hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
匿名加工情報・非識別加工情報制度とオープンデータ政策

この期間、匿名加工情報、非識別加工情報についての研究を進め、その成果として、『個人情報保護法の逐条解説(第6版)』(有斐閣)を刊行した。同書では、法律のみならず、政令、総務省令、個人情報保護委員会規則も含めて、匿名加工情報、非識別加工情報制度について、詳細な解説を行った。また、「医療分野の研究開発に資するための匿名加工医療情報に関する法律」(次世代医療基盤法)についても研究を行い、これについて、立案に当たられた岡本利久内閣官房健康・医療戦略室参事官(当時)との対談を行政法研究25号に掲載したほか、ジュリストに「医療ビッグデータの利用と保護ー次世代医療基盤法」を執筆した。さらに、次世代医療基盤法の解説を2018年6月に刊行した『自治体のための解説個人情報保護制度』(第一法規)第2部第3章で行ったほか、季報情報公開・個人情報保護という雑誌で3回連載して、同法についての解説を行った。また、個人情報保護委員会事務局長、総務省行政管理局長、岡村久道弁護士、新保史生慶応義塾大学教授とともに、個人情報保護に関する座談会を行い、「法の支配」の2019年1月号に掲載されたが、その中でも、匿名加工情報、非識別加工情報、匿名加工医療情報について議論した。「法の支配」2019年1月号では、わが国における個人情報保護法制についての論文を執筆した。また、次世代医療基盤法の逐条解説書を執筆した。同書は、2019年4月に、有斐閣から刊行される予定である。2017年度は、我が国の匿名加工情報、非識別加工情報制度の特色を探るため、海外の匿名加工情報制度、とりわけ、EUのGeneral Data Protection Regulation(GDPR)と比較するための研究を行った。また、同年度において、「医療分野の研究開発に資するための匿名加工医療情報に関する法律」(次世代医療基盤法)が成立したため、同法についても研究を行い、論文の執筆を開始している。さらに、2007年に全部改正され、匿名データ、オーダーメード集計の制度を新設し、オープンデータ政策においてフロントランナーの立場にあった統計法が、行政機関非識別加工情報制度の導入の結果、むしろ、一般の保有個人情報よりも、オープンデータ政策という面では、後塵を拝することになり、そのため、2018年3月に統計法の一部を改正する法律案が閣議決定され、国会に提出された。そこで、この統計法改正案についても、オープンデータ政策の観点から研究を行い、論文執筆にとりかかった。いずれの論文も、2018年度において、公表を予定している。また、行政機関非識別加工情報制度の導入に伴い、地方公共団体において、個人情報保護条例を改正して、非識別加工情報制度を導入する検討が開始されており、201年度末までに、鳥取県、和歌山県のほか、市区町村では3団体が、すでに個人情報保護条例を改正して、非識別加工情報制度を導入している。そこで、これらの個人情報保護条例についても検討を行った。この期間中には、匿名加工情報制度を導入した個人情報保護法改正、非識別加工情報制度を導入した行政機関個人情報保護法、独立行政法人等個人情報保護法改正について、若干の論文を執筆し、また、著書の公刊を行うことができ、逐条解説の改訂作業も進めている。また、「研究実績の概要」に記した通り、次世代医療基盤法、統計法改正案についての論文の執筆にも取り掛かることができた。2018年度においては、次世代医療基盤法についての研究をさらに研究を進め、論文を完成させるとともに、逐条解説を執筆したいと考えている。また、統計法改正に関する論文も完成させたい。個人情報保護条例改正による非識別加工情報制度の導入については、検討中の地方公共団体は少なくないものの、条例改正によりこの制度を導入した地方公共団体はない少数である。他方、匿名加工情報制度については、すでにかなりの利用実績がある。そこで、匿名加工情報制度の利用実態の検討、非識別加工情報制度のユースケースの検討も行っていきたい。
流れと伝熱の数値シミュレーションのための粗面壁乱流モデルの構築

本研究では、複雑な形状の不規則粗面を固体境界とする乱流を数値シミュレーションによって解析するための、粗面モデルを構築することを目的としている。複雑粗面はその流動抗力、熱伝達を精度よく求める必要が高まっているが、粗面をモデル無しに扱うことは、計算機容量の制約があって、実用上は不可能である。モデル化の基本方針は、不規則な凹凸から、規模が大きく高さが高い突起領域を抽出し、得られた領域を簡単な形状の等価的な定型粗さ要素で置き換えるもので、モデル定型粗さ要素の抗力、熱伝導係数等の熱流体特性は予め数値計算によって求めておく。実際の不規則粗面はこれらの諸特性を用いて算出された値を、壁面上に分布させ、事実上二次元的に取り扱おうとするものである。このために、本研究では先ず、半球を主に、幾つかの形状の抗力特性と熱伝導特性を、さまざまな配置、レイノルズ数に対して詳細に求めた。レイノルズ数が小さいときは層流を仮定してよく、大きいときは乱流を仮定して二方程式モデルを用いて解いた。この結果を用いた円管乱流の管摩擦係数は実験結果を満足に予測する。次に、粗面の重要な突起部分を抽出するためにウェーブレット多重分解法(MRA)を用いた。MRA理論を二次元に拡張し、粗面を疎視化し、適当なレベルの疎視化粗面について粗さ高さにある閾値を与えてこれを超える領域を粗面を代表する粗さの峰と考える。これらを体積の等しい半球で置き換える。このように簡単化されたモデル粗面を作成することができた。得られた粗面の熱流動特性が原粗面のそれたと一致することを確かめなければならないが、このためには十分容量の大きな計算機が必要で、本研究の範囲では確認するに至らなかった。本研究は複雑な固体境界面上を流れる乱流の数値シミュレーションのために、適切な固体面の簡略化モデルを構築することを目的としている。このために、平成15年度では主として二つの問題を取扱った。一つは、任意形状粗さでなく、簡単で明確な形状の粗さ要素を持つ粗面について、粗さの流れに対する影響を調べた。任意形状粗さをこれらのデータを用いてモデルに再構成するためである。代表的な形状として半球を選び、平面上の単独半球、規則的に分布する半球群の場合について、数値シミュレーションによって流れを解いた。その結果、1)単独半球の基礎流れ(単純せん断流)に対する付加抗力のレイノルズ数依存性が定式化された、2)低レイノルズ数では半球周りの流れは一様流中の球の周りの流れと相似なるが、高レイノルズ数では圧力抗力がはるかに支配的となって渦系が壁の影響を強く受けるようになること、3)低レイノルズ数で粗さ効果が現れないのは粗さ要素の存在が壁面摩擦抗力を低下させ、半球の抗力の増加と相殺するためであることなどが明らかになった。もう一つの問題では、粗さ要素の抗力増分を、面上の三次元要素としてでなく、全抗力を面上の摩擦抗力に置き換える、二次元粗面モデルを考案し、これを用いた離散要素法を提案した。この問題では上述の半球の抗力の定式を用いて、円管内乱流を解いた。粗面円管流は精度の高い実験が幾つか報告されており、実験との比較が可能であるからである。結果はほぼ満足であったが、とりわけ粗さ要素群の場合について、抗力の評価になお、精度を要することが明らかとなり、次年度以降により精密な高レイノルズ数域での数値シミュレーションを行う。

