大都市複合災害避難シミュレーションの提案

大都市複合災害避難シミュレーションの提案
○廣井悠１・大森高樹２・新海仁３
１
名古屋大学減災連携研究センター准教授
日建設計シビル
３
応用技術株式会社
２
１．はじめに
本研究ではシミュレーション技術を用い，大都市に
おける避難行動を扱う．特に，大都市災害の特徴であ
る複合的な災害事象を取り扱う点が研究の独創的な点
であり，ここでは首都圏を対象として，広域的な帰宅
困難現象と市街地火災からの地区単位の避難行動を取
り上げる．このため本研究では，首都圏スケールの広
域シミュレーションと地域単位の狭域シミュレーショ
ンを別個に構築し，両者を入れ子構造的に関連付ける
ことで複合災害からの避難行動の評価を可能としてい
る．
２．広域避難シミュレーション（帰宅困難）の概要
本研究で構築するシミュレーションのひとつめは，
都市圏スケールを対象とした避難シミュレーションで
ある．これは首都圏の自動車と徒歩移動者を両方考慮
したもので，おおむね 1 都 3 県かつ東京駅から 40km
圏内を対象範囲としている．このもとで，帰宅意思モ
デルに基づき帰宅困難者が自宅へ様々な交通手段で移
動すると仮定して，その再現を試みた．なお，このシ
ミュレーション単体でも歩行者空間で 6 人/㎡を超え
るような過剰な密集状態がいつどこで発生するか，ま
た災害対応が著しく遅れる重度の交通渋滞がどのよう
な条件で発生するかを検証することができ，帰宅困難
者対策の政策評価を可能としている．用いた道路は
DRM データ（平成 26 年）の一般都道府県道以上及び
道路交通センサス（平成 22 年）対象道路（ただし高速
道路は除外）であり，歩道幅は道路交通センサスの歩
道幅データを使用，道路交通センサス対象外の歩道幅
については片側 1m×両側とした．このもとで自動車
と徒歩移動者がマルチエージェント型に移動する．移
動速度は中央防災会議 1)を参考に，徒歩移動の場合は
混雑度が 1.5 人/㎡で時速 4km/h，混雑度が 1.5 人/㎡以
上 6 人/㎡未満では時速 4km/h から時速 0.4km/h まで直
線的に低減し，混雑度 6 人/㎡以上は 0（つまりそれ以
上入らない）ものとした．他方で自動車の移動速度は
道路交通センサスの非混雑時旅行速度を基本としたが，
帰宅車両による混雑状況に応じた速度制限を与えた．
混雑状況による速度制限は道路交通からの推計値によ
り，車両密度の最大値を 150 台/km としたうえで，100
台/km 以上の車両密度では，速度を 1km/h に制限し，
車両密度（台/km），移動速度（km/h）において(1)式
が成り立つよう設定した（ただし歩道の混雑度が 0.5
人/㎡以上の場合は歩行者による車両交通への影響を
考え，車両密度に(2)式を適用．この数値は実データと
適合するよう推定した値であり，この場合の R2 = 0.48
であった．詳細は図 1）．なお，車両密度には帰宅車
両の通行台数に道路交通センサスの 14 時台の交通量
を加えたものとした．
car  1000V 1.0 car
(1)
  750V 1.3car
car
(2)
上記のシミュレーションで用いる移動者データは廣
井ら 2)の分析結果を用いた．ここでは，帰宅意思の決
定にランダム効用理論（Multinomial Logit Model）を仮
定し，東日本大震災時のトリップデータをあてはめ，
係数とその Hessian 行列を求めることで係数の有意確
率及びモデル全体の自由度調整済尤度比を求めている．
このもとで，
表 1 に示すケーススタディを設定し，
様々
な政策評価を検証した．なお，ここで構築したシミュ
レーションを東日本大震災時の帰宅データと比較する
と，図 1 のようになる．これは東日本大震災時に帰宅
した人の帰宅所要時間（横軸）と，その人のシミュレ
ーションで計算された帰宅所要時間（縦軸）を比較し
たものである．アンケートデータは 1 時間単位かつ休
憩など立ち寄り時間も含むため，
回帰式の傾きは 0.84，
R2 = 0.48 となった．おおむねシミュレーション結果は
東日本大震災の実態を表しているものと解釈できる．
表 1 シミュレーションケースの特徴と結果
帰宅開始時間
従業員の
帰宅・滞留
私用外出者の
帰宅・滞留
車両による帰宅
車両による
送迎
1㎡6人以上の平均道路
延長（歩道，km）
3km/h未満となる道路
延長（車道，km）
ケース1
ケース2
ケース3
ケース4
ケース5
東日本大震災
一斉
一斉
一斉
一斉
時と同様
東日本大震災
全員帰宅
半分が滞留
全員帰宅
全員帰宅
時と同様
東日本大震災
全員帰宅
全員帰宅
半分が滞留
全員帰宅
時と同様
