JP6654317B2 - 交通路の横断方向における車両の走行位置を特定するための装置、方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、交通路の横断方向における車両の走行位置を特定するための技術に関する。

道路や線路等の交通路に対する交通荷重を継続的に測定することができれば、交通路を構成する構造物（以下、「交通路構造物」という）の劣化の程度が推定され、交通路構造物の維持管理のための資源の配分や交通路構造物の補修、補強等を合理的に行うことができる。

交通荷重を継続的に測定する手法として、車両が交通路の所定区間を通過する際に生じる交通路構造物の歪みを計測し、計測した歪みに基づき通過した車両の重量を算出するＷ．Ｉ．Ｍ．(Weigh-In-Motion)と呼ばれる手法がある。

Ｗ．Ｉ．Ｍ．を用いて交通荷重を継続的に測定する技術を開示した文献として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、桁で支持された床版の表面にアスファルト舗装の施された橋梁を走行する車両の軸重を、車両の走行に伴い生じる桁の歪みの計測値に基づき算出する方法が記載されている。特許文献１に記載の方法においては、橋軸に垂直な方向における車両の走行位置が距離センサにより計測され、計測された車両の走行位置が車両の軸重の算出に用いられる。

特開２０１０−１０７２４６号公報

交通路構造物の歪みの計測値に基づき交通路を走行する車両の重量を推定するにあたり、交通路の横断方向、すなわち、走行する車両の左右方向における車両の走行位置が変化すると、計測される歪みの値が変化する。従って、交通路の横断方向における車両の走行位置が不明であれば、交通路構造物の歪みの計測値に基づき推定される車両の重量の精度が十分に確保されない場合がある。

特許文献１に記載の発明においては、距離センサにより交通路の横断方向における車両の走行位置が計測される。従って、特許文献１に記載の発明による場合、歪みセンサに加え距離センサによる計測が必要となる。

本発明は、車両の走行に伴い交通路構造物に生じる位置変化の程度を示す計測値に基づき交通路の横断方向における車両の走行位置を特定する手段を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する走行位置特定手段を備える走行位置特定装置を提供する。

好ましい態様において、前記複数の計測位置の各々において継続的に計測された前記構造物の位置変化の程度を示す計測値のピーク値を特定するピーク値特定手段を備え、前記走行位置特定手段は、前記ピーク値特定手段により前記複数の計測位置の各々に関し特定されたピーク値の比率に基づき前記位置の特定を行う、という構成が採用されてもよい。

好ましい態様において、前記走行位置特定手段は、前記横断方向における複数の位置の各々に応じた基準となる比率と前記計測値の比率とを比較することにより前記位置の特定を行う、という構成が採用されてもよい。

好ましい態様において、前記複数の計測位置は３以上の計測位置であり、前記走行位置特定手段は、複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記構造物の位置変化の程度を示す計測値から大きい順に所定数を選択し、当該選択した計測値の比率に基づき前記位置の特定を行う、という構成が採用されてもよい。

また、本発明は、交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を計測するステップと、前記計測するステップにおいて前記複数の計測位置において計測された位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定するステップとを備える走行位置特定方法を提供する。

また、本発明は、コンピュータに、交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する処理を実行させるためのプログラムを提供する。

また、本発明は、コンピュータに、交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する処理を実行させるためのプログラムを持続的に記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明によれば、交通路構造物の歪みの計測値に基づき交通路の横断方向における車両の走行位置が特定される。

一実施形態にかかる車重特定システムの全体構成を示した図。 一実施形態にかかる車重特定システムの全体構成を示した図。 一実施形態にかかる歪み計が計測する歪み計測値の経時変化を例示したグラフ。 一実施形態にかかる歪み計が計測する歪み計測値の経時変化を例示したグラフ。 一実施形態にかかる歪み計が計測する歪み計測値の経時変化を例示したグラフ。 一実施形態にかかるデータ処理装置のハードウェアとして用いられるコンピュータの基本構成を示した図。 一実施形態にかかるデータ処理装置の機能構成を示した図。 一実施形態にかかる試験結果テーブルのデータ構成を例示した図。 一実施形態にかかる基準ピーク値データが示す走行位置とピーク値との関係を表したグラフ。 一実施形態にかかる基準重量指標値データが示す走行位置と重量指標値との関係を表したグラフ。 一実施形態にかかるデータ処理装置の機能構成を示した図である。 一実施形態にかかる計測結果テーブルのデータ構成を例示した図。 一実施形態にかかるデータ処理装置が車両の走行位置を特定するために行う処理のフローを示した図。 一実施形態にかかるデータ処理装置が車両の重量を特定するために行う処理のフローを示した図。 一変形例にかかる車重特定システムの歪み計の設置位置を例示した図。 一変形例にかかる車重特定システムの歪み計の設置位置を例示した図。

