JPH0320700B2 - - Google Patents
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- JPH0320700B2 JPH0320700B2 JP17046081A JP17046081A JPH0320700B2 JP H0320700 B2 JPH0320700 B2 JP H0320700B2 JP 17046081 A JP17046081 A JP 17046081A JP 17046081 A JP17046081 A JP 17046081A JP H0320700 B2 JPH0320700 B2 JP H0320700B2
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- JP
- Japan
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- surface temperature
- road surface
- temperature
- ground
- radiation balance
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 11
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0003—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiant heat transfer of samples, e.g. emittance meter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0846—Optical arrangements having multiple detectors for performing different types of detection, e.g. using radiometry and reflectometry channels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J2005/066—Differential arrangement, i.e. sensitive/not sensitive
Description
この発明は、温度予測装置、とくに路面温度を
予測する装置に関する。 路面温度を予測することは、路面の凍結による
自動車のスリツプ事故を未然に防止するために路
面の凍結を予知することにおいて非常に重要であ
る。路面温度予測装置には、複数の温度計を地中
にそれぞれ異なる深さに埋設して、各地点の測定
温度にもとづいて熱伝導を解析することにより路
面温度または凍結を予測するもの、路面温度、地
中温度、気温、露点、熱放射収支量などの気象観
測諸値を測定し、これらの諸値のパターンと、あ
らかじめ設定された凍結パターンとを比較するこ
とにより凍結を予測するものがある。しかしなが
ら、これらの装置においてはいずれも、気象セン
サの数が多くなり、装置の構成も複雑となる上
に、各気象センサの設置工事も大がかりとならざ
るを得ない。最も簡単な路面温度予測装置に、路
面温度のみを測定し、過去の路面温度測定値を用
いて所要の予測式により所要時間先の路面温度を
算出するものがあるが、この装置では過去の路面
温度の蓄積結果のみを使用し、他の気象因子を用
いないために、予測精度が低く、実用上問題があ
る。 この発明は、装置の構成および気象センサの設
置工事を簡略化できるとともに、高い予測精度を
もつ温度予測装置を提供することを目的とする。 この発明による温度予測装置は、地表における
所要箇所の地表温度を測定する温度計、地表温度
測定箇所の上方に設けられ、その上方の大気から
の放射エネルギとその下方の地表からの放射エネ
ルギとの差を測定する熱放射収支計、温度計およ
び熱放射収支計による所定時間ごとの測定値を記
憶する記憶装置、ならびに記憶されている過去の
測定地表温度をデータとして用い、記憶されてい
る過去の測定熱放射収支量にもとづいて決定され
る値を定数として用いる指数平滑法または外挿法
にしたがう予測式により、所要時間先の地表温度
推定値を算出する演算装置を備えている。 地表温度は地面の有する熱量によつて定まる。
この熱量は、大気から入射する熱量と大気に放散
する熱量との差、すなわち熱放射収支量に応じて
変化する。過去の熱放射収支量の推移は、末来の
地表温度の推移に大きな影響を与える。この発明
は過去の地表温度の測定データを用いて未来の地
表温度を、指数平滑法または外挿法にしたがう予
測式により算出するにさいし、地表温度の変化の
先行指標として測定熱放射収支量を予測因子とし
て取込むために測定熱放射収支量によつて定まる
値を上記予測式の定数として用いている。指数平
滑法においては、その平滑化定数が過去の熱放射
収支量測定値にもとづいて決定される。外挿法に
おいては、移動平均をとる場合の重みが熱放射収
支量にもとづいて決定される。 この発明では気象センサとして温度計と熱放射
収支計とが用いられているだけであるから、構成
が簡単であり、かつこれらの設置工事も簡略化で
きる。また、過去の測定地表温度にもとづいて上
記予測式により未来の地表温度を算出するにさい
して、過去の測定された熱放射収支量が予測因子
