JP7473079B2 - Evacuation shelter allocation device, evacuation shelter allocation method and program - Google Patents
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Description
本発明は、避難所割当装置、避難所割当方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a shelter allocation device, a shelter allocation method, and a program.
被災者を避難所へ誘導するための技術として、災害シミュレーションを用いて被災者に避難を促す情報を通知する技術(特許文献1)や、被災者の携帯端末に向かうべき避難所を提示する技術(非特許文献1)等が検討されている。 Technologies being considered for guiding disaster victims to evacuation shelters include a technology that uses disaster simulations to notify disaster victims of information encouraging them to evacuate (Patent Document 1) and a technology that displays the evacuation shelters that disaster victims should head to on their mobile devices (Non-Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の技術は、避難を促す情報を被災者個人に提供するため、どの避難所に向かうかは被災者に委ねられており、誘導先の避難所が満員で入れない場合が生じる。非特許文献1の技術は、避難所が満員にならないような割当を求めることを可能とするが、被災者が避難所を利用する期間を考慮していないため、被災者が減少して避難所数を削減する際に、避難所の運営コストや被災者が避難所間を移転するためのコストが過大になる場合が生じる。However, because the technology in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、被災者が避難所を利用する期間を考慮した避難所の割当を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to enable the allocation of evacuation shelters taking into account the period during which disaster victims will be using the shelters.
そこで上記課題を解決するため、避難所割当装置は、災害発生時の各被災者の位置を取得する第1の取得部と、前記各被災者について、避難解除のタイミングの推定値を取得する第2の取得部と、前記各被災者が前記位置から複数の避難所のいずれかの避難所へ移動するために要するコストと、前記各被災者が避難解除までの期間において避難所間を移動するために要するコストと、前記複数の避難所のそれぞれの運営コストとの和の最小化を目的とする整数計画問題を解くことで、前記期間を分割する分割期間ごとに、前記各被災者について前記避難所への割当結果を取得する割当部と、を有する。Therefore, in order to solve the above problem, the shelter allocation device has a first acquisition unit that acquires the location of each disaster victim at the time of the disaster occurrence, a second acquisition unit that acquires an estimate of the timing of when evacuation will be lifted for each of the disaster victims, and an allocation unit that acquires the allocation result to the shelter for each of the disaster victims for each divided period that divides the period by solving an integer programming problem aimed at minimizing the sum of the cost required for each of the disaster victims to move from their location to one of multiple shelters, the cost required for each of the disaster victims to move between shelters during the period until evacuation is lifted, and the operating cost of each of the multiple shelters.
被災者が避難所を利用する期間を考慮した避難所の割当を可能にすることができる。 It will be possible to allocate evacuation shelters taking into account the period of time that disaster victims will be using the shelters.
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避難支援システムの構成例を示す図である。An embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. Figure 1 shows an example of the configuration of an evacuation support system in an embodiment of the present invention.
図1において、避難所割当装置10は、インターネット等のネットワークを介して複数の避難所端末20及び複数の被災者端末30に接続する。In Figure 1, the
避難所割当装置10は、災害が発生した国又は地域(以下、「地域A」という。)について、当該災害の発生後(例えば、災害の発生直後等、災害の発生後に各被災者が避難所へ到達する前までのタイミング(以下、単に「災害発生時」という。))において、各被災者の避難スケジュールと各避難所の運営スケジュールと(以下、これらのスケジュールを含む情報を「スケジュール情報」という。)を生成(計算)する1以上のコンピュータである。避難所割当装置10は、各被災者の避難スケジュールを各被災者の被災者端末30へ配信するとともに、各避難所の運営スケジュールを各避難所の避難所端末20へ配信する。The
避難スケジュールとは、所定の単位時間(以下、単に「スパン」という。)ごとに、各被災者が滞在すべき避難所(各被災者の避難所への割当)を示す情報をいい、被災者ごとに異なりうる。また、運営スケジュールとは、避難所が開設すべきスパンを示す情報をいう。スパンは、例えば、1日である。この場合、避難スケジュール及び運営スケジュールは、1日単位となる。但し、スパンは、1日でなくてもよい。スパンは、どの程度の時間の粒度でスケジュール情報を生成したいのかに応じて適宜定められればよく、例えば、1時間であってもよいし、1週間であってもよい。An evacuation schedule refers to information indicating the evacuation shelters in which each disaster victim should stay (the allocation of each disaster victim to an evacuation shelter) for each specified unit of time (hereinafter simply referred to as a "span"), and may differ for each disaster victim. An operation schedule refers to information indicating the span over which evacuation shelters should be open. A span is, for example, one day. In this case, the evacuation schedule and operation schedule are in units of one day. However, the span does not have to be one day. The span can be determined appropriately depending on the time granularity at which schedule information is desired to be generated, and may be, for example, one hour or one week.