このほかに、近年のナノ・テクノロジにおけるマイクロ管の流れの重要性に鑑み、面の粗さの影響を調べる目的で、マイクロ管の研究状況を調査してレヴューをまとめた。本研究は複雑な固体境界面上を流れる乱流の数値シミュレーションのために、適切な固体面の簡略化モデルを構築することを目的としている。このために、平成16年度では、前年度の成果を踏まえて主として次の二つの問題を取り扱った。一つは平板上の半球周りの流れを解く問題で、前年度の数値シミュレーションを用いた解析を拡大して系統的なデータを作成した。単独半球でなく規則的に配置された半球群の中の一つの半球の抗力を解析した。その結果、実際的な場に多く現れ、実験が知られている場合では単独半球より抗力が大きくなることが確かめられた。また、これを用いた粗面壁円管内流れの摩擦損失の評価は実験結果と満足に一致し、構想する粗面壁モデルの妥当性が確かめられた。一方、極く遅い層流の場合は数値シミュレーションの精度が得にくく、理論解析による遷移域での抗力評価に根拠が望まれるが、ストークス流れについて厳密解を探求した。相似性の仮定が適切でなく、解の誘導ができなかったが、欠陥の原因が確かめられたので次年度に完成を目指す。もう一つは粗面の分析・創成法の新しい理論の構築をとりあげた。粗面モデルの構築には機器の壁面や都市の地面など、多様な特性の粗面を作って検証を加える必要があり、その数学理論が必要となる。このためウエーブレット多重解像度分解法を用いた理論を構築し、粗面の創成と解析を可能にした。この理論は流れ解析のみならず、破談面解析など、多岐にわたる応用が可能で、予定外の成果になった。この理論に基づいて創成した粗面を高摩擦円群の平面に置き換える方法を構築した。本研究では複雑な不規則粗面を固体境界とする乱流を数値シミュレーションによって解析するための粗面モデルの構築を目標としている。不規則粗面は実用的される計算機では記憶容量の制約があって十分な解像が得られないためである。このために、本年度は粗面をウエーブレット多重解像度解析法を用いて疎視化し、適切なレベルでの疎視化粗面を、粗さ高さに与えた閾値によって切り取り、得られた高い粗さの峰部分を適当な方法で、単純な形状の粗さ要素で置き換える。本研究では置き換える粗さ要素は半球とし、その体積を切り取られた峰部分のそれに等しいとした。その変換技術を確立し、モデル化粗面を得ることができた。疎視化の為にウエーブレット多重解像度解析法を導入し、これを二次元に拡張して適用した。得られた、半球群からなるモデル粗面の流れは、個々の半球の流体力で置きかえるが、そのための流体力の算定のために、さまざまな配置、粗さ高さ、レイノルズ数に対して、二方程式モデルに基づく数値シミュレーションによるデータの整備を行った。このモデル化の妥当性は検証されなければならないが、そのためには、元の不規則粗面の流れをモデル化無しに解き、モデル化粗面のそれと比較する必要がある。このためには数値シミュレーションが不可欠であるが、本研究で用いた計算機では容量が不足して確認に至らなかった。しかし、周期的な配置の半球粗さ要素をもつ円管乱流に対しては、この方法は満足な精度で管摩擦係数を与えることが分かった。したがって、今後に残された課題は多いが、方法は基本的には妥当であると考えられる。
標準暗号とその利用法の安全性評価に関する研究

1)前年度までに,ハッシュ関数を用いた標準MAC関数として広く用いられているHMACよりも効率の良いMAC関数を開発し,構成要素である圧縮関数の安全性についての標準的な仮定のもとで,単一の利用者を想定して識別不能性を証明した。今年度は,圧縮関数の安全性に関する同一の仮定のもとで,複数利用者を想定して識別不能性を証明した。その結果,利用者数に依らず,単一の利用者を想定した場合と同じ識別不能性を達成可能であることが明らかとなった。本研究成果については査読付きの雑誌論文として発表した。2)前年度までに,SHA-2やSHA-3などの標準ハッシュ関数よりも構成要素の呼び出し回数が少なくなる構成法を提案し,この構成が,構成要素の安全性についての標準的な仮定のもとで,ハッシュ関数の重要な安全性要件である衝突計算困難性や強識別困難性を満たすことを証明したが,今年度は,これらの成果をまとめて査読付きの雑誌論文として発表した。3)標準ハッシュ関数の一つSHA-512のメッセージスケジュールについて検討し,仮に,衝突困難性に関する脆弱性が発見された場合にも,その脆弱性が回避できる入力メッセージの前処理法を提案した。さらに,本手法が並列処理に向いており,多数のコアを内蔵する最近のプロセッサに適していることを確認した。本研究成果については査読付きの国際会議論文として発表した。4)IoTへの利用が期待されるRing-LWE暗号は量子計算機を用いても簡単に解読ができないと考えられており,今後の標準化が期待される。Ring-LWE暗号の処理の大部分は剰余計算が占めるため,本研究ではIoT機器に利用されるARM Cortex-M0+マイコンを対象として,省計算資源環境に適した効率の良い剰余計算法について検討した。本研究成果については国内シンポジウムで発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)ハッシュ関数を用いた標準MAC関数であるHMACが広く利用されているが,圧縮関数の計算回数の観点から短い入力に対する処理効率が悪い.そこで,本課題では,HMACよりも効率の良い,圧縮関数を用いたMAC関数を開発し,その証明可能安全性を明らかにした.さらに,この手法をLesamnta-LWに適用し,その証明可能安全性を明らかにした.これらの結果について査読付きの国際会議で2件の発表を行った.2)SHA-2やSHA-3などの標準ハッシュ関数よりも構成要素である圧縮関数や置換の呼出し回数が少なくなる構成法を提案し,ハッシュ関数の重要な安全性要件である衝突計算困難性や強識別困難性について,提案方式の証明可能安全性を明らかにした.この結果について査読付きの国際会議で1件の発表を行った.3)量子コンピュータを用いた攻撃(量子攻撃)への耐性を有すると考えられている誤り訂正符号に基づく公開鍵暗号方式については,Information Set Decoding (ISD)と呼ばれる手法を用いた攻撃法が知られており,古くから研究が行われている.本研究ではMayとOzerovによる最近傍問題に対するアルゴリズムを適用したBeckerらのISDを任意の有限体上の符号に拡張してその計算量を評価した.この結果について査読付きの国際会議で1件の発表を行った.4)認証暗号の安全性については,現在,NR (Nonce Repetition),RUP (Release of Unverified Plaintext)と称される2種の誤用が生じた場合の安全性が重視されている.本課題では,認証暗号の従来方式とは異なる新たな考えに基づいて,RUPが生じた場合にも安全な認証暗号を開発し,その証明可能安全性を明らかにした.この結果については既に国際暗号学会のサーバ上にテクニカルレポートを公開している.本研究課題は(1)共通鍵暗号プリミティブおよび利用モードの安全性評価,(2)公開鍵暗号プリミティブの安全性評価,(3)暗号プロトコルの安全性評価の研究に分類される.1に関する研究は当初の計画以上に進展している.2に関する研究はおおむね当初予定どおりに進んでいる.一方で3に関する研究はやや遅れている.これらのことから本研究は概ね順調に進展していると評価した.1)NIST SP 800-106で規定されているrandomized hashingと呼ばれる方式については,開発時に想定されていなかった攻撃が適用可能であることが示され,当初の期待よりもかなり脆弱であることが判明している。本研究では,randomized hashingの新たな方式を提案し,NIST SP 800-106の方式への攻撃がこの方式に対しては無効であることを証明した。本研究成果については査読付きの国際会議で発表した。2)本研究課題に関連するハッシュ関数に基づくMAC関数の構成法についての国内外の研究のレビューを国際会議の招待講演で行った。3)認証暗号の国際コンテストCAESARの最終候補の一つであるOCBは処理効率の点で非常に優れた方式であるが,一方で,RUP (Release of Unverified Plaintext)と呼ばれる誤用に対する脆弱性もよく知られている。本研究では,処理効率をほとんど低下させることのないOCBの改良方式を提案し,この方式がOCBよりもRUPに対する耐性を有することを証明した。4)量子アルゴリズムを用いてWhite-Box暗号プリミティブの安全性解析を行った。具体的には,Bogdanovらが提案しているtarget-heavy Feistel構造を利用したWhite-Box暗号プリミティブについて,量子アルゴリズムが古典アルゴリズムより少ないオラクル呼び出し回数で鍵回復可能なパラメータがあることを明らかにした。

