防冻剂自动散布控制设备、程序及方法
【专利摘要】为了提供能够根据道路状况来减少防冻剂的自动散布量、通过预先评估要散布的防冻剂的总量来减少散布作业完成之后的剩余量、并且减少与防冻剂相关联的费用以及由防冻剂所导致的盐化损害的影响的防冻剂自动散布控制设备、程序和方法，本发明被配置为具有如下结构：散布区间建立单元，用于建立散布区间；路面状态数据获取单元，用于获取路面状态数据；散布条件数据获取单元，用于获取散布条件数据；散布条件确定单元，用于确定各单位区间的散布条件；总散布量预先计算单元，用于预先计算散布区间中所要散布的防冻剂的总散布量；当前位置数据获取单元，用于获取当前位置数据；单位区间识别单元，用于识别与当前位置相对应的单位区间；以及散布条件输出单元，用于将各单位区间的散布条件输出至防冻剂散布单元。
【专利说明】
防冻剂自动散布控制设备、程序及方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于根据道路的路面状态来自动散布防冻剂的防冻剂自动散布控制设备、防冻剂自动散布控制程序和防冻剂自动散布控制方法。
【背景技术】
[0002]实践中存在如下已知技术:在将防冻剂散布于道路上的情况下，通过搭载于防冻剂散布车辆上的防冻剂散布单元在散布区间的整个区域上散布均匀量的防冻剂。此外，存在如下的防冻剂散布方法:作业者以视觉方式评估路面状态，并且根据其评估结果来手动操作防冻剂散布单元。
[0003]另一方面，在日本特开平11-256542(专利文献I)中提出了用于自动散布防冻剂的其它自动散布系统。在该系统中，通过GPS来检测车辆位置，从道路状况图案数据库中读出针对所检测到的车辆位置的道路状况图案而设置的散布条件数据，并且控制单元根据所读出的散布条件来控制散布单元。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平11-256542
【发明内容】
[0007]发明要解决的技术问题
[0008]然而，在如上所述的基于视觉评估的手动散布中，仅通过熟练的作业者无法精确地判断路面状态。此外，即使是熟练的作业者，也仅可以对显著的变化定性地进行评估。并且，虽然该评估可能导致散布量少于上述均匀散布中的散布量，但从防止事故的观点出发，该散布方法存在导致向安全侧(较多地)散布的倾向。然而，由于近年来防冻剂的单价猛增并且其占降雪区域的冰雪对抗费用的大部分，因此防冻剂存在成本高的问题。
[0009]此外，防冻剂的主要成分是氯化钠。就其本身而言，已知防冻剂可能对诸如混凝土等的结构材料以及诸如护栏和基础设施等的铁制品产生不利影响。特别地，存在如下报告:防冻剂渗透到混凝土的裂缝中，因而对结构材料的强度和寿命产生负面影响。
[0010]另一方面，根据专利文献I中所公开的发明，声称可以进行适用于路面状况等的防冻剂的散布。然而，在如专利文献I所述的方法中，伴随着散布车辆行驶，实时判断路面状况并且散布防冻剂。由此，在散布作业开始之前无法把握将需要多少防冻剂，因而必须在料斗或者盒内供给比防冻剂的所需量多的量。
[0011]如果散布车辆上的剩余未使用的药品留下来放置一段时间，则防冻剂可能固化并且使散布单元产生问题。此外，在散布量根据路面状态而变化时，难以进行防冻剂的散布。这导致整个区域的普遍散布、或者初冬和晚冬季节雪融化的湿润区域的部分散布。因而，倾向于进行如下操作:除非剩余大量药品，否则应试图将药品完全使用而无需将药品回收至药品盒。因此，如果在散布量根据路面状态而变化的情况下进行散布，则需要预先精确地把握要装载至散布车辆的防冻剂的量。
[0012]为了解决这些问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供能够降低防冻剂的成本以及由防冻剂所导致的盐化损害影响的防冻剂自动散布控制设备、程序及方法。通过根据路面状态来减少要自动散布的防冻剂的量并且通过预先把握所需散布的防冻剂的总量来减少散布作业完成后剩余未使用的防冻剂的量，以实现该目的。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]根据本发明的防冻剂自动散布控制设备包括:散布区间设置单元，用于设置要散布防冻剂的散布区间；路面状态数据获取单元，用于从存储部件获取表示所述散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据;散布条件数据获取单元，用于从存储部件获取包括根据路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据;散布条件确定单元，用于基于所述路面状态数据和所述散布条件数据来确定各单位区间的散布条件;总散布量预先计算单元，用于基于针对各单位区间所确定出的各散布条件，来预先计算所述散布区间中要散布的防冻剂的总散布量；当前位置数据获取单元，用于从位置检测部件获取包括当前位置的玮度和经度的当前位置数据;单位区间识别单元，用于基于所述当前位置数据来识别与当前位置相对应的单位区间；以及散布条件输出单元，用于将各单位区间的所述散布条件输出至用于散布防冻剂的防冻剂散布单元。