避難所割当装置10は、スケジュール情報の生成(つまり、各被災者のいずれかの避難所への割当)に際し、被災者による避難所への移動コストと避難所の運営コストとの和が最小となる割当を求める。When generating schedule information (i.e., allocating each disaster victim to one of the shelters), the
移動コストとは、避難コストと移転コストとの和である。避難コストとは、災害発生時における被災者の所在地から避難所へ移動するために要するコストをいう。なお、最初のスパンにおいて、全ての被災者は、避難所に収容されることとする。したがって、スパンは、全ての被災者がいずれかの避難所へ収容されるのに十分な単位時間であるのが望ましい。 Travel cost is the sum of evacuation cost and relocation cost. Evacuation cost refers to the cost required to travel from the location of victims to an evacuation shelter when a disaster occurs. In the first span, all victims are assumed to be accommodated in an evacuation shelter. Therefore, it is desirable for the span to be a unit of time sufficient to accommodate all victims in one of the evacuation shelters.
移転コストとは、2番目以降のスパンにおいて、被災者が避難所間を移動するために要するコストをいう。すなわち、本実施の形態では、避難所の運営コストの低減も考慮されるため、避難所に滞在中の被災者が、避難期間の途中において他の避難所へ移動(移転)することも想定される。なお、運営コストとは、避難所を開設しておくため(運営するため)に必要なコストをいい、避難所ごとに異なりうる。各避難所の運営コストは、当該避難所が開設されてから閉鎖されるまでの各スパンにおいて発生する。したがって、開設される避難所が少なければ少ないほど、また、運営期間が短ければ短いほど運営コストは小さくなる。但し、避難所を閉鎖するために滞在中の被災者を他の避難所へ移動させると、被災者の移動コストは大きくなる。 The relocation cost refers to the cost required for disaster victims to move between evacuation shelters in the second and subsequent spans. In other words, in this embodiment, since the reduction of evacuation shelter operating costs is also taken into consideration, it is assumed that disaster victims staying at a shelter will move (relocate) to another shelter during the evacuation period. Note that operating costs refer to the cost required to keep a shelter open (to operate) and may differ for each shelter. The operating costs of each shelter are incurred in each span from when the shelter is opened to when it is closed. Therefore, the fewer the shelters that are opened and the shorter the operating period, the smaller the operating costs will be. However, if disaster victims staying at a shelter are moved to another shelter in order to close the shelter, the cost of moving the disaster victims will be high.
或る被災者について最初のスパンに割り当てられた避難所は、当該被災者が最初の避難先として向かうべき避難所に相当し、2番目以降のスパンに割り当てられた避難所は、当該被災者がそのスパンに滞在すべき避難所に相当する。当該被災者について、t番目のスパンに割り当てられた避難所と、t+1番目に割り当てられた避難所とが異なる場合、当該被災者がt+1番目のスパンに避難所を移転すべきことを示す。なお、スパンの順番を示す数値(t番目のt)を,以下「スパン番号」という。 For a given victim, the shelter assigned to the first span corresponds to the shelter to which the victim should first evacuate, and shelters assigned to the second and subsequent spans correspond to the shelters in which the victim should stay in those spans. If the shelter assigned to the t-th span for the given victim is different from the shelter assigned to the t+1-th span, this indicates that the victim should relocate to the t+1-th span. The number indicating the order of the spans (t for t-th span) will be referred to as the "span number" below.
