技術資料

埋雪車両検知技術に関する基礎試験
真大＊

石川住田則行＊＊

大上哲也＊＊＊

１．はじめに䋨࿁䋩

三浦豪＊＊＊＊

中村隆一＊＊＊＊＊

5

4

積雪寒冷地である北海道は、広域分散型の地域社会であり、公共交通機関が網羅する範囲も限られている。

3

そのため地域住民の生活は道路交通網に依存してお2

り、特に冬期間は生活物資の輸送、救急搬送路として欠かすことのできない生命線である。しかし近年、大1規模な吹雪により車両が埋雪するなど、道路交通機能が寸断されてしまう災害が発生している。このような0

災害が一度発生すると、吹雪が収束してから復旧活動
ᐕᐲを開始し、雪に埋もれた車両を１台ずつ探し、掘り出すため多大な時間と労力を要してしまう。そこで、本図－１

研究では雪に埋もれた車両を効率よく見つけ出す検知

吹きだまり等の交通障害が発生した
気象の観測回数技術と、その車両を効率よく移動させる技術について検討を行っている。本稿では、そのうち雪に埋もれた車両を効率よく検知する技術について、既存の技術を３．吹きだまり埋雪車両除去の現状用いた雪に埋もれた物体の検知に関する基礎試験を行ったので報告する。

近年の吹雪や豪雪で発生した吹きだまり災害の場
合、風雪が非常に強いために復旧作業を一時中断し、

２．過去に発生した吹きだまり災害立ち往生した車両のドライバーを近くの待避場所に避難させ、復旧作業は、風雪が収まってから行われる。

図－１に示すのは、平成元年度から平成23年度まで

典型的な吹きだまり災害では、先頭の車が吹きだまに吹きだまり等により交通障害が発生した気象（新聞りで動けなくなり、後続の車が渋滞し数珠つなぎにな記事で取り上げられる規模のもの）の観測回数である。

った状態で雪に埋もれてしまう。多少の積雪でも大型

なお、吹きだまり等には吹雪、大雪、雪崩も含まれてのロータリ除雪車であれば迅速に除雪が可能であるいる。吹きだまり等による交通障害は、１回の気象観が、このような状況では、除雪幅が広い大型のロータ

測に対して複数箇所で発生する場合が多いが、この図

リ除雪車では作業できず、除雪幅の狭い歩道用の小形ではそれらをまとめて１回の気象観測回数として取り除雪車や、ハンドガイド式の除雪機、もしくは、人力扱っている。この図から平成20年度以降は、毎年３回で埋雪した車両付近の除雪を行わなければならない。

以上、交通障害を伴う荒れた気象が発生しているのがしかも、埋もれているのは一般ドライバーの財産であわかる。交通障害の具体的な内容については様々である車両のため、損傷させないように注意深く作業を進るが、吹きだまりに突っ込み立ち往生するケースが多める必要がある。これらの作業は、数珠つなぎになっく、車両が高さ２、３m の吹きだまりに埋雪するケた状態であることから、１台ずつ作業を進め、車両自ースも見られた。

らが動けるようになってから移動させなければならない。
また、吹きだまりは、場所によって３m 近い積雪となっている場合もある（写真－１）。このような場合、通常、大型のロータリ除雪車で除雪し投雪を行うが、寒地土木研究所月報№712

2012年９月 11雪の中に車両が埋もれている可能性があるため、車両通信を確認する基礎試験を行った。試験に使用した機が無いことを確認してからでないと除雪をすることが器を表－１に示す。

できない。そのため、現状は雪崩の遭難者を捜索するときに用いるゾンデ棒と呼ばれる長い棒状のものを雪表－１

中に突き刺し、埋もれた車両の有無を確認している。

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埋雪物検知機器᭎ⷐ

このように吹きだまりによる交通障害対応については䇭ᷓ䈇࿾ጀ䈱㊄ዻ‛䋨䉧䉴▤䇮᳓㆏▤╬䋩䉕ត䈜䈢䉄䈮૞䉌䉏䈢㊄ዻត⍮ᯏ䇯౮⌀Ꮐ஥䈱ㅍାㇱ䈎䉌㪏㪈㪅㪐㪉㫂㪟㫑䈱㔚⏛ᵄ䉕࿾ਛ䈮ㅍା䈚䇮㊄ዻ‛䈎䉌䈱෻኿䉕౮⌀ฝ஥䈱ฃାㇱ䈪ฃା䈜䉎䇯䉰䊷䉼䉮䉟䊦ᑼ䈮Ყ䈼䈩䉋䉍ᷓ䈇૏⟎䈱តᩏ䈏น⢻䇯࿯ਛ䈪䈱ᦨᄢតᩏᷓ䈘䈲⚂䋶㫄䇯

