2009 Fiscal Year Annual Research Report

ライフラインの地震時物理的被害に対する相互依存モデリングとその創発的運用策の考案

Research Project

Project/Area Number	20710140
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	庄司学 University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 准教授 (60282836)
Keywords	ライフライン防災 / ネットワークシステム / システム信頼性 / 減災 / 地震
Research Abstract	平成21年度においては,1)平成20年度において開発したライフラインデジタルネットワークモデルの再吟味と拡張をはかり,2)地震ハザードとノード・リンクの構造信頼性の双方をパラメータとして,全体ネットワークシステムの地震時脆弱性評価を行い,3)全体ネットワークシステムの物理的被害に対する電力依存性や水処理システム依存性に係わる特徴を明らかにした. 具体的には,電力,都市ガス及び上下水道に加え,新たに道路網をモデル化し,さらに,これらのネットワークの連結性のみでなく,電力・ガスの供給や水処理の流れを考慮したモデルに拡張した.これらの研究遂行と同期的に,対象ネットワークの地震時脆弱性評価の枠組みとして,平成20年度に用いたシステム信頼性に加え,物理学や情報学の分野(Albert et al.,1999等)で活用されている平均次数,平均頂点間距離,クラスター係数,最大クラスターサイズ,平均クラスターサイズ,可到達率を脆弱性評価指標として導入し,平成20年度と同様にノード故障数とリンク故障数の変化に対するこれらのパラメータの変化を計算した.ノード故障数とリンク故障数の変化のさせ方については,地震ハザードとノード・リンクの構造信頼性の組み合わせに応じて首都圏に敷設・分布するライフラインネットワーク特有の数百通りのシナリオを明らかにした上で,上記の数値実験をモンテカルロ的に繰り返し試行し,地震ハザードとノード・リンクの構造信頼性の組み合わせをInput,脆弱性評価指標をOutputとしたI-O関係の定量的なモデルを構築した.このような過程をへて,全体ネットワークシステムの相互依存性(電力依存性,水処理依存性及び道路交通インフラ依存性)の特徴を定性的に明らかにした.