(57)【要約】【課題】  災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性を考慮に入れた上で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出することのできる道路管理システムを提案する。【解決手段】  道路管理システム１０は、路面性状の測定情報３０と、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報４０とを記憶する記憶装置１２と、複数の情報４０の中から選択された１つ以上の情報４０と測定情報３０とに基づいて、優先度が閾値以上又は脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する演算装置１１を備える。【選択図】      図１
2020077322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面性状の測定情報と、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報とを記憶する記憶装置と、
前記複数の情報の中から選択された１つ以上の情報と前記測定情報とに基づいて、前記優先度が閾値以上又は前記脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する演算装置と、
を備える道路管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の道路管理システムであって、
前記災害発生時の道路管理の優先度を示す情報は、道路防災ネットワークにおける道路のカテゴリ分類を示す情報を含む、道路管理システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の道路管理システムであって、
前記災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報は、水道管又はガス管の地域毎の埋設状況を示す情報を含む、道路管理システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の道路管理システムであって、
前記災害発生時の道路管理の優先度を示す情報は、各道路区間の交通量を示す情報を含む、道路管理システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の道路管理システムであって、
前記災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報は、各地域の気象情報を含む、道路管理システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の道路管理システムであって、
前記災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報は、各地域の地盤情報を含む、道路管理システム。
【請求項７】
コンピュータシステムが、
災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報の中から１つ以上の情報を選択するステップと、
前記選択された１つ以上の情報と路面性状の測定情報とに基づいて、前記優先度が閾値以上又は前記脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出するステップと、
を実行する道路管理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の道路管理方法をコンピュータシステムに実行させるための道路管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は道路管理システム、道路管理方法、及び道路管理プログラムに関わる。
【背景技術】
【０００２】
道路整備は、新設から維持修繕の時代に変遷しており、地方自治体などの道路管理者には、限られた道路維持管理予算の中で効率的に道路を管理し、道路利用者に安全かつ快適な道路環境を提供することが求められている。このような状況の下、各自治体は、多くの道路構造物の台帳を一つ一つ突き合わせて補修などの優先順位を定める必要があり、作業負担が過大となっている。このような作業負担を軽減するための手段として、例えば、特許文献１に記載されているように、道路構造物の重要度及び損傷度に応じて補修の優先順位を決定するための管理システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１８２６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の管理システムは、主として、道路構造物の経年劣化に起因する補修の優先順位を決定するためのものであり、災害（例えば、地震災害、津波災害、土砂災害、豪雨災害、又は大雪災害など）の発生を考慮に入れて、道路構造物の補修の優先順位を決定するものではない。災害対策の観点からは、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性を考慮に入れた上で補修の優先順位を決定するのが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性を考慮に入れた上で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出することのできる道路管理システムを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明に関わる道路管理システムは、路面性状の測定情報と、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報とを記憶する記憶装置と、複数の情報の中から選択された１つ以上の情報と測定情報とに基づいて、優先度が閾値以上又は脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する演算装置を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性を考慮に入れた上で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に関わる道路管理システムのハードウェア構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に関わる路面性状の測定情報の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に関わる災害発生時の道路管理の優先度を示す情報の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に関わる道路区間の抽出処理の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に関わる災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に関わる道路区間の抽出処理の説明図である。
