一般財団法人 大成学術財団
2017 年度 助成研究梗概書

大規模空間での避難安全性評価実験手法の確立と経路記憶、出口探索行動の分析
日本工業大学

避難ばらつき経路探索通路

○木下 芳郎

記憶
特徴づけ

研究の目的
地下街などの大規模な空間では火災時といった災害時被験者

実験実施範囲に迷わず安全に避難できることが重要である。近年、安16.5[m]

全な避難のための試みがみられるが、現状では効果を定1.5[m]量化するための一般的な方法がない。
本研究は、ヒートアイランド現象の実験場（都市スケールモデルサイト：COSMO）を継続的に利用可能な避難行動の実験場として整備し、この施設を用いた避難安全性28.5[m]

図 3 実験状況撮影画像

1.5[m] 1.5[m]

図 1 実験場の範囲

実験開始の評価方法を確立することで、避難行動に関するデータ被験者にトランシーバーを持たせ視界阻害帽子を着用してもらうの蓄積と避難誘導技術の効果を評価する。

出発点まで案内する
実験者がトランシーバーで右左折の指示を出し折り返し地点まで案
内する

研究の内容
本研究の目的を達成するために以下のことを行った。
（1）実験場の整備

折り返し地点到達後、通ってきた道を折り返してもらうよう指示し、トランシーバーを切る

図2

直進
右折

右折右折・・・・・・
直進

要素に分解した経路

記憶性や倫理的課題点について検討し、「日本工業大学人を対経路5分経過した
記憶できた
経路（2）既往研究の実験の再現性確認（3）避難に関する基礎データ調査対象とし、初めて訪れた場所で避難が必要となり、元来

0.05

1.00
0.75
0.50
0.25
0.000.00
右左要素

直進

実験結果

要素（右折、左折、直進）の記憶しにくさ（記憶負荷）、

1.00
0.50
0.00

0.80.60.4
0.20.0

記憶容量

各被検者が記憶できる経路の長さ（記憶容量）とそのばらつきを図 6、7、8 に示すように求めた。経路を引き返す

平均速度[m/s]

1.50

0.00.20.40.60.8
1.01.2
1.41.6
1.82.0の 37 名に対して行った。図 5 のモデルにもとづき経路の1.0確率密度かを定量的にとらえる実験を図 4 に示す方法で 20～29 才

記憶容量モデル式の値

図 7 記憶容量の累積分布*

図 6 経路要素記憶負荷*た経路を戻る際にどの程度まで正しく戻ることができるのか、戻れる距離の人によるばらつきはどの程度あるの全ての経路が終了した

実験終了

0.10

入ってきた経路を戻るという避難時の行動パターンをYES

0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.752.00とを確認した。

実験範囲外に出た

図 4 実験の流れ割合同様の実験が実施可能であり、同等の結果が得られるこ

0.15NOYES
視界阻害帽子とトランシーバーを外す

0.20
記憶負荷既往研究 1）、2）で行われている実験の再現実験を行い、NO記憶できない経路

図 5 経路の記憶モデル

出発点に戻れた

YES
経路探索終了YES

被験者

直進出発点NO・・・

直進右折右折する環境を整備した。実験実施に際し、実験に伴う安全NO

記憶容量

左折

折り返し点

経路探索開始経路探索続行

記憶負荷

する視野阻害帽の作成、被験者への指示伝達設備の整備、象とする倫理委員会での審査」の承認を得た。

被験者に通ってきた道を辿り出発点まで戻ってもらう
次の経路で実験を行う

図 1 に示す実験場の範囲設定、図 2 に示す実験時に着用
図 3 に示すように被験者の行動を高い位置から撮影可能と視野阻害帽子

図 8 記憶容量確率密度*

特徴なし

特徴づけ

特徴づけ

（横⽅向）

（縦横⽅向）

図 9 特徴づけによる歩行速度の違い*記憶容量を 1 と基準化して算出際に平均的に 4～6 個程度の交差点数までは記憶可能であり、含まれる経路の構成要素の種類による違いは少ない。 （4）画像解析による歩行データ抽出
動画像データから歩行経路や速度を計測する画像解析
ただし、平均の半分程度までしか記憶できない人が約25％いる点は避難時の安全性を考える際に注意する必要システムを作成した。記憶しやすさの異なる通路で歩行がある。また、このばらつきは対数正規分布を用いてほ速度を比較したところ、図 9 に示すように極端な歩行速度ぼ正確に表現できることがわかった。の低下や上昇はみられないことが分かった。

Assessing Method Establishing on Evacuation Safeness in Large-scale SpaceKINOSHITA Yishiro

（5）-1 避難誘導技術の安全性評価方法の開発
a）床の特徴づけによる経路のわかりやすさの評価

謝辞
本研究の実験は日本工業大学建築学科 4 年（当時）赤塚

床の模様等による通路の特徴づけが経路の記憶しやす

奈央氏、上村正吾氏、高岡徹氏、湯澤卓巳氏、芹田拓海さに与える効果を定量的に把握した。図 10 に示す地下街氏の協力のもと行われた。ここに記して感謝いたします。の通路の特徴づけを調査し、実験で使用する特徴づけの地下街 Y

