(57)【要約】【課題】降雨により人命にかかわる土砂災害が発生する可能性が高い地域を特定する。【解決手段】土砂生産性指標算出部１１０６は、対象地域内の複数のセルの各々に関し、対象地域における標準的な勾配と集水面積との関係を示す回帰式に従い算出される勾配と、数値標高モデルから特定される勾配との比を、当該セルの土砂生産性を示す指標として算出する。到達可能性指標算出部１１０７は、対象地域内のインフラ上の危険評価セルに水を供給する監視領域内のセルの各々に関し、数値標高モデルから特定される危険評価セルとの高度差と危険評価セルまでの水平距離との比を、当該セルの崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標として算出する。インフラリスク指標算出部１１０９は、監視領域内のセルに関する土砂生産性を示す指標と到達可能性を示す指標を乗じた値の算術平均を、危険評価セルにおいて土砂災害が発生する可能性を示す指標として算出する。【選択図】図４
2019070961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域において、前記監視対象セル毎の土砂生産性と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性と、に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する危険度評価システム。
【請求項２】
前記複数の監視対象セルの各々に関し、前記監視領域を含む地域を構成する複数のセルの各々の勾配と当該セルに流れ込む水を供給する領域である集水領域の面積との関係を近似する回帰式に従い算出される当該監視対象セルの集水領域の面積に応じた勾配と、当該監視対象セルの勾配と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す土砂生産性指標として用いる
請求項１に記載の危険度評価システム。
【請求項３】
前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる
請求項１に記載の危険度評価システム。
【請求項４】
前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる
請求項２に記載の危険度評価システム。
【請求項５】
前記複数の監視対象セルの各々に関し前記土砂生産性指標と前記到達可能性指標とを用いて算出される指標の統計量に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する
請求項４に記載の危険度評価システム。
【請求項６】
インフラ上の複数のセルの各々に関し、当該セルを前記危険評価セルとした場合の前記土砂災害発生リスクを評価することによって、前記インフラ上の危険なセルを特定する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の危険度評価システム。
【請求項７】
前記監視領域を含む地域における降雨量の経時変化に基づき、前記監視領域内における土砂崩落の発生時刻を推定する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の危険度評価システム。
【請求項８】
コンピュータに、危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域における、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標である土砂生産性指標と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す指標である到達可能性指標とに基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを示す指標を算出させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は降雨による土砂崩落の危険度を評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
降雨による土砂崩落は人命にかかわる被害をもたらす場合がある。そこで、土砂崩落の被害を軽減するために、降雨による土砂崩落の危険度を特定し、危険度が高まった場合、その旨を報知する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、処理装置が、観測地区に設置されている雨量計により計測された雨量情報を無線で受け取り、観測地区の地理的状況を考慮した土中の含水量を算出し、算出した含水量に基づいて通報を行う仕組みが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、土砂災害の発生が想定される危険地区の上端部における水位であって土砂災害発生の可能性が高いことを示す土砂災害水位を雨量に基づいて決定し、指定された地点の推定される水位に照らし、土砂災害発生の高い警戒区域を特定する仕組みが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３２２８６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２２２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
