(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータネットワークに接続された端末装置及び道路設計サーバによって道路設計を行う道路設計システムであって、
前記端末装置は、クライアント機能を有し、前記道路設計サーバに対して前記コンピュータネットワークを介して設計条件の情報データ及び所定の設計処理の実行を指示する設計処理コマンドデータを入力し、
前記道路設計サーバは、
前記ネットワークに接続され、前記端末装置から入力された前記設計条件の情報データ及び前記設計処理コマンドデータを受信し、前記端末装置との間で情報の送受信を行うネットワーク処理手段と、
前記ネットワーク処理手段で受信した前記設計条件の情報データを記憶する設計条件情報記憶手段と、
前記ネットワーク処理手段で受信した前記設計処理コマンドデータ及び前記設計条件情報記憶手段に記憶されている前記設計条件の情報データに基づいて、道路設計図面データや計算書類データを生成する道路設計処理手段と、
を備え、
前記道路設計処理手段は、
前記設計条件情報記憶手段に記憶されている前記設計条件の情報データ及び前記端末装置から入力された設計条件の追加・変更情報データに基づいて、前記端末装置から入力された前記設計処理コマンドデータにより指示された所定の道路設計図面生成処理を実行することにより前記道路設計図面データを生成する道路設計図面生成手段と、
前記道路設計図面生成手段で生成された道路設計図面データに基づいて、切土面や盛土面の計算を行う切土・盛土面演算手段と、
前記切土・盛土面演算手段で算出された切土面データや盛土面データに基づいて、土量計算書や法面数量計算書の計算書類データを生成する計算書類生成手段と、
を備え、
前記道路設計図面生成手段は、前記道路設計図面生成処理において、前記端末装置から入力された指示に応じて、道路中心線を任意の地点で無段階に自動的に変更し、道路の縦断曲線を任意の地点で無段階に自動的に変更し、幾何制約要素、寸法要素及び固定点によって構成される道路及び土木部品であるインテリシェイプの形状を自動的に変更し、前記道路中心線、前記道路の縦断曲線、前記インテリシェイプの形状の変更可能範囲を示す、
ことを特徴とする道路設計システム。
【請求項２】
前記ネットワーク処理手段は、Ｗｅｂページによって前記道路設計図面データ及び前記計算書類データを前記端末装置に送信する、ことを特徴とする請求項１記載の道路設計システム。
【請求項３】
前記ネットワーク処理手段は、電子メールによって前記道路設計図面データ及び前記計算書類データを前記端末装置に送信する、ことを特徴とする請求項１記載の道路設計システム。
【請求項４】
前記道路設計処理手段の前記切土・盛土面演算手段は、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用する、ことを特徴とする、請求項１から３何れか記載の道路設計システム。
【請求項５】
コンピュータネットワークに接続された端末装置及び道路設計サーバによって道路設計を行う道路設計方法であって、
前記端末装置は、クライアント機能を有し、
前記道路設計サーバは、ネットワーク処理手段と、設計条件情報記憶手段と、道路設計図面生成手段、切土・盛土面演算手段及び計算書類生成手段を有する道路設計処理手段と、を備え、
（Ａ）前記道路設計サーバの前記ネットワーク処理手段は、前記コンピュータネットワークに接続されている前記端末装置に情報提供画面を送信し、
（Ｂ）前記道路設計サーバの前記ネットワーク処理手段は、前記端末装置から前記情報提供画面に入力された設計条件の情報を受信し、
（Ｃ）前記道路設計サーバの前記道路設計処理手段において、
（Ｃ−１）前記道路設計図面生成手段は、受信した前記設計条件の情報を設計条件情報記憶手段に記憶し、
（Ｃ−２）前記道路設計図面生成手段は、前記設計条件情報記憶手段に記憶されている前記設計条件の情報データ及び前記端末装置から入力された設計条件の追加・変更情報データに基づいて、前記端末装置から入力された前記設計処理コマンドデータによる指示に応じて、道路中心線を任意の地点で無段階に自動的に変更し、道路の縦断曲線を任意の地点で無段階に自動的に変更し、幾何制約要素、寸法要素及び固定点によって構成される道路及び土木部品であるインテリシェイプの形状を自動的に変更し、前記道路中心線、前記道路の縦断曲線、前記インテリシェイプの形状の変更可能範囲を示す道路設計図面生成処理を実行して道路設計図面データを生成し、
（Ｃ−３）前記切土・盛土面演算手段は、生成された前記道路設計図面データに基づいて、切土面や盛土面の計算を行って土量及び法面積の切土面データ及び盛土面データを算出し、
（Ｃ−４）前記計算書類生成手段は、算出された前記切土面データ及び前記盛土面データに基づいて、土量計算書や法面数量計算書の計算書類データを生成し、
（Ｄ）前記道路設計サーバの前記ネットワーク処理手段は、生成された前記道路設計図面データ及び前記計算書類データを前記端末装置に送信する、
ことを特徴とする道路設計方法。
【請求項６】
前記ステップ（Ａ）及び（Ｄ）は、Ｗｅｂページによって前記情報提供画面、前記道路設計図面データ及び前記計算書類データを前記端末装置に送信する、ことを特徴とする請求項５記載の道路設計方法。
【請求項７】
前記ステップ（Ｄ）は、電子メールによって前記道路設計図面データ及び前記計算書類データを前記端末装置に送信する、ことを特徴とする請求項５記載の道路設計方法。
【請求項８】
