JP2008297872A

JP2008297872A - 路面性状検知装置における路面性状検知方法

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Publication number: JP2008297872A
Application number: JP2007148079A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Igarashi; 久敬五十嵐
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: JP5203638B2

Abstract

【課題】一般車両の渋滞が発生する道路の数を低減させる路面性状検知装置における路面性状検知方法を提供する。
【解決手段】道路１６を走行した車両１１からの路面性状情報を、路面状態検知装置としてのセンタ装置３２又は路側通信装置２１〜２３にて統計処理することにより道路１８の路面状態を推測する。すなわち、道路１６と道路１８とが互いに略同一の仕様又は修繕履歴を有していれば、車両１１を道路１６、１８にそれぞれ走行させて路面性状情報を測定しても、同一の路面性状情報が得られることが予想されるので、道路１６にのみ車両１１を走行させる。これにより、道路１８では、一般車両としての車両１２の走行規制が不要となるので、車両１１に起因する車両１２の渋滞は発生しない。
【選択図】図１

Description

この発明は、道路上に路面性状測定車両を走行させることで得られた該道路の路面性状情報に基づいて、前記道路の路面状態を路面性状検知装置にて検知する路面性状検知方法に関する。

従来より、道路上に路面性状測定車両を走行させて、当該道路の路面のひび割れ、わだちの性状、路面の平坦性等を測定し、測定されたこれらの路面性状情報に基づいて前記道路の維持修繕計画を作成するシステムが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−８４９３０号公報（段落［００２３］〜［００２８］、［００３２］〜［００４１］、［００４８］〜［００５０］、［００５５］〜［００５９］）

ところで、例えば、同時期に路面が舗装され、あるいは、同時期に舗装の修繕が行われた、路面の舗装状態や舗装工事の履歴が互いに略同一の複数の道路では、各道路上に路面性状測定車両をそれぞれ走行させると、同一の路面性状情報が得られ、結果的に、同じ維持修繕計画が立てられるものと予想される。

しかしながら、上記の特許文献１に開示されているシステムは、例え、路面の舗装状態や舗装工事の履歴が互いに略同一であっても、それぞれの道路に対して路面性状情報を得るために前記各道路に路面性状測定車両を走行させるようにしている。この結果、前記各道路では、前記路面性状測定車両の走行中（路面性状情報の測定中）は一般車両の走行が規制されるので、該各道路では一般車両の渋滞が発生する可能性がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、一般車両の渋滞が発生する道路の数を低減させる路面性状検知装置における路面性状検知方法を提供することを目的とする。

この発明に係る路面性状検知方法は、一の道路に路面性状測定車両を走行させて当該一の道路に関わる複数の路面性状情報を前記路面性状測定車両にて測定し、測定された前記各路面性状情報に基づいて前記一の道路の路面状態を検知する路面性状検知装置における路面性状検知方法において、前記一の道路における前記各路面性状情報の分散及び平均値を求めるステップと、前記一の道路と略同一の仕様又は修繕履歴を有する他の道路の路面状態を判別する判別関数に、前記他の道路を走行する他の車両が測定した当該他の道路の路面性状情報と、前記分散と、前記平均値とを代入して、前記判別関数の値を算出するステップと、前記判別関数の値が所定の閾値を下回る場合に、前記他の道路の路面状態が異常な状態にあるものと判断するステップとを有することを特徴とする。

この発明によれば、前記一の道路を走行した前記路面性状測定車両から得られた路面性状情報を前記路面性状検知装置にて統計処理することにより前記他の道路の路面状態が推測される。すなわち、前記一の道路と前記他の道路とが互いに略同一の仕様又は修繕履歴を有していれば、前記路面性状測定車両を前記一の道路と前記他の道路とにそれぞれ走行させて路面性状情報を測定しても、同一の路面性状情報が得られることが予想されるので、前記一の道路にのみ前記路面性状測定車両を走行させる。

このように、前記路面性状測定車両にて測定された前記一の道路に関わる路面性状情報を前記路面性状検知装置にて統計処理することにより、前記他の道路の路面性状情報を前記路面性状測定車両で測定することなく、当該他の道路の路面状態を効率よく推測することができる。また、前記路面性状測定車両は前記一の道路のみ走行すればよいので、前記他の道路では、一般車両である前記他の車両の走行規制が不要となり、前記路面性状測定車両に起因する前記他の道路での前記一般車両の渋滞は発生しない。従って、この発明によれば、一般車両の渋滞が発生する道路の数を低減させることができる。

