地理空間情報と環境情報を活用した災害避難共助支援による減災力向上に関する研究開発 – 初年度進捗報告 –Research and development of a cloud system utilizing geospatial information and environmental information
for disaster mitigation by self-help eﬀorts and mutual assistance – Progress report covering the ﬁrst year –都築伸二 ††

二神透 ‡

愛媛大学工学部

渡部正康 †‡

山田芳郎 †

同防災情報研究センター

概要 南海トラフ等の巨大地震が懸念されており、こうした地震火災や津波被害からの減災力を、共助・自助によって向上させることが求められている。本研究では、地域住民による災害避難計画の立案を支援し、その結果を住民どうしで共有するためのクラウドシステムを 3ヵ年計画で開発し実践する。地域住民が持ち寄った地理空間情報と、その土地固有の気象や気候等の環境情報を活用することによって、避難経路や気象条件をより直感的に設定できるようにしたコミュニティベースの避難支援システムを開発し、実践する点に特徴を有する。また、持ち寄った情報によるハザードマップ作りや、まち作りコミュニティ活動等を支援する機能を開発することによって、平時から使えるシステムとすることを目標にしている。本稿では、初年度の進捗状況について述べる。

1• 平時は、住民によるハザードマップ作りや、まちはじめに作りコミュニティ活動を支援
南海トラフ等の巨大地震が懸念されている。こうしこれらの機能を以下の計画にて実装し、その効果をた地震に伴う火災や津波被害からの減災力を、共助・自1検証することにしている。

助によって向上させることが、本研究 の目的である。
筆者 (二神) は、火災延焼 [1] や津波遡上 [2]、およ

初年度： あらかじめ設定した (ワークショップを開催

びそれらからの避難シミュレータを独自に開発し、地する) 場所で発生した火災が延焼する様子や、事域住民を対象にした減災対策や避難計画立案のための前に取り決めた計画に沿って助け合いながら避難ワークショップ、あるいは小中学校での防災教育に、利する様子を、スマートフォンからでも閲覧可能に活用してきた。しかし、これらのシミュレータは二神する。

が持ち込むスタンドアロンの Windows PC 上で動作していたため、ワークショップ参加者が立案した計画

2–3 年目：を持ち帰って参加していなかった人に伝える、といっ(1) スマートフォンの GPS 情報に基づく現在位置周た住民同士で計画を共有することは困難であった。そ辺の地理空間情報を自動取得し、シミュレーショ

こで本研究では、これらのシミュレータをクラウドシン用データに変換する機能を追加。これにより、ステム上で統合し、スマートフォン等でも閲覧できる

全国どこでも国土地理院の地図が使える場所であようにすることによって共有を容易に行えるようにすればシミュレーションできるようにする。

る。さらに、以下の機能をスタンドアロン版に加える(2) 「街並み設定ツール」を開発し、建物や宅地情報ことにした。

等の更新が容易に行えるようにする。

• 地域住民が持ち寄った地理空間情報と、その土地固有の気象や気候等の環境情報を活用(3) 「避難シナリオ作成・変更ツール」を開発し、住民自らが避難計画をカスタマイズできるようにする。

• 避難経路や気象条件をより直感的に設定可能

以下では、関連研究についてまず述べ、3 章では提案システムの概要を、4 章では初年度の進捗状況を、5

1 本研究は、総務省 SCOPE 事業 (162309002), JGN プロジェ

章では次年度の計画を述べる。そして最後にまとめる。

クト (JGN-A16007）, NICT 共同研究「大規模スマート ICT サー
ビス基盤を用いたスマート環境センシング基盤の構築と地域デザインへの応用に関する研究開発」の成果の一部である。