前記ステップ（Ｃ−３）は、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用して、切土面や盛土面の土量や法面積を算出する、ことを特徴とする、請求項５から７何れか記載の道路設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータを使用して道路設計を自動的に行うことができる道路設計システム及び道路設計方法に関する。特には、インターネットなどの通信ネットワークを利用し、複数のユーザが利用することができる道路設計システム及び道路設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、道路設計の分野においてもＰＣなどのコンピュータが使用されている。以下に、従来から行われている道路設計方法について説明する。
【０００３】
図５は、従来の道路設計方法の処理を示すフローチャートである。図５において、先ず、道路設計者は、地形、建造物、道路予定地、法規、構造令などの設計条件を設定する（ステップ５０１）。
【０００４】
次に、ステップ５０１で設定された設計条件に基づいて、平面線形のスケッチを行う（ステップ５０２）。具体的には、直線、クロソイド、円弧などの道路の平面要素を、ＰＣなどを使用して１つずつ接続し、道路中心線形のスケッチを行う。そして、この道路中心線形を基準にして、道路幅をセットしていく。このとき、道路端が建造物などから建設基準を満たす距離で離れているかなどをチェックしながら行っている。
【０００５】
次に、道路や地形の高低差などに基づいて縦断勾配のチェックを行う（ステップ５０３）。
【０００６】
その後、道路の平面線形の固定、ノーズの固定、道路幅員作図、ランプ測点、標準横断構成などの平面設計を行う（ステップ５０４）。
【０００７】
そして、路面の縦断面形状（直線や放物線など）を決定し、地形やコントロールの記入（入力）、本線との交差位置記入、上下方向で各条件のクリアランス（建築限界）が取れているかどうかのチェック、ノーズ部勾配のチェック、縦断線形の確定などの縦断設計を行う（ステップ５０５）。
【０００８】
次に、横断地形を読出し、舗装、路床及び路体の設置、保護路肩の設置、法面設置、要壁や橋脚などの構造物の設置、側道や坂路の設置、暫定施工計画などの横断設計を行う（ステップ５０６）。
【０００９】
さらに、法面展開、排水施設の設定、構造物の旗揚げなどの法面展開・排水施設設計を行う（ステップ５０７）。
【００１０】
そして、切盛量の計算、法面工数量の計算、延長調書や土積図の作成などの計算書類を作成する（ステップ５０８）。
【００１１】
最後に、各設計結果に基づいて、ＰＣなどで３ＤＣＧ（３次元コンピュータグラフィックス）の画面を表示または出力し（ステップ５０９）、その結果をチェックする（ステップ５１０）。問題が無ければ、道路設計は終了し、不都合や不具合などがあれば、再びステップ５０２からの処理をやり直す。
【００１２】
以上のようにして、従来から道路設計をＰＣなどを用いて行っている。
【００１３】
一方、従来から、複数のコンピュータを通信回線などによって接続し、データやプログラムなどを複数のコンピュータ同士で蓄積交換したり、データなどを共有するコンピュータ・ネットワーク（以下、単に「ネットワーク」とも言う）が構築されている。
【００１４】
このようなネットワークの方式としては、所定の通信プロトコルなどに準拠すれば、原則として自由にコンピュータの接続ができるオープン型ネットワーク方式と、ネットワークをホスト・コンピュータなどで管理し、接続されるコンピュータなどの端末装置に一定のセキュリティなどの制限を設けて、管理外のコンピュータ・ノードをネットワークに接続させないようにするクローズ型ネットワーク方式がある。
【００１５】
上述のオープン型ネットワーク方式の代表的なものとして、インターネットがある。このインターネットにおいては、通信プロトコルにＴＣＰ（Transfer Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）が採用されており、原則としてこの通信プロトコルを遵守したコンピュータであればネットワークに接続することができる。
【００１６】
近年において、インターネットのような自由なネットワーク環境を背景に、ＷＷＷ（World Wide Web）などのマルチメディア環境が整備されてきた。特に、最近では、このインターネットを利用して特定のサービスを行うインターネットビジネスといわれるものが多く提案され運営されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在において、複数のユーザがインターネットなどのコンピュータネットワークを利用して、自動的に道路設計を行うような方法がなかった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、複数のユーザがインターネットなどのコンピュータネットワークを利用して、自動的に道路設計を行うことができる道路設計システム及び道路設計方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の道路設計システムは、コンピュータネットワークに接続された端末によって道路設計を行う道路設計システムであって、クライアント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個人情報を入力する端末装置と、サーバ機能を有し、端末装置から入力された設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計サービスを提供する道路設計サーバと、端末装置及び道路設計サーバを接続するコンピュータネットワークと、を備え、道路設計サーバは、ネットワークに接続され、端末装置から入力された設計条件の情報や個人情報を受信し、端末装置との間で情報の送受信を行うネットワーク処理手段と、ネットワーク処理手段で受信した設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計を行って、道路設計図面や計算書類を生成する道路設計処理手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００２０】
