(57)【要約】【課題】道路トンネル内の視感透過率測定に用いられる煙霧透過率測定装置は、一般的に投光部と受光部を１００ｍ離して設置されるので、設置後は、基準となる透過率１００％の状態で電気信号の補正を実施することが困難であり、装置ごとに電気信号を透過率へ演算処理する際にバラツキが生じている。また、光ファイバーを用いる方法では、高価なシステムとなる課題を有している。【解決手段】一定間隔ごとに収集する受光部２からの電気信号の時間的変化より透過率補正時間帯と基準となる透過率を求め、補正用の装置を備えることなく信頼性の高い透過率の演算処理を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する投光部と、
投光部から投射された光を受光する受光素子を有する受光部と、
受光部から出力される電気信号を透過率に変換処理する処理ユニットで構成され、
処理ユニット内には電気信号を演算処理する処理部と、
前記処理部より求められる透過率データを記録し、透過率の所定時間ごとの平均値を求める透過率平均値演算手段と、
透過率平均値が最大となる曜日と時間帯を判断する補正時間帯決定手段と、
前回の透過率平均値と今回の透過率平均値を比較する補正透過率比較手段とを有し、
前回値と今回値の透過率平均値に一定以上の差異が発生した場合に、その差分を補正し、以降の透過率の演算処理を行う煙霧透過率測定装置。
【請求項２】
前記透過率平均値演算手段には透過率の変動幅が一定範囲内であることを確認する補正透過率変動幅確認手段とを有し、
前記補正時間帯における透過率の変動幅が一定範囲を超えているデータを含む場合には、透過率に対する差分補正を行わず、透過率の変動幅が一定範囲内であれば、前回値と今回値の補正透過率平均値に一定以上の差異が発生した場合に、その差分を補正し、以降の透過率の演算処理を行う請求項１記載の煙霧透過率測定装置。
【請求項３】
前記補正時間帯における透過率最大値を記憶する透過率最大値記憶手段を設け、
前回の透過率最大値と今回の補正透過率最大値を前記補正透過率比較手段によって比較し、
前回値と今回値の補正透過率最大値に一定以上の差異が発生した場合に、その差分を補正し、以降の透過率の演算処理を行う請求項１に記載の煙霧透過率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路トンネル内の視感透過率測定に使用される煙霧透過率測定装置の透過率補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路トンネル内の視感透過率測定に用いられる煙霧透過率測定装置は、一般的に投光部と受光部を１００ｍ離して設置される。透過率は、投光部の光源から投射された光が、道路トンネル内に存在する煤煙の微粒子の吸収または散乱により変化し、受光部の受光素子でその変化に応じた電気信号に変換され、処理部で演算処理することにより得られる。道路トンネル内に設置するときは、投光部の光源から投射された光が受光部の受光素子で受光できるように光軸を合わせる調整を行っているが、道路トンネル内に設置された後も、投光部および受光部を構成する部品における感度の低下や煤煙の微粒子による光学窓または光学レンズの汚れによる透過率の低下を補正することが必要であるが、装置の基準となる透過率１００％の状態で補正を実施することが困難なため、装置ごとに受光部から出力される電気信号を透過率へ演算処理する際にバラツキが生じている。
【０００３】
透過率の補正については過去に、透過率が規定値９７％以下を継続して規定値以下確認時限を経過した場合に一定の補正値を乗算する補正方法が提案されている。（特許文献１）
また、投光部からの投射光を校正用の光ファイバーケーブルを通して受光部へ伝送して電気信号に変換出力し、その信号処理部では受信した信号を透過率値に変換し、その透過率値がある設定値未満になった時に透過率値を上昇させる光ファイバー応用の校正方法が提案されている。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１０６４４２号公報
