13．効果的な除雪を行うための除雪車位置情報を活用した除雪施工の検証(独)土木研究所 寒地土木研究所 ○小宮山 一 重(独)土木研究所 寒地土木研究所
大 槻 敏 行(独)土木研究所 寒地土木研究所
佐 藤 信 吾１．はじめに日本は国土の約 50%(24 道府県 532 市町村)が豪雪地帯及び特別豪雪地帯に指定されている 1)。これらの地域において，道路の降雪は日常的であり，雪の影響により渋滞が発生する等，道路交通への影響が大きい。また，鉄道の廃止により生活が100%自動車輸送に依存している地域では，道路交通は重要な生命線となっている。このことから，良好な路面管理及び異常気象時における迅速な除雪に対する住民ニーズは高い。
除雪を効果的に行うためには，実施された除雪の施工状況を検証し，改善点等を見いだし，除雪計画へ反映する必要がある。

区間と連携して除雪を行うことで除雪作業時間が短縮され，除雪作業の遅延による道路交通への影響を抑えられる可能性があることを確認した。
２．除雪作業の背景
道路の除雪は，道路管理者が管轄路線を分割して工区を設定(以下，除雪工区)し，除雪工区毎に除雪工事受注業者(以下，除雪業者)を割り当てて除雪作業を行っている。また，それぞれの除雪工区に配置されている除雪車は，主に数台の車両で梯団(ていだん)を編成し，雁行体制で除雪作業を行なっている(図-2)。

図-2

図-１

豪雪地帯及び特別豪雪地帯指定地域１)

近年，ICT の発展に伴い車両の位置情報は様々な用途に活用されており，除雪事業においても地図上での除雪車位置の把握や作業時間の管理等に活用されている事例がある。
本稿では，除雪の施工状況を検証するため，除雪車の位置情報を活用し，時間経過に伴う除雪車の動態を可視化した。そして，隣接する除雪区間の除雪作業において，一方の除雪区間で除雪作業が遅延し，道路交通へ影響を与えていた可能性があるケースを抽出して検証した。その結果，隣接新雪除雪の組みあわせ施工形態の例 2)

除雪作業は，降雪状況に応じた最適なタイミン
グで除雪車が出動し，最適な梯団編成，除雪ルートで実施する必要がある。しかし，これらの判断は主に道路管理者や除雪業者の経験を頼りに行われており，作業実態も定量的には把握されていない。また，除雪事業においては，オペレータの確保や育成について懸念されていることが，除雪業者からのアンケート調査で報告されている 3)。
このことからも，除雪作業を経験のみに拠らずに定量的に把握し，効果的な除雪施工の実施に反映させるための検証が必要である。
３．除雪機械等情報管理システム
北海道の国道を管理する国土交通省北海道開発局(以下，開発局)では，約 6,700km の冬期道路を管理(除雪，排雪，凍結路面対策)するため，除雪車を約 1,000 台保有している。また，除雪車の位置情報- 47 -

区間 2

CP13530digf25a20155

除雪ST (A)CP2CP3hc

除雪ST (B) /区間1と2の境b

工区境 (A)0

12/23 8:00

12/23 7:00

12/23 6:00

12/23 5:00

図-4

12/23 4:00

除雪作業時刻４車線区間 KP1.9 - 22.1
８車線区間 KP0.9 - 1.9
中央分離帯区間 KP15.5 - 17.9
[CP 1] トンネル (A) KP37.4 - 38.5
[CP 2] 交差点 (A) KP28.6
工区境 (A) KP0.9
工区境 (B) KP45.6
速度凡例 (20km/h)
除雪グレーダ (A)
除雪グレーダ (B)
除雪グレーダ (C)
除雪グレーダ (D)12/23 3:00

12/23 2:00

12/23 1:00

12/23 0:00

12/22 23:00

12/22 22:00

12/22 21:00

12/22 20:00

12/22 19:00

12/22 18:00

作業情報等

40

10

所属管轄，機械種別，管理番号
時刻，作業内容(回送/待機/除雪)，作業装置の ON/OFF，作業地点(緯度・経度)，作業箇所(路線)，作業箇所(KP※1) ※2，作業速度，進行方位(16 方位)，凍結防止剤散布情報(散布位置，散布量等)※1 KP(ｷﾛﾎﾟｽﾄ):道路距離標※2 作業箇所(KP):緯度・経度情報を基にシステムが演算

