匡 文塑 亘」
首都 大学東京 平成28年 度 特別研究 修 士論文
災 害 時 被 害 削 減 の た め の ソ ー シ ャル メ デ ィ ア を用 い た 避 難 リス ク が 高 い 経 路 お よび 地 域 の抽 出
首 都 大 学 東 京
シス テ ム デ ザ イ ン研 究 科 シス テ ム デザ イ ン専 攻 情 報 通信 シス テ ム学 域
学 修 番 号:15890514 氏 名:菅 野 真 生
指 導 教 員:石 川 博 教i授
平 成29年2月24日
論 文要 旨
2011年3月11日 に 発 生 し た 東 日 本 大 震 災 を受 け て,帰 宅 困 難 者 へ の 対 応 や,住 民 を 円 滑 に 避 難 施 設 ま で 避 難 させ る こ と の 重 要 性 が 再 確 認 さ れ た.こ れ は,こ れ か ら発 生 す る 災 害 に よ る人 的 被 害 を 最 小 限 に 抑 え る た め に 重 要 な こ とで あ る.人 的 被 害 を 最 小 限 に 抑 え る た め に は,地 域 ご と,時 間 ご と に 変 化 す る,人 々 の 集 ま り具 合 と,そ の 地 域 の 地 形 ・気 候 な ど の 地 域 特 性 を 把 握 す る 必 要 が あ る.
こ う し た 課 題 に 対 し,パ ー ソ ン ト リ ッ プ調 査 や,国 勢 調 査 な どの 調 査 結 果 を 用 い て,危 険 な 地 域 を 特 定 す る研 究 が あ る.し か し,こ れ ら の 調 査 は10年 に 一 度 更 新 され て お り,そ の 更 新 頻 度 の 低 さ か ら,現 実 世 界 と 隔 離 性 が あ る と考 え られ る.そ の た め,現 在 の 状 況 を 踏 ま え た デ ー タ を用 い る こ とで,よ り詳 細 な 地 域 ご と,時 聞 ご と に 変 化 す る人 々 の 集 ま り具 合 を把 握 す る こ と が 可 能 と な る.そ れ に よ っ て,地 域 ご と,時 間 ご と に 危 険 な 場 所 の 把 握 を す る こ と が 可 能 に な る と考 え られ,都 市 開 発 な どで 考 慮 さ れ る 災 害 の リス ク の 削 減 及 び 回 避 に 貢 献 で き る と考 え
られ る.
現 在 の 状 況 を 踏 ま え て い る 代 表 的 なWeb上 の 情 報 源 と して,Twitterに 代 表 さ れ る マ イ ク ロ ブ ロ グ サ ー ビ ス が 挙 げ られ る.中 で もTwitterは,ス マ ー ト フ ォ ン な ど の 普 及 に 応 じ て,利 用 者 が 増 加 し て い る,代 表 的 なSNS(ソ ー シ ャ ル ・ネ ッ トワ ー キ ン グ ・サ ー ビス)で あ る.Twitter
に は,ツ イ ー トを 投 稿 す る 際 に,GPS(GlobalPositioningSystem)が 測 位 し た 緯 度 経 度 情 報 を付 与 して 投 稿 す る ユ ー ザ が 存 在 す る.こ の 緯 度 経 度 情 報 と 投 稿 時 間 情 報 を用 い る こ とで,ツ イ ー トを投 稿 し た ユ ー ザ が,「 い つ 」,「ど こ に い た か 」 とい う情 報 の 把 握 が 可 能 に な る.Twitter が 持 つ 即 時 性 や,緯 度 経 度 情 報,投 稿 時 間 情 報 を活 用 す る こ と で,時 間 ご と に 変 化 す る 危 険 な 場 所 の 把 握 を す る こ とが 期 待 で き る.ま た,関 連 研 究 で は,あ る 地 域 の ど の 場 所 に人 々 が 集 ま りや す い か を 把 握 す る た め に,中 心 性 指 標 の 一 つ で あ る,媒 介 中 心 性 が 使 わ れ て い る.人 々 が 多 く 密 集 す る地 域 の 媒 介 中 心 性 は 高 くな る た め,混 雑 が 起 き や す い 地 域 を 把 握 す る う え で,媒 介 中 心 性 を 用 い る こ と は 有 効 で あ る と考 え られ る.さ ら に,本 論 文 で は,Twitterの デ ー タ を用
い て,あ る 時 間 帯 に,そ の 地 域 に ど の く ら い の 人 数 の 人 々 が 密 集 して い た か を 考 慮 す る.人 々
の 行 動 は 時 間 に 応 じ て 変 化 す る と 考 え られ る た め,媒 介 中 心 性 の み で 人 々 が 多 く密 集 して い る
論文 要 旨
●1●ーム地 域 を把 握 す る こ と は,厳 密 に は 困 難 で あ る と考 え られ る.媒 介 中 心 性 と人 数 と い う二 つ の 指 標 を 用 い て,災 害 発 生 時 に避難 す る 人 々 に よ っ て,あ る 時 間 帯 で,ど の地 域 の ど の 場 所 が 混 雑 で 避 難 が 困 難 に な りや す い か を 把 握 す る こ とが 可 能 に な る と考 え られ る.
本 論 文 で は,Twitterに 付 与 さ れ て い る 緯 度 経 度 情 報,投 稿 時 間 情 報 や,地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク の 分 析 手 法,東 京 都 が 公 表 して い る地 域 ご と の 災 害 時 の 特 性 を 表 した デ ー タ を 用 い て,災 害 時 に避 難 の リ ス ク が 高 い 経 路 ・場 所 の 抽 出 を行 う手 法 を 提 案 した.さ ら に,時 間 に 応 じ て 変 化 す る人 々 の 行 動 を 考 慮 す る た め に,1時 間 ご と に集 め られ た デ ー タ を用 い て,上 記 の 抽 出 お よ び 考 察 を行 っ た.
本 論 文 は5章 か ら構 成 さ れ る 。1章 で は 研 究 背 景 お よ び 本 論 文 の 目的 に つ い て 述 べ る.2章 で は 関 連 研 究 と し て,ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア を 用 い た 災 害 の 分 析 や,地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク の 分 析, 避 難 の 困 難 性 の 評 価,お よ び 避 難 行 動 モ デ ル に 関 す る研 究 に つ い て 述 べ る.
3章 で は,地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク 分 析 を 用 い た 災 害 時 に お け る避 難 リス ク の 高 い 経 路 を 可 視 化 す る研 究 に つ い て 述 べ る.こ の 章 で は,東 京 都 を 一 辺 が500mの グ リ ッ ドに 分 割 し,緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ たTwitterの デ ー タ を 用 い て,各 グ リ ッ ド内 に 存 在 し て い た 人 数 を 数 え た.
そ の 人 数 を 平 滑 化 し,平 滑 化 後 の 値 が 閾 値 を超 え て い た グ リ ッ ドを 密 集 地 と して 抽 出 し た.次 に,各 密 集 地 の 重 心 か ら3km以 内 に あ る避難 施 設 と 各 密 集 地 を 繋 ぐ経 路 探 索 を 行 い,避 難 経 路 を 抽 出 した.そ の 際 に,避 難 す る人 々 に よ っ て 使 用 さ れ る避 難 経 路 の 多 さ は,各 密 集 地 に 存 在 して い た 人 数 に応 じて 増 加 す る とい う仮 説 の 基,1つ の 密 集 地 と1つ の 避 難 施 設 問 の 最 短 経 路 だ け で は な く,複 数 の 避 難 経 路 を抽 出 した.次 に,抽 出 さ れ た 避 難 経 路 を構 成 す る エ ッ ジ に 着 目 し,ネ ッ トワ ー ク 分 析 手 法 と 東 京 都 が 公 表 し て い る地 域 ご との 災 害 時 の 特 性 を表 した デ ー タ を 用 い て,1時 間 ご と に 避 難 リス ク が 高 い 経 路 の 可 視 化 を 行 っ た.そ の 結 果,時 間 変 化 に応 じ て そ の 経 路 の 発 生 場 所 の 差 異 や,多 く の 時 間 帯 で 最 も 災 害 時 に 避 難 リス ク が 高 い で あ ろ う経 路 も 確 認 さ れ た.ま た,そ の 経 路 は,東 京 都 内 で 最 も災 害 時 に 危 険 な 経 路 の 一 つ で あ る こ とが 東 京 都 に よ る調 査 で 確 認 され て お り,提 案 手 法 に 一 定 の 妥 当 性 が 存 在 す る こ と が 確 認 され た.