避難所端末20は、地域Aにおける避難所ごとに配置されるPC(Personal Computer)等の端末である。避難所端末20は、避難所割当装置10から配信される運営スケジュールを受信及び出力する。The
被災者端末30は、地域Aにおける各被災者が携帯するスマートフォン等の携帯端末である。被災者端末30は、GPS(Global Positioning System)等を利用して測定される、当該被災者端末30の位置(すなわち、当該被災者端末30を携帯する被災者の位置)を示す情報を避難所割当装置10へ提供する。被災者端末30は、また、避難所割当装置10から配信される避難スケジュールを受信及び出力する。The
図2は、本発明の実施の形態における避難所割当装置10のハードウェア構成例を示す図である。図2の避難所割当装置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、プロセッサ104、及びインタフェース装置105等を有する。
Figure 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a
避難所割当装置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。
The program that realizes the processing in the
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。プロセッサ104は、CPU若しくはGPU(Graphics Processing Unit)、又はCPU及びGPUであり、メモリ装置103に格納されたプログラムに従って避難所割当装置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。The
図3は、本発明の実施の形態における避難所割当装置10の機能構成例を示す図である。図3が示すように、避難所割当装置10は、避難所割当部11及びスケジュール配信部12を有する。これら各部は、避難所割当装置10にインストールされた1以上のプログラムが、プロセッサ104に実行させる処理により実現される。避難所割当装置10は、また、避難所DB121、被災者情報DB122及び道路網DB123等のデータベース(記憶部)を利用する。これら各データベースは、例えば、補助記憶装置102、又は避難所割当装置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。
Figure 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
以下、避難所割当装置10が実行する処理手順について説明する。図4は、避難所割当装置10が実行する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。図4の処理手順は、災害発生時に実行される。図4の処理手順の開始時(すなわち、災害発生時)には、まだ、いずれの避難所も開設されていないとするが、実際には、開設の準備が進められていてもよい。但し、全ての避難所の開設が必要されるか否かについては、当該処理手順の開始時には不明である。
The processing procedure executed by the
ステップS101において、避難所割当部11は、各避難所の位置情報(地点ID)及び運営コストを避難所DB121から取得する。In step S101, the
図5は、避難所DB121の構成例を示す図である。図5が示すように避難所DB121には、避難所ごとに、避難所ID、地点ID、定員及び運営コストが記憶(登録)されている。避難所IDは、避難所の識別情報である。地点IDは、道路網DB123に予め登録されている地点IDのうち、避難所が所在する位置の地点IDである。予め登録されている各地点IDは、それぞれに対応する地点の位置情報(緯度及び経度)に関連付けられて、例えば、補助記憶装置102等に予め記憶されている。定員は、避難所の収容人数の上限である。運営コストは、収容人数に拘わらず、1スパンあたりの運営に必要とされるコストである。
Figure 5 is a diagram showing an example of the configuration of the
続いて、避難所割当部11は、各被災者の現在位置及び住所を被災者情報DB122から取得する(S102)。Next, the evacuation
図6は、被災者情報DB122の構成例を示す図である。図6が示すように、被災者情報DB122には、被災者ごとに、被災者ID、地点ID、住所及び想定帰宅時刻が記憶される。被災者IDは、被災者端末30ごと(被災者ごと)の識別情報である。地点IDは、被災者端末30(被災者)の現在位置(災害発生時の位置)に最も近い地点に対応する地点IDである。住所は、被災者の住所である。想定帰宅時刻とは、交通インフラや住居等が災害から受けた被害からの復旧により、被災者の帰宅の開始(避難の解除)が可能になるタイミング(スパン番号)の推定値(予測値)を示す情報である。なお、想定帰宅時刻は、後述の処理において計算されるため、ステップS102の時点では、各被災者に対する想定帰宅時刻の値は空である。
Figure 6 is a diagram showing an example of the configuration of the
被災者情報DB122に記憶される情報は、例えば、災害発生時において各被災者端末30から収集される。被災者端末30のIDが、被災者IDとされてもよい。また、被災者端末30のGPS(Global Positioning System)機能によって計測された位置に基づいて特定される地点IDが、当該被災者端末30に係る被災者に対して記憶されてもよい。住所は、予め被災者IDに対応付けて住所を記憶する非図示のデータベースから取得されてもよい。The information stored in the