工区境 (B)e45

除雪機械等情報管理システムのデータ

所属情報等

速度凡例(20km/h)の斜線

50

区間 1

表-1

除雪車 1 台の動きを 1 本の線で表わすことで，時間経過に伴う梯団編成や除雪ルートの変化等，除雪施工状況を視覚的に把握することが可能となる。除雪作業グラフ作成例を図-4 に示す。

作業箇所（KP）等の各種データ(表-1)を収集・管理するため，除雪機械等情報管理システム 4)(以下，システム)を導入している。
寒地土木研究所では，開発局と連携して，除雪車の到着時刻を予測するなど，除雪車の運用をマネジメントするための機能を開発し，開発局のシステムに提供している。
システムによる除雪作業履歴の確認例を図-3 に示す。

４車線区間 KP28.2 - 29.6
中央分離帯区間 KP12.1 - 12.5
[CP 3] トンネル (B) KP24.8
除雪ST (A) KP30.4
除雪ST (B) / (区間１と２の境) KP19.6
除雪トラック (A)
除雪トラック (B)
除雪トラック (C)除雪作業グラフの作成例

図-4 に示した除雪作業グラフの作成例から確認できる除雪作業状況は以下のとおりである。
[ 区間 1 の除雪作業状況 ]・12 月 23 日 0 時頃，区間 1 を除雪するため，除雪ST(B)から 3 台の除雪グレーダ(A,B,D)が梯団で出動している(図-4 の a)。
・出動後は，区間１内の除雪を行い，5 時頃に除雪ST(B)に帰着している(図-4 の b)。
・この時の除雪作業速度は，速度凡例の斜線と比較
すると傾きが緩いため，ほとんどの区間で時速20km 以下で施工されたことが確認できる(図-4 のc)。
[区間２の除雪作業状況]
図-3 除雪機械等情報管理システムを用いた
・12 月 22 日 20 時頃，区間 2 を除雪するため，除除雪作業履歴の確認例
雪 ST(A)から 2 台の除雪トラック(A，C)が出動し４．除雪施工状況の可視化ている(図-4 の d)。
・除雪トラック(A，C)の梯団は途中で分かれて別々除雪施工を検証するためには，梯団編成や除雪に作業している(図-4 の e)。その後は，再び合流ルート等の変化を詳細に確認する必要がある。そして作業を行っている。
こで，開発局のシステムに蓄積されている除雪車 ・22 時 40 分頃，除雪トラック(A，C)は，除雪 ST(A)の作業箇所(KP)データを用いて，X 軸を除雪作業に帰着している(図-4 の f)。
時刻，Y 軸を作業箇所(KP)としたグラフ(以下，除 ・12 月 23 日 2 時頃，区間 2 を除雪するため，再び雪作業グラフ)にプロットし，除雪車の動態を可視
除雪 ST(A)から除雪車が出動している。
この時は，化した。
除雪トラック(A,C)が上方向に，除雪トラック(B)
除雪作業グラフには，除雪ステーション(以下，と除雪グレーダ(C)が下方向に，2 台づつの梯団にST)，車線数，中央分離帯区間及び除雪車の転回頻分かれている(図-4 の g)。
度が高い地点(CP: Control Point)を表す水平線を描
・6 時頃，除雪トラック(B)が区間 2 の応援に向い，画した。さらに，作業速度の目安となる時速 20km
区間 2 の梯団と合流し，3 台の梯団で除雪していの斜線を描画した。
る(図-4 の h)。

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路(道央自動車道)の岩見沢 IC と接続しており，岩見沢市内へアクセスする主要路線である。この工区 の 延 長 は 37.3km(KP0 ～ KP37.3) あ り ，KP17.1(CP1)を境として担当除雪工区を区間 1 と区間 2 に分けて除雪作業を行っている。