として用いられている。過去の熱放射収支量は、
温度変化の先行指標となるから、温度の予想精度
を高めることができる。 以下、図面にもとづいてこの発明を路面温度の
予測に適用した実施例について詳述する。 第１図は、路面温度予測装置の道路における様
子を示している。道路Ｌの一側に支柱４が立てら
れ、この支柱４の上端付近に支持腕５が取付けら
れ、この支持腕５が道路Ｌの中央に向つてのびて
いる。支柱４には、路面の所定箇所の温度を測定
する非接触型の路面温度計１が取付け固定されて
いる。この路面温度計１は放射温度計であるが、
他の温度計も使用できるのは言うまでもない、支
持腕５には、路面温度計１による温度測定箇所の
真上の位置に熱放射収支計２が取付け固定されて
いる。放射収支計２は、その上方の大気からの放
射エネルギと下方の路面からの放射エネルギとの
差を測定するものである。路面温度計１および放
射収支計２の測定値にもとずいて路面温度を予測
する電気回路を内蔵した制御箱３が支柱４に取付
け固定されている。 第２図は、制御箱３内の電気回路を示し、第３
図はこの電気回路の各信号の一部を示している。
温度計１および収支計２からのデータの取込みお
よび路面温度の予測は中央処理装置（CPUとい
う）１０によつて制御される。CPU１０は、そ
のプログラムを格納したROM１１、後述する各
種データを記憶するRAM１２、およびデータの
サンプリング間隔Δt（たとえば10min程度）を測
定するタイマ１３を備えている。CPU１０には、
入出力制御回路１４を介して、サンプリング制御
回路１５、サンプリング回路１６，１７および出
力装置１８が接続されている。 タイマ１３が時間Δtを計時するごとに、CPU
１０の指令によつて入出力制御回路１４からサン
プリング制御信号Ｂが出力され、制御回路１５に
入力する。制御回路１５はこの信号Ｂが入力した
ときに、サンプリング信号Ｃを両サンプリング回
路１６，１７に与える。サンプリング回路１６は
AD変換機能を有し、サンプリング信号Ｃが入力
するごとに、路面温度計１の出力Ａをサンプリン
グしかつデジタル符号化し、そのデータＤを出力
する。回路１６の出力Ｄは、次のサンプリングま
でラツチされ、この間にCPU１０によつて取込
まれる。放射収支計２の出力も同様に、サンプリ
ング間隔Δtごとにデジタル符号化され、CPU１
０に取込まれる。 出力装置１８は、測定された路面温度および放
射収支量、ならびにCPU１０によつて算出され
た路面温度の予測値を出力するものであつて、レ
コーダやプリンタが用いられる。路面温度がコン
トロール・センタ（図示略）によつて監視される
場合には、出力装置１８内に、測定および予測デ
ータをセンタに伝送し、かつセンタから必要な指
令を受けるための伝送装置が組込まれる。また
CPU１０が、路面温度予測値にもとづいて路面
の凍結を予知する機能をもつ場合には、この凍結
予知も出力装置１８によつて出力される。凍結予
知出力の１つの手段として警告灯を設けることも
可能である。 第４図は、路面温度Ｔおよび放射収支量Ｒの時
間的な推移の様子を示している。路面温度Ｔは、
地面の有する熱量によつて定まる。この熱量は、
大気から入射する熱量と大気に放散する熱量との
差、すなわち熱放射収支量Ｒに応じて変化する。
過去の放射収支量Ｒの推移は、未来の路面温度
Taの推移に重大な影響を与えると考えることが
できる。この発明はこの点に着目し、過去の路面
温度の測定データを用いて未来の路面温度を所要
の予測式により算出するにさいし、路面温度の変
化の先行指標として放射収支量を予測因子として
取込んでいる。予測式としては指数平滑法、外挿
法などが用いられる。そして、指数平滑法におい
ては、その平滑化定数が、過去の放射収支量測定
値にもとづいて決定される。外挿法においては、
移動平均をとる場合の重みが放射収支量にもとづ
いて決定される。 この実施例では、修正指数平滑法が用いられて
いる。この方法は、単純指数平滑法のもつ予測値
に遅れが生じるという欠点を修正したものであ
り、過去のデータの系列が短い場合にも有効なも
のである。 第４図において、現在の時点をt0として、サン
プリング間隔Δtごとに測定された過去（現在も
含む）のＮ＋１の路面温度測定値が得られている
ものとする。各測定時点をt0、ｔ−１、ｔ−２、
…、ｔ−Ｎ＋１、ｔ−Ｎとし、これらの各時点の
測定値を、Ｔ（t0）、Ｔ（ｔ−１）、Ｔ（ｔ−２）、
…、Ｔ（ｔ−Ｎ＋１）、Ｔ（ｔ−Ｎ）で表わす。未
来のある時点tnにおける路面温度の予測値Ｔ（tn）
は次式で与えられる。 Ｔ（tn）＝（to）＋１−α（to）／α（to）・Δ（
to）＋ｎ・ Δ（to） …(1) ここでαが平滑化定数である。各時における
Ｔ、Δ、αおよびｎは次式で与えられる。（ ）
内は時点を表わしている。
予測する装置に関する。 路面温度を予測することは、路面の凍結による
自動車のスリツプ事故を未然に防止するために路
面の凍結を予知することにおいて非常に重要であ
る。路面温度予測装置には、複数の温度計を地中
にそれぞれ異なる深さに埋設して、各地点の測定
温度にもとづいて熱伝導を解析することにより路
面温度または凍結を予測するもの、路面温度、地
中温度、気温、露点、熱放射収支量などの気象観
測諸値を測定し、これらの諸値のパターンと、あ
らかじめ設定された凍結パターンとを比較するこ
とにより凍結を予測するものがある。しかしなが
