JP4500602B2 - Road surface temperature prediction system, road surface temperature prediction method, and road surface temperature prediction program - Google Patents

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本発明は、路面温度を予測するための路面温度予測システム、路面温度予測方法及び路面温度予測プログラムに関する。   The present invention relates to a road surface temperature prediction system, a road surface temperature prediction method, and a road surface temperature prediction program for predicting a road surface temperature.

従来、路面温度を予測する方法としては、標高、粗度長、アルベト(反射能)、蒸発率など路面の種類により決定される路面情報データと、路面凍結予測対象地点付近で測定された天気、雲量、気温、気圧、風向、風速、降水(雪)量、純放射量などの気象情報データと、に熱収支モデルを適用することにより予測する方法が一般に採用されている。このようにすることにより、実際の路面温度を測定することなく、路面温度を取得することが可能になっている。   Conventionally, as a method of predicting the road surface temperature, the road surface information data determined by the type of road surface such as altitude, roughness length, albeto (reflectivity), evaporation rate, and the weather measured near the target point of the road surface freezing prediction, Generally, a prediction method is applied by applying a heat balance model to weather information data such as cloud cover, temperature, atmospheric pressure, wind direction, wind speed, precipitation (snow), and net radiation. By doing in this way, it is possible to acquire road surface temperature, without measuring actual road surface temperature.

また、特許文献1に記載されているように、1日の日射量の積分値を利用して路面凍結を検出する方法が考案されている。
特開平09−114371号公報
Further, as described in Patent Document 1, a method of detecting road surface freezing using an integrated value of the daily solar radiation amount has been devised.
JP 09-114371 A

しかしながら、上記従来の方法による路面温度予測では、予測精度が上がらない場合があった。路面温度は路面の種類により決定される路面情報や気象情報だけでなく、道路脇の建築物や道路を通行する車両等、道路の周辺状況によっても影響されるからである。   However, in the road surface temperature prediction by the conventional method, the prediction accuracy may not be improved. This is because the road surface temperature is influenced not only by road surface information and weather information determined by the type of road surface, but also by the surrounding conditions of the road such as buildings on the side of the road and vehicles traveling on the road.

また、特許文献1に記載の方法によっても、日射量を予測することはできないため、路面温度の予測に日射量を使用することはできない。   Moreover, since the amount of solar radiation cannot be predicted even by the method described in Patent Document 1, the amount of solar radiation cannot be used to predict the road surface temperature.

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、道路の周辺状況を考慮して路面温度を予測することを可能にする路面温度予測システム、路面温度予測方法及び路面温度予測プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a road surface temperature prediction system, a road surface temperature prediction method, and a road surface temperature prediction capable of predicting a road surface temperature in consideration of surrounding conditions of the road. To provide a program.

上記課題を解決するための本発明に係る路面温度予測システムは、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラを有し、前記全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得手段と、前記日射遮蔽量データが示す太陽光線の直達率に基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測手段と、を含み、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記日射遮蔽量データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a road surface temperature prediction system according to the present invention includes an all-sky camera that is installed on a moving body that moves on a road and captures all-sky images, and is imaged by the all-sky camera The solar radiation shielding amount data acquisition means for acquiring the solar radiation shielding amount data indicating the direct radiation rate of the solar radiation based on the location of the road, and the road based on the direct radiation rate of the solar radiation indicated by the solar radiation shielding amount data seen including a road surface temperature prediction means for predicting surface temperature for each location, a, wherein the imaging data, position data indicating the captured position is associated, said solar shading data acquisition means, the position data The solar orbit is acquired based on the solar radiation amount, and the solar shading amount data is calculated based on the imaging data and the solar orbit.

このようにすることにより、特定の路面における太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを取得し、該日射遮蔽量データに基づいて該特定の路面における路面温度を予測することができるので、道路の周辺状況を考慮して路面温度を予測することが可能になる。   By doing so, it is possible to obtain solar radiation shielding amount data indicating the direct rate of solar rays on a specific road surface, and to predict the road surface temperature on the specific road surface based on the solar radiation shielding amount data. The road surface temperature can be predicted in consideration of the surrounding conditions.

また、上記路面温度予測システムにおいて、前記道路の交通量を示す交通量データを取得する交通量データ取得手段、をさらに含み、前記路面温度予測手段は、前記交通量データにさらに基づいて路面温度を予測する、こととしてもよい。このようにすれば、さらに交通量データに基づいて路面温度を予測することができるので、道路の周辺状況を考慮してより精度よく路面温度を予測することが可能になる。 In the above surface temperature predicting system, traffic data acquisition means for acquiring traffic data showing the traffic of the road, further comprising a said road surface temperature prediction means, a further road surface temperature based on the traffic data It may be predicted. In this way, the road surface temperature can be further predicted based on the traffic volume data, so that the road surface temperature can be predicted with higher accuracy in consideration of the surrounding conditions of the road.

また、上記路面温度予測システムにおいて、前記路面温度予測手段は、熱収支モデルのパラメータである日射量を前記日射遮蔽量データが示す太陽光線の直達率に応じて変更することにより、前記道路の地点ごとに路面温度を予測する、こととしてもよい。このようにすれば、熱収支計算のパラメータとして日射遮蔽量データを使用することができる。 Further, in the road surface temperature prediction system, the road surface temperature prediction means changes the solar radiation amount, which is a parameter of the heat balance model, in accordance with the direct reach rate of sunlight indicated by the solar radiation shielding amount data, so that the point of the road The road surface temperature may be predicted every time . If it does in this way, solar radiation shielding amount data can be used as a parameter of heat balance calculation.

また、本発明に係る路面温度予測方法は、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得ステップと、前記日射遮蔽量データに基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測ステップと、を含み、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記日射遮蔽量データ取得ステップは、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得するステップと、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出するステップとを含む、ことを特徴とする。 In addition, the road surface temperature prediction method according to the present invention is a solar shading that indicates the direct reach of sunlight based on imaging data that is installed on a moving body that moves on a road and that is imaged by an all-sky camera that captures an all-sky image. the amount data, seen including a solar radiation-shielding amount data obtaining step of obtaining for each point of the road, and a road surface temperature prediction step of predicting a surface temperature for each point of the road on the basis of the solar radiation-shielding amount data, the The imaging data is associated with position data indicating the imaged position, and the solar shading amount data acquisition step includes a step of acquiring a solar orbit based on the position data, the imaging data and the solar orbit. And calculating the solar shading amount data .

また、本発明に係るプログラムは、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得手段、及び前記日射遮蔽量データに基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測手段、としてコンピュータを機能させ、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記日射遮蔽量データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出する、ことを特徴とする。 In addition, the program according to the present invention is based on imaging data captured by a sky camera that is installed on a moving body moving on a road and shoots a sky image, and stores solar radiation shielding amount data indicating the direct reach of sunlight. A computer that functions as a solar radiation shielding amount data acquisition means for acquiring each road location, and a road surface temperature prediction means for predicting a road surface temperature for each road location based on the solar radiation shielding amount data. Is associated with position data indicating an imaged position, and the solar shading amount data acquisition means acquires a solar orbit based on the position data, and based on the imaging data and the solar orbit, Sunlight shielding amount data is calculated .