【図７】本実施形態に関わる道路管理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、同一符号は同一の構成要素を示すものとし、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に関わる道路管理システム１０のハードウェア構成を示す説明図である。道路管理システム１０は、車両５０によって測定された路面性状の測定情報３０に基づいて、路面の劣化の度合いを分析する。路面の劣化度合いは、道路の部分毎に異なり得るため、路面性状の測定及び分析の便宜上、道路を複数の道路区間に予め分割してもよい。路面性状は、路面の凹凸変位を示す路面プロファイルであり、この路面プロファイルから、例えば、各道路区間のひび割れ及び轍掘れの有無又はその程度を判別し、更には、平坦性を算出することができる。
【００１０】
道路管理システム１０は、ハードウェア資源として、演算装置１１、記憶装置１２、通信装置１３、及び表示装置１４を備えるコンピュータシステムである。演算装置１１は、プロセッサ及びメインメモリを備える。記憶装置１２は、本実施形態に関わる道路管理方法を道路管理システム１０に実行させるための道路管理プログラム２０と、その道路管理プログラム２０の実行に用いられる複数の情報４０とを記憶している。複数の情報４０は、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示すものであり、その詳細については後述する。道路管理プログラム２０は、メインメモリに読み込まれ、プロセッサによって解釈及び実行される。道路管理方法の詳細については後述する。
【００１１】
記憶装置１２は、ディスク媒体（例えば、磁気記録媒体又は光磁気記録媒体）又は半導体メモリ（例えば、揮発性メモリ又は不揮発性メモリ）などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。このような記録媒体は、例えば、非一過性の記録媒体と呼ぶこともできる。通信装置１３は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線通信規格に対応した通信モジュールである。表示装置１４は、例えば、液晶ディスプレイなどの平板ディスプレイである。
【００１２】
車両５０は、自家用の車両でもよく、或いは事業用の車両（例えば、営業車両又は定期運行車両）でもよい。営業車両とは、例えば、タクシー、トラック、宅配便の配達車両、郵便集配車両のように、走行路線又は走行時刻が予め定められていない事業用の車両を意味し、定期運行車両とは、例えば、路線バスのように、走行路線及び走行時刻が予め定められている事業用の車両を意味する。
【００１３】
車両５０は、例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１、通信装置５２、及び測定装置６０を備える。電子制御ユニット５１は、例えば、プロセッサ、メモリデバイス、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。通信装置５２は、例えば、ＬＴＥなどの無線通信規格に対応した通信モジュールである。車両５０及び道路管理システム１０は、通信ネットワーク７０を通じて接続されている。通信ネットワーク７０は、例えば、移動通信網などの無線ネットワークである。
【００１４】
測定装置６０は、路面の劣化の度合いを測定するように構成されており、撮影装置６１、レーザスキャナ６２、加速度計測装置６３、及び位置測定装置６４を備える。路面の劣化状態を評価する指標となる路面性状として、例えば、ひび割れ、轍掘れ、平坦性が知られている。
【００１５】
撮影装置６１は、例えば、路面の静止画を撮影するイメージセンサなどのデジタルカメラである。路面の静止画を画像解析することにより、ひび割れの有無及びその程度を判別することができる。撮影装置６１は、路面の静止画の情報を、路面のひび割れを分析するための測定情報３０として出力する。
【００１６】
レーザスキャナ６２は、例えば、車両５０が走行している路面に向けてレーザ光を照射し、路面からの反射光を受光することにより、レーザスキャナ６２と路面との間の距離（即ち、路面からの高さ）を測定する。道路の幅員方向に沿って、この高さ測定を行うことにより、轍掘れ（幅員方向における路面の凹凸）の有無及びその深さを判別することができる。レーザスキャナ６２は、路面の高さ測定の結果を示す情報を、路面の轍掘れを分析するための測定情報３０として出力する。
【００１７】
加速度計測装置６３は、例えば、車両５０の左側及び右側のそれぞれについて、バネ上の加速度及びバネ下の加速度を計測する。バネ上の加速度とバネ下の加速度との差分から、路面の平坦性を算出することができる。加速度計測装置６３は、加速度の計測結果を示す情報を、路面の平坦性を分析するための測定情報３０として出力する。なお、バネとは、車両５０の懸架装置を構成する弾性部材を意味する。
【００１８】
位置測定装置６４は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置である。電子制御ユニット５１は、測定装置６０によって測定された各道路区間の路面性状の測定情報３０（ひび割れ、轍掘れ、及び平坦性を分析するための測定情報３０）を、路面性状が測定されたときの車両５０の位置情報及びタイムスタンプ（日付及び時刻）と対応付けて、通信装置５２から通信ネットワーク７０を通じて道路管理システム１０に送信するための処理を行う。道路管理システム１０は、車両５０から受信した測定情報３０を記憶装置１２に格納する。