長期間にわたり降雨が続く場合、降雨を受ける全地域を危険地域と捉えて土砂崩落の監視対象としたり、それらの全地域への人の立ち入りを禁止したりすることは、リスクとリスクを回避するための代償とのバランスを欠き、現実的ではない。
【０００７】
人命にかかわる土砂災害が発生する可能性が高い地域を特定できれば、その地域を集中的に監視したり、その地域に限り人の立ち入りを禁止したりすることによって、効率的にリスクを回避することができる。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み、降雨により人命にかかわる土砂災害が発生する可能性が高い地域を特定するための手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は、危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域において、前記監視対象セル毎の土砂生産性と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性と、に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する危険度評価システムを第１の態様として提供する。
【００１０】
上記の第１の態様に係る危険度評価システムによれば、ある地点における土砂災害発生リスクが分かる。
【００１１】
上記の第１の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、前記監視領域を含む地域を構成する複数のセルの各々の勾配と当該セルに流れ込む水を供給する領域である集水領域の面積との関係を近似する回帰式に従い算出される当該監視対象セルの集水領域の面積に応じた勾配と、当該監視対象セルの勾配と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す土砂生産性指標として用いる、という構成が第２の態様として採用されてもよい。
【００１２】
上記の第１の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる、という構成が第３の態様として採用されてもよい。
【００１３】
また、第２の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し、当該監視対象セルと前記危険評価セルの高度差と、当該監視対象セルと前記危険評価セルの水平距離と、の比を用いた指標を、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す到達可能性指標として用いる、という構成が第４の態様として採用されてもよい。
【００１４】
上記の第４の態様に係る危険度評価システムにおいて、前記複数の監視対象セルの各々に関し前記土砂生産性指標と前記到達可能性指標とを用いて算出される指標の統計量に基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを評価する、という構成が第５の態様として採用されてもよい。
【００１５】
上記の第２乃至第５の態様に係る危険度評価システムによれば、監視領域を含む地域の数値標高モデルにより、当該地域内のある地点における土砂災害発生リスクが分かる。
【００１６】
上記の第１乃至第５のいずれかの態様に係る危険度評価システムにおいて、インフラ上の複数のセルの各々に関し、当該セルを前記危険評価セルとした場合の前記土砂災害発生リスクを評価することによって、前記インフラ上の危険なセルを特定する、という構成が第６の態様として採用されてもよい。
【００１７】
上記の第６の態様に係る危険度評価システムによれば、人の立ち入りが多いインフラのうち土砂災害発生リスクが高い領域が分かる。
【００１８】
上記の第１乃至第６のいずれかの態様に係る危険度評価システムにおいて、前記監視領域を含む地域における降雨量の経時変化に基づき、前記監視領域内における土砂崩落の発生時刻を推定する、という構成が第７の態様として採用されてもよい。
【００１９】
上記の第７の態様に係る危険度評価システムによれば、土砂災害発生リスクが高まる時刻が分かる。
【００２０】
また、本発明は、コンピュータに、危険評価セルを含む複数の監視対象セルから成る土砂崩落の監視領域における、前記監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標である土砂生産性指標と、前記監視対象セル毎の崩落土砂の前記危険評価セルへの到達可能性を示す指標である到達可能性指標とに基づき、前記危険評価セルにおける土砂災害発生リスクを示す指標を算出させるためのプログラムを第８の態様として提供する。