この発明によれば、一般車両の渋滞が発生する道路の数を低減させることが可能となる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明に係る路面性状検知装置における路面性状検知方法の一実施形態が適用された路面性状検知システム１０のインフラストラクチャー構成例の一部を示している。

この路面性状検知システム１０は、矢印で示す方向が通行方向である道路１６、１８上に、地点Ａ〜Ｃに異なるＩＤを有する路側通信装置２１〜２３が設置され、道路１６上では、車両（路面性状測定車）１１が地点Ｂに設置された路側通信装置２２の通信範囲内に存在し、道路１８上では、一般車両としての車両（他の車両）１２が地点Ｃに設置された路側通信装置２３の通信範囲内に存在している。

路側通信装置２１〜２３は、ネットワーク３０を介して他の情報収集・提供装置としてのセンタ装置３２とリアルタイムな通信が可能に構成されている。

図２は、図１例の道路情報収集・提供システム１０のシステム構成例を示している。

図２から分かるように、道路情報収集・提供システム１０は、センタ装置３２と、このセンタ装置３２に対してネットワーク３０を介して無線ＬＡＮで接続される路側通信装置２１〜２３と、この路側通信装置２１〜２３と無線通信可能な車両１１、１２とから構成されている。

車両１１、１２は、それぞれ、制御部（ＣＰＵ）１００を有し、制御部１００には、自己の位置を特定するためのＧＰＳ装置１０２、ナビゲーション装置の表示部を兼ねる表示部１０４、車速を検出する車速センサ１０６、車両の振動を検出する振動センサ１０８、外気温を測定する温度センサ１１０、無線送受信部１１８及び状態取込部１２０が接続されている。

状態取込部１２０には、アクセル開度センサ１２２、ブレーキ圧力センサ１２４、ワイパーセンサ１２６、ハンドルセンサ１２８、シートセンサ１３０、アンチロックブレーキ機構（ＡＢＳ）１３２、横滑り防止機構（ＥＰＳ）１３４及びムービーカメラ１３６が接続されている。

状態取込部１２０は、これらセンサ類で取り込まれた情報を制御部１００に送る。すなわち、状態取込部１２０は、例えば、ハンドルセンサ１２８で検出された車両１１、１２の操作者によるハンドル操作量を制御部１００に出力する。

制御部１００は、該制御部１００及び状態取込部１２０に接続されるセンサ類で得た情報を、車両１１、１２の路面性状情報として無線送受信部１１８から送信する。すなわち、制御部１００は、振動センサ１０８で検出した車両１１、１２の振動の大きさや、前記ハンドル操作量に相当する振動の大きさを、無線送受信部１１８を介して通信範囲内に存在する路側通信装置２１〜２３に送信する。

そして、車両１１は、道路１６を定期的に走行して、当該道路１６の路面性状｛例えば、道路１６の路面のひび割れ、わだちの性状、路面の平坦性（凹凸）｝を測定し、測定結果を路面性状情報（前記各振動の大きさ）として路側通信装置２２に送信する路面性状測定車両である。従って、車両１１は、道路１６に対する路面性状の測定（調査）は行うが、他の道路１８に対する路面性状の測定（調査）は特に行わない。なお、車両１１は、前述した路面性状測定車両に代えて、振動センサ１０８や、ハンドルセンサ１２８や、路側通信装置２１〜２３との通信機能を備えている一般車両を採用することも可能である。

一方、車両１２は、道路１８を走行した際に、路側通信装置２３に対して車両１２の振動の大きさ等の路面性状情報を送信可能な一般車両である。従って、車両１２は、道路１８上を走行して路側通信装置２３に対し道路１８に関わる路面性状情報を送信する。

また、道路１８は、道路１６と略同一の仕様又は修繕履歴を有する他の道路であり、具体的には、道路１６と同時期に同一の舗装仕様にて路面が舗装され、さらに、該道路１６と同時期に舗装の修繕が行われた道路をいう。

