■■■現行の研究課題
○主要研究
AIを用いた路面雪氷状態推定による冬期道路管理支援技術に関する研究
除雪等機械オペレータの作業・安全運転支援技術に関する研究
○重点研究
冬期交通事故リスク低減に資する物理的デバイスの開発に関する研究
機械学習を活用した低コストで広域的な雪氷路面予測システムの開発
○基盤研究
自動走行技術に対応した冬期道路管理に関する研究
ワンマン化に寄与する凍結防止剤散布支援システムの実用化へ向けた研究
コスト低減に資する新たな凍結防止剤散布方法と防滑材の定着性向上に関する研究
近年の車両挙動の変化に応じた冬期の交差点処理能力に関する研究
AIを用いた非積雪期における路面判定による交通安全対策への活用技術の開発 NEW!
○挑戦的調査研究
一般道路2車線区間での正面衝突事故の類型化と対策の導入可能性調査 NEW!
■■■過年度 終了課題
【R5年度 終了課題】
ワイヤロープ式防護柵の設計・施工・維持管理に関する研究 (重点研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
積雪寒冷地におけるラウンドアバウトの設計技術の高度化と普及促進に関する研究 (重点研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
融雪期の路面冠水の実態把握と検知技術に関する研究 (基盤研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
【R4年度 終了課題】
車両プローブデータによる雪氷路面推定技術の研究 (挑戦的調査研究・令和4年度)
■■■普及技術 紹介動画一覧
(最終更新:2024/7/10)
主要研究 |
AIを用いた路面雪氷状態推定による冬期道路管理支援技術に関する研究 (令和4年度 ~ 令和9年度) |
![路面雪氷状態推定用アプリケーション](images/21-01sy-ai_road-pic1.jpg)
▲路面雪氷状態推定用アプリケーション
冬期の安全・快適な道路交通を維持する上で、路面雪氷状態の現況値は道路管理作業の適正化や道路利用者の安全運転支援への活用など多岐にわたる需要があります。一方で、路面雪氷状態を正確に把握するためには高価な計測装置が必要となるため、安価・簡単に路面雪氷状態を把握するための方法が求められます。
そこで、本研究ではAIを用いた画像認識により、画像を撮影するだけで路面すべりやすさに加えて圧雪・凍結などの定性的な路面雪氷状態などを推定する技術を開発します。また、本技術で得られた路面雪氷状態の現況値を用いて、道路パトロール作業の省力化や冬期道路管理作業の適正化のための技術を提案します。
![](images/21-01sy-ai_road-pic2.png)
▲路面雪氷状態の推定方法
【研究報告書】
・令和3年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・AI画像認識を用いた路面雪氷推定システムの開発 (2022.11作成)
【代表的な報文など】
・AIによる画像認識技術を用いた冬期路面滑り摩擦係数推定手法の開発![](/jpn/images/pdf.gif)
第65回(2021年度) 北海道開発技術研究発表会論文集,2022 齊田光,大廣智則,畠山乃
・マルチモーダルAIを用いた路面すべり摩擦係数の推定![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.853,2024年2月10日:四辻裕文,齊田光,大廣智則,伊東靖彦
【技術紹介動画】
【その他】
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除雪等機械オペレータの作業・安全運転支援技術に関する研究 (令和4年度 ~ 令和9年度) |
![除雪状況](images/21-02syu-oe-pic01.png)
▲除雪状況
![ワンオペレーションへの対応](images/21-02syu-oe-pic02.png)
▲ワンオペレーションへの対応
除雪等機械オペレータは、卓越した運転操作技術と路線を知り尽くした熟練度が要求されています。作業は天候に左右され、夜間、早朝の不規則で待機を含む長時間の労働環境が担い手不足を生むほか、オペレータの高齢化が社会問題化しています。オフロード法2014年基準により今後の除雪グレーダは1名しか乗車できない構造となったため、オペレータへの技術継承のための教育施設の開発が喫緊の課題となっています。
そこで、本研究では、AI、IoT技術等を活用し、オペレータの熟練度に左右されず、かつワンマンオペレーションでも安全で確実な除雪等作業を可能とする技能向上・継承支援技術を開発します。具体には、AI技術等を用いて熟練オペレータの運転挙動データ・機械操作データ・視線挙動データ等から最適な除雪作業方法を抽出し、インドアトレーニングにより安全で確実な除雪作業方法をオペレータにティーチングを行う技術継承のための教育施設を開発します。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・除雪等機械オペレーターの作業・安全運転支援技術に関する研究 (2023.3作成)
