(57)【要約】      （修正有）【課題】被災しにくさと被災復旧しやすさとを考慮した通信ルートを算出する方法、装置及びプログラムを提供する。【解決手段】ネットワークを構成するリンクのうち、所定の災害の影響が及ぶ範囲を表す災害エリアと少なくとも一部が重なる第１のリンクと、災害の復旧に用いられる所定の道路の道幅の範囲を表す道路エリアと少なくとも一部が重なる第２のリンクを判定し、前記ネットワークを構成する始点ノードから終点ノードまでの複数のルートを探索し、探索された複数のルートを、該ルートに含まれる前記第１のリンクに基づく第１の指標値に応じたグループにグループ化し、探索された複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンク及び前記第２のリンクに基づく第２の指標値を計算し、グループ毎に、計算された第２の指標値に基づいて、同一のグループにグループ化された１以上のルートのうち、所定の個数のルートを選択する。【選択図】図４
2019145923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを構成するリンクのうち、所定の災害の影響が及ぶ範囲を表す災害エリアと少なくとも一部が重なる第１のリンクを判定する第１の判定手順と、
前記ネットワークを構成するリンクのうち、前記災害の復旧に用いられる所定の道路の道幅の範囲を表す道路エリアと少なくとも一部が重なる第２のリンクを判定する第２の判定手順と、
前記ネットワークを構成する始点ノードから終点ノードまでの複数のルートを探索するルート探索手順と、
前記ルート探索手順により探索された複数のルートを、該ルートに含まれる前記第１のリンクに基づく第１の指標値に応じたグループにグループ化するグループ化手順と、
前記ルート探索手順により探索された複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンク及び前記第２のリンクに基づく第２の指標値を計算する計算手順と、
前記グループ化手順によりグループ化されたグループ毎に、前記計算手順により計算された第２の指標値に基づいて、同一のグループにグループ化された１以上のルートのうち、所定の個数のルートを選択する選択手順と、
をコンピュータが実行することを特徴とするルート算出方法。
【請求項２】
前記グループ化手順は、
ルートを構成するリンクのうち、同一リンクである割合、個数、又は前記同一リンクのリンク長の少なくとも１つを表す閾値情報に基づいて、前記複数のルートを、前記第１の指標値が同程度となるように、グループ化する、ことを特徴とする請求項１に記載のルート算出方法。
【請求項３】
前記計算手順は、
前記複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンクが前記第２のリンクには該当しない場合に、該第１のリンクのリンク長を表す第２の指標値を計算する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のルート算出方法。
【請求項４】
前記災害エリアには、津波の影響が及ぶ範囲を表す津波エリアと、土砂災害の影響が及ぶ範囲を表す土砂災害エリアと、地震による液状化の影響が及ぶ範囲を表す液状化エリアとが少なくとも含まれ、
前記計算手順は、
前記複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンクが前記津波エリア又は前記土砂災害エリアと少なくとも一部が重なっていることを表すものである場合、又は、前記ルートに含まれる前記第１のリンクが前記液状化エリアと少なくとも一部が重なっていることを表し、かつ、該第１のリンクが前記第２のリンクには該当しない場合に、前記第１のリンクのリンク長を表す第２の指標値を計算する、ことを特徴とする請求項３に記載のルート算出方法。
【請求項５】
前記道路を示すデータに道幅が設定されていない場合、該データに対して所定の道幅を設定するデータ加工手順、
を前記コンピュータが実行し、
前記第２の判定手順は、
前記ネットワークを構成するリンクのうち、前記データ加工手順により設定された道幅の範囲を表す道路エリアと少なくとも一部が重なる第２のリンクを判定する、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のルート算出方法。
【請求項６】
ネットワークを構成するリンクのうち、所定の災害の影響が及ぶ範囲を表す災害エリアと少なくとも一部が重なる第１のリンクを判定する第１の判定手段と、
前記ネットワークを構成するリンクのうち、前記災害の復旧に用いられる所定の道路の道幅の範囲を表す道路エリアと少なくとも一部が重なる第２のリンクを判定する第２の判定手段と、
前記ネットワークを構成する始点ノードから終点ノードまでの複数のルートを探索するルート探索手段と、
前記ルート探索手段により探索された複数のルートを、該ルートに含まれる前記第１のリンクに基づく第１の指標値に応じたグループにグループ化するグループ化手段と、
前記ルート探索手段により探索された複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンク及び前記第２のリンクに基づく第２の指標値を計算する計算手段と、
前記グループ化手段によりグループ化されたグループ毎に、前記計算手段により計算された第２の指標値に基づいて、同一のグループにグループ化された１以上のルートのうち、所定の個数のルートを選択する選択手段と、
を有することを特徴とするルート算出装置。
【請求項７】
コンピュータに、請求項１乃至５の何れか一項に記載のルート算出方法における各手順を実行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、ルート算出方法、ルート算出装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、災害を対象とした通信ルートに対して、無数のルート（例えば、管路の全組み合わせ等）の中から地理的に分散した被災しにくい複数のルートを算出するアルゴリズムが検討されている。例えば、無数のルートの中から、被災率が小さい複数のルート（すなわち、被災しにくい複数のルート）を算出する手法が知られている（非特許文献１）。
【０００３】
また、災害を対象とした通信ルートの信頼性を評価する手法として、設備（例えば管路等）の属性である被災率や災害に重なる管路長等に基づいて、通信ルートの信頼性を評価する手法が知られている（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】鍔木拓磨, et al. "通信網における中継ケーブル設計のためのルート算出アルゴリズムの検討 (コミュニケーションクオリティ)." 電子情報通信学会技術研究報告= IEICE technical report: 信学技報 117.159 (2017): 25-30.
