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7.2 大規模シミュレーション
FUSEで構築したシミュレーションシステムの機能・性能及び訓練効果の評価を目 的とし,都市部における大規模火災対処を対象とした階層型組織の指揮官意思決定訓 練用システムを試作した.本試作システムでは,建物,道路,安全地帯で構成された 環境を設定し,地形は全ての地点で同一の標高とした.ここではこれら全体をマップ と呼び,5mのメッシュで構成した.本試作システムの画面表示例を図7.1に示す.
訓練実施時,指揮官役を行う訓練対象者は部下の消防士エージェントの移動状況を 確認しながら意思決定を行うため,タイムステップ(Δt)は一般的なCPX(Command
Post eXercise)シミュレーションより小さく,1秒と設定した.
7.
本試作では火災はシミュレーション開始時にランダムで発生させ,消火活動が行わ れなければ火災は隣接地に延焼する.火災延焼の際,建物より道路の方が延焼しにく く,安全地帯は延焼しない.
大都市での大規模火災の有名な事例としては関東大震災が挙げられる.当時被害の 大きかった東京東部の台東区の現在の人口は約18.9万人であり, 3か所の消防署が設 置されている.それぞれの管轄範囲はそれぞれ約2.5 4.8平方キロである.今回,マッ プの範囲は1500m四方,約2.3平方キロとし,5mメッシュで構成されるものとした.
また,50mごとに幅員5mの道路(小規模)を,150mごとに幅員10mの道路(中規模) を,500mごとに幅員15mの道路(大規模)を設定した.マップの四隅には50m四方の 安全地帯を設け,避難民はここを目指して移動することとした.マップ全体での道路 率は約0.29となり,都市化の進んだ地域の道路率に近い .
指揮官の訓練にとって重要な要素は組織に属するエージェントであり,避難民につ いて個々の人間を模擬する必要性は少ない.従って,本システムでは避難民を集合体 として扱うこととし,避難する際の周囲の世帯が固まって1エージェントを構成する ものとした.また,幅5mの道路を通行するのに支障がない範囲から,エージェントを 構成する人数は1名から20名程度を想定した.
図 7.1: 訓練モードの画面
7.2 大規模シミュレーション
7.2.1 登場エージェント
本試作における消防組織は消防指揮所,消防リーダー,消防士から構成される三層 構造とした.また,多数の避難民を配置してそれらが避難所へ避難することとした.各 エージェントの経路探索にはA*アルゴリズムを用い,最短経路を自ら求めて移動する ようにした.
1. 消防指揮所: 消防指揮所は部下の消防隊を指揮してマップ全域の消火を目的とす る.自身は移動せず,部下となる消防リーダーに移動を指示し,地域の消火また は偵察を行う.
2. 消防リーダー: 消防リーダーは消防隊を率い,消防指揮所の指揮を受け,消火活動 を行う.また,自分の認識している地図情報を消防指揮所に報告する.消防リー ダーは消防車を模擬しており,部下の消防士を乗車させることができる.道路の みを移動する.消防指揮所からの命令遂行を目的とする.
3. 消防士: 消防士は消防リーダーの指揮を受け,消火活動を行う.また,自分の周 囲の地図情報を消防リーダーに報告する.消防リーダーからの命令遂行を目的と する.
4. 避難民: 避難民はランダムに配置され,安全地帯を目指して移動する.また,避 難民は火災を発見するとその位置を消防指揮所に報告するとともに経路を変更し て火災を回避しようとする.
7.2.2 エージェントによる組織行動
本試作におけるエージェントの消防組織としての達成目標はマップ全域の消火であ り,それが消防指揮所の達成目標となる.初期状態で全エージェントはマップ中央に位 置する消防指揮所で待機する.シミュレーション開始後,消防指揮所は災害発生を認識 しているが,どこで火災が起こっているか等具体的な情報は持たず,各消防リーダー に偵察命令を下して災害発生場所を捜索する.ここで,エージェントの周辺状況が火 災により危険であるか否かは,100m四方のエリアと呼ぶ単位で行うものとする.偵察 命令を命ぜられた消防リーダーはエリアの状況を確認し,火災を発見した場合は,消 防指揮所にその旨報告する.消防指揮所は近傍の消防リーダーに対して消火を命ずる.
各エージェントが行う主要なアクションを表7.1に示す.
7.
表 7.1: 消防エージェントの主要なアクション一覧 エージェント名 アクション パラメーター 消防指揮所 エリア偵察命令 エリアID
エリア消火命令 エリアID
消防リーダー 移動 座標
エリア移動 エリアID 消防士降車 なし 命令完了報告 なし エリア消火命令 エリアID
移動命令 座標
撤収命令 なし
消防士 移動 座標
消火 座標
命令完了報告 なし 消防リーダーへ乗車 なし