続いて、避難所割当部11は、各被災者について、現在位置から各避難所までの移動距離を、道路網DB123を参照して算出する(S103)。Next, the evacuation
図7は、道路網DB123の構成例を示す図である。道路網DB123の1つのレコードは、地点ID1、地点ID2及び距離を含む。地点ID1及び地点ID2は、道路網を表現するグラフにおいて、隣接する2ノードの一方のノードと他方のノードのそれぞれの地点に対応する地点IDである。例えば、道路網における交差点や分岐点等が当該グラフのノードとなる。また、各避難所も当該グラフのノードとなる。距離は、地点ID1と地点ID2との間の道路区間の距離である。なお、避難所DB121における地点IDや、被災者情報DB122における地点IDは、道路網DB123において地点ID1又は地点ID2として登録されている値である。 Figure 7 is a diagram showing an example of the configuration of road network DB123. One record in road network DB123 includes point ID1, point ID2, and distance. Point ID1 and point ID2 are point IDs corresponding to the points of one node and the other node of two adjacent nodes in a graph representing a road network. For example, intersections and branching points in a road network become nodes in the graph. Each evacuation shelter also becomes a node in the graph. The distance is the distance of the road section between point ID1 and point ID2. Note that the point ID in evacuation shelter DB121 and the point ID in disaster victim information DB122 are values registered as point ID1 or point ID2 in road network DB123.
避難所割当部11は、例えば、道路網DB123が示す道路網のグラフを用いて、各被災者の地点IDを始点とし、各避難所の地点IDを終点として、道路区間の距離をコストとして、ダイクストラ法を利用することで、被災者ごとに各避難所までの移動距離を算出することができる。したがって、地点ID(現在位置)が共通する被災者については、まとめて移動距離が算出される。
The evacuation
続いて、避難所割当部11は、被災者ごとに、当該被災者の移動距離に基づいて各避難所への避難コストを算出する(S104)。本実施の形態において、避難コスト及び移転コスト(すなわち、移動コスト)は金額で表現される。これは、後述の整数計画問題において、移動コストと運営コストとの単位を整合させるためである。したがって、避難所割当部11は、所定の関数を用いて、移動距離を金額へ変換し、変換後の金額を避難コストとする。Next, the evacuation
図8は、各被災者の各避難所への避難コストの算出結果の一例を示す図である。図8では、避難コストの算出結果がM行M列の行列によって表現されている。当該行列の各行及び各列は、各地点IDに対応する。すなわち、Mは地点IDの個数(異なり数)である。この内、行については、被災者の現在位置に対応する地点IDに対応する行が有効である。また、列については、いずれかの避難所の地点IDに対応する列が有効である。有効な行及び有効な列の要素の値は、当該行の地点IDから当該列の避難所までの移動に要する避難コストを示す。 Figure 8 is a diagram showing an example of the calculation results of the evacuation costs for each disaster victim to each evacuation shelter. In Figure 8, the calculation results of the evacuation costs are represented by a matrix of M rows and M columns. Each row and each column of the matrix corresponds to a respective location ID. In other words, M is the number of location IDs (number of different locations). Of these, for rows, the row corresponding to the location ID corresponding to the current location of the disaster victim is valid. Also, for columns, the column corresponding to the location ID of any of the evacuation shelters is valid. The element values of the valid row and valid column indicate the evacuation cost required to travel from the location ID of the row to the evacuation shelter of the column.