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。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施の形態に係る路面温度予測システム1の構成図である。該路面温度予測システム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、表示部24、入力部26と接続されている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a road surface temperature prediction system 1 according to the present embodiment. For the road surface temperature prediction system 1, for example, a computer similar to a known personal computer or server computer can be used. CPU 10, RAM 12, input / output unit 14, communication unit 16, database 18, external storage medium 20, hard disk 22, a display unit 24, an input unit 26, and a bus 28. The CPU 10, RAM 12, and input / output unit 14 are connected to each other via a bus 28. The input / output unit 14 is connected to the communication unit 16, the database 18, the external storage medium 20, the hard disk 22, the display unit 24, and the input unit 26. ing.

CPU10は、路面温度予測システム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。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。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。データベース18は、後述するニューラルネットにおいてパターン認識を行うためのデータを記憶したり、後述する熱収支モデルにおける計算に必要となるデータを記憶したりする。表示部24はディスプレイ等の表示手段であり、路面温度予測システム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、路面温度予測システム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。   The CPU 10 controls each part of the road surface temperature prediction system 1 and performs various calculations. For example, the CPU 10 performs calculation in a heat balance model described later and pattern recognition processing in a neural network. The RAM 12 operates as a work memory for the CPU 10. The RAM 12 holds programs and parameters related to various processes performed by the CPU 10. The input / output unit 14 relays data transmission / reception between the CPU 10, the communication unit 16, the database 18, the external storage medium 20, and the hard disk 22. Further, the communication unit 16, the database 18, the external storage medium 20, and the hard disk 22 are controlled according to instructions from the CPU 10. A conventionally known hard disk can be used as the hard disk 22 and stores computer programs and data. A program according to the present invention is also stored. As the external storage medium 20, any computer-readable information storage medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a CD-RW, a DVD-RAM, a USB flash memory, a ROM card, and a removable hard disk can be used. And memorize data. A program according to the present invention is also stored. The database 18 stores data for pattern recognition in a neural network, which will be described later, and stores data necessary for calculation in a heat balance model, which will be described later. The display unit 24 is a display unit such as a display, and performs display according to an instruction from the CPU 10 to the user of the road surface temperature prediction system 1. The input unit 26 is an input unit such as a keyboard or a mouse, and receives an input by a user operation of the road surface temperature prediction system 1 and outputs it to the CPU 10.

図2は、本実施の形態に係る路面温度予測システム1と、その外部に存在するシステムとの関係図である。路面温度予測システム1は、気象予測システム2、日射遮蔽量取得システム3及び交通量取得システム4と、通信ネットワーク5を介して接続され、各システムからのデータを取得できるようになっている。   FIG. 2 is a relationship diagram between the road surface temperature prediction system 1 according to the present embodiment and a system existing outside thereof. The road surface temperature prediction system 1 is connected to a weather prediction system 2, a solar radiation shielding amount acquisition system 3, and a traffic volume acquisition system 4 via a communication network 5, and can acquire data from each system.

路面温度予測システム1の通信部16は、通信ネットワーク5に接続され、CPU10からの指示に従って、気象予測システム2、日射遮蔽量取得システム3及び交通量取得システム4にアクセスし、該気象予測システム2、該日射遮蔽量取得システム3及び該交通量取得システム4からそれぞれ後述する気象データ、日射遮蔽量データ及び交通量データを受信し、入出力部14を介してCPU10に出力している。   The communication unit 16 of the road surface temperature prediction system 1 is connected to the communication network 5, and accesses the weather prediction system 2, the solar radiation shielding amount acquisition system 3, and the traffic volume acquisition system 4 in accordance with instructions from the CPU 10. The solar radiation shielding amount acquisition system 3 and the traffic volume acquisition system 4 receive weather data, solar radiation shielding amount data, and traffic volume data, which will be described later, and output them to the CPU 10 via the input / output unit 14.

図3は、本実施の形態に係る路面温度予測システム1の機能ブロック図である。路面温度予測システム1は、機能的には、気象データ取得部30、日射遮蔽量取得部32、交通量取得部34、熱収支計算部36、ニューラルネットワーク38及び路面温度出力部40を含んで構成されている。   FIG. 3 is a functional block diagram of the road surface temperature prediction system 1 according to the present embodiment. The road surface temperature prediction system 1 functionally includes a weather data acquisition unit 30, a solar radiation shielding amount acquisition unit 32, a traffic volume acquisition unit 34, a heat balance calculation unit 36, a neural network 38, and a road surface temperature output unit 40. Has been.

気象データ取得部30は、気象予測システム2から気象データである気象予測データ、気象実況観測データを受信することにより、気象データを取得する。気象予測システム2は具体的には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)を含んで構成される。そして該気象予測システム2においては、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、気象予測データを算出している。そして、気象データ取得部30は、気象データとして特に天気、気温、雲量、降雪量、風のGPV気象予測データを取得する。   The meteorological data acquisition unit 30 acquires meteorological data by receiving meteorological forecast data and meteorological observation data that are meteorological data from the meteorological forecasting system 2. Specifically, the weather prediction system 2 includes, for example, a local weather prediction model (ANEMOS) based on a GPV (Grid Point Value, a value on a grid point of a weather element or a physical quantity) of the Japan Weather Association. In the weather forecast system 2, the national land numerical data such as 1 km altitude data, land use data, GPV data announced by the Japan Meteorological Agency such as the Meteorological Agency area model (RSM) and forecast guidance, seawater temperature data, snow line elevation data, etc. Weather forecast data is calculated based on the value data. The weather data acquisition unit 30 acquires GPV weather prediction data of weather, temperature, cloudiness, snowfall, and wind as weather data.

次に日射遮蔽量データ取得部32は、日射遮蔽量取得システム3から日射遮蔽量データを取得する。日射遮蔽量データとは、以下に説明するような観測を行うことにより、道路の地点ごとに、該道路の脇に存在する建築物や樹木等によって日射が遮られない割合である直達率を季節ごとに取得し、該割合を数値化したデータであるとすることができる。   Next, the solar shading amount data acquisition unit 32 acquires solar shading amount data from the solar shading amount acquisition system 3. The solar radiation shielding amount data refers to the direct rate, which is the rate at which solar radiation is not obstructed by buildings, trees, etc. that exist on the side of the road for each point of the road by performing observation as described below. It can be assumed that the data is obtained every time and the ratio is digitized.

日射遮蔽量を取得する日射遮蔽量取得システム3としては、図4に示すような観測車50を使用することが好適である。該観測車50には、図4に示す位置に、自車の位置を把握するためのGPSアンテナ52、車の周囲の全天映像を撮影するための魚眼レンズ付ビデオカメラ54、気温を測定するための温度センサ55、路面温度を測定するための路面温度センサ56が設置される。   As the solar shading amount acquisition system 3 for acquiring the solar shading amount, it is preferable to use an observation vehicle 50 as shown in FIG. In the observation vehicle 50, a GPS antenna 52 for grasping the position of the own vehicle, a video camera 54 with a fisheye lens for photographing a whole sky image around the vehicle, and a temperature for measuring the temperature are shown in FIG. Temperature sensor 55 and a road surface temperature sensor 56 for measuring the road surface temperature are installed.

