特許ウォッチ

公開番号2023076037
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-01
出願番号2021189184
出願日2021-11-22
発明の名称滑走路の積雪深計測方法及び計測装置
出願人山田技研株式会社
代理人個人
主分類G01W 1/14 20060101AFI20230525BHJP(測定;試験)
要約【課題】空港の滑走路の積雪深さを計測する方法の提供。
【解決手段】降雪が連続する間の融解熱量を連続測定して積雪深さに置き換え、
熱量計測盤A、B、Cを滑走路面9にフラットに埋め込み、地熱を含めて降雪の融解熱量を測定し、積雪深を熱量で計測するに当たり、滑走路に埋設する複数の熱量計測盤A、B、Cの表面を夫々異なる温度に保ち、熱量計測盤の表面温度を0℃に保つ熱量を間接的に求めた値が降雪を融解する熱量とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
空港の滑走路の積雪深さを計測する方法において、降雪が連続する間の融解熱量を連続測定して積雪深さに置き換え、熱量計測盤を滑走路面にフラットに埋め込み、地熱を含めて降雪の融解熱量を測定し、積雪深を熱量で計測するに当たり、滑走路に埋設する複数の熱量計測盤の表面を夫々異なる温度に保ち、熱量計測盤の表面温度を０℃に保つ熱量を間接的に求めた値が降雪を融解する熱量としたことを特徴とする滑走路の積雪深さを計測する方法。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
風/放射/輻射/蒸発による気象観測装置の値を利用してリアルタイムに求め、温度の異なる複数の熱量計測盤の計測値から風/放射/輻射/蒸発による熱量値を差し引いた値を積雪の融解熱量とした請求項１記載の滑走路の積雪深さを計測する方法。
【請求項３】
空港敷地内であって航空機の離着陸に支障が生じない場所に、気象観測器・レーザ積雪深計・熱量計測盤で得た値を基に、滑走路の複数個所に埋設する熱量計測盤の測定値を補正するようにした請求項１、又は請求項２記載の滑走路の積雪深さを計測する方法。
【請求項４】
上記熱量計測盤を構成する構造材を滑走路の路盤と同様な熱伝達率の材料を用い、その材料の垂直熱伝達量を測定する為の測温体を所定間隔に配して垂直方向の熱伝達量を求めるようにした請求項１、請求項２，又は請求項３記載の滑走路の積雪深さを計測する方法。
【請求項５】
所定の幅と長さを有す滑走路の中で、降雪の強弱や路盤の蓄熱状況の違いによって積雪深が場所によって微妙に異なることから、積雪状況が異なる場所を同時に測定して滑走路全体としての積雪深を求める為に、複数の観測点を設定した請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載の滑走路の積雪深さを計測する方法。
【請求項６】
空港の滑走路の積雪深さを計測する計測装置において、降雪が連続する間の融解熱量を連続測定して積雪深さに置き換えることが出来る構造とし、熱量計測盤を滑走路面にフラットに埋め込み、地熱を含めて降雪の融解熱量を測定することが出来るように構成し、熱量計測盤を構成する構造材を滑走路の路盤と同様な熱伝達率の材料を用い、その材料の垂直熱伝達量を測定する為の測温体を所定間隔に配して垂直方向に配置したことを特徴とする滑走路の積雪深さを計測する計測装置。
【請求項７】
空港敷地内であって航空機の離着陸に支障が生じない場所に、滑走路の複数個所に埋設する熱量計測盤の測定値を補正する為に、気象観測器・レーザ積雪深計・熱量計測盤を別に設けた請求項６記載の滑走路の積雪深さを計測する計測装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は飛行場における滑走路に積もる積雪の深さを計測する方法及び計測装置に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
積雪は一般道路に限らず飛行場の滑走路においても発生し、航空機の離着陸に障害を起こす。その為に、雪が基準値を越えて積もった場合には除雪しなくてはならない。
国の通達による滑走路の除雪開始基準は、原則として滑走路、誘導路及びエプロンの積雪が５ｃｍ以上になったとき、又は５ｃｍ以上積もると判断されるときに開始するものとしている。ただし、雪質や気象特性、運航状況等を考慮し決定することができると規定している。（国空安保第７８２号）
【０００３】
これにより、離発着時は滑走路や誘導路及びエプロンの積雪深５ｃｍ以下に保つように管理することが必要とされているが、適切な測定器が存在しない。
そこで、広大な滑走路の積雪深測定を人為的に行うことになり、しかし、積雪５ｃｍ未満をミリ単位で手際よく測定することは困難であり、従来から行っている人為観測値の測定分解単位１ｃｍが限界である。さらに、観測点数も限られてしまう。