【００１９】
なお、測定装置６０は、車両５０の角加速度を検出するジャイロセンサや、車両５０の走行音を検出するマイクロフォンを備えてもよい。車両５０の角加速度や走行音から路面性状（例えば、ひび割れ、轍掘れ、平坦性など）を評価することができる。
【００２０】
演算装置１１は、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報４０の中から選択された１つ以上の情報４０と測定情報３０とに基づいて、災害発生時の道路管理の優先度が閾値以上の道路又は災害に対する脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する。演算装置１１は、災害発生時の道路管理の優先度が閾値以上の道路又は災害に対する脆弱性の程度が閾値以上の道路を情報４０に基づいて選択し、更にその選択された道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を測定情報３０に基づいて抽出する。演算装置１１は、例えば、測定情報３０に基づいて道路区間の劣化の度合いを算出し、その算出結果が許容値を超えたときに、その道路区間の補修の必要度が閾値を超えたものと判定してもよい。
【００２１】
次に、図２乃至図６を参照しながら、本実施形態に関わる道路管理方法の詳細について説明する。
図２は、路面性状の測定情報３０の一例を示す説明図である。図２において、符号Ｌ１〜Ｌ５は、道路（例えば、高速道路、国道、都道府県道、市町村道など）を示しており、測定情報３０は、それぞれの道路Ｌ１〜Ｌ５の路面性状を示す。測定情報３０は、道路上の位置情報と対応付けられているため、図２に示すような地図形式にプロットすることができる。
【００２２】
図３は、災害発生時の道路管理の優先度を示す情報４０の一例を示す説明図である。災害発生時の道路管理の優先度を示す情報４０は、例えば、道路防災ネットワークにおける道路のカテゴリ分類を示す情報でもよい。このカテゴリ分類では、都市と生活拠点（例えば、学校、病院など）とを結ぶ幹線道路は、カテゴリＡに分類され、都市と孤立集落を結ぶ道路は、カテゴリＢに分類され、代替え性のある非幹線道路は、カテゴリＣに分類される。カテゴリＡ，Ｂ，Ｃの順に災害発生時の道路管理の優先度が高く、それ故、補修の必要度も高い。図３に示す例では、道路Ｌ３は、カテゴリＡに分類され、道路Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５は、カテゴリＢに分類され、道路Ｌ１はカテゴリＣに分類されている。カテゴリＡ，Ｂ，Ｃのうち、閾値を超える優先度が設定されているカテゴリを、例えば、カテゴリＡとしてもよい。
【００２３】
演算装置１１は、図２に示す測定情報３０と図３に示す情報４０とを重ね合わせることにより、図４に示すように、カテゴリＡに分類される道路Ｌ３の中で補修の必度が閾値を超える道路区間８１を抽出する。演算装置１１は、抽出された道路区間８１の補修の優先度を他の道路区間の補修の優先度よりも高く設定してもよい。道路防災ネットワークにおける道路のカテゴリ分類を示す情報４０と、路面性状の測定情報３０とを重ね合わせることにより、カテゴリＡに分類される道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を各自治体がどの程度有しているのかを分析することができる。
【００２４】
なお、災害発生時の道路管理の優先度を示す情報４０として、例えば、各道路区間の交通量（例えば単位時間あたりの平均交通量）を示す情報を用いてもよい。交通量が多い程、災害発生時の道路管理の優先度が高く、それ故、補修の必要度も高い。演算装置１１は、例えば、交通量が閾値を超える道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。
【００２５】
図５は、災害に対する地域毎の脆弱性の程度を示す情報４０の一例を示す説明図である。災害に対する地域毎の脆弱性の程度を示す情報４０は、例えば、各地域の地盤情報（例えば、地盤強度）でもよい。地盤強度が低い程、災害に対する脆弱性の程度が高く、堅牢性が低い。符号４１は、地盤強度が一定の強度を下回る地域を示している。この例では、地盤強度が一定の強度を下回る地域を、脆弱性の程度が閾値以上の地域と見做している。
【００２６】
演算装置１１は、図２に示す測定情報３０と図５に示す情報４０とを重ね合わせることにより、図６に示すように、地盤強度が一定の強度を下回る地域４１に所在する道路Ｌ４の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間８２を抽出する。演算装置１１は、抽出された道路区間８２の補修の優先度を他の道路区間の補修の優先度よりも高く設定してもよい。
【００２７】
なお、災害に対する地域毎の脆弱性の程度を示す情報４０として、例えば、水道管又はガス管などのライフラインの地域毎の埋設状況（例えば、埋設位置、埋設深さ、又は埋設時期など）を示す情報を用いてもよい。このようなライフラインが過密に埋設されている地域は、ライフラインが過密に埋設されていない地域よりも、災害に対して脆弱である。演算装置１１は、例えば、水道管又はガス管などのライフラインの過密度が閾値を超える地域に所在する道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。この例では、水道管又はガス管などのライフラインの過密度が閾値を超える地域を、脆弱性の程度が閾値以上の地域と見做している。また、ライフラインの埋設時期が古い地域は、ライフラインの埋設時期が新しい地域よりも災害に対して脆弱である。演算装置１１は、例えば、水道管又はガス管などのライフラインの埋設期間が閾値期間を超える地域に所在する道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。この例では、水道管又はガス管などのライフラインの埋設期間が閾値期間を超える地域を、脆弱性の程度が閾値以上の地域と見做している。
【００２８】
災害に対する地域毎の脆弱性の程度を示す情報４０として、例えば、各地域の気象情報（例えば、気温、降水量、降雪量など）を用いてもよい。気温、降水量、降雪量などの気象状況が過酷な地域（気温、降水量、又は降雪量が閾値を超える地域）は、気象状況が平常である地域（気温、降水量、及び降雪量が閾値内にある地域）よりも災害に対して脆弱である。演算装置１１は、気象状況が過酷な地域に所在する道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。この例では、気象状況が過酷な地域を、脆弱性の程度が閾値以上の地域と見做している。
