトと接触する面が耐熱シートで覆われた
ボックスであっても良い。この耐熱シートとしては、例えば住友スリーエム株式会社製の「ファイヤーストップペーパー」（組成：アルミナ６２ｗｔ％、シリカ２４ｗｔ％、酸化ホウ素１４ｗｔ％、結晶相：非結晶＋９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３、繊維径：１０μｍ、耐熱温度：１２００℃）がある。
Further, when the
尚、地中アンテナ１を格納した耐熱ボックス５やレドーム付きアンテナ１’は、路面から少なくとも５０ｍｍより深く埋設されることとなる。これは、排水アスファルト４及び通常アスファルト３の厚さが５０mmだからである。
Note that the heat-
このような２層構造からなる路面は、定期的にメンテナンスの為、排水アスファルト４の改装が行われるので、通常アスファルト３に埋設をしておけば、この改装工事の際にも影響を受けることがない。又、通常アスファルト３は不透水性なので、耐熱ボックス５が排水による影響を受けることがない。
Such a two-layer road surface is regularly refurbished for
尚、地中アンテナ１を埋設する路面は、上述のように２層のアスファルトからなるものに限られず、１層のアスファルトやコンクリート等からなるものであっても良い。
In addition, the road surface which embeds the
図１は、路面上に設置した基地局用アンテナ２と路面下に設置した地中アンテナ１との位置関係を示す概念図である。図１（ａ）は地中アンテナ１を基地局用アンテナ２の垂直下に埋設した場合であり、図１（ｂ）は地中アンテナ１を基地局用アンテナ２の垂直下から角度α（０≦α＜９０）の延長線上に埋設した場合である。地中アンテナ１は基地局用アンテナ２の垂直下に埋設することが好適であるが、図１（ｂ）に示すように、多少の角度αを設けても良い。尚、この角度αは、地中アンテナ１及び基地局用アンテナ２の指向性と電波の強さ等を勘案して決定すると良い。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a positional relationship between a
次に路面下に埋設した地中アンテナ１と基地局用アンテナ２とを用いて路面状況の定量的な検出を行う路面状況検出システム１０について説明する。
Next, a road surface condition detection system 10 that performs quantitative detection of a road surface condition using the
基地局用アンテナ２と地中アンテナ１との間では、定期又は不定期に近距離無線通信によってデータの送受信を行う。仮に路面上に何らの状態変化がない、即ち凍結・積雪がなければ、通常は一定の受信電力によって電波を受信する。しかし、凍結・積雪があるとするならば、氷雪によって電波が減衰するので何もない状態よりも受信電力が弱くなる。
Data is transmitted and received between the
従って予め通常の受信電力と、凍結・積雪時の受信電力とを関連づけてデータベース１４として格納しておく。そして基地局用アンテナ２又は地中アンテナ１が受信した電波の電力に基づいて、当該データベース１４から凍結・積雪状況を検索することで、その路面状況を定量的に分析することが行える。この状態を示した路面状況検出システム１０のシステム構成図を図５に示す。
Accordingly, the normal reception power and the reception power during freezing / snow accumulation are associated with each other and stored in advance as the
図５の路面状況検出システム１０は、基地局用アンテナ２、地中アンテナ１と光ファイバ等のケーブルによってデータの送受信が可能なように接続しており、場合によってはウェブサーバ１６、電光掲示板の表示管理を行う電光掲示板管理システム１５、道路管理者のコンピュータシステム１７とも光ファイバ等のケーブルによって接続している。尚、これらはケーブルによる有線接続でなくても、無線によって通信可能なように設定されていても良い（以下同様）。
The road surface condition detection system 10 shown in FIG. 5 is connected to the
路面状況検出システム１０は、受信電力データ受信部１１と路面状況判定部１２と警告部１３とデータベース１４とを有する。
The road surface condition detection system 10 includes a received power data reception unit 11, a road surface state determination unit 12, a
受信電力データ受信部１１は、地中アンテナ１が基地局用アンテナ２（又は基地局用アンテナ２が地中アンテナ１）から受信した近距離無線通信による電波の受信電力データを、地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）から受信する。複数の地中アンテナ１又は基地局用アンテナ２から受信電力データを受信する際には、どの地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）から受信したデータであるのかを識別する識別情報も併せて受信する。以下の説明では複数の地中アンテナ１又は基地局用アンテナ２を使用する場合を説明するので、当該識別情報の受信を行うが、一対の地中アンテナ１と基地局用アンテナ２のみで実施する場合には、この識別情報は不要となる。
The reception power data reception unit 11 receives the reception power data of radio waves by short-range wireless communication received by the
路面状況判定部１２は、地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）から受信した受信電力データに基づいて、当該受信電力がどの路面状況に該当するかを検索し、抽出する。 Based on the received power data received from the underground antenna 1 (or the base station antenna 2), the road surface condition determination unit 12 searches and extracts which road surface condition the received power corresponds to.