【非特許文献２】鍔木拓磨, et.al. "B-7-4 設備補強の効果を考慮したビル間通信路の地震影響評価手法の検討." 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2016.9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、信頼性工学と呼ばれる学術分野が知られている。信頼性工学では、故障のしにくさと、故障した場合における修理しやすさとの２つの指標によりシステムの信頼を評価する。例えば、ランダム故障を対象としたシステムの信頼性は、設備の属性として故障率（故障のしにくさを表す指標）と、故障時間（修理しやすさを表す指標）とがあり、これらの指標に基づいて設備の稼働率又は不稼働率を算出し、この設備の信頼性を評価する。
【０００６】
このため、災害を対象として通信ルートを算出する場合にも、被災しにくさ（信頼性工学における故障しにくさに相当する指標）と、被災した場合における被災復旧のしやすさ（信頼性工学における修理しやすさに相当する指標）との２つの指標を考慮したルートを算出することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、従来では、災害を対象とした通信ルートの算出にあたって、被災復旧のしやすさを考慮していなかった。これは、例えば、災害時の設備の故障時間（すなわち、被災復旧のしやすさ）を事前に見積もることが困難であったり、過去のデータから計算することが困難であったりするためである。また、例えば、予備設備がある拠点から被災現場までの時間はランダム故障を対象としたシステムの信頼性の評価手法を適用することができるものの、被災現場における復旧のための作業時間を見積もることは困難であるためである。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、被災しにくさと被災復旧のしやすさとを考慮した通信ルートを算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の実施の形態は、ネットワークを構成するリンクのうち、所定の災害の影響が及ぶ範囲を表す災害エリアと少なくとも一部が重なる第１のリンクを判定する第１の判定手順と、前記ネットワークを構成するリンクのうち、前記災害の復旧に用いられる所定の道路の道幅の範囲を表す道路エリアと少なくとも一部が重なる第２のリンクを判定する第２の判定手順と、前記ネットワークを構成する始点ノードから終点ノードまでの複数のルートを探索するルート探索手順と、前記ルート探索手順により探索された複数のルートを、該ルートに含まれる前記第１のリンクに基づく第１の指標値に応じたグループにグループ化するグループ化手順と、前記ルート探索手順により探索された複数のルートそれぞれについて、該ルートに含まれる前記第１のリンク及び前記第２のリンクに基づく第２の指標値を計算する計算手順と、前記グループ化手順によりグループ化されたグループ毎に、前記計算手順により計算された第２の指標値に基づいて、同一のグループにグループ化された１以上のルートのうち、所定の個数のルートを選択する選択手順と、をコンピュータが実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
被災しにくさと被災復旧しやすさとを考慮した通信ルートを算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるルート算出装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるルート算出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるルート算出処理部の機能構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるルート算出処理部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】ネットワークの一例を示す図である。
【図６】データ加工の一例を説明するための図である。
【図７】リンクの位置情報に誤差がある場合におけるデータ加工の一例を説明するための図である。
【図８】道路幅が設定された緊急輸送道路が含まれるネットワークの一例を示す図である。
【図９】災害エリアに対する内包判定の一例を説明するための図である。
【図１０】緊急輸送道路に対する内包判定の一例を説明するための図である。
【図１１】探索されたルートの一例を示す図である。
【図１２】リンクの分類の一例を説明するための図である。
【図１３】緊急輸送道路でないと判定されるリンクの一例を説明するための図である。
【図１４】被災しにくさ及び被災復旧のしやすさの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施の形態では、ノードとリンクとで構成される電気通信ネットワーク又は通信網（以降では、単に「ネットワーク」とも表す。）において、被災しにくさと被災復旧のしやすさとの２つを考慮した複数のルートを算出するルート算出装置１０について説明する。なお、ネットワークにおけるノードとは、例えば、収容局ビル、ルータ、マンホール、電柱等のことである。また、ネットワークにおけるリンクとは、通信ケーブル、とう道、共同溝、管路等のことである。リンクは「設備」とも称される。
【００１３】
＜ルート算出装置１０の構成＞
