【研究分野】地理学

【研究領域課題番号】18300314 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ハザードマップ / GIS / 地震 / 水害 / 防災

【研究成果の概要】

従来のハザードマップは, 均等メッシュ単位で計算された, 極めて数値解析的なものが多く, 土地条件等の詳細な空間地理情報が有効に利用されていない. また災害が起きる自然条件に関する背景や, 動的なイメージを表現していない. こうした問題を解決するため,(1) GISをベースとした詳細土地条件情報の土地脆弱性評価への活用法,(2) 動的な災害像のイメージトレーニングを支援するためのプロトタイプシステム,(3) 活断層を理解するための情報ステーションについて検討した. さらに,(4) 地域防災力向上の取り組み現場において現状のハザードマップの問題点と改善点を整理し,(5) 地形発達史を考慮したハザードマップ作成という新展開を試みた.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】18,070千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 2,670千円)

【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】17710124 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

都市シミュレーション / 地震 / 地震動 / 都市デジタルデータ / 震災シミュレーション / GIS / CAD / 統合地震シミュレータ / 地震動シミュレータ / 地理情報システム

【研究成果の概要】

前年度に引さ続き,強震動シミュレーションと各種構造物の動的解析を連成させた「統合地震シミュレータ」の開発及びその高度化を行った.本シミュレータは,所定の地震シナリオに対し,断層から地盤までの地震波動伝播計算を行い,その結果を都市内の構造物の一つ一つに入力し,高精度・高分解能の震災情報を得ようとするものである.この仕組みは,震災だけでなく,その他の災害にも拡張可能である.このシミュレーションでは,如何に精度良く強震動シミュレーションと各種構造物の動的解析を連成させるかが,精度の良い結果を得る上で重要となる.この連成を精度良く解析するため,階層型解析を用いた手法を提案し,数値実験によりその有効性を検証した.この手法によれば,断層から都市までの一連の過程を直接解析したものと同等の精度の解析結果を,従来使われている手法を本枠組みで組み合わせることにより再現可能である.また,このような解析を行う上で,地震波動場の計算精度が解析結果に及ぼす影響が示唆された.そのため,大規模波動場解析のための,非構造・構造格子及び八文木構造に基づく有限要素法プログラムを開発した.更に,上記とあわせて都市デジタルデータのデータ構造の改良を行った.特に,解析対象・解析手法によっては,ボリュームデータ・サーフェスデータを組み合わせて用いるなど工夫が必要となる.そのため,階層型データ構造を用いて,効率的に解析とデータの親和性を高められるようにした.一連の研究から俯瞰的に都市災害のシミュレーションを行うための基盤技術が得られた.今後はこれらを発展させ,実効性のあるシステムの構築をしていきたいと考えている.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】14380189 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地震被害 / 被害関数 / 被害推定 / 木造住宅 / 耐震診断 / 応答スペクトル / 地震 / 建物被害関数 / 地理情報システム / データベース / 地域性 / シミュレーション / 2000年鳥取県西部地震 / 2001年芸予地震

【研究成果の概要】

本研究では、建物被害推定精度の向上を目指し、木造建物の耐震性能の地域性に着目し、新たな被害関数の提案を行った。
まず、木造住宅の耐震性能の地域的な違いについて、耐震診断データをもとに分析した。耐震改修事業者より約3万棟の診断データを入手し、北海道・東北・関東・北陸・中部・東海・関西・山陰・山陽・四国・九州の11地域で集計し、診断評点分布の比較を行なった。その結果、関西地方で壁量が比較的少ない建物が多く、水平抵抗力の点で劣ること、北陸・東北といった積雪地域で壁配置等の問題から偏心の恐れのある建物が多いことなど地域的な違いが明らかとなった。
次に、耐震診断データに着目し,建物耐震性能の分布から応答スペクトルにより一部損壊被害を予測する被害関数の定式化を行った。そして、1995年兵庫県南部地震に関し、精度の検証を行った。
また、半壊・全壊といった大被害に対しても被害率評価ができるよう被害関数を拡張するため、被害推定に適した入力地震動の分析を行なった。実地震記録とそのスケーリング波計900波を用い、木造建物の動的解析モデルにより固有周期・壁量をパラメータとして数値解析を行った。その結果、被害判定閾値の変位における割線剛性に対応する固有周期の変位応答(減衰定数20%)の相関が高く、被害関数の入力として適していることが明らかとなった。
最後に、前項目の結果を受け、大被害時の周期伸びを考慮した変位応答スペクトルを入力とした被害関数の定式化を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】13,600千円 (直接経費: 13,600千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】06452408 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

停電 / 電力 / ライフライン / 地理情報システム / 地震 / 自然災害 / 都市機能 / 地域特性

【研究成果の概要】

本研究の2年度として,配電用配電エリアを地域単位とした地域社会に与える都市停電の影響度評価を行った.すなわち,停電発生時刻,停電継続時間,季節,規模などを考慮した影響度評価モデルを構築し,都内23区の314箇所の配電用変電エリアを対象としてシミュレーションを行った.その詳細をデータベースのアップデ-トと新しい評価モデルの構築に分けて説明する.
1.データベースのアップデ-トに関して:(1)入手可能な最新の事業所統計データ(1991年度実施)を用いて,都内23区の314箇所の配電用変電エリアの住宅・オフィス・工場・店舗/飲食店数を算出し,データベース化した.(2)アップデ-トした住宅・オフィス・工場・店舗/飲食店数を用いて,各季節の4パターンの電力需要曲線(構成要素)を算出した.そしてこれと以前にデータベース化した1時間刻みの各配電用変電所の電力需要データを用いた重回帰分析から,パターンごとの1件当たりの平均電力需要曲線(4季節,1時間刻み)を求めた.(3)全配電用変電所について,上記(2)で求めた4構成要素(パターン)別の電力需要曲線とその配電エリアの電力需要曲線から配電エリアごとの寄与率を算定した.(4)上記(3)の寄与率と,今回入手した4つの配電用変電所の高密度(5分刻み)電力需要データから,構成要素(パターン)別の高密度の電力需要曲線と残り310箇所の配電エリアの高密度電力需要データ(いずれも5分刻み)を作成し,データベース化した.
2.停電の影響度評価の新しい評価モデルの構築に関して:配電用変電エリアを地域単位とし,地域特性・停電発生時刻・停電継続時間を考慮した新しい停電の影響度評価モデルを構築した.寄与率を用いた配電アリア特性の評価,各パターン内での電力の消費対象特性の評価,パターン間の重要度の適切な評価などを考慮した停電影響度評価モデルである.

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1994 - 1995

【配分額】5,700千円 (直接経費: 5,700千円)