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Analysis and promotion of resident evacuation behavior with explainable machine learning (XAI) model

Research Project

Project/Area Number 21K04301
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

takagi akiyoshi  岐阜大学, 社会システム経営学環, 教授 (30322134)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉浦 聡志  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30648051)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords避難行動 / 豪雨災害 / 機械学習 / 説明可能なAI / XAI / アンケート / 要因分析 / Partial Dependence分析 / ランダムフォレスト / 画像認識技術 / AI / アンケート調査 / 自然災害
Outline of Research at the Start

直近3年間で収集した5つの統一的な項目で構成される住民避難行動アンケート調査データとその研究蓄積を踏まえた上で,「説明可能なAI」の一つである「機械学習モデル」を用い,統計分析や従来のロジットモデルによる分析も合わせて,災害状況や地域条件との関係性を踏まえた上で,住民避難行動の共通点や相違点を明らかにするとともに,住民避難行動を促進するための施策を提案する.

Outline of Final Research Achievements

One of the reasons for the continued human damage caused by heavy rain disasters is that residents have not taken appropriate evacuation actions, and various measures have been implemented. On the other hand, although a vast amount of research has been accumulated on resident evacuation behavior, appropriate resident evacuation actions have not been taken and human damage has not been reduced. In this study, we used eXplainable AI (XAI) to resident evacuation behavior questionnaire survey data consisting of standardized items collected over the past five years to clarify factors related to resident evacuation behavior, taking into account the relationship with disaster situations and local conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

豪雨災害による人的被害が後を絶たない一原因である適切な住民避難行動が適切に取られていない課題に対して,5年間に亘って統一的な項目で構成される住民避難行動アンケート調査を実施したことは,今後の調査方法を考えるうえでも,蓄積したデータそのものについても,学術的・社会的に意義がある.
また,説明可能なAI(XAI)を用いて,住民避難行動のアンケート調査データに対して要因分析したところ,従来の統計手法で得られた結果と概ね同じ結果でありつつも,新たな結果が示されたことは,学術的にも社会的にも意義がある.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 6 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Inbound traffic capture link-design problem independent of assumptions on users’ route choices2024

    • Author(s)
      Sase Ruri、Sugiura Satoshi
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      EURO Journal on Transportation and Logistics

      Volume: 13 Pages: 100129-100129

    • DOI

      10.1016/j.ejtl.2024.100129

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    • Author(s)
      塚本 満朗、髙木 朗義
    • Journal Title

      Journal of Japan Society for Natural Disaster Science

      Volume: 42 Issue: S10 Pages: 97-119

    • DOI

      10.24762/jndsj.42.S10_97

    • ISSN
      0286-6021, 2434-1037
    • Year and Date
      2023-10-15
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      Volume: 67

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      Transportation Research Part D: Transport and Environment

      Volume: 119 Pages: 103768-103768

    • DOI

      10.1016/j.trd.2023.103768

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      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 44-52

    • DOI

      10.1007/s13177-023-00377-x

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      Volume: 78 Issue: 5 Pages: I_141-I_151

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      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management)

      Volume: 77 Issue: 5 Pages: I_181-I_191

    • DOI

      10.2208/jscejipm.77.5_I_181

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      TAKAGI Akiyoshi、HONDA Akane
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      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. D3 (Infrastructure Planning and Management)

      Volume: 78 Issue: 6 Pages: II_84-II_94

    • DOI

      10.2208/jscejipm.78.6_II_84

    • ISSN
      2185-6540
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      Proceedings of the City Planning Institute of Japan, Chubu Branch

      Volume: 33 Issue: 0 Pages: 63-64

    • DOI

      10.11361/cpijchubu.33.0_63

    • ISSN
      2435-7316
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      Journal of Japan Society for Natural Disaster Science

      Volume: 40 Issue: S08 Pages: 93-110

    • DOI

      10.24762/jndsj.40.S08_93

    • NAID

      40022730111

    • ISSN
      0286-6021, 2434-1037
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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