JP2001081711A

JP2001081711A - ロードヒーティングの運転方法及び装置

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Publication number: JP2001081711A
Application number: JP25570799A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 猛田中; Fumio Osawa; 文男大澤; Atsushi Hatakeyama; 淳畠山; Yoshitaka Fujioka; 嘉高藤岡
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】気象予測変化によく追随し、省電力面からも
効果的な予熱運転が行えるロードヒーティングの運転方
法及び運転装置【解決手段】気象予測情報に応じた設定温度で降雪前
に路面を予熱するロードヒーティングの運転方法におい
て、現在時刻から気象予測情報の降雪が予測された時刻
までの時間以内に昇温可能な温度を降雪直前の路面の積
雪防止温度から減算することを特徴としたロードヒーテ
ィングの運転方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路の融雪、凍結
防止のためのロードヒーティングの運転方法及び運転装
置に関し、更に詳しくは降雪前に降雪があっても支障の
ない適当な温度まで路面を予熱しておく予熱運転を行う
ロードヒーティングの運転方法および運転装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、寒冷地の道路には融雪、凍結防止
のロードヒーティングが行われるようになってきた。こ
のロードヒーティングは通常道路の路面から所定の深さ
に発熱用電線を埋め込み、これに通電して路面を加熱す
ることにより行われるが、常時加熱するのは、電力の無
駄な消費が多く、よって、効率の良い運転方法が要望さ
れている。

【０００３】これに対して、かかるロードヒーティング
の制御に気象予測を用いた運転方法として、特開平５−
１１８００７号公報には降雪確率予報を利用して路面温
度を制御するようにしたロードヒーティング装置が提案
されている。このロードヒーティング装置は、気象台に
よる時間帯ごとの降雪確率予報を入力する手段と、降雪
確率予報により時刻に対して按分して降雪予測を演算す
る手段と、該降雪予測を基に予熱運転の予熱目標温度を
選択して路面温度を制御する手段とを備えたものであ
り、省エネルギー面でそれなりの効果が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の従来
技術は、用いている気象予測が気象台からの３時間〜６
時間の時間帯毎の府県別（但し、北海道は１４支庁に分
割）時間帯の降雪確率予報である為、時間帯間の急激な
変化を避ける為に時刻毎に按分した降雪確率を計算し、
各降雪確率に対応した設定温度を予め定めておき、その
時刻の降雪確率に対応した設定温度で運転するようにし
ている。従って、降雪確率が急に大きくなった場合に
は、ヒータ全容量で昇温しても降雪までに十分昇温でき
ず、積雪を防止できないという大きな問題がある。

【０００５】この問題に対して、本発明者らは先に特願
平１０−１０９２５３号の特許出願において、対象路面
の属する区画情報を利用して降雪開始時刻を判定し、特
定式から求めたその降雪開始時刻までに降雪直前の予熱
目標温度である積雪防止温度に昇温可能な温度に予熱の
設定温度を設定することにより気象予測変化によく追随
するようにした運転方法を提案した。

【０００６】ここで提案した昇温可能な温度は、降雪直
前の路面の予熱目標温度Ｈから路面の昇温速度Ｋと設定
時から気象予測情報の降雪予測時刻までの時間Ｔとの積
Ｋ×Ｔを引いた温度Ｐ＝（Ｈ−Ｋ×Ｔ）である。しか
し、その後の検討で、この方法では昇温速度Ｋを定数と
おいていることから判るように、外気温度との差による
放熱、吸熱といった熱伝達の影響が考慮されていない
為、短期的な予測においてはほぼ近似されていて満足な
結果であったが、長期的な予測に基づいて予熱設定温度
を計算する場合には実際の昇温能力との誤差が大きく、
昇温できないという問題があることが判った。

【０００７】本発明はかかる状況を鑑みてなされたもの
で、上記方法の改良に関し、長期の気象予測変化にもよ
く追随し、省電力面からも効果的な予熱運転が行えるロ
ードヒーティングの運転方法及び運転装置を目的とした
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
により達成される。すなわち、本発明は、気象予測情報
に応じた設定温度で降雪前に路面を予熱する予熱運転を
し、降雪時には雪を融かす融雪運転をするロードヒーテ
ィングの運転方法において、該設定温度を当該時点から
ヒータ全能力で昇温した時該気象予測情報から予測され
た降雪開始時刻までに降雪があってもそれ以後融雪運転
すれば積雪が防止できる積雪防止温度まで昇温できる設
定温度に変更する追値制御により予熱運転することを特
徴とするロードヒーティングの運転方法である。

