【研究領域課題番号】20K04877 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

災害 / 地下街 / 外国人 / 避難 / シミュレーション / エリア防災 / エリアマネジメント / 駅 / ネットワーク / バリアフリー / マルチリンガル / 避難行動 / 都市型水害

【研究成果の概要】

(1)エリア防災：都心部におけるエリアマネジメント活動とオープンスペース利活用
エリア防災とは，人口・機能が高度に集積した地区において民間企業・自治体が連携をして防災力を高めるものである．本研究は，都心部で展開されているエリアマネジメント活動とエリア防災の関連に着目し，各都市で展開されている防災対策を調査した．COVID-19感染拡大の影響により多くの都市で防災訓練が中止されている一方，屋外空間へのニーズが高まっていることが分かった．一時避難施設など限られた空間を平時からいかに上手く使いこなしていくかという「空間のマネジメント」が重要であり，災害時でも活用できるオープンスペースのあり方についてさらに調査が必要だと分かった．
(2)地下空間モデルの作成と避難シミュレーションの試行
都心部の地下空間は，地下街，地下通路，地下広場等が複合したものであり，大規模かつ複雑化している．2021度は，行政や企業へのヒアリングを重ね，地下空間の脆弱性についていくつかの問題を抽出した．また，ターミナル駅周辺に広がる大規模地下空間を調査し，複数のモデルを作成した．地下街についてはより精緻な現地調査を重ね，出口情報，通路幅，防火シャッター，避難誘導サインなどをデータ化した．作成したモデルを用いて避難シミュレーションを試行し，空間のボトルネックを把握した．
(3)「都市のマルチリンガル化」に向けた評価項目の検討
本研究は，外国人滞留者の避難行動シミュレーションをベースにしたとき，「都市のマルチリンガル化」に向けた評価項目は，どのように構築されるかというRQを立てている．マルチリンガル化とは，単なる多言語対応に留まらず，都市に埋め込まれたサインのあり方，一時的な空間提供，情報システムの構築等も含んでいる．自治体へのヒアリングやエリアマネジメント組織へのインタビューを通して，評価項目の検討を進めた．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】19K04946 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

避難行動 / 物的被害 / グラフニューラルネットワーク / データ同化 / シミュレーション / ビッグデータ / 機械学習 / 防災・減災 / 大地震 / リアルタイム予測 / リアルタイム推定 / 避難シミュレーション

【研究成果の概要】

2020年度には，Gretel [Cordonnier et al. 2019]と呼ばれるグラフニューラルネットワーク（GNN）モデルと，データ同化手法の一つであるパーティクルフィルタを統合した，データ駆動型の新たな避難者分布予測モデルを提案した。
2021年度は，上述の避難者分布予測モデルを改良するとともに，擬似的な観測避難者分布の生成に用いていているエージェントベースシミュレーションの結果と比較することで，主に計算時間と予測精度の観点からモデルの有用性を検証することを試みた。
具体的には，第一に，2020年度時点では十分に考慮できていなかった時刻情報を考慮できるよう，入力データの仕様や計算プログラムの改良を行った。時刻情報は，データ同化を行うにあたって重要であるため，発生からの経過時間に応じた道路閉塞状況のみならず，各避難者の位置情報も時刻情報とセットで扱うようにした。加えて，ベースとして用いているGretelは局所的な状況に基づき将来予測を行うものであるが，この特性は目的地（避難場所）をもって行動する避難行動とは乖離がある。そこで，道路ネットワーク上の各交差点（ノード）から各避難場所までの距離をノードの特徴量として組み込むことで，より大局的な避難行動の傾向を考慮した予測を可能とすることを目指した。
また，GNNに学習させる避難行動軌跡数やデータ同化で用いるパーティクル数と，計算コストや予測精度との関係を分析し，リアルタイム予測に求められる要件や期待できる精度について検討を試みた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】土木計画学・交通工学

【研究領域課題番号】17K14739 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

避難計画 / 離散選択 / 動的計画法 / 社会ネットワーク / 避難行動 / 相互作用 / シミュレーション / 避難交通 / 目的地選択 / 最適制御 / リスク認知 / 交通工学・国土計画 / 交通需要マネージメント / 都市計画・建築計画 / 減災

【研究成果の概要】

周辺にいる他者や連絡行動をとった他者の避難開始選択と，連絡をとる相手を予測するモデルを構築し，他者の避難行動が一つの地区内で伝播する様子を評価できるシミュレーションの構築を行った．また，時間経過とともに動学的に変化する将来想定を反映した動学的意思決定モデルを構築した．災害時下では将来の正確な想定が困難であることを反映した意思決定を表現できる．

【研究の社会的意義】

周辺他者による影響とその伝播過程を評価するモデルフレームを構築したことで，既存モデルでは評価できなかった率先避難等の施策を評価可能とした．災害は稀少現象であり，生じる災害規模は予測しがたい．そこ，他者の避難行動を参考にして，自分の行動選択の参考とすることが多く，こうした行動を再現・予測できる．また，時々刻々と変化する災害の状況を反映した動的な制御を可能とするため，将来を考慮した災害時行動を再現できるオリジナルなモデル構築を行った．

