(57)【要約】【課題】道路の施工や保全管理を効率的に行える画期的な道路の管理システムを提供する。【解決手段】本発明は、工場での生産後に搬入された現場で配設施工されて既に道路を構成している道路ユニット（ｒ）を管理する道路ユニット管理システム（ｃ）であって、道路ユニットの劣化または損傷の要因となるダメージ情報を道路ユニット側から受信する受信手段（２０）と、ダメージ情報に基づいて道路ユニットの劣化または損傷の程度を指標するダメージ量を算出するダメージ量算出手段（２１）と、ダメージ量の履歴に基づいて道路ユニットの残存寿命を算出する寿命予測手段（２２）と、残存寿命に基づいて道路ユニットの更新情報を算出する更新算出手段（２４）と、を備える道路ユニット管理システムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場での生産後に搬入された現場で配設施工されて既に道路を構成している道路ユニットを管理する道路ユニット管理システムであって、
該道路ユニットの劣化または損傷の要因となるダメージ情報を該道路ユニット側から受信する受信手段と、
該ダメージ情報に基づいて該道路ユニットの劣化または損傷の程度を指標するダメージ量を算出するダメージ量算出手段と、
該ダメージ量の履歴に基づいて該道路ユニットの残存寿命を算出する寿命予測手段と、
該残存寿命に基づいて該道路ユニットの更新情報を算出する更新算出手段と、
を備える道路ユニット管理システム。
【請求項２】
さらに、前記更新情報に基づいて、交換される新たな道路ユニットの生産情報を提供する生産支援手段を備える請求項１に記載の道路ユニット管理システム。
【請求項３】
さらに、前記更新情報または該更新情報の履歴に基づいて、前記道路ユニットの施工現場または該道路ユニットに関する課題情報を抽出する課題抽出手段を備える請求項１または２に記載の道路ユニット管理システム。
【請求項４】
前記ダメージ情報は、前記道路ユニットに作用する荷重情報と環境情報を含む請求項１〜３のいずれかに記載の道路ユニット管理システム。
【請求項５】
前記更新情報は、前記道路ユニットの更新時期と更新数を含む請求項１〜４のいずれかに記載の道路ユニット管理システム。
【請求項６】
さらに、個体識別情報と前記ダメージ情報を取得するセンサと該ダメージ情報を前記受信手段へ送信する送信手段とを有する道路ユニットを備える請求項１〜５のいずれかに記載の道路ユニット管理システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の道路ユニット管理システムに用いられる道路ユニットであって、
個体識別情報と、
前記ダメージ情報を取得するセンサと、
該ダメージ情報を前記受信手段へ送信する送信手段と、
を備える道路ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の保全管理や施工を効率的に行える道路ユニット管理システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路は人や企業等の活動に欠かせない重要なインフラストラクチャー（単に「インフラ」という。）である。使用環境により進展具合は異なるものの、道路も経時的な劣化や損傷を伴う。また、一般的に道路建設には多くの費用と長い工期が必要である。このため、道路の保全管理、さらには再施工等が効率的になされることが求められる。これに関連する提案が、例えば、下記の特許文献にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８９５９３号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２は、現場での土木作業等により完成された従来型の道路の維持管理を、人自体が現地調査を行い、その結果に基づいて行う道路の保全管理をするシステム等を提案している。
【０００５】
本発明は、そのような従前の概念とは全く異なる新たな発想により、道路の保全管理等を効率的に行える画期的な道路の管理システム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】
【０００６】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、工場で予め生産した道路ユニット（モジュール、アッセンブリ）を施工現場で繋ぎ合わせて完成された道路を前提に、その道路を構成している各道路ユニットの寿命を予測して、交換が必要となる道路ユニットの更新を効率的に行える管理システムを新たに着想した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【０００７】
