つるつる路面形成機構とスリップハザードマップ作成に関する研究

光滑路面形成机理及滑移危险图绘制研究

基本信息

批准号：
15651080
负责人：
石川信敬
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はまず7月に雪氷防災研究所新庄支所の人工降雪装置を利用して、つるつる路面形成プロセスの室内実験を行った。その結果、つるつる路面の形成には降雪のパターン、圧雪の仕方(積雪の密度と硬度)、気象条件(気温と日射量)が重要な要因であること、さらに体感的に滑りやすい路面とは、表面の滑り摩擦係数が0.23以下の雪氷であることを確認した。次に路面状況予測のため、札幌市において交通量の多い幹線道路、及び代表的な東西道における長期道路気象観測、さらには実験車輌による表面温度及び気象要素の移動観測を行った。観測項目は表面温度、気温、風速、日射量、路温、降水量、開空率である。まず本観測結果を用いて気温から道路表面温度を類推する方法を開発した。ビデオ画像を用いて路面状況を、雪氷面、湿潤面、乾燥面に分け、道路状況別に気温と表面温度の相関式を作り、この推定式を用いて表面温度を推定したところ、±2℃の精度では80〜90%、RMSE(平方平均二乗誤差)では1.3〜2.9℃で予測できた。しかし路面凍結予測の上でこの誤差は大き過ぎるので、次に道路表面温度を予測する熱収支モデルの開発を行った。方法としては道路周辺の構造物や通過車両からの熱的な影響は、熱収支項目の下向き長波長放射の増加に寄与すると考えて汎用熱収支モデルを改良した。その結果、±1℃の誤差なら60〜80%(±2℃の誤差なら90%以上)の精度で表面温度を推定出来た、なおRMSEは1.0〜1.3℃であった。ただ単路部に比べて交差点前の温度予測精度は悪くなった。さらに同方法を用いて移動観測で実測した表面温度も再現出来た。3年にわたる本研究において、多点に適用出来る表面温度の予測法を開発し、広域雪氷路面の状況変化を予測する(ハザードマップ作成)の手掛かりとなる成果が得られた。

今年7月，我们首次使用雪冰灾难预防研究所Shinjo Branch的人工降雪设备在湿滑的道路表面处理过程上进行了室内实验。结果，平稳的道路表面是降雪模式，雪填充法（密度和雪的硬度），天气状况（温度和每日火灾）是重要的因素，并且道路表面更敏感。表面的摩擦系数是雪和冰，冰和冰为0.23或更少。接下来，为了预测道路表面，萨波罗市的长期道路天气观察，交通量很大，典型的东 - 西路以及通过实验车辆对地面温度和天气元素的移动观察。观察到的项目包括表面温度，温度，风速，太阳辐射，道路温度，降水和空气速度。首先，我们开发了一种使用此陈述的结果从温度实现路面温度的方法。使用视频图像将道路表面状况分为冰雪表面，湿表面和干燥表面，并通过道路条件产生温度和表面温度的相关类型，并使用此估计估算表面温度，并且它是为±2°C。可以预测精度为80-90％，RMSE的精度为1.3至2.9°C（平均平均值两个误差）。但是，由于在道路表面的预测中误差太大，因此预测道路表面温度的热量辞职模型的下一个发展。作为一种方法，考虑到建筑物的热影响和道路周围的车辆的热影响有助于加热储备项目的长长辐射增加，从而提高了普通的可使用热平衡模型。结果，对于±1°C的误差，可以以60％至80％的精度估算表面温度（误差为±2°C），RMSE为1.0至1.3°C，误差为±2°C）。。但是，交叉路口前面的温度预测准确性比单一道路差。此外，使用相同的方法重现了通过移动观察测得的表面温度。在这三年的研究中，我们开发了一种可以应用于多个点的表面温度的预测方法，并获得了预测宽面积雪和冰表面的情况的结果（创建危险图）。