4章 で は,災 害 時 に 避 難 リ ス ク が 高 い 地 域 の 発 見 を 行 う研 究 に つ い て 述 べ る.こ の 章 で は,
Twitterの デ ー タ を 用 い て,人 数 が0で は な い グ リ ッ ドの 重 心 を 出 発 地 点 と し,3章 と 同 様 の 経
路 探 索 手 法 を用 い て,同 じ よ うに 出 発 地 点 か ら3km以 内 に あ る 避 難 施 設 問 を 繋 ぐ 経 路 を複 数 抽
出 した.抽 出 され た 避 難 経 路 を ノ ー ドと エ ッ ジ に 分 割 した 後,避 難 経 路 を構 成 し て い る ノ ー ド
に 着 目 し,ネ ッ トワ ー ク 分 析 手 法 と 東 京 都 が 公 表 して い る 地 域 ご と の 災 害 時 の 特 性 を 表 し た
デ ー タ を 用 い て,1時 間 ご と に 避 難 リ ス ク が 高 い 地 域 の 抽 出 を行 っ た.こ の 際 に,各 ノ ー ドの
避 難 リス ク を 求 め る 手 法 を2つ 提 案 した.初 め に ノ ー ドご と に 避 難 リス ク 度 を 算 出 し た.結 果
と して,ど ち らの 手 法 を用 い た 場 合 で も,東 京 都 に よ る 調 査 で 危 険 で あ る と 考 え られ る ノ ー ド
論 文要 旨 iii
が 抽 出 さ れ て い る こ と が 確 認 され た.次 に 地 域 ご と に も避 難 リス ク を算 出 し た.そ の 結 果,地 域 ご と で 避 難 リ ス ク を 算 出 し た 場 合 で も,ど ち ら の 手 法 を 用 い た 場 合 で も,東 京 都 に よ る 調 査 で 危 険 で あ る と判 断 さ れ た 場 所 の 抽 出 が 可 能 で あ る こ と が 確 認 で き た.
5章 で は,本 論 文 の ま とめ と,今 後 の 展 望 に つ い て 述 べ る.
iv
目次
論 文 要 旨
章 第
章9129394(∠∩∠り乙n∠り乙第 章 ユ 2 3 4 ゐ つ ﹂ 9 ﹂ 0 0 00 3 つ U 第 章 4 第
1200浦4ド044/744
章 5 第
は じ め に
関 連 研 究
ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア を 用 い た 災 害 の 分 析..
道 路 ネ ッ ト ワ ー ク の 分 析 に 関 す る 研 究...
避 難 困 難 性 の 評 価...̲....。
避 難 行 動 の モ デ ル...
地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク を 用 い た 災 害 時 に お け る 避 難 リ ス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化
は じ め に...
提 案 シ ス テ ム...
シ ス テ ム 実 行 例 ・ 考 察...
ハ イ リ ス ク 路 の 可 視 化 結 果 の 妥 当 性 に つ い て...
終 わ り に...
混 雑 度 と 地 域 特 性 を 考 慮 し た 災 害 時 に お け る 避 難 リ ス ク の 高 い 地 域 の 抽 出 手
法 の 提 案 と そ の 分 析
は じ め に...
提 案 シ ス テ ム..̲...,...
シ ス テ ム 実 行 例 ・ 考 察...
各 地 域 の 避 難 リ ス ク 度 に 関 す る 結 果 と 考 察...
終 わ り に...,...・..・..
ま と め
‑占つ﹂344POだ0ρ0ρ09召01←■■りθ9自 つJnδ3ハ007﹁Qゾ(∠り白り右り白り00Uつ﹂
目次
V謝辞
参考文献
発表論文
(∠りOQゾ444
1
第1章
は じめ に
2011年3月11日 に 発 生 し た 東 日本 大 震 災 に よ り,鉄 道 や,道 路 な ど の 多 く の 交 通 機 関 が 途 絶 し た.こ の 震 災 に よ り,多 く の 帰 宅 困 難 者 が 生 じ た[1].そ の 際 に,新 宿 区 で は,こ の 大 勢 の 帰 宅 困 難 者 が 区 有 施 設 や,避 難 施 設 に 殺 到 し た こ と に よ る混 乱 が 発 生 した[2].こ の 結 果 を 受 け て,内 閣 府 で 行 わ れ た 中 央 防 災 会 議 で は,住 民 を 円 滑 に 避 難 させ る こ と の 重 要 性 が 再 確 認 され, 今 後 の 防 災 対 策 へ の 課 題 とな っ た[3].
円 滑 な 避 難 行 動 の 実 現 の た め に は,道 路 や,周 辺 の 建 物 の 情 報 な ど,地 域 特 性 を 踏 ま え て 地 域 ご と に 対 策 を 講 じ る 必 要 が あ る 團.例 え ば,震 災 時 に,木 造 の 建 物 が 多 く火 災 が 発 生 し や す い 道 路 や,倒 壊 確 率 が 高 い 建 物 の 近 くの 道 路 の 近 くで の 避 難 行 動 は危 険 で あ る.ま た,道 幅 が 狭 い 道 路 が 多 い 地 域 で は,通 行 可 能 な 人 数 が 制 限 さ れ や す い.そ の た め に,道 路 の 周 辺 の 情 報 な ど に 基 づ く地 域 特 性 に よ っ て,避 難 行 動 が 妨 げ ら れ る と 考 え られ る た め,地 域 特 性 を踏 ま え て,対 策 を 講 じ る こ と は 重 要 で あ る.
ま た,円 滑 な 避 難 行 動 を 妨 げ る も う 一 つ の 要 因 と し て,一 定 の 地 域 内 に 大 勢 の 人 々 が 存 在 し て い る 場 合 が あ げ られ る.人 々 の 多 い 場 所(以 下,密 集 地)か ら の 避 難 は,人 々 が 少 な い 地 域 か ら避 難 と比 較 し て,将 棋 倒 し な ど の 事 故 や,混 乱 が 発 生 し や す い た め,避 難 施 設 へ 円 滑 に 避 難 す る こ と は 困 難 で あ る.
震 災 時 の 避 難 施 設 ま で の 適 切 な 経 路 と して,た と え ば 東 京 都 は,避 難 施 設 へ 安 全 に 避 難 す る
た め の 避 難 経 路 を 定 め て い る 同.こ の 避 難 道 路 は,東 京 都 の 市 区 町 村 の 市 街 地 状 況 や,人 口 の
増 減 な ど を 考 慮 し て,約5年 ご と に 改 定 さ れ て い る.ま た,帰 宅 困 難 者 へ の 対 応 な ど の 防 災 対
策 を 行 う際 に,10年 に 一 度 行 わ れ る パ ー ソ ン ト リ ッ プ 調 査 の 結 果 が 利 用 さ れ て い る[6].し か
し,こ の2つ の 調 査 は 更 新 頻 度 が 低 く,現 実 世 界 と の 情 報 の 隔 た り が 存 在 し て い る こ と が 指 摘
され て い る[7,8].加 え て,都 市 ご と に建 物 の 配 置 が 異 な る こ と や,時 間 の 経 過 と と も に 人 口 の
増 減,人 々 の 行 動 パ タ ー ンの 変 化 が 年 単 位 で 変 化 す る こ とが 予 想 さ れ る.例 え ば,2015年 に は
新 た な ラ ン ドマ ー ク が 複 数 完 成 し[9],2016年 に も 東 急 銀 座 プ ラ ザ が 完 成 さ れ る な ど[10]し て お
第1章 は じめ に
2り,上 記 の 変 化 が 発 生 して い る 可 能 性 が 高 い.そ の た め,時 間 に応 じて 防 災 対 策 も 変 え る こ と が 必 要 で あ る と考 え られ る.
