柏崎刈羽原子力発電所の事故発生時避難シミュレーションの開発
環境システム工学課程
4 年 09105889
都市交通研究室 長井 大樹
指導教員 佐野 可寸志
1.研究背景と目的
東日本大震災は 2011 年 3 月 11 日 14 時 46とで交通渋滞の緩和効果を評価する。さらに柏崎市内にスマート IC を設置し、それによる交分頃に発生したマグニチュード 9.0、最大震度通状況の変化を分析する。

７の大地震で、それに伴い福島第一原発の 1、2、2.研究の手順

3 号機、福島第二原発の 1、2、3、4 号機が緊急停止した。しかし第一原発の 2 号機は冷却水循環系に異常が発生し、冷却水を注入するための予備電源も故障した。その結果電源が喪失したために炉心融解（メルトダウン）が発生し原研究手順は図の通りである
ネットワーク基盤の作成
・Paramics による長岡市ネットワークの作成
・信号、速度制限、ゾーンのパラメータの設定

子力緊急事態宣言が発令された。その後 12 日
15 時 36 分頃福島第一原発で爆発が起き国際原子力事象評価尺度レベル「7」の大事故に発展OD 表の作成した。その影響で最大半径 30km 以内の範囲に・道路交通センサスと町丁目別世帯数データ避難勧告が発令され住民は避難を余儀なくさによる避難 OD 表と帰宅 OD 表の作成れた。この事故により原発の安全神話は崩壊し、・小中学校の校区と児童数データによる今までの危機管理の甘さが露呈することとな送迎＆帰宅 OD 表の作成った。よって改めてこのような大事故が発生し・観測交通量を用いた修正時間帯別 ODた際の対策案を検討することが重要視されて表の作成いる。原発災害の避難対策を検討するにあたって、最も被害の大きい原発事故となった福島原

シミュレーションの実行・評価

発の事故からこれまでの推定よりも避難範囲・作成した各 OD の時間帯配分の拡大と避難対象者増加に伴う交通状況の変・実行後のグリッドロックの改善化を推定し、より広範囲で綿密な避難計画を立・ボトルネックの抽出と交通容量による評価てなければならない。本研究では柏崎刈羽原発
で福島原発と同程度の原子力事故が発生した
場合の交通情報を Paramics を用いてシミュレーションし、災害時の避難状況を渋滞箇所や車両の移動傾向などから分析することによって、実際に災害が発生した場合の交通状況を推定する。そしてネットワーク内からボトルネックの抽出を行い、その緩和策を推定・実施するこ

ボトルネックの改善
・ボトルネックの改善策の推定・検討
・スマート IC の追加による交通状況の変化

3.ネットワークの条件設定
シミュレーションを行うための条件をまと以上の３種類の OD 表をそれぞれ別の方法で作成する。

めると以下の通りである。

4-1

・図 3-1 のように柏崎原発から半径 30km の境

送迎＆避難 OD の作成には小中学校の児童界線をコードンラインとし、その内側の地域数・校区のデータを使用する。まずコードンラを避難範囲とする。

イン内の小中学校と校区を作成したネットワ・センサスの B ゾーンを町丁目別に細分化したD ゾーン(仮称)を使用する

送迎＆帰宅 OD の作成

ークとデータを用いて D ゾーンに対応させる。
次に送迎は校区ゾーン→学校ゾーン、帰宅はそ・交通手段は乗用車に限定して行うの逆方向に向かうように OD 表を作成する。次・発生する避難車両は 1 世帯につき１台とするに発生させる車両数を求める。まず平均出生子

・OD の発生時間は午前 10 時から 12 時間する

供数から一世帯あたりの子供数を求め、さらに・OD 発生から避難開始とし、最後の車両が送迎に来る家庭は全体の 2 割と仮定する。次にコードンライン外のゾーンに集中した時間を避難完了時間とする。

以下の式により発生させる交通量を求めた
発生交通量＝児童数×平均出生子供数(1.98)×0.2

4-2

帰宅 OD 表の作成

帰宅 OD 表の作成にはまず H22 道路交通セ
コードンライン柏崎原発

ンサスの個票データを用いる。個票データはコード化されているので付属しているコード表を用いて質問項目別に分類し、Excel のフィル
タ機能などを用いてコードンラインを境界線30kmとした内内帰宅 OD と外内帰宅 OD の２つに分けて抽出する
4-2-1

内内 OD 表の作成

内々OD 表の作成には更に地区別世帯数デー5kmタを使用する。センサスのデータは B ゾーンのデータなのでまず B ゾーンの OD 表を作成する。
D ゾーンは B ゾーンを細部化したものなので図

