(57)【要約】【課題】運搬排雪対象雪量の見積精度を向上することにより、精度が高い運搬排雪計画の立案を支援する、地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムを提供する。【解決手段】ホストシステム１０１と、端末装置１０２とが通信回線１０８を介して接続される地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムであって、端末装置１０２は、ホストシステム１０１から受信した地図データと衛星画像により、雪山の影の長さを算出する手段と、車道にはみ出した雪山の輪郭線と地図データの車道と歩道の境界線を抽出し、輪郭線と境界線を結線処理することにより排雪対象ポリゴン図形を自動作図する手段と、ホストシステム１０１から受信した排雪対象雪ポリゴン図形付近の基準物の高さと基準物の影の長さ、および雪山の影の長さから雪山の高さを算出し、排雪対象雪ポリゴン図形から算出した面積、雪山の高さを掛けて排雪対象雪量を算出する手段等を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データベース、属性データベース、及び、衛星画像データベースが格納された記憶装置を備えるホストシステムと、端末装置とが通信回線を介して接続される地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムであって、
前記端末装置は、前記ホストシステムから雪山ポリゴンを作成する住所情報をもとに該当するエリアの地図データを受信すると、受信した地図データを表示する手段と、
前記ホストシステムから前記エリアと同エリアの衛星画像を受信すると、表示済みの前記地図データの下に重ねて表示する手段と、
地図表示している前記地図データの道路図形の形状を参考にし、車道除雪作業および歩道除雪作業により路肩に積み上げられた雪山の前記衛星画像中の影を自動認識して、前記道路図形の形状により雪山の影から車道にはみ出した雪山の輪郭線を特定し、雪山の影の長さを算出する手段と、
特定した車道にはみ出した雪山の輪郭線とこれと対になる地図データの車道と歩道の境界線を抽出し、輪郭線と境界線を結線処理することにより排雪対象ポリゴン図形を自動作図する手段と、
作図した排雪対象雪ポリゴン図形付近の基準物の影を画像中から自動認識し、基準物の影の輪郭線を特定し、基準物の影の長さを算出する手段と、
前記ホストシステムから受信した前記基準物の高さと前記基準物の影の長さ、および前記雪山の影の長さから比率計算して、雪山の高さを算出し、前記排雪対象雪ポリゴン図形から算出した面積、前記雪山の高さを掛けて排雪対象雪量を算出する手段とを備え、
前記ホストシステムは、前記端末装置から受信した雪山ポリゴンを作成する住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記地図データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記エリアと同エリアの衛星画像を、前記衛星画像データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した基準物の情報をもとに、前記属性データベースから基準物の高さを検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した前記排雪対象雪ポリゴン図形を、前記地図データベースに登録し、算出した前記雪山の影の長さを、前記属性データベースへ登録する手段とを備えたことを特徴とする地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システム。
【請求項２】
前記端末装置は、運搬排雪計画を立案するエリアの住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記ホストシステムから受信すると、地図表示する手段と、
表示された地図の中から選択された対象エリアに基づく排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データを前記ホストシステムから受信する手段と、
受信した排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データに基づき全排雪対象雪量を算出する手段と、
算出した前記全排雪対象雪量を、前記ホストシステムから受信した、選択した一台のダンプトラック積載量で割り、選択したエリアの排雪対象雪を排雪するために必要なダンプトラックの延べ台数を算出する手段と、
前記ホストシステムから受信した前記運搬排雪作業対象エリアから雪堆積場までのルートから決定したルートの道路データに付随する属性データを使用して、ルートの往復距離を算出する手段と、
算出したダンプトラックの延べ台数、雪堆積場への往復距離、および、指定する平均時速から全排雪対象雪を雪堆積場まで運ぶ運搬時間を算出する手段と、