続いて、避難所割当部11は、各避難所の位置(地点ID)に基づいて、各避難所間の移動距離を、道路網DB123を参照して算出する(S105)。例えば、道路網DB123(図7)が示す道路網のグラフを用いて、避難所ごとに、当該避難所の地点IDを始点とし、別の各避難所の地点IDを終点として、道路区間の距離をコストとして、ダイクストラ法を利用することで、避難所ごとに、別の各避難所までの移動距離を算出することができる。Next, the
続いて、避難所割当部11は、避難所ごとに算出された移動距離に基づいて、各避難所間の移転コストを算出する(S106)。Next, the
図9は、避難所間の移転コストの算出結果の一例を示す図である。図9では、移転コストの算出結果がM行M列の行列によって表現されている。当該行列の各行及び各列は、各地点IDに対応する。但し、いずれかの避難所の地点IDに対応する行及び列のみが有効である。有効な行及び列の要素の値は、当該行の避難所から当該列の避難所までの移動に要する移転コストを示す。なお、図9の例において、対角要素以外の要素の値(すなわち、移転コストの値)は、定数(この場合は1)である。この場合、移転の回数の低下を目的として、避難所の割当を求めることができる。但し、移転コストについても、避難コストと同様の関数を用いて、移動距離を金額へ変換することで算出されてもよい。 Figure 9 is a diagram showing an example of the calculation result of the relocation cost between evacuation shelters. In Figure 9, the calculation result of the relocation cost is expressed by a matrix of M rows and M columns. Each row and each column of the matrix corresponds to each location ID. However, only the row and column corresponding to the location ID of any of the evacuation shelters are valid. The value of the element of the valid row and column indicates the relocation cost required to move from the evacuation shelter in that row to the evacuation shelter in that column. In the example of Figure 9, the value of the element other than the diagonal element (i.e., the value of the relocation cost) is a constant (1 in this case). In this case, the allocation of evacuation shelters can be obtained with the aim of reducing the number of relocations. However, the relocation cost may also be calculated by converting the travel distance into a monetary amount using a function similar to the evacuation cost.
続いて、避難所割当部11は、被災者ごとに、当該被災者の住所と、当該住所に係る地域の被災状況とに基づいて、想定帰宅時刻(スパン番号)を取得(算出)する(S107)。例えば、被災者の住所が属する地域における公共交通機関が復旧するタイミングが把握可能であれば、当該タイミングが想定帰宅時刻とされてもよい。又は、被災の大きさを複数の段階に分類し、被災者の地点IDまたは住所ごとに当該段階に対応付けられている期間の経過後のタイミングが想定帰宅時刻とされてもよい。又は、その他の方法によって想定帰宅時刻が算出されてもよい。避難所割当部11は、被災者ごとに算出された想定帰宅時刻を、被災者情報DB122(図6)において、当該被災者に対応するレコードに登録する。Next, the evacuation
続いて、避難所割当部11は、移動コスト(避難コスト+移転コスト)と運営コストとの和の最小化を目的関数とする整数計画問題を解くことで各被災者について、それぞれの想定帰宅時刻までの期間を分割する各スパンにおける各避難所への割当結果を取得する(S108)。以下に当該整数計画問題を示す。Next, the evacuation
n:被災者ID
m:避難所ID又は地点ID
Cm:避難所mの定員(図5)
t:時刻(スパン番号)
τn:被災者nの想定帰宅時刻(図6)
fm:避難所mの1スパン分の運営コスト(図5)
dtmm':時刻tに被災者が地点m又は避難所mから避難所m'に移動するコスト
t=1の場合、dtmm'=地点mから避難所m'への避難コスト(図8)
t>1の場合、dtmm'=避難所mから避難所m'への移転コスト(図9)
xtmn:t=0の場合、時刻tに被災者nが災害発生時にいる地点mにいるか否かを示し、t>0の場合、時刻tに被災者nが避難所mに滞在するか否かを示す変数
ytm:時刻t避難所mを運営するか否かを示す変数
ztmm'n:時刻tに被災者nが避難所mから避難所m'に移転するか否かを示す変数(ztmm'n=x(t-1)mn×xtm'n
また、式(1)~(12)までの各式の意味は、以下の通りである。
n: victim ID
m: Evacuation shelter ID or location ID
C m : Capacity of evacuation shelter m (Figure 5)
t: time (span number)
τ n : Estimated time of return home for victim n (Figure 6)
f m : Operating cost for one span of shelter m (Figure 5)
d tmm' : The cost of a disaster victim moving from point m or shelter m to shelter m' at time t. When t = 1, dtmm' = the evacuation cost from point m to shelter m' (Figure 8)
If t>1, dtmm' = relocation cost from shelter m to shelter m' (Figure 9)
x tmn : A variable indicating whether or not victim n is at location m at the time of disaster occurrence at time t when t=0, and whether or not victim n will be staying at evacuation shelter m at time t when t>0. y tm : A variable indicating whether or not evacuation shelter m will be operated at time t. z tmm'n : A variable indicating whether or not victim n will move from evacuation shelter m to evacuation shelter m' at time t. (z tmm'n = x (t-1) mn × x tm'n
The meanings of the formulas (1) to (12) are as follows:
式(1)は、第1項が示す各被災者の移動コストと第2項が示す各避難所の運営コストとの和を最小化するための目的関数である。 Equation (1) is the objective function for minimizing the sum of the transportation cost of each disaster victim, represented by the first term, and the operating cost of each evacuation shelter, represented by the second term.
