JP2007011988A - 災害領域推定システム及び災害領域推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】災害発生時に、被災場所とその規模の概要を、短時間で迅速に推定することができ、且つ低コストの災害領域推定システムを提供する。
【解決手段】本発明は、被試験装置（３，４）の通信状態を、検出された被試験装置に対応付け、各被試験装置の位置が相対的に保たれた空間の任意の複数の領域を選択する。そして、選択された各領域における被試験装置の検出された通信状態から算出される通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域を推定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、災害発生時の被災領域を推定する災害領域推定システム及び災害領域推定方法に関する。

地球の温暖化などの自然環境の影響による災害の多発、甚大化や、都市化と過疎化による都市部や過疎地での新たな災害の発生が懸念されている。このような自然災害による人的・物的被害に迅速に対応し、被害をできる限り軽減するため、発災時の被害情報等の防災情報を迅速に収集し、被災全体像を早期に把握するシステム等の構築が望まれている（非特許文献１参照。）。

しかし、一般に、災害発生時には、電話やファックス等により、災害に関する情報が、例えば防災本部等へ連絡されており、防災本部で迅速に情報収集することが困難であるばかりでなく、入手した情報の内容が古くて役にたたない場合や、内容そのものの信頼性に問題がある場合などがあり、これらの情報を元に被災場所や被災範囲の概要を迅速に把握することは困難である。

また、災害時に、防災関係者や市民から、パソコンや携帯電話を用いてインターネット経由で被災状況を収集するシステムが提案されているが、情報収集に時間がかかるだけでなく、収集した情報をもとに被災位置を確定し、被災位置を入力した後、被災規模を把握する必要があり、迅速に被災場所と被災規模とを把握することは困難である（非特許文献２参照。）。

さらには、例えば、アプリケーションプログラムをダウンロードしたクライアント端末とアプリケーションプログラムを搭載したサーバとをネットワークで接続し、クライアント端末およびサーバの接続状態をモニタして被災地の複数地点の情報を入手することで、被災地の特定及び規模を推定するシステムが提供されている（特許文献１参照。）。
平成１５年 中央防災会議「防災情報システム整備の基本方針」等（ＵＲＬ：<http://www.bousai.jp/jishin/johokyoyu/o2systemhoushin.pdf>） 「インターネットを活用した災害情報システムの開発」、季刊 消防科学と情報、No.78,2004秋号、財団法人消防科学総合センター発行 特開２００１−３１２７８３号公報

しかしながら、上述のサーバ、クライアント端末を利用した方法では、サーバ、あるいは、クライアント端末が起動していない場合には、その地点での情報が入手できず、被害範囲の推定が困難となってしまうという問題があった。

また、クライアント端末とサーバとの間でネットワークを介して接続状態を確認するための処理を行なう際に、事前に接続を確立するための処理が必要となることから迅速な推定が困難であるという問題もあった。

さらには、推定の精度をあげるためには、相当数のクライアント端末とノードを新規に設置する必要があるだけでなく、アプリケーションプログラムを全クライアント端末とサーバに持たせる必要もあり、コストがかかるといった問題もあった。

本発明の第１の発明によれば、ネットワークに常時接続された複数のループバック試験機能を有する被試験装置の通信状態を検出する手段と、前記複数の被試験装置の位置を記憶する手段と、前記検出された被試験装置の通信状態を、前記検出された被試験装置に対応付ける手段と、前記記憶された各被試験装置の位置が相対的に保たれた空間の任意の複数の領域を選択する手段と、前記選択された各領域における被試験装置の検出された通信状態から算出される通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域を推定する手段とを具備することを特徴とする災害領域推定システム、である。

また、本発明の第２の発明によれば、複数の被試験装置の位置を記憶する手段を有する災害領域システムにおける災害領域推定方法において、ネットワークに常時接続された複数のループバック試験機能を有する被試験装置の通信状態を検出し、前記検出された被試験装置の通信状態を、前記検出された被試験装置に対応付け、前記記憶された各被試験装置の位置が相対的に保たれた空間の任意の複数の領域を選択し、前記選択された各領域における被試験装置の検出された通信状態から算出される通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域を推定することを特徴とする災害領域推定方法、である。

本発明によれば、災害発生時に、被災場所とその規模の概要を、短時間で迅速に推定することができ、且つ低コストの災害領域推定システム及びその方法を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る災害領域推定システムについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る災害領域推定システムの構成を示す図である。

同図において、ＬＡＮ、インターネット、イントラネットなどのネットワーク１には試験装置２が接続され、この試験装置２には複数の通信端末３及び通信装置４が接続されている。また、ネットワーク１には、評価装置５が接続され、この評価装置５には表示装置６が設けられている。

