カーボンニュートラルでウェルビーングな都市システムのデザインを目指して〜

慶應義塾大学大学院
システムデザイン・マネジメント研究科教授
山形 与志樹教員について山形 与志樹○プロフィール
東京大学教養学部システム基礎科学科卒
同大学院・広域科学専攻で博士（学術）1991年より国立環境研究所に30年間勤務
気候変動政府間パネル（IPCC)代表執筆者
交通混雑

○専門分野
応用システム分析、土地利用ー交通モデ
ル、気候変動緩和・適応策、生態系サービ
ス評価、空間ビックデータ解析、持続可能な都市システムのデザイン○担当授業
持続可能都市システム基礎（日本語）
持続可能都市システム応用（日本語）都市システムデザイン演習（英語）少ない歩行者

シェアハウス

情報センサ
次世代モビリティ

グリーンスペース各種サービスの提供

研究について未来社会共創イノベーション研究室

https://yamagata.sdm.keio.ac.jp/

持続可能な未来社会の実現に向けて、社
会課題解決や新たな価値を創造する社
会システムを都市や地域の関係者と共創するイノベーションについて研究します。
特に、「環境」と「健康」が好循環する未来社会の実現を目指して、都市と地域をつないだ新しい働き方、住まい方、移動手段を組み合わせたライフスタイルとして、都市システムをデザインするフレームワークの開発に取り組みます。

○都市システムの持続可能性評価○都市システムのデータ解析○都市システムのデザイン

2018
Springer2019
Academic Press

2020
Elsevier

気候変動の緩和・適応策を組合わせて都市の気候レジリエンスを高めるための都市計画の理論と応用を研究

各種ビックデータを解析する空間統計学的手法を開発しマルチースケールでの都市システム分
析への新たな応用の可能性を研究

IoT時代の多様なスマート技術を用いて建築・交通・人間行動を融合して都市システムをデザインする手法の理論と応用について研究スマート技術を活用する持続可能な都市システムデザイン
気候レジリエンス（適応）

脱炭素化（緩和）-

再生可能エネルギー
スマートグリット
スマートモビリティ
スマート技術統合評価
土地利用・交通モデル
脱炭素化シナリオ構築

CO2排出量--

暑熱・水害リスク対策
避難シミュレーション
快適性計測手法
ナビゲーションシステム
ビックデータとAI活用
総合的適応評価システム

洪水リスク

都市・地域でのシナジーとトレードオフの分析に基づいた最適化デザイン-

地域循環共生圏
地域資源の活用
自立・分散型社会
Society5.0活用
ジオデザイン手法

地域コミュニティー活性化- 健康的なライフスタイル- シェアリングエコノミー- 滞在型ツーリズムの促進- 二地域居住の社会実験

将来の多様なスマート技術の可能性を融合する都市システムデザインによって建築・交通・人間行動を統合して持続可能かつWellbeing（健幸）な都市を実現スマート技術活用による気候変動対策への貢献
気候変動リスク情報
暑熱スマートシティ

スマート
スマート
エネルギー・水管理 モビリティ

熊谷市（2018/7/23）

AP Photo

スマートコマース

スマート
危機管理

CNN Photo

洪水

情報通信技術スマートインフラ

スマート
健康管理
スマート
社会

常総市（2015/9/10）

2050年脱炭素化都市宣言都市（東京都、京都市、山梨県ほか）

ビックデータやAI手法を活用する気候変動の実現にむけて自治体や企業と連携してテストサイトでプロジェクト研究を推進墨田区におけるCO2排出量の可視化
今後の都市計画への応用について自治体やデベロッパーと連携→ライフスタイル変化とスマート技術の導入によるカーボンニュートラル実現を支援
2016年11月7日Blue: 道路から排出
Red：建築物からの排出
四つ木橋

隅田川
押上錦糸町
両国
浅草橋

ビッグデータを用いた暑熱リスク評価と快適ナビゲーション
歩行者年齢の推定例
屋内外の暑熱計測

暑熱脆弱性
高齢者・既往症など
時空間補間手法

暑熱
暑熱ハザード
地表面温度・ リスク評価

快適性指数（PMV等）
温度、湿度、風速、日射、活動量、着衣量等から計算

快適性
評価

気温・湿度など

暑熱曝露
位置情報・歩行履歴など

地表面温度の推定例

歩行履歴情報の推定例

ナビゲーション
システムの開発

多様なスマート技術を融合する都市システムデザイン

従来の都市計画

1. 問題の認識

2.

都市システムデザイン

新技術の開発将来の多様なスマート技術

3. 新技術の融合 4. 統合的マスタープラン

経験
建築

都市の快適性向上

EーPalleteなど

交通

IoT/Bigdata/AI

都市システムデザイン

Yamagata & Yang (2020)
Urban Systems Design, Elsevier
8最適な都市システムデザインを協働設計するプロセス
将来都市システムデザインのシナリオ次世代居住スタイルやモビリティシステムを想定して多様な都市システムデザインシナリオを構築

居住・モビリティ統合シミュレーション••

各シナリオごとのエネルギー需要・供給量のマッチング、スマートモビリティによるエネルギーシェアリング等を評価
経済的コスト・ベネフィットを分析

デザインシナリオの評価プラットフォーム

シナリオごとの持続可能性・環境改善・アクセス等のシミュレーション
結果を可視化して、地域ステークホルダーらに提示し、協議による評価結果をシナリオ設計にフィードバックしてシステムデザインを最適化

Yamagata & Yang (2020)
Urban Systems Design, Elsevier

次世代AVによる快適なコミュニティスペースの創出【現在の通り】
道路拡幅工事によって歩道が整備されたが、車の交通量が増加して歩行者の快適性はかえって低下することも交通混雑