図 3-1 ネットワークの作成範囲
4.OD 表の作成
今回作成する OD 表は目的別に以下の３種類

4-1 のように B ゾーンの OD 表 1 マスの中に Dゾーンの OD 表が内包されている。よって B ゾーンのデータをネットワークで使用するために分類した。には D ゾーンに対応させるため分配する必要

・送迎＆帰宅 OD：避難範囲の小中学校に迎えがある。分配には D ゾーンの世帯数の比に基づに行き、帰宅する OD
・帰宅 OD：避難する準備をするために職場などから帰宅するときの OD
・避難 OD：設定したコードンライン外に避難する OD

き、VBA プログラムを使用して D ゾーンの OD
表では OD が同じゾーンに値が入らないようにならないように条件を設定したうえで作成する。

Bゾーン 1 2 3 4 512345
Dゾーン 1,1 1,2 1,3 1,4 1,51,11,21,31,41,5
図 4-1 内々OD の作成モデル

以上の 2 つの方法で求めた内々OD と外内 ODを足し合わせることで帰宅 OD 表を作成した。
4-2-3

避難 OD 表の作成

避難 OD は作成したネットワークと地区別世帯数データを用いて推定する。まずは避難範囲内のD ゾーンの避難先(集中ゾーン)を決定する。集中先は山岳部を避けた避難ゾーンの内、最短で避難範囲外に出ることができ、かつ市街地などの混雑を回避し郊外に向かう箇所を選択する。その今回のシミュレーションで使用する避難ゾーンは

4-2-2 外内 OD 表の作成

北・南東・南西に合計 6 箇所とする。東側と南側

次に外内 OD 表の作成を行う。外内 OD の場

は山岳地帯になるので今回は避難先として指定合、センサスのデータでは OD の発生地点がネしなかった。避難先の選択は B ゾーン単位でセンットワーク範囲外の B ゾーンなのでセンサスサスマップとネットワークを用いて設定し、そののコード表を用いて発生地点のエリアを特定

後 B ゾーンに対応した D ゾーンから集中ゾーンし、そのゾーンの場所からネットワークの外側へ各 D ゾーンの世帯数の数だけ車両を発生させに設定した避難ゾーンの中で最も近いゾーンるように OD 表を作成する。

を発生ゾーンとして選択する。集中先は B ゾー

5.シミュレーション実行とボトルネック抽出ンのデータを D ゾーンの世帯数の比により分シミュレーションを実行する。ネットワークに配し、OD 表を求める。まずセンサスのデータ入力する OD 各 OD を表 5-1 のように種類別に配から抽出したデータのうち、出発地のゾーンを分し、12 時間の時間帯 OD として使用する。加えD ゾーンに置き換える。センサスの個票を質問てシミュレーション時間前後にネットワーク内項目別に整理した際に使用したコード表を用に存在する交通として warm up と cool down のいて出発地の B ゾーンの所在地を割り出し、そOD を設定し、シミュレーションの開始直前と直の箇所からネットワークで最も近い避難ゾー後にそれぞれ配分した時間帯 OD の最初と最後のンを選択していく。次に集中ゾーンを D ゾーン

OD の 10％を warm up と cool down としてネッに置き換える。まず集中ゾーンに対応した発生トワークに入力しておく。

ゾーンを割り当てる。その後 B ゾーンに内包されている D ゾーンの世帯数の比を用いて発生OD ごとの収束先を決定していく。
OD＼時間(h)送迎＆帰宅OD(%)
帰宅OD(%)
避難OD(%)

2100300

3030
54020
7.5

5600200
7.5 12.5700108001090010

表 5-1 各 OD の時間帯配分

10001011001012001013 合計
0 1000 100
7.5 100

シミュレーションを実行した結果から、避難時間を求める。
発生 OD は warm up と cool down

6.信号制御改良とスマート IC 増設による効果も含めて 14 時間あるのでまず出発時間を求める。

まず抽出したボトルネックの需要率を求める。

到着時間に所要時間を引くことでそのトリップ

需要率は交通量：Q と交通容量：C を用いて以下の発生時刻を求めることができ、発生時刻がの式 4-1 を用いて求める。需要率は 0.8 以上で渋13:00:00 未満の OD、つまり発生 OD の 12 時間滞が発生、0.9 以上で信号が一巡しても車がさば目までに発生した OD を抽出する。そして抽出しききれなくなる。

たトリップの到着時間が最大のものが発生 OD で

Q ： 時間帯あたりの交通量(台/時)C : 交通容量(台)最後に避難した OD となる。その時間からシミュレーションの開始時間を引くことで、避難時間を式 6-1 需要率の導出式求めることができる。このシミュレーションの避難時間を求めた結果 13 時間 27 分だった。

上式により各ボトルネックの需要率を計算し次にボトルネックの抽出を行う。抽出はシミた結果以下のようになったュレーション結果から目視で抽出する。その結果以下の箇所をボトルネックとして抽出した。

