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平成 23 年台風 12 号による三重県南部及び和歌山県東部における土砂災害の現地調査 Field Investigation of Landslides in Southern Part of Mie Prefecture and Eastern Part of Wakayama Prefecture Caused by Typhoon Talas (1112)

Search and rescue in Kinokawa, Shingu City, Wakayama Prefecture.

See also page 31.

新宮市木ノ川における捜索状況 本文31頁参照
## 目次

技術報告

地図情報を活用した防災情報の収集共有サイクルに関する研究
～情報収集方法と EMT 江別体制構築の検証～

目黒 茂樹、小川 健太、鄭 炳表、遠藤 真、細川 直史 ……(1)

金属粉の微小発熱挙動に与える湿度の影響

岩田 雄策 ……(13)

各種金属類の事故事例と消防法による危険性評価

古積 博、岩田 雄策 ……(21)

平成 23 年台風 12 号による三重県南部及び和歌山県東部における土砂災害の現地調査

新井場 公徳、久保田 勝明、若月 薰 ……(27)

所外発表論文

……(37)
## — Contents —

[Technical Report]
A study on Cooperation of Gathering and Sharing the Disaster Information Using Map Information
-An Validation of Methods of Gathering Disaster Information and Formulation of the EMT in Ebetsu City
Shigeki Meguro, Kenta Ogawa, Byeong-pyo Jeong, Makoto Endo, Masafumi Hosokawa ..... 1
Heat Generation Behavior of Metal Particles under Various Humidity Conditions Yusaku Iwata ..... 13
Examples of accidents of metals and valuation tests of their dangers
Hiroshi Koseki and Yusaku Iwata ..... 21
Field Investigation of Landslides in Southern Part of Mie Prefecture and Eastern Part of Wakayama Prefecture Caused by Typhoon Talas (1112)
Kiminori Araiba, Katsuaki Kubota, and Kaoru Wakatsuki 27
[Research Papers Presented in Other Journals or Proceedings]
…… 37
技術報告

# 地図情報を活用した防災情報の収集共有サイクルに関する研究 ～情報収集方法と EMT 江別体制構築の検証～

目黑茂樹 $ ^{*} $ 、小川健太 $ ^{**} $ 、鄭炳表、遠藤真、細川直史

(平成24年1月30日 受理)

江別市では、過去に他地域で実績のある緊急地図作成チーム（EMT: Emergency Mapping Team）の考え方 $ ^{1} $ を参考に、現在、災害情報を集約・整理・解析・共有する情報収集体制の構築とその検証に取り組んでいる。本稿では、平成23年9月30日と10月16日の防災訓練において、情報収集体制の検証を行うとともに、災害情報収集手段として消防研究センター及び情報通信研究機構が開発した災害情報収集システム「イージー・レポータ」などを活用した結果を報告する。

### 1. はじめに

火災や救助事案が同時多発的に発生する地震や津波などの大規模災害発生時に、消防活動を迅速かつ効果的に実施するためのには、できるだけ多くの災害情報を迅速に集めることによって、災害の発生状況やその規模などの全体像を把握し、緊急的に対応すべき現場がどこかを迅速に見つけ出して適切に部隊を派遣しなければならない。そのための災害情報の収集体制やその情報を伝達するための通信システムが、消防防災の現場において不可欠である。また、応急対応時のみならず、被災の状況や避難所へ逃れた住民に関する情報が、被災地の外の国や自治体などの関係機関によって迅速に共有されることは、緊急消防援助隊の派遣や地域住民の避難生活への支援などを迅速かつ適切に実施するための必要である。

しかしながら、震災などの大規模災害においては、被害が大きくなるほど、扱うべき災害情報の種類や量は膨大になり、情報の収集と集約に必要な人員と時間も増大する。刻一刻と変化する状況に対し迅速に対応しなければならない消防防災の現場では、情報収集を行える人員や時間は限られており、さらに、火災や救助などの緊急事案に対応しなければならない短時間内に、大量の情報をまとめ、その優先度を判断しなければならない。当市のような中小自治体における職員数や体制では、大規模災害時の対応に必要な情報を効率的に収集できず、管轄内や外部関係機関との情報共有に有効な地図化などを迅速に行うことができないのが現状であり、そのための対策が急務となっている。

そこで、江別市では、過去に他地域で実績のある緊急地図作成チーム（EMT: Emergency Mapping Team）の考え方 $ ^{1)} $ を参考に、現在、災害情報を集約・整理・解析・共有する情報収集体制の構築とその検証に取り組んでいる。本稿では、平成23年9月30日と10月16日の防災訓練において、情報収集体制の検証を行うとともに、災害情報収集手段として消防研究センター及び情報通信研究機構などが開発した災害情報収集システム「イージー・レポータ」などの活用結果を報告する。

### 2. EMT 江別体制構築の取り組み

大規模災害時には、現場対応に追われる行政職員が、情報の収集、処理、伝達を迅速に行うことが困難であることから、江別市においても、災害全体を把握するのに時間を要していた。この課題を解決するための情報収集体制構築にあたり、情報収集や可視化に有効な地理情報システム GIS (Geographic Information System) の活用と、東日本大震災における内閣府での緊急地図作成で実証された EMT の取り組みに着目した $ ^{1} $ 。平成 23 年度から、この EMT の体制を市町村単位で構築することを目的に、江別市内にある酪農学園大学の協力を得て、EMT 江別体制の構築に関する共同研究を進めているところである。

EMT 江別体制とは、市民からの119番通報、行政職員や関係機関からの情報を、江別市や消防本部の職員だけではなく大学スタッフにも協力を得て、集約整理、地図等を使って可視化し、そして、その共有までを実現するものである。図1は、EMT 江別体制の参画機関と活動のイメージを示している。この体制は、行政職員が現場対応に追われる場合でも、専門知識を有した大学スタッフを中心に企業社員や市民が、集められた災害情報を地図上で整理・可視化することにより、災害全体の状況を把握・共有するまでの時間を短縮すること
図１ EMT 江別体制のイメージ