式(2)は、被災者数が避難所の定員を超えず、かつ、閉鎖中の避難所には被災者数が滞在できないことを示す制約条件である。但し、災害発生時(t=0)においては、被災者はまだ避難所に収容されていないため、この制約条件は適用されない。 Equation (2) is a constraint that indicates that the number of disaster victims must not exceed the capacity of the evacuation shelter, and that the number of disaster victims cannot stay in a closed evacuation shelter. However, at the time of the disaster occurrence (t=0), this constraint does not apply because the disaster victims have not yet been accommodated in the evacuation shelter.
式(3)及び(4)は、被災者が帰宅するまで(避難解除まで)はいずれかの避難所に滞在することを示す制約条件である。 Equations (3) and (4) are constraints that indicate that victims will stay in one of the evacuation shelters until they return home (until the evacuation order is lifted).
式(5)、(6)及び(7)は、移転前に移転元に滞在し、移転後に移転先に滞在する場合にのみ、移転元から移転先に移転することを示す制約条件である。すなわち、(ztmm'n=x(t-1)mn×xtm'n)とするための制約条件である。 The formulas (5), (6), and (7) are constraints indicating that a user moves from a relocation source to a relocation destination only if the user stays at the relocation source before the relocation and at the relocation destination after the relocation. In other words, the constraints are for (z tmm′n =x (t−1) mn ×x tm′n ).
式(8)は、被災者nが災害発生時に所与の場所m~(n)に存在することについての制約条件である。なお、m~は、式(8)においてmの上に~が付与された記号を示す。 Formula (8) is a constraint condition for victim n to be present in a given location m ~ (n) when a disaster occurs. Note that m ~ is the symbol m in formula (8) with ~ added above it.
式(9)は、閉鎖した避難所(或るtにおいて割り当てられた被災者が0となった避難所)は以降のtにおいて開設しない(被災者が割り当てられない)ことについての制約条件である。 Equation (9) is a constraint that a closed shelter (a shelter with zero victims assigned at a certain time t) will not be reopened (no victims will be assigned) at a subsequent time t.
式(10)、(11)、(12)は、xtmn、ytm、ztmm'nの値を0又は1に制約するための条件である。 Equations (10), (11), and (12) are conditions for restricting the values of x tmn , y tm , and z tmm′n to 0 or 1.
なお、図10は、変数tの意味を説明するための図である。図10において、各スパンを表現する矩形の上側に示されたtの値が、xtmnについてのtを示す。すなわち、xtmnについてのtは、当該tが示すスパン番号に係るスパンの終了時点のタイミングを示す。一方、各スパンを表現する矩形の下側に示されたtの値がytm及びztmm'nについてのtを示す。すなわち、ytm及びztmm'nについてのtは、当該tが示すスパン番号に係るスパンを示す。なお、各スパンの長さは、他のスパンの長さと同じである必要はない。ここまでスパンの長さは、「規定された一定期間(単位時間)」としたが、xtmnについてのtを適切に決定することで、スパンの長さを不均等な時間にすることもできる。例えば、災害発生(t=0)から1日後をt=1、1週間後をt=2、1カ月後をt=3,などとすることも可能である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the meaning of the variable t. In FIG. 10, the value of t shown on the upper side of the rectangle representing each span indicates t for x tmn . That is, t for x tmn indicates the timing of the end of the span related to the span number indicated by the t. On the other hand, the value of t shown on the lower side of the rectangle representing each span indicates t for y tm and z tmm'n . That is, t for y tm and z tmm'n indicates the span related to the span number indicated by the t. Note that the length of each span does not need to be the same as the length of the other spans. Up to this point, the length of the span has been set to a "prescribed fixed period (unit time)", but by appropriately determining t for x tmn , the length of the span can be set to an unequal time. For example, it is possible to set t=1 for one day after the occurrence of a disaster (t=0), t=2 for one week, t=3 for one month, and so on.