狭い歩道【将来の通り】
シェアハウス

情報センサ

次世代モビリティ

公共広場

各種サービスの提供

次世代AVは軌道上を低速・安全に運転可能。全面舗装は不必要で、緑化により通りを快適なコミュニティースペースに

AEV2Cシステムによるグリーン電力シェアリング
ビル屋上や壁面でのPVによるの（CO2ゼロ）
グリーン電力は、地下駐車場の自動運転電気自動車（AEV）に充電され、非常時には周辺地域（コミュニティー）に電力供給（AEV2C)地下

AEV地下駐車場は景観と土地有効活用に貢献
AEV2Cの交通・電力需要を考慮して最適配置を設計

東京デザインスタジオ
世界と日本を結ぶ湾岸イノベーションハブ品川

品川再開発の都市システムデザイン案を現実的に検討するため研究者、企業、自治体で連携して社会実装型プロジェクトを提案

次世代モビリティー連携で歩行アクセスを拡張
待ち時間を含めて１０分以内に全地域にアクセス可能なMaaSを提案

高輪ゲートウェー駅

品川駅

天王洲アイル駅

自立分散型の超小型AEVを開発できれば、平時の高齢者の移動に加えて、緊急時の避難や救急搬送が可能

©（公財）東京観光財団

ゼロエミッション東京戦略

2020 Update & Report「スマートエネルギーマネジメントシステムの構築」FS課題■ 研究開発テーマ

カーボンニュートラルかつウェルビーングな未来都市システム実現にむけたデジタルツイン空間を活用するシミュレーション基盤の開発■ 概要
未来都市における脱炭素化や居住快適性などの持続可能性を実現するため、建築・交通・人間活動にかかわる各種スマート 技術の導入シナリオ（2030、2050年を想定）を構築し、最先端のデジタルツイン技術を活用して、スマートエネマネのための新たなシミュレーション基盤を開発する。特に、多様な地域課題に対応するためのテストサイトを全国に設定し、エアモビリティ等が展開する未来の都市システムにおけるグリーン電力の需要と供給を最適化するための統合的モデリング手法の開発に取り組む■ 内容
今後の急速な発展が予想される建築・交通関連のスマート技術（ネットポジティブ建築、自動運転EV, ドローン,空飛ぶクルマ等)と経済活動のデジタル化が大規模に導入される未来都市のシナリオを想定して、2050の脱炭素化に向けたスマートエネマネの統合シミュレーション手法を開発
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未来都市発展シナリオのシミュレーション手法（都市システムのエネマネによる脱炭素化をバックキャスト）
建築と交通におけるエネルギー需給を統合的にシミュレーションしてエネマネを最適化する手法
ビックデータ・IoT情報を統合解析してデジタルツイン空間での可視化情報をエネマネに活用する手法
都市における各種エネマネ対策のカーボンアカウンティング（SCOPE3を含む）と持続可能性を評価する手法
オンデマンドEVモビリティによりグリーン電力をシェアリングするシステムの動的なエネマネ手法
メタバース経済圏におけるエネマネ行動変容を促すゲーミング手法（地域コイン活用を含む）■ 実施体制• 慶應義塾大学・SDM（代表 山形）統合シミュレーション基盤の開発• 東京大（都市工・新領域）、神戸大、統計数理研、国立環境研究所他と連携• 自治体・デベロッパー・エネマネ関連企業との連携によるユースケース応用

地域エネマネ可視化シミュレーション手法の開発

建物・交通・人流データ

エネルギーデータ

脱炭素化政策シナリオ

デジタルツイン空間カーボンニュートラル政策支援シミュレータ

カーボンニュートラルでウェルビーイングな街の実現

都市のデジタルツイン空間における統合的シミュレーション技術の開発
カーボンニュートラルかつウェルビーイングな未来都市システム実現に向けたデジタルツイン空間を活用するシミュレーション基盤の開発
Society5.0 「サイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会」
各アプリケーションをエネルギー最適化・CO2排出管理へとつなげる

新モビリティ（自動運転EV、水上モビリティ、空飛ぶクルマ）

都市地域
炭素マッピング【社会課題解決】
カーボンニュートラル

【人間中心】
ウェルビーイング

未来都市シナリオ

スマートエネマネ

都市計画（快適な住宅やオフィス・歩きやすいまちづくり）

地方創生（産業・観光・持続可能性）

Society5.0に環境と健康を同時に実現する都
市・地域づくりで貢献

ライフスタイル（環境・健康・働き方・社会・消費）

未来の都市システムにおけるスマートエネマネを実現するデジタルシミュレーション
基盤
デジタルツイン空間での手法開発
センシング情報の可視化・シミュレーションによる最適化、メタバース経済圏でのゲーミング等

スマート農業
ドローン林業

Drean On
空飛ぶクルマシミュレータ

東京都市圏

静岡県

山梨県

宮崎県

東京都日本橋、横浜市MM、千葉県柏の葉
（脱炭素化と快適性を同時実現する建築・交通・行動変容をシミュレーション）

静岡県沼津市（自動運転EV、空飛ぶクルマをを統合活用する観光・防災活動をデジタルツイン空間でシミュレーション）

山梨県北杜市（グリーン電力を活用してスマート農業やドローン林業を開発するシナリ
オをシミュレーション）

宮崎県延岡市（PV・蓄電池・EVを導入する
事業効果を交通・建築分野を統合してエネマネの観点から最適化するシミュレーション）

先進自治体との連携による
課題別の検証
テストサイト
産官学連携による共同研究体制の構築について協議済