図２ EMT 江別体制における情報のサイクル

で、図2に示すように、早期の災害対応から早期の復興を支援するための情報サイクルを構築することを目的とする。GISの電子地図の上で集約された災害情報は、紙媒体だけではなく電子媒体でも共有可能であり、報道対応をも含めた被災状況等の国民への早期周知、そして復興支援にも活用できるなど、効率的な災害対応の実現が期待できる。同時に、この体制は、被災状況や対応状況などの情報を可視化することで、状況認識を統一し、迅速かつ効果的で質の高い災害対応の実現を目指すものである。

### 3. 携帯電話を用いた情報収集端末「イージー・レポータ」について

前述のとおり、大規模災害の発生直後においては、できるだけ早く被害状況を把握し、適切な緊急対応を迅速に行うことが求められる。そのためには災害情報の集約、整理、解析、判断などができる体制の構築とともに、それらを支援する災害情報システムが必要である。災害情報システムは、被害情報を収集する端末用のシステムと収集した被害情報を蓄積、解析するサーバ用のシステムに大きく分けることができる。

ところで、財政面などを考えると、人口約10万の中小自治
体においては災害情報収集システムを新たに構築するよりは、他の自治体や組織などが構築した既存のシステムを活用し、災害情報システムとして運用することが望ましい。

文献や2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震時の事例調査を行った結果、災害情報を蓄積、分析するためのサーバ用の仕組みとして、東北地方太平洋沖地震時に内閣府のEMTにおいて緊急地図作成のために用いられたGISシステムを、また、災害現場で被害情報を収集する端末として、消防研究センターなどが開発したイージー・レポーターを、当市の災害情報システムとして活用することとした $ ^{2)} $ $ ^{3)} $ 。

特にイージー・レポータは、中小規模の自治体のための災害情報収集システムとして、開発段階から、一般住民を対象とし、一度操作方法を習得すれば時間が経っても容易に操作を思いだすことができるシステムの操作性や、いつ発生するか分からない地震などの災害に対しても円滑にシステム操作ができるように開発され、検証を繰り返されている。また、Google Earthと組み合わせれば、特別なサーバシステムを構築しなくても運用が可能なシステムである。図3は後述する汎用性の特徴を生かし、当市の訓練用に操作メニューを変更したイージー・レポータの操作画面を示したものである。

以下にイージー・レポータの特徴を示す (図4)。

1）大規模災害の発生により、携帯電話基地局の被害や輻輳が発生した場合の対応

災害情報収集システムの多くは、災害情報を収集する端末と災害情報を集約するサーバとの間がインターネットで繋がっていることを前提とするため、東日本大震災のように、基地局被害や輻軼などにより、ネットワークが切れてしまうと機能しなくなる恐れがある。

これに対し、イージー・レポータは、大規模災害が発生してサーバとの間で通信ができなくなった場合、収集した災害情報をメモりに蓄積し、近くの防災拠点(避難所や災害対策本部)に直接持参して、災害情報集約サーバへ提供する機能を有している。

## 2 ）位置情報取得について

一般的に携帯電話で位置情報を取得する際、計算時間を早くするため、位置アシストサーバから一定周期でアシストデータを基地局経由で受け、最終的な自己位置を携帯電話端末側で計算している (MS-Based 方式)。そのため、地震などの大規模災害発生により基地局の被害や輻輳などが発生すると、自己位置の取得ができなくなる恐れがある。

イージー・レポータは上記のような場合、測位方式を自動的に Autonomous 方式に切り替え、位置を計算し、ネットワー

図3 イージー・レポータ操作画面

表1 イージー・レポータにおける GPS 測位方式の切り替えの条件 $ ^{3)} $

GPS 衛星の条件
捕捉可能 (室外)	捕捉不可能 (室内)
基地局	通信可能 (通常時)	MS-Based	Autonomous
通信不可能 (災害発生時)	MS-Assisted	測位不可能
基地局の被害や輻軸が発生した場合	位置情報取得について	システムの汎用性について
これまでの情報収集システム
ほとんどの情報収集システムはインターネットで、情報集約サーバの指示に基づき、情報を収集したり、情報を送信したりするため、大規模収集時には、基地局報告や輻軸などにより、機能しなくなる可能性が高い。	一般の携帯電話は、位置解決サーバから送られてくる情報を基地局経由で受けて自己位置を計算しているため、基地局被害や輻軸などが発生すると自己位置の取得ができない可能性がある。	アプリケーションベースの情報収集システムのほとんどは、目的に合わせて、メニュー設定や収集項目などをシステムの中に作り込むため、項目等を変えることに改修が必要になり、汎用性がない。
イジーレポータ
大规模収害が発生して通信ができなくなった場合、イジーレポータは、収害情報をメモリに蓄積し、近くの防災機点に直接持参して、情報集約サーバへ提供する機能を有している。	位置解決サーバ イジーレポータは、位置解決サーバへ接続できない場合、自立測位方式、Standalone GPSに自動的に切り替えられるため、基地局を経由せずに自己位置を取得できる。

図4 イージー・レポータの特徴³

クが回復した場合、MS-Based方式、またはMS-Assisted方式での測位に移行する。測位方式の切り替え条件について、表1に示す。

## 3 ）システムの汎用性について

これまでのアプリケーションベースの災害情報収集システムとは異なり、情報を収集する目的に合わせ、画面構成、メニューや収集項目などの入力メニューを、設定ファイルの変更によって任意に変更できる。例えば、A市の災害情報収集システムをB市やC市へ転用したり、また、災害情報収集用として開発されたシステムを防犯システムとして転用したりする際に、設定や項目などを変えるための大幅なプログラム改修が不要であり、システムの汎用性が優れている。

### 4. 防災訓練における実証実験について

多くの災害情報を「いかに早く・ニーズに沿って・見やすく共有するか」を追及するEMT江別体制を構築するためには、まず、情報をいかに収集するかが重要な部分である。市民や現場職員からの貴重な情報を得る方法として、EMT江別体制の構築にむけた情報収集方法とその可視化 (地図化) の検証を、イージー・レポータも活用し、平成23年9月と10月の2回の防災訓練において行った。