上記の整数計画問題において、xtmn、ytm、及びztmm'nが決定変数である。すなわち、当該整数計画問題を解くことで、xtmn、ytm、及びztmm'nの値が算出される。 In the above integer programming problem, x tmn , y tm , and z tmm'n are decision variables, that is, the values of x tmn , y tm , and z tmm'n are calculated by solving the integer programming problem.
ここで、xtmnは、被災者nの避難スケジュールを示す。すなわち、値が1であるxtmnは、被災者nが時刻tに避難所mに滞在すべきことを示す。値が0であるxtmnは、被災者nが時刻tに避難所mに滞在すべきでないことを示す。したがって、xtmnに基づいて、図11に示すような避難スケジュールが得られる。図11は、避難者ごとに、当該避難者の想定帰宅時刻までの各tにおいて滞在すべき避難所を示す。 Here, x tmn indicates the evacuation schedule of victim n. That is, x tmn having a value of 1 indicates that victim n should stay at evacuation shelter m at time t. x tmn having a value of 0 indicates that victim n should not stay at evacuation shelter m at time t. Therefore, based on x tmn , an evacuation schedule such as that shown in FIG. 11 is obtained. FIG. 11 shows, for each evacuee, the evacuation shelter where the evacuee should stay at each time t until the expected return home time of the evacuee.
また、ytmは、避難所mの運営スケジュールを示す。すなわち、値が1であるytmは、避難所mが時刻tに運営すべきことを示す。値が0であるxtmnは、避難所mが時刻tに運営すべきでないことを示す。したがって、ytmに基づいて、図12に示すような運営スケジュールが得られる。図12は、各避難所について、開設すべきスパン番号を、閉鎖すべきスパン番号を示す。 Also, ytm indicates the operation schedule of the shelter m. That is, ytm having a value of 1 indicates that the shelter m should be in operation at time t. xtmn having a value of 0 indicates that the shelter m should not be in operation at time t. Therefore, based on ytm , an operation schedule such as that shown in Fig. 12 is obtained. Fig. 12 shows, for each shelter, the span numbers to be opened and the span numbers to be closed.
続いて、スケジュール配信部12は、各被災者端末30に対し、当該被災者端末30に係る被災者の避難スケジュールを送信する(S109)。各被災者は、自らの被災者端末30が受信した避難スケジュールにしたがって、以降の各スパンにおいて滞在すべき避難所を知ることができる。Next, the
続いて、スケジュール配信部12は、各避難所端末20に対し、当該避難所端末20に係る避難所の運営スケジュールを送信する(S110)。各避難所では、当該避難所の避難所端末20が受信した運営スケジュールにしたがって、開設すべきタイミングと閉鎖すべきタイミングとを知ることができる。Next, the
上述したように、本実施の形態によれば、各被災者の避難コストのみならず、各被災者が避難所を利用する期間において発生する、各被災者の移転コスト及び各避難所の運営コストをも考慮して、各被災者についてスパンごとに避難所への割当が計算される。したがって、被災者が避難所を利用する期間を考慮した避難所の割当を可能にすることができる。As described above, according to this embodiment, the allocation of evacuation shelters for each disaster victim is calculated for each span, taking into consideration not only the evacuation costs of each disaster victim, but also the relocation costs of each disaster victim and the operating costs of each evacuation shelter that arise during the period in which each disaster victim uses the evacuation shelter. Therefore, it is possible to allocate evacuation shelters taking into consideration the period in which each disaster victim will use the evacuation shelter.