【０００９】本発明方法において、路面の昇温特性を一
次遅れ系で近似し、これに基づいて設定温度を変更する
方法、中でも設定温度Ｐを下記式で変更する方法が、処
理の簡素化、高速化面から好ましい。

【００１０】Ｐ＝Ｈｍ−(Ｈm−Ｈｂ) exp(ｔ／Ｔ) ・・・・（１）ここで、Ｈｍ：最大能力で昇温時の平衡温度Ｈｂ：積雪防止温度Ｔ：最大能力で昇温時の昇温時定数ｔ：設定時点から気象予測情報の降雪予測時刻までの時
間ｅｘｐ：対数関数

【００１１】なお、これを実施する装置としては、気象
予測情報に応じた設定温度で降雪前の路面を予熱する予
熱運転手段と、降雪時に降雪を融かす設定温度に路面を
加熱する融雪運転手段を備えたロードヒーティングの運
転装置において、該予熱運転手段と融雪運転手段を備え
た該路面の現地に設置された現地制御手段と、入力され
る複数地域の該気象予測情報を含む広域気象予測情報か
ら該路面が含まれる地域の気象予測情報を抽出して該現
地制御手段に送信する中央制御手段とを備え、該予熱運
転手段は設定温度を当該時点からヒータ全能力で昇温し
た時該気象予測情報から予測された降雪開始時刻までに
降雪があってもそれ以後融雪運転すれば積雪が防止でき
る積雪防止温度まで昇温できる温度に変更しつつ制御す
る追値制御手段からなることを特徴とするロードヒーテ
ィングの運転装置が好ましい。

【００１２】上述の本発明においては、該気象予測情報
は定期的に、換言すれば所定周期で更新され、該設定温
度を該気象予測情報の更新毎にその更新に応じて設定さ
れる変更パターンにより変更しつつ、これに追従する追
値制御により予熱運転する構成が長期の気象予測への追
従性の面で特に好ましい。以下、本発明の詳細を実施例
に基いて説明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、実施例の装置のシステム
構成を表す構成図、図２は実施例の運転方法のフローチ
ャート、図３はその予熱運転手段のフローチャート、図
４はその結果を説明するグラフである。

【００１４】図１において、１はロードヒーティングが
敷設された各地域の道路に設置された現地制御手段のロ
ードヒーティング制御盤５を集中管理する為の中央制御
手段のセンターシステム用コンピュータである。センタ
ーシステム用コンピュータ１は財団法人日本気象協会等
にある気象情報提供システム２と通信回線３により気象
情報受信用モデム４を介して接続され、関連する複数の
地域の気象予測情報を含む広域気象予測情報を定期的に
受信している。

【００１５】ロードヒーティング制御盤５とセンターシ
ステム用コンピュータ１はセンターシステム側ローカル
制御盤間通信用モデム６とローカル制御盤側センターシ
ステム間通信用モデム７により通信回線３を介して通信
することにより、センターシステム用コンピュータ１で
それぞれの場所に設置されたローカルのロードヒーティ
ング制御盤５内のロードヒーティングコントローラ８の
設定を行ったり、状態を監視できるようになっている。
以上の通り、基本構成は前述の従来技術と同様である。

【００１６】センターシステム用コンピュータ１は本例
では気象情報提供システム２から２種類の広域気象予測
情報を受信する。その一つは、１時間毎に受信する所定
間隔の格子で区画された各区域についての連続した複数
個の一定時間間隔で所定時間の間の気象予測情報、具体
的に本例では１時間先、２時間先及び３時間先の３個の
連続した１時間間隔の各区画の気象予測情報（以後、
「メッシュ予報」という）である。

【００１７】他の一つは、３回／日受信する府県単位で
の長期予測情報である広域気象予測情報、具体的に本例
では５時の発表では６〜１２時、１２〜１８時、１８〜
２４時、０〜６時、１１時の発表では１２〜１８時、１
８〜２４時、０〜６時、６〜１２時、１７時の発表では
１８〜２４時、０〜６時、６〜１２時、１２〜１８時、
１８〜２４時の各時間帯における降雪確率情報（以後、
「府県予報」という）である。尚、本実施例では実用的
な見地から上記の府県予報のうち、最長１８時間先まで
の予測をシステムに採用している。具体的には５時の発
表では６〜１２時、１２〜１８時、１８〜２４時、１１
時の発表では１２〜１８時、１８〜２４時、０〜６時、
１７時の発表では１８〜２４時、０〜６時、６〜１２時
の各時間帯における降雪確率情報を採用している。