地下街 S

方法を図 11 のように設定した。ケース O は特徴づけなし、ケース I は横方向のみ、ケース X は縦横方向に異なる特徴づけを行ったものである。ケース Y とケース S は地下街を模したものであり、ケース Y+とケース S+は改善を施したものである。20 才代の 21～39 名に対して実験を行い、
図 12 に示すモデルによって経路の記憶要素の記憶負荷を竣工
延べ面積
通路長
店舗数
エリア分割
通路の特徴づけ
交差点の特徴づけ

1 とした場合の特徴づけによる低減効果を図 13 に、得られた結果から各ケースの記憶しやすさを図 14 に示す。特徴づけのないケース O と十分に特徴づけを行ったケース Xが記憶しやすさの下限と上限を表すとみなせる。その間
で、ケース Y は改善による効果があまりみられないが、b）出口・避難場所までの経路案内図の配置間隔●ケース O、 ケース S
特徴づけなし地下街から出口を経由して地上の避難場所へ誘導するために必要な案内図の配置間隔を明らかにするために、案内図を見てどの程度まで経路を記憶できるのかを把握する実験を行った。記憶可能な交差点数が少ない被験者が記憶できる交差点数は平均 3、4 個程度であった。地下街 Y を対象に必要な案内図の設置数を算出し、既存のサイネージを活用することで新たに設置する案内図を半数近●ケース I
横通路に異なる特徴づけ●ケース X
縦横通路に異なる特徴づけ

青黒黄白緑

青黒黄白緑

●ケース Y+
横通路に異なる特徴づけ
縦通路３本に特徴づけ●ケース S+
３エリアを横通路で特徴づけ

1 2 3 4 5 6 7 8 9●ケース Y
横通路に同じ特徴づけ
縦通路１本に特徴づけ
白白
白
白
白青
黒黄
白緑

くに減らせることがわかった。

赤（6）実際の地下街での実験結果との比較

1.5m の立方体ブロック

実際の地下街（地下街 Y）で同等の実験を 20 才代の 2
名について行った結果、表 1 に示すように図 14 に記載したケース Y と同等の結果が得られることを確認した。
研究の成果、新知見
・元来た経路を戻って避難する場合に 4～6 個程度の交差点数までは平均的に記憶可能であるが、平均の半分程度までしか記憶できない人が約 25％おり、このばらつきは対数正規分布を用いてほぼ正確に表現できる・通路の特徴づけによる極端な歩行速度の変化はない
・地下街の経路の記憶しやすさ（記憶可能な要素数）の下限と上限は 4～16 程度であり、本研究の方法で通路の特徴づけによる経路の記憶しやすさを評価できる・実験場での実験結果は実際の地下街と同等である
今後の予定
床の模様等による特徴づけ以外の誘導方法の安全性評
価方法の開発を引き続き行うこと、実際の地下街での実験結果との比較を十分な被験者数で行うこと、実験で得られたデータを組み込んだ避難行動シミュレーションを開発することが今後の課題である。

日本工業大学

建築学部建築学科●地下街 S
1973 年
38, 362 ㎡
約 0. 9km
約 100
４つのエリアに分割
同じデザイン
同じデザイン

図 10 調査した地下街の通路の特徴

橙赤桃青黄赤通路の特徴づけ （テープ貼付）

図 11 実験を行うケースの通路の特徴づけ●用語の定義経路要素 ： 交差点での右折、 左折、 直進
記憶負荷 ： 経路要素の記憶しにくさ
記憶容量 ： 記憶可能な経路要素数 （確率変数）
低減効果 ： 特徴づけによる記憶負荷の低減●記号の定義特徴づけ種類：i
経路種類：j
記憶容量：m
経路要素の記憶負荷：w
記憶可能な要素数： ni,j
特徴づけ i による低減効果： ki
記憶容量 m が観察される確率 ： p(m)Δm●経路の記憶モデル
特徴づけ i による経路 j で記憶可能な要素数をケースI

記憶容量を対数正規分布で表現する。

図 12 経路要素の記憶負荷と低減効果のモデル

ケースY

ケースY+

ケースS

ケースS+

‐0.4‐0.6‐0.8

図 13 特徴づけの効果
ケース Y+ケース Y
ケース S

ケース S+

ケース O

ケース I難と表す。 記憶負荷を 1 と基準化し、ケースX

0‐0.2低減効果

ケース S では改善による効果が大きいという評価ができる。

●地下街 Y
1964 年
73, 253 ㎡
約 1. 6km
約 180
主要通路に名称
中央の１本のみ他と異なる
主要通路ごとに異なる特徴づけ

5ケース X

1015
経路の記憶しやすさ ( 記憶可能要素数 )易

図 14 各ケースの経路の記憶しやすさ
表 1 地下街での結果記憶できた要素数

被験者
1

2

A

9

1110以上*11

経路

B*経路を出発地点まで戻れた【参考文献】
1）渡部勇市：迷路における人間の避難行動実験 第 1 報 歩行経路の記憶、
日本建築学会論文報告集、第 322 号、p.p.157-161、1982
2) 原田忠行、青木義次：視覚制限下における代替経路の選択、
日本建築学会大会学術講演梗概集、建築計画、p.p.1019-1020、1993

Nippon Institute of Technology Faculty of Architecture
Department of Architecture