《道路ユニット管理システム》
（１）本発明は、工場での生産後に搬入された現場で配設施工されて既に道路を構成している道路ユニットを管理する道路ユニット管理システムであって、該道路ユニットの劣化または損傷の要因となるダメージ情報を該道路ユニット側から受信する受信手段と、
該ダメージ情報に基づいて該道路ユニットの劣化または損傷の程度を指標するダメージ量を算出するダメージ量算出手段と、該ダメージ量の履歴に基づいて該道路ユニットの残存寿命を算出する寿命予測手段と、該残存寿命に基づいて該道路ユニットの更新情報を算出する更新算出手段と、を備える道路ユニット管理システムである。
【０００８】
（２）本発明によれば、人による現地調査等を行うことなく、既に施工されている道路を構成する各道路ユニットのダメージ状態を把握し、それに基づいて道路ユニットの更新情報を得ることができる。
【０００９】
更新情報を利用することにより、各道路ユニットの更新の要否、更新時期、更新数等を的確に判断でき、更新に必要となる新たな道路ユニットの生産情報（生産時期、生産数等）の把握も可能となる。こうして本発明の道路ユニット管理システム（単に「管理システム」という。）によれば、道路の保全管理やその施工等を、従来とは異次元なレベルで効率的に、または迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例である管理システムに係る全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、本発明の管理システムとしてのみならず、その前提となる道路ユニットにも適宜該当し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００１２】
《道路ユニット》
（１）道路ユニットは、従来のように現場で土木工事がなされて完成されるものではない。予め工場で生産され、搬入した現場で繋げることにより道路を完成させることができるブロック的なモジュールまたはアッセンブリである。
【００１３】
道路ユニットは、例えば、表面側から地面側にかけて順に、表層部、弾性部、路盤部、路床部を備える。表層部は、例えば、アスファルトやコンクリート等の舗装路からなる。弾性部は、例えば、表層部の変形や路盤部の不陸を吸収し、表層部に局部的な荷重が生じることを抑制する緩衝材からなる。路盤部は、上層部（表層部、弾性部）からの分布荷重を受け止めて全体構造を維持する部分である。路床部は、上層部（表層部、弾性部、路盤部）からの分布荷重を地面に伝達する部分である。
【００１４】
道路ユニットは、上述したような各部からなる多層構造体に留まらず、上下水、情報通信等のインフラ設備を内包したものでもよい。いずれの場合でも、道路ユニットを用いることにより、道路の新設のみならず、劣化・損傷した道路の補修・更新（交換）等も効率的に行える。
【００１５】
（２）本発明の管理システムを運用するために、既設された多数の各道路ユニットは、それぞれを識別できる個体識別情報を有すると好ましい。個体識別情報は、例えば、各道路ユニット毎に付与された識別番号であり、それぞれに設けられた記憶装置やメモリー等に記憶されている。
【００１６】
また道路ユニットは、その劣化または損傷の要因となるダメージ情報を取得するセンサ（ゲージ、計測機器等を含む）を有すると好ましい。例えば、車両の通過等により各道路ユニットに作用する荷重情報や、施工後の各道路ユニットが受ける環境情報等を検出できる各種のセンサである。
【００１７】
荷重情報を取得するセンサとして、例えば、荷重センサ、歪みゲージ等がある。環境情報を取得するセンサとして、例えば、温度センサ、湿度センサ、塩分センサ等がある。各情報は、各センサから得られた連続情報でもよいし、所定値（閾値）に対する超過分とその回数等からなる離散情報等でもよい。
【００１８】
道路ユニットは、それらの各情報を管理システムに反映させるために、ダメージ情報を管理システム（受信手段）へ送信する送信手段を備えると好ましい。各情報の送信は、随時または連続的になされてもよいし、定時または断続的になされてもよい。また、各情報の送信は、道路ユニットに埋設されたインフラ（通信網や電源等）を活用してなされると好ましい。道路ユニットと管理システムの間の通信は、道路ユニットの送信手段と管理システムの受信手段が対応している限り、無線通信でなされても、有線通信でなされてもよい。
【００１９】
