JPH0628595A - 交通流計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備が比較的に安価で済み、また、温度等の
気象条件の変化によって感度補正が必要とならず、しか
も、交通を遮断せずに簡単に検出手段を設置することの
できる交通流計測方法を提供すること。 【構成】 車輌の走行によって道路１の路面を伝搬する
振動を道路の路側帯１ｃに埋設した振動センサ５，６に
よって検出し、この振動センサ５，６の検出信号を解析
して、前記路面を伝搬する振動の振幅および周波数等の
情報から道路を走行している車輌の走行台数や走行速度
を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路上を走行している
車輌の走行台数や走行速度を計測する交通流計測方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまで、道路上を走行している車輌の
走行台数や走行速度を計測する交通流計測方法として
は、ループコイル式のもの、あるいは超音波反射時間式
のものが広く普及している。

【０００３】ここに、ループコイル式とは、道路の走行
路面下にループコイルを埋設しておき、このループコイ
ル上を車輌が通過する際の電気的定数（インダクタン
ス）の変化を検出することによって、走行している車輌
を感知する方式のものである。また、超音波反射時間式
とは、超音波を放射する送波器および反射してかえって
きた超音波を検出する受波器とを備えた超音波送受信機
を道路の走行路の上方空間に設置しておき、前記送波器
からは２０〜５０ｍｓ周期で間欠的に超音波を路面に向
けて放射させ、その反射波を前記受波器に検出させるも
ので、車輌の有無により生じる時間差から車輌を検知す
る方式のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のループ
コイル式の場合は、ループコイルのインダクタンスが温
度等の気象条件によってドリフトして感知精度に影響を
及ぼすため、前記インダクタンスの変動に対する補正が
必要になり、ループコイルの検出結果の処理が繁雑化す
るという問題があった。また、ループコイル等の検出手
段が車輌の走行路の直下に埋設されるため、車輌の走行
時の衝撃が検出手段に伝わりやすく、検出手段の寿命が
道路の強度に依存するという問題もあった。

【０００５】一方、超音波反射時間式の場合は、前記受
波器による検出感度を高めるには、送波器および受波器
の指向性を高めることが必要となるが、指向性を高める
と、車体の幅が狭い自動二輪車等は超音波送受信機の真
下を通過しないと検出されなくなる虞が出る。

【０００６】また、いずれの方式の場合にも、走行車線
毎に検出手段を装備しなければならないため設備が高価
になるという問題があり、さらに、いずれの方式の場合
も、検出手段の設置時には一時交通を遮断しての設置作
業が必要で、簡単に設置することができないという問題
もあった。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、設備が比較的に安価で済み、また、車輌を感知する
ための検出手段の感知精度が温度等の気象条件に左右さ
れず、しかも、交通を遮断せずに簡単に検出手段を設置
することのできる交通流計測方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る交通流計測
方法は、車輌の走行によって道路の路面を伝搬する振動
を道路の路側帯に埋設した振動センサによって検出し、
この振動センサの検出信号を解析して、前記路面を伝搬
する振動の振幅および周波数等の情報から道路を走行し
ている車輌の走行台数や走行速度を計測する。

【０００９】

【作用】本発明に係る交通流計測方法では、車輌の走行
によって道路の路面を伝搬する振動を、道路の路側帯に
埋設した振動センサで検出することによって交通流を計
測するものであるから、従来のループコイル式や超音波
反射時間式の場合のように検出手段の真上または真下に
車輌が存在しないと計測ができないといった不都合がな
い。従って、複数車線の道路の交通流を計測するような
場合でも、各車線毎に検出手段が必要となるといった不
都合がなく、検出手段の設置等による設備費を安価にす
ることができる。

【００１０】また、ループコイル式のように温度等の気
象条件に応じて感度補正が必要になるという不都合もな
く、管理も容易になる。さらに、検出手段である振動セ
ンサは走行路ではなく路側帯に埋設するため、交通を遮
断せずに簡単に検出手段の設置・補修を行うことができ
るという利点も得られる。