さらに,量子アルゴリズム内でWhite-Box暗号プリミティブに使われている暗号化関数に対応するユニタリ演算子を複数用意すれば,それらの並列処理により計算時間の短縮が可能であることを確認した。本研究課題は(1)共通鍵暗号プリミティブおよび利用モードの安全性評価,(2)公開鍵暗号プリミティブの安全性評価,(3)暗号プロトコルの安全性評価の研究に分類される。このうち(1)については当初の計画以上に進展している。一方,(2)と(3)については当初の計画の遂行という観点からはやや遅れている。しかし,(1)と(2)については,米国NISTの暗号アルゴリズム標準化の動向に伴って,研究計画当初には想定していなかった,暗号プリミティブの量子アルゴリズムを用いた安全性解析の課題が生まれ,それに関する研究成果が得られ始めている。もちろん,これらの課題の解決は当初の研究の目的に合致している。これらのことから,本研究はおおむね順調に進展していると評価した。1)前年度までに,ハッシュ関数を用いた標準MAC関数として広く用いられているHMACよりも効率の良いMAC関数を開発し,構成要素である圧縮関数の安全性についての標準的な仮定のもとで,単一の利用者を想定して識別不能性を証明した。今年度は,圧縮関数の安全性に関する同一の仮定のもとで,複数利用者を想定して識別不能性を証明した。その結果,利用者数に依らず,単一の利用者を想定した場合と同じ識別不能性を達成可能であることが明らかとなった。本研究成果については査読付きの雑誌論文として発表した。2)前年度までに,SHA-2やSHA-3などの標準ハッシュ関数よりも構成要素の呼び出し回数が少なくなる構成法を提案し,この構成が,構成要素の安全性についての標準的な仮定のもとで,ハッシュ関数の重要な安全性要件である衝突計算困難性や強識別困難性を満たすことを証明したが,今年度は,これらの成果をまとめて査読付きの雑誌論文として発表した。3)標準ハッシュ関数の一つSHA-512のメッセージスケジュールについて検討し,仮に,衝突困難性に関する脆弱性が発見された場合にも,その脆弱性が回避できる入力メッセージの前処理法を提案した。さらに,本手法が並列処理に向いており,多数のコアを内蔵する最近のプロセッサに適していることを確認した。本研究成果については査読付きの国際会議論文として発表した。4)IoTへの利用が期待されるRing-LWE暗号は量子計算機を用いても簡単に解読ができないと考えられており,今後の標準化が期待される。Ring-LWE暗号の処理の大部分は剰余計算が占めるため,本研究ではIoT機器に利用されるARM Cortex-M0+マイコンを対象として,省計算資源環境に適した効率の良い剰余計算法について検討した。本研究成果については国内シンポジウムで発表した。研究代表者の廣瀬と分担者の桑門が開発に従事した軽量ハッシュ関数Lesamnta-LWが国際標準ISO/IEC 29192-5:2016に規格化された.
高感度DNAメチル化解析法を用いた胆管がん早期診断法構築に向けた基礎的研究