【００２１】
上記の第８の態様に係るプログラムによれば、コンピュータによって、上記の第１の態様に係る危険度評価システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る危険度評価システムの全体構成を示した図。
【図２】一実施形態に係る端末装置のハードウェアとして用いられるコンピュータの構成を示した図。
【図３】一実施形態に係るサーバ装置のハードウェアとして用いられるコンピュータの構成を示した図。
【図４】一実施形態に係る端末装置の機能構成を示した図。
【図５】一実施形態に係る端末装置が特定する危険評価セルと監視領域の関係を示した図。
【図６】一実施形態に係る表示部が表示する情報を例示した図。
【図７】一実施形態に係る表示部が表示する情報を例示した図。
【図８】一実施形態に係る端末装置の機能構成を示した図。
【図９】一実施形態に係る表示部が表示する情報を例示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［実施形態］
以下、本発明の実施形態に係る危険度評価システム１を説明する。危険度評価システム１は、対象地域内の鉄道等のインフラのうち降雨による土砂災害発生リスクが高い領域をユーザに通知するとともに、土砂災害発生リスクが高い部分において土砂災害が発生すると推定される時刻をユーザに通知するシステムである。
【００２４】
図１は危険度評価システム１の全体構成を示した図である。危険度評価システム１はユーザにより使用され、ユーザに対し通知する情報を生成するとともに、生成した情報をユーザに通知する端末装置１１と、端末装置１１に対し対象地域における降雨量の経時変化の実績値及び推定値を示す降雨量データを配信するサーバ装置１２を備える。端末装置１１とサーバ装置１２はネットワークを介して通信接続されている。
【００２５】
端末装置１１及びサーバ装置１２のハードウェアはコンピュータである。図２は端末装置１１のハードウェアとして用いられるコンピュータ１０の構成を示した図である。また、図３はサーバ装置１２のハードウェアとして用いられるコンピュータ２０の構成を示した図である。
【００２６】
コンピュータ１０は、各種データを記憶するメモリ１０１と、メモリ１０１に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うプロセッサ１０２と、外部の装置との間でデータ通信を行う通信ユニット１０３と、ユーザに各種情報を表示するディスプレイ１０４と、ユーザのデータ入力操作を受け付けるキーボード１０５を備える。なお、ディスプレイ１０４及びキーボード１０５の少なくとも一方がコンピュータ１０に内蔵されず、外付けの装置としてコンピュータ１０に接続されてもよい。
【００２７】
コンピュータ２０は、各種データを記憶するメモリ２０１と、メモリ２０１に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うプロセッサ２０２と、外部の装置との間でデータ通信を行う通信ユニット２０３を備える。
【００２８】
プロセッサ２０２がメモリ２０１に記憶されているプログラムに従う各種データ処理を行うと、コンピュータ２０は降雨量データを端末装置１１に配信するサーバ装置１２として動作する。サーバ装置１２の機能構成は、一般的なデータ配信を行うサーバ装置の機能構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００２９】
図４は、端末装置１１の機能構成のうち、土砂災害発生リスクが高い場所をユーザに通知するための処理を行う機能構成を示した図である。以下に図４に示される機能構成を説明する。
【００３０】
記憶部１１１は主としてメモリ１０１により実現され、各種データを記憶する。記憶部１１１には、予め、対象地域の数値標高モデルを示す数値標高モデルデータと、対象地域内の鉄道（インフラの一例）の通過する位置を示す路線データが記憶されている。また、記憶部１１１には、以下に説明する演算部１１０により生成される各種データが記憶されてゆく。
【００３１】
演算部１１０は主としてプロセッサ１０２により実現され、各種演算を行う。演算部１１０は、対象地域を構成する複数のセルの各々に関し、当該セルの集水面積を算出する集水面積算出部１１０１を備える。本願においてセルとは、対象地域を分割して得られる複数の所定の大きさの矩形の領域の各々を意味する。セルの集水面積とは、当該セルに流れ込む水を供給する領域である集水領域の面積である。集水面積算出部１１０１は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルを用いて、既知の地形水文分析により対象地域内の各セルの集水面積を算出する。集水面積算出部１１０１により算出された各セルの集水面積を示すデータは、集水面積データとして記憶部１１１に記憶される。