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】観光学

【研究領域課題番号】16K02080 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

自然災害 / 観光地 / レジリエンス / 湘南 / 避難 / 津波 / Eco-DRR / 自治体 / 観光 / 海岸 / 避難行動 / グリーンインフラ / 観光防災 / リスクマネジメント / ハザードマップ / 海水浴客 / シミュレーション / 避難シミュレーション / 相模湾 / 地域防災計画 / 連携 / 防災 / 都市計画 / 避難誘導 / 津波災害 / リスク / 情報

【研究成果の概要】

近いうちに巨大地震が発生することが予測される太平洋沿岸における一大観光地である湘南は、地震津波の発生に対して安心を提供できるのかという疑問から、湘南エリアにある自治体へのヒアリング 、鎌倉を中心とする歴史研究、避難シミュレーション、海辺の観光者へのインタビュー調査などから現状と課題を把握した。政策上では防災と観光が分断し、広域連携は遅れ、観光者意識は高くなく、避難ビルの課題は多いこと等を把握した。

【研究の社会的意義】

沿岸観光都市において、自然災害（とくに地震津波）リスクは常に念頭におくべき事項であるにもかかわらず、自治体の政策上は切り離され、観光者は防災意識が薄いことが想定されを忌避することが明らかとなった。本研究で用いた分野横断型の自治体ヒアリングや、同一調査を複数自治体に対して行う広域観光エリアでは一都市のみを対象とした研究では捉えることができない課題が存在することも明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】社会システム工学・安全システム

【研究領域課題番号】16310113 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大都市 / 震災シミュレーション / 地震リスク / 有限要素法 / 個別要素法 / 避難行動 / 住宅性能 / 震災情報 / 低減戦略 / 耐震補強 / シミュレーション / 可視化技術 / 安心安全 / 地震災害 / 防災教育 / 人的被害

【研究成果の概要】

本研究では,「大都市域の震災シミュレーションに基づく地震リスク低減戦略の策定に関する研究」という課題の下に,「大地震が起きたときに何が起きうるのか」について信頼できる情報を提供しうるシステムを構築し,これを基に地震リスクの低減戦略を策定することを目的とした.以下に本研究で行ったこと及び得られた成果を列挙する。
(1)マルチエージェントを使った避難行動推定シミュレーションの高度化を第一の目標とし,複雑な大型地下駅にも適用できるよう避難経路モデル自動構築モデュールの改良を行った.
(2)CAEの考え方に倣って,地震時の建物挙動に関する高精度な地震の数値シミュレーションを実施して,家屋の耐震補強の意志決定や防災意識向上を意図した可視化の効果を提示した.
(3)都市インフラの震動シミュレーション例として,SPH法を用いた土構造物の崩壊解析を行い,様々なインフラ構造物への応用が可能であることを示した.
(4)木造軸組建物の地震による倒壊と,それに伴う人的被害発生のメカニズムを解明するための一連の手法を開発した.
(5)住宅性能に関する情報の非対称性が及ぼす影響について分析し,この問題を解決しうる性能照査型契約の役割に関して理論的検討を行った.
(6)被災地の復興状況を統計データから把握するために整備すべき復興指標の概念と,その算定に必要な統計データベース構築の必要性について整理するとともに,従来提案されてきたRIが有する問題点を指摘した上で復興チャートを提案した.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】11,000千円 (直接経費: 11,000千円)

【研究分野】交通工学・国土計画

【研究領域課題番号】11650539 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

避難行動 / 洪水ハザードマップ / 災害教育 / 災害伝承 / 災害情報伝達 / 被害軽減行動 / 災害弱者 / シミュレーション

【研究成果の概要】

河川洪水時の避難行動など、住民の対応行動には多様な要因が影響をもたらす。本研究では、まず、洪水ハザードマップをはじめとする社会的な災害教育、ならびに、学校教育・地域伝承といった平常時の災害教育についての検討を行い、住民の災害意識や避難行動に与える影響を明らかにした。また、実際に洪水が生じ避難の必要が生じた場合、この行動を規定する最大の要因は災害情報伝達である。そこで本研究では、住民の災害情報取得の実態を詳細に調査し、災害情報伝達と住民の避難行動の関係を明らかにした。この研究では、災害情報の住民理解の構造を明らかにするとともに、情報伝達メディアの相違による情報理解の相違についても詳細な検討を行っている。さらに、このような災害情報の伝達過程を表現するシミュレーションモデルを開発し、災害情報の効率的な伝達方法を検討するためのシナリオシミュレータの開発も行った。このシミュレーションモデルは、コンピュータ上に展開される実際の地理情報空間のなかで、住民にどのように災害情報が伝達されるのかを再現するシステムである。これによって、災害時の情報伝達環境の事前検討が可能になっており、既に実用システムとしての運用も行われている。
災害時の住民避難の中でも、河川災害については住民が迅速な避難行動を行わないことが知られている。その主たる要因は、河川災害に対する理解、とりわけその流体力に関する理解の欠如が指摘されている。このため、洪水時においては、住民の多くが被害軽減行動などの浸水に備える行動をとる。そこで本研究では、世帯内における住民の役割分担に着目し、被害軽減行動の発生構造を明らかにしている。また、世帯内に要介護高齢者などの災害弱者が存在する場合、その避難行動は困難を極める。そこで本研究では、要介護高齢者の避難対策についても検討を行った。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】2,700千円 (直接経費: 2,700千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】05558040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バーチャルリアリティ(VR) / 安全空間 / 避難 / 人間行動 / コンピュータグラフィクス(CG) / コンピュータシミュレーション / 火事 / 迷路 / 避難行動 / シミュレーション