[0015]发明的效果
[0016]根据本发明，通过根据路面状态来自动散布防冻剂，可以减少防冻剂的散布量。并且，通过预先把握所需散布的防冻剂的总量，可以减少散布作业完成后剩余未使用的防冻剂的量。因而，可以降低防冻剂的成本以及防冻剂所导致的盐化损害的影响。
【附图说明】
[0017]图1是示出使用根据本发明的防冻剂自动散布控制设备的防冻剂的自动散布作业的概要的图。
[0018]图2是示出根据优选实施例的路面状态判断系统的示例的图。
[0019]图3是示出根据优选实施例的路面状态数据的示例的图。
[0020]图4是示出根据优选实施例的防冻剂自动散布控制设备的框图。
[0021]图5是示出根据优选实施例的(a)利用简单散布算法来进行散布、(b)利用部分散布算法来进行散布、以及(C)利用全面散布算法来进行散布的图。
[0022]图6是示出根据优选实施例的散布条件数据的示例的表。
[0023]图7是示出根据优选实施例的单位区间数据的示例的表。
[0024]图8是示出根据优选实施例的防冻剂自动散布控制方法的流程图。
[0025]图9是示出根据优选实施例的操作画面、S卩(a)散布区间和装载量设置画面以及(b)自动散布画面的示例的图。
[0026I图10是示出示例I的测试条件的表。
[0027I图11是示出示例2的比较结果的表。
[0028]图12是示出示例3的验证结果的表。
[0029]图13是示例4的仿真中所使用的冰雪路面图。
[0030]图14是示出示例4的仿真中所使用的散布条件的表。
[0031]图15是示出示例4的仿真结果的表。
【具体实施方式】
[0032]以下参考附图来说明根据本发明的防冻剂自动散布控制设备、防冻剂自动散布控制程序和防冻剂自动散布控制方法各自的优选实施例。注意，这里所表示的防冻剂指具有氯化钙等作为主要成分的任意氯化物、不包含诸如乙酸钙或者乙酸镁等的氯化物的乙酸类物质、或者可以防止路面上的水分结冰的任意其它物质的概念。
[0033]首先，图1示出根据本实施例的自动散布防冻剂的主要作业处理。更具体地，该作业包括以下作业处理I?3。
[0034]1.在散布作业开始之前，针对各单位区间准备表示路面状态的路面状态数据。
[0035]2.基于该路面状态数据来预先计算防冻剂的总散布量。
[0036]3.基于当前位置数据，根据该路面状态来自动散布防冻剂。
[0037]作业处理I是针对要散布防冻剂的散布区间内的各单位区间预先准备表示路面状态的路面状态数据的处理。例如，可以通过使用CAIS(注册商标:Contact AreaInformat1n Sensing)即、基于对来自轮胎接地面的传感器信号的分析的轮胎感测技术，来进行路面状态数据的准备。
[0038]更具体地，在基于CAIS的路面状态判断系统中，通常将路面状态判断单元搭载于冰雪巡逻车上，并且在路面状态判断单元中存储表示各种路面状态与振动水平之间的关系的对应映射。此外，如图2所示，在冰雪巡逻车的轮胎的内周面上，配置有用于检测轮胎的振动的加速度传感器、用于向路面状态判断单元无线地发送加速度传感器的输出的无线模块、以及用以驱动这些装置的电磁式发电器。
[0039]在如上所述的结构中，路面状态判断单元经由无线模块从加速度传感器获取轮胎的振动，并且同时根据轮胎振动的时间序列波形来计算振动水平。并且，通过将所计算出的振动水平与上述对应映射进行对照，来判断路面状态。此外，路面状态判断单元在冰雪巡逻车的行驶期间使用GPS信号来识别与当前位置相对应的单位区间，并且通过针对各单位区间执行判断处理来生成路面数据。
[0040]在本实施例中，将路面状态分类成7种状态(干燥、半湿润、湿润、泥泞(类似于果露)、积雪、压雪、结冰)，并且将与各种路面状态相对应的波形特征定量化的振动水平预先登记为对应映射。例如，如图2所示，干燥道路的特征是由于胎面橡胶被路面限制，因此接地面处的振动水平较低。此外，结冰道路由于即使在车辆的正常行驶期间也发生轻微滑动，因而在接地面内产生高频率振动。
[0041]因而，在基于CAIS的路面状态判断系统中，基于示出针对不同路面状态的特征波形的轮胎振动来判断路面状态。并且，将针对各单位区间所判断出的路面状态数据实时发送至将该路面状态数据数据库化的WEB服务器等。此外，可以与路面状态数据一起发送路面图像等，并且可以利用WEB观测器软件等来在地图上制作这些数据的监测显示。
[0042]这里，图3示出本实施例的路面状态数据的示例。在本实施例中，通过高速公路上每隔100米所设置的里程标(kilo posts) (KP)来定义单位区间，并且针对各单位区间登记路面状态。然而，应当注意，单位区间的设置标准不限于里程标，并且单位区间可以适当设置。此外，在本实施例中，将路面状态分类成7种状态(干燥、半湿润、湿润、泥泞、积雪、压雪、结冰)，但路面状态不限于这些类型，并且可以适当地进行改变、增加或者减少。
[0043]此外，准备路面状态数据所用的方法不限于基于CAIS的路面状态判断系统。可以适当地采用任意方法，只要该方法可以把握散布区间内的各单位区间的路面状态。例如，作业者可以以视觉方式判断各单位区间的路面状态，将判断结果发送至WEB服务器等，并且将判断结果存储在诸如USB存储器等的存储介质中。
