建築設計における避難行動予測に関する研究

建築 設計 における避難行動 予測 に関する研 究

19911卜 3月

音 田

克

之

目次 第 1章

1.1

論

研 究 の 背 景 ―一 一―一 … … ２

研究 の 目的

2

関連す る既 往 の研究 ―一

3

(1)図 式解法 の特徴 と分類

3

(2)既 往 の図式解法 ――一一 一 一

4

３

1.

序

1.

1.4 1.5

研究 の 方法および用語 ……… …

11

論文 の構成 ―……… ―一一一―

13

第 2章

2.1

建築計画 と避難行動予測

建築計画 と避難計画 一 一 ――一―一―一―――………………………… … 17

(1)避 難行動 を決定する建物 の形 態 ―― …………………… 一――一―――…

17

(2)避 難計画 の 内容 一 一一一――一一一――――一 ………………………… 18

2.2

近代 における建 築防災の変遷 ―一――――――… …………………………… 19 ―

(1)ビ

ル

火

災

(2)人

命

安

全

の

多

発

策

の

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

… 一

一

一

―

一

一

-19

―

一

一

…

― 対

強

―

一

化

一

一

一

一

―

―

一

一

一

一

一

一

―

一

一

―

―

―

―

20

(3)防 災計画研究 の動向 ………一………………… ………………一― ………… 22 (4)建 築設計 における防災計画 の位置付 け ―――一――一―……一一 ……… 23

2.3

設計実務における避難行動 予測 ―― ……………………一一一――― ……… 24

-24 ―――一一一一一―――一一一-25

(1)避 難行動予測 の基礎 とな つた調査 。研究 ―一― ― ―― (2)設 計実務 における避難行動予測の変遷 ¨

2。

4

と

め

一

―

一

一

一

―

一

第 3章

一

一

―

―

一

…

…

…

…

―

…

… 一

―

―

―

―

…

―

27

避難行動予測 の手法 と事例

コ ンピュー タによる避難行動予測 ………………………………………………

(1)避 難行動予測 へ のコンピュータの導入 ―一一一 ………………―――――

１ １ ３ ３

3. 1

…

,一 ま

― 一 ―一

(3)PM法 の補 正

99 100

(4)補 正 結果 と両解析手法 の比較

4.6

101

まとめ

第 5章

5.l EBモ

EBモ

デル に よる集 団歩 行 の 分 析 と考 察

デルに関す る考察 ―一一 ―一 ―一一 一

…

…… …… … 105

…

(1)本 研究 における EBモ デルの位置付 け ―― ― ―一 一―一一―一一―

105

(2)今 後 の課題 ――一 一 一―一 ― …… ……… ………… 一一― ―一一一一一 106

5.2 EBモ

デルで観察 され る集 団歩行特性 …… 一 一一― 一―一

(1)歩 行 に伴 う集団内部 の密度 の変化 ―一一一

一―一

106

―一 一 一 一 一 一――

106

―――― 一

109

(2)ネ ック通過後 の集 団 の様相 ―一一………… 一― 一 一

110

(3)ダ ミーネ ック設定時 の集 団 の様相

5.3

流動係数 に関す る考察

一 一 一 ―一一 一 …… …―― ―一 ― ― ―一― 112

(1)流 動係数 の変動要因 ―一一‐ 一 ― ――一 (2)流 動係数 の概念 の整理

一一―一一 一 ―……

…―

一

一 ―― 112 一

― 一 114

(3)通 路 とネ ックにおける流動係数 の違 いにつ いて 一一 一 一 一一 ……

116

(4)流 動係数 と密 度 の関係 につ いて

119

5.4

120

ま とめ

第 6章

123

‐ … …………………………‐ ―――――――――‐- 127

研究業績

129

付

I

論 ――一 一 一― ―一一― ―

結

辞

謝

付録

―――

録

わが国における コ ンピュータによる避難行動予測 に関す る研究報告事例 135

付録 Ⅱ

EBモ

デルプログラム リス ト

143

第1章 序論

1.1

研究 の背景

火 災安全性 は建築物 に要 求 され る基 本的な性能 の一 つ である。法令が多 くの火 災安全対 策 を規定 して いるのはこのためであ るが 、火災 に安全 な建 物 を設計 す るには法令 を遵守す るだけでは不十分 といわれている。 その理 由は第 1に 、建築物 の形 態 には無 限 の可能性 が あ り、災害の様相も これ に応 じて、 ある いは社会背景 の変化 に伴 つて変化す るのに対 し、 法令 は この ような状況 に完壁 に追 従 できる仕組 みにな つ て いな いためである。第 2に は 、 法令 に示 され た個 々の規 定 を遵守 す るだけの設 計 方法 では 、各種 の対策 の統 一 性 が 欠如 し、費 用 をかけた割に効果 がな い、 日常 の利便性 に支障 を及ぼすな ど、対策 として不合理 なもの となる場合 が多 いか らである。 この よ うな背景 に加え 、近年 の火 災安全対策 を重視す る傾 向は、規制 の強化による設計 自由度 の低下 をまね くとす る設 計者 の批判 を呼んで い る。 た しかに このよ うな問題 の解決 には法令 にも見直 しの必 要 な面があるが、反面 、設計 方法 にも見直 され るべ き側面 が ある ことも否定 できな い。火災安全対策 の 中 でも特 に重 要 な避 難計画 は、 これ を非常 時 を対象 とした動線計画 と考 えれば 、本来 は建 築計画 と一 体 をなすものであ り、建物 の形 態 を決定 する際 に同時 に考慮 され るべ き要件 である。 しか し、現実 の設計 ではこれ を どのように設 計 に組 み込 めばよいかが 、設計者 にも判 断 しがた い、あ る いは理 解 しにくい場合が多 い。 したが つて、建物 の形 態 が避難安全性 に及ぼす影響 を明 らかに し、設計 の過程 でその効 果 を判 断 しなが ら、合理 的 で効果的な対策 を組 み込 めるよ うな仕組 みがあれ ば、きわめて 有効 な解決手段 となるはず である。筆者 は この ような立 場 に立 って 、建築設計 にお いて考 慮 され るべ き火災時 の人命安全対策 に つ いて 、そ の効果 ・ 性能等 を定量的に評価す る手法

1.3

関連 する既往 の研究

11)図 式解法 の特徴 と分類

a.図 式解法 の特徴 と調査 の対 象 避難行動 予測 における図式解法 とは、避難者 の流れ をグラフに表現す る ことによつて解 析す るもので 、その特徴 はグラフの作成 に必 要 な最小限 の計算 を行 い、そ の他 の知 りた い 状況 は図か ら読み取 ろ うとする点 にある。指針法を例 にあげる と、例 えばネ ックヘ の到着 時間分布 の グラフと、ネ ックか らの流出時間分布 のグラフが作図 できれ ば、 この図か らネ ック手前 に発生する滞留 の状況 を読み取 る ことができる。 しか し、数 式 のみで解析する と しても、計算過程 の整理や数 式 の意味 の理解 の上では作 図が効果的 である。 また、歩行集 団 の観察結果や、数 式や コ ンピュータによつて解析 した 結果 も、図化 した方が理 解 しやす い。 このため 、集団 の歩行状況 を図化表現する ことは古 くか ら行 われ て いる。図式解法 でも グラフを作図す るために、数式 による計算があ らか じ め必要であるか ら、計算結果 を図化す ると い う点では、図式解法 も単 に歩行状況 を図化表 現 したものも、同様 の手続 きが必 要 である。 また、単 に別途計算 した結果 をグラフに表現 した と して も、表現 だ けには終 わ らず 、そ の グラフに基 づ いて考察す るのが 一般的 であ る。 この場合 、歩行環境 の条件 とグラフとの関係 が理 解 できれば 、条件 を変えた場合 の グ ラフの形 態 の 変化 をあ らか じめ知 る こともできる。 この ような検討 を行 う ことはすでに 図 式解法 を行 つている と言えな くはな い。 この ように 、図式解法 のグラフ と単 に歩行状況 を表現 した グラフとは表裏 一体 をな して お り、明確な 区分 が困難 な面があ るが 、 ここでは重 要 な グラフ以外で 、単 な る図化表現 で ある ことが明 らかなものは原則 と して除外 した 。

b.図 式解法 の分類 わが国で設計実務の中で実施 されてきた避難行動予測 は、 当初 は数式 による解析法 が 用 い られ て いたが、多種 多様な現実 の平面 に適用す るには数式 だけではわか りにくく、 しば らくの間、手探 り状態 が続 いた注2。 この よ うな状態 を背景 として 、幾 つ かの図式解法が考 案 されて いる。 また 、避難行動 に限 らず 日常 の集団歩行 の研究 も調査対象 に含 めると、実 務上 の要請 とは直接関連 しな い分野 での研 究報告も見 られた 。 既往 の研究 報告 で図式解法 を用 いた ものは多 くはな いが 、 ここでは これ らを作図表現 に 着 目して分類 し、それぞれにつ いての事例 を発表順 に整理す ることとした 。 これ ら既往 の

図 -1.2

戸川のグラフ (戸 川喜久 二 :文 献 17)、 P.22よ り)

1971年 には 米国 の 」ohn J.Fluinが 、積分 グラフを用 いてプラ ッ トホ ーム に設置 した エ ス カ レータ部分 における混雑 の発生 と解消 までを、客 の到着時間分布 とエス カ レータの容 量の グラフを用 いて解析 (図 -1.3)し

た事例 を示 して いる文19)。 これは具体的な グラ

フの作図方法 まで解説 してあ り、図 式解法 である ことは疑間 の余地 がな い。解析 の対象 は 地下鉄駅 のプ ラ ッ トホームのエス カ レー タ部分に限 られて いる。

フォーム0タ イム・クリアランス・ダイヤグラム プラフト

W―

囲

歩 行者 の待 ち時間 合 計

エスカ レ…ターに到着する ―

分) 歩行者 の累積饉 (:印 人ノ

― ― ― エスカ レーターの輸送害量 の累積値 《l∞ 〃 分 )