### 4.1 避難所運営訓練での実証実験

平成23年9月30日に実施された江別市東野幌地域における避難所運営訓練において、イージー・レポータを用いての災害情報収集に要する時間の確認や、測位位置精度の検証を目的とした実験を行った。この実験は、地域住民が3方向から避難所へ向かう訓練途上、江別市総務課から提供された訓練想定被害情報 (図5参照) に基づいて実際の現場に立ち寄り、イージー・レポータの携帯端末で火災や道路閉塞の災害情報を収集し、さらに、端末を徒歩で避難所から消防本部まで運ぶことで行われた。なお、消防本部まで運ぶ者の軌跡はリアルタイムで終始記録するものとした。

1）情報収集ではイージー・レポータを3台使用し、1台はデータを入力するごとにサーバに伝送し、他の2台はカードへデータを蓄積することにより情報収集を行った。図6は、訓練の状況の写真で、イージー・レポータ（手前）の示す座標と、専用のGPSレシーバ（奥）の座標を比較しながら、情報入力をしている様子を示す。

2）情報整理 (地図化）の手順としては、イージー・レポータで収集したデータを Google Earth 上に取り込んで表示し、その後、そのデータをもとに訓練想定被害状況が入力された ESRI 社 ArcGIS 上にそのデータを重ね合わせて情報を整理・可視化し、収集した情報との位置精度などの比較
図 5 訓練で使用された想定被害状況 $ ^{3)} $

図6 訓練の様子

をおこなった。

## 3 ）実験結果と評価

①情報収集を実施した時間は、1時間15分であった。

14 時 50 分 情報収集開始

15 時 32 分 避難所までの情報収集終了 (最終班終了時間)

16 時 05 分 消防本部に情報到着

②地図化に要した時間は、約1時間であった。

・全てのデータを Google Earth 上に表示するまでの所要時間は約 30 分であった。

マイクロ SD 内の情報を一度サーバに送信し、その情報を CSV ファイルと KML ファイルへデータ変換し、Google Earth で表示した。

· ArcGIS で地図表示するまでに要した時間は約 30 分であった。

KML ファイル若しくは生成されている CSV ファイルを整理し、GIS に取り込む。この際には、撮影された写真も同時に取り込んだ。

図7に想定情報と収集結果の位置精度を矢印の長さによって示す。この実験に利用した訓練想定被災状況の位置とイージー・レポータで収集した被害情報の位置は、ほぼ同じであり、これは、今回のような情報収集端末機器を使用した場合、実災害においても災害位置をほぼピンポイントで把握可能であることが実証できたと言える。図8はイージー・レポータで収集された情報と訓練参加者の移動軌跡をGoogle Earthで表示したものである。赤マークは情報を発信した地点マークは変更可能）、黄色線は端末内にログ（約30秒に1回）された軌跡情報が表示されたものである。今回の検証では、
図7 想定被害情報と収集結果の位置精度の比較（矢印の長さは想定位置と収集位置との差を示す）

図8 イージー・レポータ収集情報と軌跡
携帯端末の持ち方(ポケットに入れる、首から下げる等)によって、軌跡の表示の仕方が変わることが分かった。その理由としては、GPS衛星からの電波を受信する際の携帯端末の位置によって測位精度が変化することが考えられる。

今回の検証では、地震の影響で携帯電話のネットワークが途絶えたという想定で、徒歩による情報の搬送実験を行った。当日は雨という悪条件下であったが、情報収集から約2時間15分で、約2km²の範囲の被害状況が地図に表示できたことは、満足すべき結果であると評価できる。実験直前に端末の操作方法の説明を受けた20～40代の男女4名によって今回の実験が行われたが、操作が容易で分かりやすい情報収集機器であるという総評を受けた。イージー・レポータの携帯端末については、①位置情報を得られる。②写真が撮影可能である。③誰でも簡単に操作可能である。④ネットワーク寸断時にもデータを蓄積できる。⑤徒歩によるデータの搬送も可能である。など災害情報の収集に有効活用できることが示されたことから、今後は、普及が進んでいるスマートフォンへの対応など、機能向上に期待するところである。

### 4.2 江別市防災訓練における実証実験

平成23年10月16日に実施された江別市立上江別小学校を避難場所・訓練会場とした江別市防災訓練においてシステムの実証実験を行った。検証内容としては、前述の9月30日の情報収集の訓練に加えて、紙地図や口頭で収集される災害情報のデジタル化とその地図化、さらにインターネットでの閲覧を可能とすることによる情報の共有化に主眼をおいた。1）検証に用いた機器とソフト

①情報収集の機器としては、イージー・レポータを用いた。

②災害情報のデジタル化とその地図化には、次世代の情報収集端末とも言えるiPad等のタブレット型PCを活用し、これら機器の災害情報の収集における有効性を比較検証した。タブレットPCでは、国際航業(株)が開発した地図作成ソフトを使用し、災害情報を入力した。災害情報全体の解析・地図化にはESRI社のArcGISを使用した。

③収集された災害情報の共有化には、消防研究センターのAR防災マップ $ ^{[4]} $ を使用した。

## 2 ）檢証內容

①イージー・レポータを使用した現場での情報収集の検証

検証実験は、前述の9月30日の訓練と同様に、避難所へ向かう途上で、想定された被災状況を収集する形式で行われた。

②タブレット PC (iPad) を使用した避難所での情報登録の検証

この検証は、情報収集員が移動中に現場で情報入力する方法では無く、避難所に集まった市民が、訓練時に付与された想定震災被害状況を記載した紙地図を見ながら、タブレットPC上に表示されたデジタルマップに被害状況の地点や被災内容を手入力し、被災状況を電子地図化するという方法で行われた。今回のこの収集方法については、市民から口頭や紙地図で提供される情報を、避難所などでタブレットPCを使用することで、どの程度効率的に集約できるかを検証するために実施した。震災時において、避難住民の地域の土地勘に基づいた正確な災害情報が多数提供される場合や避難所が複数になった場合でも、災害情報の効率的な地図化を実現することを目的にするものである。