ここで、ネットワーク処理手段は、道路設計処理手段で生成された道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、ことができる。また、ネットワーク処理手段は、Ｗｅｂページによって道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、こともでき、電子メールによって道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、こともできる。また、端末装置は、設計条件の情報やユーザの個人情報を、道路設計サーバから提供されるＷｅｂページに入力して送信する、ことができる。
【００２１】
また、道路設計処理手段は、道路設計図面を生成する道路設計図面生成手段と、計算書類に記載される切土面や盛土面の土量や法面積を算出する切土・盛土面演算手段と、を備える、ことができる。このとき、道路設計図面生成手段は、外部入力の指示に応じて、道路中心線を任意の地点で無段階に自動的に変更することができ、また、外部入力の指示に応じて、道路の縦断曲線を任意の地点で無段階に自動的に変更することができ、さらに、外部入力の指示に応じて、インテリシェイプの形状を自動的に変更することができる。ここで、道路設計図面生成手段は、道路中心線、道路の縦断曲線、又は／及びインテリシェイプの形状の変更範囲を示すことができる、ようにすることができる。また、さらに、切土・盛土面演算手段は、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用する、ようにするとよい。
【００２２】
また、上記課題を解決するため、本発明の道路設計方法は、コンピュータネットワークを利用して道路設計を行う道路設計方法であって、（Ａ）コンピュータネットワークに接続されている端末装置に情報提供画面を送信し、（Ｂ）端末装置から情報提供画面に入力された設計条件の情報やユーザの個人情報を受信し、（Ｃ）受信した設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計を行って、道路設計図面や計算書類を生成し、（Ｄ）生成された道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、ことを特徴とする。
【００２３】
ここで、ステップ（Ａ）及び（Ｄ）は、Ｗｅｂページによって情報提供画面、道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、ことができる。また、ステップ（Ｄ）は、電子メールによって道路設計図面及び計算書類を端末装置に送信する、こともきる。
【００２４】
さらに、ステップ（Ｃ）は、（ｃ１）受信した設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計を行って、道路設計図面を生成し、（ｃ２）道路設計図面に基づいて、切土面や盛土面の土量や法面積を算出し、（ｃ３）切土面や盛土面の土量や法面積を記載した計算書類を生成する、ことができる。このとき、ステップ（ｃ１）は、外部入力の指示に応じて、道路中心線を任意の地点で無段階に自動的に変更することができる、また、外部入力の指示に応じて、道路の縦断曲線を任意の地点で無段階に自動的に変更することができ、さらに、外部入力の指示に応じて、インテリシェイプの形状を自動的に変更することができる。ここで、ステップ（ｃ１）は、道路中心線、道路の縦断曲線、又は／及びインテリシェイプの形状の変更範囲を示すことができる、ようにすることができる。また、ステップ（ｃ２）は、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用して、切土面や盛土面の土量や法面積を算出する、ようにすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の道路設計システム及び道路設計方法の実施の形態を説明する。ここで、本発明の道路設計システム及び道路設計方法においては、インターネットなどの通信ネットワークを利用し、ユーザ側から入力された情報に基づいて、道路設計を自動的に行うことができる道路設計サービスを提供する。
【００２６】