まず、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０の構成の一例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０は、ルート算出処理部１００を有する。ルート算出装置１０は、ルート算出処理部１００により、被災しにくさと被災復旧のしやすさとの２つを考慮した複数のルートを算出する。
【００１５】
ここで、ルート算出処理部１００は、以下の（１）及び（２）により、被災しにくさと被災復旧のしやすさとの２つを考慮した複数のルートを算出する。
【００１６】
（１）既存のルート探索手法（例えば非特許文献１に開示されているルート探索手法や深さ優先探索等）を用いて、地理的に近いルートも含めて複数のルートを算出し、これら算出された複数のルートについて、被災しにくさが同程度のルートでグループ化する。これは、既存のルート探索手法では、被災しにくさ及び被災復旧のしやすさの２つの指標に基づいてルートを算出することができないためである。
【００１７】
なお、地理的に近いルート同士は、同一のノードや同一のリンクを経由する可能性も高くなるため、被災しにくさも同程度になると考えられる。このため、一般に、地理的に近いルート同士が、被災しにくさが同程度であるとして同一のグループにグループ化される。
【００１８】
（２）次に、同一グループのルート（すなわち、被災しにくさが同程度のルート）のうち、故障率が低い道路（例えば、緊急輸送道路等）を経由するリンク長が長いルートを被災復旧のしやすいルートとする。これは、道路が崩壊していなければ、被災した設備（例えば管路等）の復旧がしやすいためである
なお、図１に示すルート算出装置１０の構成は一例であって、他の構成であっても良い。例えば、図１に示すルート算出装置１０は、複数台の装置で構成されていても良い。
【００１９】
＜ルート算出装置１０のハードウェア構成＞
次に、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０のハードウェア構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００２０】
図２に示すように、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０は、入力装置２０１と、表示装置２０２と、外部Ｉ／Ｆ２０３と、通信Ｉ／Ｆ２０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０６と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０７と、補助記憶装置２０８とを有する。これら各ハードウェアは、それぞれがバスＢを介して通信可能に接続されている。
【００２１】
入力装置２０１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル等であり、ユーザが各種操作を入力するのに用いられる。表示装置２０２は、例えばディスプレイ等であり、ルート算出装置１０の処理結果を表示する。なお、ルート算出装置１０は、入力装置２０１及び表示装置２０２の少なくとも一方を有していなくても良い。
【００２２】
外部Ｉ／Ｆ２０３は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体２０３ａ等がある。ルート算出装置１０は、外部Ｉ／Ｆ２０３を介して記録媒体２０３ａ等の読み取りや書き込みを行うことができる。
【００２３】
記録媒体２０３ａには、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（Secure Digital memory card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリカード等がある。
【００２４】
通信Ｉ／Ｆ２０４は、ルート算出装置１０が他の装置等と通信を行うためのインタフェースである。
【００２５】
ＲＡＭ２０５は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ２０６は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ２０６には、例えば、ＯＳ（Operating System）設定等が格納されている。
【００２６】
ＣＰＵ２０７は、ＲＯＭ２０６や補助記憶装置２０８等からプログラムやデータをＲＡＭ２０５上に読み出して処理を実行する演算装置である。
【００２７】
補助記憶装置２０８は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等であり、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置２０８に格納されているプログラムやデータには、例えば、ＯＳ、当該ＯＳ上において各種機能を実現するアプリケーションソフトウェア、ルート算出処理部１００を実現するプログラム等がある。
【００２８】
本発明の実施の形態に係るルート算出装置１０は、図２に示すハードウェア構成を有することにより、後述する各種処理を実現することができる。
【００２９】
＜ルート算出処理部１００の機能構成＞
次に、本発明の実施の形態におけるルート算出処理部１００の機能構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態におけるルート算出処理部１００の機能構成の一例を示す図である。