がん細胞株においてエピジェネティクスによるがん遺伝子・がん抑制遺伝子の発現制御が明らかにされてきた.近年においては,様々なヒト組織において発がん過程におけるがん遺伝子・がん抑制遺伝子の発現とエピジェネティクスの関係が報告されている.また当該研究室におけるこれまでの研究において,膵臓癌正常組織におけるムチン遺伝子のメチル化とその予後との相関関係を明らかにしてきた.くわえてメチル化情報を用いた予後予測システムの開発を行っている.そこで,胆管組織検体・胆汁液検体において,がん遺伝子であるムチン分子ファミリーの発現と,DNAメチル化の関係性を明らかにできれば,希少性の高い難治がんである,胆管癌の早期発見に向けた臨床応用が可能になると考えられる.本研究計画においては,ムチン遺伝子(3遺伝子),がん抑制遺伝子(4遺伝子),がん遺伝子(7遺伝子)の計14遺伝子の20領域を標的とし,手術時摘出組織検体や細胞診余剰検体,胆汁膵液などの体液検体などの臨床検体を用いた解析を企画している.そこで本年度は,標的遺伝子のメチル化解析を次世代シークエンサー(NGS)により行い,その数値化を図ることを目的とし,NGS用解析パネルの開発を行った.現在,がん細胞株を用いた解析パネルの評価,ならびに解析ソフトウエアの構築を行っている.また,胆管癌組織検体よりDNAの抽出を順次行っており,そのクオリティーチェックを行っている.特に問題なく当初の予定通り進捗している.開発したNGS用パネルを用いて各種遺伝子のメチル化状況を測定する.加えて,正常・胆管腫瘍の悪性度の異なる各病型・前癌病変・胆管癌の各ステージにおける,各ムチン遺伝子のメチル化指数・発現量解析結果を用いて,ロジスティック回帰やCox回帰を活用しつつ,さらに機械学習手法のアイデアも取り入れてより強力な判別システムを開発する.予後や再発・治療の奏功性においても同様の解析を行い,胆管癌におけるリスクマーカーとしての有用性を評価する.がん細胞株においてエピジェネティクスによるがん遺伝子・がん抑制遺伝子の発現制御が明らかにされてきた.近年においては,様々なヒト組織において発がん過程におけるがん遺伝子・がん抑制遺伝子の発現とエピジェネティクスの関係が報告されている.また当該研究室におけるこれまでの研究において,膵臓癌正常組織におけるムチン遺伝子のメチル化とその予後との相関関係を明らかにしてきた.くわえてメチル化情報を用いた予後予測システムの開発を行っている.そこで,胆管組織検体・胆汁液検体において,がん遺伝子であるムチン分子ファミリーの発現と,DNAメチル化の関係性を明らかにできれば,希少性の高い難治がんである,胆管癌の早期発見に向けた臨床応用が可能になると考えられる.本研究計画においては,ムチン遺伝子(3遺伝子),がん抑制遺伝子(4遺伝子),がん遺伝子(7遺伝子)の計14遺伝子の20領域を標的とし,手術時摘出組織検体や細胞診余剰検体,胆汁膵液などの体液検体などの臨床検体を用いた解析を企画している.そこで本年度は,標的遺伝子のメチル化解析を次世代シークエンサー(NGS)により行い,その数値化を図ることを目的とし,NGS用解析パネルの開発を行った.現在,がん細胞株を用いた解析パネルの評価,ならびに解析ソフトウエアの構築を行っている.また,胆管癌組織検体よりDNAの抽出を順次行っており,そのクオリティーチェックを行っている.特に問題なく当初の予定通り進捗している.開発したNGS用パネルを用いて各種遺伝子のメチル化状況を測定する.加えて,正常・胆管腫瘍の悪性度の異なる各病型・前癌病変・胆管癌の各ステージにおける,各ムチン遺伝子のメチル化指数・発現量解析結果を用いて,ロジスティック回帰やCox回帰を活用しつつ,さらに機械学習手法のアイデアも取り入れてより強力な判別システムを開発する.予後や再発・治療の奏功性においても同様の解析を行い,胆管癌におけるリスクマーカーとしての有用性を評価する.概ね消化している
生分解プラスチックによる生体用複合材料の開発

平成12年度には引張り強度500MPaの高張力ポリ乳酸繊維と,ポリ乳酸樹脂によってホットプレスで複合材料を作成した.そして成形温度や圧力あるいは時間による強度変化を調べた.その結果,樹脂のガラス転移温度のすぐ直上で成形することによって繊維強度を低下させず,複合材の引張り強度が最大になることが分かった.しかし繊維と樹脂の界面の接着性が悪くその強度は複合則に及ばなかった.そこで繊維をアルカリ水溶液で適当な温度と時間で処理したところ,繊維表面にミクロンオーダーの微細な窪みが作成できた.この繊維を用いて複合材料を作成し引張り強度を測定したところ,ほぼ複合則に近い強度に到達し,材料開発に成果を収めた.この表面処理によるポリ乳酸樹脂複合材料の作成法は現在,特許申請中である.平成13年度には生体への適用のため前処理滅菌についていくつかの処理の行ったところ,エチレンオキサイドガスによる場合に分子量や強度の低下がほとんどなく良好であった.またin-vitroでの骨芽細胞による生分解実験では約2ヶ月間で分子量が1/100となり引張り強度も零になった.この結果から開発された複合材料は生体内で分解する補助骨材として優れた特性を持っていることが明らかとなった.本研究の目的は繊維に高張力なポリ乳酸繊維を,樹脂に可塑性の良好なポリ乳酸の樹脂を用いた,生分解性プラスチックによる複合材料を作成して従来の工業用繊維強化プラスチックに替わる新素材として開発することである.繊維はポリ乳酸のモノフィラメント(島津製作所製:ラクティ5000ベース)で直径0.5および0.8mmのものを,樹脂はポリ乳酸ペレット(島津製作所製;ラクティ9030)をシート上に成形したものを用いた.繊維を樹脂シートで挟んだ後,ガラス転移温度T_g(60°C)でホットプレス成形してプリプレグシートとした.繊維表面は未処理である.所定の成形温度で成形した後,機械加工によりダンベル型の試験片を作成した.繊維体積含有率は繊維初期断面寸法から概算したところ610%であった.引張り試験はオートグラフ((株)島津製作所製;TN-20KN,容量20kN)を用いて,常温下で引張り速度1mm/minで行った.実験の結果,以下のような知見が得られた.1)適当な成形温度では複合則の70%に相当する強度の複合材料が得られた.複合化によって繊維強度が発揮できる成形温度はガラス転移温度の少し上であり,その範囲は小さい.2)成形温度が低いと界面強度が小さく,複合材は繊維が引き抜けてしまい強化効果がなかった.また成形温度が高いと破断ひずみが低下するとともに界面強度も小さく複合化の効果を示さなかった.3)樹脂を熱分析したところT_gで成形したものはガラス転移温度が明瞭に観測され,結晶化ピーク及び融解ピークが小さいことから結晶化度が低いことが,またT_g+40°Cの場合には結晶化ピークが観察されないのに融解ピークが大きいことから大部分が結晶化したものと思われる平成12年度には引張り強度500MPaの高張力ポリ乳酸繊維と,ポリ乳酸樹脂によってホットプレスで複合材料を作成した.そして成形温度や圧力あるいは時間による強度変化を調べた.その結果,樹脂のガラス転移温度のすぐ直上で成形することによって繊維強度を低下させず,複合材の引張り強度が最大になることが分かった.しかし繊維と樹脂の界面の接着性が悪くその強度は複合則に及ばなかった.そこで繊維をアルカリ水溶液で適当な温度と時間で処理したところ,繊維表面にミクロンオーダーの微細な窪みが作成できた.この繊維を用いて複合材料を作成し引張り強度を測定したところ,ほぼ複合則に近い強度に到達し,材料開発に成果を収めた.この表面処理によるポリ乳酸樹脂複合材料の作成法は現在,特許申請中である.平成13年度には生体への適用のため前処理滅菌についていくつかの処理の行ったところ,エチレンオキサイドガスによる場合に分子量や強度の低下がほとんどなく良好であった.またin-vitroでの骨芽細胞による生分解実験では約2ヶ月間で分子量が1/100となり引張り強度も零になった.この結果から開発された複合材料は生体内で分解する補助骨材として優れた特性を持っていることが明らかとなった.
0歳児保育所児の母親と保育士に対する愛着形成