【００１８】センターシステム用コンピュータ１は、受
信した対象の各地域を含む対象区域の広域気象予測情報
からロードヒーティングが敷設された各道路が属する各
地域の気象予測情報を以下のように抽出して、各地域の
ロードヒーティング制御盤５に送信する。

【００１９】本例の受信するメッシュ予報は、格子間隔
が５ｋｍの格子で区分された区画について編集された気
象予測情報となっており、それぞれの区画毎に雨雪な
し、強い雨、弱い雨、強い湿雪、弱い湿雪、強い乾雪、
弱い乾雪、欠測という８種の状態で気象情報を表わした
ものである。このメッシュ予報は、後述するように各地
域の気象予測を安全側に判断するのに有用である。

【００２０】また、もう一つの広域気象予測情報の府県
予報は、前述の通り府県単位（但し、北海道は１４支庁
分割）に分けられた区域における気象予測情報となって
おり、それぞれの区域毎に各時間帯での降雪確率情報と
して０：雨の確率、１：雨または雪の確率、２：雪また
は雨の確率、３：雪の確率の分類情報とその確率情報が
百分率で表わされたものである。ここで、分類情報は外
気温度帯により決定されるもので、例えば、ある地域で
は外気温度が＋２℃以上の場合には雨の確率、０℃から
＋２℃の間の場合には雨または雪の確率、−２℃から０
℃の間の場合には雪または雨の確率、−２℃未満の場合
には雪の確率という分類となる。

【００２１】そして、センターシステム用コンピュータ
１は各地域のメッシュ予報として対象となる地域の属す
る区画とこの区画に隣接する周囲の８個の区画のメッシ
ュ予報を調べ、各気象予測情報に対し、０：雨雪なし、
１：強い雨、２：弱い雨、３：強い湿雪、４：弱い湿
雪、５：強い乾雪、６：弱い乾雪、７：欠測と番号付け
し、これら９個の区画のメッシュ予報の中で最大値を当
該地域のメッシュ予報と決定している。

【００２２】また、府県予報については対象となる地域
の属する区域の分類情報と降雪確率を調べ、現在時刻が
含まれる時間帯とこれに続く２個の時間帯すなわち（現
在時刻＋６時間）の時刻が含まれる時間帯と（現在時刻
＋１２時間）の時刻が含まれる時間帯の３個の情報を該
地域の府県予報と決定している。そして、センターシス
テム用コンピュータ１はこれらメッシュ予報及び府県予
報の決定結果を該地域のロードヒーティング制御盤５へ
各予測情報の受信毎、具体的には毎時間送信するように
なっている。

【００２３】一方、現地制御手段のロードヒーティング
コントローラ８は以下のように構成される。すなわち、
図示省略した路面温度センサー、ヒーター温度センサ
ー、降雪センサー、水分センサーと接続され、図２に示
すようにこれらの検出信号で動作する融雪運転手段、凍
結防止運転手段、予熱運転手段を備えている。

【００２４】融雪運転手段は、降雪センサーで降雪が検
出されると融雪運転モードとして、降雪を融かすに適し
た高温度の設定温度を目標値とした周知のオンオフ制御
により、ヒーターをオンオフして路面温度を該設定温度
に制御する。凍結防止運転手段は、降雪がなく水分セン
サーで路面の水分が検出されると凍結防止運転モードと
し、凍結防止に必要な最低温度の設定温度を目標値とし
た同様のオンオフ制御により、路面温度をこの設定温度
に制御する。

【００２５】予熱運転手段は、降雪、水分もない場合に
下記の通り予熱運転モードとし、同様のオンオフ制御に
より以下の省電力運転を行うようになっている。なお、
図２のフローは周知のディジタル制御であり、公知の通
り所定のクロック周期で実行される。例えば、本方式で
は１分毎の周期にて制御を行っている。

【００２６】次にこの予熱運転方法を説明する。従来
は、ロードヒーティングコントローラ８は予熱運転手段
により、降雪がなく、路面上に水分がない状態において
も突然の降雪に備えて、突然の降雪でもその時点から融
雪運転を行えば積雪が防止されて問題とならない一定の
積雪防止温度を目標値としてヒータ温度制御をする予熱
運転を行っている。省エネルギーの面からは、この高い
温度の積雪防止温度での予熱運転時間をできる限り少な
くすると共に、できる限り低い温度での予熱運転が好ま
しい。

