JP6258846B2 - 経路選択装置、経路選択方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、経路選択装置、経路選択方法、及びプログラムに関する。

非特許文献１及び２では、被災エリア形状、又は被災パラメータに基づく、ネットワークを構成する設備に関する評価尺度について評価が行われている。評価結果により、現状のネットワークを構成する設備に対する被災時特性の評価を行うことができる。また、例えば、ネットワークを構成する設備を新たな設備に変更した場合に評価尺度値が改善するかどうかについて影響評価を行うことが可能であることから、被災時特性の点から、新たな設備への変更が有利であるかどうかを評価することができる。

斎藤洋，「ネットワーク」と「形」（その２）-面的被災に強いネットワークの形-，日本オペレーションズ・リサーチ学会，2014年秋季研究発表会，2014年8月 斎藤洋，面的被災時のネットワーク残存性，日本オペレーションズ・リサーチ学会，2014年秋季研究発表会，2014年8月 司、翠川、断層タイプおよび地盤条件を考慮した最大加速度・最大速度の距離減衰式、日本建築学会構造系論文集、第523号、1999．

しかしながら、これから構築予定の設備について、発生が予期されている地震による影響をなるべく小さくしたい場合に、どのような経路を選択すべきかについて、上記各非特許文献では示唆が与えられていない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、設備の構築先について災害による影響が相対的に低い経路の選択を支援することを目的とする。

そこで上記課題を解決するため、経路選択装置は、設備が構築される経路に関する複数の候補のそれぞれを、複数の部分に分割する分割部と、前記各部分における、所定の地震に関する想定震度に基づいて、前記各部分の故障確率を特定する特定部と、前記候補ごとに、当該候補を構成する各部分について特定され故障確率に基づいて、前記所定の地震による影響の大きさを示す第１の指標値を算出する第１の算出部と、前記候補ごとの前記第１の指標値の比較に基づいて、前記複数の候補の中から、前記所定の地震による影響が相対的に小さいと判定される一部の候補を選択する選択部と、を有する。

設備の構築先について災害による影響が相対的に低い経路の選択を支援することができる。

第一の実施の形態における経路選択装置のハードウェア構成例を示す図である。 第一の実施の形態における経路選択装置の機能構成例を示す図である。 第一の実施の形態における経路選択処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 地図情報を説明するための図である。 分岐点区間を枝とし分岐点を交差点とするグラフの一例を示す図である。 各微小区間の想定震度の算出処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 第二の実施の形態における経路選択処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態における経路選択装置のハードウェア構成例を示す図である。図１の経路選択装置１０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等を有する。

経路選択装置１０での処理を実現するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って経路選択装置１０に係る機能を実行する。インタフェース装置１０５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。

図２は、第一の実施の形態における経路選択装置の機能構成例を示す図である。本実施の形態において、経路選択装置１０は、ネットワークを構成する設備が敷設又は構築（以下、「構築」で統一する。）される経路について、複数の候補の中から、所定の地震による影響が相対的に低くなるような経路を選択するための処理（以下、「経路選択処理」という。）を実行する。ネットワークを構成する設備は、例えば、ネットワークケーブル、ネットワークケーブル間を接続する装置（ルータ等）等を含む設備である。また、ネットワークケーブルやルータ等、ネットワークを構成する設備の構成要素を、以下「設備要素」という。

経路選択処理を実行するため、経路選択装置１０は、指示受付部１１、距離評価部１２、経路探索部１３、経路長算出部１４、経路分割部１５、震度算出部１６、故障確率特定部１７、切断確率算出部１８、及び経路選択部１９等を有する。これら各部は、経路選択装置１０にインストールされた１以上のプログラムが、図１のＣＰＵ１０４に実行させる処理により実現される。経路選択装置１０は、また、地図情報記憶部１２１を利用する。地図情報記憶部１２１は、例えば、図１の補助記憶装置１０２、又は経路選択装置１０にネットワークを介して接続可能な記憶装置等を用いて実現可能である。

地図情報記憶部１２１には、ネットワークを構成する設備を構築する場所である道路や線路等に関する地理的情報を記憶する。ネットワークを構成する設備は、通常、道路や線路沿いに構築されるからである。すなわち、地図情報記憶部１２１には、ネットワークを構成する設備の始点から終点までの経路の候補（以下、「候補経路」という。）を特定可能な情報が記憶されている。