路側通信装置２１〜２３は、車両１１、１２から受信した前記各路面性状情報をセンタ装置（路面性状検知装置）３２に送信する。

センタ装置３２は、路側通信装置２１〜２３から受信した各路面性状情報に対して後述する統計処理等の所定の処理を施すことで、車両１１、１２が走行した道路１６、１８の路面状態に問題があるか否か（例えば、舗装を修繕する程度の路面のひび割れや凹凸があるか否か）を判定する。

なお、路側通信装置２１〜２３は、車両１１、１２から受信した前記各路面性状情報をセンタ装置に送信することなく、前記各路面性状情報に対して前記統計処理を行い、道路１６、１８の路面状態を判定することも可能である。この場合には、路側通信装置２１〜２３が路面性状検知装置として機能する。

従って、センタ装置３２又は路側通信装置２１〜２３は、車両１１、１２から得られた各路面性状情報より、例えば、所定の道路区間（図１では、車両１１、１２が路側通信装置２１〜２３に路面性状情報を送信可能な該路側通信装置２１〜２３の通信範囲内での道路区間）では、道路１６（一の道路）の路面について舗装の修繕を要する程度の路面のひび割れや凹凸が発生していることを推測し、さらに、道路１６と略同一の仕様又は修繕履歴を有する道路１８でも、同様の舗装の修繕が必要であるものと判断する。

路側通信装置２１〜２３は、制御部（ＣＰＵ）２００を有し、制御部２００には、データメモリ２０１に格納されているデータや、車両１１、１２からの路面性状情報のデータに対して統計処理等の所定の処理を行う処理部２０２、ＬＡＮ接続部２０８及び無線送受信部２１０が接続されている。

路側通信装置２１〜２３の無線送受信部２１０は、通信範囲内に入った車両１１、１２の無線送受信部１１８と無線により情報の送受を行う。路側通信装置２１〜２３のＬＡＮ接続部２０８は、ネットワーク３０を介してセンタ装置３２に無線接続されるとともに、他の路側通信装置２１〜２３のＬＡＮ接続部２０８に対してもネットワーク３０を介して無線接続される（図１参照）。

センタ装置３２は、制御部３００を有し、制御部３００には、データメモリ３１６に格納されているデータに対して統計処理等の所定の処理を行う処理部３１８及びＬＡＮ接続部３２０が接続されている。

センタ装置３２のＬＡＮ接続部３２０は、ネットワーク３０を介して路側通信装置２１〜２３のＬＡＮ接続部２０８に対して無線接続される。

制御部１００、２００、３００及び処理部２０２、３１８は、それぞれ、図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムを実行することで各種機能実現手段として機能する。

路面性状検知システム１０は、基本的には以上のように構成され、且つ動作するものであり、次に、この実施形態に係る路面性状検知システム１０の作用及び効果について、図３のフローチャートと図４Ａ及び図４Ｂの表に基づいて説明する。

ここでは、センタ装置３２が車両１１、１２からの路面性状情報に対して統計処理を行うことにより、道路１６の路面状態や、道路１６と略同一の使用及び修繕履歴を有する道路１８の路面状態を判定する場合について説明する。従って、路面性状測定車両としての車両１１は、道路１６の路面性状の測定（調査）は行うが、道路１８の路面性状の測定（調査）は行わない。

先ず、ステップＳ１において、センタ装置３２は、車両１１、１２から路側通信装置２２、２３を経由して受信した路面性状情報を、図４Ａ及び図４Ｂに示す表のデータベースにまとめデータメモリ３１６（図２参照）に格納する。

この場合、車両１１、１２内の振動センサ１０８は、道路１６、１８を走行する車両１１、１２の振動の大きさを検出して制御部１００に出力し、ハンドルセンサ１２８は、車両１１、１２の操作者によるハンドル操作量を検出して状態取込部１２０を介し制御部１００に出力する。車両１１の制御部１００は、前記振動の大きさ及び／又は前記ハンドル操作量に相当する振動の大きさを路面性状情報として、無線送受信部１１８を介し路側通信装置２２に送信し、車両１２の制御部１００は、前記振動及び／又は前記ハンドル操作量に相当する振動の大きさを路面性状情報として、無線送受信部１１８を介し路側通信装置２３に送信する。路側通信装置２２は、車両１１から受信した路面性状情報をセンタ装置３２に送信し、路側通信装置２３は、車両１２から受信した路面性状情報をセンタ装置３２に送信する。