ら、これらの装置においてはいずれも、気象セン
サの数が多くなり、装置の構成も複雑となる上
に、各気象センサの設置工事も大がかりとならざ
るを得ない。最も簡単な路面温度予測装置に、路
面温度のみを測定し、過去の路面温度測定値を用
いて所要の予測式により所要時間先の路面温度を
算出するものがあるが、この装置では過去の路面
温度の蓄積結果のみを使用し、他の気象因子を用
いないために、予測精度が低く、実用上問題があ
る。 この発明は、装置の構成および気象センサの設
置工事を簡略化できるとともに、高い予測精度を
もつ温度予測装置を提供することを目的とする。 この発明による温度予測装置は、地表における
所要箇所の地表温度を測定する温度計、地表温度
測定箇所の上方に設けられ、その上方の大気から
の放射エネルギとその下方の地表からの放射エネ
ルギとの差を測定する熱放射収支計、温度計およ
び熱放射収支計による所定時間ごとの測定値を記
憶する記憶装置、ならびに記憶されている過去の
測定地表温度をデータとして用い、記憶されてい
る過去の測定熱放射収支量にもとづいて決定され
る値を定数として用いる指数平滑法または外挿法
にしたがう予測式により、所要時間先の地表温度
推定値を算出する演算装置を備えている。 地表温度は地面の有する熱量によつて定まる。
この熱量は、大気から入射する熱量と大気に放散
する熱量との差、すなわち熱放射収支量に応じて
変化する。過去の熱放射収支量の推移は、末来の
地表温度の推移に大きな影響を与える。この発明
は過去の地表温度の測定データを用いて未来の地
表温度を、指数平滑法または外挿法にしたがう予
測式により算出するにさいし、地表温度の変化の
先行指標として測定熱放射収支量を予測因子とし
て取込むために測定熱放射収支量によつて定まる
値を上記予測式の定数として用いている。指数平
滑法においては、その平滑化定数が過去の熱放射
収支量測定値にもとづいて決定される。外挿法に
おいては、移動平均をとる場合の重みが熱放射収
支量にもとづいて決定される。 この発明では気象センサとして温度計と熱放射
収支計とが用いられているだけであるから、構成
が簡単であり、かつこれらの設置工事も簡略化で
きる。また、過去の測定地表温度にもとづいて上
記予測式により未来の地表温度を算出するにさい
して、過去の測定された熱放射収支量が予測因子
として用いられている。過去の熱放射収支量は、
温度変化の先行指標となるから、温度の予想精度
を高めることができる。 以下、図面にもとづいてこの発明を路面温度の
予測に適用した実施例について詳述する。 第１図は、路面温度予測装置の道路における様
子を示している。道路Ｌの一側に支柱４が立てら
れ、この支柱４の上端付近に支持腕５が取付けら
れ、この支持腕５が道路Ｌの中央に向つてのびて
いる。支柱４には、路面の所定箇所の温度を測定
する非接触型の路面温度計１が取付け固定されて
いる。この路面温度計１は放射温度計であるが、
他の温度計も使用できるのは言うまでもない、支
持腕５には、路面温度計１による温度測定箇所の
真上の位置に熱放射収支計２が取付け固定されて
いる。放射収支計２は、その上方の大気からの放
射エネルギと下方の路面からの放射エネルギとの
差を測定するものである。路面温度計１および放
射収支計２の測定値にもとずいて路面温度を予測
する電気回路を内蔵した制御箱３が支柱４に取付
け固定されている。 第２図は、制御箱３内の電気回路を示し、第３
図はこの電気回路の各信号の一部を示している。
温度計１および収支計２からのデータの取込みお
よび路面温度の予測は中央処理装置（CPUとい
う）１０によつて制御される。CPU１０は、そ
のプログラムを格納したROM１１、後述する各
種データを記憶するRAM１２、およびデータの
サンプリング間隔Δt（たとえば10min程度）を測
定するタイマ１３を備えている。CPU１０には、
入出力制御回路１４を介して、サンプリング制御
回路１５、サンプリング回路１６，１７および出
力装置１８が接続されている。 タイマ１３が時間Δtを計時するごとに、CPU
１０の指令によつて入出力制御回路１４からサン
プリング制御信号Ｂが出力され、制御回路１５に
入力する。制御回路１５はこの信号Ｂが入力した
ときに、サンプリング信号Ｃを両サンプリング回
路１６，１７に与える。サンプリング回路１６は
AD変換機能を有し、サンプリング信号Ｃが入力
するごとに、路面温度計１の出力Ａをサンプリン
グしかつデジタル符号化し、そのデータＤを出力
する。回路１６の出力Ｄは、次のサンプリングま
でラツチされ、この間にCPU１０によつて取込
まれる。放射収支計２の出力も同様に、サンプリ
ング間隔Δtごとにデジタル符号化され、CPU１
０に取込まれる。 出力装置１８は、測定された路面温度および放
射収支量、ならびにCPU１０によつて算出され
た路面温度の予測値を出力するものであつて、レ
コーダやプリンタが用いられる。路面温度がコン
トロール・センタ（図示略）によつて監視される
場合には、出力装置１８内に、測定および予測デ
ータをセンタに伝送し、かつセンタから必要な指
令を受けるための伝送装置が組込まれる。また
CPU１０が、路面温度予測値にもとづいて路面
の凍結を予知する機能をもつ場合には、この凍結
予知も出力装置１８によつて出力される。凍結予
知出力の１つの手段として警告灯を設けることも
可能である。 第４図は、路面温度Ｔおよび放射収支量Ｒの時