【００１１】

【実施例】図１は、道路上を走行している車輌の走行速
度、走行方向，単位時間当りの走行台数等を、本発明に
係る交通流計測方法の一実施例によって計測する交通流
計測装置の概略構成を示したものである。

【００１２】図１において、符号１は交通流の計測対象
である道路、２は前記道路１の一方の路側帯に埋設され
た交通流感知部、Ａ〜Ｄは前記道路１を走行中の車輌で
ある。

【００１３】前記道路１は、上り・下り各１車線の道路
で、符号１ａは上り車線としての走行路、１ｂは下り車
線としての走行路であり、１ｃは下り車線側の路側帯で
あり、各走行路中に示した矢印（イ），（ロ）は車輌の
走行方向を示している。

【００１４】本発明の一実施例の交通流計測方法で車輌
の走行速度、走行方向，単位時間当りの走行台数等を計
測する交通流計測装置は、走行路に沿って所定の間隔で
路側帯１ｃに埋設された交通流感知部２と、各交通流感
知部２で得た情報を処理して車輌の走行速度、走行方
向，単位時間当りの走行台数、車輌の種別（大型車輌か
小型車輌かの区別）等を求める中央処理装置（図示略）
とで構成され、中央処理装置は遠隔の管理施設に設置さ
れる。

【００１５】各交通流感知部２は、図示のように、走行
路に沿って所定の間隔で配置されて道路１の路面を伝搬
する振動を検出する一対の振動センサ５，６と、これら
の振動センサ５，６の出力信号を観測して振動センサ
５，６の検出した振動から有用な振幅データおよび周波
数データ等を求める振幅・周波数測定部７と、この振幅
・周波数測定部７の求めた振幅データおよび周波数デー
タ等を前記中央処理装置に伝送するデータ伝送部８とを
具備した構成とされている。

【００１６】ここに、前記一対の振動センサ５，６は、
いずれもＰＴＺ圧電材料製の振動センサで、振動（即
ち、機械的変位）を受けた時にはその振動の大きさおよ
び周波数に応じた電圧波形を出力し、逆に、電圧が印加
された時にはそれに応じた機械的変位（振動）を発生す
るものである。この一実施例の場合では、振動センサ
５，６は、走行路の長さ方向（車輌の走行方向）に沿っ
て１ｍの間隔をあけて、路側帯１ｃの地中に埋設されて
いる。

【００１７】図２の（ａ）は前記振動センサ５の出力す
る電圧波形の一例を示し、図２の（ｂ）は前記振動セン
サ６の出力する電圧波形の一例を示している。図２の
（ａ）および（ｂ）に示した電圧波形は、縦軸方向が電
圧Ｖ、横軸方向が時間ｔを表している。また、図２の
（ａ）および（ｂ）において、符号Ｉ1は乗用車等の小
型車輌の走行に対する電圧波形、符号Ｉ2はトラック等
の大型車輌の走行に対する電圧波形を示している。一般
的に、重量の小さい小型車輌の電圧波形は、周波数が高
く、振幅が小さく、その継続時間も短くなる。また、重
量の大きな大型車輌の電圧波形は、周波数が低く、振幅
が大きく、その継続時間も長くなる。

