3D管内図とワンコイン浸水センサによる水害対応への取り組み
おおとう あ い こ

さ か い けん ご

ほりえもえり大藤愛子1・酒井健吾2・堀江萌里2
1（株）オリエンタルコンサルタンツ九州支社（〒812-0011 福岡県福岡市博多区博多駅前3-2-8）2（株）オリエンタルコンサルタンツ中部支社（〒450-0003 名古屋市中村区名駅南2-14-19）

近年の気候変動による大規模な氾濫が発生している中，国土交通省では人手不足が進んでおり，河川管理者の災害対応時の効率化・高度化が求められている．そこで，ワンコイン浸水センサによるリアルタイムでの浸水範囲の把握，またこの浸水範囲の情報を基にした現道交通の通行可否の把握など，河川管理者が担う災害対応の効率化に資するシステムを構築した．これにより，災害対策車両の移動時間のロス削減や，現地に向かう職員などの安全が確保可能となった．
Key Words : ワンコイン浸水センサ，リアルタイム浸水情報，アクセスルート探索，3D

管内図，DX化による変革

１．背景・目的
近年，気候変動による洪水の頻発化・激甚化により，大規模な外水被害が各地で発生しており，直近では令和元年の東日本台風による堤防決壊や令和2年7月の球磨川での氾濫などが発生している.
国土交通省では令和元年10月（令和3年4月改訂）に「気候変動を踏まえた治水計画のあり方」を策定し，気候変動を踏まえた河川整備基本方針及び河川整備計画の見直しを提言している.この提言を基に，各河川において計画流量や整備メニューの見直しが検討されているが，ほとんどの河川で現行の整備計画
図-1 インフラ分野のDXにおける3分野1)メニューが完了しておらず，整備効果の発現まで時間を要することが想定される.つまり，どの河川にそこで本稿では，所定の流下能力が得られていなおいてもいつ災害が発生してもおかしくない状況でい河道での危機管理対策の一環として，堤防決壊のある.
発生時や無堤部からの越水時におけるリアルタイム
このように災害が激甚化・頻発化する中，少子高での浸水状況を把握し，迅速な災害対策車両のアク齢化に伴い国土交通省をはじめとする行政職員がセスルート探索などの災害対応の迅速化・効率化に
年々減少し，防災行政の担い手不足が深刻となって資するよう，3D河川管内図としても活用できるシスいる.
テム構築の成果について報告する.
防災行政のみならず，建設分野の行政職員が減少
なお，国土交通省が推進する「インフラ分野のDXする状況下において，インフラ分野では，建設現場アクションプラン2」で整理されている「3.データの生産性向上に加え，DX化による働き方の変革，業務，組織，プロセス，風土の変革が求められている． の活かし方」の変革の取り組みの一つとして，活用検討及び整備を行った．
（図-1参照）

２．対象流域の概要

４．問題解決に資するシステムの構築

本検討の対象流域とした一級河川雲出川水系
雲出川の中流部（7k400～15k600km付近）では，無堤部が6ヵ所存在し，自然遊水地機能を有している．
（図-2参照）
この中流部の左岸側では遊水地の整備が計画されており，右岸側では順次堤防整備が進められている状況である．これらの事業は令和18年度の完成を目標としているが，完成までの期間は治水安全度が確保されていない状況のままである．

（1）システムの概要
本システムは，機能のカスタマイズの自由度が高いGame Engineを使用しており，重畳させたいShapeデータや，3DのCIMモデル，点群データを加工した
サ ー フ ェ ス 形 式 の 地 形 デ ー タ 等 を ， 3D プ ラ ッ ト
フォームに一元的に搭載することができ，3D河川管内図としても活用できる．システム全体の構成としては，外部のクラウドサーバーや内部の道路探索用のモジュールなどと連携している．（図-3参照）
3Dプラットフォーム
Shapeデータ

地形データ

CIMモデル連携（オフライン）

連携
ワンコイン
浸水センサ

ルート探索モジュール

連携
水位・映像
データ

図-3 システム構成イメージ
図-2

雲出川流域概要2)

