(57)【要約】【課題】地震発生時における負傷発生の確率を室内の状況に合わせて理論的に求める計算方式（アルゴリズム）を及び計算プログラムを提供することを解決すべき課題としている。【解決手段】閉空間中の一人の在室者が負傷する確率をp、負傷しない確率をqとし、該閉空間に在室する人数ｎ人のうち負傷する人数をk人とした場合の負傷発生確率P(k)をP(k) = nCk・pk・qn−k ＝ nCk・pk・(1−p)n−k とする危険確率診断コンピュータプログラム。【選択図】図6
2008096819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震発生時における閉空間の負傷者発生確率P(k)を計算する危険確率診断コンピュータプログラムであって、
該閉空間中の一人の在室者が負傷する確率pを、下記式（ １ ）で定義される家具転倒領域率Trとし、
負傷しない確率をqとし、該閉空間に在室する人数ｎ人のうち負傷する人数をk人とした場合の負傷発生確率P(k)が、下記式（ 2 ）である危険確率診断コンピュータプログラム。
【数１】
2008096819.tif 000015
…（1）
（この式において、Arは、該閉空間の面積であり、家具を直方体でモデル化しその幅をW、奥行きをD及び高さをHとし、mは、該閉空間に設置されている家具の数である。この式中の分母は閉空間面積Arからトイレ・風呂・押し入れ等の収納を含む数3で示す居室外面積と家具専有総面積を除いた面積である。）
【数２】
2008096819.tif 000016
…（2）
【数３】
2008096819.tif 000017
【請求項２】
請求項１記載の危険確率診断コンピュータプログラムにより地震発生時における世帯全体及び部屋ごとの負傷者発生確率の計算結果を表示した室内安全化規準。
【請求項３】
請求項１記載の危険確率診断コンピュータプログラムより地震発生時における部屋ごとに在室者人数別の負傷発生確率の計算結果を表示した室内安全化規準。
【請求項４】
請求項２、３記載の部屋ごとの負傷者発生確率と、全国レベルでみた負傷確率の位置づけ表を用いた全国的な危険度の位置づけ表示。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震発生時における室内散乱に伴う負傷発生軽減支援のための危険確率診断コンピュータプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震動が原因の人的被害には、津波・山崩れ・火災等の付随外乱によるものを除けば通常の生活環境においては、建物が倒壊しその瓦礫により死傷する場合と、建物は倒壊しないものの室内が家財等の転倒により散乱しそれにより負傷する場合とがある。前者の建物倒壊が伴う場合に対する対策は建物耐震化が一つの方向として打ち出されており、想定入力地震動の大きさを与条件とした場合の建物に必要な保有強度（建物耐震診断値）を算定する関数が提案されているなど、一定の対策規準が示されている。しかし、建物が無被害あるいは軽微被害にもかかわらず室内散乱により負傷する後者の場合については、家具転倒防止を訴えるのみであり、負傷を避けるための理論的背景が希薄であった。
【０００３】
従来、特許文献1開示の建物の振動に関する危険対策の支援システム及び建物の振動に関する危険対策の支援のためのコンピュータプログラムが開示されている。このコンピュータプログラムは地震の揺れで室内の家具が転倒散乱した場合の危険度を計算し表示するものである。
【特許文献１】特開2005-215998号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のコンピュータプログラムにおいては、危険度の明確な定義はなされておらず、
居住者にとり防災対策上必要な情報としての負傷の程度（軽傷・重傷）や負傷発生の確率の算定について何も開示していない。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、地震発生時における負傷発生の確率を室内の状況に合わせて理論的に求める計算方式（アルゴリズム）を及び計算プログラムを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の危険確率診断コンピュータプログラムは、
地震発生時における閉空間の負傷者発生確率P(k)を計算する危険確率診断コンピュータプログラムであって、