雪堆積場での必要な作業時間、１台のダンプトラックへ雪を積み込む作業時間、および、その他作業に必要な時間が指定されると、全運搬排雪作業に必要な作業時間を算出する手段とを備え、
前記ホストシステムは、前記端末装置から受信した前記運搬排雪計画を立案するエリアの住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記地図データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した選択された対象エリアに基づき、前記属性データベースから排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データを検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信したダンプトラックの種類により前記属性データベースからダンプトラック積載量を検索し、検索したダンプトラック積載量を前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した前記運搬排雪作業対象エリアと前記雪堆積場に基づき、前記運搬排雪作業対象エリアから前記雪堆積場までのルートを前記属性データベースから検索して前記端末装置に送信する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星画像やＧＩＳ（地理情報システム）を用いて、衛星画像を解析し排雪対象の雪の量を算出し、運搬排雪計画立案支援を行う、地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
降雪地域では、雪による交通麻痺・交通事故の発生など日常生活に大きな影響を与えている。降雪地帯の自治体では、毎年、雪対策費として巨額の金額を予算化して対応している。
除雪作業の種類を大きく分けると、車道除雪作業、歩道除雪作業、運搬排雪作業などがある。車道除雪作業は、降り積もったばかりの路面の雪を路肩に寄せる作業である新雪除雪作業、路面の凸凹やわだちを削る路面整正作業、路肩の雪を更に積み上げ、車両走行車線の幅を広げる拡幅除雪作業がある。次に、歩道除雪作業は、歩道を人が通行可能にするため、降り積もった歩道の雪を車道側に積み上げる作業である。
車道除雪作業と歩道除雪作業を繰り返すことによって、車道と歩道の間のスペースに、除雪された雪が高く積み上げられることとなり、次第に積み上げられた雪が車道へはみ出し車両走行車線の幅が狭くなり、車両通行が困難となってしまう。このため、積み上げられた雪山の車道にはみ出した部分を、排除する必要がある。この作業が、運搬排雪作業である。
【０００３】
運搬排雪作業は、路肩に積み上げられた雪山をダンプトラックに積み込み、主に郊外に設置されている雪堆積場へ運ぶ作業である。雪堆積場までのルートを大型ダンプトラックの通行が必須であるため、主要幹線道路から雪堆積場までのルートから、運搬排雪作業を開始する。主要幹線道路など道幅が広い道路の運搬排雪作業が完了後、幹線道路、補助幹線道路、生活道路と道幅が広い道路から狭い道路の順番で運搬除雪作業が実施される。このため、生活道路の運搬排雪開始が遅延すればするほど、一般市民の日常生活に大きな影響を与えることとなる。
なお、本発明に関連する公知技術文献としては下記の特許文献１、特許文献２がある。
特許文献１には、除雪車毎の位置、作業状況を収集し、除雪状況を一般ユーザの情報端末に配信し、除雪状況を簡単に把握可能にし、事故の未然防止、住民自身の手作業による除雪作業が無駄にならないようにすることができる除雪作業管理システムが記載されている。
特許文献２には、除雪対象路線の降雪状況・積雪状況を伝達し、所定のプログラムに基づいて除雪作業開始の必要性を判別して、作業管理者・作業従事者に連絡する除雪作業開始システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１４９１７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した自治体等が行う全ての除雪作業は、市内を細かい地区に細分化した各地区に設置された除雪センターが管理している。降雪量は毎年変化するものであり、また、同地区内でも、気象条件・地理的条件の違いにより、場所により実際に運搬する必要がある雪量に、ばらつきがでる。しかし、現在の運搬排雪の対象雪量の算出方法は、運搬排雪対象路線の総距離をもとに対象雪量を算出し、これをもとにトラック台数・実施期間などの運搬排雪を計画している。運搬排雪対象路線の総距離と現在の降雪量から大雑把な対象雪量を算出し、運搬排雪計画を立案しているため、精度が高い計画立案とは言えない状況となっている。
【０００６】
以上の現状に鑑み、本発明は、運搬排雪対象雪量の見積精度を向上することにより、精度が高い運搬排雪計画の立案を支援する、地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援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】