## ③情報共有化の検証

災害情報は、AR 防災マップの電子地図上に一件ずつ手入力され、さらに、AR 防災マップの Web サーバ機能により他のコンピュータからインターネットを経由して閲覧可能となる。今回は、災害情報がインターネット上で閲覧可能となった状態を共有化されたこととして、収集された全てのデータ入力に要する時間を計測することで検証を行った。④携帯電話による音声およびメール等による情報伝達の検証

避難所で市民が作成する情報マップおよび避難者数等の紙資料を携帯端末で写真撮影し、そのデータを電子メールで本部へ送信した。さらに、音声による情報伝達の検証も行った。この場合、携帯電話の輻輳を想定して、江別市で活用されている防災行政無線（デジタル MCA 無線の移動局、復信方式）を活用することが実践的な訓練であると考えられるが、今回は口頭の伝達が災害情報やその位置情報を正確に伝えられるかの検証を目的とすることから、携帯電話を利用した実験にとどまっている。

## 3 ）検証結果と評価

表2に、情報収集開始から地図が印刷されるまでの時間経過を示す。

①イージー・レポータを活用した情報収集は、約30分以内で終了し、約3km²の範囲であれば、情報端末を使って現場で直接データ入力することで、迅速な災害情報共有ができるということが実証できた。今後は、EMT江別体

表 2 時間経過

時刻	経過
9時30分	イージー・レポータによる情報収集開始
10時00分	避難所までの情報収集終了
10時15分	タブレット PCによる避難所内情報収集開始
10時20分	ArcGISでの地図化開始
10時50分	音声および画像により、避難者数を本部へ伝達
11時28分	タブレット PCによる避難所内情報収集終了、最初に作成された地図が印刷
制の構築において、イージー・レポータを含めた現場での直接的な災害情報マッピングの検討を続ける予定である。

②図9は、避難所において、市民が、紙地図や口頭でもたらされる災害情報を、タブレットPCを用いた電子地図へ登録を行っている様子を示す。表2の実験結果から、避難訓練開始からタブレットPCで情報登録が完了するまでに要した時間は、1時間20分で、さらに、ArcGISによる地図化（図10）には約1時間13分を要しているが、全体として、情報収集を開始してから情報をとりまとめた地図を印刷し、本部内に配付するまで、約2時間以内で行うことが出来た。今回の実験で、避難所内での情報登録に用いたソフトは、イージー・レポータのような火災や建物被害などの情報項目がメニューによる選択形式で入力できる機能は備えていないが、当初の予想以上に効率的に情報入力が可能で、35分で入力が可能であった。今後、更に効率的な情報集約を可能とするためには、メニュー形式の採用や選択肢の内容検討を踏まえたシステム開発を行ってゆく必要があると考えられる。

③情報の共有化については、今回の実験では検証内容が多く訓練時間内に検証できなかったため、②で作成された地図をもとに訓練終了後に情報入力を行った。訓練当日の15時47分に情報入力作業を開始し、16時08分に入力を完了したことから、入力に要した時間は21分間であった。図11にAR防災マップ上に集約された災害情報の表示画面を示す。

以上の平成23年10月の実験の結果を踏まえ、避難所

図9 避難所におけるタブレッド PCによる情報集約風景

図10 地図化された災害情報収集の結果
における情報集約から共有までにかかった時間を図12に示す。

④一方、携帯電話によって撮影した写真をメールで災害対策本部へ送信する方法は、現場の状況が臨場感をもって伝えられることから、伝達手段として有効であった。また、携帯電話によって音声で情報伝達する方法は、災害の状況によっては位置情報など正確な情報を伝達することが難しいという課題があった。

ネットワークが利用可能であれば、携帯端末やタブレットPCでデジタルマップ上に災害情報を集約する方法は、ホームページなどで提供される防災マップに情報をマッシュアップすることで、効率的な情報共有が可能である。また、災害対策本部などの対応の現場においては、どのような地図が必要とされているのか、部局によって異なるニーズに合

図 11 AR 防災マップ上に集約された災害情報

約2時間で各部局は災害情報を把握・共有できる！

図12 避難所における情報集約にかかった時間（平成23年10月の実験の結果から）
わせた地図を限られた時間でどのようにして作成するかが、EMT江別体制構築において重要な検討項目の一つである。定型化された一つの地図にこだわらず、消防、水道部や避難住民を支援する生活環境部など、複数部局のニーズに合わせた地図を複数種類作成し、それらを配布することで、関係部局が選択して利用する考えかたなども、今後の検討課題であると感じた。

### 5. 考察

今回の実証実験の結果をふまえて、EMT江別体制の構築において、実際の震災時の活動において活用できると考えられる情報共有方法について述べる。

## 1 ）紙地図による共有

プリンターが稼働できる環境下でないと使用できない、情報共有が配布先のみに限られる、雨天時においての防水性能に欠けるなどの課題もあるが、従来からの共有方法であり、最も簡便な方法の一つである。今回の実験で実施したように、避難所などにおける災害情報の登録作業で、一時記録するための媒体としての活用が考えられる。

## 2 ）災害情報データを人が搬送することによる共有

携帯端末のメモリ上に災害情報を蓄え、そのデータを消防本部まで徒歩で搬送するというイージー・レポータの機能が例として挙げられる。通信システムが被災したり輻転をした場合に、座標や現場写真が含まれる情報の共有に有効であると思われる。

## 3 ）Web マップによる共有

現場にいる職員が Web サーバのマップ上にそれぞれ情報入力し、地図をマッシュアップする方法は、リアルタイムで災害情報を一元管理することが可能になり、収集・処理・共有に要する時間を大幅に短縮できる。収集される情報の種類によっては、公開内容や公開先などを今後検討する必要があるが、震災時においても、インターネットや Web サーバが利用できる環境であれば、有効活用が期待できる IT ツールである。東日本大震災においては、Web マップを利用し避難所運営支援を行った事例もあるため、今後は、標準的な方法として検討していく予定である。