【００１８】次に、図２に示した電圧波形から、車輌の
走行速度、走行方向，単位時間当りの走行台数、車輌の
大型・小型の種別等の求めかたを説明しておく。

【００１９】図１に示した車輌Ａが１ｍの間隔で路側帯
に埋設された一対の振動センサ５，６の前を通過する場
合について考える。車輌Ａの走行によって発生する振動
は、まず、車輌に対して手前に位置した振動センサ５に
検出され、次いで、センサ相互の離間距離である１ｍの
伝搬に要する時間分だけ送れて、後方に位置した振動セ
ンサ６に検出されることになる。従って、各振動センサ
５，６が同じ波形を検出する時期を比較して、どちらが
先に検出したかを判断し、さらに検出信号の強度が時間
の経過によって増加しているのか減少しているのかを判
断することによって、車輌Ａの走行方向と現在近づいて
いるのか遠ざかっているのかということが判別できる。
例えば、図２の（ａ）の波形Ｉ1と（ｂ）の波形Ｉ1とが
同じ車輌に対するものである場合、それぞれの波形上で
予め定めておいたスレッショルド値（電圧値ｖ）以上の
電圧値が観測された時点ｔ1，ｔ2の前後関係によって、
該当の車輌が振動センサ５側から振動センサ６側に走行
していることが判別できる。

【００２０】また、車輌Ａが振動センサ５側から近づい
ていると判別した時点で一方の振動センサ５の出力信号
に対する観測を継続すると、車輌Ａが振動センサ５の前
を通過する前と後とでは、図２の（ａ）にも示したよう
に、周波数がｆ1からｆ2に変化する。これは、ドップラ
ー効果によるもので、通過前の周波数ｆ1は高く、通過
後の周波数ｆ2は低くなる。この振動センサの前を通過
する前後の周波数ｆ1，ｆ2を測定しておくと、次の式
（１）によって、該当車輌の速度Ｓを計算することがで
きる。

【００２１】 Ｓ＝ａ（ｆ1−ｆ2）／（ｆ1＋ｆ2） ……（１） ここに、ａ：媒質（ここでは地中）の音速 ｆ1：近づいてくるときの観測周波数 ｆ2：遠ざかるときの観測周波数 なお、前記振動センサ５，６には、反対側の走行路１ａ
を走行している車輌による振動も伝搬してくる。例え
ば、図１に示した車輌Ｃによる振動を振動センサ５，６
が感知した場合、前述の車輌Ａの場合と同様に、車輌Ｃ
の振動に対する電圧波形をどちらの振動センサが先に検
出したか判断することで、車輌Ｃが振動センサ６側から
近づいていることを判別することができる。そして、こ
の場合、振動センサ６の出力信号に対する観測を継続し
て、車輌Ｃが振動センサ６の前を通過する前後の周波数
を測定しておくことによって、車輌Ｃの速度を求めるこ
とが可能になる。即ち、一つの交通流感知部２に装備さ
れた一対の振動センサ５，６だけで、走行方向の異なっ
た複数車線上の交通流を計測することも可能である。図
２の波形Ｉ2は、走行路１ａを走行している車輌Ｃを想
定したものである。

【００２２】さらに、単位時間当りの車輌の走行台数は
前述のドップラー効果が生じた回数をカウントすること
により求めることができ、車輌の種別（大型車輌か小型
車輌かの区別）は振動センサ５，６の出力した電圧波形
上の振幅の最大値（即ち、ピーク電圧Ｖmax）を計測し
ておくことによって判別することができる。

【００２３】次に本発明の一実施例の交通流計測方法を
説明する。道路１上を車輌が走行すると、車輌の重量お
よび走行速度に応じた振動が道路１の路面を伝搬する。
この道路１の路面（表面下）を伝搬する振動を前記振動
センサ５，６によって検出して、振幅・周波数測定部７
に送る。

【００２４】前記振幅・周波数測定部７では、クロック
信号を出して前記振動センサ５，６の出力信号（電圧波
形）を監視しており、予め定めておいたスレッショルド
値（電圧値ｖ）以上の信号が観測された時（例えば、図
２の（ａ）のｔ1，（ｂ）のｔ2）を有用データの測定開
始点として、振幅（電圧値）がスレッショルド値ｖ以上
となる範囲にある振幅データおよび周波数データを、有
用なデータとして検出する。当然、この有用な諸データ
には、車輌の大小種別を判別するために必要なピーク電
圧値（Ｖmax）や、センサ通過前後の周波数（ｆ1，ｆ
2）などが含まれる。