通信端末３及び通信装置４と試験装置２との間、試験装置２と評価装置５との間は、常時接続されており、常時接続していない場合のデータ通信に比して、迅速にデータ通信を行なうことが可能である。

試験装置２は、ＴＴＣ(Telecommunication Technology Committee)標準などに準拠したループバック試験機能を利用して、自装置に接続された通信端末３及び通信装置４との通信状態を試験する。この試験は、試験装置２に接続されている通信端末３及び通信装置４の中から、任意の通信端末３及び通信装置４を特定して、個別に行なわれる。

通信端末３及び通信装置４は、ＴＴＣ標準などに準拠するものであってループバック試験機能を有する。なお、通信端末３としては、設置場所を特定できるユーザ宅設置端末などがあり、また、通信装置４としては、ＩＡＤ（Integrated Access Device）などのユーザ設置終端装置などがある。

評価装置５は、通信端末３及び通信装置４の位置情報とループバック試験結果情報とを基に被災場所と被災規模を推定する。具体的には、評価装置５は、自装置に接続されている複数の試験装置２の試験結果情報を収集し、全ての通信端末および通信装置を対象とするマッピング空間から任意の閉領域を抽出し、この閉領域内の被災の確かさ度を得て、被災領域を推定する。

表示装置６は、評価装置５において推定された被災場所と被災規模を表示する。

なお、本実施の形態では、表示装置６には１つの評価装置５が接続されているが、複数の評価装置５を接続し、複数の評価装置５の結果全体をまとめたり、個々の評価装置５の結果を選択したりして表示装置６に表示することも可能である。

図２は、試験装置による通信端末及び通信装置のループバック試験の概要を示す図である。

ここでは、簡単のために通信端末３の例で説明するが、通信装置４でも同様である。一般に、通信端末３、あるいは、通信装置４はＴＴＣ（Telecommunication Technology Committee）標準に準拠しており、保守機能としてループバック試験機能が具備されている。

ネットワークのオペレーション側（ここでは、試験装置２に相当）は、ネットワークに接続されている任意の通信端末３及び通信装置４が通信可能か通信断かを診断することが可能である。

図２においては、通信端末３及び通信装置４が直接試験装置２に接続されているが、通信端末３及び通信装置４と試験装置２との間に、各種中継装置、制御装置等を介しても、試験装置２から通信端末３及び通信装置４のループバック試験を実施し、個々の通信端末３及び通信装置４の状態を診断することが可能である。

図３は、評価装置の構成を示す図である。

同図に示すように、バス１１には、外部Ｉ／Ｆ１２、ＣＰＵ１３、メモリ１４及び記憶装置１５が接続されている。

外部Ｉ／Ｆ１２は、評価装置５の外部との通信のために使用されるインターフェイスである。

ＣＰＵ１３は、評価装置５全体の制御を司るものであり、特に、災害領域推定プログラム２１を実行することにより、本発明の実施の形態に係る災害領域推定処理を行なう。

メモリ１４は、ＣＰＵ１３によって実行される災害領域推定プログラム２１のワーク領域や記憶領域などに使用される。

記憶装置１５は、災害領域推定プログラム２１、データベース２２及び地図情報２３などを格納する。

災害領域推定プログラム２１は、本発明の実施の形態に係る災害領域推定処理を行なうためのものである。

データベース２２は、図４に示すように、通信端末３及び通信装置４の識別情報３１、通信端末３及び通信装置４の位置を示すロケーション情報３２及び通信状態を示す通信状態情報３３などを格納している。

識別情報３１及びロケーション情報３２は予めデータベース２２に格納されているものであり、通信状態情報３３は、試験装置２から送られてくるループバック試験によって得られる通信端末３及び通信装置４の通信状態を示す通信状態情報３３及び通信端末３及び通信装置４の識別情報３１を、評価装置５が受信し、その識別情報３１に対応するように評価装置５によってデータベース２２に格納されるものである。

地図情報２３は、地図を表わす情報である。

次に、本発明の実施の形態に係る災害領域推定システムの動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。

試験装置２は、自装置に接続された通信端末３及び通信装置４の通信状態をループバック試験を行なうことにより検出し、検出された通信状態を示す通信状態情報３３及び通信端末３及び通信装置４の識別情報３１をネットワーク１を介して評価装置５に送信する。評価装置５は、各試験装置２から送られた通信状態情報３３、通信端末３及び通信装置４の識別情報３１を受信し、この通信状態情報３３から通信端末３及び通信装置４の通信状態を検出し（Ｓ１）、受信した識別情報３１に関連付けて通信状態情報３３をデータベース２２に格納する（Ｓ２）。