### 6. おわりに

今回の検証実験では、EMT 江別体制を構築するうえで、情報収集端末の利用、情報収集・可視化・リアルタイム処理能力に優れた GIS の活用は、早期の情報収集と可視化を可能にすることが分かった。

筆者らが考える EMT 江別体制は、情報連携という手段で災害に対応するものである。その情報連携とは、単に人

図 13 EMT 江別体制による情報連携
や組織のつながりだけを意味するのではなく、「防災教育から防災復興までの一連の流れ」であり、発災前のDIG等の防災教育活動に始まり、被災状況情報収集の大切さや避難所での地図作成を根付かせ、産学官により開発された誰もが利用できる情報収集端末等により、実際に市民により作成された避難所地図から読み取れる大切な情報を行政が集約するというものである。

被災状況や対応状況の情報、その他の情報を EMT が様々な形で GIS を活用し可視化する。民学産官により可視化された震災情報を国内すべてが共有し、避難所運営等に活用し、情報源である市民にフィードバックさせる。つまり、EMT 江別体制は防災教育から復興支援までの繋ぎ役である。図 13 に EMT 江別体制による情報連携の構築のイメージ図を示す。

今後は、実証実験を重ねながら、消防隊など実際に活動する部隊に求められる地図の表現を探るなど、収集される災害情報の利活用を検証する予定である。また、ライフラインの被災や利用状況、避難所の運営や復興への利活用、森林火災発生時の対応体制構築への活用などを検討している。さらに、応援協定を結んだ市町村間もしくは都道府県間において防災対策上のデータの相互保管が実現すれば、被災地の外の自治体が、被災地の状況を確認しながら災害対応支援活動を行えるという体制が実現可能である。今後も、道内消防本部や大学等と連携しつつ、様々な地域環境下における実証実験を重ね、国内どのような場所でもこのサイクルが実現可能となるよう検証を続ける予定である。

## 参考文献

1）井ノ口宗成，田村圭子，古屋貴司，木村玲欧，林春男：緊急地図作成チームにおける効果的な現場型空間情報マッシュアップの実現に向けた提案—平成23年東北地方太平洋沖地震を事例として—，地域安全学会論文集，No.15, pp.219-229, 2011

2）鄭炳表，座間信作，滝澤修，遠藤真，柴山明寬：携帶電話を用いた災害時の情報収集システムの開発，日本地震工学会論文集，第9卷第2号，pp.102-112,2009

3）鄭炳表，滝澤修，遠藤真，座間信作：携帯電話端末による情報収集システム「イージー・レポータ」，情報通信研究機構季報，Vol.57 No.1/2，2011

4）細川直史，高梨健一，“拡張現実(AR)を用いた現位置における防災情報可視化の試み”，消防研究所報告，111号，pp.1-6,2011年8月25日.
# A study on Cooperation of Gathering and Sharing the Disaster Information Using Map Information

- An Validation of Methods of Gathering Disaster Information and Formulation of the EMT in Ebetsu City -

(Abstract)

Shigeki Meguro $ ^{*} $ , Kenta Ogawa $ ^{**} $ , Byeong-pyo Jeong, Makoto Endo, Masafumi Hosokawa

(Accepted January 30, 2012)

We are experimenting with getting up the Emergency Mapping Team (EMT) in Ebetsu city to resolve difficult issues how we can gather disaster information occurred in the city rapidly on large scale disaster such as earthquake. In this paper, we present the report of experiments to verify the system of information gathering using the EMT and the Easy Reporter which the National research institute of fire and disaster is developing. The experiments were holed twice time at disaster drills in Ebetsu City on September 30th and October 16th in 2011. As the result, it is made clear that we can share disaster information within 2 hours of occurrence disaster using the EMT and map information.

Keywords : geographic information system(GIS), the Emergency Map Team (EMT)
技術報告

# 金属粉の微少発熱挙動に与える湿度の影響

岩田 雄策

(平成24年2月22日 受理)

マグネシウム粉およびアルミニウム粉の微少発熱挙動に与える湿度の影響について等温型高感度熱量計を用いて調べた。マグネシウム粉およびアルミニウム粉の発熱反応に関して、湿度および温度が高くなるにつれて試料からの発熱が大きくなった。両者の発熱反応は湿度および温度に依存する自己触媒反応によって進行することが分かった。

### 1. はじめに

マグネシウム (Mg) およびアルミニウム (Al) の金属粉は有機試薬、パーソナルコンピューターや携帯電話等の筐体の原料として広く使用されている。これらの金属は度々火災や粉じん爆発の原因物質となる場合がある。また、Mg 粉等の金属粉は消火活動の阻害物質になることがある。これまで Mg の発熱挙動について報告があり、粒径が小さいほど、また、湿度や温度が高いほど発熱速度が大きいことが報告されている $ ^{1)} $ 、 $ ^{2)} $ 、 $ ^{3)} $ 、 $ ^{4)} $ 。また、廃棄物中の Mg が水と反応して発熱するとともに水素を発生し、火災原因となることも報告されている。そのため、本報告では Mg 粉および Al 粉の微少発熱について、等温型高感度熱量計 (以下 TAM という) を用いた結果について報告する。金属粉が空気中の水分と反応することも予想されるため金属粉に対する、湿度の影響について調べた。また、不活性な雰囲気としてアルゴン雰囲気で実験を行い、微少発熱反応への影響を検討した。

### 2. 実験

### 2.1 TAM

TAM の湿度調整法の概略を図1に示す。試料容器に飽和水蒸気と窒素が導入され、試料容器内で所定の湿度に調整される。TAM 測定の湿度の妥当性について金属塩の飽和水溶液によって調整された湿度を用いて検証したところ、TAM の表示湿度は、金属塩の飽和水溶液による湿度とほぼ同じであった。導入する気体の湿度と金属塩の飽和水蒸気圧に相当する湿度が一致した時、熱流束がゼロになることになる。

### 2.2 試料

Mg 粉および Al 粉の試料量は 0.10g とし、試料容器として 20ml のステンレス製容器を用いた。温度は 50℃ から 80℃、湿度は 30% RH (50℃ の水蒸気の絶対圧:0.0366atm) から 80% RH (80℃ の水蒸気の絶対圧:0.374atm) の範囲とした。湿度調整用の水として蒸留水を用いた。また、雰囲気について、窒素、窒素 / 酸素混合気およびアルゴンを用いて測定を行った。