【０００７】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、地図データベース、属性データベース、及び、衛星画像データベースが格納された記憶装置を備えるホストシステムと、端末装置とが通信回線を介して接続される地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムであって、
前記端末装置は、前記ホストシステムから雪山ポリゴンを作成する住所情報をもとに該当するエリアの地図データを受信すると、受信した地図データを表示する手段と、
前記ホストシステムから前記エリアと同エリアの衛星画像を受信すると、表示済みの前記地図データの下に重ねて表示する手段と、
地図表示している前記地図データの道路図形の形状を参考にし、車道除雪作業および歩道除雪作業により路肩に積み上げられた雪山の前記衛星画像中の影を自動認識して、前記道路図形の形状により雪山の影から車道にはみ出した雪山の輪郭線を特定し、雪山の影の長さを算出する手段と、
特定した車道にはみ出した雪山の輪郭線とこれと対になる地図データの車道と歩道の境界線を抽出し、輪郭線と境界線を結線処理することにより排雪対象ポリゴン図形を自動作図する手段と、
作図した排雪対象雪ポリゴン図形付近の基準物の影を画像中から自動認識し、基準物の影の輪郭線を特定し、基準物の影の長さを算出する手段と、
前記ホストシステムから受信した前記基準物の高さと前記基準物の影の長さ、および前記雪山の影の長さから比率計算して、雪山の高さを算出し、前記排雪対象雪ポリゴン図形から算出した面積、前記雪山の高さを掛けて排雪対象雪量を算出する手段とを備え、
前記ホストシステムは、前記端末装置から受信した雪山ポリゴンを作成する住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記地図データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記エリアと同エリアの衛星画像を、前記衛星画像データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した基準物の情報をもとに、前記属性データベースから基準物の高さを検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した前記排雪対象雪ポリゴン図形を、前記地図データベースに登録し、算出した前記雪山の影の長さを、前記属性データベースへ登録する手段とを備えたことを特徴とする地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムを提供するものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記端末装置は、運搬排雪計画を立案するエリアの住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記ホストシステムから受信すると、地図表示する手段と、
表示された地図の中から選択された対象エリアに基づく排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データを前記ホストシステムから受信する手段と、
受信した排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データに基づき全排雪対象雪量を算出する手段と、
算出した前記全排雪対象雪量を、前記ホストシステムから受信した、選択した一台のダンプトラック積載量で割り、選択したエリアの排雪対象雪を排雪するために必要なダンプトラックの延べ台数を算出する手段と、
前記ホストシステムから受信した前記運搬排雪作業対象エリアから雪堆積場までのルートから決定したルートの道路データに付随する属性データを使用して、ルートの往復距離を算出する手段と、
算出したダンプトラックの延べ台数、雪堆積場への往復距離、および、指定する平均時速から全排雪対象雪を雪堆積場まで運ぶ運搬時間を算出する手段と、
雪堆積場での必要な作業時間、１台のダンプトラックへ雪を積み込む作業時間、および、その他作業に必要な時間が指定されると、全運搬排雪作業に必要な作業時間を算出する手段とを備え、
前記ホストシステムは、前記端末装置から受信した前記運搬排雪計画を立案するエリアの住所情報をもとに該当するエリアの地図データを前記地図データベースより検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した選択された対象エリアに基づき、前記属性データベースから排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データを検索し前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信したダンプトラックの種類により前記属性データベースからダンプトラック積載量を検索し、検索したダンプトラック積載量を前記端末装置に送信する手段と、
