鉄道線形は，鉄道における車両走行性，列車速度，運転時分などに大きな影響を与える．今回，線形座標計算プログラム，CAD（作図）と3次元シミュレーション技術を組み合わせることで，ある程度の鉄道線形知識を有すれば，視覚的に線形計画が可能となる総合鉄道線形計画支援システムを開発した．
　本システムは，総合的な鉄道設計支援システムとして，平面設計（平面線形計算，分岐器配置），縦断設計（縦断線形計算），鉄道断面検討に必要な横断面設計，建築限界等支障チェック及び構造計画を3次元空間にて行うことができる．これにより，座標計算プログラムによる精度の高い座標計算結果を基に，画面上でのシミュレーションが容易となり，高品質の鉄道線形計画が効率的に作業できるようになった．

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　土木工学分野における三次元モデルの利用は，設計分野と施工分野の一部で利用されているにすぎず，設計・積算・施工分野にまたがった研究は，ほとんど行われていない．三次元プロダクトモデルを設計・積算・施工と連携して利用することによりミスが低減し，効率・品質の向上に繋がるはずである．本研究では，実際の鉄道プロジェクトに適用させて，現在の設計から施工における積算の流れを確認し，三次元設計モデルを積算・施工に利用することによるメリットと課題を検証した．

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　道路舗装改良工事の工法の一つである切削オーバーレイ工法を用いる場合，従来の水準測量器を用いた手作業による路面標高の計測では，交通規制が必要であり，時間と労力がかかる．また，ノンプリズム方式を用いたトータルステーションや固定式の3次元レーザースキャナを用いることによる効率化の試みもあるが，コスト高が課題となっている．そこで，本研究では10m毎に白ペイントを路肩付近に小さく塗った上でMMSを用いて路面上のデータを計測し，処理を施すことにより切削厚を決定できる新しい手法を提案した．この方法を用いることにより，ほぼ自動的に切削機のマシンコントロールに必要なデータを作成することができ，情報化施工に資するものと考えられる．誤差や作業効率などを評価するために，大阪大学内の道路で計測実験を実施したところ，絶対値で誤差が数mmであることなどがわかった．固定式レーザースキャナによる方法と比較したところ，誤差は同程度あった．計測作業の工数を計測したところ，MMSによる方法の方が効率的であった．単純な人数，工数は従来の直接水準測量の方が若干少なかったが，実験の道路延長が短い点や交通規制や交通事故などのファクターを考慮しなければならない．

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　本研究では，大規模補修工事の規制手法について，GAを用いた最適化手法を検討し，アプリケーションを構築する．具体的には，（補修費＋減収＋危険コスト）を最小とする補修工事の最適規制手法，すなわち，土日2日間でのショート規制，大規模ミドル・ロング規制，大規模通行止めのうち，どの規制手法がよいかを効率的に求めることである．構築したGAアプリケーションを用いて，特定の路線あるいは路線の中のある限定された区間を対象として，規制手法の比較を容易に行うことができるようになった．また，構築したGAプログラムを用いて，平成21年度実施の3号神戸線大規模補修工事の工事種別選定の妥当性検証を行った．

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　本研究開発は，建設分野において利用される各種計測画像の画質改善・判読支援を目的とし，擬似回転錯視を誘発する画像特徴複数合成強調／判読支援動画（a Multi-Feature Composite moving image：MFC image）を提案したものである．MFC imageは，テクスチャ特徴に対して8種類のエンボス処理画像を作成し（光の擬似照射方向：8方位），これらを元画像に重ね合わせ，動画化することによって作成される．本研究では，複数のテクスチャ特徴を合成し，動画エントロピーを定義した上で，MFC imageの画質について検討した．検討の結果，画質が劣化し始める画像特徴合成数を把握できることが判った．MFC image上では，「元画像の画質維持・鮮鋭化効果」と「画像特徴複数合成強調効果」が同時に現れ，今までにない発見的な画像判読を展開できることが確認された．

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　国土交通省では，今後，全国の国道に設置された車両感知器を最大限に活用するともに，それから得られる常時観測データをもとに隣接する道路区間の交通量推定を行うことにより，広域的な交通量データを効率的に収集することとしている．この際，常時観測データの特異値及び欠測値の迅速な処理が求められている．
　筆者らは特異値及び欠測値の処理を中心とし，車両感知器の計測データから所要の精度を確保した時間交通量を算出するための一連のアルゴリズムを開発し，実務への導入を行った．このアルゴリズムの特徴は，過去の蓄積データだけでなく，隣接する常時観測機器のデータも活用することである．本論文では，開発したアルゴリズムの内容を示すとともに，その精度を，実測データを用いつつ，他の手法と比較することにより明らかとした．