指示受付部１１は、経路選択処理の実行指示の入力をユーザから受け付ける。当該実行指示に伴って、経路選択処理に関する制約条件が入力される。例えば、ネットワークを構成する設備の経路の両端となる地点（すなわち、始点及び終点（以下、「発着地点」という。））の位置を示す情報（例えば、それぞれの緯度及び経度）が入力される。また、震源域、深度（震源の深さ）、及び震源マグニチュードを１組とする、１又は複数の種類以上の地震情報も入力される。すなわち、本実施の形態では、震源域、深度、及び震源マグニチュードの組み合わせの異同によって、地震の種類が区別される。地震情報は、発生が予期されている地震ごとに入力されてもよい。更に、震度ごとの経路故障率、及び許容切断確率等も入力される。経路故障率とは、基準長あたりの故障部分の長さの割合である。例えば、１００ｍあたりの故障部分が１箇所である場合、経路故障率は、０．０１［１／ｍ］である。一般的に、経路故障率は、震度ごとに異なると考えられるため、震度ごとに経路故障率が入力される。許容切断確率は、ネットワークを構成する設備の経路についての複数の候補の中から、候補を絞り込むための閾値として用いられる。

なお、これらの制約条件は、予め入力されて、例えば、図１の補助記憶装置１０２に記憶されていてもよい。

距離評価部１２は、指示受付部１１より入力された発着地点を含む地域の地図情報を地図情報記憶部１２１から読み出し、当該地域内における、当該発着地点のそれぞれから最初の分岐点までの距離、及び相互に隣り合う各分岐点間の距離を評価（又は算出）する。すなわち、分岐点を区切りとする区間（以下、「分岐点区間」という。）ごとに、当該分岐点区間の距離が評価される。なお、分岐点は、例えば、道路の交差点又は鉄道の駅等である。

経路探索部１３は、発着地点間における１以上の候補経路を探索する。経路長算出部１４は、各候補経路の経路長を算出する。経路長の算出には、距離評価部１２によって分岐点区間ごとに評価された距離が用いられる。なお、本実施の形態において、経路長は、ネットワークを構成する設備の構築に関するコストに相関を有する指標値の一例である。基本的に、当該コストは、経路長に大きく依存するからである。経路分割部１５は、候補経路のそれぞれを、複数の部分（以下、「微小区間」という。）に分割する。震度算出部１６は、入力された各地震情報が示す地震の種類ごとに、経路分割部１５によって分割された各微小区間における想定震度を算出する。

故障確率特定部１７は、各地震情報に係る各地震に関して、震度算出部１６によって算出された想定震度と、震度ごとの経路故障率とに基づいて、各微小区間における設備要素の故障確率を特定又は算出する。設備要素の故障確率とは、設備要素が破損又は故障等によって、設備要素の使用の継続が困難になる確率をいい、その値は、例えば、０．０〜１．０である。例えば、或る想定震度における或る微小区間の故障確率は、当該想定震度に対応する経路故障率に、当該微小区間の長さを乗じることにより得られる。なお、微小区間の長さは、故障確率が１．０以下となるように決定されるのが望ましい。すなわち、経路故障率が、０．０１であり、基準長が１００である場合に、微小区間の長さが１０ｋｍを超えると、故障確率が１．０を超えてしまう。このようなことが無いように、微小区間の長さが決定されるとよい。例えば、各微小区間の長さは、経路故障率の基準長よりも短い値とされてもよい。

切断確率算出部１８は、故障確率特定部１７によって地震の種類ごとに特定された各微小区間の故障確率に基づいて、各候補経路の切断確率（各候補経路にネットワークを構成する設備を構築した場合の当該ネットワークの切断確率）を、地震の種類ごとに算出する。なお、本実施の形態において、切断確率は、ネットワークを構成する設備の対する地震による影響の大きさを示す指標値の一例である。切断確率とは、ネットワークを構成する設備のいずれかの部分の破損又は故障等により、ネットワーク通信が困難となる確率をいい、その値は、例えば、０．０〜１．０である。

経路選択部１９は、複数の候補経路の中から、一部の候補経路を、ネットワークを構成する設備の推奨経路として選択する。例えば、経路選択部１９は、切断確率が許容範囲内である候補経路の中で、経路長が最短である経路を選択する。