図5は、該観測車50のハードウェア構成図である。観測車50には、コンピュータ60、GPSロガー70、バックランプ82、車速検出回路84、温度計86、放射温度計88、全天カメラ90、デジタルビデオカメラ92が設置される。温度計86は温度センサ55を構成し、放射温度計88は路面温度センサ56を構成し、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92は、魚眼レンズ付ビデオカメラ54を構成する。   FIG. 5 is a hardware configuration diagram of the observation vehicle 50. In the observation vehicle 50, a computer 60, a GPS logger 70, a back lamp 82, a vehicle speed detection circuit 84, a thermometer 86, a radiation thermometer 88, an all-sky camera 90, and a digital video camera 92 are installed. The thermometer 86 constitutes the temperature sensor 55, the radiation thermometer 88 constitutes the road surface temperature sensor 56, and the all-sky camera 90 and the digital video camera 92 constitute the fish camera-equipped video camera 54.

コンピュータ60には従来公知のパーソナル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、該コンピュータ60は、制御部62、通信部64及び記憶部66を含んで構成される。制御部62はコンピュータ60の各部を制御するとともに、以下に説明するように、各機器から入力される情報を記憶部66に記憶し、該記憶した情報から日射遮蔽量を算出する処理も行う。通信部64はGPSロガー70、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92と接続し、データの送受信ができるようにしている。さらに制御部62がGPSロガー70、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92を制御することができるように構成されてもよい。   A computer similar to a conventionally known personal computer can be used as the computer 60, and the computer 60 includes a control unit 62, a communication unit 64, and a storage unit 66. The control unit 62 controls each unit of the computer 60, and also stores information input from each device in the storage unit 66 and calculates a solar radiation shielding amount from the stored information as described below. The communication unit 64 is connected to the GPS logger 70, the all-sky camera 90, and the digital video camera 92 so that data can be transmitted and received. Further, the control unit 62 may be configured to control the GPS logger 70, the all-sky camera 90, and the digital video camera 92.

GPSロガー70には従来公知のGPSロガーと同様のものを使用することができ、該GPSロガー70は、制御部72、記憶部74、GPSアンテナ76、ジャイロセンサ78、通信部80を含んで構成される。通信部80は、バックランプ82、車速検出回路84、温度計86、放射温度計88、コンピュータ60と接続され、データの送受信ができるようにしている。また、制御部72はGPSロガー70の各部を制御するとともに、GPSアンテナ76、ジャイロセンサ78、通信部80から入力される信号をそれぞれ対応付けて記憶部74に記憶する処理も行う。また、コンピュータ60からの指示に従い、記憶部74に記憶されるデータを読み出し、コンピュータ60に送信する処理も行う。さらに制御部72が温度計86、放射温度計88を制御できるように構成されることもできる。   The GPS logger 70 can be the same as a conventionally known GPS logger. The GPS logger 70 includes a control unit 72, a storage unit 74, a GPS antenna 76, a gyro sensor 78, and a communication unit 80. Is done. The communication unit 80 is connected to the back lamp 82, the vehicle speed detection circuit 84, the thermometer 86, the radiation thermometer 88, and the computer 60 so that data can be transmitted and received. In addition, the control unit 72 controls each unit of the GPS logger 70 and also performs processing of storing signals input from the GPS antenna 76, the gyro sensor 78, and the communication unit 80 in association with each other in the storage unit 74. Further, in accordance with an instruction from the computer 60, processing for reading data stored in the storage unit 74 and transmitting it to the computer 60 is also performed. Further, the controller 72 can be configured to control the thermometer 86 and the radiation thermometer 88.

GPSアンテナ76にはGPSアンテナ52を構成する従来公知のGPSアンテナと同様のものを使用することができ、該GPSアンテナ76がGPS衛星からの信号を受信することにより、GPSロガー70は観測車50の位置、向き及び速度を測位する。すなわち、観測車50の存在する位置の緯度/経度/標高を示す緯度/経度/標高データ(位置データ)、方位(観測車50の向いている方位)を示す方位データ及び観測車50の地球上での速度を示す速度データを取得する。   The GPS antenna 76 can be the same as a conventionally known GPS antenna that constitutes the GPS antenna 52. When the GPS antenna 76 receives a signal from a GPS satellite, the GPS logger 70 is connected to the observation vehicle 50. Position, orientation and speed of That is, latitude / longitude / altitude data (position data) indicating the latitude / longitude / altitude of the position where the observation vehicle 50 exists, azimuth data indicating the azimuth (direction in which the observation vehicle 50 is directed), and the earth of the observation vehicle 50 on the earth Get speed data indicating the speed at.

バックランプ82は、通常車に備えられるバックランプであり、観測車50が後進するときに点灯する。そしてGPSロガー70は、該バックランプ82が点灯しているか否かについての情報を受信し、点灯している場合に、観測車50が後進していると判断する。また、車速検出回路84は、通常車に備えられる観測車50の車速を検出する回路であり、観測車50の車速を数値データとして出力する。そしてGPSロガー70は該数値データを受信し、観測車50の移動速度を示す移動速度データを取得する。また、ジャイロセンサ78には従来公知のジャイロセンサと同様のものを使用することができ、該ジャイロセンサ78は観測車50の角速度を直交する3軸について出力する。GPSロガー70は、該3軸の角速度を示す角速度データをジャイロセンサ78から取得する。そして、GPSアンテナ76がGPS衛星からの信号を受信できない場合には、GPSアンテナ76からの信号により取得できた最終の位置/方位/速度データからの移動度を、後進情報、移動速度データ、角速度データに基づいて決定し、観測車50の存在する位置を示す位置データ、観測車50の向いている方位を示す方位データ及び観測車50の地球上での速度を示す速度データを取得する。   The back lamp 82 is a back lamp provided in a normal vehicle and lights up when the observation vehicle 50 moves backward. Then, the GPS logger 70 receives information about whether or not the back lamp 82 is lit, and determines that the observation vehicle 50 is moving backward when it is lit. The vehicle speed detection circuit 84 is a circuit that detects the vehicle speed of the observation vehicle 50 provided in the normal vehicle, and outputs the vehicle speed of the observation vehicle 50 as numerical data. The GPS logger 70 receives the numerical data, and acquires movement speed data indicating the movement speed of the observation vehicle 50. The gyro sensor 78 may be the same as a conventionally known gyro sensor, and the gyro sensor 78 outputs the angular velocity of the observation vehicle 50 with respect to three axes orthogonal to each other. The GPS logger 70 acquires angular velocity data indicating the angular velocity of the three axes from the gyro sensor 78. If the GPS antenna 76 cannot receive a signal from a GPS satellite, the mobility from the final position / orientation / velocity data obtained from the signal from the GPS antenna 76 is determined as backward information, moving speed data, angular velocity. Based on the data, position data indicating the position where the observation vehicle 50 exists, direction data indicating the direction in which the observation vehicle 50 faces, and speed data indicating the speed of the observation vehicle 50 on the earth are acquired.

温度計86には従来公知の温度計と同様のものを使用でき、該温度計86は、観測車50の車外気温を測定し、該車外気温を示す気温データをGPSロガーに対して出力する。また、放射温度計88には、従来公知の放射温度計と同様のものを使用でき、該放射温度計88は、路面からの赤外線放射を測定することにより、路面の表面温度を測定し、該路面の表面温度を示す路面温度データをGPSロガー70に対して出力する。   A thermometer 86 similar to a conventionally known thermometer can be used, and the thermometer 86 measures the outside temperature of the observation vehicle 50 and outputs temperature data indicating the outside temperature to the GPS logger. The radiation thermometer 88 can be the same as a conventionally known radiation thermometer, and the radiation thermometer 88 measures the surface temperature of the road surface by measuring infrared radiation from the road surface. Road surface temperature data indicating the surface temperature of the road surface is output to the GPS logger 70.