人力に頼ることが多く、復旧には相当の時間と労力を要している。

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写真－１䇭㪩㪝㪠㪛䊥䊷䉻䊤䉟䉺䈎䉌㪬㪟㪝Ꮺ䋨㪐㪌㪊㪤㪟㫑䋩䈱㔚⏛ᵄ䉕ㅍା䈚䇮䈠䈱㔚⏛ᵄ䉕ฃ䈔䈢㪠㪚䉺䉫䈪㔚ജ䈮ᄌ឵䇮㪠㪚䉺䉫࿕᦭䈱㪠㪛䉕㪩㪝㪠㪛䊥䊷䉻䊤䉟䉺䈮ㅍା䈜䉎䇯ਛ಴ജ䉺䉟䊒䈪ᦨᄢ䋴䌾䋵䌭䈱ㅢା〒㔌䈏ᓧ䉌䉏䉎䇯䋨㶎㪠㪚䉺䉫䈱⒳㘃䈮䉋䉍ㅢା〒㔌䈲ᄌൻ䈜䉎䋩

吹きだまり災害の状況

４．埋雪物検知技術
吹きだまり埋雪車両除去の過程において、雪に埋もれた車両を見つけ出す必要があるが、雪に埋もれたものを検知する技術としては、すでに雪崩災害での捜索にも使われているビーコンがある。これは、457kHz

５．試験概要という周波数の電波を用いて送信捜索を行うものである。実績もあり、多くの商品が販売されている。使用

５．１

深層用金属探知機による雪中検知試験

方法は、使用者（登山者等）一人一人がそれぞれ雪崩ビ試験の概要を図－２に示す。雪山の中に検知対象とーコンを携帯し送信モードに固定する。雪崩ビーコン

して直径0.6m、厚さ1.2mm の鉄製の円板を埋め、深は送信モードと捜索モードがあり、雪崩が発生した場

層用金属探知機を用いて検知が可能であるかを計測し合、行方不明者以外の雪崩ビーコンを捜索モードにした。深層用金属探知機の土中での探査深度が最大約６て行方不明者の雪崩ビーコンから発信される信号を捜m であるため、雪中深度についても同程度まで行え索する。デジタル方式とアナログ方式がありアナログることが望ましいが、基礎試験であることを踏まえ、方式では捜索可能範囲は約100m、デジタル方式では石狩吹雪実験場で除雪堆積された雪山を試験フィール50m 前後が一般的である。使用に当たっては訓練をドとした。最大雪中深度は４m である。本試験では、要するが、雪中捜索の実績がある技術である。

鉄製円板の埋雪深度を変えて計測を行う必要があるこ

一方、吹きだまりによる埋雪車両の捜索については、とから安全面に考慮し、雪山をオープンカットし、そ埋雪した車両側にこのようなビーコンは装着されていの断面に決められた埋雪深度で鉄製円板を差し込む形ない。そこで、検知物に何かを装備しなくても良いもとした。設定埋雪深度は、１m、1.5m、２m、３m、の、もしくは、検知物に送受信するための装備が必要

４m とし、計測範囲は雪山頂上上面1.2m 四方とした。

なものなど複数の検知装置を用いて、雪中での検知、この範囲で0.2m 刻みのメッシュ交点において計測を12

寒地土木研究所月報№712

2012年９月行った。なお、計測値は、深層用金属探知機のアナログメータの数値を読み取ったものである。

５．３

RFID による雪中検知試験

試験の概要を図－４に示す。IC タグを地面に置きその上に雪を被せ、その厚さを変化させて検知状況を確認した。雪の厚さは、0.05m、0.10m、0.15m、0.20m、0.25m とした。検知位置は、埋雪した IC タグを中心とし、そこから８方位で中心から離していき、どの位置まで検知が可能かを計測した。このときの検知高さは、埋雪された IC タグを基準に0.35m、0.65m の２パターンである。なお、今回用いた IC タグの空気中での最大通信距離は約１m である。

図－２

５．２

深層用金属探知機による試験概要

電磁探査機による雪中検知試験

試験の概要を図－３に示す。電磁探査機と被検知者の間に雪を入れたアクリルケースを設置し、この雪の壁の厚さを変化させて検知状況を計測した。雪の壁は、0.05m、0.1m、0.15m、0.2m、0.3m、0.5m の厚さとし、これ以上の厚さを計測するために、前項の試験に使用した雪山で１m、1.5m、２m、３m の雪厚さを設定し