Ot―

客 が電車 から降 りて

エスカ レーターにヨう所晏時間

0-ち mL―

行列 の最大饉 ち時間の最大億

プラットフォームの歩行者 を排出す るに晏す る時日

P‐Dt+W融咤

図 -1.3

フル ー インの図 式解法

(シ

゛・ ョンJ。 フ トイン:文 献 19)、 P。 165よ り)

1976年 には筆者 が避 難行動予測 のための図式解法 、 グラフモデル を提案 これも積分 グラフである (図 -1.5)。

文3)し て ぃるが、

これは居室 か ら階段室 までの避難者の流 れ を、

ネ ックヘ の到着 グラフ とネックか らの流 出 グラフによ つて表現 し、さらに流れの歩行、合 流 、分岐等 をグラフの平行移動 、合成 、分割等 の操作 を行 うことによつて 、避難時間 およ びネ ック手前 における滞留 の状況 を予測す るもので、平面全体 の詳細 な避難 行動 の解析 が 作図 によ つて可能 であることを、 は じめて示 した 。 このグラフモ デル の手法 はその後 の建 築防災計画指針 の改訂 の際 に採 用 され 、現在 の指針法 のも ととな つた。 こののち避難行動 の 図化表現 の 有効性 が認 識 され 、積分 グラフを使用 した避 難行動予測 の解説 が現われて くる。例 えば、防災計画 の教科書 である建 築防災計画指針 の1978年 の第

1回 目の改訂版 文22)ゃ 、建築防火教材 の1980年 の改訂版 文24)で は図 -1.6や 図 -1.7

ω鶏

Nl‐ ,N:(`N=+■ N=)

Ю Ю

黒績■出入人員 不︱︱︱︱

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用始 隋重洸出開始

出下工入完了

"J:置

ll完

性■ ―ず ―一 戸 ■ 刊

了

'+rlFlr(t.c)

図 -1.6

建築防災計画指針 に登場 したグラフ (建 設省監修 :文 献 22)P。 122よ り)

図 -1.7

建築防火教材 に登場 したグラフ (日 本火 災学会編 :文 献 18)、 P.118よ り)

b.微 分 グラフ 渡辺建 日子 はすでに1973年 に文献 20)で 、 事務室 か らの避難状況の解析 に微分 グラフを 採 用 して い る (図 -1.10)。

前述 の よ うに当初 は数式 中心 の解析 方法 であ つたが 、

1978年 の避難行動予測方法 を解説 した文献注7の 中では、避難行動 が 「一般 式 として簡単 に 表す ことができない」 た め 、 として作図 を積極 的 に推奨 し、図式解法 に近 い考え方を示す ようにな つた 。

0に おい て,出 口の到着人 員 ′(実 線 ) は表 4.フ .9に よ り求 め られ る。到 着人員 つい て積 分 し の累積は アを饉 過時 間 `に た値 (実 線 よ り下の部 分 の面積 )と なる。 7V4;4が 国 に示す よ うな値 で あれ lf.出

:ta■IFII (`'

(a)居 室 出 日の到着 ・ 流 出人数

口演出人員 ′は破線 で示す よ うに変化す る。 降 出 口で 滞留 がお こ り,澤 留人 `=以 降 の積 分値 (0の 面積 )と な 員 ′は '=以 る。 Pの 変 iヒ を グラフに示 した ものが0 3に おい て滞 で あ り′と夕の交 わ る時刻 ′

3以 降 も ,は なお 留は ピー クに達 す る。 ′ 降 の負 の積 屁 17● を持続 し, Pは '0以 分饉 (0の 面積 )だ け次第 に減 少す る。

・ Lt人 lt ● 〔 ,“ ■出●■■ 。 ●〓 ヽ く ︶ 〓く調営 ・一８

i:策 11lζ l奪

蹟準;=,誘

直線 とな る。 滞留が お こつて も。到 着 した順 に流出 してい くもの とすれ ば ,滞 留 によつて精 た され る時 間の最大 の ものは ,滞 口 の ビ ー ク時 ち に到 着 した ものの待 ち 時 間 で あ り, これ は ′ 降到着 が ■つた くな

=以

い と仮定 した ときの滞留 解消 までの時間 に等 しい。 `=″

(b)居 室出 日の滞留状況 図 -1.10

渡辺 のグラフ (渡 辺建 日子作成 :文 献 27)P.292よ り)

微分 グラフ と積分 グラフ とは同 じ解析 を別に表現 しただけであるか ら、表裏 一体 の関係 にある。現 に渡辺 は避 難時間 は微分 グラフか ら求 めて いるが、滞 留人数 につ いては微分 グ ラフを積分 して求 めて いる (図 -1.10(b))。

また、 この 方法は一 時期 に、一部 の設

計者 が 防災計画書 の避難計算 に使用 して いた時期 があ つた。 しか しこの 方法 でネ ックの通 過 完 了時 間 を求 めるには 、例えば 図 -1.10(b)に

お いて、 まず④ の部分 の面積 を求

め 、次 にOの 部分 の面積 が④の部分 と等 しくなるような時間 を求 めなけれ ばな らな い。 こ のような手続 きは実際 には煩雑であ り、 この点 、積分 グラフの方が容易である。 このよ う な理 由に加えて、前述 の ように1985年 か ら建 築防災計画指針 の解説 に積分 グラフが採用 さ れた こともあ つて、微分 グラフを使用 した 解析 は最近 では見 られな くな った

注8。

微分 グラフそのものは木村幸一 郎 ・ 伊原 貞敏 が1937年 に、 これ を用 いて劇場 。映画館 に

驚:れ :¶ 鵠ヽ計Iポ猟繁出鷹ふ:J島 l燎 I勝 譜i常 賀1演 器::驚 :1乱 憮i:1:ぶ Ln :」

図 -1.13

Kendikの

図式解法 (E.Kendik:文 献29)よ り)

E.Kendikが 1983年 にこの方法 を高層 ビル の全館避難 に適用 した事例 を報告文29)、 30)し て ぃ る (図 -1.13)。

この 図 は全館避難 の解析 であるため 、縦軸 が距離 ではな く、階 とな

つてお り、 このため グラフも上 下 を反転 させて いる。 Predtechenskiiら の文献 9)に よれば 、 ソ連 では古 くか ら集団 の歩行 に関する調査研究 が 組織的 に行われて いた模様 で、1937年 の VAKh(全 研究所 )の 調査 に始 まり、その後 VNIIPO(全 ス クワV.V.KUYBISHEV技 術研究所 )、

USSR内

ロシア・ アカデ ミー オブアー ト建築

連邦消防科学研究所 )、

MISI(モ

務省高等学院の各機関 が研究 に 当た つ て

いた とされている。 また 、 これ ら一連 の研究では集 団 の密度 と速度 との関係 に早 くか ら着 目してお り、図式解法 も VNIIPOの

研究報告の中で提案 されて いた との記述 がある 。

PM法 が密 度 と速度 の関係 を重視 して解析 して い るのは 、 この ような流れ を受 け継 いだ も の と推測 され る。 また 、時期 的 には戸川 の研究 の方が先行 して いるため 、彼 らの研究が戸 川 の影 響 を受 けて いる と した報 告文31)も あるが 、文献 を見 る限 り、そのよ うな記述 はな く、む しろソ連以外 ではこのよ うな研究 がな いと して い る。 なお、 PM法 が どの程度実 用 に供 されて いるかは、 この文献 では知 ることができなか った 。

1.4

研究 の方法 および用語

本研究 では まず研究 対象 とす る図式解法 として 、多 くの実績 があるわが国 の指針法 と、

え、本論文の記述 では 「避難行動」 という狭義 の 言葉 に代え て「集団歩行」 とい う言葉 を 使用 した。 次 に、 「集 団」であるが、 これは予測 の対象 とな る歩行者 の一 団のことで 、その密度 は 間わな いもの とした。 「集 団」にお いてその密度が一定の値 を超える ことによって 、人 々 が歩行す る際 に、他 の人 の 、ある いは通路形態等 の影響 を受 け、 自由には歩行できな い状 態 が 「群衆」である と考 えるが 、 「群衆」状態 とな る密 度 の間値 の解明 は本研究 の 目的で はな いの で、 「群衆」の使用は極力避 けた注10。 また 、扉 ある いは通路 の一 部 の くびれた部分 な どで 、歩行集団 の通過 が規制 を受ける部 分 を 「ネ ック」 と呼 び 、集 団がネ ックの規制 を受 け、ネ ック手前 に滞 る こ とを 「滞留」、 滞留者 の存在す る部分 を 「滞留圏」、滞留圏内 の人数 「滞留人数 」を と呼 ぶ こと とした 。 滞留 に関する定 義 は、戸川や Predtechenskhら にお いて共通 であるが 、建築防災計画指針 に示 された本来 の指針法における滞留人数 は、 この他 に滞留圏に向か つて歩行 中の人数 も 含むも の として いる。本論文 では他 の手法 との比較 も考慮 し、指針法 においても上のよ う な定 義 とした 。

1.5

論文 の構成

本論文 は次 の 6章 か ら構成 されている。 第 1章 は序論 として研究 の背景 と 目的につ いて述 べ 、 さらに図式解法 に関す る既往 の研 究 に つ いて調査 した結果 を分類整理 して いる。 また 、研究 の方法 と用語 につ いての考 え方 を述 べ て いる。 第 2章 では近代 における防災計画 の 発展 および避難行動予測 の変遷 を、文献および 筆者 自身 の実務経験 に基 づ いて記述 し、建築計画におけ る避難計画 の位置付 けを明 らかに して いる。 第 3章 では 、 これ まで筆者 が 実施 してきた避難行動 予測 を、 コ ンピュー タを利用 したも の と図式解法 によるもの とに分類 し、それ ぞれにつ いての発生の経緯 と手法 の概要 と具体 的な適用事例 をまとめて いる。 また 、設計実務の立場か ら見 た 両手法 の比較な らびに避 難 行動 予測 の効果 、そ の普及 による影響等 につ いて述 べ ている。 第 4章 では まず 、指針法 と PM法 に対 し、同一 の事例 を適用 した結果 の比較 と考察 を示 し、両図式解法 の問題点 を明 らかに して いる。 さらに 、集団 の伸縮 を反映す る必 要性 を述

