フレキシブルな大規模救急車シミュレータの開発と政策応用のための数値実験

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04882
• Research Institution: Akita Prefectural University
• Principal Investigator: 稲川 敬介 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (50410759)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 救急車 / シミュレーション / 最適配置 / 都市計画・建築計画 / 政策研究 / 救命 / モデル化 / オペレーションズ・リサーチ

Outline of Annual Research Achievements

研究計画三年度目におこなった研究内容は，減少施設における配置問題，救急自動車（以下，救急車）の将来需要予測を想定した将来人口予測と，それを用いた最適配置問題の研究である．これらに関する具体的な取り組みと活動を以下にまとめる．
１．まず，施設数の変化が住民の利便性に与える影響についての分析では，施設の削減を想定し，施設数を変化させて，それぞれの最適配置を計算した．また，それぞれの場合について，総移動距離以外の指標も計算し，住民のアクセシビリティについて比較分析をおこなった．人口減少が著しい地方部においては，人口減少に伴い，さまざまな施設が閉鎖・削減されることが予想される．また，立地適正化計画などにより，公共施設の削減案が提案されている自治体も少なくない．本研究は，このような自治体の削減案において，住民の利便性に対する数値的な傾向を示すものである．
２．将来人口の推計については，秋田県由利本荘市を対象として，国勢調査の５歳階級データを用いて，人口推計の数値実験をおこなった．地理情報システム（GIS）を用いて，距離行列を作成し，地域を適度な大きさにグルーピングして，将来人口を推計した．これにより，規模が大き過ぎて詳細な地域性が無視されてしまったり，規模が小さ過ぎて適切に計算できなかったりするような場合を，ある程度回避することができる．さらに，老朽化により建て替えになる消防署をより適切な場所に移転するという試みから，仮想的な将来人口を用いて，将来移転や廃止を想定した多期間の最適配置問題について基礎研究をおこなった．
これらの研究成果は，まとめて「施設削減における住民への影響と削減計画のロードマップ作成手法について＆将来人口分布と施設の老朽化を考慮した最適配置問題について」というタイトルで， 2021年10月の南山大学OR研究会（Nanzan OR seminar）にて発表した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究計画三年度目のおおまかな研究計画は，大規模な救急車システムをフレキシブルに取り扱えるようなシミュレータの開発と，開発したシミュレータを用いた数値実験をおこなうこと，また，救急需要に関する将来予測を想定した配置問題の基礎研究をおこなうことである．
シミュレータの開発については，まだ完成していないので，この点は遅れている．これは，当初考えていた開発環境とは異なる状況になったため，同様の環境を構築するに至っていないために，起きている遅れである．よって，シミュレータに関する基礎理論自体に問題が生じたわけではないので，遅れは取り戻すことが可能であると考えている．さらに，このシミュレータを用いたいくつかの数値実験についても遅れている．これは，シミュレータが完成しなければおこなうことができないので，当然ながら，実験ができていない．しかしながら，元々，詳細な実験結果を公表するに至るまでには，多くの検証や調整があると想定しているので，数値実験の公表は，研究計画四年度目以降になったとしても，大幅な遅れではないと考えている．
次に，救急需要に関する将来予測を想定した配置問題の基礎研究については，当初の想定よりも進んでいる．まず，救急需要の将来予測に使用する将来人口推計手法については，基礎理論を構築し，数値実験をおこなうことができた．また，老朽化により建て替えになる消防署をより適切な場所に移転するという試みから，将来移転や廃止を想定した多期間の最適配置問題について基礎研究と小規模な数値実験をおこなうことができた．この内容は，研究計画４年度目以降を想定していたので，この点については進んでいると考えている．
よって，シミュレータの開発とそれを用いた数値実験については遅れているが，将来人口推計やそれを用いた配置問題については想定以上に進んでいるので，全体の評価は (3) やや遅れているとする．

Strategy for Future Research Activity

研究計画四年度目は，まず，研究計画三年度目までの研究成果をまとめて，論文として報告・公表する．特に，施設が閉鎖・削減される場合についての配置問題における基礎研究部分は，研究計画三年度目にほぼ作成しているので，論文投稿をおこなう．これ以外にも，基礎理論部分は応用モデルの土台となるので，今後の研究で参照できるよう，論文作成をおこない，投稿する．
次に，将来需要と建て替えを考慮した配置問題の応用モデルについては，研究計画４年度目以降を想定して，数値実験と口頭発表をおこなう．この研究については，まだ，極めて小規模な仮想問題についてしか実験できていないので，研究計画４年度目から，実際の都市への応用研究を始めることとする．また，研究計画４年度目以降に，口頭発表などを通してモデルの有意性について議論をおこない，論文投稿をおこなう．
また，研究計画三年度目までに完成しなかったシミュレータの開発をおこなう．現在，当初考えていた開発環境とは異なる状況になったため，開発を中断しているので，想定当初と同様の開発環境を構築する必要がある．環境を整えてから，開発をおこなう．さらに，開発後は，シミュレータを用いたシミュレーション実験をおこなう．これらの内容ついては，研究計画四年度目から五年度目にかけておこない，研究計画最終年までに，口頭発表をおこない，論文として投稿をおこなう．
また，これらの研究・分析段階に派生した関連研究についても，口頭発表と論文作成をおこなう．特に，災害時における救急車の運用についての研究から，避難計画の作成という方向に研究が派生し，研究初年度に分析をおこなった．この結果をまとめて，論文として再投稿する．

Causes of Carryover

研究計画三年度目は，昨年度に引き続き，特殊な社会情勢下にあり，他業務が研究時間を圧迫して，研究自体の遂行が難しかった．また，旅費を伴う研究発表やディスカッションをおこなうことができず，これらの用意からも研究を進めることが難しく，想定していた旅費を使用することもできなかった．
一時的に，研究発表やディスカッションが可能になると思われた時期もあったが，結局，また，難しい社会情勢に戻り，発表会は中止となり，研究発表をおこなうことができなくなったということもあった．このように，予定しても，すぐに変わってしまう情勢下で，物品の購入や旅費の使用を順調に進めることができなかった．
研究計画四年度目は，これらの状況が改善されると見込まれるので，研究内容を再度まとめて，研究発表をおこなう予定である．また，購入を見合わせていた物品についても，早めに購入をおこない，遅れを取り戻す予定である．想定していた海外発表の旅費の使用は、まだ難しいと思われるが，研究計画五年度目も想定して，準備をおこなう．

Research Products

• [Presentation] 施設削減における住民への影響と削減計画のロードマップ作成手法について＆将来人口分布と施設の老朽化を考慮した最適配置問題について (2021)
  • Author(s): 稲川敬介
  • Organizer: 南山大学OR研究会