以下に本発明の一実施形態にかかる車重特定システム１を説明する。車重特定システム１は、道路の所定区間を走行する車両の車重を特定するシステムである。

図１および図２は、車重特定システム１の全体構成を示した図である。図１および図２に例示の車重特定システム１は、道路９の上を走行する車両の重量を特定する。図１は道路９を上から見た図であり、図２は道路９を図１に示される矢印Ｘの方向に見た断面図である。図１に示されるように、道路９は片側１車線の道路である。

図２に示されるように、道路９は橋脚９１と、橋脚９１の上に配置された橋桁９２と、橋桁９２の上に配置された床版９３と、床版９３の上に配置された舗装９４を備える。橋桁９２は複数の橋脚９１の上を橋渡しするように配置された板状体である下フランジ９２１、下フランジ９２１の上に配置された上方に延伸する複数の板状体であるウェブ９２２、ウェブ９２２の上に配置された板状体である上フランジ９２３、上フランジ９２３の下面に車両の走行方向に沿って平行に配置された複数の棒状体であるトラフリブ９２４、上フランジ９２３の下面に道路９の横断方向（走行方向に対する左右方向）に沿って平行に配置された複数の板状体である横リブ９２５を備える。

車重特定システム１は、道路９の歪みを継続的に計測する複数の歪み計を備える。具体的には、車重特定システム１は、道路９のうち計測事業者等により選択された隣接する２本の橋脚９１の間の区間（以下、「歪み計設置区間」という）のトラフリブ９２４に設置された歪み計１１−１〜１１−６（以下、「歪み計１１」と総称する）および歪み計１２−１〜１２−６（以下、「歪み計１２」と総称する）と、歪み計設置区間の横リブ９２５に設置された歪み計１３−１〜１３−２（以下、「歪み計１３」と総称する）を備える。

歪み計１１および歪み計１２は歪み計設置区間を走行する車両の車軸を検出するとともに、道路９の横断方向における車両の走行位置を特定するために用いられる。歪み計１１−１〜１１−６と歪み計１２−１〜１２−６は、枝番号が等しい歪み計同士（例えば、歪み計１１−１と歪み計１２−１）で対を成している。対を成す歪み計１１と歪み計１２は車両の走行方向における前後の位置に配置されている。例えば、歪み計１１−１と歪み計１２−１は、道路９の横断方向における同じ位置に、歪み計１１−１が車両の進行方向の上流側、歪み計１２−２が車両の進行方向の下流側となるように、所定の間隔をあけて配置されている。その他の歪み計１１および歪み計１２の対も同様である。また、歪み計１１と歪み計１２の６つの対は、道路９の横断方向における異なる位置に配置されている。歪み計１１−１〜歪み計１１−３と歪み計１２−１〜歪み計１２−３との対は車線９５１を走行する車両の左側の車輪が通過する領域をカバーするように横断方向に異なる位置に配置され、歪み計１１−４〜歪み計１１−６と歪み計１２−４〜歪み計１２−６との対は車線９５２を走行する車両の左側の車輪が通過する領域をカバーするように横断方向に異なる位置に配置されている。

歪み計１３は歪み計設置区間を走行する車両の重量を特定するために用いられる。歪み計１３−１は車線９５１の横断方向の概ね中央に配置され、歪み計１３−２は車線９５２の横断方向の概ね中央に配置されている。

図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、歪み計設置区間の車線９５１を或る車両が通過した際に、歪み計１１−１、歪み計１２−１および歪み計１３−１が計測する歪み計測値の経時変化をそれぞれ例示したグラフである。図３Ａのグラフに現れている３つのピークは各々、車両の走行方向における歪み計１１−１に応じた位置を車軸が通過したときに歪み計１１−１を設置したトラフリブ９２４に生じた歪みを示している。また、図３Ｂのグラフに現れている３つのピークは各々、車両の走行方向における歪み計１２−１に応じた位置を車軸が通過したときに歪み計１２−１を設置したトラフリブ９２４に生じた歪みを示している。従って、例えば図３Ａのグラフの最初のピークの出現タイミングから、図３Ｂのグラフの最初のピークの出現タイミングまでの時間Ｔは、歪み計１１−１と歪み計１２−１の間の距離Ｌを車両が走行するために要した時間を示す。従って、距離Ｌを時間Ｔで除算することにより、車両の速度Ｖが特定される。