間的な推移の様子を示している。路面温度Ｔは、
地面の有する熱量によつて定まる。この熱量は、
大気から入射する熱量と大気に放散する熱量との
差、すなわち熱放射収支量Ｒに応じて変化する。
過去の放射収支量Ｒの推移は、未来の路面温度
Taの推移に重大な影響を与えると考えることが
できる。この発明はこの点に着目し、過去の路面
温度の測定データを用いて未来の路面温度を所要
の予測式により算出するにさいし、路面温度の変
化の先行指標として放射収支量を予測因子として
取込んでいる。予測式としては指数平滑法、外挿
法などが用いられる。そして、指数平滑法におい
ては、その平滑化定数が、過去の放射収支量測定
値にもとづいて決定される。外挿法においては、
移動平均をとる場合の重みが放射収支量にもとづ
いて決定される。 この実施例では、修正指数平滑法が用いられて
いる。この方法は、単純指数平滑法のもつ予測値
に遅れが生じるという欠点を修正したものであ
り、過去のデータの系列が短い場合にも有効なも
のである。 第４図において、現在の時点をt0として、サン
プリング間隔Δtごとに測定された過去（現在も
含む）のＮ＋１の路面温度測定値が得られている
ものとする。各測定時点をt0、ｔ−１、ｔ−２、
…、ｔ−Ｎ＋１、ｔ−Ｎとし、これらの各時点の
測定値を、Ｔ（t0）、Ｔ（ｔ−１）、Ｔ（ｔ−２）、
…、Ｔ（ｔ−Ｎ＋１）、Ｔ（ｔ−Ｎ）で表わす。未
来のある時点tnにおける路面温度の予測値Ｔ（tn）
は次式で与えられる。 Ｔ（tn）＝（to）＋１−α（to）／α（to）・Δ（
to）＋ｎ・ Δ（to） …(1) ここでαが平滑化定数である。各時における
Ｔ、Δ、αおよびｎは次式で与えられる。（ ）
内は時点を表わしている。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 地表における所要箇所の地表温度を測定する
温度計，地表温度測定箇所の上方に設けられ、そ
の上方の大気からの放射エネルギとその下方の地
表からの放射エネルギとの差を測定する熱放射収
支計，温度計および熱放射収支計による所定時間
ごとの測定値を記憶する記憶装置、ならびに記憶
されている過去の測定地表温度をデータとして用
い、記憶されている過去の測定熱放射収支量にも
とづいて決定される値を定数として用いる指数平
滑法または外挿法にしたがう予測式により、所要
時間先の地表温度推定値を算出する演算装置、 を備えた温度予測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17046081A JPS5871422A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温度予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17046081A JPS5871422A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温度予測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871422A JPS5871422A (ja) | 1983-04-28 |
| JPH0320700B2 true JPH0320700B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=15905342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17046081A Granted JPS5871422A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 温度予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5871422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9622335B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-04-11 | Mevion Medical Systems, Inc. | Magnetic field regenerator |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP17046081A patent/JPS5871422A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9622335B2 (en) | 2012-09-28 | 2017-04-11 | Mevion Medical Systems, Inc. | Magnetic field regenerator |
| US10368429B2 (en) | 2012-09-28 | 2019-07-30 | Mevion Medical Systems, Inc. | Magnetic field regenerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5871422A (ja) | 1983-04-28 |
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