【００２５】すると、前記データ伝送部８は、前記振幅
・周波数測定部７が有用なデータとして求めた振幅およ
び周波数のデータを図示略の中央処理装置に伝送する。

【００２６】図示略の中央処理装置では、データ伝送部
８から送られてきた有用な振幅データおよび周波数デー
タ等を解析して、センサ通過前後の周波数（ｆ1，ｆ2）
から前記式（１）に基づいて車輌の走行速度Ｓを算出
し、また、振動センサ５，６における有用データの感知
時期等から走行方向を算出し、ドップラー効果の発生回
数から単位時間当りの走行台数を算出し、ピーク電圧値
から走行車輌の大小の種別等を算出する。

【００２７】以上に詳述した一実施例の交通流計測方法
では、車輌の走行によって道路の路面を伝搬する振動
を、道路の路側帯に埋設した振動センサ５，６で検出す
ることによって交通流を計測するものであるから、従来
のループコイル式や超音波反射時間式の場合のように検
出手段の真上または真下に車輌が存在しないと計測がで
きないといった不都合がない。従って、複数車線の道路
の交通流を計測するような場合でも、各車線毎に検出手
段が必要となるといった不都合がなく、検出手段の設置
等による設備費を安価にすることができる。

【００２８】また、ループコイル式のように温度等の気
象条件に応じて感度補正が必要になるという不都合もな
く、管理も容易になる。さらに、検出手段である振動セ
ンサは路側帯に埋設するため、交通を遮断せずに簡単に
検出手段の設置・補修を行うことができるという利点も
得られる。

【００２９】なお、前述の一実施例では、道路に沿って
交通流感知部２を適宜間隔で装備する構成としたが、こ
れは、長い区間に渡って正確に交通流を計測するため
で、短区間での交通流を計測するだけであれば、交通流
感知部２は一つであってもよいことは明らかである。

【００３０】また、前述の一実施例では、一つの交通流
感知部２に対して一対の振動センサを装備することとし
たが、これは走行方向の異なった複数の走行路上の交通
流を一つの交通流感知部２で計測することを考慮したも
ので、一方通行路等における交通流の計測等であれば、
一つの振動センサで済ますことも考えられる。

【００３１】また、前述の一実施例では、一対の振動セ
ンサ５，６の間隔を１ｍとしたが、振動の到達時間差が
計測できる間隔であれば、実施例の値に限定する必要は
ない。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る交通流計測方法では、車輌の走行によって道路の
路面を伝搬する振動を、道路の路側帯に埋設した振動セ
ンサで検出することによって交通流を計測するものであ
るから、従来のループコイル式や超音波反射時間式の場
合のように検出手段の真上または真下に車輌が存在しな
いと計測ができないといった不都合がない。従って、複
数車線の道路の交通流を計測するような場合でも、各車
線毎に検出手段が必要となるといった不都合がなく、検
出手段の設置等による設備費を安価にすることができ
る。

【００３３】また、ループコイル式のように温度等の気
象条件に応じて感度補正が必要になるという不都合もな
く、管理も容易になる。さらに、検出手段である振動セ
ンサは走行路ではなく路側帯に埋設するため、交通を遮
断せずに簡単に検出手段の設置・補修を行うことができ
るという利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交通流計測方法の一実施例の説明図で
ある。

【図２】本発明の一実施例における計測原理の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 道路 １ａ，１ｂ 走行路 ２ 交通流感知部 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 車輌 ５，６ 振動センサ ７ 振幅・周波数測定部 ８ データ伝送部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路上を走行している車輌の走行台数や
   走行速度を計測する交通流計測方法であって、 車輌の走行によって道路の路面を伝搬する振動を、道路
   の路側帯に埋設した振動センサによって検出し、 この振動センサの検出信号を解析して、前記路面を伝搬
   する振動の振幅および周波数等の情報から道路を走行し
   ている車輌の走行台数や走行速度を求めることを特徴と
   した交通流計測方法。