【００３０】
図３に示すように、本発明の実施の形態におけるルート算出処理部１００は、データ入力部１０１と、データ加工部１０２と、内包判定部１０３と、ルート探索部１０４と、グループ化部１０５と、被災復旧計算部１０６と、ルート算出部１０７と、ルート出力部１０８とを有する。なお、ルート算出処理部１００は、例えば、ルート算出装置１０にインストールされた１以上のプログラムがＣＰＵ２０７に実行させる処理により実現される。
【００３１】
データ入力部１０１は、各種情報を入力する。データ入力部１０１が入力する各種情報としては、例えば、始終点ノード情報と、ネットワーク情報と、災害情報と、道路情報と、多目的関数情報と、閾値情報と、グループ数情報とが挙げられる。
【００３２】
始終点ノード情報は、ネットワークのルート探索（これは、「経路探索」とも称される。）における始点となるノード（以降では、「始点ノード」とも表す。）と、終点となるノード（以降では、「終点ノード」とも表す。）とをそれぞれ示す情報である。なお、ルート探索により探索されるルートは、始点ノードから終点ノードまでのリンクの組み合わせで表される。
【００３３】
ネットワーク情報は、ネットワークを構成するノードに関する情報（以降では、「ノード情報」とも表す。）と、当該ネットワークを構成するリンクに関する情報（以降では、「リンク情報」とも表す）とが含まれる情報である。上述したように、ノードとは、例えば、収容局ビル、ルータ、マンホール、電柱等のことであり、リンクとは、通信ケーブル、とう道、共同溝、管路等のことである。以降では、本発明の実施の形態では、リンクとして、主に、管路を想定する。
【００３４】
ここで、ネットワーク情報では、ノード情報及びリンク情報に対して属性情報を付与することができる。属性情報とは、ノードやリンクの属性に関する情報であり、例えば、位置情報（緯度経度情報等）、リンクの長さ（以降では、「リンク長」とも表す。）、リンクの被災率、災害エリアとの重なり有無等が挙げられる。災害エリアとは、災害の発生によって被害等の影響が及ぶエリアのことである。また、災害は、自然災害又は自然災害の発生に伴う二次災害のことであり、例えば、津波、土砂災害、洪水、地震、液状化、地盤沈下、雪崩、落雷、火山噴火等が挙げられる。ただし、災害には、人為的な災害が含まれていても良い。
【００３５】
なお、ノード情報及びリンク情報に対して属性情報が付与されているネットワーク情報がデータ入力部１０１によって入力されても良いし、ノード情報又はリンク情報の少なくとも一方に対して属性情報が付与されていないネットワーク情報がデータ入力部１０１によって入力されても良い。
【００３６】
道路情報は、道路の属性に関する情報である。道路情報には、例えば、位置情報（緯度経度情報等）、道路の長さ、道路幅、高速道路や一般道等を示す道路種別等が含まれる。本発明の実施の形態では、緊急輸送道路の道路情報がデータ入力部１０１によって入力されるものとする。なお、緊急輸送道路とは、緊急輸送路とも称され、震災等によって発生する避難、救助、物資供給等の緊急輸送を円滑に行うための道路である。緊急輸送道路は、その用途のために、例えば沿道の建築物の耐震化等が行われており、一般に故障率が低い道路である。
【００３７】
多目的関数情報は、各ルートの被災しにくさを評価するための多目的関数に関する情報である。多目的関数としては、例えば、リンクの被災率、災害エリアに重なるリンク数、災害エリアに重なるリンク長等が挙げられる。なお、被災しにくさを評価するものではないが、多目的関数として、例えば、ネットワークを構成する設備（リンク）のコスト（設備自体のコスト、設置コスト、保守コスト等）も用いられても良い。
【００３８】
また、多目的関数情報には、多目的関数の序列情報が含まれる。序列情報とは、多目的関数の優先度に関する情報である。例えば非特許文献１に開示されているルート探索手法を用いる場合、序列情報によって、優先度が高い多目的関数の値で優先的に評価することができる。１つ以上の任意の数の多目的関数と、これらの序列情報とが含まれる多目的関数情報がデータ入力部１０１によって入力される。以降では、優先度が高い順に、第１の多目的関数、第２の多目的関数、第３の多目的関数等と表す。
【００３９】
閾値情報は、多目的関数の値が近いルートをグループ化するための情報である。閾値情報は、例えば、ルートを構成するリンクのうち、同じリンクである割合や数、リンク長等である。例えば、閾値情報が「ルートを構成するリンクのうち、同じリンクである個数が５以上」である場合、ルート１を構成するリンクと、ルート２を構成するリンクとで５個以上のリンクが同じであれば、ルート１とルート２とは同一グループにグループ化される。なお、閾値情報は、例えば、割合、数、リンク長等の組み合わせであっても良い。例えば、「ルートを構成するリンクのうち、同じリンクである個数が５以上で、かつ、これら同じリンクのリンク長の合計が５００ｍ以上」等である。
【００４０】
グループ数情報は、多目的関数の値が近いルートをいくつのグループにグループ化するかを示す情報である。グループ数情報は整数値で与えられる。例えば、グループ数情報が３である場合、各ルートが３つのグループにグループ化される。
【００４１】
以降では、災害として「津波」と「液状化」とを想定した上で、多目的関数を以下の第１の多目的関数及び第２の多目的関数とする。
【００４２】
・第１の多目的関数：津波エリアに含まれるリンク長ｌｔ［ｍ］
・第２の多目的関数：液状化エリアに含まれるリンク長ｌｓ［ｍ］
