高速道路における緊急地震速報受信時の車両走行シミュレーション
Numerical simulation on driving behavior
under earthquake early warning
丸山 喜久
千葉大学大学院工学研究科准教授

Yoshihisa Maruyama
Associate Professor, Graduate school of Engineering, Chiba University
概要
気象庁による緊急地震速報のテレビ・ラジオを通じた提供が 2007 年 10 月に始まったが，自動車交通や集客施設など，速報が事故や混乱を引き起こす恐れがあるケースも以前から指摘されていた．本研究では，研究代表者の先行研究である 2 台のドライビングシミュレータを連動させた緊
急地震速報下での走行模擬実験（DS 実験）から得られた被験者の運転特性をモデル化し，マルチエージェントシミュレーション（MAS）上で DS 実験の再現性を検討する．また多数台の地震時の走行シミュレーションを行い，起こりうる危険性を定量的に評価することを目的とする．

Abstract
It is anticipated that traffic accidents may occur because of the Earthquake Early Warning (EEW). The
present authors introduced two driving simulators synchronized by server to perform virtual driving tests
when the EEW is transmitted. To consider more realistic driving conditions, the agent-based model
simulation was employed in this study. The behaviors of agents (drivers) were modeled based on the resultsof the driving simulator experiments. According to the numerical simulation of three moving vehicles under
the EEW, a lower accident rate was observed on condition that more drivers turned on hazard lights after
receiving the EEW.

-1-1. 研究の目的

運転特性をモデル化し，マルチエージェントシ

気象庁による緊急地震速報のテレビ・ラジオミュレーション（MAS）上で DS 実験の再現性を通じた提供が 2007 年 10 月にスタートした．

を検討する．また複数台の地震時の走行シミュ

緊急地震速報とは，「地震の発生直後に、震源レーションを行い，起こりうる危険性の評価をに近い地震計でとらえた観測データを解析し行うことを目的とする．て震源や地震の規模（マグニチュード）を直ちに推定し、これに基づいて各地での主要動の到達時刻や震度を推定し、可能な限り素早く知ら

2. 研究経過および研究成果

1)せる情報」である ．この情報を利用して，列(1) マルチエージェントシミュレーションに車やエレベーターをすばやく制御させて危険よる DS 実験再現性の検討を回避したり，工場，オフィス，家庭などで避DS 実験で得られた速度データを参考にエー

難行動をとることによって被害を軽減させた

ジェントの速度 vt をモデル化した．速度の状態りすることが期待されている．

を減速（ブレーキペダルもアクセルペダルも踏自動車交通や集客施設など，速報が事故や混乱を引き起こす恐れがあるケース

2)

まない状態），ブレーキ（速度を下げるためにも指摘さブレーキペダルを軽く踏む状態），停止（停車れていた．丸山・山崎 3)は，ドライビングシミするためにブレーキペダルを強く踏む状態），

ュレータを用いた地震走行模擬実験を行い，地加速（速度を上げるためにアクセルペダルを踏震早期警報が運転者に提供された場合にもたむ状態）と区分した．減速時の速度を式(1)，らされる効果を検討している．震動による道路ブレーキ時の速度を式(2)，停止時の速度を式

変状を想定し，自車前方の障害物回避の対応状(3)，加速時の速度を式(4)で表すこととし，DS況を地震動早期警報の有無で比較すると，地震実験データから運転者の走行特性をアクセル動早期警報が行われない場合は 11 名中 9 名がやブレーキのかけ方の違いで「やや緩やかにか障害物に衝突したのに対して，早期警報の効果ける人」をタイプ 1，「やや急にかける人」をで 11 名の被験者のうち 9 名が回避に成功した．

タイプ 3，「タイプ 1 とタイプ 3 の中間」をタ

このように早期警報を与えることにより，とくイプ 2 として，3 タイプに分け，それぞれのタに単独走行の走行車両に対しては，震動によるイプについて SL, B, ST, A の 4 つの定数の値を定道路変状に対する事故を防ぐことができるとめた．
vt  S L  t  t 0   v0

いえるだろう．清野ら 4)は，高速道路を走行す(1)る自動車への地震動早期警報の適用を想定し，vt  Bt t0 

その効果を定量的に評価するため，走行車両数

vt  S Tt  t 0  v0(3)t t 0 

 v0(4)vt  A

6 台（走行車線と追い越し車線にそれぞれ 3 台

 v0(2)ずつ）の質点系モデルによる数値シミュレーシ

ここで，t は時刻，t0 は減速，ブレーキなどのョンを行っている．早期警報が受信できる車両開始時間，v0 はそのときの速度を表している．とできない車両が混在する時に，衝突の危険性以上のように定めた速度変化のモデルによが生じる場合があることを述べている．って，DS 実験がどの程度再現されるかを検討

以上の背景を踏まえて，本研究では研究代表した．図 1 に MAS による解析結果と DS 実験

者の先行研究である 2 台のドライビングシミの結果を比較する．DS 実験 3 では，前方車にュレータを連動させた緊急地震速報下での走は緊急地震速報が与えられ，後方車には何も与5)えられていない．被験者番号 3-3，3-8 では緊行模擬実験（DS 実験） から得られた被験者の-2-3025

車両速度 (m/s)

研究代表者らが実施した DS 実験では，前方

3-3
3-6
3-8
3-10車のみに緊急地震速報を提供した場合，14 組20中 2 組が追突事故を起こした 5)．
DS 実験では，15多数の被験者を用意して実験を行うことは困10難であるため，MAS などの数値シミュレーシ5ョンを利用して，多角的な検証を加えることが0010(a)20望ましい．そこで，前項で MAS が DS 実験を30時間 (s)再現できることが確認されたので，2 台の車両MASが連なって走行している際の事故率を検討することとした．