参考 ・ 引用文献

1)吉 田克之 :防 災計画 の研究―防災避難計画 のあ り方 と実施例 の報告、竹 中技術研究報 告第 11号 、1974。 2

2)吉 田克之、浜田啓 :防 災計画の研究、避難関連法規 とプラ ンニ ングの評価 に関す る考 察 、 日本建築学会大会梗概集 、1974.10 3)吉 田克之、浜 田啓 :防 災計画 の研究 (2。 グラフモデルによる避難 シミュ レーション法 の提案 )、 日本建築学会大会梗概集、1976。 10

4)吉 田克之 :防 災計画 の研究

建物 の火災拡大抑止性能の定量化に関す る一手法 の提 案 )、 日本建築学会大会梗概集、1983.10 (3。

5)吉 田克之、飯塚幸治、萩原忠 治、大澤悟 :防 災計画 の研究

(4.発 泡性防火 ガラスの性

能 と適用性 の検討 )、 日本建築学会大会梗概集、1986.10

6)吉 田克之、上原茂男 :防 災計画 の研究

(5。

伸縮 プロックモ デル による群 衆流の解析 )、

(6。

内外 に圧力差 がある場合 の 回転扉 とバラ ン

日本建築学会大会梗概集、1989.10

7)吉 田克之、上原茂男 :防 災計画 の研究

ス扉 の流動係数 )、 日本建築学会大会梗概集、1989.10

8)建 設 省住宅局建築指導課監修 、 日本建築セ ンター編 :新・建築防災計画指針、1985 9)V.Mo Predtechenskii, A.Io Milinskii : Planning for Foot Traffic Flow in Buildings [PrOektirovanie Zhdanii s Uchetom Organizatsii Ovizheniya Lyudskikh PotOkOv, Straiizdat Publishers, 1969], Translated from Russian Published for the National Bureau of Standards by Anerind Publishing Co. Pvt. Ltd。 , 1978 10)香 川正弘 :建物内の歩行流につ いての計画、部外研究員研究報告書 建築物火災時 の 避難性状予測 に関する研究、建設省建築研究所第 5研 究部、1985 11)上 田光雄 階段における群集流動の性状、 日本建築学会論文報告集 第55号 、1957。 2 12)上 田光雄 多層建築物 における同時流出について、 日本建築学会論文報告集 第63号 、 1959.10

13)上 田光雄 多層建築物 における同時流出について、 日本建築学会論文報告集 第64号 、 1960.2

14)上 田光雄 多層建築物における同時流出について、 日本建築学会論文報告集 第65号 、 1960.6

15)上 田光雄 :多 層建築物 における同時流出につ いて 一第 5報 個別的図式解法 一、 日本建 築学会論文報告集

第66号 、1960.10

16)上 田光雄 :多 層建築物 における同時流出につ いて一第 5報 個別的図式解法 Ⅱ一、 日本 建築学会論文報告集 第67号 、1961。 2 17)戸 川喜久二 :群 衆流 の観測 に基 づ く避難施設 の研究、建築研究報告第 14号 、1955

18)戸 川喜久二 :群 衆流 の観測 に基 づ く避難施設 の研究、学位論文、1963 19)ジ ョン・ 」 。フルー イン著、長島正充訳 :歩 行者 の空間、鹿 島出版会、1974 20)日 本総合建築事務所 :中 之島セ ンタービル における避難計画 と避難誘導手順立案根 拠 の検討、建築防火、No.74,日 本科学防火協会、1973.P。 33-43 21)渡 辺建 日子 :高 層建築 の群集避難 ―避難計画の実用的手法の提案 一、建築技術、1974。 8、

No。

276 15

第2章

避難行動予 測 避難計画と

2.1

建築計画 と避難 計画

(1)避 難行動 を決定する建物 の形態 建物 内 での火 災の成長 は 、可燃物 の 質 と量だけでな く、燃焼 の環境 、すなわ ち 出火室 の 広 さや 供給 される空気 の量等 によつても変化す る。火 災は図 -2.1に 示す ように、可燃 物 に着火 した 当初 は薫焼状態 を続けるが 、や がて 出火室 内 の温度 と可燃性気体 の濃度 が一 定 の状態 になる と、急激 に燃焼 が促進 され 、 きわめて短 時間 の うちに出火室 内は いわゆ る 「火 の 海 」 にな り、手の付 けられな い状態 にな る。 この 急激な燃焼 の過程 が フラ ッシュ オーバー と呼 ばれてお り、 この防止 は遅 延 は火災対策 の要点 の一 つ として位置付 けられ て いる。フラッシュオーバーの発生を決 定する要素 には、室内 の 可燃物 の量 と質 をは じめ と

この 辺 で色 区 ロ ヘ

=れ

拡大

▲● １１ １１ １１ １ 堅 “ “ Ｘ ■ ● 一“ ■ “ く

撮● 時 閥

初

図 -2.1

期

火災 の進行過程 (守 屋秀夫 :第 1章 文献27)、 P.57よ り) 17

2.2

近代 における建築防災 の変遷

{1)ビ ル 火災 の多発 1960年 代 は、戦後 のわが国 の歴史の中でも特異な時代 であ つた と言われ て いる。 この時 期 には急激な経 済成長 の進 展 とともに、 これによる歪みが現 われた。例 えば急激なモ ー タ リゼーシ ョン化 に伴 つて交通事故 が急増 した ことな どであるが 、火災 につ いても同様 の現 象 が認 め られ る。 この時期 に発生 した問題 がわが国 の防災研究や防火対策 に与えた影響 は きわめて大 き い。 図 -2.2に 示すよ うに、わが国の火 災災害 は、1950年 代 までは市街地大火 や大規模木

注 目 さ れ た 問 題 点

=通

報体 tllの 不綺_____

谷中 五 重塔 (東 京

碑

軍呻

暗

ダ ク ト内 火 災 問 題 注 目 さ れ る 曖の F・1題 ク ロ ー ズ ア ッ プ

_新 建1オ の有毒性 _____一

一

・ホ テル の防 災問 題

災の間■懸念される

〇 一 ７

使用防火管理問題 ____ こよる空目の覆雑性・期 間□

︲ 一７ 一″ 一 お

ル火災の複 雑性・′fニ ック問■

４ 一７

型 ビル火災での大量 死 (酸 欠・

一

ンピナー トの防災間電 ルの防火薔理体 制 宅の ガス爆発問題 ― ― ■ 据 ビル問題

超 高 層 の 竪 穴 ケ ー プル 線 の 問 題 雑 居 ビル問 題 クロ ー ズ ア ップ

図 -2.2

戦後火災 の動向 19

５ ４ ・ ２ ︲

“・

・

32333436

９ ３

施 行 令 改 正 (昭 和 年 月 )

`8

50

52

55

0用 語 の 定義 O Fl火 構 造 (令 107) 。防 火構 造 (令 108)

0不 伝材料 (令 1032) 。防 火 戸 そ の 他 の 防 火設備 (令 109)

0簡 易耐 火建 築 物 の屋 棋 (令 109-2)

0防 火戸 の 構 造 (令 110) 。防 火区画 (令 112)

0木 遺亀 築 物 の防 火壁 (令 113) 0外 璧・ 間仕切 壁・ 隔 壁 (令 114) 0危 険 物 の 数 量 (令 116) 。無窓 居室 (令 116-2)

0魔 下・ 避 難 階段 ・ 出 入 口 の

賛 零 需男

0客 席 出 入口 の 内 閣 き禁 止 (118) 。廊 下 の幅 (令 :19)

0直 通階段 の設 置 (令 120)

02以 上 の 直 通階段 (令 121) 0屋 外階 段 の 木遺 離 止 (令 121-2) 0選 難階段 の 設 置 (令 122) OIE難 階級 お よび特 別避 確 階 段 の構 造 (令 123)

0物 販 店 の選 難階段 の幅 (令 124) 0星 外へ の 出 口 (令 125)

0屋 外 出 口の 施錠 装 置 (令 125-2) 0展 1■ 確広 場 (令 126) 。俳 観 設備 (令 126-2,3) O JF常 用照明 装 置 (令 126-4.5)

0非 常 用進 入● (争 126-6.7) 0餞 地 内 の選 健 通路 (令 127,123) 0大 規模 木 遺建 築 の 敏 地 内 通路 (令 128-2)

0地 下街 の 安 全 嬌準 (令 128-3) 0内 姜制 限 を受 け る無窓 暑 室

(令 128-3-2)

0内 表制 限 を受 け な い特殊 建 築 物

0特 殊趣 築 物 う 内装 (令 129)

(令 128-4)

0エ レベーター・ エスカレー ター (令 129-3-13-2) 。J「 常用エレベー ター(令 129‐ 13-3)

° 要である 蓬婁轟あ盟奔1稿 霊亀1重

0危 険 物 の貯 蔵

□ は新規定 ○ は改正規定

図 -2.3

建築基準法施行令 の改正経緯 (高 野公 男 :文 献 2)P。 355よ り)

人命安全対策重視 へ の転 換 が これほ ど新 しいのは意外 であるが 、 このよ うな現 象 はわ が 国 だけの ことではな く、世界的 に共通 な 傾 向である。例 えば米国でも最近 まで建物本体 の 焼 け落ちの防止 に主眼がおかれてお り、火災時の人命安全が課題 として登場するのは1970 1. 年 に入 つてか らであると言われ て いる注

