2019高専防災コンテスト
発表スライド災害発生初期に避難所を助けるシステムの開発
熊本高等専門学校熊本キャンパス 学生 涌田 椋也、川上雄大
教授 清田 公保、渡辺考㇐

Point!: これまでの災害から得られた教訓（熊本高専が考える課題）1

１. 前提とする課題
避難所の開設と運営にかかる行政の負担【災害発生初期における避難所の課題】

自治体の課題•被災直後は、被害状況の確認や避難所の開設に自治体職員の人手が取られ、避難所運営（支援物資の配給、避難所の環境整備）に必要な情報が不足する。

•自治体職員の人手不足が起きても、継続的に避難所情報を対策本部に送る仕組みが必要。
••【熊本地震を事例として】・開設された避難所は被災1日目約500箇所、３日目855箇所、避難者数最大18万人。
・自治体職員は、自身も被災した状況で、様々な緊急の業務を抱えている。そのような中、数百箇所の避難所を㇐気に立ち上げることが求められた。
・避難所の開設初期は、プッシュ輸送による支援物資供給となるため、計画的な物資配給が難しく、支援物資の物流は困難を極めた。ほしい物資が避難所に届かなかった
り、物資が必要以上に避難所に届く等の問題が起きた。

どの避難所に何人いるか、どのような支援物資が必要なのか、そのうち、すでにどのくらい配給できているのか、等の物資配給に必要な情報が不足している。

防災・減災用装置を専門業者が設置しても、使われないままお蔵入りしているケースがある。いざという時に使える地域の体制が必要。
（地域で人材育成など）

住民の課題
•

避難所運営は住民がボランティアで役割分担し対応するのが基本だが、支援物資の配給等は自治体職員（もしくは同等の立場の人）がいないと対応できない。

•高齢者にはITに不慣れな方も多い。高齢者でも簡単に使えるユーザーインターフェースが必要。

以上の課題を解決するために、「災害初期に避難所を助けるシステム」に関する研究開発を行う

Point!: これまでの災害から得られた初期対応時における危機管理 2

２. 「4つのインフラ被災シナリオ」の定義（災害発生の時期区分）
大サバイバル期（災害直後の３日間）

災害発生

緊急復旧期
（インフラの復旧）（災害から約２〜３週）

被害の深刻度復興期
本システムが対象とする期間

準備期

小災害発生初期

（平常時）

災害発生

（⾧期的な復興期間）（数ヶ月〜数年）

０日

３日

２〜３週

１年〜

経過時間

災害発生初期を「災害発生から０日〜約３週間」とし、この期間の稼働を想定したシステムを開発

Point!: これまでの災害から得られた教訓（熊本高専が考える被災のインフラリスク） 3

２. 「被災シナリオ」の定義（４つのインフラ被災シナリオ）
情報共有のシビアケース
シナリオ１

通信のストップ

シナリオ２

電力の供給が止まる

電話
公共通信網 が止まる
携帯電話網

シナリオ３

交通のストップ

電力のストップ
自家発電
ソーラーパネル等で代替

シナリオ４

水道のストップ

移動手段の欠如

災害による断水

橋が落ちる
道路に亀裂

食事を作れない
トイレを流せない

シナリオ２「電力のストップ」でも一定期間稼働できるシステムを検討した。

Point!: これまでの災害から学ぶ（熊本高専が考える初期対応インフラ）4

３. 今回想定したシステムの基本要件
5 つ

低消費電力

可搬性

商用電源が停止した状態でも、モバイルバッテリー、独立電源等で利用可能な仕組み。

コンパクトで避難所にも簡単に導入しやすい据え置きと持ち運び両方に対応できるの基

本 要

低コスト
数多くの施設に導入しやすい価格帯である

件

簡単操作
高齢者や子供の利用も想定し簡単な操作を実現する。

人材育成
設置や管理を地域住民（中学生）でも設置できる。
普段は教材としても活用できる。

以上の要件を満たす「災害発生初期に避難所を助けるシステム」を開発し避難所の避難者人数の把握・支援物資配給における課題を解決する

Point!: これまでの災害を教訓に（熊本高専が考える初期対応防災インフラの提案）5

４. 解決策（物資配給管理、人流計測、人数カウント、人材育成）
避難所モニタリングシステムとして自治体へ情報発信

平常時は、地域防災の防犯カメラとして設置災害が発生したとき！

避難所
公民館や地域の小学校体育館など① 入口の人流計測②
施設全体の人数カウント③ 避難所IDカード(RFID)による物資配給の管理・人流計測
・人数カウント

各避難所の人流、人数をグラフでリアルタイム表示

閲覧ポイント④ 地域住民が設置運用できる（人材育成）

アイデアの特徴

判断

物資配給管理、人流計測、人数カウント
用の防犯カメラは、安価でスマホ充電器の並列併用により２~３日停電時にも稼働するRaspberry Piを採用！

・画像処理による人流・人数カウントなのでセンサー（カメラ）設置が容易。
・安価なRFID（1枚約10円）を避難所IDカードとすることで安価な物資配給管理を実現
・地域住民がカメラや配給管理システムを設置・運用することを見据えた教育講座の用意

