JP5217462B2 - 道路情報管理装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1の技術(システム)では、図21(A)に示すように、道路222を複数のリンク242がノード244により鎖状に連結されたものと見做しているので、損傷224の位置を道路222の中心線223上の点としてしか表現できず、すなわち損傷224の位置を道幅や車線を考慮して正確に表現することができない。
しかし、道路に対する保全・点検作業の結果をデータベース化し、その結果を道路地図に表示しようとした場合には、保全・点検作業の結果を地球座標系の座標点(数値データ)として表し、それをデータベースとした方が既存の道路地図のデータベースに容易に重畳することが可能になる。
本発明の目的は、上記事実を考慮し、従来の保全・点検作業による保全箇所及び点検箇所に対する位置測定手順を基本的に変えることなく、保全箇所及び点検箇所の位置を地球座標系の座標点として得ることができる道路情報管理装置を提供することにある。
ここで、保全箇所及び点検箇所の位置データには、道路縦断方向に沿った保全箇所又は点検箇所から距離標までの路長、上下線区分、ルート区分、車線名及び、道路横断方向に沿った車線内相対位置が含まれており、これらは基本的に道路区間上における保全箇所又は前記点検箇所の相対位置を特定するためにも必要な情報であるので、請求項1に係る道路情報管理装置によれば、従来の道路保全及び点検作業による保全箇所及び点検箇所に対する位置測定手順を基本的に変えることなく、保全箇所及び点検箇所の位置を地球座標系の三次元座標点として得ることができる。
上記請求項2に係る道路情報管理装置では、表示手段が、位置変換手段により得られた緯度、軽度及び標高からなる三次元座標位置に基づいて保全箇所又は点検箇所を道路地図上に表示する。これにより、保全箇所又は点検箇所を道路地図上で容易に視認することが可能になり、更に、保全箇所及び点検箇所が標高を含む三次元座標により特定されているので、保全箇所又は点検箇所が複数本の道路が存在する立体構造区間にあった場合でも、標高により保全箇所又は点検箇所が存在する1本の道路を道路地図上で特定できる。
図1は、本発明の実施形態に係る道路情報管理装置の概略構成を示すブロック図である。図1において、道路情報管理装置には、道路を構成する要素ごとに分類された道路情報の登録と記憶を行う道路情報格納装置110、道路情報格納装置110に格納された道路情報に基づいて表示情報の出力制御を行う制御装置120、制御装置120の出力結果に基づいて路線図131を表示する路線図表示装置130、制御装置120の出力結果に基づいて構造図141を表示する構造図表示装置140が設けられている。
施設情報登録装置112は、道路付帯設備を表現する施設情報を登録することができる。管理情報登録装置113は、道路供用段階で発生する管理情報を登録することができる。区間情報記憶装置114は、区間情報登録装置111にて登録された区間情報を記憶することができる。施設情報記憶装置115は、施設情報登録装置112にて登録された施設情報を記憶することができる。管理情報記憶装置116は、管理情報登録装置113にて登録された管理情報を記憶することができる。接続情報記憶装置117は、区間情報や施設情報の相互関係を表す接続情報を記憶することができる。
表示範囲選択装置122は、路線図表示装置130にて表示された路線図131から、構造図141の出力範囲の選択を行うことができる。構造図出力装置123は、道路情報格納装置110に格納された道路情報から、表示範囲選択装置122及び表示項目切替装置124にて指定された内容を抽出し、構造図表示装置140にて表示可能な形式で出力することができる。表示項目切替装置124は、構造図表示装置140にて表示される内容の切り替えを行うことができる。表示項目編集装置125は、構造図表示装置140にて表示される内容の編集を行うことができる。
図9は、本発明の実施形態に係る道路構造図に重ね合わせされた管理情報(点検情報)の編集方法の一例を示す図である。図9において、構造図181には、アスファルト舗装の損傷情報が重ね合わせて表示されるとともに、表示項目選択画面183が合わせて表示されている。そして、アスファルト舗装の損傷情報において、例えば、オンマウス操作等によって特定の項目のみが選択されると、管理情報表示画面184が起動され、その項目についての詳細情報が表示される。
なお、損傷箇所の補修等を行った際の記録である保全情報についても、点検情報と同様に、専用の管理情報表示画面(図示省略)が設定されており、保全情報の情報表示画面をマウスクリック操作等によって起動すると、その項目についての保全情報についての詳細情報が表示されるので、変更項目の入力を行うことで、管理情報登録装置113を介して管理情報記憶装置116の管理情報(保全情報)を更新することができる。