12

クセル処理することで、地震火災の延焼計算に必要な関連研究都市構造データを自動採取する。換言すれば、国土地東日本大震災以降、自助、共助及び公助があわさっ理院のデータがあれば、全国どこでも地震火災リスクて初めて大規模広域災害後の災害対策がうまく働くこをシミュレーションできるシステムである。とが改めて強く認識されている。こうした緊急事態に津波が遡上する様は、自治体から提供されるハザーおける公助と共助とが連携するための必要最小限の要ドマップの根拠データに基づき再現している。住宅の求事項については、ISO 規格 22320 が 2011 年に発行

情報は、同様に基盤地図データを用いているが，世帯されており、その JIS 規格が「社会セキュリティ -緊情報、道路以外の避難経路、地震時に通行不能になる急事態管理- 危機対応に関する要求事項」である [3]。と想定される個所や、災害時避難行動要支援者の位置

東日本大震災以降の行政の取り組みとしては、平成情報などは、住民ならではの情報が必要となる。よっ25 年 6 月に災害対策基本法が改正され、市町村の 一て、住民と行政とのリスク・コミュニケーションによ定の地区内居住者及び事業（等）による 自発的な防災る、各種データの取り込みによる基本データの整備が活動 に関する「地区防災計画制度」が創設された（平前提となる。

成 26 年４月１日施行）。本制度は、市町村の判断で地両シミュレータを統合して、火災延焼や津波遡上の区防災計画を市町村地域防災計画に規定するほか、地様と重ね合わせることによって、より多様な状況を想区居住者等が、市町村防災会議に対し、市町村地域防定した避難計画を立案できるようになる。しかし、事災計画に地域計画区を定めることを提案することがで前データ整備のためのユーザインターフェイスの改良，きる仕組み（計画提案）を定めている。またこの制度統合した際の操作性の検討，シミュレーション結果のに先立ち、内閣府では、「地区防災計画ガイドライン」

データベース (DB) 化，スマートフォンやパソコンでを作成している。地区防災計画の活動主体のひとつがその DB の内容を共有化するためのシステム化が課題

本稿で対象とする地域住民による自主防災組織であるとなっていたことが、本研究の動機となった。

[4]2 。
こうした背景のなか前述のとおり、二神らは従来から自主防災組織による避難行動計画立案支援ツールと本研究に関連が強い、公助による防災・減災力向上の取り組みの例としては、「G 空間シティ構築事業」が挙げられる。地理空間 (G 空間と呼ぶ) 情報の ICT にして、災害避難シミュレータを WindowsPC 上で開発よる利活用を促進し、経済の成長力の底上げ及び国土してきた。そのうち火災延焼シミュレータ [1] についの強靭化を図るための実証プロジェクト（総務省の委ては、大学のホームページからだれでも無料でダウン託事業; 平成 25 年度補正予算）として実施された。まロードできるようにしており3 、その普及に努めてきた国レベルでは、GEOINT(Governmental Geospatial

た。このシミュレータを活用した住民とのワークショッ

Intelligence; 防衛と国土安全保障向けデジタルマッピ
ング、地理情報システム（GIS)、クラウドベースの地理解析と地理データ開発等がキーワード）も挙げられプ等の開催実績例は以下のとおりである。

• 愛媛県西予市明浜町俵津地区: 東日本大震災発生る。経済性を加味しつつ、都市全体を見渡したマクロの 2011 年 3 月より津波避難計画を策定している。

な防災計画支援にはこうした取り組みは必要であり有• 高知県須崎市: 2014 年 8 月より、要援護者の津波避難計画を策定している。

益であるが、自主防災組織の構成員一人一人の顔が見えるミクロな支援システムとは、目的が異なる。また、ミクロになればなるほど、地価への影響や個人情報へ• 愛媛県松山市の 41 の連合自主防災会: 火災延焼
シミュレータを用いて、同時多発火災から命を守の配慮上、詳細な地理空間情報は行政から住民へは出てこないジレンマに陥る課題があった。