警告部１３は、路面状況判定部１２で検索・抽出した路面状況が、路面凍結、或いは路面上に積雪１ｃｍあり、積雪５ｃｍあり等に該当した場合、警告情報として、その情報を電光掲示板管理システム１５やウェブサーバ１６、道路管理者のコンピュータシステム１７に送信する。この情報を受信すると、電光掲示板システムは付近の電光掲示板に対して、「路面凍結、或いは路面上に積雪１ｃｍあり、積雪５ｃｍあり」等の警告を表示する。またウェブサーバ１６は、この情報を受信すると、インターネットのホームページに掲載する。更には道路管理者（道路管理者が使用するコンピュータシステム）に対して、路面状況を伝達することによって、速度規制、通行止め等の措置を行わせることも出来る。
When the road surface condition searched / extracted by the road surface condition determination unit 12 corresponds to road surface freezing or snow accumulation of 1 cm on the road surface, snow accumulation of 5 cm, etc., the
当該路面状況の場所の特定は、受信電力データ受信部１１が地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）から受信電力データを受信する際に併せて受信した、地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）の識別情報に基づいて、それがどこに存在するかを特定することが出来るので、場所の特定が可能となる。 The location of the road surface condition is specified by the underground antenna 1 (or base station) received when the reception power data receiving unit 11 receives the reception power data from the underground antenna 1 (or the base station antenna 2). Based on the identification information of the antenna 2), it is possible to specify where it exists, so that the location can be specified.
データベース１４は、受信電力と路面状況とを関連づけて格納している。例えば路面状況の乾燥時の受信電力としては−４４ｄＢｍ、凍結時には−４７ｄＢｍ、積雪１ｃｍのときには−５０ｄＢｍとのように関連づけて格納しておく。
The
このように関連づけて格納しておくことによって、例えば−４４ｄＢｍ前後で受信電力を受信した場合には、路面状況は乾燥であると判別でき、−４７ｄＢｍ前後で受信電力を受信した場合には、路面状況は凍結していると判別できる。細分化した路面状況別に受信電力を区別して格納しておけば、より詳細な路面状況の判別が可能となる。 By storing in association with each other in this manner, for example, when the received power is received at around −44 dBm, the road surface condition can be determined to be dry, and when the received power is received at around −47 dBm, the road surface is determined. It can be determined that the situation is frozen. If the received power is stored separately for each subdivided road surface condition, more detailed road surface conditions can be determined.
また基地局用アンテナ２と地中アンテナ１との位置関係や温度、湿度等の関係によって受信電力の誤差が生ずる場合もある。このような場合には、当該基地局用アンテナ２又は地中アンテナ１の周辺（例えばアンテナの所在位置や周囲１０メートル程度等）の温度、湿度等の気象条件と受信電力と路面状況とを更に関連づけて格納しておけば正確な判別に繋がる。
In addition, there may be an error in received power due to the positional relationship between the
また、坂道などの位置関係によっても相違する可能性があるので、地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）毎に受信電力と路面状況、更に場合によっては温度、湿度等の気象条件等も関連づけてデータベース１４としても良い。この場合には、受信電力データ受信部１１が地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）から受信した地中アンテナ１（基地局用アンテナ２）の識別情報で、検索するデータベース１４を選択すればよい。
In addition, since there is a possibility that it may differ depending on the positional relationship such as a slope, the received power and the road surface condition for each underground antenna 1 (or base station antenna 2), and in some cases, weather conditions such as temperature, humidity, etc. The
次に路面状況検出システム１０の処理プロセスの流れを説明する。基地局用アンテナ２は地中アンテナ１（又は地中アンテナ１は基地局用アンテナ２）に対して定期又は不定期に近距離無線通信によって、データを送信する。この電波を地中アンテナ１（耐熱ボックス５内の地中アンテナ１、レドーム付きアンテナ１’）（又は基地局用アンテナ２）が受信し、受信電力を計測する。
Next, the flow of the processing process of the road surface condition detection system 10 will be described. The
地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）は路面状況検出システム１０に対して、光ファイバ等のケーブルを介して、受信電力のデータと地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）の識別情報とを送信する。これらは受信電力データ受信部１１で受信する。 The underground antenna 1 (or base station antenna 2) identifies the received power data and the underground antenna 1 (or base station antenna 2) via a cable such as an optical fiber to the road surface condition detection system 10. Send information and. These are received by the received power data receiving unit 11.
