JPH09166666A - 路面凍結予測方法 - Google Patents

路面凍結予測方法

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JPH09166666A
JPH09166666A JP7330391A JP33039195A JPH09166666A JP H09166666 A JPH09166666 A JP H09166666A JP 7330391 A JP7330391 A JP 7330391A JP 33039195 A JP33039195 A JP 33039195A JP H09166666 A JPH09166666 A JP H09166666A
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JP
Japan
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road surface
road
temperature
information
freezing
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JP7330391A
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English (en)
Inventor
Katsuya Otomo
克也 大友
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構成で広い範囲に亘って適用でき、し
かも凍結を事前に予測することのできる路面凍結予測方
法を提供する。 【解決手段】 道路内部に埋設した光ファイバ分布型温
度センサ2により路面1に沿った道路内部の温度分布を
測定し、この道路内部の温度分布と地上の気象情報とか
ら路面の凍結を予測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気象や道路の温度
から路面の凍結を検出する方法に係り、特に、簡素な構
成で広い範囲に亘って適用でき、しかも凍結を事前に予
測することのできる路面凍結予測方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、気温計、赤外線放射温度計及び路
面反射率計で、気温、路面温度及び水分の有無を観測
し、気温、路面温度及び路面反射率を設定値と比較する
ことによって路面の凍結を検知するものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、1台の
装置で1点の凍結しか観測できないため、道路全体の凍
結を検知するためには多数の装置を道路沿いに並べて観
測しなければならないという問題があった。また、従来
の技術は、現在の道路の凍結を検知するものであり、凍
結を事前に予測することはできないという問題があっ
た。
【0004】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、簡素な構成で広い範囲に亘って適用でき、しかも凍
結を事前に予測することのできる路面凍結予測方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、道路内部に埋設した光ファイバ分布型温度
センサにより路面に沿った道路内部の温度分布を測定
し、この道路内部の温度分布と地上の気象情報とから路
面の凍結を予測するものである。
【0006】前記気象情報は、道路脇に設置した気象セ
ンサから得られる気温、湿度、風向、風速、降水量、日
射量等の実況情報と、各量の所定時間後を予測した予測
情報とからなってもよい。
【0007】上記温度分布及び気象情報の過去の蓄積デ
ータを予めニューラルネットに学習させ、このニューラ
ルネットを用いて上記温度分布及び気象情報から所定時
間後の路面の温度分布と水分量とを予測し、これら路面
の温度分布及び水分量から路面の凍結を予測してもよ
い。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、まず、ニュ
ーラルネットの学習に必要なデータを蓄積するために、
道路内部に埋設した光ファイバ分布型温度センサにより
路面に沿った道路内部の温度分布を測定し、地上の気象
情報として道路脇に設置した気象センサにより気温、湿
度、風向、風速、降水量、日射量等の実況情報を得ると
共に気象予測装置により各量の所定時間先の予測情報を
得る。また、道路表面に設置した温度センサ及び水分量
センサで路面温度及び路面水分量を測定する。これらの
道路内部の温度分布と地上の気象情報と路面温度と路面
水分量とを一定時間間隔(5〜60分ぐらい)で観測・
蓄積し、蓄積したデータを用い、任意時点における任意
地点の道路内部温度及び気象情報と所定時間後の路面温
度及び路面水分量との関係をニューラルネットに学習さ
せておく。
【0009】このようにして学習させたニューラルネッ
トを用い、光ファイバ分布型温度センサによる現在の任
意地点の道路内部温度及び地上の気象情報から所定時間
後の任意地点の路面温度及び路面水分量を求め、求めた
路面温度及び路面水分量を設定値と比較することによっ