・7 時頃，除雪トラック(A，C)と合流した除雪トラック(B)は，除雪 ST(A)に帰着している(図-4 の i)。
このように，除雪車の位置情報を可視化することで，除雪車の梯団編成や除雪ルートの変化を容易に確認することが可能である。

工区境(A)

作業箇所（KP）

５．除雪施工の検証
除雪作業は通常，担当工区(区間)内のみを実施する。このため，局所的な大雪などの異常気象時には，隣接する除雪工区(区間)で除雪終了時刻に差が生じることがある。一つの路線として捉えると，除雪作業が遅延している区間は，道路交通へ影響を及ぼす恐れがあるため，除雪作業の遅延を防止する必要がある。
除雪作業の遅延を防止する対策の一つとして，隣接する除雪工区と連携して，除雪業者が担当する工区の境を変更する方法(工区シフト)がある。しかし，工区シフトを実施した効果の定量的な把握はできていない。
工区シフト実施の効果を定量的に示すため，大雪時に行われた除雪作業において，隣接除雪区間の除雪終了時刻に差があった事例について，工区シフト実施効果をシミュレーションによって検証した。
5.1 工区概要
検証した除雪工区は，一般国道 234 号で高速道

区間１
CP1(区間境)

検証区間
除雪 ST(KP31.0)

区間２工区境(B)
追分町 IC図-5

5.2 除雪作業状況
検証した日の除雪作業グラフを図-6 の上図に，区間 1 と区間 2 の除雪作業終了時刻の差を表-2 に示す。なお，この時の直前の除雪作業終了後から当該除雪作業終了までの降雪量は 37cm であった。

除雪ST
CP1（区間境）a
区間１b12/26 18:00

16:26

12/26 17:00

12/26 16:00

12/26 15:00

12/26 14:00

13:28

12/26 13:00

12/26 12:00

12/26 11:00

12/26 10:00

12/26 9:00

12/26 8:00

12/26 7:00

12/26 6:00

12/26 5:00

12/26 4:00

12/26 3:00

12/26 2:00

作業箇所（KP）

工区境 (B)

区間２

除雪作業時刻工区境 (B)

中央分離帯区間 KP0.0-10.3

e[CP 1] 橋梁 (A) / (区間１と２の区間境) KP17.0-17.1

区間２

工区境 (A)

約３時間の差4車線区間 KP0.0-10.3

除雪ST[CP 2] 橋梁 (B) KP23.3-23.4

d

工区境 (A) KP0

CP2（シフト位置）

工区境 (B) KP37.3

CP1（区間境）

除雪ST KP31.0
速度凡例 (20km/h)
区間１

約２時間短縮除雪トラック (A) - 区間1担当

16:26

12/26 18:00

12/26 17:00

12/26 16:00

12/26 15:00

除雪トラック (B) - 区間2担当

14:23

12/26 14:00

13:28

除雪トラック (C) - 区間2担当

除雪グレーダ (A) - 区間1担当

12/26 13:00

除雪グレーダ (B) - 区間1担当

12/26 12:00

12/26 11:00

12/26 10:00

12/26 9:00

12/26 8:00

4035302520151050

除雪工区概要図

c

12/26 1:00

4035302520151050岩見沢 IC

工区境 (A)

除雪作業時刻4車線区間 KP0.0-10.3

中央分離帯区間 KP0.0-10.3[CP 1] 橋梁 (A) / (区間１と２の区間境) KP17.0-17.1[CP 2] 橋梁 (B) KP23.3-23.4

工区境 (A) KP0

工区境 (B) KP37.3

除雪ST KP31.0
速度凡例 (20km/h)

図-6

除雪トラック (A) - 区間1担当

除雪トラック (B) - 区間2担当

除雪グレーダ (A) - 区間1担当

除雪トラック (C) - 区間2担当

除雪グレーダ (B) - 区間1担当[シミュレーション] 除雪グレーダ (B)[シミュレーション] 除雪トラック (B)[シミュレーション] 除雪トラック (C)大雪時の除雪作業グラフ(上図 : 除雪施工状況，下図 : 工区シフトシミュレーション)- 49 -

