雪氷チーム

Snow and Ice Research Team

吹雪時の視程急変予測技術に関する研究
Research on Technologies for Forecasting Sudden Changes in Visibility during Snowstorms
吹雪時の視程急変はドライバーの急ブレーキ・急ハンドルを誘い、多重衝突事故の原因となります。視程障害による交通事故を未然に防ぐためには、視程が急変する可能性を事前に予測し、一般ドライバーや道路管理者に対して情報提供することが重要です。令和3年度まで実施していた
先行課題「XバンドMPレーダを用いた吹雪検知技術の高度化に関する研究」において、降雪時のレーダデータから吹雪時の視程を推定する手法を構築しました。本研究では、この推定手法を発展させ、吹雪による視程急変予測情報の社会実装を念頭に置いた技術開発を行います。
Sudden changes in visibility during snowstorms can cause drivers to brake and swerve suddenly, leading to multi-vehicle collisions. To prevent traffic accidents
caused by reduced visibility, it is important to predict the likelihood of sudden changes in visibility in advance and to provide information on visibility reductions
to drivers and road administrators. In the Study Using X-Band Multi-parameter (MP) Radar to Develop Snowstorm Detection Technologies, a project that wascarried out until FY2021, we developed a technique for estimating the visibility on roads during snowstorms based on radar data during snowfall. In our current
research, we will develop this estimation technique into a technology for forecasting sudden changes in road visibility during snowstorms and for providing suchinformation to drivers and road administrators. This research will be done with a view to the social implementation of this new technology.

これまでの成果 Achievements to date
気象レーダデータを用いた地上の飛雪流量推定

Estimation of the snow mass flux on the ground basedon meteorological radar data

多重事故発生時の地上の推定視程（事例解析）

Estimated visibility on the ground at the time of a multi-vehicle collision (case analysis)

気象レーダによる観測結果を用い、レーダ観測から約15分後の地上の飛雪流量（吹雪の激しさ）を推定しました。結果の一例を図1に示します。

次に、推定飛雪流量から地上の視程分布を求めました。吹雪による多重衝突事故が発生した事例の視程を計算したところ、事故が発生した場所（図中●）・時刻（AM 8:30頃）
において、視程が低下（100m以下）していたことが確認されました。図2に、事故発生の90分前からの視程変化の様子を示します。
この図より、時間経過とともに徐々に視程が低下したことが確認出来ます。

Using the results of meteorological radar observations, weestimated the snow mass flux (snowstorm intensity) on theground approximately 15 minutes after radar observations. An
example of the estimation results is shown in Figure 1.

Next, the visibility distribution on the ground was obtained from the estimated snow mass flux. The visibility calculated
for a multi-vehicle collision during a snowstorm revealed that the visibility was low (less than 100m) at the accident
location ( ● in the figure) and time (approx. 8:30). Figure 2 shows the changes in visibility for the 90 minutes before theaccident. The figure shows a gradual decrease in visibility over time.

44N

g/m2/s
1044N

7544N

7:00頃

44N

7:30頃

44N

8:00頃

m

8:30頃

10,000
3,000

4

1,000

3

43N

2

43N

143N

43N

500

43N

400

0.6

300

0.3

事故発生時刻

0.1
042N
140E

141E

142E

42N
140E

143E

141E

42N
143E
140E142E▲図1 レーダ観測（降雪時）から約15分後の地上飛雪流量▲図2（2020年12月17日17:00のレーダ観測から推定した17:15頃の地上飛雪流量）

Fig. 1 The snow mass flux on the ground approx. 15 minutes after radarobservation (during snowfall) (snow mass flux on the ground at approx. 17:15,
estimated based on radar observation done at 17:00 on 17 December 2020)

141E

142E

42N
143E
140E

141E

142E

42N
143E
140E

Time of the accident
141E

142E

143E

20010010

吹雪による多重衝突事故が発生した時間帯における推定視程（2016年2月23日の事例

事故発生は8:30頃）

Fig. 2 Estimated visibility at the time of a multi-vehicle collision caused by a snowstorm(a case on 23 February 2016; the accident occurred at approx. 8:30).

本研究の着目点 Main goals of this research

上記は、あくまで降雪時の推定結果であり、降雪を伴わない「地吹雪」による視程低下については扱っていません。
また、レーダ観測の約15分先までの視程変化しか推定することができません。
そこで、本研究では、地吹雪による影響についても検討します。
また、従来研究から使用しているレーダデータに加え、気象庁が配信する高解像度降水ナウキャストデータや地上気象観測の履歴データ等を用い、概ね1時間先までの視程急変の可能性を面的かつリアルタイムに予測するほか、情報提供するためのシステムを開発することを目指します。

情報提供方法のイメージ Concept of information provision

×× 分後（×× 時 ×× 分頃）、国道▲▲号 KP○○付近および KP△△において視程が急変する恐れがあります。

カーナビ/スマホ等 Car navigation system/smartphone, etc.

今のペースで運転を続けると、約30分後に視界不良が発生すPossible sudden visibility changes in xx minutes (atabout xx:xx). On National Highway ▲▲, at KP ○○and KP △△.

る可能性があります。車間距離を十分に取り、スピードの出し過ぎに注意してください。

If you keep driving at your current speed, you might encounter
poor visibility in about 30 minutes. Keep a sufficient distancefrom other vehicles and be careful not to drive fast.

時間経過Live info
provision

図3 道路利用者に対する情報提供のイメージ
Fig. 3 Concept of information
provision to road users▲

吹雪時の視程急変リスク情報を一般ドライバーや道路管理者に情報提供することは、交通事故の防止に貢献すると考えられます。情報提供方法として、道路利用者に対しては、例えばスマホアプリやカーナビ等を用いて視程障害発生アラートを出すことが一案として考えられます。
また、道路管理者に対しては、例えば時間とともに路線や地点ごとの視程急変リスク情報を画面上に表示させることが一案として考えられます。
視程の推定精度向上を目指すとともに、より効果的な情報提供方法についても検討していきたいと考えています。

The estimation results shown above are those done during snowfall. This research does notdeal with visibility reductions caused by drifting snow that does not accompany snowfall. In
addition, this technique is suitable only for estimating the visibility changes up to about 15
minutes after the radar observation. Therefore, in this research, we will also examine how
drifting snow affects the visibility on the road. In addition to the radar data used in theprevious research, we aim to develop a system for providing spatial and real-time forecasts
and information on the likelihood of sudden changes in visibility approximately one hourahead. To realize this, we will use high-resolution Nowcast precipitation data distributed by
the Japan Meteorological Agency and past data from surface observations.

The provision of information on the risk of sudden changes in visibility duringsnowstorms to drivers and road administrators is expected to mitigate traffic
accidents. One possible method of providing information to road users would beto use, for example, a smartphone application or a car navigation system to alert
them of the occurrence of reduced visibility. For road administrators, one idea is to display live information onscreen at road administration
offices or other administration facilities on the risk of sudden changes in visibility for each route or point. We aim to improve the accuracy ofvisibility estimation and to consider more effective ways of providing information.

▲図4 道路管理者に対する情報提供（提供画面）のイメージ
Fig. 4 Concept of information provision to roadadministrators (onscreen provision)
2023.6

安全・快適

北の道

Safe, pleasant driving on Northern Roads

国立研究開発法人土木研究所 寒地土木研究所

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