て所定時間後の任意地点の凍結を予測する。
【0010】本発明によれば、光ファイバ分布型温度セ
ンサを埋設した広い範囲の各地点の路面の凍結が予測で
きる。光ファイバ分布型温度センサは路面に沿った道路
内部の温度分布をその一端から測定できるので、構成が
簡素である。また、地上の気象情報は1箇所の観測結果
が上記範囲に適用できるので、構成が簡素である。
【0011】また、道路内部の温度分布と地上の気象情
報(実況情報と予測情報)とからニューラルネットを用
いて所定時間後の路面温度と路面水分量とを予測し、こ
れに基づいて凍結を予測するため、現在の路面の凍結状
況だけではなく所定時間後の路面の凍結を予測できる。
【0012】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて
説明する。
【0013】図1は、本発明の路面凍結予測方法を適用
した路面凍結予測装置を道路に設置した状態を示す。道
路表面(路面)1から深さL(0〜10cm程度)のと
ころに路面1に沿わせて光ファイバ分布型温度センサ2
を埋設し、その一端をFTR(光ファイバ分布型温度セ
ンサの光情報を温度分布に変換するもの)19に接続す
る。道路脇には、気温計3、湿度計4、風向・風速計
5、降水量計6、日射量計7等の気象センサを設置す
る。また、数時間(1〜3時間)後の気温、湿度、風
向、風速、降水量、日射量等を予測する気象予測装置8
を設置する。そして、FTR19、気象センサ及び気象
予測装置8のデータを収集して処理する処理装置9を設
ける。処理装置9は路面温度及び路面水分量を予測する
ニューラルネットを具備すると共にこの路面温度及び路
面水分量から路面の凍結を予測する手段を具備してい
る。上記の光ファイバ分布型温度センサ2、FTR1
9、気温計3、湿度計4、風向・風速計5、降水量計
6、日射量計7、気象予測装置8はいずれも公知のもの
を使用してよい。
【0014】図1の路面凍結予測装置により、FTR1
9で光ファイバ分布型温度センサ2の長手方向の温度分
布、即ち路面1に沿った道路内部の温度分布を測定し、
この温度分布を一定時間毎(1〜60分)に処理装置9
に取り込む。また、気象センサで気温、湿度、風向、風
速、降水量、日射量等の気象を観測し、これらの実況情
報を上記温度分布と同様に一定時間毎に処理装置9に取
り込む。また、気象予測装置8で、所定時間(1〜3時
間)後の気温、湿度、風向、風速、降水量、日射量等を
予測し、これらの予測情報を同様に一定時間毎に処理装
置9に取り込む。そして、処理装置9において、これら
の取り込んだデータから光ファイバ分布型温度センサ2
を埋設した範囲の路面1の所定時間tP(1〜3時間)
先の凍結を予測する。
【0015】図2は、処理装置9で路面1の凍結を予測
する処理の流れを示す。
【0016】一定時間dt毎に、FTR19から光フ
ァイバ分布型温度センサ2の温度分布(道路内部の温度
分布)を取り込み、同時に各種気象センサから各種気象
データからなる実況情報を取り込み、同時に気象予測装
置8から各種気象データの予測値からなる予測情報を取
り込む。
【0017】地点x(xは光ファイバ分布型温度セン
サ2に沿った距離を表す)を0にクリアする。
【0018】道路内部の温度分布の地点xの値と気象
情報(実況情報と予測情報)とをニューラルネットに入
力する。
【0019】ニューラルネットで、所定時間tp後の
地点xの路面温度と路面水分量とを予測する。
【0020】予測した地点xでの路面温度が設定値
(0度付近の値とする)より低いかどうか調べ、低くな
い(No)ならば地点xでは所定時間tp後に凍結しな
いと判定し、処理に移る。路面温度が設定値より低い
(Yes)ならば次の処理に移る。
【0021】予測した地点xでの路面水分量が設定値
より多いか調べ、多くない(No)ならば地点xでは所
定時間tp後に凍結の可能性有りと判定し、多い(Ye
s)ならば地点xでは所定時間tp後に凍結の可能性大
と判定する。
【0022】地点xを適当な距離dx(50〜200
cm)増やす。
【0023】地点xが設定値(光ファイバ分布型温度
センサ2の長さ)より大きいか調べ、大きくない(N
o)ならばの処理から繰り返し、大きい(Yes)な
らばの処理から繰り返す。
【0024】このようにして、処理装置9は、光ファイ
バ分布型温度センサ2の埋設された広い範囲に亘り、距
離dx毎に路面1の凍結予測を行い、これを常時、繰り
返しすることになる。
【0025】ニューラルネットによる所定時間tp後の
地点xの路面温度及び路面水分量の予測方法を図3〜図
5をもとに説明する。
【0026】図3は、ニューラルネットの学習に必要な
データを蓄積する装置を道路(実験用道路でも可)に設
置した状態を示す。路面1から深さLのところに路面1
に沿わせて光ファイバ分布型温度センサ2を埋設してF
TR19に接続し、道路脇には、気温計3、湿度計4、
風向・風速計5、降水量計6、日射量計7等の気象セン
サを設置し、かつ各量の所定時間後を予測する気象予測
装置8を設置する。
【0027】また、温度センサとして、光ファイバ分布
型温度センサ14を光ファイバ分布型温度センサ2の真
上の路面1に布設し、FTR19に接続する。この代わ
りに、熱電対温度センサを複数個並べてもよい。そし