[0044]接着，作业处理2和3是在本发明的防冻剂自动散布控制设备1、防冻剂自动散布控制程序Ia和防冻剂自动散布控制方法中扮演重要角色的处理，并且以下将给出作业处理2和3的详细说明。
[0045]在本实施例中，防冻剂自动散布控制设备I搭载于配备有用于散布防冻剂的防冻剂散布单元11的防冻剂散布车辆10上。此外，防冻剂自动散布控制设备I包括诸如个人计算机等的计算机。如图4所示，防冻剂自动散布控制设备I主要包括位置检测部件2、通信部件
3、显示输入部件4、存储部件5和运算处理部件6。以下将给出这些构成部件的详细说明。
[0046]位置检测部件2检测搭载于防冻剂散布车辆10上的防冻剂自动散布控制设备I的当前位置。在本实施例中，包括GPS(全球定位系统)的位置检测部件2每隔预定时间间隔接收来自GPS卫星的信号，并且输出包括玮度和经度的当前位置数据。
[0047]为防冻剂自动散布控制设备I提供通信功能的通信部件3由通信模块等构成。通信部件3经由互联网或者电话电路来访问网络上的WEB服务器等，从而使得能够下载路面状态数据。在本实施例中，将通信部件3设置用于从WEB服务器下载路面状态数据。然而，如果使用USB存储器等来将路面状态数据直接供给至防冻剂自动散布控制设备I，则通信部件3是不必要的。
[0048]包括触摸面板等的显示输入部件4不仅显示后述的散布区间和装载量的设置画面等，而且使得输入期望的散布区间和装载量等。在本实施例中，所使用的显示输入部件4具有显示功能和输入功能这两者，但该配置不限于此。可以分开设置仅配备有显示功能的显示部件和仅配备有输入功能的输入部件来进行替代。
[0049]存储部件5存储各种数据并且用作运算处理部件6进行运算处理时的工作区域。在本实施例中，存储部件5由硬盘、R0M(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、闪速存储器等构成。如图4所示，存储部件5包括程序存储单元51、散布算法存储单元52、路面状态数据存储单元53、道路相关数据存储单元54、散布条件数据存储单元55和单位区间数据存储单元56。以下将给出这些构成单元的详细说明。
[0050]在程序存储单元51中，安装有本实施例的防冻剂自动散布控制程序la。并且，通过运算处理部件6执行防冻剂自动散布控制程序la，作为计算机的防冻剂自动散布控制设备I执行后述的各构成单元的功能。
[0051]散布算法存储单元52存储利用后述的散布条件确定单元65来计算各单位区间中的散布量时所要使用的散布算法。在本实施例中，作为散布算法，登记有根据各单位区间的路面状态而进行散布的简单散布算法、适用于早冬季节和晚冬季节的部分散布算法、以及适用于仲冬季节的全面散布算法。
[0052]更具体地，简单散布算法是与专利文献I所公开的方式相同的方式直接使用针对各工作区间的路面状态而选择的散布条件来进行散布所用的算法。然而，在路面上所散布的防冻剂的一部分由于通过车辆的气压吹过而存在向该车辆的行进方向输送的倾向。因此，例如，如图5的(a)所示，假设存在以下情况:在不需要散布防冻剂的第一区间和第二区间之后，在需要散布防冻剂的第三区间中使用简单散布算法。在这种情况下，在第三区间，没有防冻剂从之前的第一区间和第二区间流入，并且部分防冻剂可能被吹到之后的第四区间。结果，存在降低防冻效果的可能性。
[0053]与此相对，本实施例的部分散布算法是选择与要计算的单位区间和位于该单位区间之后的至少一个单位区间的各路面状态相对应的散布量的值中较大的值作为要计算的单位区间的散布量的算法。此外，全面散布算法是选择与要计算的单位区间以及至少在该单位区间之前和之后的单位区间的各路面状态相对应的散布量的值中最大的值作为要计算的单位区间的散布量的算法。
[0054]根据部分散布算法，如图5的(b)所示，将以采用第二区间和第三区间的散布量中较大的第三区间的散布量的方式来确定上述示例中的第二区间的散布量。结果，在第三区间，将根据路面状态来散布防冻剂，并且部分防冻剂将伴随着车辆的行驶而从第二区间流入。因而，该算法是适用于在相对容易判断路面状态的初冬或者晚冬季节期间、在防止防冻效果下降的同时减少散布量的算法。
[0055]此外，如图5的(C)所示，假设在需要散布防冻剂的第一区间之后存在不需要散布防冻剂的第二区间和第三区间的情况。在这种情况下，根据本发明实施例的全面散布算法，将以选择第一区间到第三区间的散布量的值中作为最大的值的第一区间的散布量的方式，来确定第二区间的散布量。结果，在第二区间，将与之前的路面状态相应地散布防冻剂，并且部分防冻剂将伴随着车辆的行驶而从第一区间流入。因而，在难以判断路面状态的情况下的仲冬等季节，该算法证明是适用于在确保安全侧的防冻效果的同时减少散布量的算法。
[0056]应当注意，本实施例的部分散布算法仅考虑了要计算的单位区间和该单位区间的下一个单位区间，但该配置不限于此。部分散布算法可以考虑要计算的单位区间和在该单位区间之后的多个单位区间的散布量。此外，本实施例的全面散布算法仅考虑了要计算的单位区间以及在该单位区间之前的一个单位区间和之后的一个单位区间，但该配置不限于此。全面散布算法可以考虑要计算的单位区间和在该单位区间之前和之后的多个单位区间的散布量。