そ こ で,本 論 文 で は,人 数 や,地 域 特 性 を 考 慮 して,災 害 時 に 避難 リス ク が 高 い 経 路 の 可 視 化 や,災 害 時 に 避 難 リス ク が 高 い 地 域 の 発 見 を行 う.時 間 と と も に 変 化 す る各 地 域 の 人 数 を 調 べ て,密 集 地 を 抽 出 す る た め に,Twitter[?]の デ ー タ を用 い る.Twitterは,ス マ ー ト フ ォ ン な ど の 普 及 に 従 い,利 用 者 が 増 加 し て お り,代 表 的 な マ イ ク ロ ブ ロ グ の 一 つ で あ る.Twitter
に は,ツ イ ー トを 投 稿 す る 際 に,GPSが 即 位 さ れ た 緯 度 経 度 情 報 を 付 与 して 投 稿 す る ユ ー ザ が 存 在 す る.緯 度 経 度 情 報 と,投 稿 時 間 情 報 を 用 い る こ と で,ツ イ ー トを 投 稿 した ユ ー ザ が,「 い つ 」,「 ど こ に い た か 」 と い う情 報 の 把 握 が 可 能 に な る.Twitterは そ の 特 性 か ら,密 集 地 域 内 で の 人 々 の 行 動 パ タ ー ン の 分 析 を行 う研 究[12,13,14,15]や,加 え て ツ イ ー ト内 容 も 参 照 す る
こ と で,自 然 現 象 を 抽 出 す る研 究[16,17,18,19]な ど,多 く の研 究 で 用 い られ て い る.
本 論 文 で は,Twitterの デ ー タ を 用 い て,災 害 時 に 避 難 リ ス ク が 高 い 道 路,地 域 の 発 見 を行 う手 法 を 提 案 す る.さ ら に,提 案 し た 手 法 を用 い て1時 間 ご と に 分 け て 実 験 を 行 う.本 論 文 で は,災 害 時 に避 難 リス ク が 高 い 道 路,地 域 の 発 見 に 関 す る研 究 を2つ 行 う.1つ 目 は,Twitter の デ ー タ とネ ッ ト ワ ー ク の 分 析 手 法 を 用 い て1時 間 ご と に 密 集 地 を 抽 出 し,各 密 集 地 と そ こ か ら3km以 内 に あ る 避 難 施 設 問 を繋 ぐ避 難 経 路 上 で,災 害 時 に 避 難 リ ス ク が 高 い 経 路 の 可 視 化 を 行 う研 究 で あ る.2つ 目 は,密 集 地 を 定 義 せ ず,す べ て の 地 点 か ら3km以 内 に 通 じ る避 難 施 設
問 を 繋 ぐ避 難 経 路 を 発 見 し,地 域 ご と に 避 難 リス ク を 求 め る研 究 で あ る.
災 害 対 策 の た め の 研 究 に は,災 害 時 に収 集 さ れ た ツ イ ー ト本 文 を 用 い て,災 害 発 生 時 に 生 じ
た 出 来 事 を 分 析 す る 方 法 が 考 え ら れ る.し か し,災 害 の 分 析 だ け で は な く,こ れ か ら訪 れ る 災
害 に 対 す る 有 益 な 情 報 の 抽 出 も 重 要 で あ る と考 え られ る.そ こで 本 論 文 で は,平 常 時 の デ ー タ
を用 い て 災 害 時 に 避 難 リス ク が 高 い 地 域 の 発 見 を 行 う こ とで,都 市 開 発 な ど で 考 慮 さ れ る人 的
被 害 の 削 減 ・回 避 の た め の 情 報 を 抽 出 し,考 察 を行 う.
3
第2章
関連研 究
2.1ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア を 用 い た 災 害 の 分 析
Twitterや,Weibo[20]な ど の ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア の 発 展 に 伴 っ て,自 然 災 害 に 関 す る詳 細 な 情 報 が 含 まれ て い る デ ー タ を 用 い,多 く の ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア を用 い た 災 害 の 分 析 を 行 っ て い る 研 究 が あ る[16】.
Twitterな ど の ソ ー シ ャ ル メ デ ィ ア か ら得 られ る リア ル タ イ ム な 情 報 は,災 害 に 関 す る 情 報 の 抽 出 を 分 析 す る た め に 有 用 で あ る.Longuevilleら[17]は,2009年 に 発 生 し た フ ラ ンス で の 森 林 火 災 に 対 し,Twitterの ユ ー ザ の 分 類 や,ツ イ ー ト内 で 引 用 され たURLの 内 容 に 関 し て 分 析 を 行 っ て い る.ユ ー ザ に よ る 災 害 に 関 す る情 報 の 抽 出 が 可 能 で あ る こ と か ら,Twitterは 災 害 に 関 す る情 報 の 分 析 に 有 用 で あ る と さ れ て い る.Sakakiら[18]は,緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ た ツ イ ー トを 分 析 し,地 震 が 発 生 した 場 所 や,台 風 の 進 路 の 把 握 な ど と い っ た,災 害 に 関 す る情 報 を 抽 出 し て い る.KitamotoとSagara[19]は,同 じ く緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ た ツ イ ー トを 用 い て,各 地 点 の 降 雨 量 や,積 雪 量 と い っ た 天 候 に 関 す る情 報 の 分 析 を 行 っ た.Xuら[21]は, Weiboと 地 理 空 間 情 報 を 組 み 合 わ せ て,台 湾 のTaoyuanApartmentで 発 生 した 爆 発 事 故 に つ
い て 分 析 を 行 っ た.ユ ー ザ の 投 稿 場 所,キ ー ワ ー ド を抽 出 し,事 故 に つ い て の 状 況 を 時 系 列 ご と に 分 析 し て い る.ま た,災 害 に 関 す る 情 報 だ け で は な く,イ ン フ ル エ ン ザ の 流 行 具 合 の 抽 出[22]や,東 日 本 大 震 災 発 生 時 の 放 射 能,避 難 施 設 で の 人 々 の 心 配 事 の 内 容 の 抽 出[23]な ど も Twitterを 用 い る こ と で 実 現 して い る.
こ れ ら の 研 究 で は,Twitterを 用 い て 災 害 に つ い て 分 析 し て い る が,災 害 中 に 発 生 した 出 来
事 な ど を 分 析 す る の に と ど ま っ て い る.し か し,災 害 の 分 析 だ け で な く,こ れ か ら発 生 す る災
害 に対 す る対 策 に 有 益 な 情 報 を 得 る こ と も重 要 で あ る.そ こ で,本 論 文 で は,こ れ ま で に応 用
が 行 わ れ て い な い,Twitterの 情 報 か ら,災 害 へ の 対 策 に 有 用 な 情 報 を 抽 出 す る た め に研 究 に
取 り組 む.
第2章 関連 研 究
42.2道 路 ネ ッ トワ ー ク の 分 析 に 関 す る 研 究
人 と 空 間 の 関 係 性 を 明 らか に す る た め に,道 路 を ノ ー ドと エ ッ ジ か ら構 成 さ れ る ネ ッ トワ ー ク とみ な し,そ れ を 分 析 す る研 究 も行 わ れ て い る.Crucittiら[24]は,4つ の 中 心 性 指 標 に よ る 道 路 ネ ッ トワ ー ク 評 価 手 法 を 提 案 し,道 路 ネ ッ トワ ー ク の 評 価 を 行 っ た.ま た,Kalapalaら [25]は,中 心 性 指 標 に よ る ネ ッ ト ワ ー ク 分 析 は,道 路 網 な ど の ネ ッ トワ ー ク 分 析 に 有 効 で あ る こ と を示 し,都 市 空 間 や 土 地 利 用 へ の 応 用 が 可 能 で あ る と述 べ て い る.Fushimiら[26]は,上 記 の4つ の 中 心 性 指 標 だ け で は な く,あ る 観 光 ス ポ ッ トか ら他 の 観 光 ス ポ ッ トへ 通 じ る 経 路 に お い て,観 光 途 中 で 立 ち 寄 る こ とが 容 易 で あ る 度 合 い を 示 した 回 遊 中 心 性 と,あ る観 光 ス ポ ッ ト か ら た ど り着 く こ と が 容 易 な 度 合 い を 示 す 利 便 中 心 性 の 新 た に2つ の 中 心 性 指 標 を 定 義 し,観 光 ス ポ ッ ト を そ れ ぞ れ の 中 心 性 指 標 に 基 づ い て 抽 出 し た.評 価 実 験 で,定 義 した2つ の 中 心 性 指 標 の 有 効 性 を示 し,Wi‑Fiス ポ ッ トな ど の 適 切 な 設 置 場 所 な ど の 問 題 に 応 用 し て い る.