るためのルール作りを、行政・住民・専門家 (二地震火災のシミュレータは、総務省消防研究センター

神他) が一体となって実施しているや、東京消防庁、他大学の研究者によって開発が行わ• ダウンロードしたシミュレータを、地域や小学生れている。例えば、消防研究センターの火災延焼シミュの防災教育に活用：ボランティア団体（代表：牧レータによる、糸魚川市大規模火災への適用結果が示野創太氏、早稲田大学修士 2 年生 (当時))されている [6]。また、自助共助の観点からは、災害時に情報端末を積極的に活用して情報を収集し，複数

このシミュレータは、国土地理院の基盤地図デーユーザ間で共有する様々な試みもなされている。例えタ [5] を用いて、木造と耐火建物のポリゴン情報をピば、文献 [7] は、危険箇所を避けながら目的地まで移動することを目的に、共有された情報を利用して火災

2 自主防災組織以外に、企業、地域の協議会、学校、病院、社会福祉法人等多様な者が想定されている。
3 http://cdmir.jp/simulator/

延焼シミュレーションを行う。しかし、これらのシス

2SCOPE
2013-2014（Halex社）
天気予報(1時間毎1kmメッシュ)

気温, 日射量, 発電量(1分毎計測)LTE回線

LinuxWeb server

SCOPE 2016-2018
気象庁
赤字: 2016年度開発分
国土地理院
JOSE
(開発途上含む)
基盤地図情報ハザードマップ

環境情報IoT

データ収集（愛媛大)

避難計画等
防災情報の共有・更新

GPSロガー
連動

校区のお天気サーバ (JGN)
地理空間情報防災への活用
「校区のお天気」
Web service
天気予報の充実
発電予報の開発

HEMS,BEMS,CEMS
応用

気象・発電データのData Base充実、
一部Open Data化

Front-end server （JGN)
Simulater Core（JGN)

街並み設定
ツールの開発「校区の防災」
Web service

Windows
避難sim.
火災延焼sim.

津波遡上sim.

Simulation Engine
赤字: 2016年度開発分

避難計画等
防災情報の共有・更新

図 2: 火災延焼シミュレータの実現方法

まち作りコミュニティ（緑化、空き家問題,風の道、地域デザイン）

ジオフェンス・アプリ

防災教育メニューの追加
環境と経済の両立
エネルギー管理
環境・防災教育教材の充実
緑豊かで涼やかな街の形成
スマートコミュニティの推進 （「環境モデル都市松山」の取り組みとの連動）

図 1: 開発するシステムの全貌

テムは一般公開されていない。またこれらと比べて、本研究では国土地理院の基盤地図 [5] を用いた汎用性に特徴がある．また，データ修正機能を有し，建物の図 3: 火災延焼シミュレータの top ページの様子

追加削除や，火災熱リスクの評価機能、防火樹木による防火機能など、住民がデータを更新しながら，様々な対策の効果も評価できる点にも優位性があると考えている。

34

進捗状況

4.1

火災延焼シミュレータのクラウド化

既存システムのうち火災延焼シミュレータを先行しシステム概要て取り上げ、これがクラウド化できるか検証した。図 2

図 1 に本研究で開発するシステムの全貌を示す。図に示すように、シミュレーションのエンジン部分は、中の防災対策システムがコア部であり、既存の地震火災延焼シミュレータと津波避難シミュレータをクラウJGN の仮想サーバ上に構築した Windows マシンに移植した。複数同時にシミュレーションできるようにマドサーバ上で統合した Web システムである。

ルチプロセス化している。それらの計算入出力データ環境情報の収集は、松山市殿、広島市殿、及び国立の受け渡しは、同じく新規に構築した Linux マシン上研究開発法人情報通信研究機構 (NICT) 殿 のご協力ごの Web server にて実現した。

理解により行っており、集めたデータの二次利用を許

火災延焼シミュレータの top ページ [9] の様子を図 3可して頂いている。なお、図中の JOSE (Japan-wideに示す。ここからさらに、

Orchestrated Smart/Sensor Environment の略号) は、
その NICT が運用する大規模スマート ICT サービス(あ) 「新規設定」画面に遷移すると、新たな ID が作られる。図 4 の場合は 2017 年 1 月 4 日に行う初めてのシミュレーションだったので、2017-1-4-0000