制御部72は、以上のようにして取得される、位置データ、方位データ、速度データ、気温データ、路面温度データ及びこれらの各データを取得した日時或いは各データが観測された日時を示す観測日時データを記憶部74に対応付けて記憶する。すなわち、各データは観測中に常時観測されるものであり、同時に取得したデータをそれぞれ対応付けて記憶することができる。該観測日時データと、上記各データと、をそれぞれ対応付けて記憶することとしてもよい。   The control unit 72 acquires the position data, azimuth data, speed data, temperature data, road surface temperature data, the date and time when each of these data was acquired, or the observation date and time when each data was observed, acquired as described above. Data is stored in association with the storage unit 74. That is, each data is always observed during observation, and the simultaneously acquired data can be stored in association with each other. The observation date / time data and each of the data may be stored in association with each other.

次に、全天カメラ90は図4に示すように観測車50の屋根部分に、観測車50の上方向に撮像部を向けて設置される。すなわち、全天カメラ90は観測車50の上方向の全天撮影を行う。そして該全天カメラ90には、従来公知の全天カメラと同様のものを使用することができるが、特に写角が180度以上で、半円周視界を撮像できるように設計される円周魚眼レンズを使用することが望ましい。そして全天カメラ90は、撮像結果である撮像データを、コンピュータ60或いはデジタルビデオカメラ92に対し出力する。該全天カメラ90の撮像結果について、以下に説明する。   Next, as shown in FIG. 4, the all-sky camera 90 is installed on the roof portion of the observation vehicle 50 with the imaging unit facing upward in the observation vehicle 50. That is, the all-sky camera 90 performs all-sky shooting in the upward direction of the observation vehicle 50. The omnidirectional camera 90 can be the same as a conventionally known omnidirectional camera, but the circumference designed to capture a semicircular field of view particularly with an angle of view of 180 degrees or more. It is desirable to use a fisheye lens. Then, the all-sky camera 90 outputs imaging data as an imaging result to the computer 60 or the digital video camera 92. The imaging results of the all-sky camera 90 will be described below.

まず、観測車50が図6に示すような位置に存在する場合について説明する。すなわち、道路100上の地点104に観測車50が存在し、道路脇に建造物102が存在する。観測車50は道路100上を移動しながら、いくつもの地点において、日射遮蔽量データの取得を行っている。   First, the case where the observation vehicle 50 exists in a position as shown in FIG. 6 will be described. That is, the observation vehicle 50 exists at the point 104 on the road 100, and the building 102 exists on the side of the road. While the observation vehicle 50 moves on the road 100, it acquires solar radiation shielding amount data at several points.

このように道路脇に建造物102が存在する状況において全天カメラ90で撮像すると、図7に示すような円形の撮像結果(天空図)が得られる。すなわち該撮像結果においては、円の周囲が全天カメラ90のレンズ面の写真となり、円の中心はレンズの向いている向きの写真となる。このように撮影されることにより、円の一部に建造物102が写る結果となる。すなわち、地点104の周囲の建造物や樹木等の日射遮蔽物が撮像結果に写ることとなる。   In this way, when the building 102 exists on the side of the road and the image is picked up by the omnidirectional camera 90, a circular image pickup result (sky map) as shown in FIG. 7 is obtained. That is, in the imaging result, the circumference of the circle is a photograph of the lens surface of the all-sky camera 90, and the center of the circle is a photograph of the direction in which the lens is facing. By photographing in this way, the result is that the building 102 is reflected in a part of the circle. In other words, a building or a solar shading object such as a tree around the point 104 appears in the imaging result.

なお、該撮像データも観測中に常時観測されるものであり、デジタルビデオカメラ92で録画することにより動画としてデジタルビデオカメラ92に記憶される。或いはコンピュータ60の記憶部66に記憶することとしてもよい。なお、該撮像データも撮像した日時或いは該撮像データが記憶された日時を示す撮像日時データと対応付けられて記憶され、該撮像日時データと上記観測日時データとによって、該撮像データと、GPSロガー70に記憶される位置データ、方位データ、速度データ、気温データ、路面温度データと、が対応付けられる。   The imaging data is also constantly observed during observation, and is recorded in the digital video camera 92 as a moving image by recording with the digital video camera 92. Alternatively, it may be stored in the storage unit 66 of the computer 60. The imaging data is also stored in association with imaging date / time data indicating the date / time when the imaging data was stored or the date / time when the imaging data was stored, and the imaging data and the GPS logger are determined by the imaging date / time data and the observation date / time data. The position data, azimuth data, speed data, air temperature data, and road surface temperature data stored in 70 are associated with each other.

そして制御部62は、以上のようにして取得される撮像データと、地球の公転運度及び自転運動により決定される太陽軌道と、に基づいて、日射遮蔽量を算出する。この算出処理について、以下に詳しく説明する。   And the control part 62 calculates the amount of solar radiation shielding based on the imaging data acquired as mentioned above, and the solar orbit determined by the revolution degree and rotation motion of the earth. This calculation process will be described in detail below.

まず、太陽軌道の時角t,高度角h,方位角Aは、緯度φ,経度λ,時刻H,太陽赤緯δ,均時差ETに基づいて、以下の式(1)、式(2)及び式(3)により求められる。なお、太陽赤緯δ及び均時差ETは月日によって異なる。
t=λ−9+ET+(H−12) ・・・(1)
sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost ・・・(2)
sinA=−cosδsint/cosh ・・・(3)
First, the time angle t, altitude angle h, and azimuth angle A of the solar orbit are based on latitude φ, longitude λ, time H, solar declination δ, and time difference ET, using the following formulas (1) and (2). And Equation (3). The solar declination δ and the time difference ET vary depending on the date.
t = λ−9 + ET + (H−12) (1)
sinh = sinφsinδ + cosφcosδcost (2)
sinA = −cosδsint / cosh (3)

このように、太陽の高度角h及び方位角Aは測定点の緯度/経度/日時に基づいて異なる値となる。そして制御部62は、記憶部66或いはデジタルビデオカメラ92に撮像時刻データと対応付けて記憶される撮像データに、該撮像日時データが示す日時と同じ日時と見なすことのできる範囲の日時を示す観測日時データと対応付けて記憶部74に記憶される位置データ及び方位データを読み出す。このようにして、該撮像データを撮像した場所の緯度/経度/標高及び撮像したときの観測車50の方位を取得することができる。   As described above, the altitude angle h and the azimuth angle A of the sun are different values based on the latitude / longitude / date and time of the measurement point. The control unit 62 observes the date and time in a range that can be regarded as the same date and time as the date and time indicated by the imaging date and time data in the imaging data stored in the storage unit 66 or the digital video camera 92 in association with the imaging time data. The position data and direction data stored in the storage unit 74 in association with the date / time data are read out. In this way, the latitude / longitude / altitude of the place where the image data was imaged and the direction of the observation vehicle 50 when the image was captured can be acquired.

