JP2006030139A

JP2006030139A - 路面状態予測システム、路面状態予測方法及び路面状態予測プログラム

Info

Publication number: JP2006030139A
Application number: JP2004213425A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kato; 嘉憲加藤
Original assignee: Japan Weather Association
Current assignee: Japan Weather Association
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】路面凍結を含む路面状態を精度よく予測すること。
【解決手段】本発明に係る路面状態予測システム１は、特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得部３４と、所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得部３０と、前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する雪氷予測データ取得部３２と、前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測部３６と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、路面状態を予測するための路面状態予測システム、路面状態予測方法及び路面状態予測プログラムに関する。

従来、種々の方法で路面の凍結予測がなされている。この路面凍結予測では、特定の地点及び特定の時刻における路面温度予測や天気予報に基づいて、該地点の路面が凍結するか否かを予測している。例えば特許文献１に記載の技術においては、気温、路面温度及び水分の有無の各データをニューラルネットに入力することにより路面凍結予測を行っている。
特開平０９−１６６６６６号公報

しかしながら、上記従来の方法による路面凍結予測では、予測データに基づいて凍結予測をしていた。このため実際の路面状態にそぐわない予測が得られることもしばしばであり、より精度の高い路面凍結予測が求められていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、路面状態の精度のよい予測を可能にする路面状態予測システム、路面状態予測方法及び路面状態予測プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得手段と、所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得手段と、前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得手段と、前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測手段と、を含むことを特徴とする。

このようにすることにより、路面状態データと、路面温度予測データと、天気予報データと、に基づいて路面状態を予測することが出来るので、路面状態を精度よく予測することができる。

また、上記路面状態予測システムにおいて、路面状態と対応付けて、前記所定時間後の路面温度と、該所定時間後の気象状態と、に応じた該所定時間後の路面状態を記憶する路面状態遷移記憶手段、をさらに含み、前記路面状態予測手段は、前記路面状態データにより示される前記特定の地点における路面状態と対応付けて記憶される路面状態であって、前記路面温度予測データにより示される前記特定の地点における路面温度と、前記天気予報データにより示される前記特定の地点における気象状態と、に応じて記憶される該路面状態を、前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態として予測する、こととしてもよい。このようにすれば、特定の地点における路面状態の遷移に基づいて路面状態を予測することができる。

また、上記路面状態予測システムにおいて、特定の道路の各地点における路面状態予測手段により予測される路面状態を取得する路面状態予測取得手段と、前記路面状態予測取得手段により取得される前記各地点における路面状態を示す路面状態データを、該各地点を示す地点データと対応付けて記憶する路面状態記憶手段と、をさらに含むことを特徴とする。このようにすれば、道路について該道路の各地点に対応する路面状態を予測することができる。

また、本発明に係る路面状態予測方法は、特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得ステップと、所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得ステップと、前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得ステップと、前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る路面状態予測プログラムは、特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得手段、所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得手段、前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得手段、及び前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本実施の形態に係る路面状態予測システム１の構成図である。該路面状態予測システム１には、例えば公知のパーソナルコンピュータやサーバコンピュータと同様のコンピュータを使用することができ、ＣＰＵ１０、ＲＡＭ１２、入出力部１４、通信部１６、データベース１８、外部記憶媒体２０、ハードディスク２２、表示部２４、入力部２６、バス２８を含んで構成されている。そしてＣＰＵ１０、ＲＡＭ１２、入出力部１４はバス２８を介して相互に接続され、入出力部１４は通信部１６、データベース１８、外部記憶媒体２０、ハードディスク２２と接続されている。

