JPH02193095A

JPH02193095A - 路面温度の予測装置

Info

Publication number: JPH02193095A
Application number: JP1276589A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tamaki; 玉木　研治
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-01-21
Filing date: 1989-01-21
Publication date: 1990-07-30
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH06100662B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、たとえば自動車道路などにおける路面の凍結
を予測するためなどに使用される路面温度の予測装置に
関する。

従来の技術路面の凍結による自動車事故を防止するために路面の凍
結を予測し、凍結注意の表示などを行うことは重要であ
る。

従来から、路面の凍結を予測するために以下に説明する
ような装置が用いられている。

すなわち各種測定装置によって、気温・路面温度・降水
量・風速などを実際に測定し、得られたデータに基づい
てその測定時刻から予め定めた時間の経過後の路面温度
を予測する。このとき路面温度を予測する地点における
過去の路面温度・気温などを気象データを統計的に分析
、処理し、これによって前記測定値に重みけけをして路
面温度の予測値が得られる。

発明が解決しようとする課題上記従来技術では、１９の急変による路面の凍結などを
予測することはできない、たとえば日没後、急に晴天と
なり、放射冷却現象によって路面温度が急激に低下した
場きには、従来技術では路面の凍結を予測することがで
きなかった。このように気象の急変したときには、運転
手は路面の凍結を予想することが困難であるので、この
ような場きに路面の凍結の注意表示を行うことができる
路面温度の予測装置が要望されている。

また過去の路面温度、気温などの気象データを統計的に
処理しているので、データが平均化され、局地的な路面
温度の予測を行うことができない。

路面の凍結は、局地的に発生することがあり、上述した
路面温度の予測装置では局地的な気象状況の変化を予測
することができないので、道路管理における雪氷作業な
どのためには不充分であった。

したがって本発明の目的は、気象の急変時および局地的
な気象の変化時にも精度よく路面温度を予測することが
できる路面温度の予測装置を提供することである。

課題を解決するための手段本発明は、路面の熱収支量を測定する熱収支量測定手段
と、前記熱収支量測定手段によって測定された熱収支量を含
むデータに基づいて、路面温度の予測値を演算する演算
手段とをきむことを特徴とする路面温度の予測装置であ
る。

作　　用本発明に従えば、演算手段は、熱収支量測定手段によっ
て測定された路面の熱収支量を含むデータに基づいて、
路面温度の予測値を演算する。

路面の熱収支量は、気象状態が急変した場合にも、その
気象の急変に対して敏感に、その数値を変化する。した
がって路面の熱収支量を含むデータに基づいて路面温度
を予測するので、気象急変時においても精度の高い路面
温度の予測を行うことができる。しかも、路面の熱収支
量は局地的な測定によって得られるので、局地的な気象
の変化に対しても、正確な路面温度の予測を行うことが
できる。

たとえば日没後に急に晴天となり、放射冷却現象によっ
て路面温度が急激に低下した場合には路面から熱量が大
気中に放出される。これによって路面温度は急激に低下
するが、このような場合にも、熱収支量を測定すること
によって路面温度の変化の度きいを知り、路面温度の予
測を行うことが可能となる。

実施例第１図は、本発明の一実施例の路面温度の予測装置１の
構成を示すブロック図である。予測装置１は、各種測定
装置２〜７と、中央処理装置９と、入力装置１１と、熱
収支量測定手段である熱収支量測定装置１３とを含んで
構成される。

気温測定装置２は、この気温測定値Ｗ、２が設置されて
いる地点の気温を測定し、測定値ＤＡＩをオンライン回
線で中央処理袋！９に送出する。

風向測定装置３は、この風向測定装置３が設置されてい
る地点における風向を測定し、測定値ＤＡ２をオンライ
ン回線で中央処理装置９に送出する。

ｍ速測定装置４は、この風速測定装置４が設置されてい
る地点における風速を測定し、測定値ＤＡ３をオンライ
ン回線で中央処理装置９に送出する。

降水量測定装置５は、この降水量測定装置５が設置され
ている地点における降水量を測定し、測定値ＤＡ４をオ
ンライン回線で中央処理装置９に送出する。

路面温度測定装置６は、この路面温度測定装置６が設置
されている路面における温度を測定し、測定値ＤＡ５を
オンライン回線で中央処理装置９に送出する。

また路面温度測定装置６からの測定値ＤＡ５は、演算回
路２５に与えられている。さらに地中温度測定装置７か
らの測定値ＤＡ６は演算回路２５に与えられる。路面温
度測定装置６と、地中温度測定装置７と、演算器２５と
が路面の熱収支Ｊｌ測定手段である熱収支量測定装置１
３を構成している。

また路面温度測定装置６と地中温度測定装置７とは、後
述するユニット２１として一体的に構成されている。路
面の温度収支ｉｌ！！！定装置１３からの測定値ＤＡ７
は、中央処理装置９にオンライン回線で送出される。

さらに中央処理装置ｉ９には、後述するように過去の気
象データに基づいてそのデータに演算処理を施して得ら
れた係数値Ａｉｊを記憶するための記憶装置１０、また
後述する高層気象データを入力するための入力装置１１
が備えられる。入力装Ｗ１１１からの高層気象データは
、データＤＡ８〜ＤＡｎとして中央処理袋Ｗｔ９に入力
される。