センタ装置３２の処理部３１８は、先ず、車両１１、１２から受信した路面性状情報（サンプル）毎に、車両１１、１２の車種と、前記路面性状情報としての振動の大きさとが収容された図４Ａ及び図４Ｂに示すデータベースを作成し、このデータベースをデータメモリ３１６（図２参照）に格納する。

図４Ａに示す車両１１に関するデータベースでは、各サンプルに対して、車両１１の車種と振動の大きさＯｉ、Ｎｉ（ｉ：任意の整数）とが所定の箇所に格納されている。一方、図４Ｂに示す車両１２に関するデータベースでは、各サンプルに対して、車両１２の車種と振動の大きさＳｉ（ｉ：任意の整数）とが所定の箇所に格納されている。

また、図１では、道路１６上で１台の車両１１を走行させ、道路１８上で１台の車両１２を走行させているので、図４Ａ及び図４Ｂの車種の欄には、全て「小型」の文字が付されている。なお、車両１１、１２から前記路面性状情報を送信する際に、例えば、前記路面性状情報に対し車両に備わるＩＤを付加して路側通信装置２２、２３に送信することにより、センタ装置３２では、このＩＤを識別することで、当該車両１１、１２の車種が「小型」であることを識別することができる。

そして、処理部３１８は、図４Ａに示す車両１１の路面性状情報としての振動の大きさＯｉ、Ｎｉについて、所定の閾値を上回るか否かを判断する。すなわち、処理部３１８は、前記振動が前記閾値を上回る場合（振動Ｎｉ）に、このサンプルは「問題あり」と判定する（図４Ａ参照）。一方、処理部３１８は、前記振動が前記閾値を下回る場合（振動Ｏｉ）に、このサンプルは「問題なし」と判定する。なお、図４Ａに示すように、「問題なし」と判定されたサンプルの振動の大きさはＯｉであり、「問題あり」と判定されたサンプルの振動の大きさはＮｉである。

ここで、「問題あり」とは、道路１６の路面について舗装の修繕が必要であることを示し、一方で、「問題なし」とは、道路１６の路面について舗装の修繕が必要ではないことを示している。

また、図４Ａは、路面性状測定車両としての車両１１による道路１６の路面性状の測定結果に関わるデータベースであるので、「調査結果」の欄には、「問題あり」又は「問題なし」の文言が記載されている。一方、車両１１は、道路１８を走行することがないので、図４Ｂでの「調査結果」の欄には、「調査せず」の文言が記載される。

次に、ステップＳ２において、処理部３１８は、データメモリ３１６に格納されている車両１１（図１及び図２参照）に関するデータベース（図４Ａ参照）について、「問題なし」と判定されたサンプルのデータ数Ｎ０と振動の大きさＯｉとから、「問題なし」と判定された振動の大きさＯｉの平均値μ０と、平均値μ０と振動の大きさＯｉとの差の自乗の総和Ｓ０とを、下記の（１）式及び（２）式に従って算出する。
μ０＝ΣＯｉ／Ｎ０（１）
Ｓ０＝Σ（Ｏｉ−μ０）² （２）

但し、Σは、（１）式ではｉ＝１〜Ｎでの振動の大きさＯｉの総和を示す数学
記号であり、（２）式ではｉ＝１〜Ｎでの（Ｏｉ−μ０）²の総和を示す数学記号である。

また、処理部３１８は、「問題あり」と判定されたサンプルのデータ数ＮＮと、振動の大きさＮｉとから、「問題あり」と判定された振動の大きさＮｉの平均値μＮと、平均値μＮと振動Ｎｉとの差の自乗の総和ＳＮとを、下記の（３）式及び（４）式に従って算出する。
μＮ＝ΣＮｉ／ＮＮ（３）
ＳＮ＝Σ（Ｎｉ−μＮ）² （４）