【代表的な報文など】
・凍結防止剤散布支援システムの自動散布機能の向上![](/jpn/images/pdf.gif)
雪氷研究大会講演要旨集,A3-3,2023年3月27日:大廣智則, 齊田光, 村上健志, 伊東靖彦
【その他】
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重点研究 |
冬期交通事故リスク低減に資する物理的デバイスの開発に関する研究 (令和4年度 ~ 令和6年度) |
![アスファルト製ハンプ(北見市三輪小通道路)](images/21-05jyu-device-pic09-157.png)
▲アスファルト製ハンプ(北見市三輪小通道路)
![ハンプ損傷部分の診断状況(除雪ドーザー)](images/21-05jyu-device-pic07-157.png)
▲ハンプ損傷部分の診断状況(除雪ドーザー)
![ハンプ損傷部分の診断状況(除雪グレーダー)](images/21-05jyu-device-pic08-157.png)
▲ハンプ損傷部分の診断状況(除雪グレーダー)
![除雪後のハンプ(北見市三輪小通道路)](images/21-05jyu-device-pic06-157.png)
▲除雪後のハンプ(北見市三輪小通道路)
生活道路を利用する地区住民の安全を守るには、車両の最高速度を地区内で面的に30km/hに規制するゾーン30の実施や、地区を通過するだけの車両の進入を妨げる進入抑制装置(ライジングボラード等)の設置や、地区内でスピード出し過ぎを抑える速度抑制装置(ハンプ、スムーズ横断歩道、狭さく等)の設置などが有効です。このうち進入抑制装置及び速度抑制装置をまとめて「物理的デバイス」と呼びます。雪寒地域の生活道路では、物理的デバイスを存置しながら除排雪をしている道路管理者がいる一方で、除雪作業への支障の懸念等から設置に躊躇している道路管理者もいると聞きます。ハンプ等を設置するには、各種データを活用して地区住民とのコミュニケーションを図りつつ、地区内の交通安全の現地点検と診断(Plan)、仮設ハンプ等の設置(Do)、設置効果の分析(Check)、恒久的な設置又は改善(Action)というPDCAサイクルに道路管理者が警察等と協力して取り組むことが非常に重要になります。
そこで本研究では、除雪作業に支障なく積雪時にも交通事故抑止に効果的な物理的デバイスの開発、及び雪寒地域において物理的デバイス設置を計画する際の手引き書の提案を目指します。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・冬期交通事故リスク低減に資する物理的デバイスの開発に関する研究 (2022.11作成)
・冬期交通事故リスクマネジメントの支援 (2022.11更新)
・交通安全診断支援ツールの開発 (2022.11更新)
【代表的な報文など】
・ スムーズ横断歩道や二段階横断施設等の人優先の交通安全対策に関する事例報告![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度) 北海道開発技術研究発表会論文,防災31 :四辻裕文,奥村航太,伊東靖彦
・幹線道路の歩行者事故対策としての二段階横断施設について![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.825,2021年12月10日:四辻裕文
・複雑な事故要因を有する生活道路等に有効な交通安全診断支援ツールの開発![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.832,2022年6月10日:四辻裕文,奥村航太,平澤匡介,伊東靖彦
・生活道路における物理的デバイスについて![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.837,2022年11月10日:四辻裕文
【その他】
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機械学習を活用した低コストで広域的な雪氷路面予測システムの開発 (令和4年度 ~ 令和6年度) |
![既往の熱収支法による路面雪氷状態推定の概要](images/21-06jyu-lowcost-pic1.jpg)
▲既往の熱収支法による路面雪氷状態推定の概要
路面雪氷状態の予測情報は、冬期道路管理を効率的に行う上で重要であり、道路管理者からは「より高精度に」「より広い範囲にわたり」「より安く」入手したいという要請があります。これまで寒地土木研究所では、路面付近の熱の移動量等を計算することで1日程度先までの路面温度や路面凍結リスクを予測する「熱収支法」による路面雪氷状態予測手法を開発してきました。