対策本部

Point!: これまでの災害を教訓に（熊本高専が考える救援物資配給の提案１）

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５. 解決策・成果１〜 RFIDを使った支援物資配給システム 〜• STEP1: IDカード(RFID）を避難者に現場支給。
•

避難者は着の身着のままのケースもあるので、氏名・住所等の口頭申告、もしくは、身分証（免許証等）あれば身分証を元に本人確認しIDカードを登録。

支援物資配給WEBシステム• STEP2: 配給を受けるときはIDカード(RFID)を使って個人認証。
• STEP3: 支援物資静止画撮影しIDカード情報と紐付けて記録。
支援物資管理者①支援物資③ 支援物資を静止画撮影
RFIDカード

高齢者のためのスマホ教室での実証実験と懇談会の様子（R元年度-2回開催）

モニター
支援物資受給者② IDカード(RFID)をRFIDリーダーにかざすポイント

地元合志市の社会福祉協議会との連携による高齢者のスマホ教室にて実証実験済

RFIDは１枚約10円。1000枚用意しても10000円。事前に買い置き可能なコストで実現。

・物資配給時に高齢者でも、IDカードで簡単認証が実現
・過去履歴のチェック機能で不正受給の抑制が可能（同じ人が何度も配給を受け取る）。

Point!: これまでの災害を教訓に（熊本高専が考える避難所人員把握の提案２）

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６. 解決策・成果２ ~機械学習（AI）を使った人流人数カウント~
機械学習AIを使った画像処理手法
YOLOによる人数カウントを実現

人数データ

グラフ化表示インターネット
サーバー

出入口 「出入口」に入る人物を検出しカウント
人流計測 「出入口」から出る人物を検出しカウント

避難所運営の判断材料に活用

人を検出&人の動きを追跡
ゲートウェイの出入りをリアルタイム監視

空間画像から人物を検出しカウント

対策本部

・カメラを設置するだけで、簡単に避難所の「出入口」の人流や空間の人数カウントが可能に。
・避難所の混雑状況を対策本部から遠隔監視できるようになった。

Point!: これまでの災害を教訓に（次の世代を担う小・中学生へのIoT教育の提案） 8

７. 解決策・成果３ ~プログラミング教育、IOT地域講座向け教材化~
平時（日常）

高専による出前授業（プログラミング教育、IoT地域講座）を実施した。
今回開発したシステムを小中学校や、地域公開講座で学べる環境を作ることで地元合志市のIoT人財育成へ（高専の学生が講師となり小中学生と勉強会開催）

入門（センサー）

基礎（通信）

応用（機械学習）

小学生~中学生

中学生

中学生〜社会人

教材：超音波センサー＋Arduino

2019年度実施内容

非常時（災害発生時）

教材：カメラ+Raspberry Pi

2020年度実施予定

小・中学生のためのIoT技術入門〜IoTを使った生活便利グッズを考えよう 〜
・・ ３日間の講座を２度実施（合計40名）

防災コンテストで開発した計測システム、物資配給システムの教材化予定

授業用ストックを非常時に活用
将来は地域住民が設置運用できるようにする。

平時（日常）は小中学校のプログラミング教育やIoT地域講座の教材として利用することで、部品ストックや設置・運用可能な住民育成の仕組みを考案した。

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８. まとめ・今後の展望

熊本高専からの自助・共助システムの提案と検証実験

まとめ

被災直後の多忙な自治体職員の避難所運営負担を軽減するシステムを開発した。本システムにより避難所の状況（避難所人数や物資配給状況）を遠隔地から確認できるため、対策本部は支援物資の配給や避難所の増設等、住民の不満や要求に、迅速かつ適切な対応が可能になる。



安価なRFIDを使った避難所IDカードを用いることで、受給者と配給物資を紐付けて記録でき、不正な受け渡し（配給の重複や個人の改ざん）を検知できる仕組みを作った。



本システムは汎用的な部品（Raspberry PiとRFID）で構成されており、安価で可搬性がある。モバイルバッテリー等でも動作するため、被災直後の電源が不安定な状況でも使用でき、防災・減災の現実的な解決策であると考えている。



小中学校のプログラミング教育、地域講座等の教材に組み込むことで、日常における有効活用のアイデアを提案した。

今後の展望


被災時に通信がストップするケースを想定し、LPWA等を使った地域通信網で避難所情報を共有する仕組みを検討する。



公民館等に人流・人数カウントカメラを常設することで、地域の公共施設の利活用状況の把握や防犯への応用を検討する。



新型コロナウィルス等の感染症で問題になるマスク等の配給管理に本システムを活用したり、感染者で溢れる病院の待合室等に人流・人数カウントシステムを活用することで、パニック等抑止につなげる仕組みを今後検討してみたい。