以下、経路選択装置１０が実行する処理手順について説明する。図３は、第一の実施の形態における経路選択処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１０１において、指示受付部１１は、経路選択処理の実行指示と共に、経路選択処理に関する制約条件の入力を、ユーザから受け付ける。制約条件には、例えば、ネットワークを構成する設備の発着地点を示す情報、１種類以上の地震情報、震度ごとの経路故障率、及び許容切断確率等が含まれる。

続いて、距離評価部１２は、発着地点を含む地域の地図情報を地図情報記憶部１２１から読み出す（ステップＳ１０２）。

図４は、地図情報を説明するための図である。図４に示されるように、地図情報は、道路や線路等の経路を特定可能な情報である。したがって、地図情報によれば、交差点や駅における道路又は線路の分岐も特定可能である。地図情報のデータ構造は、例えば、道路又は線路等の経路を分割した微小区間ごとに、当該微小区間の地理的位置情報と、当該微小区間に隣接する他の微小区間を特定するための情報とを含むものであってもよい。地理的位置情報は、例えば、微小区間の始点及び終点のそれぞれの緯度及び経度であってもよい。或る微小区間に隣接する他の微小区間を特定するための情報は、例えば、相互に隣接する微小区間をポインタによって連結することで実現されてもよい。例えば、微小区間ごとにＩＤを付与し、各微小区間には、当該微小区間に隣接する他の微小区間のＩＤが関連付けられてもよい。

又は、各微小区間を点とし、点ａ及び点ｂが繋がっている場合には、第（ａ，ｂ）成分を、１、そうでない場合には、０、とする行列表現により、各微小区間の接続関係が表現されてもよい。

続いて、距離評価部１２は、地図情報に基づいて特定される各分岐点区間について、距離（長さ）を評価する（ステップＳ１０３）。各分岐点区間の距離は、当該分岐点区間に含まれる微小区間の距離の総和を求めることにより算出されてもよい。距離評価部１２は、評価結果を、各分岐点区間に付与する（関連付ける）。例えば、図４に示される地図情報が、各分岐点区間を枝として、分岐点を交差点とするグラフに変換され、当該グラフの各枝に対して、評価結果が付与されてもよい。

図５は、分岐点区間を枝とし分岐点を交差点とするグラフの一例を示す図である。図５において、各枝に付与されている数値は、当該枝に対応する分岐点区間の距離である。

続いて、経路探索部１３は、発着地点間の候補経路を探索する（ステップＳ１０４）。例えば、図５に示したグラフを用いて経路探索が行われてもよい。この場合、各枝に付与された距離が、各枝の重みとして用いられてもよい。とりうる全ての経路が候補経路としてリストアップされてもよいし、重みの総和が小さい順（すなわち、経路長が短い順）に、所定数の経路が、候補経路としてリストアップされてもよい。経路探索については、例えば、http://www.geocities.jp/m_hiroi/light/pyalgo05.html、http://www.goga.co.jp/solution/pathsearch.html、又は「JIN Y. YEN、FINDING THE K SHORTEST LOOPLESS PATHS IN A NETWORK, MANAGEMENT SCIENCE, Vol. 17, No. 11, July, pp.712-716, 1971」等が参考とされてもよい。

なお、複数の候補経路が、制約条件に含まれてもよい。すなわち、ユーザにとって、予め数通りの候補経路が決まっており、各候補経路について、地震による影響を評価したい場合も考えられる。この場合、各候補経路を示す情報が、制約条件として入力されてもよい。

続いて、経路長算出部１４は、各候補経路の経路長を算出する（ステップＳ１０５）。或る候補経路の経路長は、当該候補経路を構成する分岐点区間の距離の総和によって求めることができる。但し、各候補経路の経路長は、候補経路の探索に伴って算出されてもよい。

続いて、経路選択部１９は、各候補経路を、経路長の昇順にソートする（ステップＳ１０６）。すなわち、最短の候補経路が先頭となり、最長の候補経路が末尾となるように、候補経路の整列が行われる。