基盤テストベッドであり、本研究では、広島市内の環境センサ情報をリアルタイムで収集している [8]。という ID である。

2017 年度からは、(い) ワークショップを開催する場所周辺（図 4 では西(1) スマートフォンの GPS 情報に基づく現在位置周辺の地理空間情報を自動取得し、シミュレーショ

予市俵津地区）を選択すると、その地区の地図4 が表示される。地図に付与されている建築物の外周ン用データに変換する。

線から家屋毎にポリゴン化している。またその外(2) 空き家や空き地を緑地化して災害に強い街づくりを検討するためのツールを開発する。

周線の種別に基づき、家屋ポリゴン毎にその燃え(3) 住民自らが避難計画をカスタマイズできるようにする。

筋コンクリートが青色等）。次に、やすさに応じた色をつけている（木造が茶色、鉄4 国土地理院の基盤地図情報 [5] を使用。オープンデータの一種であり、無料で利用可。

3図 4: 火災延焼シミュレータの手順. (2017 年 1 月 4 日

図 5: 図 4 のシミュレーション結果画面例. (シミュレー現在)

ション現在時刻 28 分の場合)(う) シミュレーションする時間長（デフォルトは 3 時

山市内 24 箇所の小中学校の気温、日射量、そして太間）を設定し、陽光発電量データを 1 分毎に、LTE 無線回線等を用(え) 風向きと風速を設定する5 。

いて、リアルタイム収集している [10]。この機能に加(お) 地図上で、出火点にしたい場所をタップまたはクリックすると、設定画面が出てくるので、シミュレーション開始時を 0 としたときの、出火する時台の 10 分毎データを 1 日 1 回まとめて収集し、これえて、気象庁の web ページから近隣のアメダスや気象を加工、編集するマッシュアッププログラムを追加した。また収集したデータのうち、所望の年月日の気象状
況を入手するための API (Application Programming

刻を設定する。

Interface）も開発した [11]。これらによって 4.1 節の火災延焼シミュレータに、気象情報を反映することは(か) 避難を開始する時刻、避難速度、目的地までの避難経路を設定後、可能になっている。
ただし、ワークショップにおいては、実況の気象情(き) アイコンをドラッグして避難開始場所と目的地を設定する。風向きに配慮しながら、通過する交差報よりも、ワークショップ開催地における火災が延焼しやすい典型的な気象状況を自動反映することのほう点を指定して避難経路を設定する。

が重要である。収集したデータを統計処理し、当該地(く) ボタンを押すと、シミュレーションが開始される。

区における過去の典型的気候等を DB 化する機能も開発済みであり、次年度結合する予定である。

図 4 のシミュレーション結果画面を、図 5 に示す。

(さ) は、図 4 で設定した気象状況とシミュレーション現在時刻の延焼状況概要である。シミュレーション現4.3

在時刻は、開始後 28 分であることが (し) に表示されアンケート調査結果ている。この時避難者は、(す) の位置におり、避難途開発したシミュレータを操作する前後での意識の変上である。避難経路最寄の木造家屋は (せ) のとおり 26化具合を調べるために、2016 年 12 月に連携研究者の分後に発火することを示している。なお白い建物はシ

愛媛県西予市役所危機管理課殿にお願いして、同市役ミュレーション時間現在発火していないことを示す。

所職員 23 名を対象としたアンケートを実施した。そシミュレーション結果は (そ) シミュレーション ID、つの結果、統計的に有意となった項目は、

まり Web ページの URL をアクセスすれば、ワーク• 「風が強い日に、あなたの近くで地震によって火災が発した場合、あなたは風向きを考えて避難しショップで立案した避難計画を何度でもスマートフォン等のブラウザから振り返ることができる。