本研究は,生後12ヶ月未満に保育所に入所した子どもを対象として,保育士との愛着と母親への愛着を比較し,1)0歳児保育においても,子どもは母親と同じように愛着を形成するのか,2)保育士に対して形成される愛着は,母親に対して形成される愛着と連続性があるのか,独立して形成されるのか,の二点を明らかにすることを目的とした。対象は,生後1年未満から保育所で保育されたもの,家庭で保育されたもの,それぞれ35名の子どもである。研究は,愛着Q分類法による行動観察と愛着行動尺度と気質尺度を用いた質問紙によって,子どもが生後12ヶ月にから18ヶ月の間に行われた。その結果,質問紙調査では同じ子どもについて保育士に対する愛着と母親に対する愛着が比較されたが,生後8ヶ月以降に保育所に入所した乳児には両者に強い関連が見られたが,必ずしも気質がその関係を直接的につないでいるわけではなかった。また,そうした関連は生後8ヶ月未満に保育所に入所した場合には見られず,愛着は母親と保育士に個別に形成されると考えられた。保育士と母親に対する愛着を同じ子どもで観察した事例は少ないが,母親と不安定な愛着を形成した場合でも保育士とでは安定した愛着を形成する場合があった。保育所保育群と家庭保育群で比較すると,保育士に対する愛着は母親に対する愛着と遜色がなく,0歳児保育では保育士は重要な愛着対象であり安定した愛着を形成していたが,保育所児は泣きを保育士から世話を得るための手段として用いる傾向にあった。こうした知見から,愛着形成期での保育士の愛着形成における役割が示された。わが国で女性の社会進出が進み,0歳児保育がますます盛んに行われる状況において,保育士の役割を示した本研究の意義は大きいと考えられる。また,国際的にも0歳児保育での愛着研究はそれほど行われておらず,貴重な成果と言えるだろう。本年度は研究の準備段階として0歳児の母子関係について予備調査を行った。また、研究に必要な備品をそろえたり、測定に必要な技術の習得を行った。特に愛着表象と愛着関係の測定方法について習熟するために、家庭保育児において資料を収集し、それらの尺度のわが国の乳児での妥当性の検証を試みた。その結果、愛着表象と愛着関係の両尺度ともわが国の乳児に対して用いることが可能であることが分かったが、従来の研究と同様、愛着パターンの出現頻度はわが国特有の偏りが見られた。また、親の愛着表象にはDismissingが多い一方で、子どもにはAvoidantの愛着パターンは見られないことが分かり、欧米での結果と異なるものであった。今後、保育園児においても同じ傾向が見られるのか、保育者との関係でも同様であるのかが興味深い点が浮かび上がった。なお、保育園児に対して、協力して頂ける保育所における保育士との勉強会を行うと共に、1歳になった保育園児と保育士の愛着関係を数名、予備的に測定した。その結果、家庭での母子関係とはまったくことなる様相が見られ、かつ、保育体制によって愛着の形成のされ方がかなり異なることが分かった。今後、保育士の愛着表象や子どもの気質だけでなく、保育体制のあり方を要因として取り入れるべきであることが明らかとなった。今年度はあくまで予備的研究であり、得られた知見は暫定的なものであるが、次年度より本格的に研究を開始して、成果を挙げる予定である。本研究の一つ目の目的は、保育所と家庭の両方における養育者に対する乳児の愛着の形成過程を明らかにすることである。そのため、長時間のビデオ撮影を定期的に行い、行動観察を行った。

その結果、乳児の愛着の形成過程そのものに時期的な差異はみられず、保育所児においても保育士に対する愛着が家庭と同じように形成された。しかし、用いる愛着行動には差異があり、保育所では泣きによって養育者との行動を調節することが多くみられた。また、保育所では養育者は主として世話に関する行動に従事し、遊び的な要素を入れて関わることが少なかった。本研究のもう一つの目的は、乳児の保育士と母親に対する愛着を比較することである。そのため、設定場面での相互作用の観察や愛着Q分類法による愛着の評価を行った。その結果、同一の保育士であっても子どもが示す愛着の質は実に様々であり、保育士の養育行動の敏感性との対応がみられなかった。一方、母親との愛着では、母親の養育行動の敏感性が非常に強く関連した。同じ乳児の保育士と母親に対する愛着は類似する傾向にあり、保育所での保育士への愛着は母親に対して形成された愛着を反映している可能性があると言える。ただし、現在のところ、事例数が少ないため、今後さらに事例を増やして検討する予定である。本研究では、乳児の愛着を行動観察による愛着Q分類法と、養育者の報告による質問紙の二つの方法で調べた。行動観察による方法で、保育所乳児群と家庭保育乳児群の愛着を調べた結果、両者の愛着得点の平均値に差異はなかったが、愛着行動では、保育所乳児は家庭保育乳児と比べると、保育士に従順で独立している一方で、いったん泣き出すと激しく泣き、泣きを手段として用いていたことがわかった。一方、同一の乳児に対して、質問紙で、保育士と母親に対する愛着を比較した結果、両者に相関がそこそこあり、愛着タイプも一致する傾向にあった。保育士と母親とで、子どもの愛着に対する見方が一致することは興味深い結果で、気質が愛着の評定に関係していたことが示唆される。
学びのユニバーサルデザインを意識した新しい科学教材の創成