続いて、経路選択部１９は、変数ｉに１を代入する（ステップＳ１０７）。変数ｉは、処理対象の候補経路を識別するための変数である。以下、ソート順において、ｉ番目の候補経路を、候補経路（ｉ）という。続いて、経路選択部１９は、変数ｊに１を代入する（ステップＳ１０８）。変数ｊは、制約条件として指定された１以上の地震情報のうち、処理対象の地震情報を識別するための変数である。以下、ｊ番目の地震情報を、地震情報（ｊ）という。

続いて、経路分割部１５は、候補経路（ｉ）を微小区間に分割する（ステップＳ１０９）。各微小区間は、相互に同じ長さでもよいし、異なる長さでもよい。いずれの場合であっても、各微小区間の一端と他端とのそれぞれの位置情報（例えば、緯度及び経度）が特定される。

続いて、震度算出部１６は、ステップＳ１０８において生成された各微小区間について、地震情報（ｊ）が示す地震（以下、「地震（ｊ）」という。）が発生した場合の想定震度を算出する（ステップＳ１１０）。想定震度の算出処理の詳細については後述される。なお、各微小区間の想定震度は、例えば、公開されているデータベースから取得されてもよい。例えば、当該データベースには、主要な震源域を震源とする地震に関して、一定区画ごとに、想定震度が記憶されている。したがって、各微小区間に対応する一定区間の想定震度を当該データベースから検索することにより、各微小区間の想定震度を得ることができる。この場合、公開されているデータベースから想定震度を得ることができない微小区間に関してのみ、想定震度の算出処理が実行されてもよい。

続いて、故障確率特定部１７は、地震（ｊ）が発生した場合の、候補経路（ｉ）に係る各微小区間の故障確率を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、各微小区間の想定震度と、震度ごとの経路故障率とに基づいて、各微小区間の想定震度が特定される。例えば、故障確率特定部１７は、想定震度に対応する経路故障率に、微小区間の長さを乗じることにより、当該微小区間の故障確率を算出する。

なお、経路故障率は、地域ごとに異なっていてよい。また、微小区間に対応する設備要素の属性（例えば、管路又は架空、ビニール管又は鋼管、製造年等）が考慮されてもよい。例えば、設備要素の属性ごとに、震度別の経路故障率が、図１の補助記憶装置１０２に予め記憶されていてもよい。この場合、各微小区間に対応する設備要素の属性と、各微小区間の想定震と対応する経路故障率が用いられて、各微小区間の故障確率が算出されてもよい。

続いて、切断確率算出部１８は、候補経路（ｉ）の切断確率（以下、「切断確率（ｉ）」という。）を算出する（ステップＳ１１２）。具体的には、切断確率算出部１８は、候補経路（ｉ）に係る微小区間ごとに、以下の式（１）に基づいて、稼動確率を算出する。

微小区間の稼動確率＝１−当該微小区間の故障確率 ・・・（１）
切断確率算出部１８は、また、候補経路（ｉ）に係る全ての微小区間の稼動確率の積を算出する。当該積の算出結果は、候補経路（ｉ）の稼動確率である。したがって、切断確率算出部１８は、以下の式（２）に基づいて、切断確率（ｉ）を算出する。

切断確率（ｉ）＝１−候補経路（ｉ）の稼動確率 ・・・（２）
続いて、経路選択部１９は、切断確率（ｉ）が、許容切断確率以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。切断確率（ｉ）が、許容切断確率を超える場合（ステップ１１３でＮｏ）、経路選択部１９は、変数ｉの値が、候補経路の総数以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。すなわち、全ての候補経路に関してステップＳ１０８以降の処理が実行されたか否かが判定される。変数ｉの値が、候補経路の総数以上である場合（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、図３の処理は終了する。この場合、ネットワークを構成する設備を構築するための最適な経路（推奨される経路）は、選択されなかったことになる。変数ｉの値が、候補経路の総数未満である場合（ステップＳ１１４でＮｏ）、経路選択部１９は、変数ｉに１を加算する（ステップＳ１１５）。したがって、この場合、経路長が次に短い候補経路に関して、ステップＳ１０８以降が実行される。