【００３２】
演算部１１０は、対象地域内の各セルの勾配を算出する勾配算出部１１０２を備える。勾配算出部１１０２は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルの空間微分を行い、対象地域内の各セルの勾配を算出する。勾配算出部１１０２により算出された各セルの勾配を示すデータは、勾配データとして記憶部１１１に記憶される。
【００３３】
演算部１１０は、対象地域における標準的な土砂の削れやすさをもたらす集水面積と勾配の組み合わせを示す回帰式を特定する回帰式特定部１１０３を備える。回帰式特定部１１０３は、対象地域内の各セルに関し、集水面積データが示す集水面積と、勾配データが示す勾配とを対応付け、対応付けられた集水面積と勾配の組をサンプルとする母集団に関し、回帰分析により回帰式を特定する。
【００３４】
本実施形態において、回帰式特定部１１０３が特定する回帰式は、以下の式１の構造を備える。
【数１】
2019070961.tif 000003
ただし、Ｓは勾配（単位：ｍ／ｍ）、Ａfは集水面積（単位：ｍ2）である。また、Ｂ及びｐは対象地域の土砂の特性により定まる定数であり、回帰分析により特定される。
【００３５】
式１は、以下の式２から導出される。
【数２】
2019070961.tif 000004
ただし、Ｅは土砂の侵食速度（単位：ｍ／ｙｒ）、Ｋは土砂の侵食効率（単位：例えばｙｒ-1（べき数ｍに依存））である。また、ｍ及びｎは集水面積Ａfと勾配Ｓの重み付けを示す数値（ｍ＞０、ｎ＞０）である。式２に示されるように、土砂の侵食速度が勾配と集水面積のべき乗の積に概ね比例する関係を有する点は既知である。なお、式１の定数と式２の定数には以下の式３及び式４に示す関係がある。
【数３】
2019070961.tif 000005
【数４】
2019070961.tif 000006
【００３６】
回帰式特定部１１０３により特定された回帰式を示すデータは、回帰式データとして記憶部１１１に記憶される。
【００３７】
演算部１１０は、対象地域内のセルの中から鉄道が通るセルを危険評価セルとして抽出する危険評価セル抽出部１１０４を備える。危険評価セル抽出部１１０４は、路線データに基づき危険評価セルを抽出する。危険評価セル抽出部１１０４により抽出された危険評価セルを示すデータは、危険評価セルデータとして記憶部１１１に記憶される。
【００３８】
演算部１１０は、危険評価セルの各々に関し、当該危険評価セルの集水領域を監視領域として特定する監視領域特定部１１０５を備える。監視領域特定部１１０５は、数値標高モデルデータが示す数値標高モデルを用いて、危険評価セルの各々に関し、既知の地形水文分析により集水領域を特定し、特定した集水領域を当該危険評価セルの監視領域とする。以下、監視領域内のセルを監視対象セルという。
【００３９】
図５は、対象地域Ｕ内の線路ｒ上の１つの危険評価セルＰiと、危険評価セルＰiの監視領域Ｑiを示した図である。監視領域特定部１１０５により特定された各危険評価セルの監視領域を示すデータは、監視領域データとして記憶部１１１に記憶される。
【００４０】
演算部１１０（図４）は、危険評価セル抽出部１１０４により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部１１０５により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、土砂生産性を示す指標である土砂生産性指標を算出する土砂生産性指標算出部１１０６を備える。
【００４１】
本実施形態において、土砂生産性指標算出部１１０６は以下の式５に従い土砂生産性指標ＳＡＩを算出する。
【数５】
2019070961.tif 000007
ただし、Ｓlocalは勾配データが示す監視対象セルの勾配、Ａflocalは集水面積データが示す監視領域の集水面積である。また、Ｓ（Ａflocal）は回帰式データが示す回帰式（式１）に従い算出される、監視領域の集水面積Ａflocalに応じた勾配である。
【００４２】
土砂生産性指標算出部１１０６により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎の土砂生産性指標ＳＡＩを示すデータは、土砂生産性指標データとして記憶部１１１に記憶される。
【００４３】
演算部１１０は、危険評価セル抽出部１１０４により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部１１０５により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、崩落土砂の当該危険評価セルへの到達可能性を示す指標である到達可能性指標を算出する到達可能性指標算出部１１０７を備える。
【００４４】
本実施形態において、到達可能性指標算出部１１０７は以下の式６に従い到達可能性指標ＩＥＦＣを算出する。