本研究の目的は,自然科学分野の「学びのユニバーサルデザイン」を実現する教材の開発を第一の研究目的とし,一連の取組の中で,視覚障害者・晴眼者・一般市民・教員志望の学生,といったさまざまな立場での学びの効果を検証することを目的としている.最終年度である本年度は,これまで蓄積してきた様々な教材・教育プログラムを有機的に連動させ,再構築した22の実践を行うこととした.主な展開は次の6テーマに分類した.1親と子,子ども同士の協働で学ぶ「差異」をコネクタにしたクロスカリキュラムと学びのユニバーサルデザイン化実践(9実践)2視覚障がいをメインにあつかった学びのユニバーサルデザイン化実践(4実践)3視覚障がい者団体と企業連携による新しいユニバーサル教材作成および実践(2実践)4先端科学データを市民教育に還元する学びのユニバーサルデザイン化実践(3実践)5異分野連動・クロスカリキュラムを中心とした学びのユニバーサルデザイン化実践(1実践)6地域資源活用型クロスカリキュラムによる学びの構成実践(3実践)年度途中に,採用の関係により研究費の利用資格が消失したが,すでに公的機関の年度計画に含まれていたことから,廃止時までに実施ができなかった事業についても,研究費の有無にかかわらず計画通りに行う事とした.一方,それぞれの実践における学習者の分析は,実践の終了を待たず部分的に先行して行い,学会等でもその内容を報告することができた.全体の実践を通じ,まずは,学びというものそのものの「質」評価における指標として今回の実践が新しい視点をもたらすことが明らかになり,これについては,学会誌への投稿を準備している.また,立体プリンタを用いた教材等作成も行い,実際に視覚障がい者のかたとの協働で用いてその有用性を確認したが,翻って晴眼者においても新たな教材の在り方を示す成果を得ることができた.当該年度(平成25年度)は,科学教育教材のユニバーサルデザインにおいて,科学(自然科学)というワードがもつ内的バリアの検証を行う事ができた.科学教育における内的バリアとは,科学(自然科学)そのものの価値や意義付けが,分野や領域といった個人の中に存在する系統的概念によって固着し,既成概念が自然科学を萎縮させてしまっているということである.内的バリアの検証から,このバリアが,学びを提供する教育者にも存在し,これによって萎縮した科学イメージのみが伝わり残る可能性を示唆した.この科学教育が広汎にもつ課題について,解決作の一つとしてクロスカリキュラムや課題解決学習を取り入れた教育があると考え,これまで実践してきた同種の教育実践について改めて精査した.結果,その有用性を示すことができ,先の内的バリアの形成についての課題提起と合わせて学会発表(国内・海外),論文投稿(国内)を行った.学習者個人の思考に存在する内的バリアに対し,本研究課題では主として視覚障がいにかかる外的バリアを扱うことがその目的に記載されている.これについては,新たな協力機関を得ることでより具体的な行動を取ることができた.当該年度中に,鳥取大学工学部ものづくりセンターおよび,宇宙航空研究開発機構(JAXA)の月・惑星探査グループSELENEミッションチーム,一般財団法人リモート・センシング技術センター(RESTEC)と協力し,より多くの学びを提供する(つまりユニバーサルデザインを取り入れた)月・地球・惑星系の教育素材の開発にあたることとなった.立体プリンタについても視覚障がい者団体と協力しよりよい活用について議論をすることができ,教材作成に威力を発揮すると考えている.研究計画よりも開発に遅れが生じたが,内的バリアの検証を行ったことでその意義付けや教育的価値を高めた状態での開発に臨めるメリットを得た.本研究の目的は,研究費申請時の通り、自然科学分野の「学びのユニバーサルデザイン」を実現する教材の開発を第一の研究目的とする。さらに、一連の取組の中で、視覚障害者・晴眼者・一般市民・教員志望の学生、といったさまざまな立場での学びの効果を検証することを目的としている。当該年度はこの目的達成のため、実際の教材作成の手段の検討とそれに至る情報収集、連携・協力機関および人材の再調査等を行った。その再調査の一次的なまとめとして学会発表を行い他の研究者とインタラクティブな意見交換を行った。本研究の視点は科学教育研究においては新しくかつ、これからの社会において取り組まれるべき視点であるという認識をあらたにすることができた。一方、本研究は計画段階から大きく変更した点がいくつかある。教育評価の際、これまで教育界で広く行われてきたアンケートの量的評価を脱し、欧米でスタンダードになりつつある質的評価法を取り入れることとした。また、教材作成の具体的手法として、近年一般に普及しつつある立体プリンタおよびオペレーションのための機器類を導入した。これは、教材の作成を外注としていた当初の研究計画からの大きな変更点である。新しいテクノロジを活用することは、本研究の最終目的のひとつである「視覚障害者の社会教育・生涯教育的側面からの学びの場の提供とその望ましいあり方の検討」にふさわしいと考える。現在この研究計画を通じて構築した人的ネットワークを活用し、作成教材およびその背景となるデータを準備し本格的な教材作成と実践の準備をすすめている。当該年度の資料収集成果と研究計画の見直しを行ったことで、研究としてより深化した教育実践を小なうことが可能となり、当該年度の研究が非常に有意義であった。

本研究の目的は,自然科学分野の「学びのユニバーサルデザイン」を実現する教材の開発を第一の研究目的とし,一連の取組の中で,視覚障害者・晴眼者・一般市民・教員志望の学生,といったさまざまな立場での学びの効果を検証することを目的としている.最終年度である本年度は,これまで蓄積してきた様々な教材・教育プログラムを有機的に連動させ,再構築した22の実践を行うこととした.主な展開は次の6テーマに分類した.1親と子,子ども同士の協働で学ぶ「差異」をコネクタにしたクロスカリキュラムと学びのユニバーサルデザイン化実践(9実践)2視覚障がいをメインにあつかった学びのユニバーサルデザイン化実践(4実践)3視覚障がい者団体と企業連携による新しいユニバーサル教材作成および実践(2実践)4先端科学データを市民教育に還元する学びのユニバーサルデザイン化実践(3実践)5異分野連動・クロスカリキュラムを中心とした学びのユニバーサルデザイン化実践(1実践)6地域資源活用型クロスカリキュラムによる学びの構成実践(3実践)年度途中に,採用の関係により研究費の利用資格が消失したが,すでに公的機関の年度計画に含まれていたことから,廃止時までに実施ができなかった事業についても,研究費の有無にかかわらず計画通りに行う事とした.一方,それぞれの実践における学習者の分析は,実践の終了を待たず部分的に先行して行い,学会等でもその内容を報告することができた.全体の実践を通じ,まずは,学びというものそのものの「質」評価における指標として今回の実践が新しい視点をもたらすことが明らかになり,これについては,学会誌への投稿を準備している.また,立体プリンタを用いた教材等作成も行い,実際に視覚障がい者のかたとの協働で用いてその有用性を確認したが,翻って晴眼者においても新たな教材の在り方を示す成果を得ることができた.平成24年度および平成25年度第1四半期は,教材開発としてはやや停滞気味であったが,その期間中に,学びの質保証の面から内的バリアに対する深い洞察と,その検証を行う事ができた.その結果,課題が明確化し,その課題に対する教育実践を行い,さまざまな形で学会発表を行う事ができた.一方.平成25年度第2四半期以降,実際的な協力機関との連携が固まり,教材開発のスピードを上げることができた.よって最終的には研究はおおむね順調に進展しているといってよい.研究実績の概要にて述べたとおり、本研究は研究及び教材開発の手法の大幅変更を行った。これにより、新しい技術を活用するだけの知識とスキルを申請者(研究担当者)が得る必要が生じ、教材の作成は、当初の計画から遅れ気味となっている。加えて、教育実践の新しい具体的な評価手法の検討やこれに関する知識面・研究環境面の準備を平行して行っていたことで、達成度としては全体としてはやや遅れていると言わざるを得ない。しかし当該年度に丁寧かつ具体的な研究準備作業に時間をかけてきたことで、今後の研究がより本質的に行え次年度に飛躍をはかりたい。
cDNAマイクロアレイデータからの知識発見に関する情報科学的基礎付け