このようにして撮像データを撮像した地点の緯度/経度/標高が取得できると、式(1)、式(2)及び式(3)により、該地点での日時ごとの太陽の位置を取得することができる。該位置を撮像データ上にプロットした例を図8に示す。太陽軌道は1日ごとにプロットした点をつなぐと線になり、図8では月ごとの太陽軌道を線として示している。太陽軌道110は1月1日、太陽軌道112は4月1日、太陽軌道114は7月1日の太陽軌道をそれぞれ示している。撮像データは日によって普通は変化しないが、このように撮像データ上において太陽軌道は毎日異なる線を描く。なおこの処理において、標高により太陽軌道は異なるので、位置データが示す測定点の標高に応じて、測定点における高度補正及び日射遮蔽物の高度補正を行っている。さらに、方位データにより示される観測車50の向きに応じて、撮像データを回転させる方位補正も行っている。   When the latitude / longitude / elevation of the point where the imaged data is imaged can be acquired in this way, the position of the sun for each date and time at the point is acquired by Equation (1), Equation (2), and Equation (3). be able to. An example in which the positions are plotted on the imaging data is shown in FIG. The solar orbit becomes a line when connecting the points plotted every day, and in FIG. 8, the solar orbit for each month is shown as a line. The solar orbit 110 represents the January 1, the solar orbit 112 represents the April 1, and the solar orbit 114 represents the July 1 solar orbit. The imaging data does not normally change from day to day, but the sun orbit draws a different line every day in this way on the imaging data. In this process, since the solar orbit varies depending on the altitude, the altitude correction at the measurement point and the altitude correction of the solar radiation shielding object are performed according to the altitude of the measurement point indicated by the position data. Furthermore, the direction correction which rotates imaging data is also performed according to the direction of the observation vehicle 50 shown by direction data.

そして、制御部62は、撮像データにおいて、太陽軌道上に建造物102のような日射遮蔽物がない割合(太陽光線の直達率)を算出する。具体的には、例えば図9のような太陽軌道遮蔽データを取得することにより、該直達率を算出することができる。図9は、ある道路かつある月日において、縦軸を基準となる地点からの距離、横軸を時間、として、太陽軌道上に遮蔽物があるか否かを地点ごと時分ごとに表示したグラフである。該グラフは太陽軌道上に遮蔽物がある場合に黒、ない場合に白を表示している。それぞれが地点ごと時分ごとに太陽軌道の遮蔽の有無を表す太陽軌道遮蔽データとなる。そして、地点ごとの黒と白の割合が該地点における太陽光線の直達率となる。   And the control part 62 calculates the ratio (sunlight direct rate) in which there is no solar radiation obstruction | occlusion like the building 102 on a solar trajectory in imaging data. Specifically, for example, by acquiring solar orbit shielding data as shown in FIG. 9, the direct delivery rate can be calculated. FIG. 9 shows whether or not there is a shield in the solar orbit for each hour and minute, with the vertical axis as the distance from the reference point and the horizontal axis as the time on a certain road and month and day. It is a graph. The graph displays black when there is an obstruction on the solar orbit and white when there is no obstruction. Each becomes solar orbit shielding data representing the presence or absence of shielding of the sun orbit for each point and hour. And the ratio of the black and white for every point turns into the direct rate of the sunlight in the said point.

このようにして、観測車50が観測走行を実施した地点について、緯度/経度/標高/月日ごとの太陽光線の直達率を算出することができ、日射遮蔽量データ取得部32は該直達率を日射遮蔽量データとして取得する。なお、日射遮蔽量データは例えば一日の太陽光線の可照時間を使用することもできる。また、太陽光線の直達率の計算は、例えば観測車50が取得した各データに基づいて、別途設けられるコンピュータにおいて算出することとしてもよい。   In this way, it is possible to calculate the direct rate of solar rays for each latitude / longitude / altitude / month / day at the point where the observation vehicle 50 performs the observation travel, and the solar radiation shielding amount data acquisition unit 32 can calculate the direct rate. Is acquired as solar shading amount data. In addition, the sunlight shielding amount data can use, for example, the daylight exposure time of the day. The calculation of the direct sunlight rate of the sunlight may be performed by a computer provided separately based on each data acquired by the observation vehicle 50, for example.

次に、交通量取得部34は、交通量取得システム4から、道路の地点ごとに、交通量データを取得する。交通量取得システム4としては、例えば道路行政を担う公共機関があり、交通量取得部34は、該公共機関の提供している車両の通行量を示す交通量データを地点ごとに取得することができる。取得される該交通量データは交通量実測データであったり、交通量予測データであったりするが、例えばある地点の将来の日時について後述する熱収支モデルにより路面温度を算出する場合には、交通量取得部34は、該地点及び該日時の交通量予測データを交通量データとして取得する。すなわち、交通量取得部34は、交通量実測データに基づく交通量予測を行い、交通量予測データを取得することとしてもよい。   Next, the traffic volume acquisition unit 34 acquires traffic volume data from the traffic volume acquisition system 4 for each point of the road. As the traffic volume acquisition system 4, for example, there is a public institution responsible for road administration, and the traffic volume acquisition unit 34 can acquire traffic volume data indicating the traffic volume of vehicles provided by the public agency for each point. it can. The obtained traffic volume data may be actual traffic volume data or traffic volume prediction data. For example, when the road surface temperature is calculated by a heat balance model described later for a future date and time at a certain point, The amount acquisition unit 34 acquires the traffic volume prediction data at the location and the date and time as traffic volume data. That is, the traffic volume acquisition unit 34 may perform traffic volume prediction based on actual traffic volume data and acquire traffic volume prediction data.

そして、気象データ取得部30により取得される気象データと、日射遮蔽量取得部32により取得される日射遮蔽量データと、交通量取得部34により取得される交通量データと、に基づいて、熱収支計算部36が、特定の地点及び特定の日時における路面温度を算出するための熱収支モデルによる熱収支計算を行う。熱収支計算では、路面の熱収支を計算することにより、路面の温度を算出することができる。従来技術としての該熱収支計算は、「近藤純正編著『水環境の気象学―地表面の水収支・熱収支―』朝倉書店、2000年10月10日、p.128−159」に詳しく記載されている。   And based on the weather data acquired by the weather data acquisition unit 30, the solar radiation shielding amount data acquired by the solar radiation shielding amount acquisition unit 32, and the traffic volume data acquired by the traffic volume acquisition unit 34, heat The balance calculator 36 performs a heat balance calculation by a heat balance model for calculating the road surface temperature at a specific point and a specific date and time. In the heat balance calculation, the road surface temperature can be calculated by calculating the heat balance of the road surface. The calculation of the heat balance as a prior art is described in detail in “Kenji Jun,“ Meteorology of water environment-Surface water balance and heat balance ”, Asakura Shoten, October 10, 2000, p.128-159”. Has been.

図10は本実施の形態における熱収支計算の概念図である。路面に入ってくる熱(大気放射、太陽放射、雲からの放射、地中熱伝導フラックス、交通により発生する熱)と、路面から出ていく熱(地面からの放射、顕熱フラックス、潜熱フラックス、地中熱伝導フラックス)の収支を計算することにより、路面の温度を算出することができる。そして、日射遮蔽量データと、交通量データと、気象データと、にそれぞれ基づいてこれらの熱収支計算の要素を取得することにより、道路の周辺状況を考慮して路面温度を算出することを可能にしている。以下に、その具体的な計算方法について説明する。   FIG. 10 is a conceptual diagram of heat balance calculation in the present embodiment. Heat entering the road surface (atmospheric radiation, solar radiation, cloud radiation, underground heat conduction flux, heat generated by traffic) and heat exiting the road surface (radiation from the ground, sensible heat flux, latent heat flux) The temperature of the road surface can be calculated by calculating the balance of the underground heat conduction flux. And by obtaining these heat balance calculation elements based on solar radiation shielding data, traffic data, and weather data, it is possible to calculate the road surface temperature in consideration of the surrounding conditions of the road I have to. The specific calculation method will be described below.