Mg 粉について純度 99.9% で、粒径が 0.149mm 未満（-100mesh）のものを用いた。Al 粉について、純度 99% 以上で、粒径について 0.053-0.150mm [Al(1)] および 0.045mm 以下 [Al(2)] のものを用いた。

図1 湿度調整の概略図
### 2.3 実験方法

以下の手順で実験を行った。(1)試料を試料容器に入れて秤量した。試料容器中を窒素等の所定の雰囲気で置換した。(2)調整した雰囲気中で所定の湿度に調整した。(3)TAMによる熱流束測定を開始した。測定時、空の参照容器を用いた。ベースラインについて所定の湿度の条件で空の参照容器と空の試料容器を用いて、その安定性を確認した。

### 3. 結果および考察

### 3.1 マグネシウム粉の発熱挙動に与える湿度の影響

測定例として図2に温度80℃、湿度80% RHの条件での熱流束の経時変化を示す。原点は所定の湿度に達した時点である。所定の湿度になった直後は水蒸気と試料容器の吸着熱が測定されたが、その後の反応熱に比較して小さいため、吸着熱に関して解析は行わなかった。

測定例として図3、図4および図5でそれぞれ、80％RH/80℃、80％RH/60℃、30％RH/80℃における発熱量q

図2 窒素中のマグネシウム粉の熱流束の経時変化

湿度：80%RH、温度：80℃、窒素雾囲気

図3 マグネシウム粉の発熱量と熱流束の関係 湿度：80%RH、温度：80℃、窒素雰囲気
(J) の変化を示す。q はある時刻までの発熱量である。回帰分析により熱流束は次の式(1)によって最適化された。

$$ \mathrm{HF=k\times H~(1-q/H)~^{m}~(q/H)~^{n}} $$

ここで HF は熱流束 (W)、k は反応速度定数 (1/s)、m、n は反応次数を表す。H は測定した試料が持つ試料量あたりの反応熱 (J) である。式(1)において q/H は反応率を示す。この反応式は自己触媒反応を表すものである $ ^{5)} $ 。図3、図4

および図5において実線は測定データ、波線は水蒸気と試料容器および試料との吸着熱の影響が大きい部分（例えば図4で約11J以下）を除いた回帰分析を示す。図3、図4および図5より回帰式が測定データに良く合っていることが分かる。熱流束－時間の関係を示すグラフ（図2）と熱量－熱流束の関係を示すグラフ（図3）を比較すると形状は、類似している。なお、図5では吸着のピークは大きく現れている。

図4 マグネシウム粉の発熱量と熱流束の関係 湿度：80%RH、温度：60℃、窒素雰囲気

図5 マグネシウム粉の発熱量と熱流束の関係 湿度：30%RH、温度：80℃、窒素雰囲気
い。

熱量（J）-熱流束（W）の関係において、湿度および温度が高いほど熱流束曲線の極大値が早く現れることが分かった。しかし、温度が60℃以下では湿度が80%であっても明確な極大値は観察されなかった。

回帰分析結果から発熱反応は自己触媒反応で進み、発熱の極大値を経た後はその後、1次反応または拡散によって反応が進行することが考えられるが、ここでは式(2)のように1次反応を仮定して解析を行った $ ^{6)} $ 。

$$ HF=k\times H(1-q/H) $$

式(1)に関して温度、湿度が変化してもnは0.3と一定で、mの値が変化した。自己触媒反応を表す式(1)において(q/H)の項は生成物の割合を示していることから、Mgの微少発熱反応について温度・湿度条件が変わっても反応生成物の関与に変化が無いことを示している。

H について計算では 0.1g あたり 220J として回帰分析を行った。Mg と水との発熱量が TAM による測定によると 146J (0.1g あたり) であることから、今回用いた H(220J/0.1g) は妥当と考えられる $ ^{2)} $ , $ ^{3)} $ , $ ^{4)} $ 。

水と Mg の反応後の気体を調べたところ、水素が 0.1-3% 程度検出された。Mg 表面で水素が発生する反応が進行することが推定された。熱流束曲線を考慮すると、温度または湿度が高いほど水素の発生速度も速くなることが分かる。

図6に温度と反応速度定数の関係を示す。横軸は温度の逆数を、縦軸は反応速度定数の自然対数を取ったアレニウスプロットである。水蒸気圧によって3種類の反応型があることを示している。いずれの場合も自己触媒反応で、同じmとnの反応型である場合に直線関係が得られた。直線の傾きは-E/Rを表している(E:活性化工ネルギー(J/mol)、R:気体定数(8.314J/mol/K))。活性化工ネルギーは水蒸気圧の低い順から10.4kJ/mol（0.0366-0.14atm），11.3kJ/mol（0.15-0.19atm），14.0kJ/mol（0.20-0.37atm）であった。括弧内は水蒸気圧の絶対圧表示である。活性化工ネルギーを比較すると水蒸気圧が高いほど活性化工ネルギーも大きくなっている傾向があることが分かった。

### 3.2 アルミニウム粉の発熱挙動に与える温度の影響

図7に Al 粉について粒径を変えた場合の熱流束の経時変化を示す。図8に Al 粉について湿度を変えた場合の熱流束の経時変化を示す。図9に Mg 粉について雰囲気を変えた場合の熱流束の経時変化を示す。原点は所定の湿度に達した時点である。Al 粉について Mg 粉の場合と同様所定の湿度になった直後は水蒸気と試料容器の吸着熱が測定されたが、解析は行わなかった。図7に Al 粉の測定例として 80% RH/60℃ の条件での熱流束の経時変化を示す。試料として粒径の大きい試料 Al(1)と小さい試料 Al(2)を用いた。Al 粉の粒径が発熱挙動に大きく影響し、粒径が小さいほど大きな発熱をすることが分かった。図8で湿度を 30RH%、50RH%、80RH% と変えた場合の、熱流束の変化を調べた。それぞれ、水蒸気圧は 0.059atm、0.098atm、0.157atm である。湿度が高くなるにつれて熱流束は大きくなった。特に 80% RH の時、水蒸気圧の増加と比較して急激に発熱が大きくなることが分かった $ ^{3)} $ 。