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　土木工事において橋脚や擁壁のようなコンクリート構造物を構築する場合，型枠を設置しその中にコンクリートを打設する現場打ちコンクリートで施工する場合が一般的である．一方，設計段階で作成される3次元モデルは完成形状を対象としているため，3次元モデルの作成段階において型枠が意識されることはない．また，既往の3次元モデルに関する研究においても，型枠の概念を用いてコンクリートモデルを生成するものはおおよそ見当たらない．
　そこで本研究では，現場打ちコンクリート構造物に着目し，パーツ化による3次元モデルの生成ではなく，型枠の概念を用いて現場打ちコンクリートとしてモデルを生成する手法に関する基礎的研究を行った．さらに，実用例において型枠モデルの作成，幾何データ等の整合の検証，コンクリートモデルの生成を示し，この結果から数量の取得，概算工事金額の算定が可能であることを示した．

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　近年，建設分野では，国土交通省の推進によって様々な成果品の電子納品が実施されている．その中の一つである工事写真は，工事名や工種などの写真管理項目の記入が義務付けられている．しかし，写真管理項目の記入には，工事写真中の黒板の文字を目視で確認する必要があるため手間がかかる問題がある．そこで，本研究では，工事写真に対して前処理を行い黒板の文字を取得し，さらに，それらに対してOCRによる認識と自然言語処理による誤り訂正を行い，そして，工事写真から写真管理項目の記入内容を自動的に取得するシステムを開発する．最後に，本システムを構成する機能ごとの実験と本システムの実証実験を行い，その有用性を確認する．

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　筆者らは，モデル空間を基盤とした設計協議システムTuCを提案した．モデル空間の課題は，設計対象物の周辺環境をどの程度正確に作成するかという点である．また，3次元データの利用は住民説明用CG程度の実績しかなく，コストや時間をかけて3次元化することは労力に見合わないというのが現状である．一方，2次元図面データは紙媒体に出力することで，協議・検討がおこなわれている．紙図面は，熟練者になるほど設計案を把握することが可能であるが，都市内の現場のように複数の受発注者が混在する場合，協議者全員で共通の認識を持つことは難しい．本論文では，2次元図面データをVR上に取り込み，多少のオブジェクト等を加える手法を提案し，実証例を示してその有用性を検証する．

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　3次元点群データの利用に関する研究は，各分野で活発に行われている．筆者らはこれまでに，MMSがもつ位置情報を分析し，道路周辺の構造物に属性を与える研究を行ってきた．本研究では，点群データがもつ色彩情報を着目し，人工物の特定を試みる．まず，デジタル写真の画像の分析を行い，色相と彩度に上下限の閾値をもうけることで，人工物が特定できることを示す．この結果を用いて道路点群データから，青標識や赤信号等が抽出できることを示した．各点は色彩と位置の情報をもつので，自動的に位置も特定される．

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　本稿では，晴眼者にアイマスクを装着した被験者を後天性の疑似全盲者と想定し，実横断歩道構造を再現した実験施設において実施した歩行調査に基づいて，可視光通信を活用した視覚障がい者横断支援システムに対する利用者の慣れの過程について分析した．その結果，システムの繰り返し利用により，横断不能状態が減り，横断時間も減少すること，本システムは既存システムと同程度の誘導性能を有することがわかった．また，誘導精度の低さに影響を与える要因を明らかにした．次に，クラスター分析により被験者類型化を行い，各グループのシステム利用による動作の特徴を示した．さらに，誘導精度の低い被験者と実際の視覚障がい者に対して実施した追加実験により，受光動作や歩行動作に関する情報を利用者に与えることで誘導精度が向上することを確認した．

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　効率の良い調査・分析が可能な画像処理法による河床粒度分布調査を用いて高空間解像度の河床粒度情報の取得を試み，短時間調査によって流況と一致する粒度情報の取得可能性を検証した．調査対象は縦断距離50mの山地河川の砂防堰堤堆砂区間であり，その領域内で26箇所という高い空間解像度の調査を実施した．一方，地形測量に基づき，直近の推定出水流量から水理計算によって移動限界粒径d_mcを導いた．d_mcと粒度調査結果d_mの比較では，堆砂デルタ付近では概ね一致したが，堰堤近傍ではd_mcより大きなd_mが観測された．この調査では，断面毎の流れの変化に伴うd_mc敏感な応答は認められなかった．画像処理法による粗粒成分分析とふるい分け試験による細粒成分分析を組み合わせた結果では，それぞれの分析法の閾値とした13．2mm付近に存在確率の不連続なピークが認められ，分析方法を分ける粒径の閾値の重要性が示唆された．