図－４

RFID による雪中検知試験

た。なお、雪山を使用しての検知は、設定深さの雪中に上向きで電磁探査機を設置し、雪山上部に被検知者を位置させた。

６．試験結果と考察

また、検知状況は、アクリルケースを用いた場合は雪の壁の反対側にいる被検知者に合図にあわせて体の６．１

深層用金属探知機による雪中検知試験

一部を動かしてもらい、雪山を使用した場合も同様に図－５に計測結果を示す。また、図－６には図－５

雪山上部にいる被検知者に体の一部を動かしてもらう

における個々の計測値と隣り合う４つの計測値との差（規定動作）ことで検知状況を確認した。

分を示した。これにより、検知反応があった部分と無い部分との境界で差分が大きく示され、検知物があった場合、その輪郭を強調してみることができる。なお、計測値はレベルゲージの読みで最大値100となっているが、それぞれの設定埋雪深度毎に感度を最適に調整しないとレベルゲージを振り切ったり、全く反応しなかったりすることから、ここに示した５つの埋雪深度パターンでは、それぞれ感度設定が異なる。そのため、埋雪深度を変化させたときの計測値の比較は、この図からは行うことはできない。写真－２に試験の状況を示す。

図－３

電磁探査機による雪中検知試験概要

寒地土木研究所月報№712

2012年９月 131001007550250F6E57550250F
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6E57550250F
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A

1C3B

2

写真－２B

2ၒ㔐ᷓᐲ4m

深層用金属探知機による試験状況

A

1

それぞれの埋雪深度について差分のグラフを見てみると、１m では、円板の輪郭が認識できるほか、そ100
7550250の内部に向かって計測値が高くなっていることがわかF6る。1.5m では、輪郭の内側部分では差分が小さい値

E5D

4C

32ၒ㔐ᷓᐲ2mとなっていることから、計測値に大きな変動が無いこBA1

図－５とが読み取れる。２m 以上の埋雪深になると計測面の最も外側での差分が目立つようになるが、一番端の深層用金属探知機による検知結果データは、６×６メッシュの範囲外でデータのない部分とで差分が計算されているため、この部分に検知物の境界があるとは言い切れない。さらに、２m 以

100100808060604040200

上の埋雪深では探知機の感度設定も非常にシビアになってくるため、正確な計測値を求めるには操作及び読206056

み取りの熟練が必要である。

544321ၒ㔐ᷓᐲ1mAEDC

B

3F21ၒ㔐ᷓᐲ3m

AEDCB

今回の試験では、1.5m の深度までは対象物の検知Fが明確に読み取ることができたが、それ以上の深度では計測面範囲を広げる必要があり、計測自体にも習熟しなければならない。そのため、再度試験を行い、２100100808060604040202000654m 以上の深度についての計測値精度を向上させるのが望ましい。また、今回行った３つの機器の内ではも6っとも深い埋雪深度まで検知することが可能であった

54321ၒ㔐ᷓᐲ1.5m

BA3FEDC2ၒ㔐ᷓᐲ4m

1A

B

CDEF

ことから、雪に埋もれた車両などの金属検知については有効な手段であると考えられる。
６．２100電磁探査機による雪中検知試験

表－２に電磁探査機による雪中検知試験の結果を、

80
60

写真－３に試験の状況を示す。表中検知結果とは電磁402006探査機での検知結果で、２台使用しているため①②と記載している。また、雪空隙率とは本試験で壁を作っ

5432

ၒ㔐ᷓᐲ2m

1A

図－６B

CDE

F

深層用金属探知機による検知結果（差分）ている雪の中にどれだけ空隙（空間）があるのかを示したものである。雪空隙率は、次の方法を用いて求めた。
まず、既知の容積の器を壁となる雪に埋め満杯となった状態で質量を計測する。器の中には、雪（小さな氷14

寒地土木研究所月報№712

2012年９月

の集合体）と空間があり、計測された質量は雪（小さなては、車両が金属で覆われているため、車両内部の人氷の集合体）の質量である。そこで、このときの温度（雪間の動きを検知できるかどうかによる。電磁探査機の１）２）から体積を求める。器の出す電磁波は金属を透過することはできない。ただし、容積は既知であるので、この容積から雪の体積を減じ車両には金属部以外のガラス部分もあるため、これらたものが空間（空隙）の体積となる。最後に空隙の体積の部分を透過しての車両内部人物の検知が可能であれを器の容積で除する。