一方、切断確率（ｉ）が、許容切断確率以下である場合（ステップＳ１１３でＹｅｓ）、経路選択部１９は、変数ｊの値が、制約条件に指定された地震情報の数（すなわち、地震の種類数）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１６）。すなわち、全ての種類の地震に関して、候補経路（ｉ）の切断確率が評価されたか否かが判定される。変数ｊの値が、地震の種類数未満である場合（ステップＳ１１６でＮｏ）、経路選択部１９は、変数ｊに１を加算する（Ｓ１１７）。したがって、この場合、次の地震について、ステップＳ１０９以降が実行される。変数ｊの値が、地震の種類数以上である場合（ステップＳ１１６でＹｅｓ）、経路選択部１９は、候補経路（ｉ）を、最適な経路（推奨経路）として選択する（ステップＳ１１８）。すなわち、全種類の地震に関して切断確率が許容切断確率以下である（全種類の地震による影響が許容範囲内である）候補経路が選択される。また、ステップＳ１０８以降は、経路長が短い候補経路から順に実行される。したがって、ステップＳ１１８において選択された候補経路は、全種類の地震に関して切断確率が許容切断確率以下である（耐震性が許容範囲内である）候補経路の中で、最短の候補経路ということになる。なお、経路選択部１９は、選択した候補経路に関する情報（例えば、当該経路を構成する分岐点区間の集合等）を、図１の表示装置１０６に表示してもよい。又は、当該情報が、プリンタ等に出力されてもよい。

続いて、ステップＳ１１０の詳細について説明する。図６は、各微小区間の想定震度の算出処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ２０１において、震度算出部１６は、微小区間ごとに、地震情報（ｊ）の震源域からの距離ｄを算出する。例えば、微小区間ごとに、当該震源域の範囲内において、当該微小区間に最も近い地点から当該微小区間までの距離ｄが算出されてもよい。

続いて、震度算出部１６は、各微小区間に関して、工学的基盤での地震の最大速度を算出する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２では、地震の最大速度の距離減衰の計算式、当該計算式の補正方法、及び硬質地盤の最大速度から工学的基盤の最大速度への変換方法等が利用される。地震の最大速度の距離減衰の計算式、当該計算式の補正方法、及び硬質地盤の最大速度から工学的基盤の最大速度への変換方法は、例えば、http://dil-opac.bosai.go.jp/publication/nied_tech_note/pdf/n379_1.pdf（防災科学研究所資料）に示され、非特許文献１に記載されたものが参考とされてもよい。また、http://www.giroj.or.jp/disclosure/q_kenkyu/No20_7.pdfに記載された計算方法が参考とされてもよい。

具体的には、距離ｄと、地震情報（ｊ）の震源マグニチュード及び深度（震源の深さ）とが、地震の最大速度の距離減衰の計算式に代入されることにより、微小区間の硬質地盤での最大速度が算出される。この際、当該計算式の補正方法によって、当該計算式について補正が行われてもよい。続いて、硬質地盤の最大速度から工学的基盤の最大速度への変換方法に基づいて、微小区間の硬質地盤での最大速度が、微小区間の工学的基盤での最大速度に変換される。このような演算が、各微小区間について実行される。

続いて、震度算出部１６は、微小区間ごとに、当該微小区間の位置に対応した表層地盤増幅率を取得し、当該微小区間について算出された工学的基盤の最大速度に当該表層地盤増幅率を乗じることにより、当該微小区間の表層地盤（地表）での最大速度を得る（ステップＳ２０３）。表層地盤増幅率とは、工学的基盤（Ｖｓ＝４００ｍ／ｓ）から地表に至る最大速度の増幅率をいい、その値は場所によって異なる。表層地盤増幅率は、例えば、http://www.j-shis.bosai.go.jp/からダウンロードされてもよいし、予め、図１の補助記憶装置１０２に記憶されていてもよい。場所ごとに異なる表層地盤増幅率が用いられることにより、各微小区間の地質や地盤の影響を加味した最大速度（ひいては想定震度）を算出することができる。

続いて、震度算出部１６は、微小区間ごとに、当該微小区間に関して算出された表層地盤での最大速度を、最大速度から震度への変換式にあてはめることにより、想定震度を算出する（Ｓ１０６）。最大速度から震度への変換式は、例えば、http://dil-opac.bosai.go.jp/publication/nied_tech_note/pdf/n379_1.pdf（防災科学研究所資料）等が参考とされてもよい。

上述したように、第一の実施の形態によれば、候補経路ごとに、地震による影響が評価され、当該影響が許容範囲内である候補経路が選択される。したがって、設備の構築先について災害による影響が相対的に低い経路の選択を支援することができる。