中 心 性 指 標 の 一 つ で あ る媒 介 中 心 性[27]は,地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を 考 慮 し た 災 害 に 関 連 す る 情 報 や,人 の 流 れ を 分 析 す る た め に 用 い られ て い る.Portaら[28,29]は,地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク を 分 析 す る こ と で,媒 介 中 心 性 が 高 い ノ ー ドは,そ の 町 の 主 要 な 道 路 や,商 業 地 区 な ど の 人 々 が 多 く集 ま る場 所 に集 中 して い る こ と を 示 し た.Shih[30]は,台 湾 で の ド ラ イ ブ観 光 に お け る 複 数 の 観 光 地 の 特 徴 を,媒 介 中 心 性 な ど を 用 い て 行 っ て い る.Huangら[31]は,携 帯 電 話 のGPS機 能 か ら作 成 さ れ た ネ ッ トワ ー ク と,地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を用 い て,携 帯 電 話 の 基 地 局 に お け る 混 雑 具 合 を,人 々 の 移 動 と,媒 介 中 心 性 を 用 い て 推 定 し た.そ の 結 果,混 雑 が 発 生 しや す い 場 所,閉 鎖 され や す い 道 路 の 場 所 な ど の,災 害 時 に 救 援 物 資 が 遮 断 さ れ や す い 場 所 を特 定 し て い る.
本 論 文 で は,媒 介 中 心 性 を用 い て,密 集 しや す い 地 域 を 特 定 し,災 害 時 に避 難 リス ク が 高 い 地 域 の 発 見 を 行 う.人 々 が 多 く密 集 す る 場 所 は,媒 介 中 心 性 の 値 が 高 くな る た め,媒 介 中 心 性 を 用 い る こ と は有 効 で あ る と考 え られ る.
2.3避 難 困 難 性 の 評 価
災 害 時 の 道 路 状 況 を 評 価 す る こ と で,最 適 な 避 難 経 路 を 探 索 す る た め の 研 究 も 行 わ れ て い
る.市 川 ら[32]は,全 て の ノ ー ドか ら一 時 避 難 施 設 ま で の 最 短 経 路 と,一 時 避 難 施 設 か ら広 域
避 難 施 設 ま で の 最 短 経 路 を そ れ ぞ れ 求 め,各 避 難 施 設 ま で 到 達 で き る 可 能 性 を 評 価 し,こ の 結
果 か ら避 難 行 動 の 危 険 性 が 高 い 地 区 を 抽 出 して い る.大 佛 と沖[33]は,従 来 の研 究 の 成 果 に 基
づ い た パ ー ソ ン ト リ ッ プ調 査 を用 い て,大 地 震 時 に お い て 人 々 が そ れ ぞ れ の 避 難 施 設 へ 避 難 で
第2章 関連 研 究 5
き る 可 能 性 を,建 物 倒 壊,道 路 閉 塞,市 街 地 延 焼 な ど の 物 的 被 害 を考 慮 し て 求 め た.そ の 結 果, 避 難 す る こ と が 困 難 に な る 可 能 性 が 高 い 場 所 を,町 丁 目単 位 で 特 定 し た.高 橋 と兵 藤[34]は,
国 勢 調 査 の 結 果 を も と に,道 路 閉 塞 や 群 集 速 度 な ど に よ る 避 難 道 路 の 危 険 性 に 着 目 し,当 時 の 避 難 計 画 の 問 題 点 を 指i摘 し,避 難 計 画 の 代 替 案 を提 案 し た.
本 論 文 で は,パ ー ソ ン ト リ ッ プ調 査 や,国 勢 調 査 よ りも 更 新 頻 度 が 高 く,よ り詳 細 な 情 報 が わ か るTwitterの デ ー タ を用 い て,災 害 時 に 避 難 リス ク が 高 い 地 域 の 特 定 を 行 う.そ こで,デ ー タ の 分 析 期 間 を 変 化 さ せ る こ と に よ り,時 間 ご と に 避 難 リ ス ク が 高 い 地 域 の 特 定 を行 い,そ の 結 果 を 考 察 す る.
2.4避 難 行 動 の モ デ ル
災 害 時 の 人 々 の 避 難 行 動 を シ ミ ュ レー シ ョ ン す る た め の モ デ ル に 関 す る 様 々 な 研 究 が 行 わ れ て い る.Helbingら[35]は,ほ か の 歩 行 者 や,障 害 物,移 動 目 線 か ら 受 け る 影 響 に よ っ て, 歩 行 者 の 行 動 が 変 化 す る と い うSocialForceモ デ ル を 提 案 し て い る.Bergら[36]は,Velocity Obstacles[37]と い う移 動 す る 物 体 同 士 の 衝 突 回 避 ア ル ゴ リ ズ ム を群 衆 の 行 動 に 拡 張 し たRVO モ デ ル を 提 案 して い る.ま た,安 福[38]に よ る楕 円 型RVOモ デ ル は,RVOモ デ ル で は 円 形 で 表 現 して い た エ ー ジ ェ ン トの 形 状 を 楕 円 形 に変 更 す る こ とで,人 間 の 肩 幅 と体 の 厚 み の 違 い を考 慮 して い る 高 密 度 状 態 の群 衆 歩 行 を 表 現 す る た め の モ デ ル で あ る.
本 論 文 で は,既 存 の こ れ ら の モ デ ル を 用 い る の で は な く,避 難 者 の 経 路 選 択 に よ る避 難 行 動
の 変 化 を考 慮 す る た め の モ デ ル を2つ の 研 究 で 使 用 し て い る.こ の モ デ ル で は,多 く の 避 難 者
が 存 在 し,複 数 の 経 路 長 の 避 難 経 路 が 存 在 す る 場 合 に,多 く の 避 難 者 は経 路 長 が 最 短 の 避 難 経
路 を 用 い る が,混 雑 を避 け る た め に 一 部 の 避 難 者 は う 回路 と な る 経 路 を選 ぶ こ と や,選 択 さ れ
る 経 路 の 種 類 は 人 数 に よ っ て 変 化 す る こ と を仮 定 して い る.
6
第3章
地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を用 い た 災 害 時 に お け る避 難 リス ク の 高 い経 路 の 可 視 化
3.1は じ め に
本 章 で は,ツ イ ー トに 付 与 さ れ た 緯 度 経 度 情 報 と投 稿 時 間 情 報 を用 い て,人 々 が 多 く滞 在 し て い る密 集 地 を 抽 出 し,そ の 密 集 地 か ら避 難 施 設 ま で の 経 路 を 抽 出 す る.さ ら に,抽 出 され た 経 路 を構 成 す る 交 差 点(ノ ー ド),道 路(エ ッ ジ)の 内,エ ッ ジ に 着 目 し,地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク分 析 手 法,地 域 特 性 を 用 い て,各 エ ッ ジ の 避 難 の リ ス ク の 度 合 い を 計 算 す る 手 法 を 提 案 し, 避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 発 見 ・可 視 化 を 行 う.
本 章 で は,密 集 地 だ け で は な く,そ こ か ら避 難 行 動 を 行 う こ とに よ っ て,新 た に 人 々 が 密 集 す る 道 路(以 下,密 集 道 路)が 発 生 す る 可 能 性 を 考 慮 す る.図3.1に お い て,密 集 道 路 と は,複 数 の 密 集 地 か らの 避 難 行 動 に よ り,複 数 の 避 難 道 路 が 交 じ り合 う道 路(図3.1の パ タ ー ンA)や,
一 つ の 密 集 地 か ら複 数 の 避 難 施 設 へ 通 じ る 避 難 道 路 同 士 が 交 わ る 道 路(図3 .1の パ タ ー ンB)で あ る.災 害 発 生 時 に存 在 す る密 集 地 だ け で は な く,こ れ らの 密 集 道 路 に お い て も,同 じ よ う に 事 故 が 発 生 しや す く,避 難 行 動 を 円 滑 に行 う こ と は 困 難 と考 え られ る.本 章 で は,こ の 密 集 道 路 を 考 慮 して,避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 発 見 ・可 視 化 を行 う.
3.2提 案 シ ス テ ム
本 論 文 で は,は じめ に,緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ た ツ イ ー トを 用 い て,密 集 地 を 抽 出 し,そ れ
ぞ れ の 密 集 地 か ら道 の りが3km以 内 に あ る避 難 施 設 を検 索 す る.次 に,密 集 地 か ら避 難 施 設 ま
で の 避難 経 路 を抽 出 し,そ の 結 果 か ら,避 難 行 動 中 に 発 生 す る密 集 道 路 や,地 域 特 性 を 考 慮 し
た,災 害 時 に 避 難 の リス ク が 高 い 経 路(以 下,ハ イ リス ク 路)を 抽 出 す る シ ス テ ム を提 案 す る.