歪み計１３−１は部材の影響線長が長いため、図３Ｃに示されるグラフには、車両の車軸の各々に応じたピークが図３Ａおよび図３Ｂに示されるグラフ程には明確に現れない。図３Ｃに示されるグラフは、車両の重量を特定するために用いられる。具体的には、図３Ｃに示されるグラフとＸ軸との間の面積、すなわち、歪み計１３−１により計測された歪み計測値の時間積分値に対し、車両の速度Ｖを乗じた値は、車両の重量Ｗに応じた値を示す。以下、歪み計１３により計測された歪み計測値の時間積分値に対し、車両の速度Ｖを乗じた値を「車重指標値」と呼ぶ。

例えば、重量が１０トンの試験車両を５０ｋｍ／時の速度で歪み計設置区間を走行させた際の歪み計１３−１の歪み計測値の時間積分値が３５．０であったとする。この場合、重量が未知の車両が歪み計設置区間を通過した際に歪み計１１−１、歪み計１２−１および歪み計１３−１により計測された歪み計測値から算出される車重指標値が１７５０という値であれば、通過した車両の重量は１０トンである、と特定されることになる。重量が異なる複数の試験車両を用いて同様の試験計測を行い、それらの計測結果から得られる車重指標値と車両の重量との関係を、例えば多項式近似等により求めた関係式または対応表として記録しておく。その後、未知の重量の車両が歪み計設置区間を通過した際、歪み計１１−１、歪み計１２−１および歪み計１３−１により計測された歪み計測値から算出される車重指標値に応じた重量を、予め記録しておいた関係式または対応表に従い特定することで、通過した車両の重量を特定することができる。

上記が、車重特定システム１における車両の重量の特定方法の基本的な手順である。この基本的な手順は既知の手順である。上記の既知の手順に従う場合、車両の重量の特定において、道路９の横断方向における車両の走行位置は考慮されていない。しかしながら、歪み計１３により計測される歪み計測値は道路９の横断方向における車両の走行位置によって変化する。従って、道路９の横断方向における車両の走行位置が考慮されなければ、特定される車両の重量の精度が不十分となる場合がある。この問題を解消し、高い精度で車両の重量を特定するために、車重特定システム１においては道路９の横断方向における車両の走行位置（以下、単に「走行位置」という）の特定が行われる。

車重特定システム１は、歪み計１１〜歪み計１３の各々が継続的に計測する歪み計測値を用いて、歪み計設置区間を通過した車両の走行位置を特定し、特定した走行位置を考慮した車両の重量の特定を行うデータ処理装置１４を備える。データ処理装置１４は、有線または無線により歪み計１１〜歪み計１３の各々と接続されており、歪み計１１〜歪み計１３の各々から出力される歪み計測値を示すデータ（以下、歪み計測値の時系列データを「歪みデータ」という）を取得して、車両の重量の特定に用いる。

図４は、データ処理装置１４のハードウェアとして用いられるコンピュータ１０の基本構成を示した図である。コンピュータ１０は、各種データを記憶するメモリ１０１、メモリ１０１に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うプロセッサ１０２、歪み計１１〜歪み計１３の各々との間でデータ通信を行うＩＦ（Interface）である通信ＩＦ１０３、ユーザに対し画像を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置１０４、ユーザの操作を受け付けるキーボード等の操作装置１０５を備える。なお、コンピュータ１０に内蔵される表示装置１０４に代えて、もしくは加えて、コンピュータ１０に接続される外付けの表示装置が用いられてもよい。また、コンピュータ１０に内蔵される操作装置１０５に代えて、もしくは加えて、コンピュータ１０に接続される外付けの操作装置が用いられてもよい。

車重特定システム１を用いて道路９を通過する車両の重量を継続的にモニタリングする計測事業者等は、モニタリングの開始前に、歪み計１１〜歪み計１３を道路９のトラフリブ９２４または横リブ９２５に設置した後、試験車両に歪み計設置区間を複数回走行させて、車重特定のために用いる基準となるデータを取得する作業（以下、「キャリブレーション作業」という）を行う。

図５は、キャリブレーション作業において用いられるデータ処理装置１４の機能構成を示した図である。すなわち、コンピュータ１０はメモリ１０１に記憶されているキャリブレーション作業用のアプリケーションプログラムに従う各種データ処理を行うことにより、図５に示される構成部に応じた機能を備えたデータ処理装置１４として動作する。以下に図５に示されるデータ処理装置１４の構成部を説明する。

記憶手段１４１は各種データを記憶する。計測データ取得手段１４２は、歪み計１１〜歪み計１３から送信されてくる歪みデータを取得する。また、計測データ取得手段１４２は、必要に応じて取得した歪みデータに含まれるノイズ成分を除去した後、歪みデータが示す歪み計測値の変動が閾値を超える期間を車両の通過に応じた期間として特定する。計測データ取得手段１４２は、歪みデータのうち車両の通過に応じた期間の部分を切り出す。計測データ取得手段１４２により切り出された歪みデータは記憶手段１４１に蓄積される。