て、FTR19、気象センサ及び気象予測装置8のデー
タを収集して記録する記録装置13を設ける。
【0028】また、水分量センサとして、路面状況を撮
影するカメラ11を道路沿いに設置し、この映像を取り
込むVTR12を設ける。カメラ11は路面各所の水分
量が映像から読み取れるように1台乃至複数台設置す
る。
【0029】上記装置により、FTR19で路面に沿っ
た道路内部の温度分布を測定し、この温度分布を一定時
間毎に記録装置13に取り込む。また、気象センサで気
温、湿度、風向、風速、降水量、日射量等の気象を観測
し、これらの実況情報を上記温度分布と同様に一定時間
毎に記録装置13に取り込む。また、気象予測装置8
で、所定時間後の気温、湿度、風向、風速、降水量、日
射量等を予測し、これらの予測情報を同様に一定時間毎
に記録装置に取り込む。また、FTR19で光ファイバ
分布型温度センサ14の温度分布、即ち路面温度分布を
測定し、一定時間毎に記録装置13に取り込む。また、
カメラ11で路面状況を撮影し、一定時間毎にVTR1
2に映像を取り込む。この映像からは水分量が読み取れ
る。
【0030】このようにして、ニューラルネットの学習
に必要な、路面に沿った道路内部の温度分布と地上の気
象情報と路面温度と路面水分量とからなるデータを蓄積
することができる。
【0031】次に、ニューラルネットの学習を説明す
る。
【0032】図4は、蓄積したデータによるニューラル
ネットの学習のようすを示したものである。ニューラル
ネット10には、階層型のニューラルネットや、T.K
ohonenが提案した自己組織化ニューフルネット等
を用いる。いずれの場合も、入力層に、任意時刻tにお
ける任意地点xの道路内部温度と気象情報(実況情報と
予測情報)とからなる入力データ15を与えると、時刻
tから所定時間tp時間後の地点xの路面温度と路面水
分量との予測値からなる出力データ15を出力層に生じ
るように構成する。このニューラルネット10に対し、
路面に沿った道路内部の温度分布及び地上の気象情報の
蓄積したデータを入力データ15に用い、路面温度及び
路面水分量の蓄積したデータを教師データに用いて学習
させる。
【0033】次に、ニューラルネットの予測動作を説明
する。
【0034】図5は、学習済みのニューラルネットが予
測動作をするようすを示す図である。ニューラルネット
10の入力層に、現時点における任意地点xの路面内部
温度と気象情報(実況情報と予測情報)とからなる入力
データ17を与えると、出力層には、所定時間tp後の
地点xの路面温度と路面水分量との予測値からなる出力
データ18が得られる。
【0035】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0036】(1)光ファイバ分布型温度センサを埋設
する簡素な構成で、広い範囲に亘って路面の凍結が予測
できる。
【0037】(2)路面の凍結を事前に予測することが
できるので、凍結が始まる以前に凍結警報や復旧対策等
を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す路面凍結予測装置の
設置図である。
【図2】本発明による路面の凍結を予測する処理の流れ
図である。
【図3】本発明のニューラルネット学習用データを蓄積
する装置の設置図である。
【図4】本発明のニューラルネットの学習時の動作説明
図である。
【図5】本発明の学習済みのニューラルネットの動作説
明図である。
【符号の説明】
1 道路表面(路面) 2 光ファイバ分布型温度センサ 3 気温計 4 湿度計 5 風向・風速計 6 降水量計 7 日射量計 8 気象予測装置 9 処理装置 10 ニューラルネット 11 カメラ 12 VTR 13 記録装置 19 FTR

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路内部に埋設した光ファイバ分布型温
    度センサにより路面に沿った道路内部の温度分布を測定
    し、この道路内部の温度分布と地上の気象情報とから路
    面の凍結を予測することを特徴とする路面凍結予測方
    法。
  2. 【請求項2】 前記気象情報は、道路脇に設置した気象
    センサから得られる気温、湿度、風向、風速、降水量、
    日射量等の実況情報と、各量の所定時間後を予測した予
    測情報とからなることを特徴とする請求項1記載の路面
    凍結予測方法。
  3. 【請求項3】 上記温度分布及び気象情報の過去の蓄積
    データを予めニューラルネットに学習させ、このニュー
    ラルネットを用いて上記温度分布及び気象情報から所定
    時間後の路面の温度分布と水分量とを予測し、これら路
    面の温度分布及び水分量から路面の凍結を予測すること
    を特徴とする請求項1又は2記載の路面凍結予測方法。
JP7330391A 1995-12-19 1995-12-19 路面凍結予測方法 Pending JPH09166666A (ja)

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Cited By (6)

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