4.2ますか」p = 0.03

• 「あなたの住んでいる地域で、地震火災への対策「校区のお天気」サーバの改修を考える勉強会が開かれる場合、積極的に参加したいと思いますか」p = 0.00

図 1 に示した「校区のお天気」サーバは、2013 年度総務省 SCOPE 事業で JGN 上に構築したもので、松• 「行政がひとりで避難できない人を補助すべきだと思いますか」p = 0.00

5 現状では手動設定であるが、今後は「校区のお天気」サーバから自動的に設定する予定である。

43. 2016 年度に開発した火災延焼シミュレータの結果表示部をレイヤ化し、津波遡上ハザードマップを表示するレイヤを増設することによって両者を統（Halex社）
天気予報

気温, 日射量, 発電量(1時間毎1kmメッシュ)(1分毎計測)気象庁
JOSE広島国土地理院
基盤地図データ

環境情報IoT
データ収集（愛媛大) Cloud

LoRa対応

校区のお天気サーバ (JGN)
防災への活用
「校区のお天気」
Web service

気象・発電データのData Base充実、一部Open Data化

GPSロガー
連動合する。

津波
ハザードマップ

Cache
Front-end server（JGN)

4. 基盤地図情報の道路縁データを用いて、道路中心火災・津波simu.（JGN)
街並み設定
ツール

天気予報の充実
発電予報の開発

HEMS,BEMS,CEMS
応用

道路中心線抽出、最短経路計算「校区の防災」
Web service

避難計画等
防災情報の共有・更新線を求める機能の開発。さらに、求めた道路中心地理空間情報
Cloud

線とその標高情報を用いることによって、与えられた 2 地点間の最短避難経路と、その所要時間をまち作りコミュニティ（緑化、空き家問題,
風の道、地域デザイン）計算するソフトウェアを開発する。

ジオフェンス・アプリ

防災教育メニューの追加
環境と経済の両立
エネルギー管理
環境・防災教育教材の充実
緑豊かで涼やかな街の形成
スマートコミュニティの推進: 「環境モデル都市松山」の取り組みと連動

5.2

図 6: 29 年度の研究計画.(朱書き部)

災害避難計画の立案と共有・更新の実践に関する研究開発

2 章で述べた個人情報を減災に使うためのジレンマに対しては、同じコミュニティ内の住民が情報を持ちであった6 。つまり、本シミュレータを使うことによっ寄り、これを共有することによって解決を図る。具体て、地震火災に対するリスク認知、自助および共助の的には、「街並み設定ツール」によって、地域住民なら意識に好影響を与えることが明らかになった。一方で、ではの情報（空き家や更地ができた、避難行動要支援者が増えた等）を、住人自らが記録・更新でき、かつ• 「あなたの住んでいる地域で、地震火災を考えた共有できるようにする。

避難訓練を行う必要がありますか」p = 0.29

なお、図 5 で述べたとおり、シミュレーションを行った Web ページの URL を記録しておけば、住民どうしと、減災の意識高揚に対しては直接には結びつかないで情報を共有できる仕組みにしているが、今後は、個ことも分かった。

人情報の秘密度に応じたパスワードの導入も必要であろうと考えている。

529 年度の研究計画

ただし高齢者も使うことを想定した使いやすさにも考慮する必要がある。開発したシステムを住民対象の2 年目となる平成 29 年度は、図 6 内朱書き部分の改修、改善を行う予定である。

ワークショップで使ってもらいながら、そのあんばい5.15.3を調整する。

シミュレータ関連「校区のお天気」センサーネットワー
ク用の無線回線の LoRa 対応

1. 選択メニュー内にプリセットされている地図を、

図 1 のとおり、「校区のお天気」センサーネットワー

平成 28 年度の 9 箇所に加えて 10 箇所（合計 19

ク用の無線回線は LTE（一部、地域 BWA）を用いて箇所）に増やす。これに伴い操作が煩雑にならないるが、そのランニングコストが課題となっている。
近年免許不要で長距離通信に使うことができる LoRa