受信電力データ受信部１１で受信電力のデータを受信後、路面状況判定部１２はその受信電力に基づいてデータベース１４を検索することで、当該受信電力に関連づけられた路面状況を抽出する。
After receiving the received power data at the received power data receiving unit 11, the road surface condition determining unit 12 searches the
この検索の際に、温度、湿度等の気象条件も用いる場合には、それらのデータを併せて受信しても良い。この場合地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）の近傍の路側帯や道路外にセンサーを設けておくことで路面状況検出システム１０に送信すればよい。 In this search, when weather conditions such as temperature and humidity are also used, such data may be received together. In this case, what is necessary is just to transmit to the road surface condition detection system 10 by providing a sensor in the roadside belt | band | zone near the underground antenna 1 (or base station antenna 2), or the road outside.
更に地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）毎にデータベース１４を設けてる等の理由により、データベース１４が複数ある場合には、受信電力データ受信部１１で受信した地中アンテナ１（又は基地局用アンテナ２）の識別情報に基づいて検索対象とするデータベース１４を選択後に、データベース１４での検索を行う。
Further, when there are a plurality of
このように路面状況の検索・抽出を行った結果、路面状況が乾燥している等の危険な状況ではない場合には、特に何らの警告等を行わなくても良いが、路面状況が凍結している、或いは積雪１ｃｍである等の、危険が予測される状況であるとして予め登録されている状況の場合には、警告部１３が電光掲示板管理システム１５やウェブサーバ１６、道路管理者（道路管理者の使用するコンピュータシステム）に対して、「路面凍結、或いは路面上に積雪１ｃｍあり、積雪５ｃｍあり」等の警告情報を送信する。
As a result of searching and extracting the road surface condition in this way, if the road surface condition is not a dangerous situation such as dryness, no warning or the like is required, but the road surface condition is frozen. In the case of a situation registered in advance as a situation where danger is predicted, such as being 1 cm or a snow cover, the
この警告情報を受信した、電光掲示板管理システム１５は、近隣の電光掲示板で路面状況を表示し、運転者に対して注意を促すことが出来る。また、ウェブサーバ１６の場合には、この警告情報をインターネットのホームページに掲載すると良い。更には道路管理者（道路管理者が使用するコンピュータシステム）に対して、警告情報を伝達することによって、速度規制、通行止め等の措置を行わせることも出来る。
The electronic bulletin
尚、上述したように、アンテナ間でやりとりされる電波の電力の計測は地中アンテナ１又は基地局用アンテナ２のいずれで計測をしても良い。
As described above, the power of radio waves exchanged between antennas may be measured by either the
本発明に於ける各手段、データベース１４は、その機能が論理的に区別されているのみであって、物理上あるいは事実上は同一の領域を為していても良い。又データベース１４の代わりにデータファイルであっても良いことは言うまでもなく、データベース１４との記載にはデータファイルをも含んでいる。
Each means and
尚、本発明を実施するにあたり本実施態様の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体をシステムに供給し、そのシステムのコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって実現されることは当然である。 In implementing the present invention, a storage medium storing a software program for realizing the functions of this embodiment is supplied to the system, and the computer of the system reads and executes the program stored in the storage medium. Of course.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が前記した実施態様の機能を実現することとなり、そのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を当然のことながら構成することになる。 In this case, the program itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program naturally constitutes the present invention.
プログラムを供給する為の記憶媒体としては、例えば磁気ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を使用することができる。 As a storage medium for supplying the program, for example, a magnetic disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, or the like can be used.
又、コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより、上述した実施態様の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステムなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前記した実施態様の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。 Further, by executing the program read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system running on the computer is one of the actual processes based on the instructions of the program. It goes without saying that the case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the processing and the processing thereof is also included.
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる不揮発性あるいは揮発性の記憶手段に書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、機能拡張ボードあるいは機能拡張ユニットに備わる演算処理装置などが実際の処理の一部あるいは全部を行い、その処理により前記した実施態様の機能が実現される場合も含まれることは当然である。
Furthermore, after the program read from the storage medium is written in the nonvolatile or volatile storage means provided in the function expansion board inserted into the computer or the function expansion unit connected to the computer, the program is instructed. On the basis of the above, it is natural that the arithmetic processing device or the like provided in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
これらの発明によって、アンテナを路面下に埋設することが可能となり、更に当該埋設したアンテナと通信することによって、定量的に路面上の凍結・積雪を検出することが可能となる。そして検出結果に基づいて運転者や道路管理者に対して警告等の措置を行うことで、路面の安全を確保することが可能となる。
By these inventions, it becomes possible to embed an antenna under a road surface, and further, by communicating with the embedded antenna, it becomes possible to quantitatively detect freezing / snow accumulation on the road surface. And it is possible to ensure road safety by taking a warning or the like for the driver or road manager based on the detection result.