ピーク値特定手段１４３は、歪み計１１および歪み計１２から送信されてきた歪みデータが示す歪み計測値の経時変化に現れる最初のピークのタイミングにおける歪み計測値（以下、「ピーク値」という）を特定する。ピーク値特定手段１４３により特定されたピーク値は記憶手段１４１に蓄積される。

速度特定手段１４４は、歪み計１１から送信されてきた歪みデータが示す歪み計測値の経時変化に現れる最初のピークのタイミングから、歪み計１２から送信されてきた歪みデータが示す歪み計測値の経時変化に現れる最初のピークのタイミングまでの時間Ｔを特定し、歪み計１１と歪み計１２の間の距離Ｌを時間Ｔで除算することで、車両の速度Ｖを特定する。速度特定手段１４４により特定された車両の速度は記憶手段１４１に蓄積される。

車重指標値特定手段１４５は、歪み計１３から送信されてきた歪みデータが示す歪み計測値の時間積分値を算出し、速度特定手段１４４により特定された車両の速度を時間積分値に乗算することで、車重指標値を特定する。車重指標値特定手段１４５により特定された車重指標値は記憶手段１４１に蓄積される。

図６は、キャリブレーション作業時において、ピーク値特定手段１４３、速度特定手段１４４および車重指標値特定手段１４５により特定されたデータを格納するためのテーブルである試験結果テーブルのデータ構成を例示した図である。試験結果テーブルは記憶手段１４１に記憶されている。なお、試験結果テーブルには、試験車両に車線９５１を走行させた際に特定されたデータを格納する車線９５１用の試験結果テーブルと、試験車両に車線９５２を走行させた際に特定されたデータを格納する車線９５２用の試験結果テーブルがある。図６は車線９５１用の試験結果テーブルを例示しているが、車線９５２用の試験結果テーブルと車線９５２用の試験結果テーブルのデータ構成は同じである。

試験結果テーブルは試験走行の各々に応じたレコードの集まりである。試験結果テーブルの各レコードは以下のフィールドを含んでいる。
［走行位置］：車両の走行位置（道路９の端から車両の中央位置までの距離）を格納する。
［ピーク値（１１−１）］：歪み計１１−１の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１１−２）］：歪み計１１−２の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１１−３）］：歪み計１１−３の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−１）］：歪み計１２−１の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−２）］：歪み計１２−２の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−３）］：歪み計１２−３の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［車速］：車両の速度を格納する。
［車重指標値］：車重指標値を格納する。

図５に戻り、データ処理装置１４の機能構成部の説明を続ける。補間手段１４６は、試験結果テーブルに離散値として格納されているピーク値を走行位置に関して補間して、走行位置とピーク値との関係を連続的に示す基準ピーク値データを生成する。また、補間手段１４６は、試験結果テーブルに離散値として格納されている重量指標値を走行位置に関して補間して、走行位置と重量指標値との関係を連続的に示す基準重量指標値データを生成する。なお、補間手段１４６は、試験結果テーブルに格納されているレコードのうち走行位置が同じレコードに格納されているピーク値または重量指標値の例えば平均値を算出し、それらのデータのばらつきを除去した後、走行位置に関する補間を行う。補間手段１４６により生成される基準ピーク値データおよび基準重量指標値データは記憶手段１４１に記憶される。

図７は、補間手段１４６により生成される基準ピーク値データが示す走行位置とピーク値との関係を表したグラフである。なお、図７は車線９５１の上流側に配置された歪み計１１−１〜１１−３に関する基準ピーク値データのグラフを示している。補間手段１４６は車線９５１の下流側に配置された歪み計１２−１〜１２−３、９５２車線の上流側に配置された歪み計１１−４〜１１−６、車線９５２の下流側に配置された歪み計１２−４〜１２−６、の各々に関しても、図７に示すグラフと同種のグラフを表す基準ピーク値データを生成する。

図７の横軸は走行位置を示し、縦軸は歪みのピーク値を示す。図７のグラフＧ１は歪み計１１−１の歪みデータが示すピーク値と走行位置との関係を示し、グラフＧ２は歪み計１１−２の歪みデータが示すピーク値と走行位置との関係を示し、グラフＧ３は歪み計１１−３の歪みデータが示すピーク値と走行位置との関係を示している。例えば、グラフＧ１は歪み計１１−１の配置位置においてピークを示す山なりの形状をしている。グラフＧ２およびグラフＧ３に関しても同様である。

図８は、補間手段１４６により生成される基準重量指標値データが示す走行位置と重量指標値との関係を表したグラフである。なお、図８は車線９５１に配置された歪み計１３−１に関する基準重量指標値データのグラフを示している。補間手段１４６は車線９５２に配置された歪み計１３−１に関しても、図８に示すグラフと同種のグラフを表す基準重量指標値データを生成する。