その後、通信端末３及び通信装置４の相対的な位置関係を保った空間へのマッピングが行なわれる（Ｓ３）。

この相対的な位置関係を保った空間へのマッピングは、図６に示すように、各通信端末３及び通信装置４の設置場所を示すロケーション情報をもとに、試験装置２でループバック試験を行った各通信端末３及び通信装置４を、相対的な位置関係を保った空間にマッピングする。また、試験装置２で行なった個々の通信端末３及び通信装置４の試験結果を示す通信状態情報３３を該空間マップに配置された該当する通信端末３及び通信装置４に１対１に対応付ける。ここでは、通信可の状態を○、通信断の状態を×で表している。

その後、図７に示すように、通信端末３及び通信装置４の位置を相対的に保った空間のうち任意の閉領域１を選択し（Ｓ４）、その領域に含まれる通信端末３及び通信装置４の特定の時刻或いは時間における通信状態情報３３に基づいて、通信の遮断の発生率の算出を行なう（Ｓ５）。この通信の遮断の発生率は、通信可能であることを示している通信状態情報３３と、通信が遮断されていることを示す通信状態情報３３との比率により定められる。

次に、Ｓ５において算出された通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域の推定が行なわれる（Ｓ６）。この災害領域の推定は、選択された閉領域内のＳ５において算出された通信の遮断の発生率と、平常時における当該領域内の通信の遮断の発生率とを比較し、統計的手法により平常時よりも測定時の通信の遮断の発生率が高いかどうかを検定する。

検定には、母集団とサンプルに対応し、母比率の検定などの適切な検定手法を採用する。これにより、任意の有意水準での被災の確からしさを推定することができる。同様に、任意の閉領域２，３を順次選定し、通信断の発生率から被災の有意性を検定する。そして、平常時よりも測定時の通信の遮断の発生率が高い領域のうち、任意の有意水準を用いて、通信断の発生率が高いといえる領域を特定する。図７においては、領域２，１，３の順に被災の確度が高い例を示している。

また、一般に、情報通信ネットワークの信頼性要件から、通信端末３及び通信装置４等に要求される故障率はある値以下となるよう規定されている。従って、通信端末３及び通信装置４に要求されている故障率から平常時の該当する閉領域の故障率を計算し、該計算値を基準としてもよい。さらには、空間マップに通信可の状態と通信不可の状態を表示するだけでも、人間の目視でおおよその被災領域を判定することも可能である。

次に、Ｓ６において推定された災害領域と地図とを重ね合わせて表示装置６に表示させる（Ｓ７）。この推定された災害領域と地図情報との重ね合わせは、ＧＩＳの機能などを用いる。また、地図の表示は地図情報２３に基づく。図９は、表示装置６によって表示される地図と推定された災害領域を含む空間マップとを重ねて表示した図である。

なお、本実施の形態では、各通信端末と通信装置との相対的な位置関係を保った空間マップを用いて評価装置５で評価し、評価結果と地図情報とを重ねた情報を表示装置６で表示しているが、評価装置５で扱う空間マップに地図情報ももたせ、評価装置５で地図情報と重ねた空間マップを元に評価を行い、表示装置６にその結果を表示させてもよい。

また、本実施の形態においては、試験装置２は、通信端末３及び通信装置４の個体の識別を行っているが、通信端末３及び通信装置４の識別情報と設置場所に関するロケーション情報の蓄積・管理機能は、試験装置２、評価装置５、表示装置６のいずれが有してもよい。

試験装置２において、通信端末３及び通信装置４と設置場所とを１対１に対応付けてもよいし、評価装置５において通信端末３及び通信装置４と設置場所とを対応付けてもよい。試験装置２と評価装置５との両者でそれぞれ対応付けを行ってもよい。これらは、システム全体の規模および管理方法に対応して、最適な手法を採用することができる。

また、通信端末３及び通信装置４と、試験装置２あるいは評価装置５の両者で設置場所を示すロケーション情報を保持し、平常時に通信端末３及び通信装置４と、試験装置２、あるいは、評価装置５とで通信を行い、試験装置２、あるいは、評価装置５に保持されている通信端末３及び通信装置４の設置場所を更新することにより、通信端末３及び通信装置４が設置場所を移動した場合に本発明を実施できる。

図１０は、ネットワークに複数の評価装置が接続される場合を示す図であり、図１１は、表示装置６によって表示される複数の評価装置からの推定結果である災害領域を統合して表示した図である。

評価装置５は、領域ＤとＥとにそれぞれ存在し、表示装置６は、領域ＤとＥとの２領域を統合した結果を表示している。本実施の形態により、例えば、被災領域が領域ＤとＥとにまたがっている場合でも、領域Ｄの評価結果と領域Ｅの評価結果とを表示装置６で統合することにより、１画面上に表示することが可能である。このとき、領域Ｄ，Ｅそれぞれにおいて、被災の確かさを推定する閉領域を隣接する閉領域４，５となるよう選定することにより、推定結果を統合して表示装置６に地図上に表示することができる。