【０００４】
国内の積雪地域の中で最も離発着回数の多い新千歳空港では、平成２８年度の旅客数（国内線と国際線の合計数）は２１５４万５０３２人と最多であり、次点の函館空港の旅客数（１７４万３６９９人）の１２倍以上となっており、道内空港全体の旅客数（２７２８万３４９人）の約８割を占めている。
また、平成２９年７月時点の就航路線数でも、新千歳空港は、全８１路線のうち４６路線（５６.８％）を占めており、北海道の重要な玄関口となっている。
【０００５】
平成２９年３月には、同空港における日中（７時から２１時５５分）の１時間当たりの発着回数の目標値を３２回から４２回に拡大しており、除雪後は分単位での積雪変化の把握が必要となっている。
この様な状況は、人や物資の航空機による移動が益々増える傾向にある中で、積雪深測定は国内や国際的にも空港が抱える重要な課題となっている。
また、滑走路面に設置する観測装置は離着陸時の航空機車輪の重量に耐える必要がある。
【０００６】
ところで、従来から路面の融雪に関する技術は色々知られている。
例えば、特許第２８４０９１９号に係る「降雪融解熱量及び凍結防止熱量の連続計測制御一体化装置、及び凍結防止制御方法」は、路面の融雪や凍結防止を行う為の制御装置であって、融雪並びに凍結防止設備へ必要最小限のエネルギーを供給するように制御し、又誤動作を生じることなく信頼性の高い降雪融解熱量及び凍結防止熱量の連続計測制御一体化装置である。
すなわち、降雪、積雪並びに凍結状態を感知する為の熱量計測部を有し、該熱量計測部は降雪を受ける受雪盤と該受雪盤の周囲には雪粒子を感知するセンサー、積雪を感知するセンサー、それに水分を感知するセンサーを備え、又受雪盤は路面想定材からなる疑似路面を構成し、内部には電気発熱体と温度センサーを埋設し、受雪盤の表面は無雪状態が保たれるように降雪の融解熱量を演算し、又表面温度が－０℃になるように電気発熱体に電力を供給している。
【０００７】
特許第４０９２４９４号に係る「路面センサー及び路面の監視制御方法」は、降雪量及び凍結量を単位時間内での融雪必要熱量と凍結防止必要熱量を計測し、路面の乾燥・湿潤・積雪・積雪深・温度の分布状態を非接触で計測し、計測した上記熱量と路面状態を組合せることで道路融雪の自動制御を行う為のセンサーであって、路面状態を逐次計測して無駄なエネルギーを費やすことなく、融雪を行うと共に凍結防止することが出来る。
センサー部は、回転往復運動を行う回転台に、基準光照射／反射光受光器、空間反射受光器、比接触路温計測器、比接触積雪深計測器、路面撮像器、融雪／凍結熱量計測模擬路面、降雪強度計測器、及び水分感知器を備えている。
【０００８】
特開２００１－２４８１０８号に係る「道路および空港滑走路の積雪・凍結防止装置」は、降雪量の多い地域の道路および空港滑走路に積もる雪または氷を自動的に融かし、排水する積雪・凍結防止装置である。
道路および空港滑走路の表面層の下側に高周波電磁波発生装置を備えた金属箱から構成される発熱層を敷設し、路面上に積もる雪または氷を自動的に融かし、排水することが出来る。
特許第２８４０９１９号に係る「降雪融解熱量及び凍結防止熱量の連続計測制御一体化装置、及び凍結防止制御方法」
特許第４０９２４９４号に係る「路面センサー及び路面の監視制御方法」
特開２００１－２４８１０８号に係る「道路および空港滑走路の積雪・凍結防止装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、これら従来技術は主として一般道路を対象としたものであり、空港の滑走路にそのまま使うには問題がある。
路肩にポールを起立し、ポール上端に積雪の観測部を設ける構造とするならば、滑走路を走行する航空機の翼が接触する虞がある。また、滑走路面にフラットに埋設して積雪深を測定する方法として、光学的積雪深計や静電容量式、及び放射線減衰式が考えられるが、これらの方法に共通するのは測定に要する電子回路の発熱量で測定部の積雪が融けるといった欠点がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であって、滑走路面に雪を積もらせることなく積雪深さを求めることが出来るようにした滑走路の積雪深計測方法及び計測装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る滑走路の積雪深計測方法及び計測装置は、滑走路面に雪を積もらせずに積雪深さを求めることが出来るように構成している。
地表面に降る降雪の密度は概ね０.1であり、地表の積雪５ｃｍ程度では圧密は生じない為、融解熱量から積雪深さを求める方法が考えられる。
但し、降雪密度は気温により微妙に異なるため、高精度を求める場合は補正係数を用いる。
（【００１１】以降は省略されています）

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