第3章 地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク を 用 い た 災 害 時 に お け る 避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化 7
→ 密集道路 → 避難道路
密集道路 パター ンA
↑
静『 謬 戸
密集 道 路 パ タ ー ンB
畳 篭1
図3.1密 集 道 路 の例
3.2.1密 集 地 の 抽 出
密 集 地 は,時 間 に 伴 っ て 発 生 場 所 が 変 化 す る と考 え られ る た め,緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ た ツ イ ー トを 用 い て,1時 間 ご と に 密 集 地 を 抽 出 す る.は じ め に,密 集 地 を 抽 出 す る エ リ ア を 縦 横500mの メ ッ シ ュ に 分 割 す る.そ して,そ の メ ッ シ ュ 内 で ツ イ ー トを 投 稿 し た ユ ー ザ 数 を 数 え る.緯 度 経 度 情 報 に は,数 十m程 度 の 誤 差 が 含 ま れ て い る こ と や,時 間 単 位 で 区 切 る た め に 人 々 が 周 辺 に移 動 して い る 可 能 性 が あ る な ど の 誤 差 が 含 ま れ て い る と 考 え ら れ る た め,図32の ガ ウ シ ア ン フ ィ ル タ を 用 い て 人 数 の 平 滑 化 を 行 う.平 滑 化 後 の 各 メ ッ シ ュ の 値 が し き い 値 を 超 え て い る メ ッ シ ュ を 密 集 地 とす る.
3.2.2複 数 の 避 難 経 路 の 抽 出
32.1節 の 手 法 に よ っ て 抽 出 され た そ れ ぞ れ の 密 集 地 と避 難 施 設 を 結 ぶ 複 数 の 避 難 経 路 を 抽 出
す る.こ こで,複 数 の 経 路 と は,一 つ の 密 集 地 と 一 つ の 避 難 施 設 を 結 ぶ,経 路 群 の こ とで あ る.
第3章 地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を 用 い た 災 害 時 に お け る避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化 8
1
‑
16
2
‑
16
1
‑
16 2
‑
16
4
‑
16
2
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16 1
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2
‑
16
1
‑
16
図3.2ガ ウ シ ア ン フ ィ ル タ
本 論 文 で は,経 路 を探 索 す る ツ ー ル と し てpgRoutng[39]を 用 い た.
本 論 文 で は,密 集 地 内 の 人 数 に 従 い,避 難 施 設 ま で の 避 難 経 路 の 多 様 性 が 増 加 す る と考 え, 複 数 の避 難 経 路 を 抽 出 して い る。 短 い 避 難 経 路 と長 い 避難 経 路 が あ る場 合,多 くの 人 々 が 短 い 避 難 経 路 を 通 り,一 部 の 人 々 が 混 雑 を 避 け る た め に,少 しで も 長 い 避 難 経 路 を 通 る と仮 定 して い る.災 害 発 生 時 集 団 の 中 で は,集 団 意 識 が 高 ま り,同 じ避 難 施 設 へ と多 く の 人 々 が 避 難 す る と予 想 され る が,最 短 経 路 を通 り,最 寄 りの 避 難 施 設 へ と避 難 す る こ とは 必 ず し も 安 全 で は な い こ と や,災 害 発 生 時 に 同 じ場 所 に い る人 々 は別 の 避 難 施 設 へ と 避 難 す る可 能 性 が 高 い と さ れ て い る た め[40],こ の よ うな モ デ ル を 採 用 して い る.
一 つ の 密 集 地 と一 つ の 避 難 施 設 を 結 ぶ 経 路 数 の 決 定 の 仕 方 に つ い て 述 べ る .図3.3に 複 数 の 経 路 を 抽 出 す る ま で の 流 れ を 示 す.は じ め に本 論 文 で は,避 難 経 路 を探 索 す る た め に 地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク と して,東 京 都 のOpenStreetMap[41]を 用 い た.本 論 文 で は,こ の デ ー タ に 含 まれ て い る 交 差 点 を ノー ド,道 路 を エ ッ ジ と す る.ま た,避 難 経 路 は こ れ らの ノー ド と エ ッ ジ の 集 合 か ら構 成 され る も の と す る.密 集 地0の 重 心 の 最 近 傍 の ノ ー ドiを 出 発 地 点 と し,そ こ か ら3km以 内 で 到 達 で き る 避 難 施 設 の 最 近 傍 の ノ ー ド」を 到 達 地 点 とす る.そ し て,ノ ー ドiか ら ノ ー ドブへ の 経 路 を ん回 経 路 の 長 さ が 短 い 順 に 探 索 す る.抽 出 さ れ た 経 路 群 に 対 し,κ 番 目 に短 い 短 い 経 路 を 通 る で あ ろ う人IS(rK一 を,経 路 長 の 比 を 用 い て 式(3.1)で 計 算 す る.
r・一{鬼 ・ 鴇 織 ・ 姻 .Rc ;i;(3・1)
Roは,3.2.1節 の 手 法 で 検 出 さ れ た 密 集 地0内 の 平 滑 化 後 の 人 数 を,Length(k)はk個 目 の 経 路
の 経 路 長 を示 して い る.tは 経 路 の 探 索 回 数 で あ る.TotαILengthは,1個 目 の 経 路 の 経 路 長 か
第3章 地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を 用 い た 災 害 時 に お け る避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化
9k十1
亡 十1 亡回 目 の 経 路 探 索 開 始 (k=1,t=1)
た個 目の経路 を探 索(経 路長 が短 い順 に抽 出)
No
γκを 計 算
1回 目の 経 路 探 索 力、
加 θ(亡) を 計 算
Ave(の は 閾 値 以 下 か
t‑1回 目 時 のrkを γ'κに 変 更
Yes
経路探索の終了
図3.3複 数 の 経路 を抽 出す る まで の流 れ
らk個 目 の 経 路 の 経 路 長 ま で の 総 和 で あ り,式(3.2)で 表 せ る.
た
T・tαZL・ngth一 ΣL・ngth(k)(3・2)
t=1
3km以 内 と し た 理 由 は,東 京 都 は,全 て の 場 所 か ら避 難 距 離 が3km以 内 とな る よ う に 避 難施
第3章 地 理空 間 ネ ッ トワー クを用 い た災害 時 にお け る避 難 リス クの高 い経 路 の可 視 化
10設 を配 置 す る こ と を 目標 と して い る た め[42],本 論 文 で も そ れ に 準 じて い る.さ ら に,密 集 地 か ら あ ま り遠 い 避 難 施 設 へ の 経 路 を探 索 す る こ と は 現 実 的 で は な い こ とや,経 路 の探 索 時 間 の 削 減 の た め で あ る.そ の た め,対 象 の 密 集 地 か ら3km以 内 に 避 難 施 設 が 存 在 し て い な い 場 合 は,そ の 避i難施 設 を 到 達 地 点 候 補 か ら削 除 す る.
ま た,密 集 地0の 重 心 の 最 近 傍 に 位 置 し て い る ノ ーF"iと,各 避 難 施 設 の 最 近 傍 に 位 置 し て い る ノー ドブの 探 索 方 法 に つ い て 述 べ る.OpenStreetMap上 の 全 て の ノ ー ド と エ ッ ジ に は,緯 度 経 度 情 報 が 付 与 さ れ て い る.そ こ で,全 て の ノ ー ドの 緯 度 経 度 情 報 と,密 集 地0の 重 心 の 緯 度 経 度 情 報,各 避 難 施 設 の 緯 度 経 度 情 報 と の ヒ ュ ベ ニ 距 離[43]を 計 算 し,そ の 距 離 が 最 も 小 さ い ノ ー ドを最 近 傍 の ノ ー ド とす る.2地 点 間 の ヒ ュ ベ ニ 距 離D乞8如 ηceは,以 下 の 公 式 で 求 め ら れ る.
Di8tαnce=(mr・Dl。t)2+(PV・C・S(Al。t)・Dlng)2
(3.3)
Alαtは2地 点 間 の 平 均 緯 度,Dlαtは2地 点 間 の 緯 度 差,Dlngは2地 点 間 の 経 度 差,mrは 午 線 曲 率 半 径,pvは 卯 酉 線 曲 率 半 径 を 表 す.
経 路 探 索 回魏 が2回 以 上 の 際,t‑1回 目 に 経 路 探 索 を し た 際 のrkと,t回 目 に経 路 探 索 した 際 に 算 出 さ れ たrkに は 差 が 生 じ る.こ の,tN経 路 を探 索 し た 際 に生 じ る差 の 平 均 をAve(t)と し, 式(3.4)で 算 出 す る.