図１は、本発明の道路設計システムの一形態を示す図である。この道路設計システムは、クライアント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個人情報を入力するＰＣ（Personal Computer）などの端末装置２０ａ、２０ｂと、クライアント機能を有し、設計条件の情報やユーザの個人情報を入力する携帯電話などの携帯端末装置２０ｃと、サーバ機能を有し、設計条件の情報や個人情報に基づいて、道路設計サービスを提供する道路設計サーバ（以下、単に「サーバ」ともいう）１０と、各端末装置（以下、単に「クライアント」ともいう）２０ａ〜２０ｃ及びサーバ１０を接続するインターネットなどのコンピュータネットワーク（以下、単に「ネットワーク」ともいう）３０と、クライアント側に設置され、サーバ１０からの処理結果を受信して出力するファクシミリ装置４１ａ、４１ｂと、ファクシミリ装置４１ａ、４１ｂ及びサーバ１０を接続する通信回線網４０と、を備えている。
【００２７】
ここで、ネットワーク３０は、インターネットやイントラネットを利用して構築することができる。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストで本発明の道路設計システムを実現することができる。
【００２８】
図２は、図１に示したサーバ１０の構成の一例を示す図である。図２において、サーバ１０は、設計条件情報の入力画面となるＷｅｂページやネットワークアプリケーションなどを記憶するＷｅｂＤＢ（Web Data Base）１３と、インターネットなどのコンピュータネットワーク３０に接続され、コンピュータネットワーク３０に接続されている端末装置２０ａ〜２０ｃ（図１）に、ＷｅｂＤＢ１３に記憶されているＷｅｂページを送信すると共に、端末装置２０ａ〜２０ｃ（図１）から入力された設計条件の情報やユーザの個人情報を受信するＷｅｂページ処理部１１と、Ｗｅｂページ処理部１１で受信したユーザ情報を記憶するユーザＤＢ１４と、Ｗｅｂページ処理部１１で受信した設計条件の情報などのデータを記憶する設計条件ＤＢ１５と、Ｗｅｂページ処理部１１で受信した設計処理コマンドや設計条件ＤＢ１５に記憶されている設計条件情報に基づいて道路設計を行う道路設計処理１２と、道路設計処理１２で作成された道路設計図面や計算書などを保持する結果ＤＢ１６と、結果ＤＢ１６に保持された道路設計図面や計算書などのデータファイルを所望する形態で提供するためにフォーマット変換するイメージデータ処理部１９と、イメージデータ処理部１９で変換された道路設計図面や計算書などを３ＤＣＧの画像やプリンタ用紙に出力する表示装置やプリンタなどの出力部１８と、インターネットなどのコンピュータネットワーク３０に接続され、コンピュータネットワーク３０に接続された端末装置２０ａ〜２０ｃ（図１）にイメージデータ処理部１９で所定の形式にフォーマット変換された道路設計図面や計算書などのデータファイルを送信する通信部１７と、を備えている。
【００２９】
ここで、道路設計処理１２は、Ｗｅｂページ処理部１１で受信した設計処理コマンドや設計条件ＤＢ１５に記憶されている設計条件情報に基づいて道路設計図面を生成する道路設計図面生成部１２ａと、道路設計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面に基づいて切土面や盛土面の計算を行う切土・盛土面演算部１２ｂと、道路設計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面及び切土・盛土面演算部１２ｂで算出された切土面や盛土面に基づいて、土量計算書や法面数量計算書などの計算書類を生成する計算書類生成部１２ｃと、を備えている。
【００３０】
次に、図１及び図２に示した本発明の道路設計システムを利用した道路設計サービスについて説明する。なお、以下の説明において具体的な一例として、端末装置２０ａは、クライアント機能を有するＰＣであり、コンピュータネットワーク３０はインターネットであるとして説明する。なお、当該サービスの対象者としては、土木コンサルタント、建設会社、建設省、公団や自治体などの施工主が挙げられる。
【００３１】
図３及び図４は、本発明の道路設計システムを利用した道路設計サービスを示すフローチャートである。図１〜図４において、先ず、土木コンサルタント、建設会社、建設省、公団や自治体などのユーザは、ユーザ側の端末装置（以下、「ＰＣ」ともいう）２０ａでブラウザを起動し、コンピュータネットワーク（以下、「インターネット」ともいう）３０を介して、サーバ１０のＷｅｂページ処理部１１が提供するＷｅｂページにアクセスする（ステップ３０１）。Ｗｅｂページ処理部１１は、ＰＣ２０ａからのアクセス要求（ＵＲＬ）に応じて、ＷｅｂＤＢ１３に記憶しているＷｅｂページから道路設計画面のＷｅｂページを検索して、このＷｅｂページをＰＣ２０ａに送信する（ステップ３０２）。これにより、ＰＣ２０ａの画面上には、道路設計申込用のＷｅｂページが表示される（ステップ３０３）。
【００３２】
次に、ユーザは、自己を識別して特定するためのＩＤとパスワードを入力して、設計条件入力画面のＷｅｂページにアクセスする（ステップ３０４、３０５）。このとき、当該サービスの利用が初回の場合（ステップ３０４）、即ち、登録ＩＤとパスワードが入力されていない場合には、ユーザ登録ＷｅｂページをＰＣ２０ａに送信する（ステップ３０６）。ユーザ登録Ｗｅｂページが表示されたＰＣ２０ａでは、情報入力画面のＷｅｂページの各項目に必要な個人情報が入力され、ネットワーク３０を介してこの個人情報がサーバ１０のＷｅｂページ処理部１１に送信される（ステップ３０７）。ここで、ユーザ登録Ｗｅｂページの各項目に必要な個人情報としては、ユーザの氏名、住所、メールアドレス、出力結果の受取方式、決済方法などが含まれる。
【００３３】