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　今般，既設構造物の劣化度調査が行われる際，従来の近接目視点検・接触式計測と並行して，デジタルカメラ・デジタルビデオカメラを利用した画像計測手法が用いられている．画像計測を用いたコンクリート表面の変状調査では投光器を用いることが一般的である．この照明による陰影を利用した段差・ひび割れといった変状抽出手法についてその成果を報告する．
　一方で，画像計測では段差・ひび割れといった変状とそれ以外の汚れ等を選別することが困難であるため，変状抽出には経験者による確認が必要である．筆者らはこの選別に関して照明と色空間を用いた選別手法について研究を進めており，併せてその結果を報告する．

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　アンケートによる舗装路面の乗り心地評価は、道路利用者の乗車感覚を直接測定できる反面、自己申告であることによる客観性の低さが、評価結果を定量化する上での課題となっている。本研究では、ドライビングシミュレータを用いた体感評価試験を実施し、代表的な生体信号である心拍変動の連続ウェーブレット変換により、平坦性に起因するメンタルストレスの検出を試みた。その結果、心拍変動の高周波成分（0.15-0.4Hz）に着目することで、従来では困難であった、平坦性に起因する潜在的メンタルストレスの把握が可能となることがわかった。また、心拍変動により、客観的かつ高精度に車両振動乗り心地を評価することで、舗装健全度モニタリングの精度が向上することを示した。

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　ITSの車線逸脱警報サービスなどを実現し，さらに走行時の温室効果ガス排出量を削減するために，道路の詳細な線形情報が必要とされるようになってきている．しかし，我が国ではこうした線形情報の整備，提供が遅れている．その原因のひとつとして，情報の収集・更新に要するコストが高額なことをあげることができる．そこで本研究では，高速道路のCAD図面（二次元）と線形情報をもとにして，三次元線形，とくに車線形状の再現を試みた．再現した結果を数値標高データ等と比較して検証したところ，再現した三次元データの高さの較差の平均値は，一部の縦断曲線部を除きおおむね1メートル程度である．縦断曲線長データが存在すれば，全線にわたり同程度の精度で高さの推定が可能であることが判明した．

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　本研究では，既存のトラフィックカウンターの課題を補う可能性のある機器として距離画像センサに注目し，交通流計測における通過車両の台数カウントを行うプログラムを開発を行い，一般の道路環境において走行車両台数計測が可能であるかを検討することを目的とする．
　距離画像から移動車両のみを抽出し，距離帯別のピクセル数の変化の有無から車両の検出を行う手法を構築した．4カ所の計測地点における検証実験の結果，反射強度の低い黒色車両と対象外の二輪車を除けば，走行車両全ての検出を行うことができた．

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　健常者，高齢者や障がい者などの歩行者向け経路案内サービスの実現には，歩行空間ネットワークデータを整備する必要がある．しかし，歩道の段差の計測に人手を介するなど，データ整備には膨大な労力が伴う．一方，計測技術の進展により，3Dレーザスキャナなどを用いると，高精度の点群座標データとして広域に歩行空間が取得できる．点群座標データから歩行空間ネットワークデータを生成できれば，効率的なデータ整備に寄与する．本研究は，点群座標データにデジタル地図を組み合わせ，屋外を対象にした歩行空間ネットワークデータのノードとリンクを生成する手法を考案した．また，計測された点群座標データと整備されたデジタル地図を用いて考案した手法の実現可能性を検証した．

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　土木・建築工事における問題の一つに重機騒音が挙げられる．重機騒音の調査は多くが屋外で実施されるため，測定された騒音には重機騒音の他に環境雑音なども含まれている．環境雑音には風雑音・交通騒音が挙げられる．本研究は重機騒音以外の雑音を含む測定結果から重機騒音の影響を正しく評価するための音源方向推定技術に関するものである．重機騒音はエンジンの回転により発生する騒音を主成分とするものが多いため，特定の周波数成分（卓越周波数）に強いパワーを有する．本研究は，この重機騒音の特徴を利用した方向推定手法を提案する．提案手法の有効性を示すために，まず重機騒音と環境雑音の比較を行いその特徴について確認した．その後，計算機実験により提案手法の有効性を示した．