一方近年のAI関連技術の進歩は著しく、多量の学習用データを基に作成したニューラルネットワークにより高精度な時系列予測を可能にする手法や、2000年代初頭のスーパーコンピュータに匹敵する性能を持つ一般向け演算装置などが実用化されています。本研究では、このようなAI関連技術を活用して、路面雪氷状態をより精度良く、より安価に予測する手法を開発することを目的とします。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・機械学習を活用した低コストで広域的な雪氷路面予測システムの開発 (2023.3作成)
・冬期道路マネジメントシステム (2023.6作成)
【代表的な報文など】
・ 機械学習を用いた冬期路面温度予測手法に関する研究![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度) 北海道開発技術研究発表会論文,管理27 :齊田光,大廣智則,伊東靖彦
・ランダムフォレストを用いた路面温度予測に関する基礎的検討![](/jpn/images/pdf.gif)
雪氷研究大会講演要旨集,P2-26,2023年3月27日:齊田光, 奥村航太, 大廣智則, 伊東靖彦
【その他】
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基盤研究 |
自動走行技術に対応した冬期道路管理に関する研究(令和2年度 ~ 令和6年度) |
![除雪車の運転支援](images/21-07ki-auto-pic1.png)
▲除雪車の運転支援
![磁気マーカの施工](images/21-07ki-auto-pic2.png)
▲磁気マーカの施工
冬期積雪条件下での自動走行を支えるため、道路インフラ側の支援技術の把握が求められています。例えば、磁気マーカやRFID(ICタグ)を道路に埋設し、車両側センサと協調し、自車位置推定の高精度化が期待されています。しかしながら道路に埋設する磁気マーカなどの位置付け、施工手順、維持管理方法は明らかにされておらず、これらの施工及び維持管理のガイドラインが求められています。また、冬期条件下の一般車両の自動走行(小型車、大型車)及び運転支援装置を搭載した除雪車の走行を支える道路側の支援技術や道路基準が求められています。
本研究は、積雪地の自動走行を支える道路インフラ技術の把握、及び自動走行に対応した冬期道路管理を明らかにすることを目的としています。
【研究報告書】
・令和元年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
・自動運転技術の活用による除雪車の運転支援及び道路構造・管理に関する共同研究報告書 (土木研究所)
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・自動走行技術に対応した冬期道路管理に関する研究 (2023.3作成)
【代表的な報文など】
・ 自動運行補助施設である磁気マーカの施工・維持管理![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度) 北海道開発技術研究発表会論文,産業8 :宗広一徳,倉田和幸,伊東靖彦
・ 積雪地における自動運行補助施設「磁気マーカ」の施工
寒地土木研究所月報,第832号:宗広一徳,倉田和幸,新保貴広,畠山乃
・自動運転技術の活用による除雪車の運転支援及び道路構造・管理 道路建設(789)、pp.60-65、2021年11月(新保貴広、宗広一徳)
・ 苫小牧寒地試験道路のラウンドアバウトにおける自動運転車の走行に関する基礎実験![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,第784号:宗広一徳,中村直久,佐藤昌哉
・ 運転支援技術を考慮した道路区画線の条件について![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,第806号:宗広一徳,中村直久,倉田和幸,佐藤昌哉
【その他】
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ワンマン化に寄与する凍結防止剤散布支援システムの実用化へ向けた研究 (令和4年度 ~ 令和6年度) |
![凍結防止剤散布支援システムによる散布状況](images/21-09ki-one-pic1.jpg)
▲凍結防止剤散布支援システムによる散布状況
![凍結防止剤散布車へのシステムの搭載状況](images/21-09ki-one-pic2.jpg)
▲凍結防止剤散布車へのシステムの搭載状況
凍結防止剤や防滑材の散布は、凍結路面発生の抑制や雪氷路面でのスリップ防止のために重要であり、冬期道路管理において必要不可欠な作業です。これまで散布作業は、運転手と助手席のオペレータの2人乗車で作業が行われています。現在、これら作業に従事している経験豊富な運転手やオペレータの高齢化が進んでいます。また経験の浅い運転手やオペレータの確保も、近年の少子化による人口減少に伴う人手不足等の課題により困難になってきています。今後更に人手不足が進めば、運転手が除雪車に同乗し除雪機器の操作を行うオペレータを兼ねる作業形態(ワンマン化)が想定され、作業の確実性と安全性の低下が懸念されています。そこで、経験の浅いオペレータでも作業可能で、かつワンマン化でも安全で確実な散布作業を可能とする凍結防止剤散布支援システムを開発してきています。
