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説明可能な機械学習モデルを用いた住民避難行動分析と促進策

研究課題

研究課題/領域番号 21K04301
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22050:土木計画学および交通工学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

高木 朗義  岐阜大学, 社会システム経営学環, 教授 (30322134)

研究分担者 杉浦 聡志  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30648051)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード避難行動 / 豪雨災害 / 機械学習 / 説明可能なAI / XAI / アンケート / 要因分析 / Partial Dependence分析 / ランダムフォレスト / 画像認識技術 / AI / アンケート調査 / 自然災害
研究開始時の研究の概要

直近3年間で収集した5つの統一的な項目で構成される住民避難行動アンケート調査データとその研究蓄積を踏まえた上で,「説明可能なAI」の一つである「機械学習モデル」を用い,統計分析や従来のロジットモデルによる分析も合わせて,災害状況や地域条件との関係性を踏まえた上で,住民避難行動の共通点や相違点を明らかにするとともに,住民避難行動を促進するための施策を提案する.

研究成果の概要

豪雨災害による人的被害が後を絶たない状況が続いている原因の一つとして,住民避難行動が適切に取られていないことが挙げられ,様々な施策が実施されている.一方,住民避難行動に関しては膨大な研究蓄積があるものの,適切な住民避難行動が取られ,人的被害を減らすという問題解決には至っていない.本研究では,過去5年間で収集した統一的な項目で構成される住民避難行動アンケート調査データに対し,説明可能なAI(XAI)を用いて,災害状況や地域条件との関係性を踏まえた上で,住民避難行動に関する要因を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

豪雨災害による人的被害が後を絶たない一原因である適切な住民避難行動が適切に取られていない課題に対して,5年間に亘って統一的な項目で構成される住民避難行動アンケート調査を実施したことは,今後の調査方法を考えるうえでも,蓄積したデータそのものについても,学術的・社会的に意義がある.
また,説明可能なAI(XAI)を用いて,住民避難行動のアンケート調査データに対して要因分析したところ,従来の統計手法で得られた結果と概ね同じ結果でありつつも,新たな結果が示されたことは,学術的にも社会的にも意義がある.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Inbound traffic capture link-design problem independent of assumptions on users’ route choices2024

    • 著者名/発表者名
      Sase Ruri、Sugiura Satoshi
    • 雑誌名

      EURO Journal on Transportation and Logistics

      巻: 13 ページ: 100129-100129

    • DOI

      10.1016/j.ejtl.2024.100129

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] XAI(説明可能なAI)を用いた豪雨災害時における住民避難行動に関する要因の交互作用分析2023

    • 著者名/発表者名
      塚本 満朗、髙木 朗義
    • 雑誌名

      自然災害科学

      巻: 42 号: S10 ページ: 97-119

    • DOI

      10.24762/jndsj.42.S10_97

    • ISSN
      0286-6021, 2434-1037
    • 年月日
      2023-10-15
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] アンケート調査データに対してXAI(説明可能なAI)は有効か?-コロナ禍の行動・意識調査を用いて-2023

    • 著者名/発表者名
      金子芽生、塚本満朗、髙木朗義
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 67

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Isolation vulnerability analysis in road network: Edge connectivity and critical link sets2023

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Satoshi、Kurauchi Fumitaka
    • 雑誌名

      Transportation Research Part D: Transport and Environment

      巻: 119 ページ: 103768-103768

    • DOI

      10.1016/j.trd.2023.103768

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Derivation of Disrupted Multi-Link Combinations to Increase Detour Time: A Stem of Path Approach2023

    • 著者名/発表者名
      Akioka Michiki、Sasaki Soma、Sugiura Satoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Transportation Systems Research

      巻: 22 号: 1 ページ: 44-52

    • DOI

      10.1007/s13177-023-00377-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数の避難手段を考慮した最適浸水一次避難計画手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      ASADA Tomohiro、SUGIURA Satoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 78 号: 5 ページ: I_141-I_151

    • DOI

      10.2208/jscejipm.78.5_I_141

    • ISSN
      2185-6540
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] R3冬の札幌圏大雪イベントの非負値テンソル因子分解による断面交通量特性分析2023

    • 著者名/発表者名
      橋本晟矢、杉浦聡志
    • 雑誌名

      交通工学研究発表会論文集

      巻: 43 ページ: 419-426

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 説明可能な機械学習モデルを用いた豪雨時における住民避難選択行動の要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      塚本 満朗、高木 朗義
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 77 号: 5 ページ: I_181-I_191

    • DOI

      10.2208/jscejipm.77.5_I_181

    • ISSN
      2185-6540
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 『アプリ減災教室』を用いた企業・団体構成員の災害への備え促進 -企業のレジリエンス向上を念頭に-2022

    • 著者名/発表者名
      TAKAGI Akiyoshi、HONDA Akane
    • 雑誌名

      土木学会論文集D3(土木計画学)

      巻: 78 号: 6 ページ: II_84-II_94

    • DOI

      10.2208/jscejipm.78.6_II_84

    • ISSN
      2185-6540
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 説明可能な機械学習モデルを用いた豪雨時における避難/非避難選択行動の要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗,髙木朗義
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 説明可能なAI(XAI)を用いた豪雨時避難行動の要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Michirou、Takagi Akiyoshi
    • 雑誌名