また、第一の実施の形態では、地震による影響が許容範囲内である候補経路の中で、最短の経路が選択される。したがって、コストが相対的に小さい経路の選択を支援することができる。

なお、上記では、全種類の地震に関して、切断確率が許容範囲内である候補経路が選択候補とされたが、例えば、全種類の地震に関する切断確率の平均値又は最大値が、許容範囲内である候補経路が選択候補とされてもよい。すなわち、耐震性が許容範囲内であるか否かは、他の方法によって評価されてもよい。

次に、第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態では第一の実施の形態と異なる点について説明する。第二の実施の形態において特に言及されない点については、第一の実施の形態と同様でもよい。第一の実施の形態では、地震による影響の大きさが許容範囲内である候補経路の中から、コストが最小である候補経路が選択された。第二の実施の形態では、コストが許容範囲内である候補経路の中から、地震による影響の大きさが最小である候補経路が選択される例について説明する。

図７は、第二の実施の形態における経路選択処理の処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、図３のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同様でよい。

ステップＳ３０６において、経路選択部１９は、ステップＳ３０５において算出された経路長のうちの最短の経路長に（１＋ｃ）を乗じた値を、許容コストとする。ｃは、例えば、０．０より大きい値である。許容コストとは、経路長の許容範囲を示す閾値である。なお、最短経路は、ダイクストラ法等を用いて探索されてもよい。

続いて、経路選択部１９は、変数ｉに１を代入すると共に、変数ＭＩＮに１．０を代入する（ステップＳ３０７）。変数ｉの意味は、第一の実施の形態と同様である。変数ＭＩＮは、候補経路ごとの切断確率の最大値（以下、「最悪切断確率」という。）の中での最小値を保持するための変数である。ステップＳ３０７では、切断確率の最大値である１．０によって、変数ＭＩＮの値が初期化される。

続いて、経路選択部１９は、候補経路（ｉ）の経路長（以下、「経路長（ｉ）」という。）が、許容コスト以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。経路長（ｉ）が、許容コストを超える場合（ステップＳ３０８でＮｏ）、ステップＳ３２１に進む。したがって、この場合、候補経路（ｉ）は選択されない。すなわち、ステップＳ３０８は、経路長が許容コスト以下である候補経路を抽出するための処理である。

続いて、経路選択部１９は、変数ｊに１を代入すると共に、変数ｍａｘ（ｉ）に０．０を代入する（ステップＳ３０９）。変数ｊの意味は、第一の実施の形態と同様である。変数ｍａｘ（ｉ）は、候補経路（ｉ）の最悪切断確率を保持するための変数である。ステップＳ３０９では、切断確率の最小値である０．０によって、変数ｍａｘ（ｉ）の値が初期化される。

続くステップＳ３１０〜Ｓ３１３では、図Ｓ１のステップＳ１０９〜Ｓ１１２と同じ処理によって、切断確率（ｉ）が算出される。

ステップＳ３１３に続いて、経路選択部１９は、切断確率（ｉ）が、変数ｍａｘ（ｉ）の値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３１４）。切断確率（ｉ）が、変数ｍａｘ（ｉ）の値以下である場合（ステップＳ３１４でＮｏ）、ステップＳ３１６に進む。切断確率（ｉ）が、変数ｍａｘ（ｉ）の値より大きい場合（ステップＳ３１４でＮｏ）、経路選択部１９は、切断確率（ｉ）を変数ｍａｘ（ｉ）に代入する（ステップＳ３１５）。

ステップＳ３１４でＮｏの場合、又はステップＳ３１５に続いて、経路選択部１９は、変数ｊの値が、地震の種類数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１６）。変数ｊの値が、地震の種類数未満である場合（ステップＳ３１６でＮｏ）、経路選択部１９は、変数ｊに１を加算する（Ｓ３１７）。したがって、この場合、次の地震について、ステップＳ３１０以降が実行される。変数ｊの値が、地震の種類数以上である場合（ステップ３１６でＹｅｓ）、経路選択部１９は、変数ｍａｘ（ｉ）の値が、変数ＭＩＮの値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１８）。すなわち、候補経路（ｉ）の最悪切断確率が、現時点での最小値より小さいか否かが判定される。変数ｍａｘ（ｉ）の値が、変数ＭＩＮの値以上である場合（ステップＳ３１８でＮｏ）、ステップＳ３２０に進む。変数ｍａｘ（ｉ）の値が、変数ＭＩＮの値より小さい場合（Ｓ３１８でＹｅｓ）、経路選択部１９は、変数ｍａｘ（ｉ）の値を変数ＭＩＮに代入する（ステップＳ３１９）。