21

文 その時 に作成 された資料 0に は安全問題 の研究者 をは じめ、 当時活躍 して いた多 くの建 築家 も コ メン トを寄 せ てお り、協議会の場 でも活発な議論が展開 された 。そ の後も 日本建 築学会 では法令 に対す る問題提起 をさまざまな形 で根強 く行 つてゆく。そ の骨子 は安全性 と い う性 能 を、法令 にあるような仕様書 的基準 によ つて定め る ことに対 す る合理性 の 欠 如、矛盾 の指摘 である。そ して これ らの動 きが、建設 省 による1982年 度 か ら 5年 がか りの 注4へ とっなが つて いつた 総合技術開発 プロジェク ト、 「建築物 の防火設計法 の開発」 。 このプロジェク トの 目的は、各種 の火災安全性 を検 討する予測手法 を開発するもので 、 法令 の仕様書的 な規定か ら脱却 し、性能 を確認する こ とによつて新 しい建築形態 の実現 を 可能 にす る ことにあ つた 。法令改 正 時 に予想 し得 なか った建築 の形 態や用途 が 、社会背景 の変化 によ つて現われ るようにな つた ことも 、 このプロジェク トを起 こす要因 となった 。 現在では法令 に抵触す る計画であ つても、 ここで開発 された手法 を用 いて安全性 の検討 を 行 い、建築基準法第38条

注5の

大臣認定 によ つて、超法規的 な取 り扱 いを受 ける事例が増加

しつつ ある。

}建 築設計 における防災計画 の位 置付 け “これ までの 防災研究 の進展 と法令基準 の整備 の過程 の 中で 、建築家 の 多 くは無関心 、 あ る いは受け身 の立場 をとつていた だけでな く、む しろ設計の 自由度 が制 限 されるという側 面に固執 し、被害者的立 場 をとる者が多か つた。た しかに建築 家 の立場 と しては、設計上 の課題 は他 にも多 くあ り、防災安全 は建 築設計 にとつての課題 の一 部 に過 ぎな いとい う言 い分 も理 解 できな いことではな い。 しか し、昨今 では建築家も防災問題 に無 関心 では い られな い状況 にな りつつ ある。例 え ば防災安全性 と 日常 の利便性 とが両立 しに くい問題 、防災施設 ・ 設備 の多重投資 に対す る 疑間、 ある いは大空間や ア トリウムのよ うな新 しい空間 づ くり、新 しい技術 ・ 構法・ 素材 の採用 な どは 、建築家 が 日常業務 の 中で 直面 す る問題や課題 である。 これ らの問題解決 の ために合理的で経済的な設計 を しても、現行法令に適合 しな いだけのために諦 めな けれ ば な らな い場合 が多 いことも周知 の通 りである。 これ までの設 計 の現場 では、防災安 全性 につ いては法令 に適 合 させ る ことに主眼が置か れて いた。た しかに この ような姿勢 も必 要 な ことではあるが 、何 か新 しいことを実現す る には、法令 を遵守す るだけの姿勢 では実現不可能な こ ともあ り、 また、法文の解釈 か らは 解決策 は生 まれて こな い場合 も多 い。 このため にも防災 。安全問題 に関心 を持ち、安全性 はどうあるべ きかにつ いて 自ら考 える必要 がある。

(1947年 、文献 9))、 前 田敏愛 (1954年 、文献 10))に よる研究 である。 また 、戸川も こ の時期 か ら研究 を始めて いるが 、調査対象にはやは り鉄道駅 施設 が多 い。戸川 の研究 は歩 行集 団の定性 的 な側面 までを含む幅広 いものであるが 、 なかでも集団の流れ を、集結、滞 留 、流出 という 3つ の概念 でとらえた点 に特徴 があ り、画期 的なものであつた。 これ によ つて滞留現象 を含めた集 団歩行 の解析 が可能 とな り、戸川 は これ を用 いて避 難行動 の予測 も行 つて いる。戸川はその成果 を1955年 に前章文献 17)、 1963年 には前章文献 18)と 、引 き 続 いて発表 し、世界的 に知 られることになる。戸川 と同時期 の研究者 としては上 田光男が お り、やは りこの時期 に火 災避難時 における階段 を対象 とした 調査 と、図式解法による予 測 を行 つて い る ことは前章 でふれた とお りである。 1960年 代 に入 ると、そ の 当初に上記 の戸川、上 田 らの研究成 果 の発表 があつたほかは 、 基礎 的な研究 はほとん ど見 られな くなる。 しか し、やがて行われた超高層 ビルの解禁 とと もに、 これ らの研究成果 を活用す る大 きな変化 があ らわれる。 日本建築学会に超高層 ビル の建築計画、構造 。経済 および 防災 に関す る研究委員会が設置 され 、そ の成果 が「高層建 築技術指針」注

7と

して1964年 に発表 されたが 、 この 中に通路幅 員、出入 口幅員、安全 区画

面積 、階段幅 員 を設定す るための計算基準が提示 されて いる。 ここに掲載 された計算法 は 戸川 の研究 に基 づいたもので、その後 の しば らくの期間、初期 の超高層 ビルの設計に適用 され る ことにな る注8。 また 、建築業協 会でも同様 の研究が行 われ 、報告書文12)が まとめ ら れて いるが、 この 中の 「避難計算」 は上述 の文献 の引用である。 1970年 代以降 は、避難 行動予測 の研究 は コ ンピュー タの利用 、人間工 学研究 の隆盛、あ るいは建築行政 の変化等 と関連 して再び 活発 になるが 、 これ らの研究 は避 難行動 の解析手 法にかかわるも のがほ とん どで、戸川 の行 つたよ うな膨大な基礎 デ ー タの収集 は行われ て いな い。すなわ ち、少な くとも設 計実務 における避難計算法 は、1950年 代 の戸川の研究成 果 を基礎 として発展 してきたのであ る。

(2)設 計実務 における避難行動予測 の 変遷 一 方、建設 省 は超高層 ビルの設計 の際 に防災計画書 を作成 させ 、 これ によつて設計者 に 防災設計 を考 え させるよう仕向けたが 、そ の 内容 には避難計算 が 含 まれて いた 。当時 の防 災計画書は今 日のもの と比較する と、 はるかに薄 く簡単なものであつたが 、 このよ うに避 難計算 は、 ごく初期 の超 高層 ビルか ら行われ て いたのである。設計実務 における避難行動 予測 は、超高層 ビルの 出現 とともに始 まつた と言 うことが できる。 超 高層 ビル の設計 に付随 して作成 される防災計画書 は 、1981年 に建築防災計画評定委員

セ ンター に 、防災計画書 の審査機関 として建築防 災計画評定委員会 を設置 し、現在 の評 定 制度 を発足させた 。 これ以降、建物 の高層化 の進 展 と、対象 となる建物範 囲 の拡大 によ つ て 、防災計画書 を作成する建物 はます ます増加 して行 つた 。避難計算 が 多 くの設計者 に と つて密接 な存在 とな つたのは、 この時 か らである。 しか し、避難計算を実施 す る建物 が増 加す るにつれて、再び避難計算 の難 しさの問題 が 浮上す る。 この委員会 に提 出 される防災 計 画 書 に掲載 された避難計算 には 、多 くの誤 りが 見 られたのである。やが て 、 日本建築 セ ンタ ー で は評定物件 の増加 に ともな う諸問題 を解決 す るため 、再度 の指針 の 見直 しを 行 い、 1985年 に 「新 ・建築 防 災計画指針」 (第 1章 文献 8))が 刊行 された 。 この際 に避 難計算 の部分 にも改訂 が加え られ 、筆者 のグラフモデルの考 え方が採用 され る ことにな つ た。 この よ うな変遷 の過程 を見る と、避 難行動 予測 は1960年 代 の 火災の多発 、法令の大 改 正 、超高層建築 ビルの 出現等 、建築設計 の大きな転換期 の副産物 であ つた と言え よう。 ま た 、最近 では設計者が積極的 に避難行動予測 を活用 し、よ り合理的な設計 を しようとす る 動 きが 出 てきて い る。例えば筆者 が防災設計 を担 当 した有楽町 マ リオ ンや東京 ドーム は、 超高層 ビルの上部 に映画館 が配 置 され る、 ある いは野球場 に屋根 を架けるな ど、法令 が前 提 としな い計画 であるため、法令 を遵守す ると設 計 が成 り立たな いことにな る。避難行動 予測 は、 このよ うな場合の避難安全性 を判断 す る定量的評価手法 として、重要 な役割 を果 たす ようにな ってきて いるのである注10。

2.4

ま とめ

本章 では避 難計画 の位置付 け と歴 史的変遷 をま とめた。以下 にその要約 を示す 。 1960年 代 までの防火対策は、個 々の部位部材 、す なわち建 物 の部分 における防火対策が

中心 であつたが 、1970年 代 にな る とそれだけでな く、建物全体 の形 態 か ら安全 性 を考慮す る必要が叫ばれるよ うにな り、避難 計画 が重視 され るようにな った 。 この背景 には1960年 代 の ビル 火災の多発、法令 の大改正、法令論争、建築計画研究者や設計実務者 の参入 な ど の エ ポ ックがあ つた 。設計実務 における避難行動 予測 は、避 難計画 の定量的評価手法 と し て1960年 代後半 の超高層 ビルの解禁 とともに始 ま り、 1981年 の 防災計画評定委 員会の発足 によ つて、ます ます設 計実務 に身近 にな つた 。 ここで使用 され る解析手法、 「指針法 」は 筆者 が1976年 に提案 した図式解法、 グラフモデ ルに基 づ いて いる。

11)日 本建築学会編 :高 層建築技術指針 一増補改訂版 一、1968 12)超 高層建築 の総合的経済性研究委員会編 :超 高層建築計画 の総合的研究 (計 画編、構 造 。経済編、防災編 )、 建築業協会、1966 13)大 成建設株式会社設計部 :ホ テル ニ ューオータニ・ タワーの防災計画 について、建築 防災計画書 シリーズ No.1,建 築防火、P。 13∼ 29,日 本科学防火協会、1972 14)三 菱地所帥池袋新都市建設室 :池 袋副都心再開発事業防災計画書 建築防災計画書 シ リー ズ No.6、 建築防火 と防災、No.90,P。 8´ -67日 本科学防火協会、1975