【特許文献２】特開昭６１−９６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１による補正方法は、道路トンネル内に透過率が一週間に必ず一度１００％近辺の値を示すことを前提にしており、透過率１００％が出現しない交通量の多い道路トンネルにおいては、電気信号の低下した割合が必ずしも一定の補正値には反映されないため、正確に透過率への演算処理ができないという課題を有する。
また、光ファイバー応用の校正方法は、道路トンネル内に設置された後に生じた電気信号の低下した割合は正しく反映されるが、設置するときのバラツキ、設置後に発生する軽微な光軸ズレ、壁面からの反射光の影響変化等は反映されないため、正確に透過率への演算処理ができなるという課題を有する。
【０００６】
また、光ファイバー応用の校正方法では、その実現のために光ファイバーの敷設および光ファイバー使用に関する周辺機器が必要となり、高価なシステムとなる課題を有している。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決し、演算処理によるバラツキをなくした信頼性が高く、かつ、安価に構成可能な道路トンネル用煙霧透過率測定装置における透過率補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の道路トンネル用煙霧透過率測定装置における透過率補正方法は、上記目的を達成するため、光源を有する投光部と、投光部から投射された光を受光する受光素子を有する受光部と、受光部から出力される電気信号を透過率に変換処理する処理ユニットで構成され、処理ユニット内には電気信号を演算処理する処理部と、前記処理部より求められる透過率データを記録し、透過率の所定時間ごとの平均値を求める透過率平均値演算手段と、透過率平均値が最大となる曜日と時間帯を判断する補正時間帯決定手段と、前回の透過率平均値と今回の透過率平均値を比較する補正透過率比較手段とを有し、
前回値と今回値の透過率平均値に一定以上の差異が発生した場合に、その差分を補正し、以降の透過率の演算処理を行う煙霧透過率測定装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、道路トンネル用煙霧透過率測定装置において、光ファイバーなど補正用の装置を備えることなく補正を行うことができ、処理部での透過率への演算処理の信頼性を高め、透過率が低下することにより運転する道路トンネル用換気機器は、適切な風量で運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の煙霧透過率測定装置の補正回路を示すブロック図
【図２】某トンネルにおける透過率推移図
【図３】本発明の実施の形態１の透過率補正フローチャート図
【図４】本発明のさらに別の実施の形態を示す煙霧透過率測定装置の補正方式を示すブロック図
【図５】同透過率補正フローチャート図
【図６】本発明のさらに別の実施の形態を示す煙霧透過率測定装置の補正方式を示すブロック図
【図７】同透過率補正フローチャート図
【図８】本発明のさらに別の実施の形態を示す煙霧透過率測定装置の補正方式を示すブロック図
【図９】同透過率補正フローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、道路トンネル用煙霧透過率測定装置の透過率補正方式を示すブロック図である。図１によれば、道路トンネル用煙霧透過率測定装置は、光源を有する投光部１と、投光部１から投射された光を受光する受光素子を有する受光部２と、受光部２から出力される電気信号を演算処理し透過率を求める処理ユニット３により構成される。投光部１では光源の発した光を機械的に変調するあるいは光源に供給する電源を制御することにより断続的に光を投射する。投射された光は光学窓または光学レンズを経て受光部２の受光素子に照射され光電変換される。処理ユニット３では受光部２から出力される電気信号を一定間隔ごとに収集し、収集した電気信号を処理部４において、透過率１００％のときの電気信号で乗算することにより透過率を求めている。
【００１２】
図２は、某トンネルでの１週間のトンネル内の透過率変動推移を示したグラフである。図２によれば、交通量が減少する夜間から早朝にかけトンネル内の透過率が高く、かつ、安定した傾向を示していることがわかる。また、この傾向は曜日においても若干の差異があり、図２に示した某トンネルにおいては、日曜日の夜間から月曜日の早朝にかけての時間帯の透過率が一番高く、かつ、安定した値を示している。また、この傾向は近隣などで