また地図表示装置192は、位置変換装置190により得られた座標位置(緯度、経度、標高)に基づいて既存の道路地図データベースにアクセスし、座標位置(緯度、経度、標高)に対応する箇所(点検箇所又は保全箇所)をポインタ等により道路地図151上に表示する。このような操作は、例えば、制御装置120にアクセスする権限を有するクライアント端末等から実行可能となっている。
図10は、道路の幾何構造情報(道路構造モデル)を模式的に示す構成図である。道路構造モデル196は、複数個の区間198が区間端点200により鎖状に連結されて構成されている。道路構造モデル196における区間198は、上下線区分、ルート区分(左ルート、右ルート、両ルート)車線数等の道路構成が変わると新しい他の区間198として定義され、互いに隣接する区間198の間(境界)が区間端点200となる。
道路線形情報の平面線形データは、緯度方向及び経度方向に沿った平面上における道路中心線を構成する線形状を情報として保持しており、直線、円曲線、クロソイド曲線の3種類の線種の組合せで道路を表現している。それらの曲線又は直線からなる道路構造は、曲線又は直線を表す関数及び設備定数により表すことができ、これらの関数及び設備定数に基づいて、道路中心線上における線分の長さ、線分上の点の座標をそれぞれ算出することができる。
先ず、位置変換装置190は、区間198内における損傷212のKP値を判断し、この損傷212のKP値を道路中心204の変極点214(図11(B)参照)を表すKP値と比較することにより、損傷212が含まれる平面線形の形状(直線、円曲線、クロソイド曲線のいずれか)を特定する。変極点214は平面線形の形状の変化する箇所であり、それぞれの平面線形の始点あるいは終点である。
ここで、位置Pの座標位置(Xp、Yp)は、道路縦断方向に沿って損傷212と一致する道路中心204の二次元座標であり、単車線道路等の幅員が十分に狭い道路では、位置Pの座標位置(Xp、Yp)を近似的に損傷212の座標位置と見做すこともできる。また損傷212が道路縦断方向に沿って一定の長さを有する場合には、後述するように、位置Pは2個の座標位置(Xp1、Yp1)及び(Xp2、Yp2)により始点及び終点を特定して範囲を限定する必要がある。
道路中心204上の位置Pにおいて、道路中心204における位置Pの接線CLを特定する。接線CLは、位置Pの長さが小さく実質的に道路中心204上の点と見做せる場合には、位置Pで接線CLを引けば良く、また位置Pが一定の長さを有した線分と見做す必要がある場合には、2個の座標位置(Xp1、Yp1)及び(Xp2、Yp2)でそれぞれ接線CL1及びCL2を引く必要がある。
ΔX=r×sinα ・・・ (1)
ΔY=r×cosα ・・・ (2)
(1)及び(2)式で、rは位置Pから位置Qの線分長、αは東西方向(緯度方向)に対する接線CLの傾きである。ここで、線分長rについて、次のように求めることができる。
ここで、道路202の左端から順に、車線を自然数で1、2、3、…、nとナンバリングする。そして、各車線の長さの総和をΣで表すものとし、Σ(n)は、車線1〜車線nまでの長さの総和になる。今、車線数がn、損傷212が車線番号pにあるとすると、以下のように定式化される。
r=J’+(K−S) ・・・ (3)
K=Σ(n)−Σ(p) ・・・ (4)
S=Σ(n)/2 ・・・ (5)
・損傷が道路中心より右側の場合:
r=J+(K−S) ・・・ (6)
K=Σ(p−1) ・・・ (7)
S=Σ(n)/2 ・・・ (8)
次いで、位置変換装置190は、上記のようにして求めたΔX及びΔYを緯度及び経度の変化量に換算する。
図14は地球における位置Pと位置Qとの幾何学的な関係を示す模式図、図15は道路上における位置Pと位置Qとの幾何学的な関係を拡大して示す平面図、図16は地球における位置Pに対する位置Qの緯度変化量を説明するための模式図、図17は地球における位置Pに対する位置Qの経度変化量を説明するための模式図である。
ΔK=Xq−Xp ・・・ (9)
ΔI=Yq−Yp ・・・ (10)
ΔY=RE× ΔI ・・ (11)
従って、(9)及び(10)式により
Yq×(π÷180)=ΔI+Yp×(π÷180)
=(ΔY÷R)+Yp×(π÷180)・・・(12)
よって、
Yq={(ΔY÷R)+Yp×(π÷180)}×(180 ÷π)・・・(13)
RP=RE×Cos(Yp×(π÷180)) ・・・ (14)
経度の変化量については、図17に示すように、位置Pと位置Qとの地球断面中心における交差角をΔK、ΔKの円弧をΔXとすると、
ΔX=RP× ΔK×(π÷180) ・・・ (15)
ここで、(15)式に(9)及び(14)式を代入すると、
ΔX={R×cos(Yp×(π÷180))}×(Xq−Xq)×(π×180))
・・・ (16)
よって、
Xq={Xp×(π÷180)+ΔX÷{R×Cos(Yp×(π÷180))}}×180÷π ・・・ (17)
先ず、位置変換装置190は、図11(C)の道路構造モデルの縦断線形情報208に基づいて位置Pの標高(Zp)を求める。縦断線形情報は、勾配の変移点218間の線形を定義するための設備定数(パラメータ)を有している。このパラメータとしては、例えば、標高及び勾配の種類(前勾配又は後勾配)が設定されている。