【００２７】本発明は、この点を以下のようにして実現
している。以下、この積雪防止温度をＨb℃として、数
時間以上先の長期の気象予測情報を利用する場合の実施
例について、その予熱運転と共に運転方法を説明する。

【００２８】ここで、制御対象の道路の路面に対して、
予め、冬期の実状に近い低い外気温度の状態、例えば−
５℃程度の状態で、路面或いはそのヒータ表面の温度の
昇温特性を測定する。積雪防止の面からは路面温度の昇
温特性が直接的であるが、本例では、路面温度と一定の
良い相関があり、応答性が良く、制御系に用いるヒータ
表面温度の昇温特性を測定した。

【００２９】この測定は、該状態のもとで、全ヒータが
オフで放置した初期状態から最大能力で昇温してほぼ定
常状態になるまでの特性を測定する。本例では定常状態
になるまで３時間以上最大ヒータ能力具体的には強制的
に全ヒータに連続通電して、その昇温特性を測定した。
その結果、昇温特性すなわち昇温開始からの時間ｔにお
けるヒータ温度Ｈ(t)は、一次元熱伝導方程式から求め
られる一次遅れ系具体的には下記式（２）でよく近似で
きることが判った。Ｈ(t)＝Ｈo＋(Ｈm−Ｈo){１−exp(−ｔ／Ｔ)} ・・・・（２）上式で、Ｈo：ヒータオフの初期状態の初期温度、Ｈm：ヒータの昇温後の定常状態の平衡温度Ｔ：昇温の時定数

【００３０】そして、この時定数Ｔは以下のように初期
温度Ｈoと平衡温度Ｈmとから近似的に求められる。すな
わち、測定により得られた昇温特性を適当な時間区間に
分けて得た測定データから１時間で上昇した温度がΔＨ
であった場合、昇温開始時の温度勾配dＨは式（２）の
微分から下記の式（３）となり、且つこれは近似的にこ
の△Ｈとなる。 dＨ(0)＝（Ｈm−Ｈo)／Ｔ≒△Ｈ・・・・（３）

【００３１】従って、時定数Ｔはこの式を変形した下記
の式（４）から近似的に求められる。すなわち、昇温特
性の昇温時の経時変化を測定すること無く、１時間での
上昇温度△Ｈ、初期温度Ｈoと平衡温度Ｈmとの測定のみ
で近似的に求められる。このようにすると、この処理プ
ログラムが大幅に簡略化される。Ｔ≒（Ｈm−Ｈo)／△Ｈ・・・・（４）

【００３２】本実施例では、以上により求められる昇温
特性の式を用いて、以下のようにして予熱運転の設定温
度を気象予測情報に基づいて求め、これにより設定温度
逐次更新して、追値制御することにより省エネルギーを
達成している。なお、以下は、ある時点ｔ₁で受信した
気象予測情報より時間ｔ₀後に降雪があると判定した場
合のものである。

【００３３】時点ｔ₁から△ｔだけ経過した時点（ｔ₁＋
△ｔ）での設定温度Ｐ(△t)は以下のように求める。即
ち時点（ｔ₁＋△ｔ）での予熱運転のヒータ温度Ｈnとす
るとこの時点から降雪予測時刻（ｔ₁＋ｔ₀）迄の残り時
間ｔ（＝ｔ₀−△ｔ）で昇温可能な温度Ｈ(ｔ)は、昇温
特性の式（２）において初期温度Ｈoをこの時点でのヒ
ータ温度Ｈnとすることにより求められ、下記の式
（５）で与えられる。Ｈ(ｔ)＝Ｈn＋(Ｈm−Ｈn){１−exp(−ｔ／Ｔ)} （５）

【００３４】従って、この残り時間ｔで昇温可能な温度
差△ Ｈ(ｔ)はその初期温度Ｈｎと上式で得られる昇温
可能な温度Ｈ(ｔ)との差であり、下記式で与えられる。 △ Ｈ(ｔ)＝Ｈ(ｔ)−Ｈｎ＝(Ｈm−Ｈn){１−exp(−ｔ／Ｔ)} （６）

【００３５】ところで、時点（ｔ₁＋△ｔ）では時間ｔ
後に降雪ありと判定されているので、積雪防止のために
はヒータ温度Ｈは時間ｔ後には積雪防止温度Ｈbにする
必要がある。従って、時間ｔ₀後に降雪と判定した時点
ｔ₁以降のある時点（ｔ₁＋△ｔ）での予熱運転の新設定
温度Ｐ(△ｔ)は、この積雪防止温度Ｈbから残り時間ｔ
で昇温可能な温度差△Ｈ(ｔ)を差し引いた温度即ち下記
の式（７）で求められる温度となる。Ｐ(△ｔ)＝Ｈｂ−△Ｈ(ｔ) ＝Ｈb−(Ｈm−Ｈn){１−exp(−ｔ／Ｔ)} （７）