図８の横軸は走行位置を示し、縦軸は重量指標値を示す。図８のグラフＨ１は、歪み計１３−１の配置位置においてピークを示す山なりの形状をしている。

キャリブレーション作業により、上述した基準ピーク値データおよび基準重量指標値データが生成され、記憶手段１４１に記憶されると、実際に道路９の歪み計設置区間を走行する車両の重量の継続的なモニタリングが可能となる。

図９は、車重のモニタリング時に用いられるデータ処理装置１４の機能構成を示した図である。すなわち、コンピュータ１０はメモリ１０１に記憶されている車重のモニタリング用のアプリケーションプログラムに従う各種データ処理を行うことにより、図９に示される構成部に応じた機能を備えたデータ処理装置１４として動作する。

車重のモニタリング時に用いられるデータ処理装置１４は、キャリブレーション作業において用いられるデータ処理装置１４が備える記憶手段１４１〜車重指標値特定手段１４５に加え、計時手段１４７、走行位置特定手段１４８、車重特定手段１４９を備える。

計時手段１４７は現在時刻を示す時刻データを継続的に生成する。車重のモニタリング時において、ピーク値特定手段１４３、速度特定手段１４４および車重指標値特定手段１４５により特定されたデータは、それらのデータの特定に用いられた歪みデータが示す歪みの計測日時（例えば、最初のピーク値に応じたタイミング）と対応付けて記憶手段１４１に記憶される。計時手段１４７により生成される時刻データは、歪みの計測日時の特定に用いられる。

図１０は、車重のモニタリング時において、ピーク値特定手段１４３、速度特定手段１４４および車重指標値特定手段１４５により特定されたデータを格納するためのテーブルである計測結果テーブルのデータ構成を例示した図である。計測結果テーブルは記憶手段１４１に記憶されている。なお、計測結果テーブルには、車線９５１において計測されたデータを格納する車線９５１用の計測結果テーブルと、車線９５２において計測されたデータを格納する車線９５２用の計測結果テーブルがある。図１０は車線９５１用の計測結果テーブルを例示しているが、車線９５１用の計測結果テーブルと車線９５２用の計測結果テーブルのデータ構成は同じである。

計測結果テーブルは歪み計設置区間を通過した車両の各々に応じたレコードの集まりである。試験結果テーブルの各レコードは以下のフィールドを含んでいる。
［計測日時］：歪みの計測日時を格納する。
［ピーク値（１１−１）］：歪み計１１−１の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１１−２）］：歪み計１１−２の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１１−３）］：歪み計１１−３の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−１）］：歪み計１２−１の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−２）］：歪み計１２−２の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［ピーク値（１２−３）］：歪み計１２−３の歪みデータから特定されたピーク値を格納する。
［車速］：車両の速度を格納する。
［車重指標値］：車重指標値を格納する。
［走行位置（上流側）］：車両の歪み計１１の設置位置における走行位置（道路９の端から車両の中央位置までの距離）を格納する。
［走行位置（下流側）］：車両の歪み計１２の設置位置における走行位置（道路９の端から車両の中央位置までの距離）を格納する。
［車重］：車両の重量を格納する。

走行位置特定手段１４８は、車両が歪み計１１の設置位置（上流側）を通過した際の走行位置と、歪み計１２の設置位置（下流側）を通過した際の走行位置を特定する。走行位置特定手段１４８が上流側の走行位置を特定する手順と下流側の走行位置を特定する手順は同じであるため、以下、走行位置特定手段１４８が上流側の走行位置を特定する手順を説明する。

図１１は、走行位置特定手段１４８が車両の走行位置を特定するために行う処理のフローを示した図である。走行位置特定手段１４８は計測結果テーブルの各レコードに関し、図１１に示す処理を行う。走行位置特定手段１４８は、まず、記憶手段１４１から基準ピーク値データ（図７）を読み出す（ステップＳ１１）。続いて、走行位置特定手段１４８は［ピーク値（１１−１）］〜［ピーク値（１１−３）］に格納されている歪みのピーク値を読み出す（ステップＳ１２）。

続いて、走行位置特定手段１４８はステップＳ１２において読み出した３つのピーク値のうち、値が最大のピーク値と、値が２番目に大きいピーク値を選択する（ステップＳ１３）。続いて、走行位置特定手段１４８は、ステップＳ１１において読み出した基準ピーク値データが表す３つのグラフのうち、ステップＳ１３において選択した２つのピーク値に応じたグラフを参照し、これらの２つのグラフが示すピーク値の比率が、ステップＳ１３において選択した２つのピーク値の比率と一致する走行位置を特定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４において、走行位置が１つのみ特定された場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、走行位置特定手段１４８はステップＳ１４において特定した走行位置を、車両の走行位置として計測結果テーブルに格納する（ステップＳ１７）。