[0057]路面状态数据存储单元53存储表示散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据。在本实施例中，该路面状态数据是以如下方式登记的，其中针对各单位区间登记如之前描述的7种路面状态(干燥、半湿润、湿润、泥泞、积雪、压雪、结冰)其中之一或者难以判断的情况下的“未判断”。此外，在经由通信部件3从WEB服务器下载路面状态数据之后，将该路面状态数据存储在路面状态数据存储单元53中。应当注意，可以从诸如连接至防冻剂自动控制设备I的诸如USB存储器等的记录介质中直接读出路面状态数据。在这种情况下，该记录介质用作路面状态数据存储单元53。
[0058]道路相关数据存储单元54存储散布区间内诸如道路的宽度、车道数和道路的构造及其构造物等的道路相关数据。在本实施例中，将道路的构造登记为填充区间(embankedsect 1n)和挖掘区间(excavated sect1n)。此外，作为构造物，登记与桥梁和隧道有关的
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[0059]散布条件数据存储单元55存储包括针对路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据。在本实施例中，所设置的散布条件数据是与路面状态相对应的散布量、与道路宽度相对应的散布宽度、防冻剂的湿式比率和与车道数相对应的散布喷嘴的摆动(振荡)方向。此外，作业者可以经由显示输入部件4的输入来适当改变散布条件数据。
[0060]本实施例的具有水平配置的用于散布防冻剂的多个散布喷嘴的防冻剂散布单元11可以通过适当增加或者减少要使用的散布喷嘴来调整散布宽度。此外，被如此配置成可左右摆动(振荡)的散布喷嘴通过适当改变摆动方向来调整散布范围。因此，在本实施例中，所设置的散布条件是与车道数相对应的散布喷嘴的散布宽度和摆动方向。
[0061]例如，在暂定两车道变成单向两车道的地点，可以以使散布宽度加倍的方式来进行设置。或者，由于防冻剂散布车辆10在行驶于单向两车道中的行驶车道期间散布防冻剂，因此可以以散布喷嘴的散布范围位于行驶车道和超车车道之间的大约中间位置的方式来设置摆动方向。这将使得即使不使散布宽度加倍，也可以实现防冻剂在行驶车道和超车车道上的适当散布，从而实现散布量的减少。
[0062]由于道路的构造属性，在填充区间道路上的雪可以容易地被风吹走，而在挖掘区间道路上的雪存在堆积于路端上的倾向。由于该原因，通过针对填充区间设置较宽的散布宽度并且针对挖掘区间设置较窄的散布宽度，可以实现与实际道路宽度相对应的适当散布。此外，可以以使得与更滑的桥梁和隧道的入口和出口附近的路面状态无关地实施防冻剂的散布的方式来进行设置。
[0063]应当注意，这是所表示的湿式比率是将固体防冻剂(氯化钠)和液体防冻剂(氯化钠溶液)混合时湿盐散布的混合比率。因而，在湿盐散布中，根据路面状态来改变散布量和湿式比率证明对减少防冻剂的散布量是有效的。
[0064]这里，图6示出与路面状态相对应地设置的具有散布量和湿式比率的散布条件数据的示例。在本实施例中，针对展现出最滑的路面的压雪道路和结冰道路，设置比正常散布量和湿式比率高的散布量和湿式比率。另一方面，针对与压雪道路和结冰道路相比不那么滑并且包括更多水分的半湿润道路、湿润道路和泥泞道路，设置比正常散布量和湿式比率低的散布量和湿式比率。此外，在路面状态是干燥或者积雪的情况下，由于散布防冻剂的影响小，因此进行不散布防冻剂的设置。
[0065]单位区间数据存储单元56存储与各单位区间相关联地设置的具有玮度和经度的单位区间数据。在本实施例中，一个单位区间是已经提及的两个里程标之间的间隔，并且针对各单位区间登记对应的玮度和经度。应当注意，单位区间是通过判断该单位区间是否在以由任意玮度和经度识别出的地点为中心的预定形状(圆、正方形等)的范围内而识别出的。
[0066]这里，图7示出各单位区间与玮度和经度之间的对应关系的单位区间数据的示例。在本实施例中，单位区间数据具有分别与如图7所示的高速公路上的入站通道和出站通道相关联的升序数据和降序数据。并且各数据具有针对与各单位区间相当的各里程标(KP)而设置的对应玮度和经度。
[0067]由CPU(中央处理单元)等构成的运算处理部件6通过执行存储部件5中所安装的防冻剂自动散布控制程序Ia来执行如图4所示的散布区间设置单元61、散布算法设置单元62、路面状态数据获取单元63、散布条件数据获取单元64、散布条件确定单元65、总散布量预先计算单元66、当前位置数据获取单元67、单位区间识别单元68和散布条件输出单元69的功能。之后，将对这些构成单元进行详细说明。
[0068]散布区间设置单元61设置要散布的防冻剂的散布区间。更具体地，散布区间设置单元61获取由作业者通过显示输入部件4所输入的输入数据，并且设置散布区间的开始点和折返点。此外，在本实施例中，预先登记多个交接名称，并且进行配置以使得从这些交接名称当中选择合适的开始点和折返点。然而，应当注意，散布区间的设置不限于开始点和折返点，而可以是开始点和结束点。