イベントが開催され交通渋滞を発生させる特異日を除けば、毎週同様な傾向を示すこともわかっている。
【００１３】
このようにトンネル内の透過率が高く、安定した時間帯を利用すれば、この時のトンネル内透過率の前回値と今回値を比較し差分を求めることにより、投光部１および受光部２を構成する部品における感度の低下や煤煙の微粒子による光学窓または光学レンズの汚れによる透過率の低下を補正することが可能となる。
【００１４】
このトンネル内透過率推移の特性を活かし透過率補正を実現するため、処理ユニット３内には、透過率平均値演算手段５と補正時間帯決定手段６、補正透過率比較手段７とを備えている。透過率平均値演算手段５は、所定時間ごとに透過率の平均値を演算する。補正透過率比較手段７は、補正時間帯における透過率平均値の今回値と前回値の差分をもって、透過率測定値の補正を行う。この構成によって、１週間の中でトンネル内透過率が一番高く、かつ、安定した値を示す時間帯を決定する。
【００１５】
図３は、処理ユニット３における透過率補正を示したフローチャート図である。図３によると、まず、処理部４は、受光部２からの信号を受けてその時の透過率を求める。透過率平均値演算手段５は、この透過率の所定時間ごとの平均値を求め透過率平均値Ｖｉとして記憶する。補正時間帯決定手段６では、記憶された透過率平均値Ｖｉの比較を行い、その日の最大透過率平均値Ｖｋｉが出現した時間帯と曜日を記憶する。更に補正時間帯決定手段６では、曜日ごとの最大透過率平均値Ｖｋｉの比較更新を行い、最終的に１週間で最大となる最大透過率平均値Ｖｋｏが出現した時間帯と曜日を記憶する。
【００１６】
また、補正時間帯決定手段６で決定される１週間あたりの最大透過率平均値Ｖｋｏと、１週間あたりの最大透過率平均値Ｖｋｏが出現した時間帯と曜日は、次の新しい週においても継続して判定され更新されるものとする。
【００１７】
このようにして決定された１週間あたりの最大透過率平均値Ｖｋｏが出現する時間帯と曜日を透過率における補正時間帯とする。
【００１８】
一方、補正透過率比較手段７では、補正時間帯決定手段６で決定した補正時間帯に到達した場合、その補正時間帯内での透過率平均値Ｖａｉを求める。そして、この透過率平均値Ｖａｉと１週間あたりの最大透過率平均値Ｖｋｏと比較する。比較した結果、補正時間帯における透過率平均値Ｖａｉが１週間あたりの最大透過率平均値Ｖｋｏ−ｋ（％）以下となったときには、その差分を補正値として、処理部４にて求められる透過率Ｔｉの補正を行う。すなわち、Ｖｋｏ−Ｖａｉを処理部４にて求められる透過率Ｔｉに加算して、補正透過率Ｔｉとする（式１）。ここで、ｋ（％）は煙霧透過率測定装置における測定値の誤差率を基に決定される値とする。
【００１９】
（補正後の）Ｔｉ＝（Ｖｋｏ−Ｖａｉ）＋（補正前の）Ｔｉ  （％）・・・・（式１）
トンネル内の透過率は、投光部１および受光部２を構成する部品における感度の低下や煤煙の微粒子による光学窓または光学レンズの汚れにより時間経過とともに徐々に低下する挙動となる。
【００２０】
一般的に、煙霧透過率の測定にあたっては、時間経過と共に投光部１、受光部２の汚れなどに起因して、受光部２から出力される電気信号が低下する。しかしながら、本実施の形態の道路トンネル用煙霧透過率測定装置によれば、トンネル内の透過率が高く、かつ、安定した時間帯において、その透過率推移に応じた補正を行い、透過率を更新することに
なる。従って、この道路トンネル用煙霧透過率測定装置の測定値に基づいて道路トンネル用換気機器を運転する場合には、補正に光ファイバーを使用しない安価な方法で、適正な補正によって適正な風量で運転することができる。特に、前述したように、時間経過と共に、受光部２から出力される電気信号が低下する、すなわち、トンネル内が汚れているように出力されるのを防止し、適正な補正を行うことによって換気風量の増大化を抑えることができる。
（実施の形態２）