【００３６】この式（７）において、予熱運転の制御が
追従性よく制御されている場合は、設定温度Ｐ(△ｔ)と
ヒータ温度Ｈｎはほぼ等しいので、ヒータ温度Ｈｎに設
定温度Ｐ(△ｔ)を代入して、設定温度Ｐ(△ｔ)を求める
と、下記式となる。△ｔの時点は、降雪予測時刻（ｔ₁
＋ｔ₀）より時間ｔだけ前の時刻であり、よって、本式
（８）は前述の式（１）と同じである。なお、本例で
は、この式を用いて、設定温度を変更した。Ｐ(△ｔ)＝Ｈｍ−(Ｈm−Ｈｂ)exp(ｔ／Ｔ) （８）

【００３７】ところで、この式（８）において、長期に
降雪無しの場合は、時間ｔが非常に大きい場合に相当
し、ヒータの最大昇温温度Ｈｍは当然降雪防止温度Ｈｂ
より高いので、設定温度は初期温度Ｈoより低くなる場
合があり、この場合は全ヒータはオフで運転される。ま
た、降雪予測時刻（ｔ₁＋ｔ₀）では、時間ｔは零となる
ので、上記の式（１）より設定温度Ｐｎ(△ｔ）はＨｂ
すなわち目的の積雪防止温度となり、気象予測情報に変
化がなければ、この設定温度で運転される。従って、本
例では、後述の通り長期予測でも降雪なしと判定される
場合には、時間ｔは採用している予測時刻帯の最大値が
１８時間としている為、予測発表時間からの経過時間に
より１２〜１８時間の間の値となる。この時間ｔにより
上述の設定演算をして、温度設定している。なお、以上
の本例では、設定温度Ｐは、前述の通り、処理が簡便で
早い平衡温度Ｈｍ、積雪防止温度Ｈｂと降雪予測時刻ま
での時間ｔから求められる式（８）を用いて設定してい
るが、ヒータ温度Ｈｎを検出して式（７）を用いてもよ
い。正確性の面では後者が好ましい。

【００３８】そして、この設定方法に基く予熱運転を含
むロードヒーティングの運転は、以下のように行われ
る。先ず、図２に示すように、降雪センサーで降雪の有
無が判定され、降雪センサーが降雪有りのｙｅｓの場合
は融雪運転手段が起動され、融雪運転が行われる。降雪
センサーがｎｏの場合は、水分センサーで路面の水分の
有無が判定され、水分センサーが水分有りのｙｅｓの場
合は凍結防止運転手段が起動され、凍結防止運転が行わ
れる。

【００３９】水分センサーがｎｏの場合に、予熱運転手
段が起動され、図３に示すフローチャートの予熱運転が
行われる。先ず、短期予測のステップに入り、センター
システム用コンピュータ１から一時間毎のメッシュ予報
の受信時か否かを調べ、受信時の場合には以下の短期予
測を行い、受信時でない場合は直ちに短期予測の結果の
判断に入り、それまでの短期予測に従う。

【００４０】短期予測は、受信して記憶したメッシュ予
報に基づいて、メッシュ予報が０〜２の範囲にある場合
は、降雪なし、３〜７の範囲にある場合には降雪ありと
いう判断で１時間先、２時間先、３時間先のメッシュ予
報を調べ、例えば１時間先：降雪なし、２時間先：降雪
あり、３時間先：降雪ありというメッシュ予報の場合に
は２時間先に降雪ありと判定する。このようにして先ず
メッシュ予報により短期の本例では３時間先まで降雪の
有無を判定する短期予測を行い、その結果の降雪の有無
と降雪予測時刻を記憶し、次いでその判断を行う。そし
て、この判断において結果が降雪有りの場合は、後述の
予熱温度設定のステップに入り、ノーの場合は、以下の
長期予測のステップに行く。