１：地中アンテナ
１’：耐熱レドーム付き地中アンテナ
２：基地局用アンテナ
３：通常アスファルト
４：排水アスファルト
５：耐熱ボックス
１０：路面状況検出システム
１１：受信電力データ受信部
１２：路面状況判定部
１３：警告部
１４：データベース
１５：電光掲示板管理システム
１６：ウェブサーバ
１７：道路管理者のコンピュータシステム
1: underground antenna 1 ': underground antenna with heat-resistant radome 2: antenna for base station 3: normal asphalt 4: drainage asphalt 5: heat-resistant box 10: road surface condition detection system 11: received power data reception unit 12: road surface condition determination Part 13: Warning part 14: Database 15: Electronic bulletin board management system 16: Web server 17: Computer system of road administrator
Claims (17)
前記路面状況検出システムは、
前記基地局用アンテナ又は前記地中アンテナが受信した電波の受信電力のデータを受信する受信電力データ受信部と、
前記受信電力データに基づいて、前記受信電力データが該当する路面状況を、受信電力と路面状況との対応データから検索・抽出する路面状況判定部と、
を有することを特徴とする路面状況検出システム。 Short-range wireless communication is possible between the base station antenna installed on the road surface and the underground antenna buried under the road surface, and the road surface condition is reduced by the radio wave attenuation between the base station antenna and the underground antenna. A road surface condition detection system for detecting,
The road surface condition detection system is
A received power data receiving unit for receiving data of received power of radio waves received by the base station antenna or the underground antenna;
Based on the received power data, a road surface condition determination unit that searches and extracts a road surface condition to which the received power data corresponds from correspondence data between the received power and the road surface condition;
A road surface condition detection system characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The correspondence data between the received power and the road surface condition is stored in a database, and the road surface state determination unit searches and extracts from the database.
The road surface condition detection system according to claim 1.
前記抽出した路面状況が所定の路面状況であった場合に、警告情報として路面状況の情報を送信する警告部を、
更に有することを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The road surface condition detection system is
When the extracted road surface condition is a predetermined road surface condition, a warning unit that transmits road surface information as warning information,
The road surface condition detection system according to claim 1, further comprising:
前記警告情報を、道路上の電光掲示板の表示管理を行う電光掲示板管理システム、ウェブサーバ、又は前記道路管理者のコンピュータシステム、のうち一以上に対して送信する、
ことを特徴とする請求項３に記載の路面状況検出システム。 The warning part is
The warning information is transmitted to one or more of an electric bulletin board management system, a web server, or a computer system of the road manager that performs display management of an electric bulletin board on a road,
The road surface condition detection system according to claim 3.
前記路面状況判定部は、
前記基地局用アンテナ又は前記地中アンテナ周辺の気象条件にも基づいて前記路面状況を検索し、抽出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の路面状況検出システム。 The database stores road surface conditions in association with weather conditions in addition to received power,
The road surface condition determination unit
Search and extract the road surface condition based on weather conditions around the base station antenna or the underground antenna,
The road surface condition detection system according to claim 2.
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is embedded under the road surface on the vertical line of the base station antenna or on an extension line having an angle α (0 <α <90) from the vertical line.
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is buried in a road made of asphalt or concrete,
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is usually buried in asphalt out of a road having a two-layer structure in which the upper layer is drained asphalt and the lower layer is usually asphalt.
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is embedded at a depth of about 50 mm or more from the road surface.
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is embedded in a storage box having heat resistance,
The road surface condition detection system according to any one of claims 6 to 9, wherein
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の路面状況検出システム。 The underground antenna is embedded and stored in a storage box whose surface that contacts the asphalt is covered with a heat-resistant sheet.
The road surface condition detection system according to any one of claims 6 to 9, wherein
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の路面状況検出方法。 The underground antenna is an antenna with a radome whose antenna element is covered with a heat-resistant radome, which is buried under the road surface.
The road surface condition detection method according to any one of claims 6 to 9, wherein
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The short-range wireless communication is any one of DSRC, wireless LAN, infrared communication, and Bluetooth.
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１に記載の路面状況検出システム。 The short-range wireless communication is DSRC, and the base station antenna is a base station antenna used in an automatic fee payment system.
The road surface condition detection system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の路面状況検出システム。 The storage box, the heat-resistant sheet, and the radome are made of a material having heat resistance of about 200 ° C. or higher.
The road surface condition detection system according to any one of claims 10 to 12, wherein
ことを特徴とする請求項１０又は請求項１２に記載の路面状況検出システム。 FRP or fluororesin is used for the storage box or radome,
The road surface condition detection system according to claim 10 or 12, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１６に記載の路面状況検出システム。
The FRP is formed by integrating any one of aramid fiber and glass fiber with a synthetic resin.
The road surface condition detection system according to claim 16.
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