《管理システム》
管理システムは、道路ユニットの製造者（会社）、販売者または道路の管理者等に設置されたコンピュータシステムにより構成される。管理システムは、受信手段の他に、少なくともダメージ量算出手段と、寿命予測手段と、更新算出手段とを備える。以下、本発明の管理システムが備える各手段について詳述する。なお、本明細書でいう「手段」はコンピュータプログラムにより実現され、適宜「ステップ」（工程）と換言することもできる。そして「管理システム」は「管理方法」と換言することもできる。
【００２０】
（１）ダメージ量算出手段
ダメージ量算出手段は、道路ユニット側から受信するダメージ情報に基づいて、道路ユニットの劣化または損傷の程度（単に「ダメージ」ともいう。）を指標するダメージ量を算出する。ダメージ量は、例えば、次のような各指標値に基づいて算出される。
【００２１】
道路ユニットに設けた荷重センサ等から得られる荷重情報に基づいて、道路ユニットのダメージとなる荷重指標値が算出される。荷重指標値は、例えば、道路ユニットを通過した車両の重量と台数（回数）から求まる積算値（積分値）等である。また、荷重指標値は、所定値を超えた超過重量の積算値としてもよい。その他、荷重変動の振幅と回数等を用いて荷重指標値を算出してもよい。
【００２２】
道路ユニットにダメージを与える要因として、荷重等の物理的要因の他、環境的要因（化学的要因を含む。）もある。例えば、道路ユニットに設けた温度センサ、湿度センサ等から得られる環境情報に基づいて、道路ユニットのダメージとなる環境指標値を算出する。環境指標値は、例えば、道路ユニットが設定範囲を超える温度や湿度に曝されたときに、その超過分と時間の積算値等として求めることができる。また、道路ユニットの施工場所は様々であり、内陸に限らず沿岸や工場密集地等もある。そのような場所では、温度や湿度のみならず、塩分、酸性度等も、道路ユニットにダメージを与える環境的（化学的）要因となる。例えば、道路ユニットに設けた塩分センサ等から得られる化学情報に基づいて、道路ユニットにダメージとなる化学指標値を算出する。化学指標値は、例えば、道路ユニットが設定範囲を超える塩分雰囲気等に曝されたときに、その超過分と時間の積算値等として求めることができる。
【００２３】
ダメージ量算出手段は、そのようにして求まる各指標値により、ダメージ量を算出できる。ダメージ量は、各指標値に応じて系統別（例えば、物理的ダメージ量、環境的ダメージ量、化学的ダメージ量等）に算出してもよいし、各指標値を総合したダメージ量を算出してもよい。後者の場合、例えば、各指標値に適当な重み付けを行うことにより算出できる。
【００２４】
（２）寿命予測手段
寿命予測手段は、上述したダメージ量の履歴（例えば、蓄積量や変化量等）に基づいて、道路ユニット毎の残存寿命を算出する。例えば、各道路ユニット毎に、蓄積されたダメージ量合計やダメージ量の時間変化率等を求め、それを設定値（例えば、許容可能な累積ダメージ量）と比較する。両者の差（設定値までの余裕度合）が各道路ユニットの残存寿命となる。
【００２５】
（３）更新算出手段
更新算出手段は、上述した残存寿命に基づいて道路ユニットの更新情報を算出する。例えば、既設されている道路ユニットの残存寿命が所定期間（例えば、６月や１年等）よりも短くなったとき、それを新たな道路ユニットに交換（更新）すべき情報（更新情報）を提供する。更新情報は、各道路ユニットの更新時期（寿命最期の期日や残存寿命等）、施工時に要する更新数（必要となる新規な道路ユニット数）等である。なお、更新情報と併せて、各道路ユニットの仕様（構造、材質、個別的な特徴等）、施工場所等も提供されると好ましい。
【００２６】
（４）生産支援手段
生産支援手段は、上述した更新情報に基づいて、交換される新たな道路ユニットの生産情報を提供する。生産情報は、例えば、交換に必要となる新たな道路ユニットの生産に必要となる、生産設備（工場）の選択や新設、人員の数や能力等である。さらに、新たな道路ユニットの施工に必要となる設備や人員等に関する施工情報が生産情報に含まれてもよい。
【００２７】
（５）課題抽出手段
課題抽出手段は、更新情報または更新情報の履歴に基づいて、道路ユニットの施工現場または道路ユニットに関する課題情報を抽出する。例えば、特定地域に施工された道路ユニットや特定仕様の道路ユニットについて、その更新時期が当初の予定時期（設計値）よりも大幅に早い場合、または道路ユニットの更新（交換）が短期間内に繰り返される等の履歴がある場合、施工方法、道路ユニットの仕様、施工現場の地面に対する路盤・路床等が不適切であることが考えられる。課題抽出手段により、そのような課題情報（改善情報）が抽出されて提供されると、道路の保全管理や道路ユニットの改良をより効率的に行える。