Ｗｅｂページ処理部１１は、ＰＣ２０ａから受け取ったユーザの個人情報に基づいて、ＩＤとパスワードを決定し、ユーザ側のＰＣ２０ａに送信する（ステップ３０８）。ユーザは、このようにして送信されてきたＩＤとパスワードを入力して、設計条件入力画面のＷｅｂページにアクセスする（ステップ３０５）。
【００３４】
次に、ユーザは、ＰＣ２０ａに表示されたＷｅｂページ画面から、所望の設計条件を入力し、道路設計の手続きを行う（ステップ３０９）。ユーザがＰＣ２０ａから入力した設計条件は、インターネット３０を介してサーバ１０のＷｅｂページ処理部１１に送信される（ステップ３１０）。
【００３５】
次に、サーバ１０のＷｅｂページ処理部１１は、設計条件を受信すると、道路設計処理部１２に当該設計条件をユーザＩＤと共に転送し、道路設計処理部１２では、設計条件ＤＢ１５に当該設計条件をユーザＩＤに関連付けて記憶する（ステップ３１１）。
【００３６】
次に、道路設計処理部１２の道路設計図面生成部１２ａでは、設計条件ＤＢ１５に記憶されている設計条件とユーザＩＤに基づいて、道路設計図面生成用のプログラムを準備し、ユーザ側に提供する（ステップ３１２）。ここで、このプログラムの提供は、サーバ１０側でプログラムを起動させ、ユーザにはオンライン状態でＷｅｂページ処理部１１を介してＷｅｂページによって提供することができる。または、ユーザ側のＰＣ２０ａに当該プログラムをダウンロードさせ、直接ユーザ側のＰＣ２０ａで実行するようにしてもよい。
【００３７】
ユーザは、提供された道路設計図面生成用のプログラムに対して、ＰＣ２０ａから所定の実行コマンドや追加情報、変更情報などを入力して道路設計図面を生成する。この道路設計図面の生成処理は、平面線形のスケッチ処理、縦断勾配のチェック処理、平面設計処理、縦断設計処理、横断設計処理、法面展開・排水施設設計処理などを実行することによって自動的に行われる。
【００３８】
この道路設計図面の自動作成は、具体的には、平面線形のスケッチ処理、平面設計処理、縦断設計処理、横断設計処理においては、ダイナミッククロソイドを用いて直線、円弧、クロソイド曲線を自動的に接続し、道路の中心線形などを容易に設計することができ、ワッブル機能によって、設計制約ベース（例えば、部品の高さなど）の自由度を容易に判定することができる。また、縦断設計処理においては、ダイナミックプロファイルを用いて道路の縦断設計を行う。このダイナミックプロファイルにおいては、道路の縦断カーブをフレキシブルに移動させて新設道路本線の縦断線形を移動すると、新設道路のランプも自動的に追従するものである。また、横断設計処理においては、インテリシェイプのドラッグアンドドロップ機能を用いて、予め準備されている橋脚、法面等の土木部品を画面上の所定の場所にドラッグアンドドロップすることによって橋脚、法面等の設置を自動的に行う。
【００３９】
このようにして、道路設計図面生成用のプログラムで実行されるダイナミッククロソイド、ワッブル機能、ダイナミックプロファイル、及びインテリシェイプのドラッグアンドドロップ機能を用いて、平面線形のスケッチ処理、縦断勾配のチェック処理、平面設計処理、縦断設計処理、横断設計処理、法面展開・排水施設設計処理などを実行し、自動的に道路設計図面を生成する。生成された道路設計図面は、ＰＣ２０ａの画面上で確認される（ステップ３１３）。
【００４０】
生成された道路設計図面に変更や追加がなければ、切土・盛土面演算処理部１２ｂによる切土面や盛土面の演算処理に移行する（ステップ３１４）。
【００４１】
切土・盛土面演算処理部１２ｂでは、道路設計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面に基づいて、切土面や盛土面の法尻計算を行う（ステップ３１５）。この法尻計算は、（Ａ）地形等高線の３Ｄワイヤーフレームと標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点計算を行う、（Ｂ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（Triangular Irregular Network）（ポリゴン）と標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点計算を行う、または（Ｃ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（ポリゴン）との交差計算を行う、の何れかと、（１）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算をする、または（２）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（曲面）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算をする、の何れかを組み合わせて計算する。
【００４２】
即ち、切土・盛土面演算処理部１２ｂでは、上記（Ａ）乃至（Ｃ）の何れかの計算方法に、（１）または（２）の計算方法を拡張して、切土面や盛土面の演算処理を行っている。また、このとき、インターチェンジなどのループド曲面や道路断面のスイープ曲面を作成する。
【００４３】
次に、計算書類生成部１２ｃは、道路設計図面生成部２ａ及び切土・盛土面演算処理部１２ｂの処理結果に基づいて、土量計算書や法面数量計算書などを生成する（ステップ３１６）。
【００４４】
生成された道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などは、ＰＣ２０ａの画面上で確認される（ステップ３１７）。