【００４１】長期予測のステップでは、先ず、府県予報
の受信時か否かを調べ、受信時には以下の長期予測を行
い、受信時でない場合は直ちに長期予測の結果の判断に
入り、これまでの長期予測に従う。長期予測は、受信し
た府県予報を調べ、予め設定した所定の降雪確率（本例
では６０％）を閾値として、該閾値を越える時間帯の中
で最も近い将来の時間帯の開始時刻、例えば（現在時刻
＋１２時間）の時刻が含まれる時間帯が６〜１２時の時
間帯として、この時間帯が降雪確率が該閾値を越える最
も近い将来の時間帯の場合にはその開始時刻の６時を降
雪時刻と判定し、この降雪時刻の６時が現在時刻から何
時間先であるかを計算する。ここで、長期予測で計算さ
れた現在時刻から降雪時刻までの時間が４時間未満とな
る場合には、情報の正確性、信頼性から３時間先まで降
雪なしというメッシュ情報による短期予測を優先させ、
４時間先に降雪ありと判定する。この長期予測の結果の
降雪有無とその降雪予測時刻をを記憶し、次いでその判
断を行う。

【００４２】そして、この判断において結果が降雪有り
の場合は、後述の予熱温度設定のステップに入り、ノー
の場合は、降雪予測時刻ｔ₀まで時間ｔを予測最長時間
である１２〜１８時間として温度設定値を計算して設定
する。

【００４３】一方、短期予測或いは長期予測で降雪有り
とされた場合は、以下の予熱温度設定のステップに入
り、予熱設定温度を設定する。すなわち、先ず現時点
（ｔ₁＋△ｔ）換言すれば降雪予測時刻ｔ₀まで時間ｔの
時点での設定温度Ｐを式（８）により求めて、これに従
って設定変更して、予熱運転を行う。このように、予熱
運転は、前述の制御周期で設定温度を変更しつつ、これ
に追従するように制御する追値制御により運転される。

【００４４】以上の通り、本発明では予報の降雪開始時
刻までには必ずヒータ温度すなわち路面温度は降雪があ
っても障害のない所望の積雪防止温度Ｈbに制御され
る。そして、それ以前においては、気象予測情報を従い
つつヒータ能力から許容される最低の予熱温度で予熱運
転できるので、大きな省エネルギーが達成できるという
効果を奏する。

【００４５】次に本実施例による実際の運転結果を図４
のタイムチャートのグラフを用いて説明する。図は、以
下の気象状況の例である。すなわち、長期予測で降雪な
しと判定された運転状態のある時刻ｔ₁［ｈ］において
気象予測情報が変わりｔ₀時間先に降雪ありという判定
となった場合の時刻ts［ｈ］（ts＞ｔ＋ｔ₀）に実際に
ロードヒーティング制御盤５の降雪センサーで降雪を検
出した場合の例である。

【００４６】図４の実線はヒータ面の設定温度Ｐを表
し、点線は実際のヒータ温度Ｈを表している。Ｈｓ
［℃］はロードヒーティングコントローラ８が降雪を検
出した際に融雪運転手段で融雪運転を行う場合の設定温
度である。降雪ありの判定の時刻ｔ₁までは、予測最長
時間である１２〜１８時間で昇温可能な温度設定で運転
されており、そのヒータ温度は初期温度Ｐ（ｔ_max）で
ある。ここでｔ_maxは予測最長時間のことである。

【００４７】そして、気象予測情報により判定が時間ｔ
₀後に降雪ありとなった時点ｔ₁以後で、設定温度Ｐがヒ
ータ初期温度Ｈoに達した時から各制御周期で降雪が予
測された時刻（ｔ₁＋ｔ₀）までは前述の式（５）により
求めた設定温度Ｐで運転される。従って、設定温度Ｐは
図示のように一次遅れ系の曲線で上昇し、ヒータ温度Ｈ
はこれに少し遅れて追従する。降雪予測時刻（ｔ₁＋
ｔ₀）において設定温度Ｐは積雪防止温度Ｈｂになるの
で、以後降雪が検出されるまで気象予測情報に変更がな
ければ、積雪防止温度Ｈｂで予熱運転が継続される。そ
して、降雪が検出されと、その時点tsにおいて、融雪運
転手段が起動され、以後は融雪運転が継続される。この
ようにして降雪が予測された時刻（ｔ₁＋ｔ₀）において
所望の積雪防止温度Ｈｂ［℃］に到達でき、従ってその
後の時刻tsに発生した降雪に十分備えることができた。