熱収支計算においては、まず路面が吸収する正味の放射量である純放射量Rを算出する。純放射量Rは、大気放射、太陽放射、雲からの放射、地面からの放射の収支により最終的に路面に吸収される放射量であり、アルベドをα、水平面日射量(全天の日射量)をS、射出率(黒体度)をε、ステファン−ボルツマン定数をσ、路面温度をT、大気からの長波放射量をF、とすると、以下の式(4)で表されることが知られている。
=(1−α)×S−ε×(σ×T −F) ・・・(4)
In the heat balance calculation, first road to calculate the net radiation amount R n is the amount of radiation net absorption. Net radiation amount R n is, atmospheric radiation, solar radiation, radiation from the cloud, a radiation amount that is absorbed into the final road surface by balance of the radiation from the ground, the albedo alpha, horizontal surface solar radiation (the solar radiation If the amount is S , the injection rate (black body degree) is ε, the Stefan-Boltzmann constant is σ, the road surface temperature is T S , and the long-wave radiation from the atmosphere is F , the following equation (4) It is known that
R n = (1−α) × S −ε × (σ × T S 4 −F ) (4)

そして、熱収支モデルのパラメータのひとつである水平面日射量Sは日射遮蔽量データに応じて変化する。すなわち、日射が遮られている場合には水平面日射量Sはゼロとなる。例えば一日の熱収支を計算することにすると、日射遮蔽量データにより示される太陽光線の直達率を遮蔽物がないとした場合の水平面日射量に乗じた数値が水平面日射量Sとなる。また、アルベドα、射出率ε及び大気からの長波放射量をFは気象データから算出することができる。このため、式(4)により日射遮蔽量データ及び気象データに基づいて、純放射量Rを路面温度Tの関数として算出でき、日射遮蔽量データに基づいて、熱収支計算を行うことができるようになる。 And the horizontal solar radiation amount S which is one of the parameters of the heat balance model changes according to the solar radiation shielding amount data. That is, when solar radiation is blocked, the horizontal solar radiation amount S is zero. For example, when calculating the heat balance of one day, the numerical value obtained by multiplying the direct solar radiation rate indicated by the solar radiation shielding amount data by the horizontal solar radiation amount when there is no shielding object is the horizontal solar radiation amount S . Further, the albedo α, the emission rate ε, and the long wave radiation amount from the atmosphere F can be calculated from the weather data. Therefore, based on the solar radiation-shielding amount data and the meteorological data by equation (4), the net amount of radiation R n can be calculated as a function of surface temperature T S, based on the solar radiation-shielding amount data, it is possible to heat balance calculations become able to.

次に、図10に示されるように、顕熱フラックスH、潜熱フラックスιE、地中熱伝導フラックスG、交通により発生する熱W及び純放射量Rの関係(熱収支)は以下の式(5)により表される。
+W=H+ιE+G ・・・(5)
Next, as shown in FIG. 10, the sensible heat flux H, latent heat flux IotaE, underground heat conduction flux G, transportation by the relationship of the heat W and net radiation amount R n generated (heat balance) of the following formula ( 5).
R n + W = H + ιE + G (5)

交通により発生する熱Wは交通量データに応じて変化する。すなわち、車両1台当たりの排熱伝導係数をw、時間hにおける時間帯平均の交通量をTR(h)、車両の仮想温度をTtr、路面温度をTとすると、Wは以下の式(6)のように表される。
W=w×TR(h)×(Ttr−T) ・・・(6)
The heat W generated by traffic changes according to traffic data. That is, the exhaust heat transfer coefficient w C per one vehicle, TR (h) the traffic time zone average in the time h, Ttr virtual temperature of the vehicle, when the road surface temperature is T S, W is the following formula It is expressed as (6).
W = w C × TR (h) × (Ttr−T S ) (6)

このように、交通により発生する熱Wは交通量から路面温度Tの関数として算出することができ、交通量データを取得することにより、交通量データにより示される交通量に基づいて、熱収支計算を行うことができるようになる。 Thus, heat W generated by the traffic can be calculated as a function of surface temperature T S from the traffic, by obtaining the traffic data, based on the traffic amount indicated by the traffic data, the heat balance Calculations can be performed.

さらに、顕熱フラックスH及び潜熱フラックスιEはそれぞれ以下の式(7)及び式(8)で表される。ここで、cは空気の定圧比熱、ρは空気の密度、Cは顕熱フラックスのバルク輸送係数、U’は地上風及び車両通行による風速の和、Tは地上気温、ιは水又は氷の気化の潜熱、βは路面の蒸発効率、qは地上気温Tに対する飽和比湿、qは地表面温度Tに対する飽和比湿である。なお、地上風の風速及び地上気温は気象データから取得することができる。
H=c×ρ×C×U’×(T−T) ・・・(7)
ιE=ι×ρ×β×C×U’×(q−q) ・・・(8)
Further, the sensible heat flux H and the latent heat flux ιE are represented by the following formulas (7) and (8), respectively. Where c P is the constant pressure specific heat of air, ρ is the density of air, C H is the bulk transport coefficient of sensible heat flux, U ′ is the sum of ground wind and wind speed due to vehicle traffic, T is the ground temperature, and ι is water or The latent heat of vaporization of ice, β is the evaporation efficiency of the road surface, q S is the saturation specific humidity with respect to the ground temperature T, and q is the saturation specific humidity with respect to the ground surface temperature T S. The wind speed and surface temperature of the ground wind can be acquired from weather data.
H = c P × ρ × C H × U '× (T S -T) ··· (7)
ιE = ι × ρ × β × C H × U ′ × (q S −q) (8)

これらの式により、顕熱フラックスH及び潜熱フラックスιEは車両通行による風速の関数となっていることが分かる。車両通行による風速は交通量データにより示される交通量に基づいて求められるので、顕熱フラックスH及び潜熱フラックスιEを交通量データ及び気象データに基づいて算出することができるようになる。そして、顕熱フラックスHは路面温度Tの関数として算出することができる。 From these equations, it can be seen that the sensible heat flux H and the latent heat flux ιE are functions of the wind speed due to vehicle traffic. Since the wind speed due to vehicle traffic is determined based on the traffic volume indicated by the traffic volume data, the sensible heat flux H and the latent heat flux ιE can be calculated based on the traffic volume data and weather data. Then, sensible heat flux H can be calculated as a function of surface temperature T S.