本研究を開始するころから,cDNAマイクロアレイ技術は急激に実験室で用いられるようになり,ゲノムに関連した大規模プロジェクトが計画され,既存の統計パッケージやデータベース等を利用して,膨大なマイクロアレイデータの計測から結果に至るデータ解析パスが突貫工事的に作られてきた.しかし,そのプロセスには,様々の解析ツールを開発することは強調されているが,情報科学的な基礎をきちんと作るという方向付けは,国内においては特に重要視されていない状況であった.本研究では,こうした新たな計測技術の登場の初期の段階から,データ及び解析技術について,情報科学的な基礎付けを行うべきであるとの考えから研究を行い,主にcDNAマイクロアレイデータからの遺伝子ネットワークモデル(ブーリアンネットワークモデル,ベイジアンネットワークモデル及び常微分方程式系モデル)及びその推定法についての成果を得た.また,そうしたネットワーク情報に基づいて遺伝子ネットワークをモデリングしシミュレーションを行うための基礎研究(ハイブリッドペトリネットの拡張及びパスウェイのモデル化)及び知識発見を支援するための方式についての研究について成果を得た.マイクロアレイのデータは,大量の数値データであるが,その背景にはゲノムをはじめとする様々の生物知識が存在している.本研究は,そうしたものを総合的に考えながら研究を行い,cDNAマイクロアレイデータの解析について,情報科学の基盤技術を形成に貢献したといえる.本研究を開始するころから,cDNAマイクロアレイ技術は急激に実験室で用いられるようになり,ゲノムに関連した大規模プロジェクトが計画され,既存の統計パッケージやデータベース等を利用して,膨大なマイクロアレイデータの計測から結果に至るデータ解析パスが突貫工事的に作られてきた.しかし,そのプロセスには,様々の解析ツールを開発することは強調されているが,情報科学的な基礎をきちんと作るという方向付けは,国内においては特に重要視されていない状況であった.本研究では,こうした新たな計測技術の登場の初期の段階から,データ及び解析技術について,情報科学的な基礎付けを行うべきであるとの考えから研究を行い,主にcDNAマイクロアレイデータからの遺伝子ネットワークモデル(ブーリアンネットワークモデル,ベイジアンネットワークモデル及び常微分方程式系モデル)及びその推定法についての成果を得た.また,そうしたネットワーク情報に基づいて遺伝子ネットワークをモデリングしシミュレーションを行うための基礎研究(ハイブリッドペトリネットの拡張及びパスウェイのモデル化)及び知識発見を支援するための方式についての研究について成果を得た.マイクロアレイのデータは,大量の数値データであるが,その背景にはゲノムをはじめとする様々の生物知識が存在している.本研究は,そうしたものを総合的に考えながら研究を行い,cDNAマイクロアレイデータの解析について,情報科学の基盤技術を形成に貢献したといえる.本年度は,cDNAマイクロアレイデータからの知識発見に関する情報科学的基礎付けを,データの情報特性,遺伝子ネットワークモデル,ネットワーク同定の計算量及び実験量,データからの学習方式,仮説生成アルゴリズム及びネットワークシミュレーションの観点から体系的に行うことを目的として,次の研究を行なった.1.遺伝子ネットワーク同定のための計算量及び実験量に関する基礎理論:Qualitativeネットワークモデルを提案し,遺伝子発現の時系列データから,遺伝子ネットワークや代謝系の質的関係を推定するためのアルゴリズムについての成果を得た.また,Booleanネットワークモデルに対しては,ネットワークの入次数が定数で限定されているときに,行列の積の計算を上手く用いることにより,これまで得られていたものよりも効率のよいネットワーク同定が理論的には可能であることを示した.また,疎なネットワークの学習法についても検討した.2.遺伝子ネットワークのシミュレーションの基礎:これまで開発してきたHybrid Petriネットによる遺伝子ネットワークシミュレーションシステムを用いて,いくつかの遺伝子ネットワークについての知識を記述しシミュレーションを行なった.3.仮説生成方式の研究:これまで開発してきたHypothesisCreatorというC++ソフトウエアライブラリを発展させ,知識発見の基礎研究を行なった.4.cDNAマイクロアレイデータの情報特性の研究:同じパン酵母に対して,異なる実験室で出されたcDNAマイクロアレイデータを比較し,その正規化法を検討した.本年度は,cDNAマイクロアレイデータからの知識発見に関する情報科学的基礎付けを,データの情報特性,遺伝子ネットワークモデル,ネットワーク同定の計算量及び実験量,データからの学習方式,仮説生成アルゴリズム及びネットワークシミュレーションの観点から体系的に行うことを目的として,次の研究を行なった1.cDNAマイクロアレイデータからの遺伝子ネットワーク推定アルゴリズムの研究:Bayesian networkモデルに基づいて,cDNAマイクロアレイデータからの遺伝子ネットワーク推定アルゴリズムを開発した.2.遺伝子ネットワークのシミュレーションの基礎:これまで開発してきたHybrid Petri Netによる遺伝子ネットワークシミュレーションシステムを改良し,Hybrid Functional Petri Net(HFPN)という概念を新たに定義し,HFPNのXML記述を定義し,バイオパスウエイ及びそのシミュレーションをXMLで行うことを検討した.3.cDNAマイクロアレイデータの情報特性の研究:ラン藻に強い光を当てて計測したcDNAマイクロアレイデータ(約25枚)を解析することにより,1時点において何枚のcDNAマイクロアレイによって計測することが必要であるかを検討した.

本研究を開始するころから,cDNAマイクロアレイ技術は急激に実験室で用いられるようになり,ゲノムに関連した大規模プロジェクトが計画され,既存の統計パッケージやデータベース等を利用して,膨大なマイクロアレイデータの計測から結果に至るデータ解析パスが突貫工事的に作られてきた.しかし,そのプロセスには,様々の解析ツールを開発することは強調されているが,情報科学的な基礎をきちんと作るという方向付けは,国内においては特に重要視されていない状況であった.本研究では,こうした新たな計測技術の登場の初期の段階から,データ及び解析技術について,情報科学的な基礎付けを行うべきであるとの考えから研究を行い,主にcDNAマイクロアレイデータからの遺伝子ネットワークモデル(ブーリアンネットワークモデル,ベイジアンネットワークモデル及び常微分方程式系モデル)及びその推定法についての成果を得た.また,そうしたネットワーク情報に基づいて遺伝子ネットワークをモデリングしシミュレーションを行うための基礎研究(ハイブリッドペトリネットの拡張及びパスウェイのモデル化)及び知識発見を支援するための方式についての研究について成果を得た.マイクロアレイのデータは,大量の数値データであるが,その背景にはゲノムをはじめとする様々の生物知識が存在している.本研究は,そうしたものを総合的に考えながら研究を行い,cDNAマイクロアレイデータの解析について,情報科学の基盤技術を形成に貢献したといえる.
高速道路網の地震防災システムの試作に関する研究