本実施の形態において、過去の被災領域、予測される被災領域と重ね合わせて表示装置６に表示することにより、より被災場所と被災規模との推定が容易になる。過去の被災領域、あるいは、シミュレーション等で予測される被災領域としては、ハザードマップなどに表示されている情報を用いることが可能である。

なお、本システムにおける通信回線が遮断された場合、断線の先の通信端末３及び通信装置４の情報は推定できなくなるが、通信回線の断となった位置を特定できることから、範囲の精度は落ちるが、場所の推定は可能である。

したがって、本発明の実施の形態に係る災害領域推定システムによれば、常時動作状態である通信端末３及び通信装置４、試験装置２、評価装置５を活用することから、予期せぬ災害発生に対して特別な措置をすることなくシステム動作を行なうことができ、その結果、迅速な推定が可能となる。

また、推定した災害領域を地図上に重ね合わせることにより、視覚的に被災場所および被災規模の推定結果を表示することもできので、防災に関わる意思決定を支援することことができる。

さらに、既存の通信端末３及び通信装置４と、オペレーションシステムに具備されている既存の通信端末３及び通信装置４のループバック試験機能を活用することにより、コストをかけることなく、容易に、かつ、簡便に被災領域推定システムを構築することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態に係る災害領域推定システムの構成を示す図である。 試験装置による通信端末及び通信装置のループバック試験の概要を示す図である。 評価装置の構成を示す図である。 データベースの構成を示す図である。 評価装置の動作を説明するためのフローチャートである。 ループバック試験結果をマッピングした相対的な空間を示す図である。 閉領域を選定した状態の空間マップを示す図である。 推定結果を表示した状態の空間マップを示す図である。 表示装置によって表示される地図と推定された災害領域を含む空間マップとを重ねて表示した図である。 ネットワークに複数の評価装置が接続される場合を示す図である。 表示装置によって表示される複数の評価装置からの推定結果である災害領域を表示した図である。

符号の説明

１…ネットワーク、２…試験装置、３…通信端末、４点通信装置、５…評価装置、６…表示装置。

Claims (10)

1. ネットワークに常時接続された複数のループバック試験機能を有する被試験装置の通信状態を検出する手段と、
   前記複数の被試験装置の位置を記憶する手段と、
   前記検出された被試験装置の通信状態を、前記検出された被試験装置に対応付ける手段と、
   前記記憶された各被試験装置の位置が相対的に保たれた空間の任意の複数の領域を選択する手段と、
   前記選択された各領域における被試験装置の検出された通信状態から算出される通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域を推定する手段と
   を具備することを特徴とする災害領域推定システム。
2. 前記災害領域を推定する手段は、
   前記選択された各領域のうち、所定の通信の遮断の発生率よりも大きな発生率を有する領域を災害領域として推定することを特徴とする請求項１記載の災害領域推定システム。
3. 前記所定の通信の遮断の遮断率は、平常時の被試験装置の通信の遮断の発生率であることを特徴とする請求項２記載の災害領域推定システム。
4. 前記推定された災害領域と地図情報とを重ね合わせて表示する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の災害領域推定システム。
5. 過去の災害領域を前記地図情報にさらに重ね合わせて表示することを特徴とする請求項４記載の災害領域推定システム。
6. 複数の被試験装置の位置を記憶する手段を有する災害領域システムにおける災害領域推定方法において、
   ネットワークに常時接続された複数のループバック試験機能を有する被試験装置の通信状態を検出し、
   前記検出された被試験装置の通信状態を、前記検出された被試験装置に対応付け、
   前記記憶された各被試験装置の位置が相対的に保たれた空間の任意の複数の領域を選択し、
   前記選択された各領域における被試験装置の検出された通信状態から算出される通信の遮断の発生率に基づいて、災害領域を推定することを特徴とする災害領域推定方法。
7. 前記災害領域の推定は、
   前記選択された各領域のうち、所定の通信の遮断の発生率よりも大きな発生率を有する領域を災害領域として推定することを特徴とする請求項６記載の災害領域推定方法。
8. 前記所定の通信の遮断の遮断率は、平常時の被試験装置の通信の遮断の発生率であることを特徴とする請求項７記載の災害領域推定方法。
9. 前記推定された災害領域と地図情報とを重ね合わせて表示する手段をさらに具備することを特徴とする請求項７記載の災害領域推定方法。
10. 過去の災害領域を前記地図情報にさらに重ね合わせて表示することを特徴とする請求項９記載の災害領域推定方法。

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