Σ 筒1恥 一r急1(3 .4)Ave(t)=
t‑1
本 論 文 で は,ん 回 目 の 経 路 の 探 索 に よ り,κ 番 目 に 短 い 経 路 を 抽 出 して い る.避 難 経 路 の 組 み 合 わ せ は 無 数 に 存 在 す る と考 え られ る が,実 際 に は,そ の ほ と ん どの 経 路 は 避 難 経 路 と して 用 い られ な い と考 え られ る.そ の た め,k番 目 の 経 路 と,k‑1番 目 の 経 路 を 通 る 人 数 が ほ と ん ど 変 化 し な く な っ た 場 合 に,経 路 の 探 索 を 終 了 す る.rkは,t‑1回 目 に 経 路 探 索 を し た 際 に 算 出 さ れ たrkで あ る.tの 増 加 に 伴 い,Ave(t)は 単 調 に 減 少 し,限 りな く0に 近 づ く.こ こ で, Ave(t)が,あ る し き い 値 を 下 回 っ た 際,そ れ 以 降 の 経 路 探 索 を 終 了 し,到 達 地 点 を 別 の 避 難 施 設 に 変 更 す る か,出 発 地 点 の 密 集 地 の 変 更 を行 う.
3.2.3ハ イ リ ス ク 路 の 発 見
3.22節 の 手 法 に よ っ て 抽 出 さ れ た 避 難 経 路 を用 い て,ハ イ リ ス ク路 を 発 見 す る手 法 に つ い て
述 べ る.本 論 文 で は,避 難 経 路 の 全 体 で は な く,避 難 経 路 を構 成 して い る そ れ ぞ れ の エ ッ ジ に
つ い て,災 害 発 生 時 に 出 現 す る 密 集 道 路 や,密 集 地 の 重 み を 考 慮 した 混 雑 度 と,各 地 域 で 東 京
都 が 道 幅 や,建 物 倒 壊 度,火 災 発 生 危 険 度 な ど の 地 域 特 性 を 総 合 して 考 慮 さ れ た 災 害 時 活 動 困
第3章 地 理 空間 ネ ッ トワー ク を用 いた 災害 時 に お け る避 難 リス クの高 い経 路 の可 視 化11
難 度 の2つ の 指 標 を 用 い て,各 エ ッ ジ の リス ク度 を 算 出 す る.リ ス ク 度 が 高 い エ ッ ジ を ハ イ リ ス ク 路 と して 抽 出 す る.
混 雑 度 の 算 出
混 雑 度 の 算 出 に は,エ ッ ジ の 媒 介 中 心 性 と密 集 地 の 重 み を 考 慮 す る.
本 論 文 で は,3km以 内 で の 避 難 行 動 を 対 象 に,エ ッ ジ の媒 介 中 心 性 を 計 算 す る.エ ッ ジ の 媒 介 中 心 性 の 計 算 に は,福 山 と 羽 藤[44]が 提 案 し た 手 法 を参 考 に 用 い る.ネ ッ トワ ー ク 上 の そ れ ぞ れ の 密 集 地 の 重 心 か ら,最 近 傍 に 位 置 して い る 各 ノ ー 碗 を 出 発 地 点 と し,そ こか ら3km以 内 で 到 達 で き る,そ れ ぞ れ の 避 難 施 設 の 最 近 傍 に位 置 し て い る各 ノ ー ドブを 到 達 地 点 と し,乞 とブの 間 の 経 路 数 をg乞 ゴ,iと 」の 間 の 複 数 の エ ッ ジ が エ ッ ジeを 通 る 回 数 をg琶 ゴ(e)とす る と,エ ッ ジeの 媒 介 中 心 性B(e)は 式(3,5)の よ うに 表 さ れ る.
昨 霧 晶9寄)(3・5)
Viは,ノ ー 碗 か ら3km以 内 で 到 達 で き る避 難 施 設 の ノ ー ド集 合 を示 す.
次 に,密 集 地 の 重 み の 考 慮 の 仕 方 に つ い て 述 べ る.密 集 地 の 重 み と は,密 集 地0で 検 出 さ れ た 人 数Roや,密 集 地 σ か ら3km以 内 に あ る避 難 施 設 の 総 数5'(0),式(3.1)で 求 め た1つ の 密 集 地 0か ら1つ の 避 難 施 設Sま で の 避 難 経 路tWk(CS)に よ っ て 決 定 さ れ た 重 み で あ り,エ ッ ジeを 通 る 人 数 の お お よ そ の 値 を示 す.密 集 地0と 避難 施 設S問 を 結 ぶ 避 難 経 路 の探 索 終 了 後,そ の 避 難 経 路 の 中 に,エ ッ ジeが 含 ま れ て い た 際,エ ッ ジeに お け る密 集 地 の 重 みW(e)は,式(3.6)で 算 出 す る.
W(e)一 搾 θ(。)R霧(。S)(3・6)
V(8)は,密 集 地0か ら3km以 内 で 到 達 で き る避 難 施 設 の ノ ー ド集 合 で あ り,Nは そ の 時 間 帯 に 抽 出 さ れ た 密 集 地 の 総 数 で あ る 。
こ こ で,エ ッ ジeの 混 雑 度Oongestion(e)は,式(3.7)に よ って,0か ら1の 範 囲 に 正 規 化 さ れ た エ ッ ジ の 媒 介 中 心 性B(e)と,密 集 地 の 重 みW(e)を 用 い て,式(3.8)で 算 出 す る.
(x‑Xmin)normαlize(x)=
(Xm。 。,‑X燃)
(3。7)
Oonge8tion(e)=normαlize(B(e))十normαlize(W(e))(3.8)
Xmαx,Xminは,Xをxの と る す べ て の 値 の 集 合 と し た と き に,Xの 中 で の 最 大 値 と 最 小 値 で あ る.
第3章 地 理 空 間ネ ッ トワー ク を用 いた 災害 時 に おけ る避難 リス クの 高 い経路 の可視 化
12災 害 時 活 動 困 難 度 の 算 出
次 に,も う一 つ の ハ イ リ ス ク 路 の 指 標 と な る,災 害 時 活 動 困 難 度 の 算 出 に つ い て 述 べ る.
災 害 時 活 動 困 難 度 と は,東 京 都 都 市 整 備 局[45]が,第7回 調 査 か ら始 め た,建 物 倒 壊 や 火 災 発 生 の 確 率,道 幅 を 総 合 的 に 考 慮 し,災 害 時 の 避難 や 消 火 ・救 援 活 動 の し や す さ(困 難 さ)を,都
内 の5,133町 丁 目 に つ い て 評 価 し た も の で あ る.調 査 結 果 は,町 丁 目単 位 で,5段 階 で 評 価 さ れ, こ の値 が 小 さ い ほ ど,災 害 時 に 安 全 に 避 難 で き る場 所 で あ る こ と を示 して い る.
災 害 時 活 動 困 難 度 の算 出 は,エ ッ ジeご とに,ど の 評 価 の 災 害 時 活 動 困 難 度 の 評 価 に 属 して い る か を 求 め,次 に 各 災 害 時 活 動 困 難 度 の 評 価 内 で の,エ ッ ジeの 長 さ を 求 め,最 後 に そ れ ら を 掛 け 合 わ せ る こ とで 算 出 す る.エ ッ ジ 長Eの エ ッ ジeが,災 害 時 活 動 困 難 度 の 評 価Rαnkに 含 ま れ,そ の 災 害 時 活 動 困 難 度 の 評 価Rαnk内 で の エ ッ ジ長 をERαnleと す る と,エ ッ ジeの 災 害 時 活 動 困 難 度ERDA(e)は,正 規 化 を 行 う式(3.7)と 式(3.9)で 表 さ れ る.
ら
ERDA(・)‑n・rmαli・ ・(ΣRank・ER・nle)
Rα η鳶=1
(3.9)
リ ス ク度 の 算 出
最 後 に,エ ッ ジeの リス ク度 を 算 出 す る 方 法 に つ い て 述 べ る.各 エ ッ ジeの リ ス ク 度Risk(e) は 式(3.8),式(3.9)で 各 エ ッ ジ に つ い て の 混 雑 度Oongestion(e),災 害 時 活 動 困 難 度ERDA(e) を 足 し合 わ せ て,式(3.10)で 算 出 す る.