【数６】
2019070961.tif 000008
ただし、ＨSは数値標高モデルデータが示す、危険評価セルを基準とする監視対象セルの高さ（単位：ｍ）、すなわち監視対象セルの高さから危険評価セルの高さを減じた値である。また、Ｌは数値標高モデルデータが示す、危険評価セルと監視対象セルの水平距離（単位：ｍ）である。
【００４５】
到達可能性指標算出部１１０７により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎の到達可能性指標ＩＥＦＣを示すデータは、到達可能性指標データとして記憶部１１１に記憶される。
【００４６】
演算部１１０は、危険評価セル抽出部１１０４により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、監視領域特定部１１０５により特定された監視領域内の監視対象セル毎に、危険評価セルに到達し得る崩落土砂の生産性を示す指標であるハザード指標を算出するハザード指標算出部１１０８を備える。
【００４７】
本実施形態において、ハザード指標算出部１１０８は以下の式７に従いハザード指標ＴＧＩを算出する。
【数７】
2019070961.tif 000009
【００４８】
ハザード指標算出部１１０８により算出された各危険評価セルの監視対象セル毎のハザード指標ＴＧＩを示すデータは、ハザード指標データとして記憶部１１１に記憶される。
【００４９】
演算部１１０は、危険評価セル抽出部１１０４により抽出された複数の危険評価セルの各々に関し、ハザード指標算出部１１０８により算出されたハザード指標ＴＧＩの統計量をインフラリスク指標として算出するインフラリスク指標算出部１１０９を備える。
【００５０】
本実施形態において、インフラリスク指標算出部１１０９はハザード指標ＴＧＩの算術平均をインフラリスク指標ＳＬＰＲとして算出する。インフラリスク指標算出部１１０９により危険評価セル毎に算出されたインフラリスク指標ＳＬＰＲを示すデータは、インフラリスク指標データとして記憶部１１１に記憶される。
【００５１】
表示部１１２は主としてディスプレイ１０４により実現され、演算部１１０により生成され、記憶部１１１に記憶されている各種データが示す情報を表示する。図６及び図７は、表示部１１２が表示する情報を例示した図である。
【００５２】
図６は、表示部１１２が表示するハザードマップを示している。図６に例示のハザードマップには、対象地域Ｕ内の線路ｒ上の危険評価セルのうちインフラリスク指標ＳＬＰＲが所定の閾値以上の危険評価セルとして、危険評価セルＰ1、Ｐ2、Ｐ3が図示されている。また、図６に例示のハザードマップには、危険評価セルＰ1、Ｐ2、Ｐ3の各々に応じた監視領域Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3に含まれる監視対象セルのうちハザード指標ＴＧＩが所定の閾値以上の監視対象セルが×印で示されている。
【００５３】
ユーザはハザードマップを見て、線路ｒ上で土砂災害を受けやすい場所と、対象地域内で土砂災害をもたらす土砂崩落の発生しやすい場所を知ることができる。
【００５４】
図７は、表示部１１２が表示する沿線リスクラインを示している。沿線リスクラインは、線路ｒの所定の基準点から線路ｒ上の危険評価セルまでの距離（線路ｒに沿った距離）を横軸とし、横軸に示される距離に応じた危険評価セルのインフラリスク指標ＳＬＰＲを縦軸にプロットしたグラフである。ユーザは沿線リスクラインを見て、線路ｒ上の各地点の土砂災害の受けやすさを知ることができる。
【００５５】
図８は、端末装置１１の機能構成のうち、土砂崩落が発生すると推定される時刻をユーザに通知するための処理を行う機能構成を示した図である。端末装置１１は、土砂崩落の発生時刻を推定するための構成部として、上述した記憶部１１１、演算部１１０、表示部１１２に加え、サーバ装置１２から降雨量データを受信する受信部１１３を備える。受信部１１３は主として通信ユニット１０３により実現される。
【００５６】
演算部１１０は、土砂崩落の発生時刻を推定するための構成部として、圧力水頭算出部１１１０、安定性指標算出部１１１１、発生時刻推定部１１１２を備える。
【００５７】
圧力水頭算出部１１１０は、対象地域内のセルの各々に関し、以下の式８に従い、降雨開始時刻を基準とする時刻ｔ（すなわち、降雨開始時刻から時間ｔ（単位：ｓ）が経過した時刻）における圧力水頭ψ（ｔ）（単位：ｍ）を算出する。なお、以下の式８は、Richard M. Iversonにより2000年に発表された論文"Landslide triggering by rain infiltration"において提案されたモデル方程式である。
【数８】
2019070961.tif 000010
【００５８】
ただし、ｔ*は以下の式９で示される値である。
【数９】
2019070961.tif 000011
ただし、Ｄ0は拡散係数（単位：ｍ2／ｓ）、αは斜面傾斜角（単位：ｄｅｇ）、Ｚは深さ（単位：ｍ）である。