【実施例】
【００２８】
本発明の一実施例である管理システムＳの全体像を図１に示した。管理システムＳは、多数の道路ユニットｒ１、ｒ２、ｒ３・・・（単に「道路ユニットｒ」という。）により各地（現場）に建設された道路１と、各道路ユニットｒの製造および保全を行う運営会社２とにより構成される。
【００２９】
各道路ユニットｒには、それぞれ識別番号（個体識別情報）が割り振られており、内蔵メモリ（図略）に記憶されている。識別番号により、各道路ユニットｒ毎に、仕様、製造日、製造地（工場）、施工場所、施工日、使用開始日等の基本情報と、後述するダメージ情報や残存寿命等が特定される。
【００３０】
各道路ユニットｒには、そのダメージ情報を取得するために、荷重センサ１１、温度センサ１２、湿度センサ１３、塩分センサ１４等が埋設されている。各センサから得られる信号を送信できる通信装置１０（送信手段）も内部に設置されている。各センサや通信装置１０は、道路ユニットｒ内にあるインフラ用電源や道路ユニットｒ毎に設けたソーラーバッテリ等により駆動される。また、通信装置１０は、道路ユニットｒ内にあるインフラ用通信網や道路ユニットｒ毎に設けた無線送信機等により、インターネット回線ｎに接続可能となっている。
【００３１】
道路ユニットｒの各センサから得られたダメージ情報は、インターネット回線ｎを通じて、運営会社２の管理部のコンピュータｃに送信される。コンピュータｃは、通信装置２０（受信手段）を通じて、ダメージ情報を取得する。コンピュータｃは、そのダメージ情報に基づいて、各道路ユニットｒ毎のダメージ量を算出する（ステップ２１／ダメージ量算出手段）。ダメージ量は、例えば、道路ユニットｒの各センサから取込んだ情報（信号）に基づいて、所定式に基づいて、荷重指標値、環境指標値、化学指標値等を算出する。各指標値を別な所定式に当てはめることにより、各道路ユニットｒ毎のダメージ量が算出される。
【００３２】
コンピュータｃは、そのダメージ量に基づいて、各道路ユニットｒ毎の残存寿命を算出する（ステップ２２／寿命予測手段）。残存寿命は、使用可能な残存期間を示すものでも、交換時期（最後の日時）を示すものでもよい。
【００３３】
コンピュータｃは、各道路ユニットｒ毎の残存寿命を記憶装置に保存する（ステップ２３）。なお、記憶装置には、前述した識別番号に基づいて、各道路ユニットｒ毎に、ダメージ量（各指標値の詳細）に併せて、既述した基本情報も保存されている。
【００３４】
コンピュータｃは、随時更新される各道路ユニットｒの残存寿命を監視して、残存寿命が所定期間よりも短くなったとき、該当する道路ユニットｒの交換時期と、該当する道路ユニットｒの数量（更新情報）を算出して提供する（ステップ２４）。
【００３５】
道路ユニットｒの更新情報は、運営会社２内の製造部（工場）に提供される。製造部は、各道路ユニットｒの残存寿命内にその交換を完了できるように、新たな道路ユニットｒを製造して施工現場へ搬送する。
【００３６】
道路ユニットｒの更新情報は、運営会社２内の企画部にも提供され、交換する道路ユニットｒが多数である場合、交換用の新たな道路ユニットｒを製造する工場の新設、その工場への人員配置、施工工事の準備等を計画する。この際、コンピュータｃにより、新設すべき工場の立地や規模、必要な人員数等の生産情報が自動的に提供されると好ましい（生産支援手段）。
【００３７】
さらに、コンピュータｃは、道路ユニットｒの更新情報またはその履歴を分析して、道路ユニットの交換時期（更新時期）が想定よりもかなり早い場合や、その交換が短期間に繰り返される場合、そのような課題情報を運営会社２の設計部等に自動的に提供すると好ましい（課題抽出手段）。これにより、道路ユニットの施工現場や道路ユニット自体の改善が効率的に図られる。
【００３８】
ちなみに、運営会社は、道路がある現場と同国内になくてもよい。また、運営会社の各部署（管理部、製造部、企画部等）も同地域または同国内にある必要もない。さらに、運営会社は、複数の独立した会社（管理会社、製造会社、施工保全会社等）から構成されていてもよい。なお、製造部署（会社）、施工保全部署（会社）は、道路がある現場の近くにあると好ましい。
【符号の説明】
【００３９】
１    道路
ｒ    道路ユニット
２    運営会社
ｃ    コンピュータ（管理システム）
【図１】
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