該閉空間中の一人の在室者が負傷する確率pを、下記式（ １ ）で定義される家具転倒領域率Trとし、負傷しない確率をqとし、該閉空間に在室する人数ｎ人のうち負傷する人数をk人とした場合の負傷発生確率P(k)が、下記式（ 2 ）である危険確率診断コンピュータプログラムである。
【０００７】
【数４】
2008096819.tif 000003
【０００８】
…（1）
（この式において、Arは、該閉空間の面積であり、家具を直方体でモデル化しその幅をW、奥行きをD及び高さをHとし、mは、該閉空間に設置されている家具の数である。この式中の分母は閉空間面積Arからトイレ・風呂・押し入れ等の収納を含む数６で示す居室外面積と家具専有総面積を除いた面積である。）
【０００９】
【数５】
2008096819.tif 000004
【００１０】
…（2）
【００１１】
【数６】
2008096819.tif 000005
【００１２】
第１発明の危険確率診断コンピュータプログラムは、負傷発生の確率を室内の状況に合わせて理論的に求める計算方式（アルゴリズム）である。ある閉空間（たとえば、居間であるとか寝室であるといった部屋、または建物全体を対象としてもよい）に一人の人間がいたとした場合の負傷発生確率を家具転倒領域率Trとし、それを負傷確率ｐとおき、負傷者発生の確率は負傷者が発生する事象と発生しない事象のベルヌーイ試行で表現できることを利用し、二項分布で計算することを試みた。その結果、実測値（2003年十勝沖地震及び2004年新潟県中部地震において、発明者らが実施した被災世帯の聞き取り調査に基づく）と極めてよい相関関係が確認された。
第２発明の室内安全化規準は、第１発明の危険確率診断コンピュータプログラムにより地震発生時
における部屋ごとの負傷発生確率の計算結果を表示した室内安全化規準である。住人に地震が発生
した際の負傷危険情報を部屋ごとに分かり易く表示することができる。すなわち情報を基に、各部
屋の負傷危険度を数値により具体的に比較することができ、また部屋の広さに対する適正な家具数
が把握でき、地震に安全な家具配置計画に利用することができる。
第３発明の室内安全化規準は、第１発明の危険確率診断コンピュータプログラムにより地震発生時
における部屋ごとに在室者人数別の負傷発生確率の計算結果を表示した室内安全化規準である。
それぞれの部屋の床面積［mm2］と家具サイズ［mm］及びそこから計算される部屋ごとの家具の
転倒領域率を計算し表に示し、部屋ごとに在室人数別の負傷発生確率の計算結果を表に示すことに
より、室内安全化規準を示すのである。
第４発明は、第２、３発明の部屋ごとの負傷者発生確率と、全国レベルでみた負傷確率の位置づけ
表を用いた全国的な危険度の位置づけ表示である。わが家の危険度が全国レベルでどの程度に位置
づけられるのを表示し、これにより安全化のための目標値が設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１４】
図1は2003年十勝沖地震と2004年新潟県中越地震において、発明者らが行った被災世帯調査の資料を基に、震度5強以上の揺れに見舞われた住家における家具密度と負傷者発生との関係をプロットしたものである。横軸に住家の床面積に対する家具密度を、縦軸に各部屋の床面積に対する家具密度を配している。両地震共にある家具密度を超えるとその世帯で負傷者が発生する頻度が高くなることが分かる。この図からはその閾値が0.3個／m2周辺にあるように見える。家具の数が多くなるほどその空間は地震時に散乱が激しくなり、負傷者が発生する可能性が高くなることは直感的に理解できる。本発明、その理論的背景と閾値が意味するところを考察し、発明するに至ったものであり、室内が散乱することによる負傷者発生を低減するための規準づくりの根拠を提示する。
地震発生時に家具が転倒し、その下敷きとなって負傷する状況を考える。家具を直方体でモデル化しその幅をW・奥行きをD・高さをHとするとき、家具が転倒して床面と設置する面積（すなわち、在室者に負傷を与える面積）はW×Hで与えられる。面積がArのある閉空間に設置されている家具の数をmとするとき、その閉空間における家具転倒領域率Trを下記式（ 3 ）で定義する。
【００１５】
【数７】
2008096819.tif 000006
【００１６】
…  (3)
上式中の分母は閉空間面積Arからトイレ・風呂・押し入れ等の収納を含む数8で示す居室外面積と家具専有総面積を除いた面積であり、在室者が閉空間内で移動できる面積を意味し、分子は閉空間内で負傷する総面積を意味している。
【００１７】
【数８】
2008096819.tif 000007
【００１８】