【研究成果の概要】

平成5〜6年度の2年間で,バーチャルリアリティ(VR)を用いた安全空間設計シミュレータの開発を目的として,迷路内の人間の避難行動実験を対象としたVRシミュレーションシステムを構築した.そして以下に示すように,実迷路を用いた被験者実験とVRシミュレーションの比較から,VR実験の再現性と防災上の訓練効果を確認した.
(1)VRシステムの完成:CGを用いて作成した仮想空間を閉空間とする人間行動解析用のVRアプリケーションソフトおよび行動軌跡追跡ソフトの完成.
(2)VRシステムを用いた迷路実験の再現:平成5年度に作成した避難空間を基に,迷路内照明・ドアの開閉,壁・天井・床などの質感の向上などの問題を解決し,平成6年度には,より実際に近い避難環境を再現した.
(3)実迷路を用いた実験とVR実験との比較研究:東京消防庁池袋防災センター内にある煙体験コーナーの迷路を用いて被験者実験を行い,VRシステムの再現性の確認と防災訓練上の効果を検証した.すなわち,「実迷路のみを用いて避難行動をするグループ」「VR訓練(自分でVR操作する+VR画像のみの訓練)を受けた後に実迷路で避難行動をするグループ」「迷路の平面図を見た後に実迷路で避難行動をするグループ」に分けて,避難行動実験を行った.そして,実迷路を用いた避難行動とVRシニュレーション結果を比較することにより,VR空間での人間行動の再現性とVRによる擬似体験の防災訓練上の有効性を確認した.
(4)より汎用性のある安全空間設計シミュレータ開発に向けた問題点のまとめと提言:上記(1),(2)、(3)によって行った実験並びにVRシミュレーション結果を検討・分析し,まとめた.また研究を通して浮かび上げってきた問題点を整理し,本研究で開発したシミュレーションシステムの今後の課題と展望を検討した.

【研究種目】試験研究(B)

【研究期間】1993 - 1994

【配分額】9,600千円 (直接経費: 9,600千円)

【研究分野】構造工学・地震工学

【研究領域課題番号】05750454 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

個別要素法 / 人間行動 / 個人特性 / 避難行動 / シミュレーション / ポテンシャル / 地下街 / 安全空間

【研究成果の概要】

平成5年度は,個性や意志を持った「ひと」の動きを定量的に解析するモデルを構築すると共に,常時・非常時の人間行動シミュレーションから,実際に存在する地下街の総合的安全性の定量的検討法を提案する第1ステップを完了した.本研究で提案する解析手法とは,個別要素法(DEM)に基づく人間行動解析モデルであり,1人の人間を個性を持った1つの個別要素として扱うことによって,1人1人の人間の動きまで微視的に追跡できるモデルである.ただ従来のDEMと違う点は,個別要素が挙動する環境をポテンシャル場として表現し,そのポテンシャルを要素別に与えることによって個人特性を考慮した解析を行う点である.すなわち,その人間行動空間を,出入口や案内表示などの設備配置による「外的要因ポテンシャル」,知識や性格・個性などの「個人的要因ポテンシャル」,煙・火事・非常放送などの「災害要因ポテンシャル」の重ね合わせとしてシミュレーション空間を実現する.このモデルを用いて,まずモデルの妥当性を検証する基礎解析を行い,次に地下鉄大手町駅・川崎市大規模地下街アゼリア構内の避難行動のシミュレーションを行った.その結果,提案する手法によって常時・非常時の人間行動が解析できるめどが立った.
本研究で提案するポテンシャルを用いたDEMによって,力学的な諸条件はもちろん,その要素を取り巻く様々な環境(人間工学的反応に影響を及ぼす要因,例えば,外的刺激としての情報,個人特性など)まで含めたモデル化が可能になった.また本手法を用いたシミュレーション解析が,既存施設(地下街を中心として)の総合的安全性の検討と将来の安全な施設設計に有効であることが示された.

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1993

【配分額】900千円 (直接経費: 900千円)