15)建 設省住宅局建築指導課監修 、 日本建築セ ンター編 :建築防災計画指針

(初 版 )、

日

本建築 セ ンター 、1975

16)日 本建築学会安 全計画小委員会編 :安 全計画 の視点、彰国社、1981

29

第3章

避難行動予測の 手法と 実施例

3. 1

コン ピュー タによる避難行動 予測

(1)避 難行動予測 への コン ピュータの導入 わが国の集 団歩行 の解析方法 は、前 出 の木村・ 伊原 の研究か ら戸川の研究 、そ して現在 の避難計算に至 るまで、流体 モ デル、すなわち集 団の 中 の人 間 の一 人一 人に までは着 目せ ずに、一様 な流体 とみなす ものが主体 である。 これ らは簡単 な数式 で解析 できるので コ ン ピュー タを利 用す る必要性 はほ とん どな く、む しろ、 コ ンピュー タを前提 と しな い解析 方 法である と言 つてよ いであ ろう。 しか し1960年 代 の後期 になる と、避難行動予測にも コ ン ピュー タの導入が始 まり、1970年 代 に入 る と次 々とこれ らの研究成果 が報告 されるよ うに な つた。 これ までに述 べ たように 、1960年 代 の末 か ら1970年 代 の初頭 までの間は、火災対策が人 命安全対策重視 へ転換 し、法令の大改 正 が行われた り、避難計画の研究が開始 された 時期 である。 また前述 のように、防災計画書作成 の行政指導 が始 ま り、設計 実務 の場に避難 計 算 が しば しば登場 す るよ うにな つた にもかかわ らず、計 算方法 が明確 にな つて いな いな ど、避難計画が模索 の段階 にあつた時期 でもある。 この よ うな状況の中で、避 難行動 の 予 測方法に関 しての各種 の研究 が行われ たが 、そ の一環 としてコンピュータを利 用す る方 法 が現われた 。 これ らコ ンピュータを利用 した研究 には、マル コフ過程 や グラフ理論 を応用 して防 災計 画要素 の分類 を行 つたもの

文1)ゃ

、 平面形や避難施設配置 の評価 をお こな つたもの (第 1

章文献2))な どもあるが 、 もつ とも多 いの は避 難行動 の シ ミュ レー ションに関するも ので ある。 これ らで採用 された シ ミュレー シ ョン技法 は、ほ とん どが集団を構成す る人 間 の一

て いる文4)∼ 8)。 これ らの研究 報告 の後 、 トラ ンザ クシ ョン型モデル を用 いたシミュ レー シ ョンが 、つ ぎ つ ぎと報告 され るようにな った 。 筆者 はその後 、遊園地 におけるシ ミュ レー ションの経験 に基 づ いて 、ホテルの車寄 せの 規模計画 (1971年 、文献 9))な どに GPSSを 適用 したが 、やがて GPSSが 火災避難 に も応 用 できる と考え、 Sビ ル新館 (後 述 )の 設計 にお いて避難 シミュ レー シ ョンを行 い、 1972年 11月 に 発表 した文10)。 このよ うに、避難 シミュ レーションの 登場 には、 これ に先行 しての GPSSの 出現や、 日常行動 を対象 とした歩行行動 のシ ミュ レーションな ど、歩行行動解析 の基盤 の整備があ つた とみることができる。

{2)シ ミュレー ションモデルの概要 一般 に歩行行動 のシミュ レー ションモデル の組 み立 ては、図 -3.2に 示すように、空 間 のモデル化 と人 間のモデル 化 とに大別す ることができる。

人‖l要 素

建物要 素

階段 (幅 ll・ 彙さ) 鷹・ 聞 口部 (幅 It) 避難パ ル コニー 又は附室(長 さ。 面積 ) 避性 口までの 通路(長 さ,幅 員 ) 建物川遊

歩行速度 人‖Iの タイブ,構 成 建物に対す る慣れの 程度 反応の遅早

モデル要素

図 -3.2

歩行行動 のモデル構成

空間のモ デル化では、居室や廊下ある いは 出入 口な どを単位空間 に分割 し、 これ らを経 路 で連 結 したネ ッ トワー クモデルや 、平面 を網の 目状 に分割す るメッシュモデルな どが主 体 であるが、 このほかに平面 上の人 間 の位置 をそのまま取 り扱 う、座標 モ デルもある。各 空間にはそれ ぞれの属性 が与 え られ る。例 えばも つとも多用 されて いるネ ッ トワー クモデ ルでは、各空 間 の歩行距離 、面積、単位時間 当た りの通過可能人数等 である。 人間のモデル 化 は空 間 モデルの種類 によ つて異なるが、例 えばネ ッ トワー クモデルでは 歩行速度、 占有面積 をは じめ、経路選択傾 向な どが与 え られるほか 、 これ らを乱数 を使用

が 、1976年 に岡崎 ら文23)∼ 25)が 、次 々 と歩行行動 を精級 に再現するモデル を発表 した 。例 えば中村 のモデル は、歩行 を決定す る特性 として、方向につ いて 6つ の、速度 につ いて 5 つ の特性 を仮定 し、対 向流および交差 流 に関す るシミュ レーションを行 い、そ の結果 を動 画 に した 。 このモ デルの完成度は極 めて高 いもので、そ の動画 はあたかも現実 の集団歩行 の記録 を見るかのような状況 を示 した注7。

i3}コ ン ピュー タシミュレー ションの 実施事例 ここでは筆者 が現実 の建物 の避難計画 に適用 した GPSSに よるシミュレーシ ョンの 事 例 をま とめた 。

an Sビ ル新館 この建物 は地上 18階 の超 高層事務所 ビル である。既述 の ように、 これは避 難行動予測 が 手計算で行われて いた時期 に 、 シミュ レーシ ョンを適用 した最初 の事例である (文 献 10) 参照 )。

十 ヽ 面

事務室 Ai

‐

_‐

ヽ ヽ

事務室 B

´― ′′ ・

…

図 -3.2

Sビ

ル新館 の平面

図 -3.2に 示す平面 に つ いて、避難経路 、避難対象人数 、避難 開始時間等の条件 を変 化 させなが ら、合計 17ケ ース について 、事務室か らの避難 完 了時間、火災階か らの避難 完 了時間、事務室 出 口での待 ち人数、附室 入 口での待 ち人数 、階段室 内部 の人数等の避難 状 況 を予測 した 。事務室 Aか ら出火 した 場合 の 、出火室 か らの避 難 、附室 B内 部 の人 数 の 変化、階段室 内 の人数 の変化 を図 -3.3に 示す。 また 、両側 の事務室 A、 Bか らそれ ぞ れ50人 が 同時 に避難 を開始 した場合 の B階 段周辺 の避難者 の状況 を、 シミュ レー シ ョン結 果か ら 5秒 ごとに図化 したもの を図 -3.4に 示す。

各出 口 での滞 留 人 数

1

2

経過時間 (分

)

襲

経 過 時 間 (分 )

図 -3.5

丁 百 貨 店 のケ ー ス ス タデ ィ

う、設計の意志決定 の道具 としての位置付 けが明確 にな つた (文 献 14)、 15)参 照 )。 主な 計 画案 の 3種 類 について、その平面 と予測結果 を図 -3.5に 示す。 プラ ンAは 当初 の計画案 で、法令 による階段 の必 要幅員を満 た したものである。予測結 果 によると、避難階段 が部分的 に集 中配置 されているため、利用が不均 一 であることがわ か つた 。 また 、階段 をシャ ッターで防火 区画 して いる点 も、階段 へ の煙 の侵入防止 の観点 か らは好 ましくな い。 B案 は階段 を分散配 置 さぜ、合計幅員 を減少 させたものである。予 測結果 による と、 どの階段 も早期 に避難 完 了でき、バ ランスもよいことが わか ったが 、階 段室 の防火 シヤッター 区画 は依然 として問題 を残 して いる。 C案 は階段 をさらに整理 し、 す べ て の 階段 に前室 を設 け、煙の侵 入防止 を図 つた ものであ る。中央 の 階段 のみ シヤ ツ

較 したものである。 いずれも出火階か らの避難者 によつて 階段室内が混雑するた め 、 これ よ り下 方 の階 か らの避 難者 の 、階段室 へ の流入 が阻害 され るが 、特 に出火 階 よ り下 部 の 階 で、出火階に近 い順 に混雑 が激 しい。 ただ し、火災時に いち早 い避難 が必 要な出火階 よ り 上部の階 へ の影響 はな いことがわか った 。

80人 ×lF+48人 ×9F=518人

避難 人員 避難終 了

7分 18秒 後

′ ″ ′

0 0.3Cl・

1'00・

1'30・

2'00・

2'〔 0・

・

3・ ∞

3.∞・

4'CO・

4'∞・

・ 5'∞

経 過 時 間 (分・ 秒 )

図 -3.8

階段入 口での待 ちの状況

(12階 出火 )

４ ︲ ３ ︲ ２ ︲ Ｈ Ю ９ ８ ７ ６ ５

○内の数字は人数 Oの 面積は人数に比開す る。

図 -3.9

ケ ース別 の各階階段室入 口での最大待ち人数 39

「 S」 の字 を引 き伸 ば した形 態 を示す 。 また、 この グラフか らは、時 々刻 々の集団 の流れ を読 み取 ることができる。例 えば図 -3.10で

は 、 ι秒 目にはすでに P人 が 到着 して い

る ことが わか る。 出 日の単位時間 当た りの通過可能人数 、すなわ ち通過容量 は、一定の勾配 の 直線 で表す ことができる。 ここで、単位時間当た りの到着 よ り出 日の通過容量 が大であれば、出 口で の滞留 は生 じな いが 、逆 の場合 には滞留 が 発生す る。 この関係 を図 -3.12に 図 -3.12の (b)は