[0069]散布算法设置单元62设置利用散布条件确定单元65计算各单位区间的散布量时所使用的散布算法。更具体地，在作业者从显示输入部件4所显示的各种散布算法中选择期望的散布算法的情况下，散布算法设置单元62从散布算法存储单元52中读出散布算法，并且将该散布算法设置为散布量的计算时所使用的散布算法。应当注意，本实施例使得选择如之前所述的简单散布算法、部分散布算法和全面散布算法。
[0070]路面状态数据获取单元63从存储部件5获取表示散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据。更具体地，路面状态数据获取单元63从路面状态数据存储单元53中获取与散布区间设置单元61所设置的散布区间相对应的路面状态数据，并且将该路面状态数据发送至散布条件确定单元65。此外，路面状态数据获取单元63可以从连接至防冻剂自动散布控制设备I的输入端口(未示出)的USB存储器等中获取路面状态数据。
[0071]散布条件数据获取单元64从存储部件5获取包括根据路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据。更具体地，散布条件数据获取单元64从散布条件数据存储单元55中获取散布条件数据，并且将该散布条件数据发送至散布条件确定单元65。
[0072]散布条件确定单元65基于路面状态数据和散布条件数据来确定各单位区间的散布条件。在本实施例中，散布条件确定单元65通过将路面状态数据中所登记的各单位区间的路面状态和与散布条件数据中所设置的路面状态相对应的散布量和湿式比率进行对照，使用散布算法设置单元62所设置的散布算法，来确定各单位区间的散布量和湿式比率。
[0073]此外，在本实施例中，散布条件确定单元65通过将道路相关数据与散布条件数据进行对照，来确定散布喷嘴的散布宽度和摆动方向。更具体地，散布条件确定单元65通过将登记为道路相关数据存储单元54中的道路相关数据的各种信息与设置成散布条件数据存储单元55中的散布条件数据的散布宽度和摆动方向进行对照，来确定各单位区间的散布宽度和摆动方向。
[0074]总散布量预先计算单元66基于针对各单位区间所确定的散布条件，来预先计算针对散布区间所要散布的防冻剂的总散布量。在本实施例中，在开始散布作业之前，总散布量预先计算单元66获取散布条件确定单元65所确定的各单位区间的全部散布量，并且通过将它们相加来计算针对散布区间所要散布的防冻剂的总散布量。
[0075]当前位置数据获取单元67从位置检测部件2中获取包括当前位置的玮度和经度的当前位置数据。在本实施例中，当前位置数据获取单元67从位置检测部件2中获取以预定的时间间隔输出的当前位置数据，并且将该当前位置数据发送到单位区间识别单元68。
[0076]单位区间识别单元68识别与当前位置相对应的单位区间。在本实施例中，单位区间识别单元68通过将当前位置数据获取单元67所获取到的玮度和经度与单位区间数据存储单元56中所存储的单位区间数据进行对照，来识别与当前位置相对应的单位区间。
[0077]应当注意，在本实施例中，单位区间识别单元68判断所识别出的单位区间是否沿着入站通道或者出站通道预定连续次数。因而，通过在判断为连续沿着入站通道的情况下仅参照上述升序数据并且在判断为连续沿着出站通道的情况下仅参照上述降序数据，来加快单位区间的识别处理。
[0078]散布条件输出单元69将各单位区间的散布条件输出至防冻剂散布单元U。在本实施例中，散布条件输出单元69针对单位区间识别单元68所识别出的当前单位区间，读出散布条件确定单元65所确定的散布量、湿式比率、散布宽度和摆动方向，并且将它们以序列方式发送至防冻剂散布单元11。
[0079]接着，通过参考图8和9来说明执行本实施例的防冻剂自动散布控制程序Ia的防冻剂自动散布控制设备I和防冻剂自动散布控制方法的操作。
[0080]假设使用防冻剂自动散布控制设备I执行本实施例的防冻剂自动散布控制程序Ia来自动散布防冻剂的情况。首先，作业者选择如图9的(a)所示的操作画面上的散布区间和散布算法。由此，散布区间设置单元61设置散布区间(设置散布区间的步骤:SI)，并且散布算法设置单元62设置散布算法(设置散布算法的步骤:S2)。
[0081]当完成上述设置时，作业者选择(点击)如图9的(a)所示的操作画面上的散布量计算按钮。因而，路面状态数据获取单元63从路面状态数据存储单元53中获取与所设置的散布区间相对应的路面状态数据(获取路面状态数据的步骤:S3)，并且散布条件数据获取单元64从散布条件数据存储单元55中获取散布条件数据(获取散布条件数据的步骤:S4)。并且，基于所获取到的路面状态数据和散布条件数据，散布条件确定单元65确定散布区间内的各单位区间的散布条件(确定散布条件的步骤:S5)。