上述したデータＤＡＩ〜Ｄ　Ａ　ｒ＊に演算処理を施し
て得られた路面温度の予測値は、たとえば表示装置１２
に表示される。

第３図は路面の熱収支Ｉ測定装置１３を示す平面図であ
り、第４図は第３図の切断面線ＩＶ−ｆＶから見た断面
図である。温度差測定ユニット〈以下、「ユニット」と
称する）２１は２路面２３に埋設され、たとえば温度に
よって電気抵抗値の変化する抵抗体を含む複数の測定管
（後述）を備えている。測定管で測定された抵抗値を表
す信号は、ケーブル２２を介して演算器２５に与えられ
る。演算器２５は測定された抵抗値に基づいて各測定管
の測定温度の差を算出し、これによって路面２３での熱
収支量が演算される。演算器２５からの出力信号はデー
タＤＡ７として中央処理装置９に出力される。

このような路面の熱収支測定装置を施工するにあたって
は、路面２３は前記ユニット２１およびケーブル２２を
埋設できる程度に掘削される。ユニット２１とケーブル
２２とを設置した後、隙間にはコンクリートなどが充填
されて埋設が完了する。ケーブル２２は、道路槽から演
算器２５までたとえば道路脇を道路に沿って敷設される
。

第５図はユニット２１の構造を示す平面図であり、第６
図はユニット２１の側面図である９、ユニット２１は、
モルタルブロック３０に固定される３本の測定管を含ん
で構成される０モルタルブロック３０には、その上面（
第６図上方）３０ａから深さＬｌの位置に２本の測定管
が埋め込まれ、・この２本の測定管６ａ、６ｂが路面温
度測定装置６を構成している。また上面３０ａがら深さ
Ｌ３の位置に１本の測定管が埋め込まれており、この測
定管が地中温度測定装置７を構成している。深さＬｌ、
Ｌ３は、たとえばＬＬ＝１ｃｍ、Ｌ３＝５ｃｍである。

各測定管の先端部は、モルタルブロック３０から露出し
ており、この先端部に接触する物体の温度が測定される
。第６図上方の２本の測定管６ａ、６ｂの他端部には、
ケーブル２２ａが、そしてもう１本の測定管の他端部に
はケーブル２２ｂが接続される。ケーブル２２ａとケー
ブル２２ｂとがケーブル２２を構成する。また上面３０
ａから深さＬｌの位置に埋め込まれる２本の測定管６ａ
、６ｂのうちの１本は、タイヤチェンやスパイクタイヤ
などを装着した車両に起因する振動などによる破損を考
慮して予備として配設されている。

Ｌｉｄ−ｔＯのとき、路面温度測定装置６と地中温度測
定装置７との埋設された深さの差Ｌ２＝Ｌ３−Ｌ１、お
よび再測定装置６．７による測定温度の差ΔＴと、路面
の熱収支量ΔＱとの間には、次式で示される関係がある
。

ΔＱ＝Ｃ／Ｒ−Ｌ２・ΔＴ　　　　　　　　・・・（１
）ここでＣは地中の単位体積あたりの熱容量であり、Ｒ
は地中の熱伝導率である。演算器２５は、この式に相当
する演算を行って路面の熱収支量を表す測定値ＤＡ７を
中央処理袋！９に出力する。

このような予測装置１は、たとえばタ方１６時頃までに
収集された気象データの測定値ＤＡＩ〜ＤＡｎをもとに
、今夕から翌朝までの路面温度の予測を行う、路面温度
の予測の方法は、たとえば線形多重回帰式法が用いられ
る。入力装置１１からは、たとえば気象庁による気象観
測用気球から得られる５００ｍｂ、７００ｍｂ、８５０
ｍｂ面の各面における高度、気温、湿度、風向および風
速などの各データが入力される。中央処理装置９は、上
述した測定値ＤＡＩ〜ＤＡ７および入力されたデータＤ
Ａ８〜ＤＡｎに基づいて次式によって路面温度の予測値
ＴＪを得る。

Ｔｊ＝ΣＡｉｊ−ＤＡｉ　　　　　　　　　・・・（２
）ｉ＝１ここで、ｊはそれぞれ予測を行う時刻、予測される時刻
およびその他の気象情況などに基づいて異なる係数値を
選択するためのパラメータであって、所望の予測値Ｔｊ
を得るために中央処理装置９は記憶装置１０からパラメ
ータｊを選択して係数値ＡｉＪを読出して演算処理を行
う。