表 6-1 各ボトルネックの需要率
NO. 交差点名
1 見附IC
2 長岡IC
3 小千谷IC
4 柏崎IC
6浦
7 米山IC入口

表 5-2 抽出したボトルネックの名称
NO. 交差点名 進行方向 車線数
1 見附IC 入口
32 長岡IC 入口
33 小千谷IC 入口
24 柏崎IC 入口
25
浦直進
16 米山IC入口 左折・直進
1

10.20
0.38
0.26
0.36
0.48
0.07

20.68
0.77
0.69
0.47
0.86
0.74

30.82
0.80
0.86
0.500.880.83

40.940.68
0.97
0.56
0.890.85

50.76
0.82
0.91
0.91
0.85
0.84

60.86
0.79
0.72
0.85
0.650.75

計算した結果、需要率は 3 時間以降から 0.8を超える箇所ばかりで渋滞が発生したためこの混雑を緩和するためにボトルネック箇所の1修正を行う。混雑を改善するためにボトルネッ
クの交通容量を増加させるために IC では ETCレーンの追加、信号交差点では表 6-1 で求めた

24

需要率が 0.8 以下になるように信号青時間を増加させた。その結果、ボトルネックの交通量が5以下のように変化した

63

図 5-1 抽出したボトルネック NO.の位置

表 6-2 ボトルネック改良前後の交通量変化
開始6時間までの交通量
NO. 交差点名
改良前(台) 改良後(台) 差(台)
1見附IC
9383
9586
203
2
長岡IC93209728
408
3 小千谷IC
6615
7366751
4
柏崎IC5472
4820 -652
5
浦4865
5292
427
6 米山IC入口
4285
5281996ボトルネック改良によりより多くの車両をスマート IC 追加後は帰宅車両が市街地から通すことに成功した。柏崎 IC の車両が減少し郊外へ向かう、またはその逆方向へ向かう場合

米山 IC 入口の車両が増加したのは信号交差点に柏崎 IC およびスマート IC を利用するケースの改良により柏崎 IC を利用していた車両が沿が増加し、柏崎 IC の利用率も増加した。避難岸道路を利用して米山 IC の方へ移動したためする場合もスマート IC を利用する車両が見らと思われる。この改良によって避難時間は 13れ、米山 IC 入口の車両数が減少していること

時間 9 分となり改良前と比べて 17 分短縮されから、柏崎 IC を利用せずに沿岸道路の国道 352た。

号線や国道 8 号線を経由して米山 IC またはそ次にネットワーク内にスマート IC を１箇所のまま国道 8 号線で避難していた原発周辺の地設置し、その影響を調べる。スマート IC は以域がスマート IC を利用して避難したと考えら

下の図 6-1 の位置に設置し、名称を仮に柏崎スれる。よってスマート IC を設置することによ

マート IC とする。って高速道路への交通の集中を拡散すること柏崎刈羽原発ができると考えられる。スマート IC を追加した場合の避難時間は 13 時間 18 分となり設置前と比べて 8 分の短縮となった。咲くほどのボトルネック交差点の改良と合わせた場合の避難時間は 13 時間 3 分となり 23 分の短縮効果が見られた。
表 6-5 各シミュレーションの避難時間

シミュレーション条件 改良前との差
ボトルネック改良後
0:17
スマートIC追加後
0:08
両施策導入後0:23

図 6-1 スマート IC の設置位置
スマート IC を追加した結果、交通量は以下のようになった。

6.まとめ・考察
今回のシミュレーションによってボトルネ

表 6-3 スマート IC 追加後の交通量ックの改善及びスマート IC の設置により最大ボトルネック
交通量(台)IC名
進行方向
車線数 1h2h3h4h5h6h
柏崎IC入口
3 520 756 749 778 1224 897
米山IC入口 左折・直進
174 745 1063 1061 1086 1087
新潟側入口
1777475585760
新潟側出口
17097
5432120
柏崎スマートIC
上越側入口
16599 128 167 181 100
上越側出口
1 166 215
8076
18023 分の避難時間の短縮が見られた。しかし今回はネットワークの信号現示を長岡市以外で現状再現することができなかったため、その範囲の信号データを改良し、オフセットを現状に合わせ、高速道路の設定の改良を行えばさらに避表 6-4 スマート IC 追加後の交通量の差
ボトルネックIC名
進行方向
柏崎IC入口
米山IC入口 左折・直進

交通量(台)
車線数 1h 2h 3h 4h 5h 6h
3 88 155 71
98 -227
1
1 -48 -19 -66 -22 -11

難時間を短縮することが可能である。さらにアンケートを実施し、住民思考に合わせたリアリティのある OD 表を作成することができると考える。