ステップＳ３１８でＮｏの場合、又はステップＳ３１９に続いて、経路選択部１９は、変数ＭＩＮ＿Ｒに、変数ｉの値を代入する（ステップＳ３２０）。変数ＭＩＮ＿Ｒは、変数ＭＩＮに最悪切断確率が格納された候補経路を識別するための変数である。すなわち、変数ＭＩＮ＿Ｒは、現時点において、最悪切断確率が最小である候補経路を示す変数である。

続いて、経路選択部１９は、変数ｉの値が、候補経路の総数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。変数ｉの値が、候補経路の総数未満である場合（ステップＳ３２１でＮｏ）、経路選択部１９は、変数ｉに１を加算する（ステップＳ３２２）。したがって、この場合、次の候補経路に関して、ステップＳ３０８以降が実行される。

変数ｉの値が、候補経路の総数以上である場合（ステップＳ３２１でＹｅｓ）、全ての候補経路に関して、切断確率の評価が完了したため、経路選択部１９は、この時点における候補経路（ＭＩＮ＿Ｒ）を、最適な経路（推奨経路）として選択する（ステップＳ３２３）。候補経路（ＭＩＮ＿Ｒ）は、ＭＩＮ＿Ｒ番目に処理された候補経路である。すなわち、候補経路（ＭＩＮ＿Ｒ）は、経路長（コスト）が許容範囲内である候補経路の中で、切断確率の最大値が最小である候補経路である。なお、経路選択部１９は、選択した候補経路に関する情報（例えば、当該経路を構成する分岐点区間の集合等）を、図１の表示装置１０６に表示してもよい。又は、当該情報が、プリンタ等に出力されてもよい。

上述したように、第二の実施の形態によれば、候補経路ごとに、経路長が評価され、経路長が許容範囲内である候補経路が選択される。したがって、コストが相対的に小さい経路の選択を支援することができる。

また、第二の実施の形態では、経路長が許容範囲内である候補経路の中で、最悪切断確率が最小である経路が選択される。したがって、設備の構築先について災害による影響が相対的に低い経路の選択を支援することができる。

なお、上記では、最悪切断確率が最小である候補経路が選択されたが、例えば、全種類の地震に関する切断確率の平均値が最小である候補経路が選択されてもよい。又は、全種類の地震に関する切断確率の最大値が最大である候補経路が選択されてもよい。すなわち、地震による影響の大きさは、他の方法によって評価されてもよい。

また、上記各実施の形態において、一部の１以上の微小区間（例えば、震源域からの距離が最も遠い微小区間又は最も近い微小区間）の故障確率が、切断確率の代わりに、地震による影響の大きさを示す指標値として利用されてもよい。又は、一部又は全部の微小区間の故障確率が、当該指標値として用いられてもよい。又は、候補経路において、想定震度が所定値（例えば、震度５強等）以上である微小区間を含む範囲の長さが、当該指標値として用いられてもよい。これらは一例に過ぎない。すなわち、地震による影響の大きさを示す指標値は、各微小区間の故障確率を用いた様々な演算によって算出可能である。

また、上記各実施の形態において、経路長以外の他の値、又は経路長と他の値との組み合わせが、設備の構築に関するコストに相関を有する指標値として用いられてもよい。例えば、各候補経路に係る土地の地価が考慮されてもよい。また、各候補経路の工事費用が考慮されてもよい。工事費用を考慮する際には、例えば、既に既存の設備（例えば、配管等）を利用可能であるか、電信柱等を利用して、架空が可能であるか等が考慮されてもよい。

また、上記各実施の形態では、最終的に１つの候補経路が選択される例を示したが、２以上の候補経路が選択されてもよい。例えば、第一の実施の形態では、経路長が短い方から順にＮ個の候補経路が選択されてもよい。第二の実施の形態では、最悪切断確率が、小さい方から順にＮ個の候補経路が選択されてもよい。