      日本都市計画学会中部支部研究発表会論文集

      巻: 33 号: 0 ページ: 63-64

    • DOI

      10.11361/cpijchubu.33.0_63

    • ISSN
      2435-7316
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 決定木モデルに基づく機械学習を用いた平成30年7月豪雨災害における住民の避難行動の要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      神谷奏有,杉浦聡志
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 複数モードを考慮した最適浸水一次避難計画手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      浅田智裕,杉浦聡志
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 65

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] レジリエンス概念を導入した災害時の道路啓開評価2022

    • 著者名/発表者名
      田中敦也,栁沼秀樹,杉浦聡志,力石真,寺部慎太郎,海野遥香,鈴木雄
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 洪水・土砂災害リスクの認知と住民避難行動の実態-令和2年7月豪雨災害における岐阜県を事例に-2021

    • 著者名/発表者名
      髙木 朗義、小山 真紀、井草 正人、藤井 孝文、岩垣津 信太朗
    • 雑誌名

      自然災害科学

      巻: 40 号: S08 ページ: 93-110

    • DOI

      10.24762/jndsj.40.S08_93

    • NAID

      40022730111

    • ISSN
      0286-6021, 2434-1037
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 104.地区防災力向上のためのアンケート調査を用いたコミュニケーション手法―岐阜県における5つの実践事例―2021

    • 著者名/発表者名
      東善朗、髙木朗義
    • 雑誌名

      C+Bousai(地区防災計画学会誌)

      巻: 22 ページ: 53-63

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 属性の組み合わせを陽に考慮した平成30年7月豪雨災害時の避難行動における年齢要因の影響2024

    • 著者名/発表者名
      木曽壮人、杉浦聡志
    • 学会等名
      土木学会北海道支部令和5年度論文報告集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 非避難者に着目した住民避難行動の要因分析2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤可依都、杉浦聡志、髙木朗義
    • 学会等名
      令和5土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] XAI(説明可能なAI)を用いた画像データによる住民避難行動分析2024

    • 著者名/発表者名
      高田歩武、髙木朗義
    • 学会等名
      令和5土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 市町村地域防災計画における独自性と自主防災の位置付け2024

    • 著者名/発表者名
      森日菜子、髙木朗義
    • 学会等名
      令和5土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] XAI(説明可能なAI)を用いたコロナ禍のリスク回避行動・意識に関する要因分析2023

    • 著者名/発表者名
      金子芽生、塚本満朗、髙木朗義
    • 学会等名
      令和4年度土木学会中部支部発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] XAI(説明可能なAI)を用いた住民避難行動要因の交互作用分析2023

    • 著者名/発表者名
      髙木朗義、塚本満朗
    • 学会等名
      第18回防災計画研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 迂回時間増大が期待されるリンク組み合わせの導出: Stem of pathアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      秋岡路暉、 佐々木颯馬、 杉浦聡志
    • 学会等名
      第21回ITSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レジリエンス評価に基づく災害時道路ネットワークの最適啓開戦略2023

    • 著者名/発表者名
      田中敦也、柳沼秀樹、寺部慎太郎、海野遥香、鈴木雄、杉浦聡志、力石真
    • 学会等名
      土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 道路の接続構造と取得可能情報に基づいたゾーン間交通量推定手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      佐瀬瑠璃、杉浦聡志
    • 学会等名
      土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 津波による避難交通流の動的社会最適問題2023

    • 著者名/発表者名
      浅田智裕、杉浦聡志
    • 学会等名
      第21回ITSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] XAI(説明可能なAI)を用いたコロナ禍のリスク回避行動・意識に関する要因分析2023

    • 著者名/発表者名
      金子芽生・塚本満朗・髙木朗義
    • 学会等名
      令和4年度土木学会中部支部発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] XAI(説明可能なAI)を用いた住民避難行動に関する要因の交互作用分析2023

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗・髙木朗義
    • 学会等名
      令和4年度土木学会中部支部発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 説明可能なAI(XAI)を用いた豪雨時の住民避難行動分析2022

    • 著者名/発表者名
      髙木朗義・塚本満朗
    • 学会等名
      第17回防災計画研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of evacuation behavior using eXplainable AI (XAI)2022

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Takagi, Michiro Tsukamoto
    • 学会等名
      The 12th International Conference of the International Society for the INTEGRATED DISASTER RISK MANAGEMENT - IDRiM2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 説明可能な機械学習モデルを用いた豪雨時における避難/非避難選択行動の要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗・髙木朗義
    • 学会等名
      第41回日本自然災害学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 371.継続的な住民避難行動調査の必要性―H30,R元,R2豪雨災害における住民避難行動データの比較分析を通して―2022

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗、髙木朗義
    • 学会等名
      令和3年度土木学会中部支部発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ハザードマップ確認と災害リスク認知と住民避難行動の関係性-令和2年7月豪雨災害における岐阜県を事例に-2021

    • 著者名/発表者名
      髙木朗義、小山真紀、井草正人、藤井孝文、岩垣津信次朗
    • 学会等名
      16回防災計画研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 365.説明可能な機械学習モデルを用いた住民避難行動の要因分s系-岐阜県における平成30年7月豪雨災害を事例に-2021

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗、髙木朗義
    • 学会等名
      第40回日本自然災害学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 継続的な住民避難行動データの収集と分析-H30,R元,R2豪雨災害時における住民避難行動アンケート調査と収集データの比較を通して-2021

    • 著者名/発表者名
      髙木朗義、塚本満朗
    • 学会等名
      第64回土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 362.説明可能なAI(XAI)を用いた豪雨時における住民避難選択行動の要因分析2021

    • 著者名/発表者名
      塚本満朗、髙木朗義
    • 学会等名
      第63回土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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