【００４５】
生成された道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などに変更や追加がなければ（ステップ３１７）、道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などはユーザＩＤなどのユーザ情報に関連付けて結果ＤＢ１６に記憶される（ステップ３１８）。
【００４６】
イメージデータ処理部１９は、ユーザ情報に基づいて、結果ＤＢ１６に記憶されている道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを画像処理し（ステップ３１９）、ユーザの所望する方法でユーザ側に道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを送信する（ステップ３２０）。
【００４７】
即ち、ユーザが道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などをＰＣで処理できるファイルで望む場合には、これらのファイルをＷｅｂページ処理部１１からネットワーク３０を介して、ユーザのＰＣに送信する（または、ユーザのＰＣでダウンロードできるように提供する）。また、ファクシミリなどで要求する場合には、通信部１７から電話回線などの通信回線網４０を介してユーザ側のファクシミリ装置に送信することができる。また、道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを出力した用紙の形式で所望された場合には、出力部１８のプリンタなどで出力し、郵送などでユーザ側に送付するようにしてもよい。
【００４８】
この様にして、ユーザ側では、道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを容易に作成し、それらをＷｅｂページや電子メールで受信したり、ＰＣ２０ａのＨＤＤ（Hard Disk Drive）などにダウンロードしたり、ファクシミリや郵送などで、それらの図面や書類を容易に得ることができる。
【００４９】
次に、上述した、ステップ３１３及びステップ３１５の処理について具体的に説明する。先ず、ステップ３１３の道路設計図面の生成において、道路設計図面生成部１２ａは、ダイナミッククロソイド・インタフェース機能により、直線、円弧及びクロソイド曲線で作成された道路中心線をゴムひものように見立て、道路中心線の任意の一点を画面上のポインタで任意の方向に移動させることにより、道路中心線の連続性を保ちながら、所定の制約条件に基づいて自動的に移動させることができる機能である。
【００５０】
図６は、このダイナミッククロソイド・インタフェース機能を示す図である。先ず、道路の起点方向を持つオリジン点６１と道路の終点方向を持つアタッチ点６２を固定点として規定する。次に、建物や保護地域などの固定制約条件６３を設計条件ＤＢ１５から検索する。また、同時に、道路設計時に規定した直線、円弧及びクロソイド曲線を認識し、それらの接続点６４を認識する。次に、それぞれの円弧（半径Ｒ）、直線、クロソイド曲線の寸法制限を決定する。これらのオリジン点６１（固定点）、アタッチ点６２（固定点）、接続点６４の幾何制約条件と、固定制約条件６３、寸法制限条件の各条件に基づいて、道路中心線６５を無段階的に移動することができる（図６（Ｂ）では矢印Ａ方向に移動しているところを示す）。
【００５１】
図７は、道路中心線の移動における、法面の変化を示す図である。図６に示すような道路中心線６５の移動によって、道路断面図における法面７１の変化を自動的に算出することができる。これにより、切土面積７２の変化を自動的に算出することができることになる。
【００５２】
上述した道路設計図面生成部１２ａのダイナミッククロソイド・インタフェース機能により、道路設計のトライアルが容易な操作で、無制限に且つ無段階に行うことができ、設計段階における工事費の削減と、設計期間の短縮を図ることができるようになる。
【００５３】
また、ステップ３１３の道路設計図面の生成において、道路設計図面生成部１２ａは、ダイナミックプロファイル・インタフェース機能により、放物線で作成された道路縦断線形をゴムひものように見立て、道路縦断線形の任意の一点を画面上のポインタで任意の方向に移動させることにより、道路縦断線形の連続性を保ちながら、所定の制約条件に基づいて自動的に移動させることができる機能である。
【００５４】
図８は、このダイナミックプロファイル・インタフェース機能を示す図である。先ず、道路縦断線形（新設道路本線の縦断線形）８１の起点方向を持つオリジン点６１と道路縦断線形の終点方向を持つアタッチ点６２を固定点として規定する。次に、既設道路８３、既設架橋８４や既設埋設物８５などの固定制約条件Ｒ１〜Ｒ３を設計条件ＤＢ１５から検索する。また、同時に、道路設計時に規定した道路縦断線形８１を認識し、それらの接続点６４を認識する。これらのオリジン点６１（固定点）、アタッチ点６２（固定点）、接続点６４の幾何制約条件と、固定制約条件Ｒ１〜Ｒ３の各条件に基づいて、道路縦断線形（本線）８１を無段階的に移動することができる（図８では矢印Ｂ方向に移動して、点線８１'が移動後の道路縦断線形（本線）となっている）。また、本線８１の移動により、新設道路ランプの縦断線８２も自動的に移動され、新たなランプ縦断線８２'が自動的に算出されて示される。
【００５５】
