2021 Fiscal Year Research-status Report
BIMを活用した住環境配慮型応急仮設住宅の自動配置・設計と供用迅速化に関する研究
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21K04415
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大西 康伸 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20381006)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プレハブ / コミュニティ / 自動設計 / 最適化 / 震災 / 遺伝的アルゴリズム / 点群 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
BIM及び最新の情報技術を活用し、プレハブ応急仮設住宅（以下、仮設住宅）の着工までの期間を短縮し、加えて仮設住宅団地内での住環境を向上させる配置案を作成する、一連の自動設計システムを開発すること本研究の目的とする。
本研究の第一段階として、令和3年度は設計期間を短縮することを目的とした自動設計システムを開発した。具体的な取り組みを以下に示す。
1）文献調査・ヒアリング：システム開発に先立ち、仮設住宅の建設や運用に関する論文や書籍、各自治体が発行する整備報告書を対象に、調査を行った。また、プレ協を対象に、仮設住宅の現行の配置ルール、住戸の仕様、建設過程についてヒアリングを実施した。
2）期間短縮を目的とした自動設計システムの開発：ドローンを用いて取得した点群から仮設住宅団地の敷地BIMモデルを自動作成する手法を検討し、そのプログラムを開発した。また、ヒアリングより得たプレ協が定めた住戸の配置ルールおよび仕様に則り、敷地モデルへの住戸の自動配置、住戸および（配置案に基づく）連棟の自動設計、図面や部材数量の自動作成の方法を検討した。検討した結果に基づき、BIMを機能拡張するプログラミングによって既開発のプログラムを一部組み込みながら実装した。
3）東日本大震災以降の実際の仮設住宅団地を対象に、自動設計プログラムの評価を行った。敷地の自動モデリングについては、高精度な敷地や道路のモデルを短時間で作成することが可能となった。配置案の自動作成及び設計図書の自動作成については、設計の質を下げることなく大幅な時間短縮を実現することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度は設計期間の短縮を目的とした自動設計システムの開発を目的としていた。1年間という短期間での開発であったが、先行的に開発していたプログラムをベースとしたため、概ね予定通りの成果を得ることができた。
一方で、申請者の支援を予定していた高度なプログラミング技術を持つ技術職員が退職したため、クラウド情報共有システムの開発は手つかずとなった。今後本研究に協力可能な技術職員を学内で探し、システム開発の支援を得ることとする。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の通り研究を進める。
1）開発システムの評価と改善：プレ協の協力を得て、実際に災害が発生した際に実務の中で利用評価する。なお、従来手法と平行して開発システムの使用を想定しているが、実践評価が不可能な場合は、過去の災害の情報を基に再現評価を行う。評価結果を踏まえシステムを改善する。
2）住環境改善型計画・設計システムの設計・改良：良好なコミュニティの形成や物理的環境の向上に関する既往の研究成果に基づき、住環境を改善する自動設計手法を検討し、前年度開発システムの改良により開発する。また、作成済配置案、設計案を住環境改善に関する観点から格付けする仕組みを実装することで、手とコンピュータの提案が混在した案を評価可能とする。配置アルゴリズムとして、最新の最適化手法から適切なものを選定する。
3）情報共有システムの設計・開発：被災状況や建設候補地に関する情報、配置案、設計案をクラウド上に一元管理し、ウェブブラウザ上での協議や承認を支援するシステムを開発する。
4）住環境改善システム及び情報共有システムの評価：プレ協の協力を得て、実験的環境下での住環境改善計画・設計システムを評価する。協議、提案、承認に要した時間や住戸（型の比率を含む）・駐車場の数、住環境について評価する。最後に、課題と展望を考察し、研究の取りまとめを行う。
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| Causes of Carryover |
令和3年度はプログラム開発の支援予定だった技術職員の退職に伴い、応急仮設住宅団地情報共有システムの開発が十分に進まなかった。そのため、予算の10万程度を翌年度に繰り越すこととなった。
当該システムの開発に令和4年度以降に取り組むことから、そこで繰り越した予算を使用する予定である。
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