図４は、第１の実施の形態の煙霧透過率測定装置の透過率補正方式に、補正透過率変動幅確認手段８を備えた補正方式を示すブロック図である。図５は同透過率補正フローチャート図である。図５によると、補正透過率変動幅確認手段８においては、透過率平均値演算手段５で透過率平均値Ｖｉを求める際に使用したデータ内にある平均値内最大値Ｖｉｍａｘと平均値内最小値Ｖｉｍｉｎとの差分を最大振れ幅とし、この最大振れ幅が許容範囲ｋｈを超えるかを比較する。比較の結果、許容範囲ｋｈを超える透過率データが含まれていた場合には、ここで求められた透過率平均値Ｖｉを不定とし、その後の処理に使用しない。そして、その後は実施の形態１と同様にして、透過率の補正処理を行なう。また、補正時間帯における透過率平均値Ｖａｉを求める際にも補正透過率変動幅確認手段８により同様な処理を行う。
【００２１】
このような処理によれば、トンネル内の透過率の変動幅が一定範囲内で安定している状況での透過率平均値Ｖｉを使用することで、透過率が高く、かつ、安定した状況で透過率の補正を行うことが可能となる。
（実施の形態３）
図６は道路トンネル用煙霧透過率測定装置の透過率補正に透過率の最大値を使用する補正方式を示すブロック図、図７は同透過率補正フローチャート図である。
【００２２】
図７に示すように、透過率最大値記憶手段１１では、処理部４で算出された透過率から、所定時間ごとにその最大値を記憶する。補正時間帯決定手段９は、所定時間ごとの透過率最大値Ｖｍｉから、その日の透過率最大値Ｖｋｍが出現した時間帯と曜日を記憶する。更に補正時間帯決定手段９では、曜日ごとの透過率最大値Ｖｋｍの比較更新を行い、最終的に１週間で最大となる透過率最大値Ｖｋｍが出現した時間帯と曜日を記憶する。
【００２３】
このようにして決定された１週間あたり透過率最大値Ｖｋｍが出現する時間帯と曜日を透過率における補正時間帯とする。補正透過率最大値比較手段１０においては、補正時間帯での所定時間ごとの透過率最大値Ｖａｍｉを求め、この透過率最大値Ｖａｍｉと１週間あたりの透過率最大値Ｖｋｍと比較する。比較した結果、補正時間帯における透過率最大値Ｖａｍｉが１週間あたりの透過率最大値Ｖｋｍ−ｋ（％）以下となったときには、その差分を補正値として、処理部４にて求められる透過率Ｔｉの補正を行う（式２）。ここで、ｋ（％）は煙霧透過率測定装置における測定値の誤差率を基に決定される値とする。
【００２４】
（補正後の）Ｔｉ＝（Ｖｋｍ−Ｖａｍｉ）＋（補正前の）Ｔｉ  （％）・・・・（式２）
このように透過率最大値のみによる比較により透過率の補正を行うことで、トンネル内の一時的な煤煙濃度の変化等の影響を受けることなく、透過率の補正を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、上記実施の形態１〜３に加えて、手動補正時間帯決定手段１２によって、補正時間帯を手動で設定するようにしてもよい。
【００２６】
図８は実施の形態１に対して、道路トンネル用煙霧透過率測定装置での透過率補正を行
う補正時間帯を任意に設定することが可能な補正方式を示すブロック図、図９は同透過率補正フローチャート図である。
図９に示すように、手動補正時間帯決定手段１２では、手動設定による補正時間帯の設定が任意に可能であり、補正時間が設定されている場合には、その設定時間を補正時間帯として、透過率の補正を行う。また、補正時間帯を設定していない場合には、補正時間帯の自動判定による透過率の補正も可能である。このように補正時間帯を任意に設定可能とした場合、トンネル内の透過率推移傾向から道路管理者が最も適していると想定される時間帯に透過率の補正を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、道路トンネルの視感透過率測定に使用される煙霧透過率測定装置の透過率補正に用いることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  投光部
２  受光部
３  処理ユニット
４  処理部
５  透過率平均値演算手段
６  （平均透過率による）補正時間帯決定手段
７  補正透過率比較手段
８  補正透過率変動幅確認手段
９  （最大透過率による）補正時間帯決定手段
１０  補正透過率最大値比較手段
１１  透過率最大値記憶手段
１２  手動補正時間帯決定手段 
【図１】
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【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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