Risk(e)=Oongestion(e)+ERDA(e)(3.10)
式(3.10)を 用 い て 算 出 さ れ たRisk(e)の 値 が 大 き い ほ ど,そ の エ ッ ジeの リ ス ク 度 が 高 い こ と を 表 し て い る.
3.3シ ス テ ム 実 行 例 ・考 察
本 章 で は,Twitterに 投 稿 され た 緯 度 経 度 情 報 が 付 与 され た ツ イ ー トに 対 して,32章 で 提 案 し た シ ス テ ム を適 用 す る こ と で,得 られ た 密 集 地 とハ イ リス ク路 を可 視 化 し た 結 果 を 示 し,そ の 結 果 に つ い て 考 察 す る.可 視 化 結 果 は,GoogleMaps[46]を 用 い て 地 図 上 に 可 視 化 した.
33.1デ ー タ セ ッ ト
は じ め に,本 論 文 で 用 い た デ ー タ セ ッ トに つ い て 述 べ る.本 論 文 で は,2015年4月1日 か ら
2015年12月31日 ま で の 間 に 東 京 都23区 内 で 投 稿 さ れ た 緯 度 経 度 情 報 付 き ツ イ ー トを 収 集 し た.
第3章 地理 空 間 ネ ッ トワー ク を用 いた 災害 時 に お ける避 難 リス クの高 い経 路 の可 視 化 13
＼ ・ 》 ・・な 隠 ＼'㍗ふ ぐ・、 噛 矩形 密集地
轟 鍵 〜憂1蒙羅塗 量s
(a)5時 か ら6時 の 間 の シ ス テ ム 実 行 結 果
図3.4
(b)14時 か ら15時 の 間 の シ ス テ ム 実 行 結 果
東 京都23区 全 体 の シ ステ ム実 行 結果
(c)18時 か ら19時 の 間 の シ ス テ ム 実 行 結 果
収 集 さ れ た ツ イ ー トの 数 は 合 計5,769,800件 で,確 認 さ れ た ユ ー ザ 数 は235,942人 で あ っ た.ま た,密 集 地 を 抽 出 す る 際 の 基 準 と な る 閾 値 は,人 手 に よ り確 認 し た 結 果,人 数 の 増 減 が 急 変 化 す る 人 数 で あ る250人 と し た.
地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク と して,3.2.2節 で 述 べ た よ う に,東 京 都 のOpenStreetMap[41]の デ ー タ を 用 い た.こ の デ ー タ に は,そ の 道 路 の 種 類 を表 す 道 路 タ グ が 付 与 され て い る.こ の 道 路 タ グ が 「motorway」,「motorwαy.link」,「motorwαy.ゴUηC翻 ㎝ 」の デ ー タ を 削 除 し た.こ れ は, 人 々 が 避 難 時 に,こ れ ら の 道 路 タ グ が 示 す 道 路 を 通 る と は考 え に くい た め で あ る.結 果 と して, 残 っ た 道 路 ネ ッ トワ ー ク の デ ー タ は,ノ ー ド数 が205,930件,エ ッ ジ 数 が302,141件 で あ っ た.
避 難 施 設 の デ ー タ は,国 土 交 通 省 が 公 表 して い る 東 京 都 の 避 難 施 設 の デ ー タ 【47]を用 い た.
こ の デ ー タ の 中 で,東 京 都23区 内 の 避 難 施 設 の デ ー タ を 用 い た.ま た,避 難 施 設 の 数 は1,467 件 で あ っ た.
3.3.2東 京 都23区 で 抽 出 さ れ た 密 集 地 に つ い て の 考 察
次 に,抽 出 さ れ た 密 集 地 に つ い て 述 べ る.本 論 文 で は,東 京 都 が 首 都 直 下 地 震 に 対 し,被 害 想 定 を行 っ た 時 間 帯 で も あ る5時 か ら6時 の 間,18時 か ら19時 の 間[48],東 日 本 大 震 災 が 発 生 し た 時 間 帯 で あ る,14時 か ら15時 の 間 を 対 象 に 可 視 化 を 行 っ た.
東 京 都23区 全 体 の シ ス テ ム 実 行 結 果 を 図3.4に 示 す.図3.4(a)は 時 か ら6時 の 間 の シ ス テ ム 実
行 結 果 を,図3.4(b)は14時 か ら15時 の 間 の シ ス テ ム 実 行 結 果 を,図3.4(c)は18時 か ら19時 の 間
の シ ス テ ム 実 行 結 果 を そ れ ぞ れ 示 して い る.図 中 の 矩 形 は,提 案 シ ス テ ム に よ り抽 出 さ れ た 密
集 地 を示 し,検 出 さ れ た ユ ー ザ 数 を 平 滑 化 し た 結 果 に 応 じ て 色 分 け を 行 っ て い る.抽 出 され た
密 集 地 に お い て,そ の 密 集 地 内 で 検 出 さ れ た ユ ー ザ 数 を 平 滑 化 した 結 果 が,そ の 時 間 帯 で の 最
大 値 に近 い ほ ど,密 集 地 は 赤 色 に表 示 され,ユ ー ザ 数 が 最 小 値(250人)に 近 い ほ ど青 色 に 表 示 さ
第3章 地 理 空 間 ネ ッ トワ ー ク を用 い た 災 害 時 に お け る避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化14
表3.15時 か ら6時 の間 で平 滑 化後 のユ ーザ 数 が多 い密 集 地 の上位5件
順位 ユ ー ザ 数 平 滑 化後 の人 数 場所
1 1,141 429 新宿 駅 西 口付 近
2 1,036 339 東京駅東側
3 393 311 新 宿 区役 所前 付 近
4 420 310 新線新宿駅付近
5 337 241 東京 駅 北西 側
表3.214時 か ら15時 の 間 で 平 滑 化 後 の ユ ー ザ 数 が 多 い 密 集 地 の 上 位5件
順位 ユ ー ザ 数 平 滑化 後 の人 数 場 所
1
6,680 2,416 秋葉原駅南東側
2 2,276 1,968 神 田郵 便 局前 付 近
3 2,068 1,876 末広 町駅東 側
4 3,234 1,752 渋 谷 区役所 神 南 分庁 舎南 側
5 2,744 1,723 渋 谷 マ ー ク シ テ ィ
れ る.ま た,黒 色 の マ ー カ は,そ の 時 間 帯 に 抽 出 さ れ た 密 集 地 か ら到 達 可 能 で あ っ た 全 て の 避 難 施 設 を示 して い る.
図3.4中 の 色 が 塗 られ た 線 は,ハ イ リ ス ク路 と判 断 され た 経 路 を示 して お り,そ の 時 間 帯 に お い て リス ク 度 が 高 い 順 に そ れ ぞ れ 赤 色,赤 榿 色,榿 色,黄 緑 色,青 色 の 順 に 色 分 け を 行 っ て い る.ま た,色 分 け が 行 わ れ な か っ た 線 は リス ク 度 が 十 分 に 低 い か,避 難 道 路 を 探 索 し た 際 に 抽 出 され な か っ た 経 路 で あ る.
図3.4(b),図3.4(c)よ り,密 集 地 は,新 宿 駅 や,渋 谷 駅,秋 葉 原 駅 な ど の 人 が た く さ ん 集 ま る 大 き な 駅 周 辺 に 多 く見 られ た.ま た,図3.4(a)よ り,早 朝 の 時 間 帯 に お い て も,東 京 駅 や,新 宿 駅 は 密 集 す る 可 能 性 が 高 い と 予 想 され る.こ の こ とか ら,災 害 発 生 直 後 に お い て,こ れ ら の 駅 周 辺 で 混 乱 が 発 生 す る可 能 性 が 高 い と予 想 され る.実 際 に,東 日本 大 震 災 発 生 直 後 に も,東 京 都 内 の 各 駅 に 電 車 の 運 行 状 況 を 確 認 す る た め に,多 くの 人 が 駅 に 一 斉 に 集 ま り,滞 留 した こ
と に よ る 混 乱 が 生 じて い る[49].
し か し,5時 か ら6時 の 間 は,多 く の 人 々 は 睡 眠 を と っ て お り,ツ イ ー トを して い な い 可 能 性 が 高 く,実 際 に は,他 の 場 所 が 密 集 す る 可 能 性 が 高 い.本 論 文 は,密 集 地 を 抽 出 を す る 際 に, Twitterの デ ー タ の み を使 用 し て い る が,他 の デ ー タ で 補 完 す る こ と に よ り,Twitterの デ ー タ で は 密 集 地 が 抽 出 で き な か っ た 時 間 帯 で も,密 集 地 が 抽 出 で き,よ り正 確 に 分 析 す る こ と が 可 能 に な る と考 え られ る.