さらに、地中熱伝導フラックスGは以下の式(9)のように示されるので、式(10)に示す路面での熱収支計算を行うことにより、路面温度Tを算出することができる。ただし、λは地中の熱伝導率であり、Tは地中温度であり、zは路面からの深さ(z=0が路面)である。
G(z)=−λ(dT/dz) ・・・(9)
−λ(dT/dz)|z=0=R+W−H−ιE ・・・(10)
Further, since the underground heat transfer flux G is represented by the following formula (9), by performing the heat balance calculation in road shown in Equation (10) can calculate the surface temperature T S. However, λ G is the thermal conductivity in the ground, TG is the underground temperature, and z is the depth from the road surface (z = 0 is the road surface).
G (z) = − λ G (dT G / dz) (9)
−λ G (dT G / dz) | z = 0 = R n + W−H−ιE (10)

このようにして、日射遮蔽量データ、交通量データ及び気象データにそれぞれ基づいて、該日射遮蔽量データ、交通量データ及び気象データが対応する地点(道路上の特定の地点)に対応する路面温度を算出することができる。そして各データに予測データを用いれば、路面温度の予測値を取得することができる。そして取得した路面温度又は路面温度の予測値を、路面温度出力部40が例えば表示部24に表示することにより出力する。この出力の際、該路面温度又は該路面温度の予測値は日時データ及び対応する地点を示すデータ(例えば緯度/経度/標高)と対応付けて出力することが望ましい。   In this way, based on the solar shading data, traffic data, and weather data, the road surface temperature corresponding to the point (specific point on the road) corresponding to the solar shading data, traffic data, and weather data. Can be calculated. And if prediction data is used for each data, the predicted value of road surface temperature is acquirable. The road surface temperature output unit 40 outputs the acquired road surface temperature or the predicted value of the road surface temperature, for example, by displaying it on the display unit 24. At the time of this output, it is desirable to output the road surface temperature or the predicted value of the road surface temperature in association with the date / time data and data indicating the corresponding point (for example, latitude / longitude / altitude).

なお、上記実施の形態では解析的な方法で路面温度を算出しているが、一部のデータについては測定をすることなく、ニューラルネットワーク38を使用して路面温度を求めることも多い。例えば該ニューラルネットワーク38として教師付き学習を行うニューラルネットを使用することにすると、予め日射遮蔽量データ、交通量データ、気象データ、の各データと、路面温度データと、の対応関係を例えば位置データごとに該ニューラルネットに学習させておき、各データを入力することで対応する路面温度データを得ることができるようになる。なおこの場合において、日射遮蔽量データを取得する際に、路面温度データとして該日射遮蔽量データを算出するための撮像データと対応付けて記憶した路面温度データを使用し、気象データのうちの地上温度として該日射遮蔽量データを算出するための撮像データと対応付けて記憶した気温データを使用すれば、より精度の高い路面温度データを得られるようにできる。   Although the road surface temperature is calculated by an analytical method in the above embodiment, the road surface temperature is often obtained using the neural network 38 without measuring some data. For example, if a neural network that performs supervised learning is used as the neural network 38, the correspondence relationship between the solar shading amount data, the traffic volume data, the weather data, and the road surface temperature data is represented by, for example, position data. Each time the data is input to the neural network, the corresponding road surface temperature data can be obtained. In this case, when acquiring the solar shading amount data, the road surface temperature data stored in association with the imaging data for calculating the solar shading amount data is used as the road surface temperature data. By using temperature data stored in association with imaging data for calculating the solar shading amount data as temperature, road surface temperature data with higher accuracy can be obtained.

具体的な例を図11及び図12に示す。図11は、地点ごとの路面温度データをグラフにプロットしたものである。図12は、地点ごとの日射遮蔽量データとしての可照時間をグラフにプロットしたものである。これらの図からも分かるように、日射遮蔽量と路面温度との間には相関関係があり、該相関関係をニューラルネットワーク38に記憶することが可能となる。   Specific examples are shown in FIGS. FIG. 11 is a graph plotting road surface temperature data for each point. FIG. 12 is a graph plotting the irradiation time as the solar shading amount data for each point. As can be seen from these figures, there is a correlation between the solar radiation shielding amount and the road surface temperature, and the correlation can be stored in the neural network 38.

そして路面温度データを取得する際には、日射遮蔽量データ、交通量データ、気象データをニューラルネットワーク38に入力することにより、該日射遮蔽量データ、交通量データ、気象データに対応する路面温度データが出力される。このようにして、ニューラルネットを用いることによって熱収支計算部36は路面温度を取得することができる。   When acquiring the road surface temperature data, the solar radiation shielding amount data, the traffic volume data, and the weather data are input to the neural network 38, so that the road surface temperature data corresponding to the solar radiation shielding amount data, the traffic volume data, and the weather data is obtained. Is output. Thus, the heat balance calculation part 36 can acquire road surface temperature by using a neural network.

以上のようにすることにより、路面温度予測システム1は遮蔽物による日射の遮蔽や、交通量といった道路の周辺状況を考慮して路面温度を算出することができる。さらに、一度撮像データを取得すれば、月日ごとの日射遮蔽量データを得ることができるようになるので、地点ごとの路面温度算出が容易になる。   As described above, the road surface temperature prediction system 1 can calculate the road surface temperature in consideration of the surrounding conditions of the road such as the shielding of solar radiation by the shielding object and the traffic volume. Furthermore, once the imaging data is acquired, it is possible to obtain solar shading amount data for each month and day, which makes it easy to calculate the road surface temperature for each point.

本発明の実施の形態にかかる路面温度予測システムのハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the road surface temperature prediction system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる路面温度予測システムと、その外部に存在するシステムとの関係図である。It is a related figure of the road surface temperature prediction system concerning embodiment of this invention, and the system which exists in the exterior. 本発明の実施の形態にかかる路面温度予測システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the road surface temperature prediction system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる観測車の外観図である。1 is an external view of an observation vehicle according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる観測車の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the observation vehicle concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる道路の俯瞰図である。It is a bird's-eye view of the road concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる撮像データである。It is imaging data concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態にかかる太陽軌道を記載した撮像データである。It is the imaging data which described the solar orbit concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる地点ごと時分ごとの太陽軌道遮蔽データのグラフである。It is a graph of the solar orbit shielding data for every point and hour concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる熱収支の概念図である。It is a conceptual diagram of the heat balance concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる地点ごとの路面温度データを示すグラフである。It is a graph which shows the road surface temperature data for every point concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる地点ごとの日射遮蔽量データを示すグラフである。It is a graph which shows the solar radiation shielding amount data for every point concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 路面温度予測システム、2 気象予測システム、3 日射遮蔽量取得システム、4 交通量取得システム、5 通信ネットワーク、10 CPU、12 RAM、14 入出力部、16,64,80 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 気象データ取得部、32 日射遮蔽量取得部、34 交通量取得部、36 熱収支計算部、38 ニューラルネットワーク、40 路面温度出力部、50 観測車、52 GPSアンテナ、54 魚眼レンズ付ビデオカメラ、55 温度センサ、56 路面温度センサ、60 コンピュータ、62,72 制御部、66,74 記憶部、70 GPSロガー、76 GPSアンテナ、78 ジャイロセンサ、82 バックランプ、84 車速検出回路、86 温度計、88 放射温度計、90 全天カメラ、92 デジタルビデオカメラ。   1 road surface temperature prediction system, 2 weather prediction system, 3 solar radiation shielding amount acquisition system, 4 traffic volume acquisition system, 5 communication network, 10 CPU, 12 RAM, 14 input / output unit, 16, 64, 80 communication unit, 18 database, 20 external storage medium, 22 hard disk, 24 display unit, 26 input unit, 28 bus, 30 weather data acquisition unit, 32 solar radiation shielding amount acquisition unit, 34 traffic volume acquisition unit, 36 heat balance calculation unit, 38 neural network, 40 road surface Temperature output unit, 50 observation vehicle, 52 GPS antenna, 54 video camera with fisheye lens, 55 temperature sensor, 56 road surface temperature sensor, 60 computer, 62, 72 control unit, 66, 74 storage unit, 70 GPS logger, 76 GPS antenna, 78 Gyro sensor, 82 Back lamp, 8 Vehicle speed detecting circuit, 86 a thermometer, 88 a radiation thermometer, 90 all sky cameras, 92 digital video camera.