Al 粉は熱量 (J) - 熱流束 (W) の関係から、湿度が 80RH% 程度になると極大値が観察されることから自己触媒反応によって発熱が進行することが分かった。前述したように Mg 粉の場合は自己触媒反応後、一次反応または拡散で反応が進行しているが、Al 粉の場合は、今回の測定条件では自己触媒反応だけが観察された。Mg 粉と Al 粉につい

図6 マグネシウム粉に関する温度と反応速度定数の関係
て同じ温度と湿度 (60℃ / 80% RH) の時で比較すると Al 粉は Mg 粉と比較して自己触媒反応の性質が大きいことが推定される。

### 3.3 発熱挙動に対する雰囲気の影響

図9に異なる雰囲気におけるMg粉の熱流束の経時変化を示す。雰囲気として、窒素79％/酸素21%、窒素60％/酸素40%、窒素100%、アルゴン100%とした。窒素79％/酸素21%の雰囲気で2回測定行ったが両者はほぼ同じとみなした。また、窒素とアルゴンで熱流束曲線がほぼ同じ結果であった。アルゴンは代表的な不活性ガスであることから、Mg粉と水蒸気の反応に窒素との関与が無いことが分かった。Mg粉の場合、酸素が21%（空気中程度）と存在した場合は窒素だけの場合と比べて熱流束が最大でも30%程度大きく、酸素の影響は小さかった。さらに、酸素が40%存在しても21%存在する場合とほぼ同じ発熱挙動が得られた。

図7 アルミニウム粉の熱流束の経時変化

湿度：80%、温度：60℃、No1：粒径53-150μm、No2：粒径45μm以下、窒素雾囲気

図8 種々の湿度におけるアルミニウム粉の熱流束の経時変化 周囲温度 60℃、窒素雰囲気
図9 異なる雰囲気におけるマグネシウム粉の熱流束の経時変化 湿度：80%RH、温度：80℃

図10 異なる雰囲気におけるアルミニウム粉の熱流束の経時変化 湿度：80%RH、温度：60℃

図10に異なる雰囲気におけるAl粉の熱流束の経時変化を示す。雰囲気として、窒素79％/酸素21%、窒素60％/酸素40%、窒素100％とした。空気中程度の酸素が存在すると窒素のみの場合と比較して熱流束が2倍以上増加することが分かった。しかし、酸素濃度が21%から40%と倍になっても熱流束の最大値で比較するとほぼ同じで、発熱挙動についても大きな差がなかった。Al粉の場合にはMg粉の場合以上に、酸素の有無が発熱挙動に大きく影響を与えることが分かった。

### 4. まとめ

Mg 粉および Al 粉の微少発熱挙動について等温型高感度熱量計（TAM Ⅲ）を用いて調べた。また、発熱挙動に対する湿度の影響を調べた。

(1) Mg 粉の発熱反応に関して、湿度および温度が高くなると発熱速度も大きくなった。発熱反応は湿度および温度
に依存する自己触媒反応で進行した。

(2) Al 粉の発熱反応は、Mg 粉と同様、湿度および温度が高くなると発熱速度も大きくなり、発熱反応も自己触媒反応で進行することが分かった。また、Mg 粉の場合以上に、酸素の有無が発熱挙動に大きく影響を与えることが分かった。

## 参考文献

1）森尻、柳、平成17年度日本火災学会研究発表会(2005.5)

2) 岩田、古積、第40回安全工学研究発表会 (2007.11)

3) 岩田、安全工学シンポジウム2009 (2009.7)

4) Y. Iwata, and H. Koseki, Science and Technology of Energetic Materials, Vol.69 (6), pp.169-172 (2008)

5) W.L. Ng, Aust. J. Chem., 28, pp.1169-1178 (1975)

6) R.J. Willson et al., J. Phys. Chem., 99, pp.7108-7113 (1995)
# Heat Generation Behavior of Metal Particles under Various Humidity Conditions

(Abstract)

Yusaku Iwata

(Accepted February 22, 2012)

The small heat generation behavior of magnesium and aluminum particles was investigated with a thermal activity monitor under the humidity condition. The heat flow in their heat generation reaction increased when the humidity and temperature became high. It was elucidated that heat generated in the autocatalytic reaction style regarding both metal particles. The reaction parameters of the autocatalytic reaction depended on the temperature and the humidity.
技術報告

# 各種金属類の事故事例と消防法による危険性評価

古積 博、岩田 雄策

(平成24年2月29日 受理)

金属類の事故事例と消防法等による危険性評価方法について調べた。その結果、アルミニウム、マグネシウム及びナトリウムの事故が多く、また、危険性が高いことが判った。今後、金属類の回収が進んだ場合、事故がますます増加することが予測されるが、その対策を十分にとる必要がある。

### 1. 始めに

最近、携帯電話、パソコンといった電子機器の普及、発展に伴い、その原料となるレアメタル（希少金属）、レアアース（希土類元素）と呼ばれる金属類の重要性が叫ばれているが、その産地が世界的に偏在しており、ニーズの多い日本ではほとんど産出されていない。また、主要生産国である中国の輸出制限のため、都市の電気機器等の金属系廃棄物（いわゆる「都市鉱山」）からの有価金属のリサイクルが脚光を浴びている。

従来から金属類は多くの事故を起こし $ ^{1,2)} $ 、また、その消火困難性から消防でも規制、消火対応の面から検討が行われていた。最近では、レアメタルを含め多くの金属の回収が試みられつつある。特に、リチウムは携帯電話、パソコン、自動車等に使われるリチウムイオン電池の需要が、今後一層伸びる可能性があり、都市鉱山からのリサイクルが急がれている。他方、回収原料となるスクラップ金属類は、中国等へ大量に輸出されているがその回収、輸送、再生（精錬）、貯蔵等において火災、爆発が報告されている $ ^{3)} $ 。