地震計ネットワークからの地震動情報と地理情報システム上に準備したデータベースを用いて,地震発生直後に,1)高速道路の地震動分布を推定し通行規制を自動的に発令する,2)高速道路の被害推定を行い巡回点検箇所の順位づけを行う,の2つの機能を果たすシステムのプロトタイプ開発を行った.高速道路の通行規制は,沿線に配置された加速度型地震計による最大加速度値に基づいて行われているが,新型地震計が約20kmピッチに増設さり地震計の感度向上もあって,従来の通行止めの規制基準値はやや安全側過ぎると思われる.このような背景より,今年度は以下の項目で研究を行った.(1)地震計設置地点の地点特性の評価高速道路に設置された地震計の記録と,科学技術庁の地震計や各自治体の震度計などの記録との比較を行い,距離減衰式も考慮して,地震計設置地点の揺れの特性を評価した.また検討対象地域について,国土数値情報の地盤データや道路ボーリングデータとの比較を行い,地震動分布推定の際の必要となる地点の揺れやすさ特性を高速道路に沿って決定した.(2)GISを用いた地震被害推定システムの試作GISデータベースを構築した検討対象地域について,地震記録が得られたら,面的補間法を用いて高速道路に沿った地震動分布を推定し,被害推定式により高速道路構造物の被害箇所と被害程度を瞬時に推定するシステムを試作した.このシステムは汎用GISソフト上に構築されているため,プロトタイプではあるが拡張性に富み,地震発生直後の被害推定のみならず,日常の道路管理や想定地震に対する被害予測にも利用できる.(3)地震時発生時の通行規制基準の提案高速道路の過去の地震被害と地震動強度指標の関係,最近進めている耐震補強の進捗状況,これまでの通行規制を行った場合の被害と規制による影響,地震計とインターチェンジとの位置関係などを総合的に検討して,高速道路の速度規制および通行止めの基準となる地震動強度指標とその基準値を提案した.地震計ネットワークからの地震動情報と地理情報システム上に準備したデータベースを用いて,地震発生直後に,1)高速道路の地震動分布を推定し通行規制を自動的に発令する,2)高速道路の被害推定を行い巡回点検箇所の順位づけを行う,の2つの機能を果たすシステムのプロトタイプ開発を行った.高速道路の通行規制は,沿線に配置された加速度型地震計による最大加速度値に基づいて行われているが,新型地震計が約20kmピッチに増設さり地震計の感度向上もあって,従来の通行止めの規制基準値はやや安全側過ぎると思われる.このような背景より,今年度は以下の項目で研究を行った.(1)地震計設置地点の地点特性の評価高速道路に設置された地震計の記録と,科学技術庁の地震計や各自治体の震度計などの記録との比較を行い,距離減衰式も考慮して,地震計設置地点の揺れの特性を評価した.また検討対象地域について,国土数値情報の地盤データや道路ボーリングデータとの比較を行い,地震動分布推定の際の必要となる地点の揺れやすさ特性を高速道路に沿って決定した.(2)GISを用いた地震被害推定システムの試作GISデータベースを構築した検討対象地域について,地震記録が得られたら,面的補間法を用いて高速道路に沿った地震動分布を推定し,被害推定式により高速道路構造物の被害箇所と被害程度を瞬時に推定するシステムを試作した.このシステムは汎用GISソフト上に構築されているため,プロトタイプではあるが拡張性に富み,地震発生直後の被害推定のみならず,日常の道路管理や想定地震に対する被害予測にも利用できる.(3)地震時発生時の通行規制基準の提案高速道路の過去の地震被害と地震動強度指標の関係,最近進めている耐震補強の進捗状況,これまでの通行規制を行った場合の被害と規制による影響,地震計とインターチェンジとの位置関係などを総合的に検討して,高速道路の速度規制および通行止めの基準となる地震動強度指標とその基準値を提案した.地震計ネットワークからの地震動情報と地理情報システム上に準備したデータベースを用いて,地震発生直後に,1)高速道路の地震動分布を推定し通行規制を自動的に発令する,2)高速道路の被害推定を行い巡回点検箇所の順位づけを行う,の2つの機能を果たすシステムのプロトタイプ開発を行っている.高速道路の通行規制は,現在も沿線約40kmピッチに配置された加速度型地震計による最大加速度値に基づいて行われているが,SI値も観測できる新型地震計が約20kmピッチに増設さた.また,従来の通行止めの規制基準値は,地震計の感度向上もあって,やや安全側過ぎると思われる.このようは,背景より,今年度は以下の項目で研究を行った.(1)地震動強度の面的補間法の検討:地震観測値に確率的補間法を適用して,工学的基盤面での分布を推定し,この結果に地盤増幅特性を考慮して,地表面における地震動分布を推定し,道路に沿った地震動強度を最近発生した地震について推定した.(2)高速道路の被害推定式の構築:これまでの研究で整理した高速道路の地震被害データと,(1)で推定した地震動強度を比較して,道路構造物ごとに地震被害推定式を構築した.(3)高速道路の地震データと通行規制データの収集整理:高速道路に新たに設置された地震計により得られた地震波形を収集し,基本的なスペクトル解析等を実施し,データベースとして整理した.また,地震による通行規制データと被害データも収集整理した.地震計ネットワークからの地震動情報と地理情報システム上に準備したデータベースを用いて,地震発生直後に,1)高速道路の地震動分布を推定し通行規制を自動的に発令する,

2)高速道路の被害推定を行い巡回点検箇所の順位づけを行う,の2つの機能を果たすシステムのプロトタイプ開発を行った.高速道路の通行規制は,沿線に配置された加速度型地震計による最大加速度値に基づいて行われているが,新型地震計が約20kmピッチに増設さり地震計の感度向上もあって,従来の通行止めの規制基準値はやや安全側過ぎると思われる.このような背景より,今年度は以下の項目で研究を行った.(1)地震計設置地点の地点特性の評価高速道路に設置された地震計の記録と,科学技術庁の地震計や各自治体の震度計などの記録との比較を行い,距離減衰式も考慮して,地震計設置地点の揺れの特性を評価した.また検討対象地域について,国土数値情報の地盤データや道路ボーリングデータとの比較を行い,地震動分布推定の際の必要となる地点の揺れやすさ特性を高速道路に沿って決定した.(2)GISを用いた地震被害推定システムの試作GISデータベースを構築した検討対象地域について,地震記録が得られたら,面的補間法を用いて高速道路に沿った地震動分布を推定し,被害推定式により高速道路構造物の被害箇所と被害程度を瞬時に推定するシステムを試作した.このシステムは汎用GISソフト上に構築されているため,プロトタイプではあるが拡張性に富み,地震発生直後の被害推定のみならず,日常の道路管理や想定地震に対する被害予測にも利用できる.(3)地震時発生時の通行規制基準の提案高速道路の過去の地震被害と地震動強度指標の関係,最近進めている耐震補強の進捗状況,これまでの通行規制を行った場合の被害と規制による影響,地震計とインターチェンジとの位置関係などを総合的に検討して,高速道路の速度規制および通行止めの基準となる地震動強度指標とその基準値を提案した.