ＣＰＵ１０は、路面状態予測システム１の各部を制御するとともに、各種の演算を行い、例えば後述する熱収支モデルにおける計算や、ニューラルネットにおけるパターン認識処理も行う。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワークメモリとして動作する。また、このＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。入出力部１４は、ＣＰＵ１０と、通信部１６、データベース１８、外部記憶媒体２０及びハードディスク２２と、の間でのデータの送受信を中継する。また、ＣＰＵ１０の指示に従い、通信部１６、データベース１８、外部記憶媒体２０及びハードディスク２２を制御する。通信部１６は、図示しないネットワークから本発明に係るプログラムの配信を受けてＣＰＵ１０に出力することにより、ＣＰＵ１０は本発明に係るプログラムを実行することができる。また通信部１６は、後述する路面温度予測データ、雪氷予測データ及び路面状態を、ネットワークに接続される他のコンピュータから受信することにより取得することができる。データベース１８は、後述する路面状態変動テーブルも記憶する。外部記憶媒体２０には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＵＳＢフラッシュメモリ、ＲＯＭカード、リムーバルハードディスク等のあらゆるコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を使用することができ、コンピュータプログラムやデータを記憶する。また本発明に係るプログラムも記憶している。ハードディスク２２には、従来公知のハードディスクを使用することができ、コンピュータプログラムやデータを記憶する。また本発明に係るプログラムも記憶している。表示部２４はディスプレイ等の表示手段であり、路面状態予測システム１のユーザに対してＣＰＵ１０の指示に応じた表示を行う。入力部２６は、キーボードやマウス等の入力手段であり、路面状態予測システム１のユーザの操作による入力を受け付けて、ＣＰＵ１０に出力する。

図２は、本実施の形態に係る路面状態予測システム１の機能ブロック図である。該路面状態予測システム１は、同図に示すように、路面温度予測データ取得部３０、雪氷予測データ取得部３２、路面状態データ取得部３４、路面状態予測部３６、路面状態遷移記憶部３８及び路面状態線予測データ出力部４０を含んで構成されている。

路面温度予測データ取得部３０は、予測地点における路面温度予測データを取得する。路面温度予測データとは、道路の任意の地点における路面温度を、任意の時点について、例えば気象予測データや純放射量データに基づいて熱収支モデルを用いて算出することにより予測したものである。そして取得した路面温度予測データを路面状態予測部３６に対して出力する。

雪氷予測データ（天気予報データ）とは、予測地点の天気、気温、風向・風速、降水（雪）量等の気象状態を示すデータであり、例えば日本気象協会のＧＰＶ（Grid Point
Value，気象要素や物理量の格子点上の値）による局地気象予測モデル（ＡＮＥＭＯＳ）から取得することができる気象予測データや、１ｋｍ標高データ、土地利用データ等の国土数値データ、気象庁領域モデル（ＲＳＭ）や予報ガイダンス等の気象庁発表のＧＰＶデータ、海水温データや雪線標高データ等の気候値データに基づいて算出される。そして雪氷予測データ取得部３２においては、該算出される上記雪氷予測データを取得する。そして取得した雪氷予測データを路面状態予測部３６に対して出力する。

なお、該路面温度予測データ及び該雪氷予測データには、予測対象となる時刻、すなわち予測処理を行う時刻から所定時間後についての予測データを使用することができる。

路面状態データ取得部３４は、路面状態データとして予測地点における路面状態の実測データを取得する。該路面状態は、具体的には例えば「乾燥」、「湿潤」、「シャーベット」、「積雪」、「圧雪」、「凍結」の区分のいずれかにより表される。これらの区分については、より細かく分類することとしてもよいし、より大まかに分類するものとしてもよい。本実施の形態においては、上記６状態があるものとして説明を進める。路面状態データ取得部３４は、取得した路面状態を路面状態予測部３６に対して出力する。

なお、路面状態データ取得部３４において取得される路面状態データは、上述のように実際に測定した実測データでもよいし、一定時間間隔で連続して予測するような場合には、予測対象となる時刻から該一定時間間隔前の時刻における路面状態予測データを該実測データに代えて取得することとしてもよい。このようにすれば、毎回実測せずとも路面状態データを取得することできる。

そして、路面状態予測部３６は、入力される路面温度予測データと、雪氷予測データと、路面状態データと、に基づいて、路面状態を予測する。

該路面状態予測の方法について、以下に具体的に説明する。例えば図３には初期状態（路面状態データ取得部３４により取得される路面状態データにより示される路面状態）が積雪７０である場合について、その後の路面状態の遷移について示している。すなわち図３では、積雪状態からある条件の下では凍結７２、湿潤７４、シャーベット７６のいずれかに遷移する。この条件については後述する。そしてさらに湿潤７４に遷移した後は、また別のある条件の下で凍結７８、湿潤８０、乾燥８２のいずれかに遷移する。このように路面状態は、雪氷予測データ及び路面温度予測データに基づいて、時刻とともに初期状態から遷移していく。