PT調査の主要交 PT調査の主要交 PT調査の主要交 PT調査の主要交 PT調査の主要交
通手段が自動車通手段が自動車通手段が自動車通手段が自動車通手段が自動車
東日本大震災
東日本大震災
東日本大震災
東日本大震災
無し
時と同様
時と同様
時と同様
時と同様
0.04
5.10
1.43
4.24
5.10
1307
1529
1527
1537
576
12
11
10
y = 0.836 x
R² = 0.476
帰宅所要時間（シミュレーション）
9
8
7
6
5
4
ので，30 分以内に避難を完了できる人は 46.9%，1 時
間以内は 65.9%，2 時間以内でも 80.3%しか避難場所に
到達できない．すなわち細街路の閉塞はもちろん，帰
宅困難者の一斉帰宅が地域の避難行動を阻害すること
がシミュレーション上でも再現されたことになる．本
研究は市街地火災からの避難を念頭に置いたが，津波
避難においてもこの傾向は同様であると考えられ，大
都市内で迅速な避難を実現するためには，帰宅困難者
による混雑発生も踏まえた避難開始時間の設定や，避
難計画からみた一斉帰宅抑制の効果検証など，大都市
特有の避難計画の策定技術が必要と考えられる．
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
帰宅所要時間（アンケート）
図1 実データとシミュレーション（ケース1）で計算し
た帰宅所要時間の比較（N=444）
避難完了時間
図 2 対象地域と通行不能箇所（墨田区北部）
120分以上
1.0
15.2%
0.8
8.3%
10.3%
23.3%
18.5%
37.7%
0.6
60～120分
30～60分
20～30分
10～20分
10.6%
12.0%
10分以内
15.9%
14.0%
28.8%
23.0%
20.9%
caseC
caseD
0.2
14.4%
19.0%
37.0%
0.4
19.7%
caseB
21.7%
45.8%
0.0
caseA
３．狭域避難シミュレーション（市街地火災）の概要
続いて，市街地火災からの避難シミュレーションを
構築する．ここでは延焼危険性の高い墨田区北部を対
象に，対象地域内の平日昼間での滞在者（PT 調査によ
り算出し，総計 4.5 万人）が各建物から指定広域避難
場所へ移動するようシミュレーションを設定し，広域
シミュレーションで対象とした幹線道路のみならず，
細街路（歩行者通行幅は 4m とし，車は通行しないも
のとする）も避難行動に用いることとした（図 2）
．こ
のもとで，上記ケース 2 に従って帰宅困難者が一斉帰
宅するものとし，道路閉塞する場合は閉塞確率を細街
路に限り 1 リンクあたり 5%と設定し，様々なケース
の下で避難完了時間分布を計算した結果が図 3 である．
Case A は混雑の影響がなく，かつ道路が閉塞しない場
合である．このケースは平常時に避難場所へ任意の住
民が建物から移動することを想定したもので，この状
況下では 99%以上が 30 分以内に避難を完了すること
ができる．Case B は混雑を考慮しないが道路閉塞があ
るパターンを示したものである．ここでは，Case A と
比べてやや避難完了時間が遅くなるが，これでも 97%
以上が一時間以内での避難が可能である．Case C は，
道路閉塞したうえで，震災直後に地域住民全員が避難
を開始するケースである．この状況下では，30 分以内
に避難を完了できる人が 49.5%であり，1 時間以内は
71.2%，2 時間以内でも 89.7%しか避難場所に到達でき
ない．Case D は，道路閉塞したうえで，震災から 2 時
間後に地域住民全員が避難を開始するケースである．
ここでは震災直後に帰宅困難者が一斉帰宅するものと
しているため，帰宅困難者の移動と市街地火災からの
避難者が錯綜して大混雑を起こすケースを検証するも
図 3 それぞれのケースにおける避難完了時間
参考文献
1) 中央防災会議：首都直下地震避難対策等専門調査会報告，
2008 年．
2) 廣井悠，関谷直也，中島良太，藁谷俊太郎，花原英徳：東日本大
震災における首都圏の帰宅困難者に関する社会調査，地域安全学会論
文集，NO.15，2011 年，pp.343-353．
謝辞
本研究で用いた調査データは筆者と東京大学関谷直也特任准教授，株式
会社サーベイリサーチセンターとの共同作業による社会調査の成果で
ある．また本研究は科学研究費補助金若手研究(A)：複合災害を考慮し
た大都市における避難行動の再現とその計画・支援に関する研究（研究
代表者：廣井悠）の助成を受けた．関係各位に深甚なる謝意を表す．

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