なお、本発明の実施の形態では、上記のように、災害として「津波」と「液状化」とを想定するが、これらに限られず、任意の災害を想定することができる。また、想定する災害の数も２つに限られず、任意の数の災害を想定することができる。
【００４３】
データ加工部１０２は、データ入力部１０１が入力した各種情報を必要に応じて加工する。例えば、緊急輸送道路の道路情報に道路幅が設定されていない場合（又は、道路幅として０や空値が設定されている場合等）に、データ加工部１０２は、当該道路情報を加工して、緊急輸送道路の道路情報に対して道路幅を設定する。これは、ネットワークを構成する各リンクが緊急輸送道路に内包されるか否かを内包判定部１０３が判定するあたり、緊急輸送道路の道路幅が必要となるためである。
【００４４】
内包判定部１０３は、データ入力部１０１が入力したネットワーク情報により表されるネットワークを構成する各リンクが災害エリアに内包されるか否かを判定すると共に、これら各リンクが緊急輸送道路に内包されるか否かを判定する。災害エリアに内包されるリンクとは、当該リンクの少なくとも一部が災害エリアと重なっているリンクのことである。また、緊急輸送道路に内包されるリンクとは、当該リンクの少なくとも一部が、緊急輸送道路の道幅と重なっているリンクのことである。
【００４５】
ルート探索部１０４は、データ入力部１０１が入力した始終点ノード情報及び多目的関数情報等に基づいて、ネットワーク情報により表されるネットワークの始点ノードから終点ノードまでの複数のルート（地理的に近いルートも含む。）を探索する。ルート探索の手法としては、上述したように、例えば、非特許文献１に開示されているルート探索手法や深さ優先探索等を用いることができる。
【００４６】
グループ化部１０５は、データ入力部１０１が入力した閾値情報及びグループ数情報等に基づいて、ルート探索部１０４により探索された複数のルートについて、被災しにくさが同程度のルートでグループ化する。
【００４７】
被災復旧計算部１０６は、ルート探索部１０４により探索された複数のルートそれぞれの被災復旧のしやすさを計算する。被災復旧のしやすさを表す指標としては、ルートを構成するリンクのうち、被災復旧が困難なリンクのリンク長を用いる。被災復旧が困難なリンクとは、例えば、津波エリアに内包されるリンク、液状化エリアに内包され、かつ、緊急輸送道路に内包されないリンク等が挙げられる。ただし、緊急輸送道路に内包されるリンクが連続していない場合の当該リンクと、緊急輸送道路に内包されるリンクが連続している場合であってもこれらのリンクのうちの最初のリンクと最後のリンクとは、緊急輸送道路に内包されるリンクから除外される。
【００４８】
ルート算出部１０７は、グループ化部１０５によりグループ化された各グループに対して、同一グループ内の各ルートのうち、被災復旧のしやすいルートを算出する。すなわち、ルート算出部１０７は、同一グループ内の各ルートのうち、被災復旧のしやすさを表す指標の値が低い（言い換えれば、被災復旧が困難なリンクのリンク長が短い）ルートを選択する。このように、同程度に被災しにくいルートの中から被災復旧のしやすいルートが算出されることで、被災しにくさと被災復旧のしやすさとを考慮したルートが算出される。
【００４９】
ルート出力部１０８は、ルート算出部１０７により算出されたルートを出力する。ルート出力部１０８は、グループ毎にそれぞれ算出された全てのルートを出力しても良いし、例えば、これらのルートのうちの所定の個数のルートを出力しても良い。また、ルートの出力先としては、表示装置２０２に出力しても良いし、補助記憶装置２０８や記録媒体２０３ａ等に出力しても良いし、ネットワークを介して接続される他の装置等に出力しても良い。
【００５０】
＜ルート算出処理部１００が実行する処理＞
次に、ルート算出処理部１００が実行する処理について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態におけるルート算出処理部１００が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ１：データ入力部１０１は、各種情報（例えば、始終点ノード情報、ネットワーク情報、災害情報、道路情報、多目的関数情報、閾値情報、及びグループ数情報等）を入力する。以降では、データ入力部１０１が入力した道路情報（緊急輸送道路の道路情報）には、道幅が設定されていないものとする。なお、道幅が設定されていない道路情報は、ｌｉｎｅｓｔｒｉｎｇな道路情報とも称される。
【００５２】
ここで、データ入力部１０１が入力したネットワーク情報により表されるネットワークＮの一例を図５に示す。図５に示すネットワークＮは、ノードとリンクとで構成される。図５に示すネットワークＮに含まれるノードのうち、始終点ノード情報で示されるノードが始点ノード及び終点ノードとなる。また、ネットワークＮには、災害エリアとして、津波エリアと液状化エリアとが含まれる。更に、ネットワークＮには、道路情報により表される緊急輸送道路が含まれる。なお、図５に示す例では、緊急輸送道路は、道路情報に道幅が設定されていないため、幅の無い線分によって表されている。
【００５３】
図５に示す例では、始点ノード及び終点ノードは収容局ビル等、ノードはマンホール等、リンクは管路等である。なお、ネットワーク情報により表されるネットワークＮは、電気通信ネットワーク又は通信網に限られない。例えば、電力網、水道網、ガス網、道路網、鉄道網等の種々のネットワークであっても良い。