【００４８】このように運転されるので、予熱運転は長
期予測でも降雪なしの場合、具体的には図４で設定温度
Ｐが初期温度Ｈoに達するまでは、全ヒータオフであ
り、非常に省電力となる。また、時刻ｔから降雪予測時
刻（ｔ₁＋ｔ₀）までも、設定温度Ｐを図示のように該降
雪予測時刻（ｔ₁＋ｔ₀）までに積雪防止温度にヒータ能
力で上昇できる最低温度で次第に上昇させる、換言すれ
ばヒータ能力の最大許容範囲で予熱設定温度を低下させ
て予熱運転することにより、図の斜線部の温度の差に相
当するヒータ通電時間が短縮され、この場合において
も、大きな省電力運転が達成された。特に、長期予測で
降雪有りの場合に、この効果は顕著である。

【００４９】ところで、上述の実施例では、構成が単純
で簡単なソフトウエアで容易に実現できる面から運転手
段として、オンオフ制御の各制御手段を設け、選択手段
により気象予測情報に基づいて切り替えるようにしたも
のとしたが、運転手段にはこの他の公知の手段例えば連
続制御の制御装置でその設定値を気象予測情報により更
新するようにしたもの等も適用できる。

【００５０】また、気象予測情報にはメッシュ予報と府
県予報を使用したが、本発明の気象予測情報は当該地域
の降雪時刻が予測できるものであれば特に限定されず、
例えばメッシュ予報、府県情報等のみでもよいことは、
その趣旨から明らかである。更に、予熱運転の温度制御
を応答性が良く、路面温度との相関もよい、かつ検出精
度も安定しているヒータ表面温度で行うものを示した
が、これに制限されるものでなく、例えば路面温度を検
出して直接路面温度で制御してもよいことも本発明の趣
旨から明らかである。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、上述の通り、降雪予測時刻の
気象予測情報を用い、ヒータ能力でカバーできる範囲で
出来るだけ低い設定温度で設定変更するようにしている
ので、気象予測情報の変化に常に追従した温度で予熱運
転されており、全くのにわか大雪でない限り積雪は防止
される。また、降雪がありの予測が出た場合にはヒータ
の設定温度を低く設定でき、それだけヒータの通電時間
が短くなり省電力運転が実現されるので、ロードヒーテ
ィング運転における省電力運転として大きな効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例のシステム構成を表す構成図で
ある。

【図２】図２は、実施例の運転方法のフローチャートで
ある。

【図３】図３は、実施例の予熱運転手段のフローチャー
トである。

【図４】図４は、実施例による運転結果を説明するグラ
フである。

【符号の説明】

１センターシステム用コンピュータ２気象情報提供システム３通信回線４気象情報受信用モデム５ロードヒーティング制御盤６センターシステム側ローカル制御盤間通信用モデム７ローカル制御盤側センターシステム間通信用モデム８ロードヒーティングコントローラ