そこで、本稿では、レアメタルを含め広く金属類の規制について述べ、また、事故事例を収集すると共にその問題点、危険性評価について調べたので報告する。

### 2. 主な金属とその性状

表1に過去に事故例の多い金属を含めて主な金属類の性状を示す $ ^{4)} $ 。レアメタルと呼ばれる金属は合計30種類、レアアース（希土類）は17種類あるが、今後、リサイクルが進んだ場合、リサイクル時の事故が起こる可能性もあるので、その危険性を知る必要がある。

### 3. 金属類の事故事例

金属ごとの災害事例情報は十分でないが、ここでは、インターネット、災害情報センターの収集した事故情報及び清水らがまとめた結果 $ ^{1,2)} $ （大正14～平成12年の合計件数）を表2、3にまとめた。多いのは、アルミニウム、マグネシウムである。レアメタルの中では、チタンが最も多い。最近では、電池用にリチウムの需要が多くなっていることから、リチウムの事故が増えることが予想される。

また、原料のスクラップ金属の貯蔵、輸送中にも火災が発生しているが（図1）、有効な消火剤がないため消火が難しく長時間火災が続く場合があり、また、含まれるプラスチック類の燃焼で大量の煙が発生し、対応する地元消防は苦慮する場合も多い。

スクラップ金属には、鉄を主体にアルミニウムその他様々な金属やプラスチック類等が含まれ、最近では中国に輸出される場合も多く、その輸送途中で火災、爆発を起こすこともある。その消火困難性から長時間の火災になる場合もあり、その防災対策を立てるため、平成21～

表 1 主な金属類の性状

金属	元素記号	沸点℃	密度kg/m³	熱容量J/kg/K
アルミニウム	Al	2520	2700	900
マグネシウム	Mg	1095	1783	1020
ニオブ	Nb	2900	8570	265
チタン	Ti	3289	4507	520
リチウム	Li	1333	534	3600
亜鉛	Zn	907	7130	390
ニッケル	Ni	2890	8902	440
ナトリウム	Na	883	971	1230
鉄	Fe	2863	7874	440
タンタル	Ta	4100	16650	140
ジルコニウム	Zr	4361	6520	278
シリコン	Si	2600	2330	700

(出典により、データに若干の違いがある)
表 2 金属種ごとの事故事例件数 $ ^{1)} $

(大正14～平成12年の合計件数)

件数
アルミニウム	114
マグネシウム	54
ナトリウム	44
チタン*	19
亜鉛	15
鉄(粉)	9
カリウム	6
リチウム*	5
ニッケル*	5
ジルコニウム*	4
コバルト*	3
鉛	3
タンタル*	2
マンガン*	2
カルシウム	2
スズ	2

*: レアメタル

図1 スクラップ金属の火災の例（愛媛県、鉄、非鉄等約1000トンが約27時間にわたって火災となった）

23 年度、国立環境研究所、海上保安庁、消防研究センター等が共同研究を行った $ ^{4)} $ 。

出火原因（発火源）としてリチウム電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等、様々な電池類の短絡（内部、外部）の可能性があるほか、金属同士の衝突による火花も考えられる。

また、再生（精錬）に当たっては、溶融、強酸、強アルカリを使った化学反应を伴う工程がある場合、その過程で事故を起こす危険を伴う。また、粉体を製造する場合には、粉じん爆発の危険性もある。大量に保管する場合には、蓄熱発火の可能性もある。火災、爆発等の事故例を表3に示す。

### 4. 消防法による金属類の規制

金属類は、その形状（特に粒度）、性状から消防法危険物第2類（可燃性固体）、第3類（自然発火性物質及び禁水性物質）に該当する性状を有するものがある。

第2類危険物（候補）としては、マグネシウム、鉄粉、様々な金属粉が挙げられている。また、第3類危険物（候補）としては、カリウム、ナトリウム、リチウム、カルシウム等がある。これらは、必要に応じて危険性判定試験を行って危険物か否かが決まる場合もある。

引火性固体を対象とする判定試験としては、第2類危険物では、小ガス炎着火試験及び引火点試験がある。前者は、点火器具で試料に何秒で着火するかどうか評価する試験である。後者は、セタ式引火点試験器で測定し、40℃で引火するかどうかで評価する試験である。第3類危険物の場合には、自然発火性試験（空気中での発火の危険性を判断するための試験）及び水との反応性試験（水と接触して発火し、又は可燃性ガスを発生する危険性を判断するための試験）がある。

危険物に該当する場合には、1日に一定数量（指定数量、例えば、ナトリウムでは10kg、鉄粉では500kg）以上、貯蔵取り扱いする場合には（他に危険物があれば合算する）、危険物施設として一定の技術基準に合致する必要があり、設置に当たっては市町村長等による許可が必要となるほか、危険物取扱者を置くこと、貯蔵取り扱い方法等について、様々な規制を受ける。

国際連合危険物輸送勧告書でも可燃性物質類水反応性可燃性物質 (Class 4.3) に対して自然発火試験及び発生ガス量測定試験が判定方法として定められている。

### 5. 金属類の危険性とその評価手法

金属類の危険性評価試験方法には、まだ、十分に定められているとはいえない所があると考えられる。ここでは、考えられる危険性とその評価方法について列記する。

### 5.1 燃烧性状

大部分の金属は着火しにくいが、着火した場合、高温になる危険性を有する。消防法では、着火性については、小ガス炎着火試験が採用されているが、本試験を適用してもほとんどの金属類では着火はしないものと思われる。東京消防庁の実験 $ ^{5)} $ では、マグネシウム（粒径：0.2mm）及び鉄（粒径：0.05mm）が該当する危険性を有し、着火後は1000℃を越える高温になったことが報告されている(表4)。

また、東京消防庁消防技術安全所や消防研究センターでは高感度熱量計 TAM を使った危険性評価が試みられている（図2） $ ^{5,6} $ 。消防研究センターの結果では、マグネシウムの発熱は、雰囲気の影響をほとんど受けないことを明らかにした。