表-2
出動
1 回目
2 回目

除雪作業終了時刻の差

区間開始時刻終了時刻

1

2 時 11 分

8 時 16 分2

3 時 35 分

8 時 10 分

1

9 時 49 分13 時 28 分

210 時 43 分

16 時 26 分

両区間の時間差6分
2 時間 58 分

６．まとめ
通常の除雪作業では，除雪業者が担当する除雪工区の区間のみ除雪が行われる。このため，局所的な大雪が発生した時等，除雪作業が遅延し隣接除雪工区との連携が必要になる場合がある。
過去の様々な降雪状況時の除雪施工状況を検証することで，作業の効率性，除雪工区の連携による効果等について検証することができる。また，検証結果を除雪施工計画に反映することで，効果的な除雪施工が可能となり，除雪作業の遅れに起因する旅行速度低下の抑制，渋滞損失額の低減等に寄与できる。
今後は，除雪施工の検証を容易に行うことができるシステムの機能を開発して，道路管理者に提供するなど，効率的な除雪作業の実施に寄与していく所存である。

検証した日は降雪が多く，1 日に 2 回除雪作業に出動している。
1 回目の除雪は，区間 1 及び区間 2 共にほぼ同時の 8 時頃に終了している。
2 回目の除雪では区間 1 が 13 時 28 分に終了している。しかし，区間 2 では 16 時 26 分に終了しており，両区間の除雪作業終了時刻に，約 3 時間の差が生じていた。
両区間の除雪作業状況を除雪作業グラフで確認すると，区間 1 の除雪は 11 時 40 分頃以降，除雪
参考文献
グレーダ(B)が 1 台で除雪作業を行っている(図-6 1) 内閣府ホームページ(http://www.bousai.go.jp/kaigirep/hakの a)。
usho/h26/honbun/1b_1s_04_05.html)：平成26年度防災白書
除雪グレーダ(B)は，13 時 28 分に除雪を終えて，，第1部第1章第4節4-5雪害対策
その後は再出動していない(図-6 の b)。
2) 一般社団法人日本建設機械化協会：機械除雪施工マニュ
一方，区間 2 の除雪作業は，除雪トラック(B，アル(案)，p54，平成5年11月
C)が 2 台編成の梯団で，KP31.0 ～ KP37.3 の区間
3) 一般社団法人日本建設機械施工協会北海道支部ホームを繰り返し除雪しているため，道路状況は悪かっ
ページ(http://www.jcmahs.jp/html/17_questionnaire.html)：
たと推測される(図-6 の c)。
除雪機械施工に関するアンケート調査結果
両区間の除雪状況から，区間 1 を担当する除雪
4) 岸寛人，牧野正敏，佐々木憲弘：GPSを活用した除雪機車が，区間 2 の除雪作業の一部を応援することが械運用支援システムの開発，平成22年度建設施工と建設可能だったと想定する。そこで，2 回目の除雪作業
機械シンポジウム，2010年11月
における工区連携効果を確認するため，除雪工区境をシフトした場合のシミュレーションを行った。
5.3 工区シフト効果の検証
通常降雪時の区間境である CP1(KP17.1)の位置を，CP2(KP23.4)の位置まで約 6km シフトした場合のシミュレーションを行った。シミュレーション結果を図-6 の下図に示す。
区間境を CP2 にシフトしたことにより，CP1 から CP2 の区間の除雪は，区間 1 を担当する除雪グレーダ(B)が行うこととなる。これにより，区間 2を担当する除雪トラック(B，C)は CP2 で折り返すことができ，早期に道路状況が悪かったと推測される区間(KP31～KP37.3)の作業に向かうことができる(図-6 の e)。
5.4 検証結果
検証の結果，除雪作業終了時刻は，区間 1 では約 45 分延びてしまうが，区間 2 では約 2 時間短縮できる結果となった。
検証した除雪施工状況と同様の降雪状況(降雪範囲，降雪量)が想定される場合，工区境を CP2 にシフトして隣接区間と連携することで，その効果が期待できると考える。

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