303-33-63-83-10

車両速度 (m/s)

2520

2 台の走行時の車間距離は，33.4m～45.4m の一様分布，車速は平均 22m/s，標準偏差 1.1m/s

15の正規分布を仮定した．また，DS 実験におけ10るアンケート調査結果や各被験者の実験時の5ログを分析し，図 2 のような運転行動パターンモデルを作成した．以上のような設定で 2 台の0010(b)
図12030時間 (s)車両が連なって走行している際に，前方車のみDS 実験に緊急地震速報が与えられた場合の事故率をモンテカルロ・シミュレーションによって算出

MAS と DS 実験の前方車の走行速度した．試行回数を 500 回程度にすると算定されの時間変化
前方車（速報時）る事故率が安定し，約 3.6%となった．DS 実験

後方車（主要動時）

そのまま 6/14

そのまま 7/10における値と比べるとかなり小さな事故率で減速 2/14
停止 6/14

減速 2/10
停止 1/10

あるが，DS 実験の試行回数が限られているこハザード点灯 2/3

図2

前方車がハザードランプを点灯

前方車のハザードランプで減速 1/4と，また DS 実験における被験者の車間距離が前方車のハザードランプで停止 3/4

空中写真などから読み取れる車間距離よりもかなり小さかったことなどが影響していると

DS 実験に基づき運転行動ごとに設定考えられる．

した確率（前方車に緊急地震速報が与えられた場合）(3) 速報受信台数の違いとハザードランプの点灯率の違いによる事故率の比較

急地震速報を受けた前方車の被験者が急停車してしまったため，後方車が前方車に追突するより現実に近い状況を再現するため，同一車事故が生じている 5)．図 1 は DS 実験と MAS

線に 3 台（Car1, Car2, Car3）の車両を配置したの前方車走行速度を比較しているが，その他，検討を行った．モデル化に関しては，前項の 2

後方車速度，車間距離などを比較しても，MAS台走行モデルの際の考え方に乗っ取っているにおける運転者のモデル化はある程度妥当なが，車間距離は首都高速道路を撮影した空中写ものと判断された．

真などを参考に 30m～60m の一様分布とした．
また，緊急地震速報を受信した際や減速，停車する際にハザードランプを点灯する割合をハ(2) 2 台走行モデルの事故率の検討

ザードランプ点灯率としてパラメータに追加-3-

もハザードランプの点灯とともに減速すると109876543210

事故率 (%)

速報受信台数0
速報受信台数1
速報受信台数2
速報受信台数30

図 320406080
ハザードランプの点灯率 (%)

いうことを周知させる必要があるだろうと考えられる．

100

速報受信台数ごとのハザードランプの点灯率と事故率の関係（試行回数 500 回）した．また，緊急地震速報の受信率（受信台数）もシミュレーション上で変化させることとした．
前項と同じように試行回数 500 回のモンテ

参考文献
1) 気象庁：http://www.seisvol.kishou.go.jp/eq/EEW/kaisetsu/index.html
2) 目黒公郎, 藤縄幸雄：緊急地震速報―揺れる前にできること―，東京法令出版，2007.
3) 丸山喜久，山崎文雄：ドライビングシミュレータを用いた地震動早期警報の効果検討，土木学会論文集, No.787/I-71, pp. 177-186, 2005.
4) 清野純史，土岐憲三，チャールズ・スコーソン，
藤井俊介：高速道路走行中の自動車に対する地震対策について，地域安全学会論文集, No.9, pp.
321-330, 2007.
5) 山崎文雄，丸山喜久，坂谷将人：複数のドライビ
ングシミュレータを連動した走行模擬実験による緊急地震速報の影響評価，地域安全学会論文集,No.9, pp. 289-294, 2007.

カルロ・シミュレーションを実施し，緊急地震速報の受信率，ハザードランプ点灯率と事故発3. 今後の課題と発展生率の関係を評価した（図 3）．速報受信台数

緊急地震速報は一般運用がすでに開始されに関しては，速報をすべての車に受信させるこていることから，高速道路で緊急地震速報を受とができれば，事故率は少なくなることが分か信した際の望ましい運転行動について広く周った．しかし，現状では技術的な面からそれは知していくことが望まれる．また，将来的には，困難であると考えられる．一方で，速報受信の緊急地震速報と連動してハザードランプが自格差があったとしても，ハザードランプの点灯動的に点灯するようなシステムを個々の自動率を上昇させることができれば，事故率は減っ車へ搭載していくことなど，緊急地震速報に対ていくことが分かった．つまり，ハザードラン応した自動車のインテリジェント化が期待さプを点灯させることを徹底させることが賢明れる．

であろう．しかし，ハザードランプの点灯率が100％になったとしても，ハザードランプを点灯させた運転者が停止をしたり，また前の車の4. 発表論文リスト

ハザードランプを見た運転者が停止をしてしまったりすると事故につながる場合があった．

1) Yoshihisa Maruyama, Fumio Yamazaki, Masato

つまり，ハザードランプを点灯させた運転者，

Sakaya: Experiments of earthquake early warning

またハザードランプを見た運転者のとるべき

to expressway drivers using synchronized driving

行動を周知させておかないと事故につながる

simulators, Earthquake Spectra, Vol. 25, No. 2, pp.

危険性があることが分かった．速報を受け取っ

347-360, 2009.
2) 丸山喜久，山崎文雄：道路交通にもたらすた運転者は，ハザードランプの点灯とともに急緊急地震速報の影響な停止をせずに落ち着いて減速するというこ－高速道路で緊急地震速報を受信したら－，画像ラボ，Vol. 20, No. 3,と，また前の車のハザードランプを見た運転者

pp. 7-12, 2009.
-4-