【００５９】
また、Ｔ*は以下の式１０で示される値である。
【数１０】
2019070961.tif 000012
ただし、Ｔは降雨持続時間（単位：ｓ）である。
【００６０】
また、ψ0は圧力水頭の初期値、ＩZは雨量強度（単位：ｍ／ｓ）、ＫZは深さ方向の透水係数（ｍ／ｓ）、Ｒ（ｔ*）は以下の式１１のｘにｔ*を代入した値、Ｒ（ｔ*−Ｔ*）は以下の式１１のｘに（ｔ*−Ｔ*）を代入した値である。
【数１１】
2019070961.tif 000013
【００６１】
圧力水頭算出部１１１０により算出されたセル毎の時刻ｔにおける圧力水頭ψ（ｔ）を示すデータは、圧力水頭データとして記憶部１１１に記憶される。
【００６２】
記憶部１１１には、圧力水頭算出部１１１０が各セルの時刻ｔにおける圧力水頭ψ（ｔ）を算出するために用いるデータとして、拡散係数Ｄ0を示す拡散係数データ、各セルの斜面傾斜角αを示す斜面傾斜角データ、各セルの深さＺを示す深さデータ、雨量強度ＩZを示す雨量強度データ、深さ方向の透水係数ＫZを示す透水係数データ、降雨持続時間Ｔを示す降雨持続時間データが記憶されている。
【００６３】
拡散係数データが示す拡散係数Ｄ0と、透水係数データが示す透水係数ＫZは、対象地域内の代表点における水文観測値と、式８に示されるモデル方程式とのフィッティングにより特定された値である。
【００６４】
斜面傾斜角データが示す各セルの斜面傾斜角αと、深さデータが示す各セルの深さＺは、数値標高モデルデータに基づき特定された値である。
【００６５】
雨量強度データが示す雨量強度ＩZと、降雨持続時間データが示す降雨持続時間Ｔは、受信部１１３がサーバ装置１２から受信した降雨量データに基づき特定された値である。
【００６６】
なお、圧力水頭算出部１１１０が時刻ｔにおける圧力水頭ψ（ｔ）の算出に用いる圧力水頭の初期値ψ0は、圧力水頭データが示す降雨開始時刻における圧力水頭である。
【００６７】
安定性指標算出部１１１１は、対象地域内のセルの各々に関し、以下の式１２に従い時刻ｔにおける斜面安定性指標ＦSを算出する。なお、以下の式１２は、A. W. SkemptonとF. A. Deloryにより1957年に発表された論文" Stability of Natural Slopes in London Clay"において提案された算出式である。
【数１２】
2019070961.tif 000014
【００６８】
ただし、ｃは土層の粘着力（単位：ｋＰａ）、Δｃは樹木根系による粘着力の増加量（単位：ｋＰａ）、γは土層の飽和単位重量（単位：Ｎ／ｍ3）、γWは水の単位重量（単位：Ｎ／ｍ3）、ｈは土層厚（単位：ｍ）、αは斜面傾斜角（単位：ｄｅｇ）、φはせん断抵抗角（単位：ｄｅｇ）である。
【００６９】
また、ｍは以下の式１３に従い算出される地下水位パラメータ（土層厚ｈに対する圧力水頭の比）である。
【数１３】
2019070961.tif 000015
【００７０】
斜面安定性指標ＦSは、１以上であれば斜面が安定しており、土砂崩落が発生しないことを示し、１未満であれば斜面が不安定であり、土砂崩落が発生することを示す。
【００７１】
記憶部１１１には、安定性指標算出部１１１１が各セルの時刻ｔにおける斜面安定性指標ＦSを算出するために用いるデータとして、土層の粘着力ｃを示す粘着力データ、樹木根系による土層の粘着力の増加量Δｃを示す粘着力増加量データ、土層の飽和単位重量γを示す飽和単位重量データ、水の単位重量γWを示す単位重量データ、各セルの土層厚ｈを示す土層厚データ、各セルの斜面傾斜角αを示す斜面傾斜角データ、せん断抵抗角φを示すせん断抵抗角データが記憶されている。
【００７２】
粘着力データが示す土層の粘着力ｃ、飽和単位重量データが示す土層の飽和単位重量γ、せん断抵抗角データが示すせん断抵抗角φは、対象地域内から採取したサンプルを用いて行われたせん断試験等により特定された値である。粘着力増加量データが示す土層の粘着力の増加量Δｃは、土層中における深度の関数としての植物根系の数密度や根直径分布および過去の発災事例の逆解析により経験的に求められた値である。
【００７３】
斜面傾斜角データが示す各セルの斜面傾斜角αは、数値標高モデルデータに基づき特定された値である。
【００７４】
土層厚データが示す各セルの土層厚ｈは、数値標高モデルデータに基づき特定された傾斜曲率Ｃを以下の式１４に代入して算出された値である。
【数１４】
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ただし、ｈ0は傾斜曲率Ｃが０の箇所の平板型斜面の土層厚であり、ａは指数係数である。
【００７５】
式１４の指数係数ａは、対象地域内からランダムに選択された複数のセルの各々に関し、数値標高モデルデータに基づき特定された傾斜曲率Ｃと土層厚ｈの実測値との組み合わせをサンプルとする母集団に関し、回帰分析により特定された値を用いる。なお、傾斜曲率Ｃから土層厚ｈを推定するために用いる関数は回帰分析により求められるが、関数の種別は式１４に例示の指数関数に限られず、傾斜曲率Ｃから土層厚ｈの有意な推定値を導出できる限り、例えば、線形関数、多項式関数、べき関数等のいずれの種別の関数が用いられてもよい。