[0082]此时，在本实施例中，散布条件确定单元65使用散布算法设置单元62中所设置的散布算法来确定各单位区间的散布条件。因此，在使用部分散布算法的情况下，选择与要计算的单位区间和位于该单位区间之后的至少下一个单位区间的各路面状态相对应的散布量的值中较大的值作为要计算的单位区间的散布量。此外，在使用全面散布算法的情况下，选择与要计算的单位区间以及至少在该单位区间之前和之后的单位区间的各路面状态相对应的散布量的值中的最大值作为要计算的单位区间的散布量。
[0083]当通过散布条件确定单元65确定各单位区间的散布条件时，总散布量预先计算单元66基于各散布条件来预先计算散布区间所要散布的防冻剂的总散布量(预先计算总散布量的步骤:S6)。因而，在开始防冻剂的散布作业之前，预先把握防冻剂的总散布量。因此，在本实施例中，如图9的(a)所示，在使所计算出的总散布量(所计算出的量)具有较少余裕的状态下，确定要装载至防冻剂散布车辆10上的防冻剂的量。结果，可以保持最小限度的装载量，并且可以减少散布作业端剩余未使用的防冻剂的量。
[0084]通过如上所述的各步骤(SI?S6)来实施前述作业处理2，并且基于路面状态数据来预先计算防冻剂的总散布量。另一方面，通过以下详细讨论的步骤(S7?S12)来实施前述作业处理3，并且基于当前位置数据，根据路面状态来自动散布防冻剂。
[0085]在本实施例中，当作业者选择(点击)如图9的(a)所示的操作画面上的确定按钮时，确定上述处理中所设置的散布区间和装载量，并且显示如图9的(b)所示的自动散布画面。并且，在防冻剂散布车辆10移动至散布区间的开始点之后，选择自动散布画面上的自动散布按钮，然后防冻剂自动散布控制设备I开始防冻剂的自动散布控制(S7)。
[0086]当防冻剂散布车辆10从散布区间的开始点开始行驶时，当前位置数据获取单元67以预定时间间隔从位置检测部件2获取当前位置数据(获取当前位置数据的步骤:S8)。并且，单位区间识别单元68通过将构成当前位置数据的玮度和经度与单位区间数据存储单元56中的单位区间数据进行对照，来识别与当前位置相对应的单位区间(识别单位区间的步骤:S9)。结果，在防冻剂散布车辆10的行驶期间，通过防冻剂散布车辆10不断地识别出单位区间。
[0087]在识别出与当前位置相对应的单位区间数据的状态下，判断当前单位区间是否是散布区间的最后区间(SlO)。并且，如果当前单位区间是最后区间(S10:是)，则自动散布控制处理完成。另一方面，如果该单位区间不是最后期间(S10:否)，则判断当前单位区间是否与之前识别出的单位区间相同(S11)。结果，如果相同(Sll:是)，则处理再次返回至获取当前位置数据的步骤(S8)。并且，如果不相同(Sll:否)，则处理进入下一处理(S12)。因此，在防冻剂散布车辆10在相同单位区间中行驶的情况下，散布条件不变化，并且不管何时防冻剂散布车辆10进入新的单位区间，均设置与该单位区间相对应的散布条件。
[0088]当防冻剂散布车辆10进入新的单位区间时，散布条件输出单元69读出针对当前单位区间所确定的散布条件(散布量、湿式比率、散布宽度和摆动方向)，并且将它们输出至防冻剂散布单元11 (输出散布条件的步骤:S12)。结果，防冻剂散布单元11具有针对各单位区间而自动设置的与路面状态相对应的散布量和湿式比率以及与道路的宽度和构造相对应的散布宽度和摆动方向，并且根据该设置进行防冻剂的散布。
[0089]通过实现上述优选实施例，可以实现以下有益效果:
[0090]1.通过根据路面状态来自动散布防冻剂可以减少散布量。
[0091]2.通过预先把握防冻剂的总散布量，可以完全且有效地散布防冻剂，并且可以减少散布作业端剩余未使用的量。
[0092 ] 3.防冻剂的散布量和剩余未使用量的减少，导致防冻剂的成本降低以及防冻剂所引起的盐化损害影响降低。
[0093]4.适当地设置散布算法可以实现在安全侧或者危险侧上的自动散布。
[0094]5.通过选择部分散布算法，在相对容易地判断路面状态的早冬季节或者晚冬季节期间，可以在确保防冻效果的同时减少散布量。
[0095]6.通过选择全面散布算法，在难以判断路面状态的情况下的仲冬季节等期间，可以在确保安全测的防冻效果的同时减少散布量。
[0096]7.通过以使得散布范围位于行驶车道和超车车道的大约中间位置的方式设置散布喷嘴的摆动方向，将防冻剂适当地散布在单向两车道中的两条车道上，可以减少散布量。
[0097]8.可以在高精度且精细度的状态下，定量且自动地判断路面状态。
[0098]接着，给出根据本发明的防冻剂自动散布控制设备1、防冻剂自动散布控制程序Ia和防冻剂自动散布控制方法的具体示例的说明。
[0099]示例I
[0100]在示例I中，在晚冬季节雪融化的湿润地进行了自动散布测试，并且进行了实地验证，以确定防冻剂自动散布控制设备I的有用性。更具体地，所使用的单位区间是里程标之间100米的间隔，并且通过搭载于冰雪巡逻车上的路面状态判断系统来获取各单位区间的路面状态数据。并且，基于可用的路面状态数据来判断雪融化的湿润地，并且使用搭载于防冻剂散布车辆10上的防冻剂自动散布控制设备I来实施精确的自动散布。
[0101]图10示出示例I的测试日期、散布区间和散布条件。应当注意，在可以设置各种散布条件的情况下，在示例I中，选择使得在假设具有湿润地的半湿润路面和湿润路面上进行散布并且在其它路面上不进行散布的简单散布条件。