前記端末装置から受信した前記運搬排雪作業対象エリアと前記雪堆積場に基づき、前記運搬排雪作業対象エリアから前記雪堆積場までのルートを前記属性データベースから検索して前記端末装置に送信する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムを提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来に比べ高精度の運搬排雪計画を立案することが可能となり、運搬排雪が効率良く実施されることとなるため、次のような効果がある。
（１）一般市民への雪害のリスクを減らすことができる。
（２）自治体の運搬排雪費用の削減につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の地理情報システムを用いた運搬排雪計画立案支援システムの構成図である。
【図２】本発明の運搬排雪計画用データ作成処理のフローチャート図である。
【図３】（ａ）排雪対象となる雪山のイメージ図である。（ｂ）作成される排雪対象雪ポリゴン図形のイメージ図である。
【図４】本発明の雪山の高さを算出するための計算方法を示す説明図である。
【図５】（ａ）本発明の排雪対象雪ポリゴン図形作図後のイメージ図である。（ｂ）本発明の属性データ（雪山高さ）登録後のイメージ図である。
【図６】本発明の運搬排雪計画立案処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
尚、上記ホストシステム及び端末装置は、コンピュータであり、上記各手段は、コンピュータのＣＰＵが必要なコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより実現される手段であり、そのフローチャート図が図２及び図６である。
以下、本発明を適用した運搬排雪計画立案支援システムの一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の一例を示すシステム構成図であり、本運搬排雪計画立案支援システムは、ホストシステム１０１と端末装置１０２を持つ。ホストシステム１０１と端末装置１０２はそれぞれの接続部１０７、１０９を持ち、通信回線１０８で接続している。ホストシステム１０１は地図データベース１０４、属性データベース１０５、衛星画像データベース１０６との接続部であるデータベース接続部１１１を持ち、検索部１１０の処理部を持つ。地図データベース１０４、属性データベース１０５、衛星画像データベース１０６はホストシステム１０１が備える記憶装置１３４，１３５，１３６にそれぞれ格納される。
端末装置１０２は地理情報システム部１１２で処理する情報を表示する表示部１０３を持つ。地理情報システム部１１２には、検索部１１３、画像自動認識部１１４、図形作図部１１５、図形データ登録部１１６、属性データ登録部１１７、計算部１１８、エリア選択部１１９、ルート検索部１２０を備える。
【００１２】
地図データベース１０４には、排雪対象地区の建物や道路などの地図データ（ベクタデータ）が、レイヤ毎に蓄積されている。属性データベース１０５には、地図データバース１０４に蓄積されている地図データとリンクされている住所情報、電柱番号や高さなどの情報が蓄積されている。衛星画像データベース１０６には、排雪対象地区の最新（最近撮影された）の衛星画像が蓄積されている。
【００１３】
本運搬排雪計画立案支援システムは、運搬排雪計画用のデータ作成処理と運搬排雪計画立案処理に大きく２つの処理に分かれている。
まず運搬排雪計画用データ作成処理について説明する。図２に運搬排雪計画用データ作成処理のフローチャートを示す。ステップ２０１において端末装置１０２よりホストシステム１０１に対して、雪山ポリゴンを作成する住所情報を検索部１１３から、通信回線１０８を通して通知（送信）する。ホストシステム１０１では受け取った住所情報をもとに該当するエリアの地図データを地図データベース１０４より検索部１１０を使用して検索する。検索した結果は、端末装置１０２の地理情報システム部１１２の地図表示部１２１を使用して、当該地図データを地図表示する。
【００１４】
ステップ２０２においてステップ２０１と同様の手段で同エリアの衛星画像を衛星画像データベース１０６より検索部１１０を使用して検索し、地図表示部１２１を使用して表示済みの地図データの下に重ねて表示する。
ステップ２０３において地図表示している地図データの道路図形の形状を参考にし、衛星画像について画像自動認識部１１４を使用して、画像中の車道除雪作業および歩道除雪作業により路肩に積み上げられた雪山の影を自動認識する。道路図形の形状により雪山の影から車道にはみ出した雪山の輪郭線を特定する。図３（ａ）に排雪対象となる雪山３０１のイメージを示す。また、雪山の影の輪郭線を特定し、雪山の影の長さを算出する。
