データ駆動型ロバスト最適化による次世代の復興土地利用計画に関する研究
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22K04361
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大窪 和明 東北大学, 国際文化研究科, 准教授 (50546744)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中居 楓子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80805333)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 防災土地利用計画 / ロバスト最適化 / 水害 / 復興土地利用計画 |
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| Outline of Research at the Start |
地球温暖化の進行に伴う災害の変化や，自動運転車の普及に対応した次世代の土地利用計画が求められる中で，本研究は災害の発生確率や将来の交通条件の不確実性に対して，データを活用しながらロバスト最適な計画を求めるための方法論を開発する．水災害の発生が予想される地域でのケーススタディを通じて，土地利用計画の中で想定する不確実性の範囲と災害リスクや交通費用といった複数のコストとの関係や，これらのコスト間でのトレードオフ構造を定量的に把握する．また，災害リスクが小さく，効率的な土地利用に向けて，発災前から段階的に実施すべき土地利用計画の把握や定量的な評価方法などへの応用を探る．
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| Outline of Annual Research Achievements |
複数の水害シナリオが想定される状況下においてロバストな防災土地利用計画の策定を支援するための最適化モデルを定式化し，実際の都市を対象とした数値計算を通してモデルから得られる計画の性質を明らかにした．本研究においては，水害シナリオの発生確率分布に不確実性があり，計画策定時に設定する発生確率分布と実際の発生確率分布との間に誤差が生じる状況において，その誤差に対してロバスト最適な土地利用計画を求めるモデルを考案している．本年度は，河川ごとの浸水想定区域で設定される水害シナリオに加えて，高潮や複数の河川から同時に洪水が発生するような複合的な水害シナリオも想定した場合の土地利用計画を考えた．土地利用の効率性を表す指標として地代を考え，対象地域の総地代を最大化するためにメッシュごとの土地利用の種類や面積を計画する最適化計算を行った．その結果，浸水想定区域の利用は避けられ，浸水による影響が小さく，かつ地代が高い土地を利用する計画が得られることが確認された．さらに，計画策定時に設定した発生確率分布に，より大きな誤差が生じると考えるほど，大規模な水害シナリオが発生したときに受ける影響が小さくなるような土地利用計画が求められることが明らかになった．また，現状から土地利用を変更する費用が小さい場合には，総地代がより高くなる一方で，一部の水害シナリオが発生したときに影響を受けやすい土地利用計画が得られることが確認された．逆に変更費用が大きい場合には，全ての水害シナリオが発生したときに受ける影響が小さくなるような土地利用計画が得られており，土地利用の変更可能性，変更によって得られる効果と水害から受ける影響の大きさを合わせて計画することの必要性が示唆された．
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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
当初の計画通り，実際の都市を対象として現状の土地利用や地代といったデータを収集し，土地利用ごとの地代を推定するなどのデータ処理を行った上で，それらのデータとモデルを使用してロバスト最適な土地利用計画を求め，その性質を議論した．分析においては，現状から土地利用を変更することの費用や，水害シナリオの発生確率分布に生じる誤差の設定について感度分析を行い，モデルから得られる土地利用計画の性質を整理している．また，河川や高潮など複数の地点から洪水が発生するような複合的な水害も想定可能であることが示されており，将来的に予想される状況に対して柔軟に適用可能なモデルであることが示された．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に従い，モデルの理論的性質の整理，データやパラメータを吟味し，将来的な状況の変化を考慮した感度分析を実施する予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