【００２９】
上述の説明においては、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報４０のうち何れか１つの情報４０と路面性状の測定情報３０とに基づいて、補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する例を示したが、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報４０の中から選択された２つ以上の情報４０と路面性状の測定情報３０とに基づいて、補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。演算装置１１は、複数の情報４０の中から２つ以上の情報４０を目的に応じて選択してもよい。例えば、集中豪雨に起因する水道管の陥没に対する道路の脆弱性を考慮するときは、演算装置１１は、災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報４０として、水道管の埋設状況を示す情報と各地域の気象情報との組み合わせを選択し、水道管の過密度が閾値を超え且つ降水量が閾値を超える地域に所在する道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出してもよい。
【００３０】
図７は本実施形態に関わる道路管理方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップ７０１おいて、道路管理システム１０は、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度の何れかを示す複数の情報４０の中から１つ以上の情報４０を選択する。
ステップ７０２において、道路管理システム１０は、ステップ７０１で選択された１つ以上の情報４０と路面性状の測定情報３０とに基づいて、災害発生時の道路管理の優先度が閾値以上又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出する。
ステップ７０３において、道路管理システム１０は、ステップ７０２で抽出された道路区間を表示装置１４に地図形式で表示する。
道路管理システム１０は、ステップ７０２で抽出された道路区間の補修の優先度を他の道路区間の補修の優先度よりも高く設定してもよい。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、災害発生時の道路管理の優先度が閾値以上又は災害に対する地域毎の脆弱性の程度が閾値以上の道路の中から補修の必要度が閾値を超える道路区間を抽出することにより、災害発生時の道路管理の優先度又は災害に対する地域毎の脆弱性を考慮に入れた上で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３２】
災害発生時の道路管理の優先度を示す情報として、道路防災ネットワークにおける道路のカテゴリ分類を示す情報を用いることにより、道路防災ネットワークのカテゴリ分類の観点から災害発生時の道路管理の優先度の高い道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３３】
災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報として、水道管又はガス管の地域毎の埋設状況を示す情報を用いることにより、水道管又はガス管の地域毎の埋設状況の観点から災害に対して脆弱な道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３４】
災害発生時の道路管理の優先度を示す情報として、各道路区間の交通量を示す情報を用いることにより、交通量の観点から災害発生時の道路管理の優先度の高い道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３５】
災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報として、各地域の気象情報を用いることにより、気象環境の観点から災害に対して脆弱な道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３６】
災害に対する地域毎の脆弱性を示す情報として、各地域の地盤情報を用いることにより、地盤環境の観点から災害に対して脆弱な道路の中で補修の必要度が閾値を超える道路路区間を抽出することができる。
【００３７】
道路管理システム１０は、上述の道路管理方法の各ステップ７０１〜７０３を実行する手段として機能し、斯かる手段は、必ずしも、道路管理システム１０のハードウェア資源と道路管理プログラム２０との協働によって実現される必要はなく、例えば、道路管理システム１０の専用のハードウェア資源（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など）を用いて実現されてもよい。道路管理プログラム２０は、上述の道路管理方法の各ステップ７０１〜７０３を実行するソフトウェアモジュールを備えてもよい。
【００３８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３９】
１０…道路管理システム  １１…演算装置  １２…記憶装置  １３…通信装置  １４…表示装置  ２０…道路管理プログラム  ３０…測定情報  ４０…情報  ５０…車両  ５１…電子制御ユニット  ６０…測定装置  ６１…撮影装置  ６２…レーザスキャナ  ６３…加速度計測装置  ６４…位置測定装置  ７０…通信ネットワーク  ８１…道路区間  ８２…道路区間
【図１】
2020077322.tif 000003
【図２】
2020077322.tif 000004
【図３】
2020077322.tif 000005
【図４】
2020077322.tif 000006
【図５】
2020077322.tif 000007
【図６】
2020077322.tif 000008
【図７】
2020077322.tif 000009