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　本研究では，ビジネスレベルでの利活用を念頭に置いた都市空間における多数の人々の位置データの品質の確保とその処理のための共通基盤のあり方をまとめ，人の動きに関して様々なところで行われる調査データの処理負担を軽減することにより，調査の迅速化・低コスト化を実現し，現状の課題や将来像の議論等，より本質的な問題の分析への注力を目指すものである．具体的には，人の流れデータについてのニーズ・シーズを概観し，それらを踏まえ実用レベルでの利活用を念頭においた上で，効率的なデータの処理を行えるような動線解析プラットフォームのWebAPIを定義・実装し，実際のパフォーマンス計測等を行い，実用上，概ね問題ないことを確認した．

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　安全で安心な社会基盤の要（かなめ）となる道路関連施設の維持管理に情報通信技術（ICT）を積極的に取り入れ，リアルタイムで観測および予測を行うシステムの構築と実際への適用例を具体的に述べる.すなわち，道路関連施設の維持管理において，近年著しい普及をみせているGPS機能付きカメラ携帯電話端末機（以降GPS携帯電話）とWeb-GISに着目し，必要な情報にGPS携帯電話から取得した位置情報を付加し，道路管理事務所へ送信することにより，Web-GIS上で位置と情報（画像含む）がリアルタイムに把握できる道路施設維持管理支援システムの開発と本格導入に向けての操作性向上などのシステム改良を系統的に紹介するものである.

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　地震時の市街地火災延焼シミュレーションにおいては，解析モデルの作成，延焼解析，解析結果の出力が必要となる．今後このようなシミュレーションシステムを普及させるためには，一連の操作方法を簡便にすることと，延焼解析の結果の表示にリアリティーを持たせることが重要である．本研究では，ペトリネットによる延焼解析に基づいて，解析モデルの作成からシミュレーションおよびその結果の3Dアニメーション表示までが，簡単な操作で利用できる地震時市街地火災延焼シミュレーションシステムを開発した．

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　本研究では，自動運転や車線レベルの車両の挙動特性の把握等，次世代のITSサービスに向けた検討に向けて，高速道路の既存のCAD図面と種級区分の情報から，モデルベースで車線レベルのデータを効率的に生成する技術を開発し，福岡，名古屋，宮城の3地区で実際の空中写真撮影成果と比較し，検証を行った．これまで高精度なデータには多大な計測データを必要としていたが，こうした規格化が進んでいる高速道路のような人工構造物は，モデルベースでデータ生成を行いつつ，断片的な計測データで検証，修正を行うようなアプローチも，現地の変化に対する更新の迅速化や，現地計測を減らせることによるコスト低減という観点からも，今後重要になると考えられる．

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　準天頂衛星システムは，天頂方向からGPS補完・補強信号を送信し，遮蔽物の多い都市部や山間部において衛星測位の利便性向上が期待される．中でも，補強信号の一つであるLEX信号は，電子基準点網によるGPS観測データから生成された補強情報を乗せて配信しており，日本全土でリアルタイムなセンチメータ級の測位が可能であるとされている．本検討では，LEX信号による補強効果が従来のセンチメータ級測位方式であるRTK測位に対してどの程度有効かを検討するため，複数の電波遮蔽環境においてLEXによる測位とRTK測位を同時に実施し測位率と測位精度の比較を行った．その結果，Fix解の取得条件については観測条件によって差が見られること，平均値を中心とした解のばらつきは同一の傾向が示された．

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　我が国の建設事業においては，CALS/ECや情報化施工，生産性向上のために3次元データを利用する環境を構築することは重要な課題であるが，その要求を満たす3次元CADが存在しない．そのため，国産の3次元CADの開発を支援することを目的とした，汎用3次元CADエンジンの開発が求められている．
　そこで本研究では，建設事業において3次元CADを迅速かつ低コストに導入し，これを活用できる環境を構築するために，汎用3次元CADエンジンを設計するための調査研究を行った．ここでは，3次元CADの利用場面，標準化動向，汎用3次元CADエンジンに付随するシーズ，既存製品，IT要素技術について調査し，汎用3次元CADエンジンに対する要求を明らかにした．

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　足尾地域はかつて緑豊かな土地であったが，銅山開発や山火事により周囲の山林が失われてしまった．その後約50年間緑化事業が行われ植生が回復しつつある．これまでの緑化事業の評価を行い，今後の方針を提案することは重要である．今までに足尾の植生モニタリングを行った研究は存在するが，15年以上前の研究であり，また使用しているデータも高価なものである．そこで本研究では，なるべく無償で入手可能なデータとソフトウェアを用いて，持続的に足尾地域の植生回復を評価する手法を検討した．具体的には，入手と取り扱いが容易なMODISデータによる植生指標（NDVI）に着目して，空中写真，土地利用データと比較して空間分解能，データ更新頻度などを検討し，適用性が十分であるとわかった．

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