Claims (5)

道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラを有し、前記全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得手段と、
前記日射遮蔽量データが示す太陽光線の直達率に基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測手段と、を含み、
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記日射遮蔽量データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出する、
ことを特徴とする路面温度予測システム。
Solar radiation shielding amount data indicating a direct reach rate of sunlight based on imaging data captured by the all-sky camera, having an all-sky camera installed on a moving body moving on a road and capturing a whole-sky image, Solar shading data acquisition means to acquire for each point of the road,
See containing and a road temperature prediction means for predicting surface temperature for each point of the road based on the direct ratio of the sunlight indicated by the solar radiation-shielding amount data,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The solar shading amount data acquisition means acquires a solar orbit based on the position data, and calculates the solar shading amount data based on the imaging data and the solar orbit,
A road surface temperature prediction system characterized by that.
請求項に記載の路面温度予測システムにおいて、
前記道路の交通量を示す交通量データを取得する交通量データ取得手段、
をさらに含み、
前記路面温度予測手段は、前記交通量データにさらに基づいて路面温度を予測する、
ことを特徴とする路面温度予測システム。
In the road surface temperature prediction system according to claim 1 ,
Traffic volume data acquisition means for acquiring traffic volume data indicating the traffic volume of the road;
Further including
The road surface temperature predicting means predicts the road surface temperature further based on the traffic volume data;
A road surface temperature prediction system characterized by that.
請求項1乃至に記載の路面温度予測システムにおいて、
前記路面温度予測手段は、熱収支モデルのパラメータである日射量を前記日射遮蔽量データが示す太陽光線の直達率に応じて変更することにより、前記道路の地点ごとに路面温度を予測する、
ことを特徴とする路面温度予測システム。
In the road surface temperature prediction system according to claim 1 or 2 ,
The road surface temperature predicting means predicts the road surface temperature for each point of the road by changing the solar radiation amount, which is a parameter of the heat balance model, according to the direct reach rate of solar rays indicated by the solar radiation shielding amount data.
A road surface temperature prediction system characterized by that.
道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得ステップと、
前記日射遮蔽量データに基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測ステップと、を含み、
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記日射遮蔽量データ取得ステップは、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得するステップと、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出するステップとを含む、
ことを特徴とする路面温度予測方法。
Based on image data captured by an all-sky camera that is installed on a moving body that moves on the road and captures an all-sky image, solar radiation shielding amount data indicating the direct rate of sunlight is acquired for each point on the road Solar radiation shielding data acquisition step,
See containing and a road surface temperature prediction step of predicting a surface temperature for each point of the road on the basis of the solar radiation-shielding amount data,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The solar shading amount data acquisition step includes a step of acquiring a solar orbit based on the position data, and a step of calculating the solar shading amount data based on the imaging data and the solar orbit.
The road surface temperature prediction method characterized by the above-mentioned.
道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、太陽光線の直達率を示す日射遮蔽量データを、前記道路の地点ごとに取得する日射遮蔽量データ取得手段、及び
前記日射遮蔽量データに基づいて前記道路の地点ごとに路面温度を予測する路面温度予測手段、
としてコンピュータを機能させ
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記日射遮蔽量データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記日射遮蔽量データを算出する、
ことを特徴とする路面温度予測プログラム。
Based on image data captured by an all-sky camera that is installed on a moving body that moves on the road and captures an all-sky image, solar radiation shielding amount data indicating the direct rate of sunlight is acquired for each point on the road Solar shading amount data acquisition means, and road surface temperature prediction means for predicting the road surface temperature for each point of the road based on the solar shading amount data,
Cause the computer to function as,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The solar shading amount data acquisition means acquires a solar orbit based on the position data, and calculates the solar shading amount data based on the imaging data and the solar orbit,
A road surface temperature prediction program characterized by that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019146067A1 (en) * 2018-01-26 2020-06-11 三菱電機株式会社 Control systems, air conditioners and servers

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4925970B2 (en) * 2007-08-17 2012-05-09 中日本高速道路株式会社 Pavement surface temperature prediction system
JP4742388B2 (en) * 2008-03-28 2011-08-10 独立行政法人土木研究所 Road surface condition estimation system at fixed observation points and routes
WO2018051913A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 Road surface condition prediction system, driving assistance system, road surface condition prediction method, and data distribution method
EP3677897B1 (en) * 2017-08-29 2021-11-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Water content sensor and road surface state detection device
CN109871637B (en) * 2019-03-06 2022-11-04 成都信息工程大学 Near-ground air temperature estimation method under cloud-sky condition
KR102287261B1 (en) * 2019-11-07 2021-08-09 한국외국어대학교 연구산학협력단 Road safety information providing system and method using road condition analysis model according to temperature
JP7118211B1 (en) * 2021-05-21 2022-08-15 株式会社ネクスコ・エンジニアリング東北 Winter road surface condition estimation system
CN114492090B (en) * 2022-04-12 2022-08-19 中国气象局公共气象服务中心(国家预警信息发布中心) Road surface temperature short-term forecasting method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346958A (en) * 1999-06-03 2000-12-15 Hitachi Cable Ltd Road surface condition estimation method and device therefor
JP2001349959A (en) * 2000-06-07 2001-12-21 Hitachi Cable Ltd Road surface condition assuming method and system therefor
JP2003240867A (en) * 2002-02-20 2003-08-27 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit Road surface condition estimation method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627871B2 (en) * 1990-12-20 1994-04-13 株式会社フジタ Sunlight status display method and sunshine duration calculation method
JP3472896B2 (en) * 1994-12-28 2003-12-02 オムロン株式会社 Traffic information system
JPH09114371A (en) * 1995-10-19 1997-05-02 Honda Motor Co Ltd Road surface freezing predictor
JPH10282250A (en) * 1997-04-04 1998-10-23 Oki Electric Ind Co Ltd Method and device for prediction of freezing on road surface
JPH1164537A (en) * 1997-08-21 1999-03-05 Oki Electric Ind Co Ltd Freezing road surface predictive method
JPH11223674A (en) * 1998-02-06 1999-08-17 Honda Motor Co Ltd Weather condition detecting system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346958A (en) * 1999-06-03 2000-12-15 Hitachi Cable Ltd Road surface condition estimation method and device therefor
JP2001349959A (en) * 2000-06-07 2001-12-21 Hitachi Cable Ltd Road surface condition assuming method and system therefor
JP2003240867A (en) * 2002-02-20 2003-08-27 Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit Road surface condition estimation method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019146067A1 (en) * 2018-01-26 2020-06-11 三菱電機株式会社 Control systems, air conditioners and servers
EP3745041A4 (en) * 2018-01-26 2021-08-18 Mitsubishi Electric Corporation Control system, air conditioner, and server
US11226127B2 (en) 2018-01-26 2022-01-18 Mitsubishi Electric Corporation Control system, air conditioner, and server

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