次 に,上 記 の3つ の 時 間 帯 で,抽 出 さ れ た 密 集 地 内 で 検 出 され た ユ ー ザ 数 の 変 化 に つ い て 述
第3章 地 理 空 間 ネ ッ ト ワ ー ク を 用 い た 災 害 時 に お け る 避 難 リス ク の 高 い 経 路 の 可 視 化15
表3.318時 か ら19時 の間 で平 滑 化後 の ユ ーザ数 が多 い密 集 地 の上 位5件
順位 ユ ー ザ 数 平 滑化 後 の人 数 場所
1 7,549 2,830 秋葉原駅南東側
2 4,731 2,529 新宿 西 口付 近
3 4,840 2,448 渋 谷 区役 所神 南 分庁 舎東 側
4 4,700 2,440 新 宿 区役 所 前付 近
5 3,731 2,439 渋 谷 マ ー ク シ テ ィ
べ る.表3.1は,5時 か ら6時 の 間 で ユ ー ザ 数 の 平 滑 化 後 の 結 果 が 多 い 密 集 地 の 上 位5件 を,表3.2 は,14時 か ら15時 の 間 で ユ ー ザ 数 の 平 滑 化 後 の結 果 が 多 い 密 集 地 の 上 位5件 を,表3.3は,18時 か ら19時 の 間 で ユ ー ザ 数 の 平 滑 化 後 の 結 果 が 多 い 密 集 地 の 上 位5件 を そ れ ぞ れ 示 し て い る.表 3.1,表3.2,表3.3よ り,5時 か ら6時 の 間 で は,新 宿 駅 西 口 付 近 が 最 も 密 集 した 場 所 で,他2つ の 時 間 帯 で は,秋 葉 原 駅 南 東 側 が 最 も 密 集 し た 場 所 で あ っ た.ま た,他 の 順 位 に お い て も,各 時 間 帯 で 差 異 が 発 見 さ れ,時 間 に 応 じ て 検 出 さ れ た ユ ー ザ 数 や,平 滑 化 後 の 結 果 が,同 じ場 所 で あ っ て も 増 加 し た.こ れ は,人 々 の 活 動 拠 点 が,時 間 に応 じて 変 化 し て い る た め で あ る と考 え られ る.こ の こ とか ら,時 間 変 化 に 応 じて,同 じ場 所 で も 密 集 に よ る避難 リス ク は 変 化 す る
こ とが 確 認 さ れ た.
3.3.3各 地 域 に お け る ハ イ リ ス ク 路 に つ い て の 考 察
次 に,抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 に つ い て 述 べ る.表3.4に,5時 か ら6時 の 間 に 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 の う ち,特 に リス ク 度 の 高 い 経 路 の 上 位5件 を,表3.5に,14時 か ら15時 の 間 に 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 の うち,特 に リス ク度 の 高 い 経 路 の 上 位5件 を,表3.6に,18時 か ら19時 の 間 に 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 の う ち,特 に リス ク 度 の 高 い 経 路 の 上 位5件 を そ れ ぞ れ 示 す.ま た,図3.5は,3.3.2章 で 述 べ た 時 間 帯 に加 え,8時 か ら9時 の 有 明 駅 周 辺 で 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 の 可 視 化 結 果 を示 して い る.こ の と き,14時 か ら15時 の 間 の 最 も リス ク 度 が 高 か っ た 経 路 は,18時 か ら19時 の 間 の 結 果 と 同 じで あ っ た た め,18時 か ら19時 の 間 の 結 果 を 図 示 し て い る.
表3.4,表3.5,表3.6中 の 「Rαnk」 は,そ の 経 路 が 含 ま れ て い る 町 丁 目 の 災 害 時 活 動 困 難 度 の ラ ン ク の 値 を示 して い る.
5時 か ら6時 の 間 の 新 宿 駅 周 辺 の 結 果
は じめ に,5時 か ら6時 の 間 に 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク 路 に つ い て 述 べ る.表3.4よ り,こ の 時
間 帯 で 抽 出 さ れ た ハ イ リス ク路 の うち,特 に リス ク 度 の 高 い 経 路 の 上 位5件 は,す べ て 靖 国 通
りの うち 新 宿 区 に 含 まれ て い る 経 路 上 に 抽 出 さ れ た.表3.4に 表 記 さ れ て い る5つ の 経 路 は,図
第3章 地 理空 間 ネ ッ トワー クを用 いた 災 害時 に お け る避 難 リス ク の高 い経 路 の可 視 化16
一:一':∵
一一 ・ ・ t.."'"t'儲 ン 苧1 押
♂ 一.♂ 、 リスク鵬̲・ し
ξ・ 摘 昌 怪 鮒
ほ きはし
矯 岨蕊 冴し ℃競 」・̲̲.・
(a)5時 か ら6時 の(b)18時 か ら19時 の(c)8時 か ら9時 の
新 宿 駅 周 辺 の 結 果 新 宿 駅 周 辺 の結 果 有 明 駅 周 辺 の 結 果 図3.53つ の時 間帯 にお け るハ イ リス ク路 の 可視 化
表3.45時 か ら6時 の 間 の リス ク 度 が 上 位5件 の 経 路
順位 経路番号 密集 地 の重 み 出現 回数 場所
Eα ηκ1 851 123 174 新宿区 新宿区役所前 2
2 849 120 170 新 宿 区 ド ン ・キ ホ ー テ 新 宿 東 口 本 店 前 2
3 850 121 171 新 宿 区 ド ン ・キ ホ ー テ 新 宿 東 口 本 店 前 2
4 848 121 171 新宿区 歌舞伎町前 2
5 847 121 171 新宿 区 新 宿 大 ガー ド東 2
表3.514時 か ら15時 の 間 の リ ス ク度 が 上 位5件 の 経 路
順位 経路番号 密集 地 の重 み 出現 回数 場所
Rα η,κ1 315030 1,273 634 新宿 区 明治通 り 新 宿 四 丁 目南側 1.3
2 392780 931 557 新宿 区 明治通 り 新 宿 三丁 目南側 2.1
3 31320 1,034 442 新 宿 区BOXGOLFゴ ル フ ス ク ー ル 前 1.3
4 234148 714 658 豊 島区 池袋 駅 南 高架 下 の道 路 2.3
5 392781 880 517 新宿 区 明 治通 り 新 宿 四丁 目北 側 2.1
3.5(a)のAで 囲 まれ た 赤 色 の 線 に 相 当 して い る.
図3.5(a)よ り,Aで 囲 ま れ た 場 所 周 辺 に,多 く の 線 が 引 か れ て い な い こ と が 分 か る.こ れ は, 新 宿 駅 周 辺 以 外 に 密 集 地 が 抽 出 され な か っ た こ とや,避 難 施 設 の 新 宿 高 校 や,新 宿 中 学 校,天 神 小 学 校 な ど に 避 難 す る こ と を考 え た 時 に,あ ま り細 い 道 を 通 る事 な く,こ れ ら の 避 難 施 設 に 避 難 で き る た め で あ る か ら で あ る と 考 え られ る.し た が っ て,こ れ らの 経 路 を 用 い る こ と で, 多 く の 避 難 施 設 に 通 じ る こ と が 分 か る.こ の こ と か ら,災 害 が 発 生 し た 際 に,こ れ ら の 経 路 に 多 く の 人 々 が 集 ま り,避 難 リ ス ク が 高 ま る 可 能 性 が あ る と予 想 さ れ る.
また,図3.5(a)のAの 左 側 は 赤 色 だ が,途 中 か ら緑 色 に な って い る,こ れ は,図3.5(a)のAが
示 す 経 路 は 少 な く と も,東 京 都 立 新 宿 中 学 校,天 神 小 学 校 の2つ の 避 難 施 設 に 通 じて お り,図
第3章 地理 空 間 ネ ッ トワー ク を用 い た 災害 時 に お ける避難 リス クの高 い経 路 の可 視 化 17
表3.618時 か ら19時 の 間 の リス ク 度 が 上 位5件 の 経 路
順位 経路番号 密 集地 の重 み 出現 回数 場所
Rα η,κ1