図９は、道路縦断線形の移動における、法面の変化を示す図である。図９に示すような道路縦断線形８１から道路縦断線形８１'への移動によって、道路断面図における法面７１の変化を自動的に算出することができる。これにより、切土面積７２の変化を自動的に算出することができることになる。
【００５６】
上述した道路設計図面生成部１２ａのダイナミックプロファイル・インタフェース機能により、道路設計のトライアルが容易な操作で、無制限に且つ無段階に行うことができ、設計段階における工事費の削減と、設計期間の短縮を図ることができるようになる。
【００５７】
また、ステップ３１３の道路設計図面の生成において、道路設計図面生成部１２ａは、インテリシェイプ設計機能により、あらかじめ準備されたインテリシェイプ・サンプルをドラッグアンドドロップして道路組立てを自立的に行い、且つ、上述のダイナミッククロソイド・インタフェース機能及びダイナミックプロファイル・インタフェース機能と連動させることができる機能である。
【００５８】
図１０は、インテリシェイプ・サンプルの作成例を示す図である。図１１は、インテリシェイプ設計機能を示す図である。先ず、図１０（Ａ）に示すように、予め準備されている所定の図形要素１０１（直線、円弧、円、フィレット、点）をドラッグアンドドロップして、必要なパラメトリック図の外形を作成する。このとき、各接続部（接点）の形状や角度は正確ではない。次に、図１０（Ｂ）に示すように、予め準備されている幾何制約要素１０２（固定、水平・垂直、一致、接線、平行、直角、中点）を各図形要素１０１に付与して、図形要素間の制約をつける。これにより、各接続部（接点）の形状や角度が正確に決定され、接続点も滑らかな形状になる。次に、図１０（Ｃ）に示すように、寸法要素１０３（斜寸法、水平・垂直寸法、半径、角度、勾配［％］、勾配［１：Ｎ］）を各図形要素に適用して必要なパラメトリック図を作成する。このようにして作成されたパラメトリック図は、インテリシェイプ・サンプルとして設計条件ＤＢ１５に準備されている。
【００５９】
次に、図１１に示すように、道路組立画面において、先ず、必要なインテリシェイプ・サンプルを選択して（図１１では、橋脚が選択されている）、画面上でドラッグアンドドロップすることによって、道路組立図が作成される。このとき、道路組立図の一部、例えば、道路縦断線形などが変更された場合、自動的に、道路組立図上のインテリシェイプ図の寸法なども変更される。
【００６０】
図１２は、道路組立図上のインテリシェイプ図の寸法の決定方法を示す図である。図１２に示すように、橋脚１２０１のオリジン点６１（固定点）とアタッチ点６２（固定点）が図１２のように規定され、桁高ＫＨ、根入れ深さＤ、シュー高ＳＨが予め決定されている場合、ダイナミッククロソイド・インタフェース機能及びダイナミックプロファイル・インタフェース機能によって、道路路面高（道路路面の標高）ＲＨや地盤高（地盤点の標高）ＧＨに変化が生じた場合、次の式１
＜式１＞
Ｈ＝（ＲＨ−ＧＨ）−ＫＨ−ＳＨ＋Ｄ
によって自動的に算出され、画面上で、道路組立図が自動的に修正される。
【００６１】
このように、殆どの土木部品をインテリシェイプ図として容易に登録することができ、また、インテリシェイプの形状を自由に変更することができるため、ダイナミッククロソイド・インタフェース機能及びダイナミックプロファイル・インタフェース機能と容易に連動させることができ、道路設計のトライアルが容易な操作で、無制限に且つ無段階に行うことができ、設計段階における工事費の削減と、設計期間の短縮を図ることができるようになる。
【００６２】
次に、道路設計図面生成部１２ａのワッブル機能について説明する。
【００６３】
図１３は、道路設計図面生成部１２ａのワッブル機能を示す図である。図１３に示すように、道路中心線６５や、インテリシェイプ（土木部品）１３０１の任意の場所をクリック（指定）すると、当該指定部分での最大移動可能範囲が示される。したがって、設計ユーザは、当該部分設計変更が可能かどうか、及び可能な場合には、その変更可能範囲を瞬時に判断できる。これにより、道路設計のトライアルが容易な操作で行うことができ、設計段階における工事費の削減と、設計期間の短縮を図ることができるようになる。
【００６４】
次に、ステップ３１５の切土面・盛土面の演算処理について説明する。上述のように、切土・盛土面演算処理部１２ｂでは、道路設計図面生成部１２ａで生成された道路設計図面に基づいて、切土面や盛土面の法尻計算を行う（ステップ３１５）。この法尻計算は、（Ａ）地形等高線の３Ｄワイヤーフレームと標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点計算を行う、（Ｂ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（Triangular Irregular Network）（ポリゴン）と標準横断の３Ｄワイヤフレームとの交点計算を行う、または（Ｃ）地形等高線の３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（ポリゴン）との交差計算を行う、の何れかと、（１）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算をする、または（２）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（曲面）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算をする、の何れかを組み合わせて計算する。以下、この計算方法について説明する。