【００５４】
ステップＳ２：データ加工部１０２は、データ入力部１０１が入力した各種情報を必要に応じて加工する。なお、データ加工が必要ない場合（例えば、緊急輸送道路の道路情報に道幅が設定されている場合等）には、このステップＳ２の処理は実行されなくても良い。
【００５５】
緊急輸送道路の道路情報に対して道幅を設定する場合、データ加工部１０２は、予め決められた任意の値を道幅として設定することができる。例えば、図６に示すように、緊急輸送道路の左側及び右側にそれぞれ１２．７５［ｍ］の幅を設定することで、２５．５［ｍ］の道幅を設定しても良い。これは、道路構造令によって定められている最大の道幅を設定したものである。これにより、例えば、緊急輸送道路に沿うように設置されている設備（例えば、管路等）を示すリンクを、当該緊急輸送道路に内包されるリンクと判定することができるようになる。
【００５６】
他方で、例えば、リンク情報に含まれる位置情報に誤差（真値との誤差）が存在する場合がある。この場合、図７（ａ）に示すように、緊急輸送道路の道路情報に対して２５．５［ｍ］の道幅を設定してもリンクが道幅内に含まれないことがある。このため、緊急輸送道路に沿うように設置されている設備を示すリンクであるにも関わらず、当該リンクが緊急輸送道路に内包されないと判定されてしまう。そこで、この場合、図７（ｂ）に示すように、他のリンクが含まない範囲で緊急輸送道路の左側及び右側にそれぞれ更に幅を追加で設定する。図７（ｂ）に示す例では、緊急輸送道路の左側及び右側にそれぞれ更に１７．２５［ｍ］を追加で設定して、６０［ｍ］の道幅を設定している。これにより、リンク情報に含まれる位置情報に誤差が存在する場合であっても、緊急輸送道路に沿うように設置されている設備を示すリンクを、当該緊急輸送道路に内包されるリンクと判定することができるようになる。
【００５７】
ここで、データ加工部１０２によって道路情報に対して道幅が設定された後の緊急輸送道路が含まれるネットワークＮを図８に示す。図８に示すように、緊急輸送道路に対して道幅が設定されている。なお、図８に示す例では、緊急輸送道路に対して一定の道幅が設定された場合を示しているが、これに限られず、例えば、緊急輸送道路を構成する道路区間によって異なる道路幅が設定されても良い。
【００５８】
ステップＳ３：内包判定部１０３は、データ入力部１０１が入力したネットワーク情報により表されるネットワークを構成する各リンクが災害エリアに内包されるか否かを判定すると共に、これら各リンクが緊急輸送道路に内包されるか否かを判定する。
【００５９】
上述したように、災害エリアに内包されるリンクとは、当該リンクの少なくとも一部が災害エリアと重なっているリンクのことである。ネットワークＮを構成する各リンクのうち、災害エリアに内包されると判定されたリンクを図９に示す。図９に示すように、リンクの少なくとも一部が災害エリアと重なっていれば、当該災害エリアに内包されると判定される。
【００６０】
災害エリアに内包されると判定されたリンクのリンク情報に対しては、属性情報として、例えば、「津波エリア」又は「液状化エリア」等が設定される。「津波エリア」は、津波エリアに内包されると判定された場合に設定される。一方で、「液状化エリア」は、液状化エリアに内包されると判定された場合に設定される。なお、例えば、災害の種類を特定せずに、属性情報として、何等かの災害エリアと重なっていることを示す「災害エリア」が設定されても良い。
【００６１】
また、上述したように、緊急輸送道路に内包されるリンクとは、当該リンクの少なくとも一部が、緊急輸送道路の道幅と重なっているリンクのことである。ネットワークＮを構成する各リンクのうち、緊急輸送道路に内包されると判定されたリンクを図１０に示す。図１０に示すように、リンクの少なくとも一部が、緊急輸送道路の道幅と重なっていれば、当該緊急輸送道路に内包されると判定される。図１０に示すように、緊急輸送道路に沿うように設置されている設備を示すリンクだけでなく、例えば、緊急輸送道路に沿うように設置されている設備を示すリンクと繋がるリンクや緊急輸送道路を横断するように設置されている設備を示すリンク等も当該緊急輸送道路に内包されると判定される。なお、緊急輸送道路の道幅によって表される範囲（エリア）は、特許請求の範囲の道路エリアの一例である。
【００６２】
緊急輸送道路に内包されると判定されたリンクのリンク情報に対しては、属性情報として、例えば、緊急輸送道路の道幅と重なっていることを示す「緊急輸送道路」が設定される。
【００６３】
ここで、１つのリンクが災害エリア及び緊急輸送道路の両方に内包されると判定される場合も有り得る。この場合は、当該リンクのリンク情報には、属性情報として、例えば、災害エリアに重なっていることを示す「災害エリア」と、緊急輸送道路の道幅と重なっていることを示す「緊急輸送道路」との両方が設定される。
【００６４】
なお、本発明の実施の形態では、ネットワーク情報により表されるネットワークを構成する各リンクに対して内包判定を行ったが、これに加えて、当該ネットワークを構成する各ノードに対しても内包判定を行っても良い。
【００６５】
ステップＳ４：ルート探索部１０４は、データ入力部１０１が入力した始終点ノード情報及び多目的関数情報等に基づいて、ネットワーク情報により表されるネットワークの始点ノードから終点ノードまでの複数のルート（地理的に近いルートも含む。）を探索する。ルート探索の手法としては、上述したように、例えば、非特許文献１に開示されているルート探索手法や深さ優先探索等を用いることができる。