図６は、初期状態と、遷移後の状態と、の対応関係を示した路面状態変動テーブルの一例である。同テーブルでは、初期路面状態５０と、路面温度５２と、天気分類５４と、遷移後路面状態５６と、の対応関係が示されている。なお天気分類５４の「雪（０）」などの括弧内の数字は積雪量（ｃｍ）を示す。同テーブルを参照すると、例えば初期路面状態５０の「積雪」が図３のように「凍結」、「湿潤」、「シャーベット」のいずれかに遷移する条件は、天気分類５４が「晴・曇り」又は「雨」の場合であるということが分かる。このように初期路面状態５０は、路面温度５２、天気分類５４に応じて次の状態である遷移後路面状態５６に遷移するので、同テーブルにおける路面温度５２として路面温度予測データ取得部３０により予測される路面温度予測データが示す路面温度を、天気分類５４として雪氷予測データ取得部３２により予測される雪氷予測データを、それぞれ使用すると、初期路面状態５０から所定時間後、すなわち上記一定時間間隔後の天気分類５４と、路面温度５２と、に基づいて遷移後路面状態５６を取得することができる。

そして、図６を参照すると、例えば初期路面状態５０が積雪の場合であっても、図３で示すように「凍結」、「湿潤」、「乾燥」のいずれかに遷移する場合以外にも、例えば図４や図５に示すような遷移をする場合も存在することが分かる。すなわち、雪氷予測データ及び路面温度予測データに応じて、初期路面状態からの路面状態の遷移は種々変化するようになっている。

このようにして路面状態予測部３６は、所定時間ごとに、該所定時間内における雪氷予測データと、路面温度予測データと、に基づいて路面状態を遷移していくことにより、所定時間ごとに路面状態を予測する。なお、この場合において、図６に示すテーブルは例えばデータベース１８により実現される路面状態遷移記憶部３８に記憶されていてもよい。すなわち、路面状態遷移記憶部３８は路面状態と対応付けて、所定時間後の路面温度である路面温度予測データと、該所定時間後の気象状態である雪氷予測データと、に応じた該所定時間後の路面状態を記憶することができる。そして路面状態予測部３６は、予測した路面状態を路面状態線予測データ出力部４０に対して出力する。

路面状態線予測データ出力部４０は道路上の各地点について路面状態予測部３６が予測した路面状態を取得し、該地点と対応づけて記憶するとともに、該路面状態を例えば表示部２４に出力する。具体的には、例えば道路地図表示及び時刻表示とともに、該道路の各地点が、時刻表示により示される時刻においてどのような路面状態になっているのかを該道路地図表示上に例えば色別表示して出力することにより、路面状態予測システム１のユーザにとって分かり易いデータとして出力することができる。

以上の処理を、フロー図を参照しながら説明する。

図７は、本実施の形態における路面状態予測システム１の処理のフロー図の一例である。同図では、予測時刻の路面状態を、予測時間間隔で予測する。また、ある道路の各地点について予測している。

まず、道路の各地点について、以下に説明する遷移後路面状態を取得する処理を繰り返す（Ｓ１００，Ｓ１１０）。そして、該地点について、予測時刻から予測時間間隔遡った時刻における初期路面状態を示す路面状態データを取得する（Ｓ１０２）。該初期路面状態は実際に測定した路面状態であってもよいし、一つ前の予測時刻における本処理において取得された該地点における遷移後路面状態でもよい。

また、路面温度予測データを取得する（Ｓ１０４）。路面温度予測データは予測時刻における路面温度の予測値を取得することが望ましい。さらに、雪氷予測データも取得する（Ｓ１０６）。雪氷予測データについても予測時刻における予測値を取得することが望ましい。

そして、初期路面状態と、路面温度予測データと、雪氷予測データと、に基づいて遷移後路面状態を取得する（Ｓ１０８）。具体的には、例えば図６に示すような遷移図において初期路面状態を特定して、該初期路面状態と対応する路面温度予測データにより示される路面温度と、雪氷予測データにより示される天気分類と、に応じた遷移後路面状態を取得することができる。