３．現状の出水対応の問題点
雲出川で出水及び氾濫が発生した場合，以下のような問題点が考えられる．
(1) 問題点①
・ヘリにより上空からの映像が届けられるまで，正確な浸水範囲が把握できない．
・夜間は浸水状況が把握しづらい．
・CCTVが無い無堤部や，河川から離れた堤内地の浸水状況が把握できない．
(2) 問題点②
・破堤時の復旧対応時に，どのエリアまで浸水しているかがわからないため，通行可能なアクセスルートがすぐに把握できない．
・河川管理者が水防活動のために使用するアクセスルートや結節点情報などは整理されているが，地図との照らし合わせが必要となる．
(3)問題点③・河川水位や映像情報は別のシステムで確認が必要
であり，災害時の対応に必要な情報が一元的に集約されていない．（リアルタイム浸水情報，水位情報，CCTVの映像情報等）
これらの問題点を踏まえ，問題解決に資するシステムの構築し，国土交通省中部地方整備局三重河川国道事務所に配備した．

なお，本システムはクラウド上で運用しており，流域自治体でも，アカウントを付与することで，セキュリティを確保した上で外部から閲覧することを可能とした．
（2）3Dプラットフォームとワンコイン浸水センサとの連携（問題点①の解決策）
ワンコイン浸水センサは，通行可否の判断に使用することを目的として，無堤部及び排水ポンプ車など災害対策車両が通行可能な現道に計27ヶ所設置した．
ワンコイン浸水センサとは，将来的に大きさ・価格ともにワンコインとなることを目指した製品であり，センサ自体が電波を発し，中継器を介してクラウドサーバーに浸水情報が送信される仕組みである．
（図-4参照）
国土交通省水管理・国土保全局で，令和4年からワンコイン浸水センサ実証実験が進められている．

図-4

ワンコイン浸水センサ3)

本検討では，ワンコイン浸水センサから得られた点の情報と浸水想定区域図を基に，浸水時の面データを作成した．浸水時の面データは，各排水ブロックにおける破堤リスクの高い破堤点からの想定浸水範囲をもとに作成した．
設置したワンコイン浸水センサが浸水すると，3Dプラットフォーム上に浸水面データが表示される仕組みである．（図-5参照）

できるリンクIDを判断し，リアルタイムで通行不可道路を選択することができる．（図-7参照）
浸水すると通行不可判定

S
浸水範囲

高さ3.3mを超える
車はルート回避

通行禁止を通過するルートは回避：道路ノード：道路リンク（通行可能ルート）：道路リンク（通行不可ルート）

図-5図-7(3)ルート探索モジュールの構築（問題点②の解決策）
浸水により通行不可となった道路を避けて，出発地から目的地までのルートを探索するモジュールを作成した．この探索モジュールでは，市販されている道路データの「道路経路種別」の情報を用いて，道路の規格に応じて上位の道路から下位の道路を経由して移動する．（表-1参照）
この探索モジュールと3Dプラットフォームと連携により，地図上にルートが反映される．（図-6参照）

表-2

無料の種別

有料の種別

一般国道[＋広域 F]
フェリー航路[＋広域 F]

高速自動車道路[＋広域 F]
都市高速道路[＋広域 F]
一般国道（有料）[＋広域 F]

高さ制
限(m)

最大幅(m)

低床セミトレーラー（0.7tバックホウ積載）

大型特殊

3.9

3.0

2 ラフタークレーン（25t）

大型特殊

3.5

大型貨物

3.5

大型貨物

3.4

13

一般国道
フェリー航路高速自動車道路
都市高速道路一般国道（有料）

接続国道
主要地方道（都府県）主要地方道（指定市）

6ランク
高車両名

排水ポンプ車（30㎥/分級高揚程・60㎥/分級）（照明車同行）

一般都道府県道

排水ポンプ車（30㎥/分級）（照明車同行）

経路外道路

災害協定業者
保有

○2.7

11.6

○

2.5

10.3

2.57.7

中部技術事務所
等保有○○

特定中型貨物

3.7

2.5

9.0

○

○

特定中型貨物

3.5

2.5

8.5

○

○

中型貨物

3.1

2.1

6.4

8 衛星通信車

中型貨物

2.8

1.9

5.5

○

9 普通車（ライトバン）

普通車

2.3

1.8

5.4

○

表-3
低

No.

条件名

○

○

○

通行可否結果が表示される

任意設定ができる選択項目
概要

1

冠水想定箇所

局所的な大雨により冠水する可能性がある「冠水想定箇所（三重県HPより）」を通行可として検索するか、通行不可として検索するかをユーザーが選択できる。デフォルトは「通行不可」とする。

2

事前通行規制区間

大雨などの異常気象時に、事前に設定した基準の雨量に達した段階で通行規制する「事前通行規制区間（国土交通省道路防災情報Webマップより）」の通行可否をユーザーが選択できる。デフォル
トは「通行可」とする。