ば、吹きだまり災害等で車両内に人が閉じ込められて温）に相当する氷の密度

電波は、一般に伝導体である水中および氷中では減も人体の動きを検知できる可能性はある。

衰するため、雪の空隙率と雪中の電波透過の関係を今後調査していくための参考値として掲載した。

６．３

RFID による雪中検知試験

図－７に RFID を用いた雪中検知試験の結果を、写表－２

電磁探査機による雪中検知結果ᬌ⍮⚿ᨐ㔐ⵍࠅෘ᳇᷷㔐᷷㔐ኒᐲ㔐ⓨ㓗₸஻⠨Ԙԙ٤٤O͠㧙͠MIণO͠㧙͠ MIণ٤٤O͠㧙͠ MIণ٤٤O͠㧙͠ MIণ٤

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真－４に試験状況を示す。計測高さは、埋雪されたIC タグからの垂直距離を示しているため、計測高さ0.65m、雪被り厚0.25m のときには雪の表面から0.40mの高さで計測していることとなる。
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0.05m
0.1m
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0.2m
0.25m

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⸘᷹㜞䈘0.65m

0.45

0.4

0.35

0.35

0.3
0.25
0.2S

⸘᷹㜞䈘0.35m

0.45

0.4

0.3
0.25
0.2
0.15

0.15
0.1

0.1

0.05

0.05

000.05m

0.1m

0.15m0.2m

㔐ⵍ䉍ෘ

図－７

写真－３SE⸘᷹㜞䈘0.35m

Sᬌ⍮㕙Ⓧ䋨㫄㪉䋩͠ᬌ⍮㕙Ⓧ䋨㫄㪉䋩

O

0.25m

0.05m

0.1m

0.15m

0.2m

0.25m

㔐ⵍ䉍ෘ

RFID による雪中検知試験結果（上：検知範囲 下：検知面積）

電磁探査機による試験状況

この結果、確実に検知可能な雪の厚さは0.1m でありそれ以上１m の厚さまでは、体の一部を動かす速度を速くするなどの動作条件が必要であった。そして、これ以上の厚さでは検知することはなかった。また、

写真－４

RFID による試験状況

検知しやすい動きは、電磁探査機との距離が変化する方向の動きであった。

まず、検知面積について、計測高さ0.65m、0.35m

電磁探査機を用いての埋雪車両検知の可能性につい
寒地土木研究所月報№712

2012年９月 

双方において雪被り厚が大きくなると小さくなる傾向
15が見られた。
また計測高さによる検知面積の比較では、

７．まとめ

雪被り厚0.05m のときの計測高さ0.65m では、0.35mの時の80% に減少し、雪被り厚0.25m のときの同じ条

雪に埋まった物体の検知技術については様々な試み

件では約57% に減少していることから、雪被り厚がが行われているが、身近な機器を使用した検知の可能大きくなると検知高さにも影響を及ぼすことがわかる。

性を探った試験等は少ない。そこで、今回３種類の機

なお、計測高さ0.65m、雪被り厚0.2m のときに一部、器を使用して、埋雪した物体の検知試験を行った。

不検知が見られたがこの原因については不明である。

この結果、検知ということだけに着目すると、すべRFID を用いた埋雪車両検知の可能性について、今ての機器で検知可能であった。しかし、検知可能積雪回の試験では、雪中においても検知が可能であること深度や検知範囲には差があり、使用する機器の種類にはわかったが、検知積雪深度については、使用するよっても変化する可能性があるので、今後、これらをIC タグによって大きく変わるものであるため、様々な網羅した詳細な試験を行うことで、それぞれの機器で種類の IC タグについて試験を行い調査する必要があの埋雪物検知に適した条件などを明らかにできるものる。と考えている。また、今回使用した機器以外についてIC タグについては非常に安価であることから、吹も情報収集、検討を進めていく予定である。

雪等で吹きだまり災害が発生し、車両をその場に放置して待避しなければならないときに車両毎に貼り付け

参考文献ておけば、吹雪が収まってから車両を検知できる可能性がある。

１）前野紀一、福田正己：雪氷の構造と物性、pp.201、
古今書院、1986.
２）（社）日本雪氷学会：雪と氷の事典、pp.241、朝倉書店、2005.

石川真大＊

住田則行＊＊

大上哲也＊＊＊ISHIKAWA Masahiro

SUMITA Noriyuki

OGAMI Tetsuya

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
主任研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

中村三浦豪＊＊＊＊MIURA Go

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

隆一＊＊＊＊＊NAKAMURA Ryuichi
寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

16

寒地土木研究所月報№712

2012年９月