【００６５】
図１４〜図１７は、切土面・盛土面の演算処理を示す図である。ここで、道路のオフセット値（オフセットカーブ１４０３）は、ベゼ曲線に近似されている。また、道路中心線６５には、ベゼ曲線の接点を通る垂線が下ろされている。先ず、図１４に示すように、ＰＣの画面上には、道路の平面図と断面図を対応させて表示される。ここで、標準横断法面１４０１上の小段１４０２上の任意の点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を求めると、設計条件ＤＢ１５に記憶されている設計条件により、各点Ｓ１〜Ｓ５の各座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）が自動的に求まる。
【００６６】
次に、この各点Ｓ１〜Ｓ５の各座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）に基づいて、図１５に示すように、標準横断の３Ｄパッチ（ポリゴン）が作成される。同様にして、各点Ｓ１〜Ｓ５の各座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）に基づいて、図１６に示すように、標準横断の３Ｄパッチ（曲面）が作成される。
【００６７】
このようにして作成された標準横断の３Ｄパッチ（曲面）を利用して、図１７に示すように、（１）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（ポリゴン）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算、または（２）等高線、既存の道路、田、畑、宅地などに属性分けした地形３Ｄ／ＴＩＮ（曲面）と標準横断の３Ｄパッチ（曲面）との交差計算を行うことができる。
【００６８】
この切土面・盛土面の演算処理により、土量計算や法面積計算の精度が大幅に向上し、自動算出による、製図作業の省力化と、製図時間の短縮を図ることができるようになった。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の道路設計システム及び道路設計方法によれば、インターネットなどのコンピュータネットワークに接続されたサーバで、容易に道路設計をすることができるツールを提供するため、端末から容易に道路設計をすることができ、道路設計図面及び土量計算書や法面数量計算書などを容易に作成することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の道路設計システムの他の一例を示す図である。
【図２】本発明の道路設計サーバの他の一例を示す図である。
【図３】本発明の道路設計サービスの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の道路設計サービスの一例を示すフローチャートである。
【図５】従来の一般的な道路設計サービスの一例を示すフローチャートである。
【図６】ダイナミッククロソイド・インタフェース機能を示す図である。
【図７】道路中心線の移動における、法面の変化を示す図である。
【図８】ダイナミックプロファイル・インタフェース機能を示す図である。
【図９】道路縦断線形の移動における、法面の変化を示す図である。
【図１０】インテリシェイプ・サンプルの作成例を示す図である。
【図１１】インテリシェイプ設計機能を示す図である。
【図１２】道路組立図上のインテリシェイプ図の寸法の決定方法を示す図である。
【図１３】道路設計図面生成部１２ａのワッブル機能を示す図である。
【図１４】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。
【図１５】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。
【図１６】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。
【図１７】切土面・盛土面の演算処理を示す図である。
【符号の説明】
１０  道路設計サーバ
１１  Ｗｅｂページ処理部
１２  道路設計処理部
１２ａ  道路設計図面生成部
１２ｂ  切土・盛土面演算部
１２ｃ  計算書類生成部
１３  ＷｅｂＤＢ
１４  ユーザＤＢ
１５  設計条件ＤＢ
１６  結果ＤＢ
１７  通信部
１８  出力部
１９  イメージデータ処理部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  端末装置
３０  コンピュータネットワーク
４０  通信回線網
４１ａ、４１ｂ  ファクシミリ
６１  オリジン点
６２  アタッチ点
６３  固定制約条件
６４  接続点
６５  道路中心線
７１  法面
７２  切土面積
８１、８１'  道路縦断線形（本線）
８２、８２'  道路ランプ縦断線形
８３  既設道路
８４  既設架橋
８５  既設埋設物
１０１  図形要素
１０２  幾何制約要素
１０３  寸法要素
１２０１  橋脚
１４０１  標準横断法面
１４０２  小段
【図１】
0003653019.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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