(alは

示す。

、出 日の幅員が 十分 に大 であるため、滞留が発生 して いな い状況、

やや狭 いため 、到着 が 多 い時間帯 のみ滞留 が 発生 して いる状況、C)は 出 口が(blよ りも

さ らに狭 いため、避 難時間帯 のほとん ど全体 にお いて滞留 が 発生 して いる状況 を表す。 (b)と

0)に お いて 、流出 グラフの始点が 曲線状 にな つているの は 、 この時間帯 では到着人

数 が出 日の通過 容量 よ り少な いため、ネ ックにな らず、到着 した人 々がその ままの分布で 流 出す るためである。 また、(alと (blで は 、出 目が まつた く、 ある いはほ とん どネ ックにな らな いため、居室か らの流出 の完 了時間が出 日の通過容量ではな く、最後 の避難者の出 口 へ の到着時間 によ つて決定 され る。

︰ ︱ ︱ ︱ Ｉ Ｊ

一 一 一 一

一 一 一

一

ＦＩＩ ＩＩ

ι

図 -3.10

図 -3.11

居室 の平面

時間

出 口へ の到着時間分布

炒

(al 滞留 が 発生 しな い

lbl 滞留 が一部発生する

図 -3.12

0)

居室か らの流出

滞留が全体 に発生す る

このため現在 の指針法 では これ を直線 で近似す る ことに して いる。 これによつて居室避 難 グラフの作成 は、煩雑な到着時間分布作成 の手間 を省 くことができる。すなわち、出 ロ か らも つとも遠 い部分 か らの歩行時間 と、避難者全員が出 口を通過す るのに必要な時間 と を求 めれば、 これ を比較す ることによ つて、(alま たは(blか (C)で あるかを知 る ことができる ので 、そ の長 い方 の値 を流出完 了 とすればよい。す なわち 、図 -3.12の 図 -3.14の

各 グラフは 、

ように簡略化 され る。

(alお

0)の

よびlblの 場合 図 -3.14

場合

簡略化 された居室流出 グ ラフ

次に、集団 の廊下 での歩行 であ る。 これは居室 出 日か らの流 出 グラフを平行移動すれば よ い。例 えば図 -3.15に

示す ように、居室 出 日か らの流 出 グラフを階段 までの歩行時

間 の分 だけ平行移動 す る ことによ つて 、階段室入 口における到着時間分布 が 得 られ る。階 段 へ の到着 グラフが階段室 に流入す る状況 は居室避難 と同様 に求 める。階段室入 口の幅 員 が狭 い場合 には、図 -3.16の

ような グラフにな る。

この 図 か ら、時 々刻 々の状況 を読 み取 る ことができる。例 えば ιf秒 目にはすでに Pf人

昴碗げ ” ”

轟く

時間

ι。

ι′

ι.ι

J

ι.

時間

図 -3.15

廊下歩行 (グ ラフの平行移動 )

図 -3.16

階段室 へ の流入 43

(f)A階 段 へ の避難 A室 流

「

´

階段 到着 階段 到 合成

︲” ③ ＝ 倒︲︲ ︲ ４

_‐

紳 臥

階段 到 ― ―ヽ

dふ

経過時間 (s)

９９ ５ ５ ４ 醐 ¨ ８ ８ ８ 一 ¨ ９ １ ③ ６ ６ ７ ︲ ７ ︼♂ ７

0

38=扇 ‰

74=淵

階段流入

‰

(a平 面 (bl居 室避難 のチェック

A

計算項 目 居 居 避 居 避

室 面 室 人 口 密 難 対 象 人 室 扉 幅 の 合 難扉 幅 の 合

積 ス, (ポ ) 度 ρ (人 /r 員 М (人 ) 計 (m) 計 Σ B,(m)

屠L時 省 ι ll(s) 歩行時間 312(S) 居 室 許 容避 難時間 TI(s) 「 居 室 避 難 の判 定 轟毒潜

室

363.5 0。

25

91

1.6X2 = 3.2

3.2-1.6 = 1.6 鵡 = 38 40.2=1.3 = 31 27363.5 二38

ri

0K

lg)

B階段 へ の避難

経過時間 (s)

0

B室 流出卜19人 中10人

91A 38秒

76 84 (8)

Ш p3

附室 到着

(9)

76

C室 流

100

24=扇 ‰

197

附室 到着 (7)

76 90

D室 流 出 「E室 到着

(14)

『

I審 着 「 農 [101人

0)避 難経路 のモデル

14=轟

‰

78 92

・ ・ '

(',°

附室 流入

ld)避 難時間のチェック

階段 到着

乃 ■ ■■

間 間定 間 間 定

廊 廊 判 階階 判

77

82

4741.2 =4● ′849=116

OK

階段流入

OK

l15

75=鍔 ‰

120

3/ス :.2=83/8493233

0K

OK

le)滞 留面積のチェック

A

階

人 ＞ ／＞ ＞ 人ボポ イ

数 度積 積 定 人 密面面 留 滞 留要 計 大 量滞 必 設判

廊

B

段 下

廊

階 下

44

段 附

室

52 2

0.2

13.2

10.4

0。

図 -3.19

18

0K

８ ６ 露 ７

18 0K

2.4(人 /s) 1.35(人 /s)

指針法 による避難計算 例 45

と B階 段 方 向 とに半 々に別れ るもの と したが、 避難 人数 が 19人 のため10人 と9人 に分 け た。 C)は 設定 された避難動線 を流れ図に したもので、計算 に必要な出入 口幅員、歩行距離 、

避難開始時間 な どが記入 してある。避難 開始時間 は出火室 の面積 によ つて決定 される仕組 みにな つてお り、計算例 の場合 には 出火室 では出火後38秒 、非 出火室 ではその 2倍 の76秒 となる。は)の 表 は算 出 された避難時間 を、所定の避難許容時間 と比 較 チ ェック したもので ある。le)の 表 は各部 の最大滞留人数 と、その発生す る場所 の面積 とを比較 したもので 、最 大滞留人数 を収容 できる面積 の 有無 をチ ェック して いる。 lf)と lg)の

図 が 、階避難 の計算図表 である。け)の 図 でその手続 きを説 明する と、図 の上 部

は A階 段 へ の避難者 の、ネ ックヘ の到着 と通過時間 を線図に表 した もので、 「避難時間経 過表」 と呼ばれ る。図中の実線 は、各室 か らの避難者が扉 を通過 して いる時間帯 を示 し、 破線 は扉 に対す る避 難者 の到着 がある時間帯 を示す。各線 の上 部 の数字 は各時間帯の開始 と終 了の 時 間 を示 し、下部 の括弧 内 の数字 はその間 の所要時間 を示す。流 出 の所要時 間 は 、居 室 避難 と同様 に扉 の幅 員 よ り求 め 、そ の計算式 を各実線 の右側 に記載 した 。 ただ し、流 出所要時間 は居室避難 の際 と同様 に 、扉 の通過時間 また は末尾避難者 の到着時間 の 遅 い方 となるが 、 この計算例 ではす べ て扉 の通過時間 で決定 されて い る。破線 で表わ され た到着 時 間帯 はその上 に記 された流 出時間帯 を、歩行時間分だ け右 に移動 したものであ る。 ここでの歩行速度 は1.Om/sで ある。 lf)と lg)の

図 の下部 は、上部 の避難時間経過表 の各 々の避難行動時 間帯 に対 し、縦軸 に避

難人数 を加えて 2次 元化 し、最大滞留人数 を求 める部分 である。例 えばlf)に お いて、左 側 の実線 の グラフ① は A室 とB室 とか らの廊下 へ の流入 を、中央の破線 グラフ② は これ らの 避難者 の A階 段 へ の到着 を、右側 の実線 グラフ③ は A階 段 へ の流入 を表わす。

階避難 における避難時間のチェック項 目には、廊下避難時間 72と 階避難時間 rrと があ る。 廊下避難時間 72は 廊下 での避難が行われて いる時間、すなわち最初の避難者が廊下 に出てか ら最後 の避難者が階段室 ある いは附室に入るまでの時間の ことである。階避難時 間 rrは 出火から、最後の避難者が階段室あるいは附室 に入るまでの時間の ことである。 これ らの避難時間に対する廊下許容避難時間 ′72、 階許容避難時間 s rFは 、居室避難 の場 合 と同様 に床面積 の関数 として、次式が与えられて いる。 ′72=4V Иl+2

s rr=8V Иl+2 ここでИl+2は その階の居室 と廊下面積 の合計 (ゴ )を 表す。

性 を確保 しなが ら、効率 の 高 い建築計画 を実現す る ことが必 要不可欠 とな った。

囮

図 -3.20

階段 が 占有す る部分

法令 の規定 ど お りの階段 を設 けた場合の平面の概 念

2)避 難計画 の基本方針 このために 、次 のような基本構想 を立案 した 。 まず、用途 区分、管理 区分および工 事 の 段 階区分に従 うと、建物全体 は 5つ の部分 に分ける ことができる。 これ を 「プロック」 と 呼 び 、 これ らの間 に 「緩衝帯 」を設 ける ことによつて、ブ ロ ック同士が 直接接する こと を 避 け、別棟状 となるように計画 した。 この緩衝帯 をバ ッフ ァ ゾー ンと呼 ぶ ことに した 。 バ ツフ ァゾー ンは図 -3.21に

示す よ うに、建物 を大 きく上下 に分割す る水平 パ ッフ ァ ゾ

ー ンと、縦 に分割す る垂 直 バ ッフ ァゾー ンとがある。 バ ッフ アゾー ンは空 間 を介 して 2重 の 防火区画 がな され て いるので、万一 火災が拡大 し た 場合 にも他 のブ ロツクには延焼 させな いための、防火帯 と しての効果 を期待 して い る。 また 、 この建物 は大規模複合商業施設 であるため 、全館同時避難 を前提 とす ると、混乱 は 避 け られな いが 、 この ように分割す る ことによつて、出火時 に緊急 の避難 を必要 とす る部 分 を出火プ ロ ックに限定す る ことによる、混乱防止 も意図 して いる。

図 -3.