なお、上記各実施の形態は、ネットワークを構成する設備以外の各種の設備に関して適用されてもよい。例えば、下水道、上水道、交通構築、道路、線路等の各種のライフラインに関して適用されてもよい。

なお、上記各実施の形態において、経路分割部１５は、分割部の一例である。故障確率特定部１７は、特定部の一例である。切断確率算出部１８は、第１の算出部の一例である。経路選択部１９は、選択部の一例である。経路長算出部１４は、第２の算出部の一例である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 経路選択装置
１１ 指示受付部
１２ 距離評価部
１３ 経路探索部
１４ 経路長算出部
１５ 経路分割部
１６ 震度算出部
１７ 故障確率特定部
１８ 切断確率算出部
１９ 経路選択部
１００ ドライブ装置
１０１ 記録媒体
１０２ 補助記憶装置
１０３ メモリ装置
１０４ ＣＰＵ
１０５ インタフェース装置
１２１ 地図情報記憶部
Ｂ バス

Claims (7)

1. 設備が構築される経路に関する複数の候補のそれぞれを、複数の部分に分割する分割部と、
   前記各部分における、所定の地震に関する想定震度に基づいて、前記各部分の故障確率を特定する特定部と、
   前記候補ごとに、当該候補を構成する各部分について特定され故障確率に基づいて、前記所定の地震による影響の大きさを示す第１の指標値を算出する第１の算出部と、
   前記候補ごとの前記第１の指標値に基づいて、前記複数の候補の中から、前記所定の地震による影響が相対的に小さいと判定される一部の候補を選択する選択部と、
   を有することを特徴とする経路選択装置。
2. 前記候補ごとに、当該候補に係る経路への前記設備の構築に関するコストに相関を有する第２の指標値を算出する第２の算出部を有し、
   前記選択部は、前記第１の指標値が所定の範囲内である経路の中で、前記第２の指標値に係るコストが最小である経路を選択する、
   請求項１記載の経路選択装置。
3. 前記特定部は、前記各部分における、複数種類の地震のそれぞれに関する想定震度に基づいて、前記各部分の故障確率を、前記地震の種類ごとに特定し、
   前記第１の算出部は、前記候補ごとに、当該候補に係る経路を構成する各部分について前記地震の種類ごとに特定された故障確率に基づいて、前記第１の指標値を前記地震の種類ごとに算出し、
   前記選択部は、前記地震の種類ごとに算出された全ての前記第１の指標値が前記所定の範囲内である候補を選択する、
   請求項１又は２記載の経路選択装置。
4. 前記候補ごとに当該候補に係る経路への前記設備の構築に関するコストに相関を有する第２の指標値を算出する第２の算出部を有し、
   前記選択部は、前記第２の指標値が所定の範囲内である候補の中で、前記第１の指標値に基づいて、前記所定の地震による影響が相対的に小さいと判定される候補を選択する、
   ことを特徴とする請求項１記載の経路選択装置。
5. 前記特定部は、前記各部分における、複数種類の地震のそれぞれに関する想定震度に基づいて、前記各部分の故障確率を、前記地震の種類ごとに特定し、
   前記第１の算出部は、前記候補ごとに、当該候補に係る経路を構成する各部分について前記地震の種類ごとに特定され故障確率に基づいて、前記第１の指標値を前記地震ごとに算出し、
   前記選択部は、前記地震の種類ごとに算出された前第第１の指標値に基づいて、前記所定の地震による影響が相対的に小さいと判定される候補を選択する、
   ことを特徴とする請求項１又は４記載の経路選択装置。
6. コンピュータが、
   設備が構築される経路に関する複数の候補のそれぞれを、複数の部分に分割する分割手順と、
   前記各部分における、所定の地震に関する想定震度に基づいて、前記各部分の故障確率を特定する特定手順と、
   前記候補ごとに、当該候補を構成する各部分について特定され故障確率に基づいて、前記所定の地震による影響の大きさを示す第１の指標値を算出する第１の算出手順と、
   前記候補ごとの前記第１の指標値に基づいて、前記複数の候補の中から、前記所定の地震による影響が相対的に小さいと判定される一部の候補を選択する選択手順と、
   を実行することを特徴とする経路選択方法。
7. 請求項１乃至５いずれか一項記載の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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