一方、ステップＳ１４において、複数の走行位置が特定された場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、走行位置特定手段１４８はそれらの複数の走行位置の各々に関し、基準ピーク値データを参照して、ステップＳ１３において選択しなかった値が３番目に大きいピーク値と、値が２番目に大きいピーク値の比率に最も近い比率を示す走行位置を選択する（ステップＳ１６）。走行位置特定手段１４８はステップＳ１６において選択した走行位置を、車両の走行位置として計測結果テーブルに格納する（ステップＳ１７）。以上が走行位置特定手段１４８による走行位置の特定の処理の説明である。

図１０に戻り、モニタリング時に用いられるデータ処理装置１４の機能構成部の説明を続ける。図１２は、車重特定手段１４９が車両の重量を特定するために行う処理のフローを示した図である。車重特定手段１４９は計測結果テーブルの各レコードに関し、図１２に示す処理を行う。車重特定手段１４９は、まず、記憶手段１４１から基準重量指標値データ（図８）を読み出す（ステップＳ２１）。続いて、車重特定手段１４９は［走行位置（上流側）］および［走行位置（下流側）］に格納されている２つの走行位置の平均値を算出する（ステップＳ２２）。

続いて、車重特定手段１４９はステップＳ２１において読み出した基準重量指標値データを参照し、ステップＳ２２において算出した走行位置の平均値に応じた重量指標値を基準となる重量指標値として特定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において特定される重量指標値は、モニタリング対象の車両の走行位置を試験車両（例えば、重量が１０トンの車両）が走行した際の歪みデータから算出される重量指標値である。

続いて、車重特定手段１４９は、計測結果テーブルのレコードの［重量指標値］に格納されている重量指標値を読み出す（ステップＳ２４）。続いて、車重特定手段１４９はステップＳ２３において特定した基準となる重量指標値と、ステップＳ２４において読み出したモニタリング対象の車両の重量指標値とに基づき、所定の関係式または対応表に従い、モニタリング対象の車両の重量を特定する（ステップＳ２５）。

例えば、試験車両の重量をＷ₀、ステップＳ２３において特定された基準となる重量指標値をＩ₀、ステップＳ２４において読み出されたモニタリング対象の車両の重量指標値をＩとすると、重量指標値と車両の重量が比例関係にある場合、車重特定手段１４９はモニタリング対象の車両の重量Ｗを、Ｗ＝Ｗ₀×（Ｉ／Ｉ₀）に従い算出する。

車重特定手段１４９はステップＳ２５において特定した車両の重量を計測結果テーブルに格納する（ステップＳ２６）。以上が車重特定手段１４９による車両の重量の特定の処理の説明である。

記憶手段１４１に記憶された車両の走行位置を示す走行位置データと、重量を示す重量データは、例えば表示装置１０４に表示されてユーザに通知される。また、走行位置データと重量データが、通信ＩＦ１０３を介して外部の装置に送信されて、外部の装置において利用されてもよい。

以上説明したように、車重特定システム１によれば、道路９を構成する構造物の歪みの計測値に基づき、交通路の横断方向における車両の走行位置が特定される。また、車重特定システム１によれば、特定された走行位置が考慮され、車両の重量が高い精度で特定される。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々に変形することができる。以下にそれらの変形の例を示す。なお、以下の２以上の変形例が組み合わされてもよい。

（１）上述した実施形態において、車重特定システム１により交通荷重の計測が行われる道路として例示した道路９の構造は、上述した構造に限られない。また、歪み計１１〜歪み計１３の設置位置も、上述した位置に限られない。

例えば、図１３は、上述した実施形態において例示した道路９とは異なる構造の道路における交通荷重の計測を車重特定システム１により行う場合に、歪み計１１〜歪み計１３が設置される位置を例示した図である。図１３に示される道路１９の構成部のうち、図２に示した道路９の構成部と同じまたは対応するものには図２で用いた符号と同じ符号を用いている。図１３に例示の道路１９は、道路９が備える横リブ９２５を備えず、上フランジ９２３を複数のウェブ９２２で支持する単純桁構造の橋桁９２を備える。図１３の例では、歪み計１１および歪み計１２は、上述した実施形態の例と同様に、トラフリブ９２４に配置されている。一方、歪み計１３は複数のウェブの各々の下方に配置されている。より具体的には、図１３の例においては、４つのウェブの各々に、歪み計１３−１〜１３−４が配置されている。

