ニュ-ラルネットワ-クを用いた都市基盤施設の即時的被害推定システムの開発

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03555103
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 野田 茂 鳥取大学, 工学部, 助教授 (80135532)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 磯山 龍二 日本技術開発(株), 土木本部, 課長 ; 安藤 知明 (株)富士総合研究所, 解析技術第2部, 副部長 ; 山崎 文雄 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (50220322) ; 川上 英二 埼玉大学, 工学部, 助教授 (50125887)
• Keywords: ニュ-ラルネットワ-ク / 都市基盤施設 / 被害推定 / 復旧予測 / 早期検知システム / 情報処理 / システム信頼性 / 要因分析

Research Abstract

本研究の目的は,地震観測網などから得られる情報に基づき,地震発生後なるべく短時間に都市基盤施設の被害を推定し,機能停止地域を適切に選び出すことにより,災害の拡大防止と復旧の効率化に役立つシステムを開発することである。その成果をまとめれば,次のようになる。
1.本研究の骨格となるシステムの基本構成について十分に議論した上で,情報処理手法の効率化と拡張性を考えた地理情報システムを構築した。
2.無線テレメ-タ-で送られてくる広域の加速度波形を検出し,時系列解析によって位相初動時刻を逐次的に求め,観測走時と理論走時の残差2乗和を小さくするように,震源位置(緯度,経度と深さ)を算出した。地震のマグニチュ-ドは,最大地動観測値と震央距離から,回帰分析によって求めた。
3.上記の結果に基づき,地震観測値とともに地震危険度解析によってデ-タを補完し,センサ-設置地点以外の地盤震動を推定する方法を考案した。その際,埋設管などの物理的被害を明確にするために,既往の地震被害資料の収集と地震応答解析を実施して,要因分析を行うことにより,構造的被害や機能的被害を表す指標を見い出し,被害を特徴づける関係式を導いた。
4.地震発生後からの時間経過に伴い,確信度の異なる複数の情報が入ってくる。そこで,情報の重要性と精度を勘案して,ニュ-ラルネットワ-ク型推論を行い,ライフラインシステムの構造的・機能的被害を即座に推定するシステムを開発した。ニュ-ラルネットワ-クは,学習処理により,デ-タからの特徴抽出や判定規則の導出能力を有している。そのため,開発したシステムは有効に作動していた。
5.ライフラインのネットワ-ク特性を勘案して,空間的拡がりを有するシステムの信頼度あるいは機能を評価する手法を新しく開発した。

Research Products

• [Publications] 野田 茂: "災害時における都市情報システムの保全研究" セキュリティ. 15. 12-17 (1991)
• [Publications] 野田 茂: "道路網との相互連関性を考慮した電気通信システムの震後復旧過程" 構造物の安全性および信頼性. 2. 73-80 (1991)
• [Publications] 野田 茂: "中低圧ガス管路網の震後復旧作業における人員・資材の配分について" 構造物の安全性および信頼性. 2. 81-88 (1991)
• [Publications] 野田 茂: "ニュ-ラルネットワ-クを用いた地震時被害推定システムに関する基礎的考察" 構造物の安全性および信頼性. 2. 559-562 (1991)
• [Publications] 野田 茂: "逐次型同定手法を用いた地震波初動の自動検出" 第2回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 85-97 (1991)
• [Publications] 野田 茂: "ニュ-ラルネットワ-クを用いた被災電話網の最適復旧過程の評価" 第2回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 275-292 (1991)