21

パ ッフ ァゾー ンシス テムの構成 49

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有楽 町 セ ン タ ー ビル の 避難 行 動 予測

図 -3.23

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況設定では、3,800人 の場合 には参拝 席 に中央後方 にある出入 口を使用 しな いこ とが 、 運 用上 の条件 であ つた。 また北通路が崖 に近 いので 、地震 によつて崖が崩壊 して使用できな い場合 につ いても検討 を行 つた。避難行動予測 には図式解法 のパ ソコン版 を使用 した 。

2)検 討方法 と結果 まず 、参拝席 か らロビーヘ の避難 であるが、 このための出 日配 置 には若千 の問題がみ ら れた。 まず、参拝席か らの 出 日の配 置 であるが 、 2階 席 につ いては分散 して配 置 されて い

2F

【東 西 断 面 図 】

図 -3.24

SK会

館 の概要 53

1,184人

455秒

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2,026A

B6

混雑部分

攀

500差 少

図 -3.26

建物の外部 での避難誘導案

この ほ か に避 難状 況 を視 覚的 に把握す るために 、解析結果 の グラフか ら時 々刻 々の 建 物 各 部 にお け る避難 者 の滞在状況 を読み取 り、一 定 の時間間隔 での状 況 を図面上 に再現 した 。図 -3.27に

は図 -3.25の

状況設定 における避難 開始か ら 1分 後の状況 を示

す。

3800 1

図 -3.27

避難開始か ら 1分 後 の状況

形態 であるが 、わが 国 には独 自の安全性 に対す る考 え方があ り、法 令基準 も異 なって いる ため 、行政庁 もただちに建設 を認可す ることができなか つた 。 筆者 の所属す る竹 中工務店 は、 この 問題 に対 し、建築 、材料、構造 、設備、防災、維持 管理 の 、あ らゆる計画要素 につ いて調査 。実験 を行 い、全社 を挙げて技 術開発 に取 り組 ん だ 結果、空気膜構造 の特性 を明 らかにす ることができた 。同時 に 、国 に対 して この構造 の 受 け入れ をはた らきかけた結果 、国は学界 と民間各社 を含む研究委員会 を設置 し、北米 に おける事例 の調査 をは じめ として、各種 の調査研究 を行 い、安全設計 のための指針 と評価 基準 文

28)を

まとめた 。 このよ うな動き を背景 に東京 ドームの建設が決定 された。建物 の設

計 は腕 日建設計 と竹 中工 務店 との共同で行なわれ、1985年 5月 に着工 し1988年 3月 に竣 工 した 。筆者 は技術研究所や設計担 当者達 と共同 しなが ら、設計開始 か ら竣工 までの期間 を 通 じて防災設計 に従事 した 。 この一連 の技術開発 と東京 ドーム の建設 の功績 が認め られ、 関係組織 の代表者 に対 して1989年 度 の 日本建築学会賞業績賞が授与 され た。

2}防 災設計 の概要 東京 ドームの内部空間 の気積 は124万 ゴある。 これはそれ までのわが 国 の「大空間」 と 呼 ばれ る空 間 の 、 どれ をもはるかに凌 ぐ規模 である。 収容 人数 は ス ポ ーツ の場合 で 5万 人、 コ ンサー ト等 では 5万 6千 人である。 この他 に例 えば展示 会等も含 め 、あ らゆる使用 形 態 が想定 されている。東京 ドーム の 防 災設計上 の課題 には大空間 と空 気膜構造 という二 つ の側面 が考 え られた。すなわち第 1に 、大空間における火災拡大防止 と不特定多数 の安 全避難 という、大空間 であることそのものに起 因する課題 と、第 2に は膜屋根 を支持す る 内圧 が及ぼす種 々の影響 へ の対策や膜材料 に関す る安全性 の検討 である。筆者は この 中 で も、建築計画 に関連 する避難計画、防火・ 防煙計画 につ いての検 討立 案 を担 当した。 まず個 々の安全対策 の検討 に入る前 に 、 ドーム の使用形態 をケ ース 1(ス ポ ー ツ等 )、 ケ ース 2(集 会等 )、 ケ ース 3(展 示 会等 )の 3種 に分類 して危 険要 因 を分析 し、それぞ れ に対応 できる安全対策の基本方針 を立案 した。 個別の対策 ではまず、出火 。初期拡大 防止 につ いては火 気使用 と喫煙 の制限、内装 の不 燃 化 等 を行 つたほか 、観客席 の材質 に つ いても実験 を行 な い、危険 のな いこ とを確認 し た。 また 、出火 した場合 に備 えて、大空 間火災覚知消火 システム を新 た に開発文29)し 、設 置 したが 、 この システムはのちに 自治省 消防庁長官賞 を受賞 した。 群衆避難対策 の面 では避 難 階段 と出 日配 置 を分散配置 し、負担人数 に応 じた幅 員を設定 した。 また、入場時 には内部圧力 の低下 の 防止 のために 回転扉 を使用す るが 、避難時 には

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東京 ドームにおける避難行動予測

図 -3.29

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1970

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´ 80

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(日 本建築学会大会榎概集、論文報告集および電算シンポジウム

羊)

・

論文集より採取 した文献の数。文献 リストを付録に掲載した。)

図 -3.32

避難 シ ミ ュレー シ ョン関連の研究発表件数 の推移

ョンの意味」 と題す る研究協議会が開催 され 、そ の意義、条件設定、今後 の在 り方な どが 注10。 活発 に議論 された ここで まず 、建築計画 における コ ンピュー タシ ミュ レー シ ョンの動向 に つ いて考察す る と、む しろ現在では コンピュー タシ ミュレー シ ョンそのものは、あ らゆる分野 にお いて盛 んである とみてよ いであろう。現在 ではシミュ レーシ ョン手法 に関す る研究 が実用段階 に 達 し、身近 にな つたため 、発表す る までもな い という傾 向も窺 えな いではな い。 また、筆 者 自身 の経験 か らは、業務 上の秘密保持の必要 のため発表 できな いものもあ る。 したが つ て、避難行動 のシ ミュ レー ションに つ いて も論 文発表件数 だけでは判断 で きな い面がある が 、少 な くとも現実 の建物 の防災計画書 を見 る限 り、 これ まで コ ンピュー タシミュ レー シ ョンが採用 された事例 は ごくまれ である。 本来 は シミュレー シ ョンとは、安全性 や費用等 の面で実験 が困難 な現象 を対象 とす るも のであるか ら、 この点 では避難行動 は格好 の対象 と言え る。 また シミュ レー シ ョンは、そ の結果そ のものの成果だ けでな く、対象 をモ デル化す る方法や過程か ら得 られる成果 も少 なか らずあるので 、研究分野 として 大切 である ことは言 うまでもな い。 しか し設計実務で、特 に避難行動 予測 にお いてコンピュー タシ ミュ レー シ ョンを実施 す る ことを考 えると、次 の ような問題 があげ られ る。す なわち、 コンピュー タの利用 には各 種 の煩雑 さが伴 う、 コ ンピュー タプ ログラ ミングの知識 ・ 技術 が必 要 とな る、建築物 の平 面 の形 状 は一 つ一つがオ ー ダーメイ ドであるため 、空間 のモデル 化 にあた つても個別 に対 61

法令基準 のよ うな位置付 け とな っているのである。 ここで避難行動予測における各種 の条件 の設定方法 と、予測結果 に対す る評価方法 につ いて考 えてみた い。 まず 予測 の条件 であるが 、例 えば同 じ平面 であ つて も、避難対象人数 を少な く設定すれば、 これに呼応 して避難時間 も短 くなるように、予測結果 に直接 影響 を 与えるものがある。 また 、予測 に用 いる人 間 の基本特性 、例 えば流動係数や歩行速 度 の設 定 も、結果 に影響 を与える。 この ため本論文 の次章では、指針法 と PM法 を同 じ平面 に適 用 してその結果 の比較 を行 つて い るが 、解析手法 の違 いだけを比 較す るために共 通 の基本 特性 を用 いて いる。 この点 で 、現在す べ ての避難行動 予測に用 い られて いる基本特性 が 、 日常行動 に基 づ いて いる ことは問題 であるが 、 これ につ いては 「そのようなデ ー タで予測 しても危 険 が 予想 され るな らば 、非常時 にはさらに危 険 となろ う」 という割 り切 つた見方 をせ ざるを得な いであろう。 したが って 、予測結果 の数字 を盲信 した り、単 に許容時間以 内 であるか ら安全 であると判断す るのは短絡的 である。 これは コ ンピュー タシミュ レー シ ョンにつ いても言え る ことで 、予測 の実行 と結果 の評価 には、避難時 の人間 の諸特性 や集 団歩行 の基礎 的 な知 識 に立脚 した判断 が必 要であろう。 次 に評価方法 であるが 、例 えば避 難許容時間な どは本来 な らば 、火災拡大の性状予測 と 火や熱 に対す る人間の反応か ら定 め られるべ きであろ う。前節 に示 した東京 ドーム におけ る煙性 状予測 な どはその一環 と して位置付 ける ことができる。 しか し、火災性 状予測 は避 難計算 よ りはるかに複雑であるた め 、一般 の建物 に まで これ を要求する ことは非現実的で ある。指針法 の評価 では、例 えば許容避難時間 を各室や廊下 の面積 の平方根 の関数 で与 え て いるが

(P。

46∼ 47参 照 )、

これ は上 のような事情 を考慮 し、 さ らに現 実的 に無理 な平面計

画 を強制する恐れがな いとい う見通 しに立 った 、一種 の行政的 な判断 とエ キスパー トジャ ッジメン トが含 まれた 、 いわゆる 「腰だ め 」 の評価基準 なのであ る。 したが つて 、少な く とも指針法 では、予測方法 と評価基準 は対のものである と考 え ざるを得な い。す なわち 、 避難行動予測 を別の方法や違 つた 条件設定で行 う場合 に、例 えば指針法 と同 じ許容避難時 間 を用 いるのは問題 である。 上 のような 問題 を抱 えて い るものの、現在 の 「避難計算」は、法令 の限界 を補 う安全性 の定量 的評価手法 として、十分 に機能 を果た して いる ことも事実 である。例 えば 、指導す る側の立場か ら見れ ば、従来 は単 に機械的 に法令 の規定 に適合 させただけで 、感覚的には 不適切 と思われ る平面 でも 、 これ を是正 させるには困難 な面があ つた。 しか し、避 難計算 を行 うと、 このよ うな平面 はほ とん どの場合 「不可」 となるのである。 「避難計算」の確立 と普及によ つて上のような効用 が得 られ て いる反面、 この ことが避

照 )。 SLAH Ⅱを使用 したシミュ レーションには上原茂男による、煙 の拡大状況 も同時 に予測 しなが ら、 これ に応 じての避難行動 を予測す るモデルがあ り、文献13)に 報 告 されて いる。

4)こ のシミュ レーションは竹中工 務店が早稲 田大学池原研究室 に委託 して行 つた 。本節 (3)お よび文献 10)参 照 .