本研究では、散布作業のワンマン化に資するシステム開発等、散布支援システムの実用化へ向けた研究を行います。
【研究報告書】
・令和2年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
・令和元年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
・平成30年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
・平成29年度 研究開発プログラム報告書 (土木研究所)
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・AIS3(凍結防止剤散布支援システム) (2023.3作成)
【代表的な報文など】
・ 凍結防止剤散布支援システムの開発と実用化![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度) 北海道開発技術研究発表会論文,管理29 :大廣智則,在田尚宏,伊東靖彦)
・Development of Anti-Icer Spreading Support Technology Based on Operator’s Mental Workload Evaluation![](/jpn/images/pdf.gif)
ROUTES/ROADS Magazine N°392(Winter Service and Resilience) 1st Quarter 2022/March
・ 凍結防止剤散布支援システムの開発![](/jpn/images/pdf.gif)
第65回(2021年度) 北海道開発技術研究発表会論文,管理29 :大廣智則,金子雅之,齊田光
・ 実道におけるワンマン作業形態での凍結防止剤散布支援システムの実用性検証![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.830,pp.80-84,令和3年4月.大廣智則,齊田光,村上健志,畠山乃
・ 凍結防止剤散布支援技術の構築および実道における検証について![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.815,pp.20-25,令和2年3月.徳永ロベルト,齊田光,佐藤昌哉
・ 凍結防止剤散布作業時におけるオペレータの注視点に関する研究![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.783,pp.8-16,平成31年8月.徳永ロベルト,佐藤賢治
・ 凍結防止剤散布におけるオペレータの現地作業判断支援に関する研究![](/jpn/images/pdf.gif)
寒地土木研究所月報,No.767,pp.2-10,平成29年4月.徳永ロベルト,佐藤賢治,高橋尚人,石田樹
・ 凍結防止剤散布支援システムの開発と実用化![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度)北海道開発技術研究発表会.大廣智則,在田尚宏,齊田光
【技術紹介動画】
【その他】
・PIARC第16回国際冬期道路会議で「PIARC賞」を受賞 (https://www.piarc-calgary2022.org/congress/piarc-prizes/)
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コスト低減に資する新たな凍結防止剤散布方法と防滑材の定着性向上に関する研究 (令和4年度 ~ 令和6年度) |
![凍結防止剤の散布状況](images/21-10ki-cost-pic01.jpg)
▲凍結防止剤の散布状況
我が国の凍結防止剤散布は基本的な凍結路面対策として恒常的に実施されており、散布方法は乾式散布もしくは湿式散布による散布が一般的ですが、海外では溶液散布による凍結防止剤散布も行われています。また、寒冷な地域においては、低温時(−8℃以下)は凍結防止剤(塩化ナトリウム)の効果が小さいため、防滑材が散布されますが、車両走行による飛散も多く、効果の持続性に課題があります。
限られた道路の維持管理予算で効果的な凍結防止剤散布、コスト低減が求められている中、本研究では新たな水溶液散布による定量的な効果の検討と防滑剤の定着性向上の検討によるコスト低減の提案を目指します。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・コスト低減に資する新たな凍結防止剤散布方法と防滑材の定着性向上に関する研究 (2023.3作成)