いように選択メニューを作り変える。

が注目されている。本研究でも可能であれば乗り換え

2. 「街並み設定ツール」を開発して、建物や宅地情報の更新が容易に行えるようにする。図 4 に示したいと考えており、その検討を行う [12]。

た家屋毎のポリゴン属性を変更するツールであり、

6

空き家になった家屋を更地にしたり緑地にしたりすることによって、どの程度火災に強い街並みにおわりに
本稿では、筆者らが 3ヵ年かけて取り組む大災害時のなるかシミュレーション検証する使い方を想定し避難共助支援のためのクラウドシステムについて、そている。の背景と概要を述べた。初年度の開発を終えた現時点
6 併記している p 値は統計的な分析の結果が有意であるかを判断で、あらかじめ設定した (ワークショップを開催する)するための値である。有意水準 α を 0.05 としたので、p 値が α より小さい、つまり 0 ≤ p < 0.05 であれば有意であるという。

場所で発生した火災が延焼する様子や、事前に取り決5日)2017 年 5 月 5 日.

めた計画に沿って助け合いながら避難する様子を、スマートフォンからでも閲覧可能になったことを述べた。

2 年目の今年度は、津波災害にも対応するとともに、街並み設定ツールを開発し、平素からコミュニティ住民同士の共助を支援できる機能を追加していく予定である。
なお当初計画にはなかったが、糸魚川市大規模火災（2016 年 12 月 22–23 日）のような過去の災害を記録する機能も、減災に有効であると考えており、今後の課題である。

[10] 都築、森脇、山田、柴田、森本、阿部、越智、須東、スマート環境センシング基盤の構築と地域デ参考文献

ザインへの応用に関する研究開発、総務省 SCOPE
事業 (132309007), 2013 年 8 月 2 日から 2ヵ年.

[1] 二神透、防災対策システム、特願 2013 − 170027,[11] 都築、日野、山田、環境情報 IoT 基盤を用いた「校区のお天気」の可視化と広域化、平成 28 年度
電気関係学会四国支部連合大会、12-22, 徳島大学、2013 年 8 月 20 日出願; 特開 2015-41110.
[2] 二神透、津波対策システム、特願 2014-108770, 2014
年 5 月 27 日出願、特開 2015-225425.

2016.9.17.

[3] 日本工業規格 JIS Q22320：2013(ISO 22320：2011),
社会セキュリティ -緊急事態管理- 危機対応に関す[12] 都 築 、合 田 、山 田 、LoRa-SF12 の 伝 搬 特 性 、WIT2017, 松山市、2017 年 6 月 23 日 (予定).

る要求事項.

[4] 地区防災計画ガイドライン〜地域防災力の向上と地域コミュニティの活性化に向けて〜, 内閣府（防災担当）、平成 26 年 3 月。

[5] 国土交通省国土地理院、基盤地図情報サイト、
http://www.gsi.go.jp/kiban/, (参照日:2017 年 5月 5 日)
[6] 火 災 延 焼 シ ミュレ ー ション に つ い て,総
務省消防庁 消防大学校 消防研究セン
タ ー,
平 成 ２ ９ 年 ２ 月 ２ ４ 日,
URL:
http://www.fdma.go.jp/neuter/about/shingi kento/
h28/itoigawa daikibokasai/02/shiryo2.pdf(2017.6.20 参照).
[7] 丹羽、大佛、沖、災害情報投稿・閲覧のためのリア
ルタイム同期型 Web アプリケーションの開発, 地理情報システム学会学術講演発表会, 地理情報シス
テム学会講演論文集 (CD-ROM), 地理情報システ
ム学会, Vol. 23, Nov. 2014.

[8] 渡部、河合、NICT のテストベッドを活用した IoT
データエクスチェンジについて、広帯域ネットワー
ク利用に関するワークショップ ADVNET2016, 東京大学、2016/10/14.

[9] 火 災 延 焼 シ ミュレ ー タ の ペ ー ジ に よ う こ そ,http://disastersim-01.ee.ehime-u.ac.jp/, (参 照6