そして、以上の処理を道路の各地点（路面状態予測対象地点）について実施し、該路面状態予測対象地点と、予測時刻と、路面状態と、を対応づけて出力する（Ｓ１１２）。該出力はヒューマンマシンインターフェースに対して視覚的に表示することにより出力してもよいし、他のコンピュータで利用できるようなデータの羅列として出力してもよい。そして、次の時刻の路面状態を予測する場合にはＳ１００に戻って次の時刻の路面状態を予測し、予測しない場合には処理を終了する（Ｓ１１４）。

以上のように、実際の路面状態からの遷移に基づいて路面状態予測を行うことにより、路面凍結を含む路面状態の精度のよい予測が可能になる。また、各状態に対応する路面温度や天気分類の条件を詳細に設定できるので、より緻密な予測を行うことが可能になる。また、任意の時間間隔で予測が可能であるので、使いやすい路面状態データを取得することができる。さらに、道路の任意の地点或いは任意の格子について予測できるので、道路全体の路面状態を取得し、道路管理に使用することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、路面状態予測部３６は路面状態変動テーブルを使用して路面状態を予測する他にも、例えばニューラルネットに路面温度予測データ、雪氷予測データ及び路面状態データの相関関係を記憶させ、該ニューラルネットにこれらのデータを入力することにより出力される路面状態を路面状態予測データとすることができる。

本発明の実施の形態にかかる路面状態予測システムのハードウェア構成図である。本発明の実施の形態にかかる路面状態予測システムの機能ブロック図である。本発明の実施の形態にかかる路面状態遷移図である。本発明の実施の形態にかかる路面状態遷移図である。本発明の実施の形態にかかる路面状態遷移図である。本発明の実施の形態にかかる路面状態変動テーブルである。本発明の実施の形態にかかる処理のフロー図である。

符号の説明

１路面状態予測システム、１０ＣＰＵ、１２ＲＡＭ、１４入出力部、１６通信部、１８データベース、２０外部記憶媒体、２２ハードディスク、２４表示部、２６入力部、２８バス、３０路面温度予測データ取得部、３２雪氷予測データ取得部、３４路面状態データ取得部、３６路面状態予測部、３８路面状態遷移記憶部、４０路面状態線予測データ出力部、５０初期路面状態、５２路面温度、５４天気分類、５６遷移後路面状態。

Claims

特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得手段と、
所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得手段と、
前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得手段と、
前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測手段と、
を含むことを特徴とする路面状態予測システム。
請求項１に記載の路面状態予測システムにおいて、
路面状態と対応付けて、前記所定時間後の路面温度と、該所定時間後の気象状態と、に応じた該所定時間後の路面状態を記憶する路面状態遷移記憶手段、
をさらに含み、
前記路面状態予測手段は、前記路面状態データにより示される前記特定の地点における路面状態と対応付けて記憶される路面状態であって、前記路面温度予測データにより示される前記特定の地点における路面温度と、前記天気予報データにより示される前記特定の地点における気象状態と、に応じて記憶される該路面状態を、前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態として予測する、
ことを特徴とする路面状態予測システム。
請求項１又は２に記載の路面状態予測システムにおいて、
特定の道路の各地点における路面状態予測手段により予測される路面状態を取得する路面状態予測取得手段と、
前記路面状態予測取得手段により取得される前記各地点における路面状態を示す路面状態データを、該各地点を示す地点データと対応付けて記憶する路面状態記憶手段と、
をさらに含むことを特徴とする路面状態予測システム。
特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得ステップと、
所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得ステップと、
前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得ステップと、
前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測ステップと、
を含むことを特徴とする路面状態予測方法。
特定の地点における路面状態を示す路面状態データを取得する路面状態データ取得手段、
所定時間後の前記特定の地点における路面温度を示す路面温度予測データを取得する路面温度予測データ取得手段、
前記所定時間後の前記特定の地点における気象状態を示す天気予報データを取得する天気予報データ取得手段、及び
前記路面状態データと、前記路面温度予測データと、前記天気予報データと、に基づいて前記所定時間後の前記特定の地点における路面状態を予測する路面状態予測手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とする路面状態予測プログラム。