3

破堤箇所破堤箇所がある場合に、破堤した箇所の堤防道路を通行不可として設定できる。デフォルトでは通行不可設定はなし。

4

橋梁

橋梁流出や事故などにより、通行できない橋梁がある場合に、該当する橋梁部を通行不可として設定できる。デフォルトでは通行不可設定はなし。

浸水センサが反応すると想定浸水域が表示される車種が選択できる三重河川国道事務所保有

16.5

7 衛星通信車

その他道路

その他道路

車長(m)

さらに，予見される冠水想定箇所や事前通行規制区間，破堤箇所，橋梁などの通行不可となる可能性の高い箇所を任意で選択できるものとした．（表-3参照）

主要地方道（都府県）（有料）
主要地方道（指定市）（有料）
一般都道府県道（有料）
指定市の一般市道（有料）

指定市の一般市道

選択できる車種車種

No.

5 対策本部車

探索モジュールの動作概要

道路の通行可否判定イメージ

また，災害対策車両の車種を複数の選択肢から設定することが可能であり，本検討では，排水ポンプ車や低床セミトレーラー等の車種が選択できるように設定した．（表-2参照）

4 10tダンプ表-1

G

浸水時の表示イメージ・リアルタイム浸水情報の可視化
・浸水域を考慮したアクセスルート探索

図-6

システム概要

ルート探索モジュールのベースとなる道路情報は，道路ノード同士を結ぶ道路リンクによって構成されている．ワンコイン浸水センサにより浸水した範囲のリンクID情報や，高さ等の規制情報を基に，通行加えて，JAXA等が撮影した位置情報付きの衛星画像を取り込み，実際の浸水範囲を重ね合わせる機能を付与した．衛星画像の情報から判別できる浸水エリア内の道路を任意で選択し，通行不可道路に設定できる．（図-8参照）

６．システム導入による効果
浸水範囲

図-8

任意の通行不可道路を設定した場合

なお，本設定では，以下の規則を基本とした.
・始点を浸水域内に設定した場合，ルート探索は不可．
・終点を浸水域内に設定した場合，最寄りのアクセス可能地点までのルート探索は可能．

システムの導入により，三重河川国道事務所内では以下のような災害時の効率化・高度化が期待できる．
①-1：破堤時や無堤部から越水した際の，浸水発生情報を迅速に入手できる．
①-2：災害対策車両の通行可否が判断できる．
②-1：災害対策車両での被災箇所までの移動時間のロスが削減できる．
②-2：現地に向かう職員，災害協定業者の安全が確保できる．
③：災害対応に必要な水位や映像情報を一元的に管理し，効率的な情報収集で作業時間が削減できる．

７．今後の展望始点が浸水域内のため，ルートを探索できない．

浸水域の手前までのルートを表示する．

図-9

浸水域を始点・終点とした場合の動作

５．CCTV映像及び水位情報の表示（問題③の解決策）
水防体制下では，河川水位やCCTVによる河川の状況など，様々な情報をもとに災害対応を効率的に進める必要がある．それゆえ，河川水位などの情報も「ムダなく，モレなく，ムラなく」収集し，関係者と共有を図ることが課題である．
構築したシステムでは，CCTV映像及び水位情報を一元的に閲覧することができる．（図-10参照）
今回の検討では，事務所内で，CCTVからの映像情報及び水位情報が既にクラウド化されていたことから，システム間の連携を図ったものである．

図-10

CCTV映像及び水位情報

今回構築したシステムは機能拡張の自由度が高い
ため，ニーズに応じて様々な機能付加ができる．例
えば，避難ルート探索の機能などにより，流域住民の自主避難に活用することができる．
また，河道変遷の推移をAI予測する機能を用いた平常時の河道管理や，遊水地などの大規模事業の事
業監理マネジメントにも活用できる．
今後は，河川管理者の災害時の効率化だけではな
く，平常時の河川管理の効率化及び高度化，また，流域住民の避難に繋がるような環境整備を行い，デジタルツインによる「365日の河川管理」に貢献し続けたい．
謝辞：本稿で記載した内容は，国土交通省 中部地方整備局 三重河川国道事務所からの業務委託により令和5年度に実施しました．業務内では，三重河川国道事務所流域治水課及び雲出川出張所の皆様より多くのご指導・ご鞭撻をいただきました．関係者の皆様に厚く御礼申し上げます．
参考文献
1) 国土交通省：インフラ分野のDXアクションプラン2，2023
2) 国土交通省中部地方整備局三重河川国道事務所：第７回三重河川流域委員会 資料－5 雲出川の治水対策について，2013
3) 光陽無線株式会社：会社ホームページ 製品・サービス