[0102]此外，所采用的散布算法是选择与要计算的单位区间以及在该单位区间之前和之后的单位区间的各路面状态相对应的散布量的值中最大的值作为要计算的单位区间的散布量的全面散布算法。即，在示例I中，采用安全侧上的算法，以使得如果在包括中间区间之前和之后的区间的三个区间当中存在至少一个区间需要进行散布，则进行散布。
[0103]在上述条件下，进行自动散布测试，作为进行了自动散布测试的结果，适当地实施了利用路面状态判断系统的路面状态的判断处理和利用防冻剂自动散布控制设备I的自动散布处理。并且，在全部三次测试中，在湿润地之前和之后的区间，在定位精确的情况下，适当地散布了防冻剂。
[0104]根据上述示例I中，证明了通过路面状态判断系统可以判断路面状态并且通过防冻剂自动散布控制设备I可以进行精确的自动散布。
[0105]示例2
[0106]在示例2中，将示例I的通过防冻剂自动散布控制设备I所计算出的防冻剂的散布量与防冻剂的实际使用量进行了比较。应当注意，所计算出的散布量是根据散布宽度、散布量、散布距离而计算出的，而实际使用量是根据螺杆的旋转数和防冻剂的比重而计算出的。结果，如图11所示，确认了所计算出的散布量展现出的值与实际使用量非常接近。
[0107]因而，根据示例2，示出了通过基于防冻剂自动散布控制设备I所计算出的总散布量来确定装载量，可以完全且有效地散布防冻剂，并且可以减少散布作业端剩余未使用的量。
[0108]示例3
[0109]在示例3中，验证了利用防冻剂自动散布控制设备I的自动散布和利用作业者的视觉判断的手动散布之间的一致性。更具体地，基于示例I在4月4日的测试结果，在采用了如上所述的三种类型的散布算法(简单散布算法、部分散布算法和全面散布算法)中的各个散布算法的情况下，计算出了总散布量。此外，在自动散布作业之后，针对相同的散布区间，实施了利用视觉判断的手动散布，并且对两者之间的总散布量进行了比较。图12示出结果。
[0110]如图12所示，利用简单散布算法仅针对湿润地以100米间隔进行精确散布的自动散布量是0.132吨，这少于利用视觉判断的手动散布量的0.178吨。这是因为，没有考虑之前所述的防冻剂的流动。另一方面，利用全面散布算法的自动散布量是0.228吨，这稍微比手动散布量的值大。这是因为，考虑了之前和之后100米而在安全侧上进行了散布。
[0111]此外，利用部分散布算法的自动散布量是0.186吨，该值与手动散布量的值非常接近。这是因为，熟练的作业者考虑到了所散布的防冻剂存在被吹向移动车辆的行进方向的倾向而在前面一点开始散布。因而，通过在前面100米开始自动散布，验证了散布量的值几乎与熟练的作业者进行视觉判断散布的值相同。
[0112]根据如上所述的示例3，示出了通过采用部分散布算法，可以实现与熟练的作业者通过视觉判断的散布量几乎相同的散布量。此外，通过采用全面散布算法，可以实现安全侧上的自动散布。
[0113]示例4
[0114]在示例4中，针对传统上实践了的均匀散布防冻剂的情况和使用上述简单散布算法来实施适当散布的情况，进行了散布量的仿真计算。
[0115]更具体地，通过搭载了前述路面状态判断系统的冰雪巡逻车，判断从2013年2月到2013年3月期间的预定高速公路上的路面状态，并且从上述路面状态中选取示出不同路面状态的五种代表性的冰雪路面。图13示出表示该冰雪路面出现时的路面图。
[0116]接着，如图13所示，表示不同路面状态的圆圈I?8的区间是从上述五种冰雪路面中选取的。并且，对于这8种区间，针对进行了传统散布时均匀散布的情况以及根据如图14所示的散布条件使用简单散布算法进行了适当散布的情况，实施了散布量的仿真计算。图15示出结果。应当注意，在图14的散布条件中，使用了大约相同散布量的固体剂，而溶剂根据路面状态而减少了。此外，对于“半湿润”状态，由于排水路面轻微湿润，因此减少了固体剂的散布量。
[0117]如图15所示，在所选取的8种情况中，示例4的仿真结果示出了:与传统的均匀散布相比较，在根据散布条件的适当散布中减少了防冻剂的大约28%的固体剂和大约60%的溶剂。
[0118]根据如上所述的示例4，在所选取的8种情况中，证明了与在散布区间的整个区域上进行均匀散布的情况相比，在使用上述简单散布算法与路面状态相应地进行适当散布的情况下，可以大幅减少防冻剂的散布量。
[0119]应当注意，根据本发明的防冻剂自动散布控制设备1、防冻剂自动散布控制程序Ia和防冻剂自动散布控制方法不限于目前为止的实施例的描述，而可以进行适当的改变或变形。
[0120]例如，在如上所述的本实施例中，通过散布算法设置单元62来手动设置作业者所选择的散布算法，但该配置不限于此。例如，散布算法设置单元62可以以基于散布的时间、外部空气温度和路面残留的盐分浓度等来自动设置最适当的散布算法的方式来进行设计。
[0121]附图标记说明
[0122]I防冻剂自动散布控制设备
[0123]Ia防冻剂自动散布控制程序
[0124]2位置检测部件
[0125]3通信部件
[0126]4显示输入部件
[0127]5存储部件
[0128]6运算处理部件
[0129]10防冻剂散布车辆