なお、本実施の形態において、避難所割当部11は、第1の取得部、第2の取得部及び割当部の一例である。スケジュール配信部12は、第1の送信部及び第2の送信部の一例である。スパンは、分割期間の一例である。In this embodiment, the evacuation
以上、本発明の実施の形態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、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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention as described in the claims.
10 避難所割当装置
11 避難所割当部
12 スケジュール配信部
20 避難所端末
30 被災者端末
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 プロセッサ
105 インタフェース装置
121 避難所DB
122 被災者情報DB
123 道路網DB
B バス
10 Evacuation
122 Disaster Victim Information DB
123 Road Network DB
B Bus
Claims (7)
前記各被災者について、避難解除のタイミングの推定値を取得する第2の取得部と、
前記各被災者が前記位置から複数の避難所のいずれかの避難所へ移動するために要するコストと、前記各被災者が避難解除までの期間において避難所間を移動するために要するコストと、前記複数の避難所のそれぞれの運営コストとの和の最小化を目的とする整数計画問題を解くことで、前記期間を分割する分割期間ごとに、前記各被災者について前記避難所への割当結果を取得する割当部と、
を有することを特徴とする避難所割当装置。 A first acquisition unit that acquires the location of each disaster victim at the time of the occurrence of a disaster;
A second acquisition unit that acquires an estimated value of a timing for lifting evacuation for each of the disaster victims;
an allocation unit that acquires allocation results of each of the disaster victims to the evacuation shelters for each divided period by solving an integer programming problem for the purpose of minimizing the sum of a cost required for each of the disaster victims to move from the location to any one of a plurality of evacuation shelters, a cost required for each of the disaster victims to move between the evacuation shelters during the period until the evacuation order is lifted, and an operating cost of each of the plurality of evacuation shelters;
A shelter allocation device comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の避難所割当装置。 The second acquisition unit acquires an estimate of the timing of lifting the evacuation warning based on an address of each of the disaster victims.
2. The shelter allocation device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の避難所割当装置。 The integer programming problem has a constraint that a shelter to which no disaster victims are assigned in a certain divided period will not be assigned any disaster victims in the following divided periods.
3. The shelter allocation device according to claim 1 or 2.
を有することを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項記載の避難所割当装置。 a first transmission unit that transmits the allocation result of each of the disaster victims to each of the disaster victim terminals;
4. The shelter allocation device according to claim 1, further comprising:
を有することを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項記載の避難所割当装置。 a second transmission unit that transmits information indicating the opening timing and closing timing of each of the evacuation shelters based on the allocation result to a terminal of each of the evacuation shelters;
5. The shelter allocation device according to claim 1, further comprising:
前記各被災者について、避難解除のタイミングの推定値を取得する第2の取得手順と、
前記各被災者が前記位置から複数の避難所のいずれかの避難所へ移動するために要するコストと、前記各被災者が避難解除までの期間において避難所間を移動するために要するコストと、前記複数の避難所のそれぞれの運営コストとの和の最小化を目的とする整数計画問題を解くことで、前記期間を分割する分割期間ごとに、前記各被災者について前記避難所への割当結果を取得する割当手順と、
をコンピュータが実行することを特徴とする避難所割当方法。 A first acquisition step of acquiring a location of each disaster victim at the time of occurrence of a disaster;
A second acquisition step of acquiring an estimate of a timing for lifting evacuation for each of the disaster victims;
an allocation procedure for obtaining an allocation result of each of the disaster victims to the evacuation shelters for each divided period by solving an integer programming problem for the purpose of minimizing the sum of a cost required for each of the disaster victims to move from the location to any one of a plurality of evacuation shelters, a cost required for each of the disaster victims to move between the evacuation shelters during the period until the evacuation order is lifted, and an operating cost of each of the plurality of evacuation shelters;
A shelter allocation method characterized in that the above steps are executed by a computer.
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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稲川 敬介,数理計画法による避難計画の作成支援について,日本オペレーションズ・リサーチ学会 2019年秋季研究発表会アブストラクト集 (第37回企業事例交流会),日本,2019年09月30日,102-103ページ |
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