【００７６】
安定性指標算出部１１１１により算出されたセル毎の時刻ｔにおける斜面安定性指標ＦSを示すデータは、斜面安定性指標データとして記憶部１１１に記憶される。
【００７７】
発生時刻推定部１１１２は、インフラリスク指標ＳＬＰＲが所定の閾値以上の危険評価セルの各々に応じた監視領域に含まれる監視対象セルの各々に関し、斜面安定性指標データが１未満となる時刻を、その監視対象セルにおいて土砂崩落が発生する時刻として推定する。
【００７８】
表示部１１２は、発生時刻推定部１１１２により推定される土砂崩落の発生場所及び発生時刻を表示する。図９は、表示部１１２が表示するハザードマップを例示した図である。図９に例示のハザードマップには、図６に示したハザードマップに含まれる情報に加え、土砂崩落の発生が推定される場所と時刻が表示される。
【００７９】
ユーザはハザードマップを見て、線路ｒ上で土砂災害を受けやすい場所に対し崩落土砂をもたらす可能性のある監視領域内において、いずれの場所でどの時刻で土砂崩落が発生するかを知ることができる。
【００８０】
［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施されてもよい。以下に上述した実施形態の変形例を示す。また、以下の変形例は各々組み合わされてもよい。
【００８１】
（１）上述した実施形態において、インフラは鉄道であるものとしたが、インフラの種別は鉄道に限られず、道路、発電所、変電所等のいずれであってもよい。
【００８２】
（２）上述した実施形態においては、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標として式５に定義されるＳＡＩが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。
【００８３】
（３）上述した実施形態においては、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標として式６に定義されるＩＥＦＣが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。
【００８４】
（４）上述した実施形態においては、監視対象セル毎の危険評価セルに到達し得る崩落土砂の生産性を示す指標として式７に定義されるＴＧＩが用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標と、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標とを用いて算出される指標であれば、他の指標が用いられてもよい。
【００８５】
（５）上述した実施形態においては、インフラ上の危険評価セルが崩落土砂の被害を受ける可能性を示すインフラリスク指標ＳＬＰＲとして、ハザード指標ＴＧＩの算術平均が用いられるものとしたが、監視対象セル毎の土砂生産性を示す指標と、監視対象セル毎の崩落土砂の危険評価セルへの到達可能性を示す指標とを用いて算出される指標の統計量であれば、他の統計量がインフラリスク指標ＳＬＰＲとして用いられてもよい。
【００８６】
（６）上述した実施形態においては、監視領域内における土砂崩落の発生時刻を推定するための指標として、式１２に定義される斜面安定性指標ＦSが用いられるものとしたが、対象地域における降雨量の経時変化に基づき算出される、各セルの斜面安定性を示す指標であれば、他の指標が用いられてもよい。
【００８７】
（７）上述した実施形態においては、端末装置１１及びサーバ装置１２はコンピュータがプログラムに従う処理を実行することにより実現されるものとしたが、端末装置１１及びサーバ装置１２の少なくとも一方が、専用装置として構成されてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１…危険度評価システム、１０…コンピュータ、１１…端末装置、１２…サーバ装置、２０…コンピュータ、１０１…メモリ、１０２…プロセッサ、１０３…通信ユニット、１０４…ディスプレイ、１０５…キーボード、１１０…演算部、１１１…記憶部、１１２…表示部、１１３…受信部、２０１…メモリ、２０２…プロセッサ、２０３…通信ユニット、１１０１…集水面積算出部、１１０２…勾配算出部、１１０３…回帰式特定部、１１０４…危険評価セル抽出部、１１０５…監視領域特定部、１１０６…土砂生産性指標算出部、１１０７…到達可能性指標算出部、１１０８…ハザード指標算出部、１１０９…インフラリスク指標算出部、１１１０…圧力水頭算出部、１１１１…安定性指標算出部、１１１２…発生時刻推定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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