道路１９を走行する車両の交通荷重の計測を行う場合にも、上述した実施形態と同様の処理により、車重特定システム１による車両の走行位置の特定が行われる。

（２）上述した実施形態において、道路９の横断方向における車両の走行位置の特定は、車軸の検出のための歪みを計測する歪み計１１および歪み計１２の歪み計測値を用いて行われる。これに代えて、車重の特定のための歪みを計測する歪み計１３の歪み計測値を用いた車両の走行位置の特定が行われてもよい。例えば、図１３に示した歪み計１３−１〜１３−４の各々の歪み計測値を用いて、試験車両の走行により基準ピーク値データを生成しておき、モニタリング時に歪み計１３−１〜１３−４の各々により計測される歪み計測値の経時変化に現れるピーク値の比率を、基準ピーク値データが示すピーク値の比率と比較することにより、車両の走行位置の特定が行われてもよい。

（３）上述した実施形態において、車重特定システム１は橋梁の上に車両の走行面を有する道路における交通荷重の計測に用いられる。車重特定システム１が用いられる道路は橋梁を伴う道路に限られない。例えば、高架橋上に走行面を有する道路における交通荷重が車重特定システム１により測定されてもよい。

（４）上述した実施形態において、走行する車両は自動車であるものとしたが、走行する車両は自動車に限られず、鉄道車両等であってもよい。

（５）上述した実施形態において示した歪み計１１〜歪み計１３の数は例示であって、他の数が採用されてもよい。例えば、上述した実施形態においては、歪み計１３の数は６個（車線９５１と車線９５２の各々に３個ずつ）であるものとしたが、２以上であればいずれの数が採用されてもよい。

なお、上述した実施形態においては、２つの歪みのピーク値の比率に基づき複数の走行位置が特定される場合がある。この場合、３つめの歪みのピーク値と他の歪みのピーク値との比率に基づき、最終的な走行位置の特定が行われる。２つの歪みのピーク値の比率に基づき複数の走行位置が特定される場合がある理由は、車両の左側の車輪が最も左側に配置された歪み計１１（または歪み計１２）より左側を通過する場合や、車輪の左側の車輪が最も右側に配置された歪み計１１（または歪み計１２）の右側を通過する場合があるためである。従って、例えば車両の左側の車輪が通過する可能性のある横断方向における領域の最も左側の位置と、当該領域の最も右側の位置に歪み計１１（または歪み計１２）が配置され、それらの歪み計１１（または歪み計１２）の外側を車両の左側の車輪が通過することがなければ、歪み計１１（または歪み計１２）の数は２つでよい。

（６）上述した実施形態において、走行位置特定手段１４８は、まず２つのピーク値の比率を基準ピーク値データが示す比率に照らし合わせ、複数の走行位置が特定された場合、さらに３つめのピーク値と他のピーク値との比率を基準ピーク値データが示す比率に照らし合わせることで、最終的な走行位置の特定を行っている。これに代えて、走行位置特定手段１４８が、３つのピーク値の比率を基準ピーク値データが示す３つのピーク値の比率に照らし合わせることで、走行位置の特定を行う構成が採用されてもよい。

（７）上述した実施形態において、歪み計１１および歪み計１２は道路９の横断方向において車両の左側の車輪が通過する領域に配置される。これに代えて、歪み計１１および歪み計１２が道路９の横断方向において車両の右側の車輪が通過する領域に配置されてもよい。また、歪み計１１および歪み計１２の道路９の横断方向における位置が、車両の車輪の通過位置とは無関係に決定されてもよい。

（８）上述した実施形態において、車重特定システム１は片側１車線の道路９を走行する車両の走行位置および車重を特定する。車重特定システム１により走行位置および車重の特定が可能な道路９の車線数は片側１車線に限られない。例えば、片側に２以上の車線を持つ道路９を走行する車両の走行位置および車重の特定が車重特定システム１により行われてもよい。

（９）道路９が有する車線数が複数である場合、歪み計１１および歪み計１２の横断方向における位置は必ずしも各車線に応じた位置でなくてもよい。例えば、道路９が第１の車線と第２の車線を有する場合、歪み計１１および歪み計１２が道路９の横断方向において、第１の車線の中央付近、第１の車線と第２の車線の境界付近、第２の車線の中央付近、というように配置されてもよい。

（１０）上述した実施形態において、歪み計１１−１〜１１−６の各々は、歪み計１２−１〜１２−６の各々と対をなす。従って、歪み計１１と歪み計１２の数は同じである。車両の速度を特定するためには、歪み計１１および歪み計１２の対は上り車線、下り車線の各々に応じて最低１対あれば足りる。また、道路９の横断方向における車両の走行位置を特定するためには、歪み計１１と歪み計１２の両方が複数である必要はない。例えば、上流側の計測位置と下流側の計測位置で横断方向における走行位置が大きく変化しない場合、上流側の計測位置または下流側の計測位置のいずれか一方のみにおいて横断方向における走行位置の特定が行われてもよい。従って、例えば、車重特定システム１が歪み計１２−１および歪み計１２−３を備えず、車線９５１を走行する車両の速度を歪み計１１−２と歪み計１２−２の計測値に基づき特定し、車線９５１を走行する車両の横断方向の走行位置を歪み計１１−１〜１１−３の計測値に基づき特定する構成が採用されてもよい。