【００６６】
ここで、一例として、非特許文献１に開示されているルート探索手法により４つのルート（ルート１〜ルート４）を探索した場合を図１１に示す。非特許文献１では、ネットワークＮを小領域（メッシュ）に分割した上で、メッシュの組み合わせ（メッシュ組）毎にルート探索を行う。図１１に示す例では、ネットワークＮを４つのメッシュに分割し、メッシュ１とメッシュ２とを１つのメッシュ組、メッシュ３とメッシュ４とをもう１つのメッシュ組として、各メッシュ組に対して２つのルートを探索した。
【００６７】
このとき、ルート探索部１０４によって、各ルートの第１の多目的関数の値と第２の多目的関数の値とが算出される。第１の多目的関数の値（津波エリアに含まれるリンク長ｌｔ）と、第２の多目的関数の値（液状化エリアに含まれるリンク長ｌｓ）とは、被災しにくさを表す。第１の多目的関数の値が小さく、かつ、第２の多目的関数の値が小さい（短い）方が被災しにくいルートである。
【００６８】
ステップＳ５：グループ化部１０５は、データ入力部１０１が入力した閾値情報及びグループ数情報等に基づいて、ルート探索部１０４により探索された複数のルートについて、被災しにくさが同程度のルートでグループ化する。
【００６９】
ここで、例えば、閾値情報が「ルートを構成するリンクのうち、同じリンクである個数が所定の個数以上」、グループ数情報が「２」であるとした場合、図１１に示したルート１〜ルート４は、ルート１及びルート２のグループ（これを「グループ１」とする。）と、ルート３及びルート４のグループ（これを「グループ２」とする。）とにグループ化される。
【００７０】
なお、非特許文献２に開示されているルート探索手法では、災害の種類や数等を基に決定したメッシュ組毎に複数のルートを算出しているため、同一のメッシュ組から算出されるルートは同程度の被災しにくさとなる。このため、非特許文献２に開示されているルート探索手法では、１つのメッシュ組を１つのグループとして各メッシュ組をグループ化すれば良い。
【００７１】
ステップＳ６：被災復旧計算部１０６は、ルート探索部１０４により探索された複数のルートそれぞれの被災復旧のしやすさを計算する。
【００７２】
ここで、上述したように、被災復旧のしやすさを表す指標としては、ルートを構成するリンクのうち、被災復旧が困難なリンクのリンク長を用いる。そこで、まず、被災復旧計算部１０６は、ルート探索部１０４により探索された各ルートについて、当該ルートを構成する各リンクを「被災復旧困難」、「被災復旧容易」又は「リンク被災なし」のいずれかに分類する。このうち、「被災復旧困難」に分類されたリンクが、被災復旧が困難なリンクである。
【００７３】
例えば、図１２に示すように、リンク情報の属性情報として「津波エリア」及び「液状化エリア」が設定されていない場合（すなわち、いずれの災害エリアとも重なっていない場合）、当該リンク情報に対応するリンクは、「リンク被災なし」に分類される。この場合、リンクは被災しないため、被災復旧について考慮する必要はない。
【００７４】
また、例えば、図１２に示すように、リンク情報の属性情報として「津波エリア」が設定されている場合（すなわち、津波エリアと重なっている場合）、当該リンク情報に対応するリンクは、「被災復旧困難」に分類される。これは、津波では、緊急輸送道路であっても道路の沈没や崩壊等を引き起こす可能性があるためである。なお、このような災害の他の例としては、土砂災害等が挙げられる。したがって、例えば、土砂災害エリアと重なっているリンクも「被災復旧困難」に分類される。
【００７５】
一方で、例えば、図１２に示すように、リンク情報の属性情報として「液状化エリア」が設定される場合（すなわち、液状化エリアと重なっている場合）、更に、「緊急輸送道路」が設定されているか否かによってリンクを分類する。「緊急輸送道路」が設定されていない場合、当該リンクは、「被災復旧困難」に分類される。一方で、「緊急輸送道路」が設定されている場合、当該リンクは、「被災復旧容易」に分類される。
【００７６】
ただし、このとき、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されている場合であっても、以下の（１）又は（２）に示すリンクは、分類にあたって「緊急輸送道路」が設定されていないものとして扱う。
【００７７】
（１）属性情報として「緊急輸送道路」が設定されているリンクが連続していない場合の当該リンク
例えば、図１３に示すように、上記のステップＳ４で探索されたルート４を構成するリンクを、始点ノードから順に、リンクＬ４−１〜リンクＬ４−９とする。この場合、リンクＬ４−７のリンク情報には、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されているが、リンクＬ４−６及びリンクＬ４−８のリンク情報には、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されていない。このため、リンクＬ４−７は、分類にあたって「緊急輸送道路」が設定されていないものとして扱われる。
【００７８】
これは、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されているリンクが連続していない場合、このリンクは、緊急輸送道路に沿うように設置された設備を示すリンクではなく、緊急輸送道路を横断するようなリンクであるためである。
【００７９】
（２）属性情報として「緊急輸送道路」が設定されているリンクが連続する場合における最初のリンク及び最後のリンク