[0130]11防冻剂散布单元
[0131]51程序存储单元
[0132]52散布算法存储单元
[0133]53路面状态数据存储单元
[0134]54道路相关数据存储单元
[0135]55散布条件数据存储单元
[0136]56单位区间数据存储单元
[0137]61散布区间设置单元
[0138]62散布算法设置单元
[0139]63路面状态数据获取单元
[0140]64散布条件数据获取单元
[0141]65散布条件确定单元
[0142]66总散布量预先计算单元
[0143]67当前位置数据获取单元
[0144]68单位区间识别单元
[0145]69散布条件输出单元
【主权项】
1.一种防冻剂自动散布控制设备，包括: 散布区间设置单元，用于设置要散布防冻剂的散布区间； 路面状态数据获取单元，用于从存储部件获取表示所述散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据； 散布条件数据获取单元，用于从存储部件获取包括根据路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据； 散布条件确定单元，用于基于所述路面状态数据和所述散布条件数据来确定各单位区间的散布条件； 总散布量预先计算单元，用于基于针对各单位区间所确定出的各散布条件，来预先计算所述散布区间中要散布的防冻剂的总散布量； 当前位置数据获取单元，用于从位置检测部件获取包括当前位置的玮度和经度的当前位置数据； 单位区间识别单元，用于基于所述当前位置数据来识别与当前位置相对应的单位区间；以及 散布条件输出单元，用于将各单位区间的所述散布条件输出至用于散布防冻剂的防冻剂散布单元。2.根据权利要求1所述的防冻剂自动散布控制设备，其中，所述散布条件确定单元具有散布算法设置单元，所述散布算法设置单元用于设置计算各单位区间的散布量时要使用的散布算法。3.根据权利要求2所述的防冻剂自动散布控制设备，其中，所述散布算法使用与要计算的单位区间和位于该单位区间之后的至少一个单位区间各自的路面状态相对应的散布量的值中的较大值作为所述要计算的单位区间的散布量。4.根据权利要求2所述的防冻剂自动散布控制设备，其中，所述散布算法使用与要计算的单位区间以及至少位于该单位区间之前和之后的单位区间各自的路面状态相对应的散布量的值中的最大值作为所述要计算的单位区间的散布量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的防冻剂自动散布控制设备，其中，所述防冻剂散布单元被配置为具有能够左右摆动的用于散布防冻剂的散布喷嘴，并且在搭载有所述防冻剂散布单元的防冻剂散布车辆在行驶于单向两车道中的行驶车道期间散布防冻剂的情况下，所述散布条件确定单元以所述散布喷嘴的散布范围覆盖行驶车道和超车车道之间的大致中间位置的方式来设置摆动方向。6.根据权利要求1至5中任一项所述的防冻剂自动散布控制设备，其中，用于判断路面状态的路面状态判断单元通过如下操作来生成所述路面状态数据:从配置在冰雪巡逻车的轮胎的内周面上的加速度传感器获取轮胎的振动，根据所述轮胎的振动的时间序列波形计算振动水平，并且将所述振动水平与表示各种路面状态和振动水平之间的关系的对应映射进行对照。7.—种防冻剂自动散布控制程序，用于使计算机执行以下步骤: 设置要散布防冻剂的散布区间； 从存储部件获取表示所述散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据； 从存储部件获取包括根据路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据； 基于所述路面状态数据和所述散布条件数据来确定各单位区间的散布条件； 基于针对各单位区间所确定出的各散布条件，来预先计算所述散布区间中要散布的防冻剂的总散布量； 从位置检测部件获取包括当前位置的玮度和经度的当前位置数据； 基于所述当前位置数据来识别与当前位置相对应的单位区间；以及 将各单位区间的所述散布条件输出至用于散布防冻剂的防冻剂散布单元。8.一种防冻剂自动散布控制方法，包括以下步骤: 设置要散布防冻剂的散布区间； 从存储部件获取表示所述散布区间内的各单位区间的路面状态的路面状态数据； 从存储部件获取包括根据路面状态而设置的防冻剂的散布量的散布条件数据； 基于所述路面状态数据和所述散布条件数据来确定各单位区间的散布条件； 基于针对各单位区间所确定出的各散布条件，来预先计算所述散布区间中要散布的防冻剂的总散布量； 从位置检测部件获取包括当前位置的玮度和经度的当前位置数据； 基于所述当前位置数据来识别与当前位置相对应的单位区间；以及 将各单位区间的所述散布条件输出至用于散布防冻剂的防冻剂散布单元。
【文档编号】E01H10/00GK105874127SQ201480072131
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年11月6日
【发明人】中澤真, 中澤一真, 若尾泰通, 长屋豪, 土田真也, 花塚泰史, 森永啓诗, 大广智则
【申请人】株式会社普利司通