但し、Σは、（３）式ではｉ＝１〜Ｎでの振動の大きさＮｉの総和を示す数学
記号であり、（４）式ではｉ＝１〜Ｎでの（Ｎｉ−μＮ）²の総和を示す数学記号である。

そして、処理部３１８では、「問題あり」及び「問題なし」と判定された全てのサンプルについて、振動の大きさＯｉ、Ｎｉの平均値μと、振動の大きさＯｉ、Ｎｉの分散σ²とを、下記の（５）式及び（６）式に従って算出する。
μ＝（μ０＋μＮ）／２（５）
σ²＝（Ｓ０＋ＳＮ）／（Ｎ０−１＋ＮＮ−１）² （６）

次に、ステップＳ３において、処理部３１８は、車両１２での振動の大きさＳｉと、平均値μと、平均値μ０と、平均値μＮと、分散σ²とを、道路１８の路面状態を判別する下記の（７）式の判別関数Ｚに代入し、判別関数Ｚの値を算出する。
Ｚ＝（Ｓｉ−μ）×（μ０−μＮ）／σ² （７）

次に、ステップＳ４において、処理部３１８は、判別関数Ｚの値が０を下回る（Ｚ＜０）か否かを判断する。判別関数Ｚの値が０以上である場合（Ｚ≧０）には、処理部３１８は、道路１６に対して略同一の舗装仕様及び舗装工事履歴である道路１８については、舗装の修繕は不要であり、従って、「問題なし」と判断する（ステップＳ５）。一方、判別関数Ｚの値が０を下回る場合（Ｚ＜０）には、処理部３１８は、道路１８については、舗装の修繕を行う必要があり、従って、「問題あり」と判断する（ステップＳ６）。

このように、本実施形態によれば、道路１６を走行した車両１１から得られた路面性状情報を、路面状態検知装置としてのセンタ装置３２又は路側通信装置２１〜２３にて統計処理することにより道路１８の路面状態が推測される。すなわち、道路１６と道路１８とが互いに略同一の仕様又は修繕履歴を有していれば、車両１１を道路１６、１８にそれぞれ走行させて路面性状情報を測定しても、同一の路面性状情報が得られることが予想されるので、道路１６にのみ車両１１を走行させる。

このように、車両１１にて測定された道路１６に関わる路面性状情報を、センタ装置３２又は路側通信装置２１〜２３にて統計処理することにより、道路１８の路面性状情報を車両１１で測定することなく、当該道路１８の路面状態を効率よく推測することができる。また、車両１１は道路１６のみ走行すればよいので、道路１８では、一般車両としての車両１２の走行規制が不要となり、車両１１に起因する車両１２の渋滞は発生しない。従って、この実施形態によれば、一般車両の渋滞が発生する道路の数を低減させることができる。

なお、前述した実施形態において、車両１１、１２は、路面性状情報を暗号化して路側通信装置２２、２３に送信し、路側通信装置２２、２３又はセンタ装置３２では、受信した前記路面性状情報の暗号化を解除した後に当該路面性状情報の統計処理を行うことも可能である。これにより、車両１１、１２から路側通信装置２２、２３に対して前記路面性状情報を確実に送信することが可能となる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

この発明に係る路面性状検知方法の一実施形態が適用された路面性状検知システムのインフラストラクチャー構成例の一部説明図である。図１例の路面性状検知システムのシステム構成例を示している。路面性状検知システムのフローチャートである。図４Ａは、路面性状測定車両から得られた路面性状情報のデータベースであり、図４Ｂは、一般車両から得られた路面性状情報のデータベースである。

符号の説明

１０…路面性状検知システム１１、１２…車両
１６、１８…道路２１〜２３…路側通信装置
３０…ネットワーク３２…センタ装置
１００、２００、３００…制御部

Claims

一の道路に路面性状測定車両を走行させて当該一の道路に関わる複数の路面性状情報を前記路面性状測定車両にて測定し、測定された前記各路面性状情報に基づいて前記一の道路の路面状態を検知する路面性状検知装置における路面性状検知方法において、
前記一の道路における前記各路面性状情報の分散及び平均値を求めるステップと、
前記一の道路と略同一の仕様又は修繕履歴を有する他の道路の路面状態を判別する判別関数に、前記他の道路を走行する他の車両が測定した当該他の道路の路面性状情報と、前記分散と、前記平均値とを代入して、前記判別関数の値を算出するステップと、
前記判別関数の値が所定の閾値を下回る場合に、前記他の道路の路面状態が異常な状態にあるものと判断するステップと、
を有することを特徴とする路面性状検知装置における路面性状検知方法。