すなわち、家具転倒領域率は閉空間内に占める危険面積割合に等しい。ここで対象とする家具は耐久消費財に定義されるものである。但し、ベッドとソファは在室者が避難移動できる場所であるので、分母の家具専有面積からは除く。転倒領域率は図2に示すように、一人の在室者が占める面積を単位とするグリッドで閉空間を分割し、転倒した家具が重なり合わないことを仮定すれば、一人の在室者のその閉空間における負傷確率pに一致することが分かる。
閉空間において負傷者が発生するか否かは、事象が二つの場合からなるベルヌーイ試行であり、その確率は二項分布で与えられる。すなわち、一人の在室者が負傷する確率をp、負傷しない確率をqとし、その閉空間に在室する人数ｎ人のうち負傷する人数をk人とした場合の負傷発生確率をP(k)とすると下記式（ 2 ）となる。
【００１９】
【数９】
2008096819.tif 000008
【００２０】
…  (2)
ここに、nCk ＝ n!／（k!・(n−k)!)。また、負傷確率pは家具転倒領域率で与えられる。
算定例により説明する。
式(2)を用いて、図３に示すモデル住家の負傷発生確率を計算する。それぞれの部屋の床面積［mm2］と家具サイズ［mm］及びそこから計算される転倒領域率を表1から3に、在室人数が１乃至4名の場合についての負傷発生確率の計算結果を表4から6に示す。この住家の場合、居間の負傷発生確率が最も高く、4人が団欒中に地震が発生した場合89%の確率で負傷者が発生することが分かる。
【００２１】
【表１】
2008096819.tif 000009
【００２２】
【表２】
2008096819.tif 000010
【００２３】
【表３】
2008096819.tif 000011
【００２４】
【表４】
2008096819.tif 000012
【００２５】
【表５】
2008096819.tif 000013
【００２６】
【表６】
2008096819.tif 000014
【００２７】
実測値との比較を行う。  
式(2)で与えた負傷確率モデルの妥当性を検証する。このモデルは、揺れている最中には住人は避難行動が不可能という状況を仮定しているので、このモデルはこの空間が持つ危険確率ポテンシャルを表していることになる。実際には回避行動や無理な行動等により負傷発生は左右され、ポテンシャル廻りにある確率分布をすることになる。十勝沖地震及び新潟県中越地震の調査から避難行動をとらなかったケースを選び出し、それらについて在室者を分母とする負傷発生割合を算定し、モデルとの比較を行ったのが図４である。極めてよい相関が認められモデルの妥当性が確認される。
【００２８】
家具転倒領域率の計算は煩雑なので、家具密度と家具転倒領域率の関係を両地震から住家ごとに求めプロットしたのが図５である。転倒領域率は家具密度に0.886の重みを考慮することで概算できる。さらに、平均世帯として家族数3人を仮定し、負傷発生確率が0.5以上となる家具密度を式(2)より計算すると0.233個／m2が求まる。2人世帯の場合は0.331個／m2である。すなわち、図1に示された閾値は平均世帯における負傷発生確率50%を与えたものであり、家具保有数に関する負傷回避規準（室内安全化規準）としての意味を持ち、安全に暮らすためにその部屋における負傷者発生確率を50%以下にするための方策を提示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、住宅の地震危険度診断に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】2003年十勝沖地震と2004年新潟県中越地震において、発明者らが行った被災世帯調査の資料を基に、震度5強以上の揺れに見舞われた住家における家具密度と負傷者発生との関係をプロットした説明図である。
【図２】転倒領域率を示す説明図である。
【図３】算定例に用いたモデル住家を示す説明図である。
【図４】負傷確率モデル理論値と実測値との比較を示す説明図である。
【図５】家具密度と家具転倒領域率の関係を前記両地震から住家ごとに求めプロットした説明図である。
【図６】全国レベルでみた負傷確率の位置づけ表示を示す説明図である。
【図１】
2008096819.tif 000018
【図２】
2008096819.tif 000019
【図３】
2008096819.tif 000020
【図４】
2008096819.tif 000021
【図５】
2008096819.tif 000022
【図６】
2008096819.tif 000023