技術資料

気象観測値を用いた路肩堆雪断面積の推計
飯田美喜

植野英睦

久慈直之

２．路肩堆雪の成長傾向分析

１．はじめに積雪寒冷地域では、冬期路肩堆雪による道路有効幅

路肩堆雪の大きさの推移を把握するため、路肩堆雪員の減少等により走行環境が悪化し、渋滞発生要因のの成長に影響すると考えられる各種要素を抽出し、重１つとなっている（写真－1）。

回帰分析を行った（図－1）。

冬期道路交通の確保のため、道路管理者等は効率的に路肩堆雪の運搬排雪を行うことが求められる。そのため、早めに実施時期や工法（拡幅・巻出・カット）を選択し、除雪機械、オペレータ、ダンプトラック、交通誘導員等を確保する必要がある。
また、除雪作業従事者の減少、高齢化等により、除雪作業の担い手の確保が困難になっている 1) ことから、除雪作業量や実施時期の判断について経験に依存しない定量的な指標が必要である。
路肩堆雪の成長傾向を把握できれば、該当工区の道路維持管理に必要な運搬排雪工法と実施時期の推定が可能となり、運搬排雪計画立案の基礎資料として活用

図－1

重回帰分析方法

路肩堆雪の成長に影響すると考えられる各種要素できる。
そこで、運搬排雪計画立案の支援技術提案のため、（説明変数）は道路状況・除雪状況・気象状況から抽路肩堆雪断面積実測値と気象観測値等から堆雪断面積出した。道路状況は全国道路・街路交通情勢調査結果を推計する予測式を試算し、適用性を確認した。さらから、除雪状況は除雪従事者より、気象状況は気象庁に、予測式を用いた「除排雪作業計画支援システム（以ホームページから入手可能なアメダスデータを用い下、「支援システム」という）」の構築に向けた要件定た。分析に必要な路肩堆雪断面積を算出するため、堆義と概略処理フローを整理した。

雪断面形状を代表する寸法をスタッフで計測した（写真－2、図－2）。

札幌市内 10 箇所（Ｒ5：4 地点、Ｒ274：6 地点）

写真－1

道路有効幅員減少等による渋滞発生

寒地土木研究所月報№811

2020年11月

写真－2

計 280 回

路肩堆雪断面計測状況27相関係数が他に比べて高いことを確認した。予測式の簡素化の観点から、説明変数が少なく相関の高い、分類①と②の回帰式を堆雪断面積予測式として選定した【全体】堆雪断面積（表－4）。

表－1①～⑨は毎回の計測箇所である

図－2

説明変数（15項目）の妥当性検証結果【車道部】堆雪断面積

路肩堆雪断面積の計測図

計測した寸法から路肩堆雪断面図を作成し、全体堆雪断面積と車道部堆雪断面積を算出した。計測箇所は国土交通省北海道開発局札幌開発建設部管内の国道10地点（R5：4地点、R274：6地点）とし、間口処理や民間除雪の影響を受けにくい場所を選定した。照明柱等を目印にし、雪景色の中でも計測箇所が移動しないよう配慮した。計測は12月上旬から2月下旬に概ね7日毎に行い、1シーズンに1箇所あたり5～9回計測した。
データ件数は、4ヶ年分の280件（28計測日（H25:5回、H26:5回、H27:9回、H28:9回）×10地点）とした。
H25～H28（4ヶ年分）の路肩堆雪断面積の実測値を用いて、重回帰分析を行った結果をもとに、堆雪断面積予測式を試算した。
３．分析結果表－2

集計期間の例（h.降雪量）

分析に用いた15項目の説明変数について妥当性の検証を行い、明確な作用が判定できない等の理由から5項目（a.24時間自動車類交通量、b.代表沿道状況、c.車線数片側、j.現地平均気圧、m.平均湿度）を除外した（表－1）。
残った10項目の説明変数のうち、累計値を用いる7項目（d.一般除雪、e.拡幅積上、f.運搬排雪巻出、g.運搬排雪拡幅、h.降雪量、k.降水量、o.日照時間）の集

表－3

分類ごとの重回帰分析結果（6パターン）

計期間を累計、計測期間毎、2計測期間毎とした（表－2）。
10項目の説明変数により、増減法を用いた重回帰分析を行った。さらに、分析後の説明変数の偏回帰係数について、有意性検定及び符号の検証を繰り返して説明変数を整理し、最終的に有効となった説明変数で重回帰分析を行った（表－3）。
集計期間毎に目的変数を【全体】堆雪断面積と【車道部】堆雪断面積とし、計6パターンの分析をした。
その結果、分類①と②（集計期間：累計）の修正済重28

寒地土木研究所月報№811

2020年11月

表－4

堆雪断面積予測式

図－4 【車道部】堆雪断面積の予測値と実測値の比較例（H28 札幌 R5 下り KP265～266）

４．堆雪断面積予測式の適用性確認

さらに、残差（予測値－実測値）のばらつきを確認した（図－5、図－6）。【全体】堆雪断面積、【車道部】

選定した予測式の適用性を確認するため、予測式（2種類）×計測地点（10地点）×4ヶ年分（H25～H28）、堆雪断面積ともに年度ごとのばらつきは同様であり、約8割のデータが残差1㎡以内だった。