例えば、図１３に示すように、上記のステップＳ４で探索されたルート１を構成するリンクを、始点ノードから順に、リンクＬ１−１〜リンクＬ１−７とする。この場合、リンクＬ１−１〜リンクＬ１−４までの各リンク情報には、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されている。このため、これらのリンクＬ１−１〜リンクＬ１−４のうち、最初のリンクＬ１−１及び最後のリンクＬ１−４は、分類にあたって「緊急輸送道路」が設定されていないものとして扱われる。
【００８０】
これは、属性情報として「緊急輸送道路」が設定されているリンクが連続する場合における最初のリンク及び最後のリンクは、緊急輸送道路に沿うように設置された設備を示すリンクでないためである。
【００８１】
このように、ネットワークを構成する各リンクを「被災復旧困難」、「被災復旧容易」又は「リンク被災なし」のいずれかに分類する。「被災復旧困難」に分類されたリンクのリンク長の合計が短いルートが、被災復旧のしやすいルートである。
【００８２】
そこで、次に、被災復旧計算部１０６は、各ルートについて、「被災復旧困難」に分類されたリンクのリンク長の合計を計算する。これは、各ルートについて、「被災復旧困難」に分類されたリンクのリンク情報に含まれるリンク長を合計すれば良い。
【００８３】
以上により、例えば、図１４に示すように、上記のステップＳ４でルート探索部１０４によって探索されたルート１〜４について、被災しにくさを表す指標として「津波エリアのリンク長［ｍ］」及び「液状化エリアのリンク長［ｍ］」と、被災復旧のしやすさを表す指標として「被災復旧が困難なリンク長［ｍ］」とがそれぞれ算出される。なお、上述しように、「津波エリアのリンク長［ｍ］」及び「液状化エリアのリンク長［ｍ］」が短い方がより被災しにくいことを表し、「被災復旧が困難なリンク長［ｍ］」が短い方がより被災復旧がしやすいことを表す。
【００８４】
図１４に示す例では、グループ１に属するルート１に対して、津波エリアのリンク長「ａ１」と、液状化エリアのリンク長「ｂ１」と、被災復旧が困難なリンク長「ｃ１」とが算出されたことを示している。この場合、例えば、被災しにくさを表す指標の値は、第１の多目的関数値である津波エリアのリンク長「ａ１」及び第２の多目的関数値である液状化エリアのリンク長「ｂ１」となる。また、被災復旧のしやすさを表す指標の値は「ｃ１」となる。ルート２〜ルート３についても同様である。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態では、被災しにくさを表す指標の値が低い程、被災がしにくいルートであるものとしたが、例えば、被災しにくさを表す指標の値の負数又は逆数を改めて被災しにくさを表す指標の値とすることで、被災しにくさを表す指標の値が高い程、被災しにくいルートであるとすることができる。被災復旧のしやすさを表す指標の値についても同様である。
【００８６】
ステップＳ７：ルート算出部１０７は、同一グループ内の各ルートのうち、被災復旧のしやすいルートを算出する。すなわち、ルート算出部１０７は、同一グループ内の各ルートのうち、被災復旧のしやすさを表す指標の値が低い（言い換えれば、被災復旧が困難なリンクのリンク長が短い）ルートを選択する。
【００８７】
例えば、図１４に示す例で、ｃ１＜ｃ２である場合、被災復旧のしやすいルートとして、グループ１からはルート１が選択される。同様に、図１４に示す例で、ｃ３＞ｃ４である場合、グループ２からはルート４が選択される。これにより、同程度に被災しにくいルートの中から被災復旧のしやすいルートが算出され、被災しにくさと被災復旧のしやすさとを考慮したルートが算出される。
【００８８】
なお、本発明の実施の形態では、１つのグループから最も被災復旧のしやすいルートを算出したが、これに限られず、例えば、１つのグループから被災復旧のしやすい複数のルート（例えば、Ｍを予め決められた正の整数として、上位Ｍ件のルート）を算出しても良い。
【００８９】
ステップＳ８：ルート出力部１０８は、ルート算出部１０７により算出されたルートを出力する。
【００９０】
以上により、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０は、被災しにくさと被災復旧のしやすさとを考慮したルートを算出することができる。したがって、本発明の実施の形態におけるルート算出装置１０は、例えば、電気通信ネットワークのルート設計者等に対して、災害に強く、かつ、仮に被災したとしても復旧が容易なルートを提示することができる。
【００９１】
本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０        ルート算出装置
１００      ルート算出処理部
１０１      データ入力部
１０２      データ加工部
１０３      内包判定部
１０４      ルート探索部
１０５      グループ化部
１０６      被災復旧計算部
１０７      ルート算出部
１０８      ルート出力部
【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】
2019145923.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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