フロントページの続き (72)発明者畠山淳大阪府大阪市中央区南本町１丁目６番７号帝人株式会社内 (72)発明者藤岡嘉高東京都千代田区内幸町２丁目１番１号帝人株式会社内Ｆターム(参考） 2D051 AA08 GA01 GB08 3L070 DE09 DF15 3L072 AB10 AE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気象予測情報に応じた設定温度で降雪前
に路面を予熱する予熱運転をし、降雪時には雪を融かす
融雪運転をするロードヒーティングの運転方法におい
て、該設定温度を当該時点からヒータ全能力で昇温した
時該気象予測情報から予測された降雪開始時刻までに降
雪があってもそれ以後融雪運転すれば積雪が防止できる
積雪防止温度まで昇温できる設定温度に変更する追値制
御により予熱運転することを特徴とするロードヒーティ
ングの運転方法。
【請求項２】路面の昇温特性を一次遅れ系で近似し、
これに基づいて設定温度を変更する請求項１記載のロー
ドヒーティングの運転方法。
【請求項３】設定温度Ｐを下記式で変更する請求項２
記載のロードヒーティングの運転方法。Ｐ＝Ｈｍ−(Ｈm−Ｈｂ) exp(ｔ／Ｔ) ここで、Ｈｍ：最大能力で昇温時の平衡温度Ｈｂ：積雪防止温度Ｔ：最大能力で昇温時の昇温時定数ｔ：設定時点から気象予測情報の降雪予測時刻までの時
間ｅｘｐ：対数関数
【請求項４】該気象予測情報は所定周期で更新される
請求項１〜３記載のいずれかのロードヒーティングの運
転方法。
【請求項５】該気象予測情報を降雪の有無の２値に２
値化して処理する請求項１〜４記載のいずれかのロード
ヒーティングの運転方法。
【請求項６】該気象予測情報が予測対象区域を所定の
格子間隔の格子で区画した各区画毎にその気象予測を雨
雪の有無等の複数の所定の状態で表示する状態情報及び
／又は予測対象区域を含む降雪確率情報である請求項１
〜５記載のいずれかのロードヒーティングの運転方法。
【請求項７】該気象予測情報が連続した複数個の一定
時間間隔又は一定時間帯毎の気象予測情報からなる請求
項６記載のロードヒーティングの運転方法。
【請求項８】連続した複数の一定時間帯毎の複数の気
象予測情報から降雪開始時刻を決定するに際し、最も近
い時間帯の対象路面の属する気象予測情報から順に降雪
の有無を判定し、最初に降雪ありと判定された時間帯の
開始時刻を降雪開始時刻と決定する請求項７記載のロー
ドヒーティングの運転方法。
【請求項９】該気象予測情報からの降雪の有無の判定
に際し、先ず各区画毎の状態情報に基づいて降雪の有無
を判定し、次いで、該判定で降雪なしの場合に降雪確率
情報に基づいて判定する請求項５〜８記載のいずれかの
ロードヒーティングの運転方法。
【請求項１０】各区域毎の状態情報に基づいて対象路
面の降雪の有無を判定するに際し、対象路面が属する区
画の状態情報とこれに隣接する周囲の区画の同じ時間帯
の状態情報とに基づいて、これらのいずれかの区画に降
雪ありと判断できる状態情報がある場合には対象路面の
予測情報を降雪ありとし、いずれの区画にも降雪ありと
判断できる状態情報がない場合には路面の予測情報を降
雪なしと判定する請求項５〜９記載のいずれかのロード
ヒーティングの運転方法。
【請求項１１】該降雪確率情報から対象路面の降雪の
有無を判定するに際し、対象路面の属する地域の降雪確
率を予め設定した閾値と比較し、閾値を越える場合を降
雪あり、閾値以下を降雪なしと判定する請求項５〜１０
記載のいずれかのロードヒーティングの運転方法。
【請求項１２】予熱運転の制御温度がヒータ表面温度
である請求項１〜１１記載のいずれかのロードヒーティ
ングの運転方法。
【請求項１３】気象予測情報に応じた設定温度で降雪
前の路面を予熱する予熱運転手段と、降雪時に降雪を融
かす設定温度に路面を加熱する融雪運転手段を備えたロ
ードヒーティングの運転装置において、該予熱運転手段
と融雪運転手段を備えた該路面の現地に設置された現地
制御手段と、入力される複数地域の該気象予測情報を含
む広域気象予測情報から該路面が含まれる地域の気象予
測情報を抽出して該現地制御手段に送信する中央制御手
段とを備え、該予熱運転手段は設定温度を当該時点から
ヒータ全能力で昇温した時該気象予測情報から予測され
た降雪開始時刻までに降雪があってもそれ以後融雪運転
すれば積雪が防止できる積雪防止温度まで昇温できる温
度に変更しつつ制御する追値制御手段からなることを特
徴とするロードヒーティングの運転装置。
【請求項１４】路面の昇温特性を一次遅れ系で近似
し、これに基づいて設定温度を変更する請求項１３記載
のロードヒーティングの運転装置。
【請求項１５】設定温度Ｐを下記式で変更する請求項
１４記載のロードヒーティングの運転装置。Ｐ＝Ｈｍ−(Ｈm−Ｈｂ) exp(ｔ／Ｔ) ここで、Ｈｍ：最大能力で昇温時の平衡温度Ｈｂ：積雪防止温度Ｔ：最大能力で昇温時の昇温時定数ｔ：設定時点から気象予測情報の降雪予測時刻までの時
間ｅｘｐ：対数関数
【請求項１６】該予熱運転手段が中央制御手段から受
信した当該地域の該気象予測情報から降雪の有無と降雪
開始時刻を判定する降雪判定手段を備えた請求項１３〜
１５記載のいずれかのロードヒーティングの運転装置。
【請求項１７】現地制御手段が、路面の凍結を防止す
る温度に路面を加熱する凍結防止運転手段を備え、降雪
センサーで降雪が検出された時は融雪運転手段を、降雪
が検出されず、水分センサーで水分が検出された時は凍
結防止運転手段を、降雪も水分も検出されない場合は予
熱運転手段を起動するようになっている請求項１３〜１
６記載のいずれかのロードヒーティング運転装置。
【請求項１８】中央制御手段が気象予測情報を通信回
線で定期的に受信し、各地域の気象情報を通信回線で各
現地制御手段に送信する請求項１４〜１７記載のいずれ
かのロードヒーティングの運転装置。