このような比較的長時間にわたる路面温度の予測は、た
とえば雪氷作業班の待機判断などのために利用される。

第２図は、本発明の他の実施例の予測値Ｗ、４１の構成
を示すブロック図である。

予測装置４１は、各種測定装置４２〜４７と、中央処理
袋！４９と、熱収支量測定手段である熱収支量測定装置
５３とを含んで構成される。

気温測定装置４２は、この気温測定装置４２が設置され
ている地点の気温を測定し、測定値ＤＴ１をオンライン
回線で中央処理袋！４９に送出する。

風向測定装置４３は、この風向測定装置４３が設置され
ている地点における風向を測定し、測定値ＤＴ２をオン
ライン回線で中央処理装置４９に送出する。

風速測定装置４４は、この風速測定装置４４が設置され
ている地点における風速を測定し、測定１ＤＴ３をオン
ライン回線で中央処理装置４９に送出する。

降水量測定装置４５は、この降水量測定装置４５が設置
されている地点における降水量を測定し、測定値ＤＴ４
をオンライン回線で中央処理装置４９に送出する。

路面温度測定装置１ｌｆ４６は、この路面温度測定装置
４６が設置されている路面における温度を測定し、測定
値ＤＴ５をオンライン回線で中央処理装置４９に送出す
る。

また路面温度測定装置４６からの測定値ＤＴ５は、演算
回路６５に与えられている。さらに地中温度測定装置４
７からの測定値ＤＴ６は演算回路６５に与えられる。路
面温度測定装置４６と、地中温度測定装置４７と、演算
回路６５とが路面の熱収支量測定手段である熱収支量測
定装置５３を構成している。また路面温度測定装置ｔ４
６と地中温度測定装置４７とは、前述したユニット２１
と同様なユニット６１として一体的に構成されている。

路面の温度収支ｌ測定袋！５３からの測定１直ＤＴ７は
、中央処理装置４９にオンライン回線で送出される。

さらに中央処理装置４９には、後述するように過去の気
象データに基づいてそのデータに演算処理を施して得ら
れた係数値Ｂｉｊを記憶するための記憶装置５０が備え
られる。

上述したデータＤＴＩ〜ＤＴ７に演算処理を施して得ら
れた路面温度の予？！Ｉｍは、表示装置５２に表示され
る。

このような予測装置４１は、たとえば１９時〜０８時ま
での時間帯の毎時に、２〜３時間後の路面温度の予測を
行う、路面温度の予測の方法は、たとえば線形多重回帰
式法が用いられる。このような測定値ＤＴ１〜ＤＴ７に
基づいて次式によりて中央処理装置４９は、路面温度の
予測値Ｓｊを得る。

ｓｊ＝ΣＢｉｊ−ＤＴｉ　　　　　　　　　・・・（３
）ｉ＝１ここで、ｊはそれぞれ予測を開始する時刻、予測される
時刻およびその他の気象情況などに基づいて異なる係数
値を選択するためのパラメータであって、所望の予測値
Ｓｊを得るために中央処理装置４９は記憶装置５０から
パラメータｊを選択してその係数値ＢｉＪを読出して演
算処理を行う。

このような比較的短時間の路面温度の予測は、たとえば
待機中の雪氷作業班の出動タイミングの判断および作業
手順、作業区間、作業の優先順位などの判断に利用され
る。

上述したような比較的長時間の予測および短時間の予測
は、同一の装置によって実現することができる。

このように本実施例において、路面の熱収支および各種
気象データに基づいて路面温度を予測するようにしたの
で、気象データに基づいて空間的、時間的に大局的な予
測を行うとともに、熱収支量に基づいて局地的な気象条
件の変化、あるいは急激な気象条件の変化にも十分に追
随することができる。したがって非常に精度の高い路面
温度の予測値を得ることができる。このためたとえば雪
氷作業のために、このような予測装置を用いれば雪氷作
業判のｆヤ業を無駄なく行うことができ、効果的、かつ
経済的な道路管理を実現することができる。

本実施例においては、熱収支量測定手段として路面下の
異なる深さに埋設された温度測定手段の測定温度の差に
よって路面の熱収支量を求めるようにしたけれども、た
とえば純放射計などと称される熱収支量測定装置を使用
することもできる。

発明の効果以上説明したように本発明によれば、局地的あるいは急
激な気象情況の変化に起因する路面温度の急激な変化に
も十分追随し、非常に精度の高い路面温度の予測を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の路面温度の予測袋Ｗ１の構
成を示すブロック図、第２図は本発明の他の実施例の路
面温度の予測装置４１の構成を示すブロック図、第３図
は熱収支量測定装置１３の構成を示す平面図、第４図は
第３図の切断面線■■から見た断面図、第５図は熱収支
量測定装置１３のユニット２１の構成を示す平面図、第
６図はユニット２１の側面図である。１．４１・・・予測装置、２．４２・・・気温測定装置
、３．４３・・・風向測定装置、４．４４・・・風速測
定装置、５．４５・・・降水量測定装置、６．４６・・
・路面温度測定装置、７．４７・・・地中温度測定装置
、９゜４９・・・中央処理装置、１０．５０・・・記憶
装置、１１・・・入力装置、１３．５３・・・熱収支量
測定装置、２１．６１・・・ユニット、２５．６５・・
・演算器節図

Claims

【特許請求の範囲】

路面の熱収支量を測定する熱収支量測定手段と、前記熱
収支量測定手段によって測定された熱収支量を含むデー
タに基づいて、路面温度の予測値を演算する演算手段と
を含むことを特徴とする路面温度の予測装置。