計80件の比較グラフを作成し、予測式から算出した堆雪断面積の予測値と実測値を地点毎に比較した（図－3、図－4）。各計測日毎の比較では値の差異はあるが、予測値と実測値のグラフは概ね同様の傾向を示している。よって、【全体】堆雪断面積（図－3）及び【車道部】堆雪断面積（図－4）ともに、堆雪断面積を推計する予測式として適用できる可能性を確認した。
【全体】
堆雪断面積予測値の最大値は約5㎡、【車道部】
堆雪断面積予測値の最大値は約3㎡であり、両者のグラフ形状は類似していた。

図－5 【全体】堆雪断面積の残差

図－6 【車道部】堆雪断面積の残差
図－3 【全体】堆雪断面積の予測値と実測値の比較例（H28 札幌 R5 下り KP265～266）
寒地土木研究所月報№811

2020年11月

29ここまでは、札幌のデータから試算した予測式による予測値と、試算時に使用した実測値を比較した。
次に、予測式の適用性を確認するため、試算時に使用していない札幌（H29～H30）のデータや札幌以外の地域（小樽、旭川）で、【全体】堆雪断面積の予測式を使用して推計した予測値と実測値の推移について、計60件（（札幌:10地点＋小樽:10地点＋旭川:10地点）×2ヶ年）のグラフを作成し比較した。
堆雪全断面積の推移グラフの例を図－7～9に示す。
札幌では概ね同様の傾向を示した。しかし、小樽と旭川では、堆雪断面積が大きい場合に乖離する傾向があったことから、堆雪断面積増加の要因が不足している

図－9可能性がある。今後、小樽と旭川のデータを含めた重堆雪断面積の予測値と実測値の比較例（H30 旭川 R40 下り KP8～9）

回帰分析を行い、分析パターンを地域ごとに分類する等検証し、予測式を見直していきたい。
５．除排雪の作業計画支援技術の検討
堆雪断面積の推移を予測することで、効率的な除排雪作業や除排雪作業計画の立案が可能となる。そこ
で、表－4の「堆雪断面積予測式」を用いた、「支援システム」の要件定義と概略処理フローの整理を行った。
図－10に「支援システム」のイメージ図を示す。対象ユーザーは道路管理者や維持除雪工事請負者を想定する。気象観測値や除排雪実施状況と堆雪断面積計測値から、堆雪断面積推計結果をグラフで表示する。堆雪断面積推計のグラフ化により、除排雪作業前後の堆雪断面積の把握が可能となる。
さらに、除排雪費用・作業時間の推計により、除排雪作業の工法の選定や実施時期等、より効率的な判断
図－7 堆雪断面積の予測値と実測値の比較例（H30 札幌 R274 下り KP12～13）が可能となり、作業計画立案の支援に有効と考えられる。なお、作業時間の推計には排雪速度予測式2)を使用した。

図－8 堆雪断面積の予測値と実測値の比較例（H30 小樽 R5 上り KP237～238）30

図－10「支援システム」イメージ図
寒地土木研究所月報№811

2020年11月

図－11に「支援システム」の概略処理フローを示す。

６．まとめ

ユーザーが、①場所（路線番号、距離標）、②対象とする気象観測所名、③年間降雪パターン（年度毎、10運搬排雪計画立案の支援技術提案のため、路肩堆雪年平均等）、④除排雪作業実施日と工法を選択すると、断面積の実測値と気象観測値等を用いた重回帰分析に堆雪断面積の推移をグラフで確認できる。当該シーズより、路肩堆雪断面積の予測式を試算し、予測式としンのアメダスデータから堆雪断面積を推計したグラフて適用できる可能性があることを確認した。年度ごとと、将来予測のために過去の年間降雪パターンを選択の残差のばらつきは同様であり、約8割のデータが残し、推計したグラフを同一曲線で表示する。

差1㎡以内だった。さらに、予測式の適用性を確認す

今後、検証用システムを作成し、動作確認やユーザーの使用感を含めた課題の抽出を行う予定である。

るため、札幌（試算時未使用のH29～H30データ）、小樽、旭川で堆雪断面積の予測値と実測値を比較した結果、札幌では概ね同様の傾向を示したが、小樽と旭川
では堆雪断面積が大きい場合に乖離が見られた。
また、堆雪断面積予測式を使用した「支援システム」

STARTの要件定義と概略処理フローの整理を行った。
今後、札幌での分析を継続し、小樽と旭川で堆雪断「支援システム」URL 入力

メイン画面の表示

面積予測式を試算する等、予測式を精度向上させ、「支①場所（路線番号、距離標）②気象観測所名③年間降雪パターン④除排雪作業実施日、工法

パラメータ入力

る予定である。
参考文献

推計用データ読み込み

堆雪断面積推計予測式

堆雪断面積の計算援システム」の構築に向け、実運用上の課題を抽出す

1） 国土交通省冬期道路交通確保対策検討委員会：大雪時の道路交通確保対策

堆雪断面積の推計結果の表示

中間とりまとめ、pp.9-

10、2018.
http://www.mlit.go.jp/road/ir/ir-council/

END

図－11 「支援システム」概略処理フロー

toukidourokanri/pdf/t02.pdf（2020年9月3日確認）
2） 飯田美喜、植野英睦、久慈直之：運搬排雪作業計画支援のための排雪速度試算について、第35回寒地技術シンポジウム、2019.

寒地土木研究所月報

飯田 美喜
IIDA Miki植野 英睦
UENO Hidechika

久慈 直之
KUJI Naoyuki

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

№811

2020年11月

31