【００１５】
ステップ２０４においてポリゴン作図部１１５を使用して、ステップ２０３で特定した車道にはみ出した雪山の輪郭線とこれと対になる地図データの車道と歩道の境界線を抽出し、輪郭線と境界線を結線処理することによりポリゴン図形を自動作図する。図３（ｂ）に、作成される排雪対象雪ポリゴン図形４０１のイメージを示す。
ステップ２０５においてポリゴン登録部１１６を使用して、ステップ２０４で自動作図した排雪対象雪ポリゴン図形を、通信回線１０８を使用して地図データベース１０４に登録する。ステップ２０４で算出した雪山の影の長さを、属性データベース１０５へ登録する。
【００１６】
ステップ２０６において地図表示している衛星画像について画像自動認識部１１４を使用して、ステップ２０５で作図した排雪対象雪ポリゴン図形付近の基準物（電柱や建物など）の影を画像中から自動認識する。基準物の影の輪郭線を特定し、基準物の影の長さを算出する。また、その基準物の高さ属性情報を属性データベース１０５から検索する。
ステップ２０７において雪山の高さ影の長さを、ステップ２０６で求めた基準物の高さ（Ｔ１）と影の長さ（Ｗ１）、およびステップ２０４で求めた雪山の影の長さ（Ｗ２）から比率計算して、計算部１１８を使い雪山の高さ（Ｘ＝Ｔ１×Ｗ２／Ｗ１）を算出する。図４に雪山の高さを算出するための計算方法５０１を示す。計算部１１８を使い排雪対象雪ポリゴン図形から算出した面積、雪山の高さを掛けた排雪対象雪量を算出する。
【００１７】
ステップ２０８においてステップ２０７で算出した雪山の高さと排雪対象雪量を対象となる排雪対象雪ポリゴン図形の属性データとして属性データ登録部１１７を使用して、属性データベース１０５に登録する。図５（ａ）に排雪対象雪ポリゴン図形作図後のイメージ６０１を示し、図５（ｂ）に各排雪対象雪ポリゴン図形の属性データとして登録された属性データ（雪山の高さ）のイメージ６０２を示す。
次に運搬排雪計画立案処理について説明する。図６に運搬排雪計画立案処理のフローチャートを示す。ステップ７０１において端末装置１０２よりホストシステム１０１に対して、運搬排雪計画を立案するエリアの住所情報を検索部１１３から、通信回線１０８を通して通知する。ホストシステム１０１では受け取った住所情報をもとに該当するエリアを地図データベース１０４より検索部１１０を使用して検索する。検索した結果は、端末装置１０２の地理情報システム部１１２の地図表示部１２１を使用して、当該地図データを地図表示する。
【００１８】
ステップ７０２において地図表示部１２１上でエリア選択部１１９を使用して運搬排雪計画立案する対象エリアを選択する。
ステップ７０３においてステップ７０２で選択した対象エリアに含まれる排雪対象雪ポリゴン図形および図形に付随する排雪対象雪量属性データを属性データベース１０５から検索する。検索された全ての排雪対象雪量属性データについて計算部１１８を使用して集計して全排雪対象雪量を算出する。
ステップ７０４において今回運搬排雪で使用するダンプトラックの種類を指定すると、属性データベース１０５を検索して指定したダンプトラックの属性データのひとつである積載量を参照する（端末装置１０２は、ダンプトラックの種類を指定して、その積載量をホストシステム１０１に検索させ、ホストシステム１０１から検索結果を受信する。）。
そして、計算部１１８を使用してステップ７０３で算出した全排雪対象雪量を選択した一台のダンプトラック積載量で割り、選択したエリアの排雪対象雪を排雪するために必要なダンプトラックの延べ台数を算出する。
【００１９】
ステップ７０５において選択した運搬排雪作業対象エリアから雪堆積場までのルートについてルート検索部１２０を使用し地図データベース１０４および属性データベース１０５を検索して、ルートを決定する。決定した道路データに付随する属性データを使用してルートの往復距離について計算部１１８を使用して算出する。
ステップ７０６において、ステップ７０４、７０５で算出したダンプトラック延べ台数、雪堆積場への往復距離、指定する平均時速から全排雪対象雪を雪堆積場まで運ぶ運搬時間を算出する。さらに雪堆積場での必要な作業時間、１台のダンプトラックへ雪を積み込む作業時間、その他作業に必要な時間を指定し、全運搬排雪作業に必要な作業時間を算出する。これらの結果により詳細な運搬排雪作業計画の立案を支援することが可能となる。
【符号の説明】
【００２０】
１０１  ホストシステム
１０２  端末装置
１０４  地図データベース
１０５  属性データベース
１０６  衛星画像データベース
１０８  通信回線
１３４，１３５，１３６  記憶装置
３０１  雪山
４０１  排雪対象雪ポリゴン図形
【図１】
2012203495.tif 000003
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図３】
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【図５】
2012203495.tif 000008