位置変換装置190は、直線関数に基づいて(Xp、Yp)を算出する場合と同様に、KP値を変数として道路中心204での標高の変化量を算出でき、区間端末の座標位置(標高)に変化量を加算することにより、位置Zpの標高を求めることができる。
11 道路線形情報
12 道路構成情報
20 点検業務データモデル
30 保全業務データモデル
110 道路情報格納装置
111 区間情報登録装置
112 施設情報登録装置
113 管理情報登録装置
114 区間情報記憶装置(道路構造モデル記憶手段)
115 施設情報記憶装置
116 管理情報記憶装置(業務データモデル記憶手段)
117 接続情報記憶装置(位置特定手段)
120 制御装置
123 構造図出力装置
124 表示項目切替装置
130 路線図表示装置
151 道路地図
152 区間情報
161 接続情報
170 表示画面
183 表示項目選択画面
184 管理情報表示画面
185 管理情報編集画面
190 位置変換装置(位置変換手段)
192 地図表示装置(表示手段)
194 キロポスト
196 道路構造モデル
198 区間
202 道路
204 道路中心
206 平面線形情報
208 縦断線形情報
210 路面横断情報
212 損傷
Claims (7)
- 道路構造を表現するために必要な最小の道路区間単位で構成された道路に関するデータを道路構造モデルとして記憶する道路構造モデル記憶手段と、
道路供用段階において発生する道路の保全箇所及び点検箇所にそれぞれ対応する保全情報及び点検情報を記憶する業務データモデル記憶手段と、
前記保全情報及び点検情報に含まれる位置データに基づいて、前記保全箇所及び点検箇所を含む道路区間を特定すると共に、該道路区間における前記保全箇所又は点検箇所の相対位置を特定する位置特定手段と、
前記位置特定手段により特定された前記道路区間上における前記保全箇所又は前記点検箇所の相対位置を、前記位置データを用いて緯度、経度及び標高により規定される地球座標系の座標位置に変換する位置変換手段と、を備え、
前記位置データには、道路縦断方向に沿った前記保全箇所又は点検箇所から距離標までの路長、上下線区分、ルート区分、車線名及び、道路横断方向に沿った車線内相対位置が含まれることを特徴とする道路情報管理装置。 - 前記位置変換手段により得られた三次元座標位置に基づいて前記保全箇所又は点検箇所を道路地図上に表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項1記載の道路情報管理装置。
- 前記位置変換手段は、前記道路構造モデルの平面線形データ及び、道路に沿って一定間隔毎に設置された距離標から前記保全箇所又は点検箇所までの路長に基づいて、前記道路縦断方向に沿って前記保全箇所又は点検箇所と一致する道路中心の緯度及び経度を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の道路情報管理装置。
- 前記平面線形データには、平面上における道路区間の線形形状を表すための関数及び設備定数が含まれ、
前記位置変換手段は、前記保全箇所又は点検箇所が含まれる道路区間の前記関数及び設備定数に基づいて、前記道路縦断方向に沿って前記保全箇所又は点検箇所と一致する道路中心の始点及び終点の緯度及び経度をそれぞれ算出すると共に、前記始点から前記終点までの路長を算出することを特徴とする請求項3記載の道路情報管理装置。 - 前記位置変換手段は、前記保全箇所又は点検箇所と一致する始点から終点までの線分の緯度方向又は経度方向に対する傾き量を算出すると共に、前記保全箇所又は点検箇所から道路中心までの垂線の前記緯度方向及び経度方向に沿ったX軸及びY軸に対する投影成分をそれぞれ算出し、前記傾き量及び2個の前記投影成分を用いて道路中心から前記保全箇所又は点検箇所までの前記X軸及びY軸に沿った線分長をそれぞれ算出することを特徴とする請求項4記載の道路情報管理装置。
- 前記位置変換手段は、道路中心から前記保全箇所又は点検箇所までの前記X軸及びY軸に沿った線分長を緯度及び経度の変化量にそれぞれ変換し、これらの緯度の変化量及び経度の変化量を、前記保全箇所又は点検箇所と一致する道路中心の緯度及び経度に加算して、前記保全箇所又は点検箇所の緯度及び経度を算出することを特徴とする請求項5記載の道路情報管理装置。
- 前記道路構造モデルには、道路区間における前記道路縦断方向に沿った標高変化に対応する標高データ及び前記道路横断方向に沿った路面の傾斜角に対応する勾配データが含まれ、
前記位置変換手段は、前記保全箇所又は点検箇所と一致する道路中心及び前記標高データに基づいて、該道路中心の標高を算出すると共に、前記保全箇所又は点検箇所から前記道路中心まで距離及び前記勾配データに基づいて、前記道路中心の標高に対する前記保全箇所又は点検箇所の標高の変化を算出することを特徴とする請求項6記載の道路情報管理装置。
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