図１４は、上述した変形例（７）〜（１０）を組み合わせた車重特定システム１の一態様において歪み計１１および歪み計１２が配置される位置を示した図である。なお、図１４において、歪み計１３の位置の図示は省略されている。図１４の例では、車重特定システム１は片側２車線の道路を走行する車両の車速および車重を特定する。この例において、歪み計１１は横断方向における車両の走行位置を特定するために、上り側の２車線に５つ、下り側の２車線に５つ、配置されている。また、この例において、歪み計１２は対となる歪み計１１とともに車速を特定するために、上り側の２車線に２つ、下り側の２車線に２つ、配置されている。

（１１）上述した実施形態において、道路９の横断方向における車両の走行位置の特定は、道路９の構成部の歪みの計測値に基づき行われる。歪みの計測値に代えて、もしくは加えて、例えば、道路９を構成する構造物の変位または加速度の計測値に基づき、横断方向における車両の走行位置の特定が行われてもよい。すなわち、車両の走行に伴い道路９を構成する構造物に生じる位置変化の程度を示す計測値に基づく限り、その計測値の種別は限定されない。歪みの計測値に代えて変位の計測値が用いられる場合、上述した実施形態において採用されている歪み計１１および歪み計１２は変位計により代替される。また、歪みの計測値に代えて加速度の計測値が用いられる場合、上述した実施形態において採用されている歪み計１１および歪み計１２は加速度計により代替される。

（１２）上述した実施形態において、データ処理装置１４は一般的なコンピュータがプログラムに従った処理を実行することにより実現される。これに代えて、データ処理装置１４が、いわゆる専用装置として構成されてもよい。

（１３）上述した実施形態において、コンピュータ１０がデータ処理装置１４を実現するために実行するプログラムは、例えばインターネット等のネットワークを介してコンピュータ１０にダウンロードされてもよいし、記録媒体に持続的に記録されて配布され、当該記録媒体からコンピュータ１０に読み取られてもよい。

１…車重特定システム、９…道路、１０…コンピュータ、１１…歪み計、１２…歪み計、１３…歪み計、１４…データ処理装置、１９…道路、９１…橋脚、９２…橋桁、９３…床版、９４…舗装、１０１…メモリ、１０２…プロセッサ、１０３…通信ＩＦ、１０４…表示装置、１０５…操作装置、１４１…記憶手段、１４２…計測データ取得手段、１４３…ピーク値特定手段、１４４…速度特定手段、１４５…車重指標値特定手段、１４６…補間手段、１４７…計時手段、１４８…走行位置特定手段、１４９…車重特定手段、９２１…下フランジ、９２２…ウェブ、９２３…上フランジ、９２４…トラフリブ、９２５…横リブ、９５１…車線、９５２…車線

Claims (7)

1. 交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する走行位置特定手段を備える
   走行位置特定装置。
2. 前記複数の計測位置の各々において継続的に計測された前記構造物の位置変化の程度を示す計測値のピーク値を特定するピーク値特定手段を備え、
   前記走行位置特定手段は、前記ピーク値特定手段により前記複数の計測位置の各々に関し特定されたピーク値の比率に基づき前記位置の特定を行う
   請求項１に記載の走行位置特定装置。
3. 前記走行位置特定手段は、前記横断方向における複数の位置の各々に応じた基準となる比率と前記計測値の比率とを比較することにより前記位置の特定を行う
   請求項１または２に記載の走行位置特定装置。
4. 前記複数の計測位置は３以上の計測位置であり、
   前記走行位置特定手段は、複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記構造物の位置変化の程度を示す計測値から大きい順に所定数を選択し、当該選択した計測値の比率に基づき前記位置の特定を行う
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走行位置特定装置。
5. 交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を計測するステップと、
   前記計測するステップにおいて前記複数の計測位置において計測された位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定するステップと
   を備える走行位置特定方法。
6. コンピュータに、
   交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する処理
   を実行させるためのプログラム。
7. コンピュータに、
   交通路の横断方向における複数の計測位置の各々において実質的に同時に計測された前記交通路を構成する構造物の位置変化の程度を示す計測値の比率に基づき、前記交通路を走行した車両の前記横断方向における位置を特定する処理
   を実行させるためのプログラムを持続的に記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images