セルオートマトン法を用いた学校における避難計画に関する研究

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●研究目的:学校での災害時における避難時間の遅延は直ちに人命に関わるため,あらかじめ最適な避難経路を調査し,それを学生と職員に周知させておく事は非常に重要である.そこで,宮城高専総合教育棟(屋外階段付き5階建て,延べ床面積4464m^2,1,2階は実験室,2階の一部と3,4,5階は教室)をモデルとし,建物から最後の避難者が屋外に出るのに要する時間を最短化するような最適避難経路の探索を行うことを目的とした.●研究方法:火災発生場所によって最適避難経路は変わるため,出火元が(1)1階の物理実験室の場合,(2)2階の化学実験室の場合,の2ケースについて最適経路探索を実施する.ただし,このような問題では一般的に,群集移動という物理現象を数学的な関数として記述する事が困難である.そこで,交通流の計算などに用いられている「セル・オートマトン(CA)法」を応用して,学生の群集が避難する様子をシミュレートさせ,その結果から最適な避難経路を決定する.●研究成果:静的フロアフィールドモデルを用いたCAプログラムをFORTRAN言語で作製し,学生群集の避難挙動を高速計算機によりシミュレートできた.また,上記2種類のシチュエーションに対し,あらかじめ用意した複数の避難経路パターンに沿った計算を行い,その中から最も優れた避難経路を各シチュエーションごとに抽出できた.この結果より,これまで経験的に決められていた学校内の避難経路を,ある程度客観的な指針を基に決定することが可能となった.