【代表的な報文など】
・ 防錆効果を有する新たな凍結防止剤の散布効果試験![](/jpn/images/pdf.gif)
第66回(2022年度) 北海道開発技術研究発表会論文,管理30 :村上健志,大廣智則,伊東靖彦
【その他】
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近年の車両挙動の変化に応じた冬期の交差点処理能力に関する研究 (令和5年度 ~ 令和7年度) |
![冬期の交差点状況(新雪)とAIによる車両の自動検知](images/23-01ki-traffic-capacity01.jpg)
▲冬期の交差点状況(新雪)とAIによる車両の自動検知
![冬期の交差点状況(湿潤)とAIによる車両の自動検知](images/23-01ki-traffic-capacity02.jpg)
▲冬期の交差点状況(湿潤)とAIによる車両の自動検知
積雪寒冷地の冬期は降雪や路面凍結の発生によって、旅行速度が減少します。特に交差点では信号切り替わり時の発進遅れや前方車両との車間距離の増加により、より顕著になります。さらに近年は自動車への安全システムの搭載やカーナビ・スマートフォンの普及によるドライバーの画面注視などにより車両の挙動に変化が生じています。しかしながら、これらの要因が積雪寒冷地における交差点の交通に与える影響は明らかにされていません。そこで、本研究では近年の車両挙動の変化に応じた冬期の交差点処理能力の実態を把握することを目的としています。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
・近年の車両挙動の変化に応じた冬期の交差点処理能力に関する研究 (2023.4作成)
【代表的な報文など】
【その他】
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AIを用いた非積雪期における路面判定による交通安全対策への活用技術の開発(令和6年度 ~ 令和8年度) |
本研究ではAIを用いた路面のすべりやすさを画像認識によって推定する技術を開発しています。この技術は、非雪氷路面を撮影するだけで安価かつ簡便に、路面のすべり摩擦係数を定量的に推定することを可能にするものです。従来の測定方法は高価で手間がかかり、連続的な計測が難しいため、効果的な対策が行えませんでした。この新技術により、安全な路面を維持するための指標になり、事故リスクの定量的評価や事故多発地点での対策にも役立てられます。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
【代表的な報文など】
【その他】
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挑戦的調査研究 |
一般道路2車線区間での正面衝突事故の類型化と対策の導入可能性調査(令和6年度) |
北海道に代表される広域分散型地域の一般道路では、対向車線に飛び出す正面衝突が発生すると重大な事故に繋がります。特に片側1車線で中央分離帯がない道路では、漫然運転や追越し、速度超過などが原因といわれています。本研究では、これらの事故原因を類型化し、効果的な対策を整理します。また、ランブルストリップスやワイヤロープなどの事故対策の導入可能性を調査し、現場に適した解決策を提案します。
【研究報告書】
【関連サイト・ページ】
【パンフレット等】
【代表的な報文など】
【その他】
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過年度 終了課題(R4年度〜) |
【R5年度 終了課題】
ワイヤロープ式防護柵の設計・施工・維持管理に関する研究 (重点研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
積雪寒冷地におけるラウンドアバウトの設計技術の高度化と普及促進に関する研究 (重点研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
融雪期の路面冠水の実態把握と検知技術に関する研究 (基盤研究・令和3年度 ~ 令和5年度)
【R4年度 終了課題】
車両プローブデータによる雪氷路面推定技術の研究 (挑戦的調査研究・令和4年度)
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普及技術 紹介動画 |
【重点普及技術】
緩衝型のワイヤロープ式防護柵 (5:01)
大型車対応ランブルストリップス (5:34)
交通安全診断支援ツール (6:24)
AIS3(凍結防止剤散布支援システム) (8:57)
冬期路面管理支援システム (11:35)
【準重点普及技術】
AI画像認識を用いた路面雪氷推定システム (5:40)
プロナトを用いた凍結防止剤混合散布手法 (5:10)
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