5)例 えば、筆者 らによる報告、文献 14)、 15)等 がある。 これ らについては本節 (3)に 記載 した。

6)こ のような問題提起 は例 えば文献 16)、

17)等 で 、 コンピュータ利用以前 か ら行われて

いたが、 シミュレー シ ョンを利用 した報告は文献 18)が 最初 と思われる。 7)筆 者 は研究者達 の協力 を得て、 この種 の動画 ある いはその他 の映像化 された資料 を集 成 した ビデオ資料 を作成 し、 注 10)の 研究協議会 の場 で上映 した。 ビデオテープは 日 本建築学会図書室に保管 されて いる。 8)こ の研究 は これ まで発表 されて いな い。

9)図 -3.31に は1979年 以降か らは電算シ ンポジウムヘ の発表が加わ つてお り、 これ らのなかには他 の媒体 へ の発表 と重複 した内容が含 まれて いる。 したが つて この図 だ けを見る と、発表件数 の減少 はあ まり顕著 ではな いが、 この ような重複発表 を除外す るとさらに減少傾向が明確になるものと思われ る。 10)こ の研究協議会 は建築計画委員会 の主催 で 、1987年 10月 9日 に行われた。 パ ネ ラーは 岡田光正 、渡辺仁 史、室崎益輝 、そ して筆者である。 11)筆 者 の コンピュータによる図式解法 は、1985年 に文 献26)に 発表 して いる。 その他 の 事例 は、防災計画評定委員会 の委員 として筆者 が審査 した防災計画書 で見 られた。 参考 ・ 引用文献 1)川 村武雄 :防 災計画 の定量化 「マル コフ過程 によるグルー ピング手法」 の応 用、 日本 建築学会論文報告集 、No。 233、 1975

2)中 西俊男 :シ ステム シミュレー ター、産業図書、1969 3)吉 田邦彦 :規 模計画 へ のシミュ レーションの応用、 日本建築学会大 会梗概集、 1969 4)渡 辺仁史 ほか :空 間 における行動特性 の研究 その1.行 動 の構造 のマ トリックス表現、 日本建築学会大会梗概集、1970.9 5)吉 田克之 ほか :空 間 における行動特性 の研究 そ の2.シ ミュレー ションモデル、 日本 建築学会大会梗概集 、1970.9 6)内 藤博幸 ほか :空 間 における行動特性 の研究 その3.シ ミュ レーシ ョンのOUT― PUT、 日 本建築学会大会梗概集 、1970.9 7)中 村良三ほか :空 間 における行動特性 の研究 その4.フ ローの数理 的解析、日本建築学 会大会梗概集、1970.9 8)泉 千佳子 ほか :空 間 における行動特性 の研究 その5。

SD法 による空間の定量化、日本

建築学会大会梗概集 、1970.9 9)橋 本修英、木村幸司 、吉田克之 :施設計画 に関す るシミュ レーシヨンの応 用 ―ホテル における車捌 きの例 一、 日本建築学会大 会梗概集 、1971。 9 10)竹 中工務店 :サ ンケ イ新館 の防災計画 につ いて、建築防火72号 、 日本科学防火協 会、 1972.11

第4章 た歩行行動の予測 集団の 伸縮を 考慮し

4.1

在来 の図式解法 の問題点

{1)比 較 の対象 と した 図式解法 第 1章 ではこれ までに提案 されて いる図式解法 につ いて分類整理 したが、 ここでは これ らの 中か ら代表的な手法 を取 り上 げ、 同一 の例題 に適用す ることによつて 、 これ ら在来 の 図式解法 の問題点 を探 求 する。 まず 、第 1章 の分類 による微分 グラフは 、既述 のように理論 的 に積分 グラフと表裏 一 体 のものであ り、単に表現が異なるのみである ことが明 らかであるため 、比較 の対象 か ら除 外 した 。積分 グラフの 中では現在 わが国でも つとも普及 して い る指針法 を対象 として取 り 上げた 。距離 グラフは PM法 のみであるので 、 これ′ を指針法 と比較対照す る ことと した 。 指針法 と PM法 の グラフの形 態 の特徴 を以下 に要約す ると、 まず 、指針法では縦軸 に 累 積 人数 を、横軸 に時間 を とり、 グラフの勾 配 が単位 時間 当た りの人数 を表 わ して い る 。

PM法 では縦軸 に進 行方向の距離 を、横軸 に経過時間 をとり、 グラフの勾配 が速度 を表 わ す仕組 みである。 また、両解法 の手法 をみる と、 PM法 では集 団 の速度 を密度に関連 して 決定 して いるが 、指針法 ではこれ を考慮 して いな い点 も、見逃す ことが できな い相違点 で ある。

{2)歩 行特性値 の共通化 これ らの手法 に用 い られる歩行特性値 (速 度、密度、流動係数 )に つ いては、 まず 、指 針法では戸川 の調査研究 をもとと して いる。 PM法 では密度・ 速度・ 流動係数 の関連数 表 (以 下、単 に 「数表」 と略す )を 用 いる ことに して い るが、 これがPredtechensk五 ら 自身

:￨(ρ y=1.5)(1<ρ <15) 一 ― 戸り ‐ 一 ― PM法 (開 口部)(0.08≦ ρ≦7.67) 一 …… PM法 (通 路 )(0.08≦ ρ≦7.67)

密 図 -4.1

度

ρ (人 /ポ )

速度・ 密度 の比較

この他 の指標 につ いてみる と、 自由歩行速度

y″ x(m/s)注 2は 、指針法 では廊下 で1.0、

密度 の低 い居室 で1.3で あるが、 PM法 の非常時 の値 では 、水平通路 で1.35、 扉等 の ネ ッ クで1.58で ある。歩行集団がネ ックによ つて滞留 す るときの最大密度 ′ x(人 /ゴ )に つ “ いても、 指針法 では附室 で5.0、 廊下 で3.33で あるのに対 し、 PM法 の数表 に示 された値 は7.36が 最大 である。 両解析法 は類似 した歩行特性値 を使用 して い るが、等 しくはな い。手法 の違 いによる結 果 の違 いを観察す るた めには歩行特性値 を等 しくしなければな らな いが 、 どの値 を採 用す べ きかにつ いては意見 が分かれるところである。 しか し、 この点 の追究 は本研究 の主 旨で はな いの で 、 ここではⅣにつ いては戸川 の提案す る1.5人 /mosに 固定 し、 自由歩行速 度 y″ xに つ いても 戸川が示 した (1)式 の成 り立 つ範 囲にお いて ρを 1人 /ポ と した 時 の1.5

m/sと した。 また、 ′ xに つ いてはPredtechenskiiら の値 に近 い整数 である8人 /道 を採 用

“

した。 また第 1章 「 1.4研 究 の 方法および用語」 でも述 べ た よ うに、本来 の指針法 における 滞留人数 は、ネ ック手前 の待 ち人数 だけでな く、通路 を歩行 中の人数 も加えた人数 として 定義 されて いるが 、本研究 では指針法 にお いても PM法 と同様 に、ネ ック手前 の待 ち人 数 のみを滞留人数 とした 。 図 -4.2は 60人 の集団 が 幅員 3mの 通路 に停止 した状態 か ら右方向へ進 むもの とし、 前方に は 2m幅 の ネ ックがあ る とした例題 である (本 図 は以下 、単 に 「例題」 と略す )。

後 とすれば 、 Pν ″xは 次式で定義 されて いる。 P″ ″

==P―

″れ Ⅳ (ι ゎ一 ιι )… ……………………………… ":(2)

上 式 よ り Pψ "χ =42人 を得 る。

}PM法 による解析結果 “PM法 による解析結果 を図 -4.4に 誉 15 縦

:2

示す。

流 出開始 13.3s

流出完了 33.3s

A

ネック位置

C

/魏

躍

ら ひ B点 座標 :(24.ls,10。 最大滞留 人数

9m)

:

(12■ 10.9)× 3× 8=26.4(人 )

20

10

3o

40 時 間

図 -4.4

(s)

PM法 による解析結果

上 図 の グラフ① と② は集団 の 末尾 と先頭 の、それぞれ の歩行状況 を表 わす 。両者 の勾配 は等 しく、但)式 にお いてⅣ=1.5、

ρ=60/18(人 /ぷ )と した場合 の速度、0.45m/sで あ

る。先頭 の ネ ックヘ の到着時刻 は図 -4.4中 の点 Aで 示 され る。 この時刻以降 に、ネ ッ クの前 に滞留圏 が形 成 されてゆ くこ とになるが 、そ の形成速度 、す なわち滞留圏 の末尾位 置 の速度

だ

7。 '(m/s)は 次式 で求 める。

=

…

…

…

… …

③

ここで 闊 ま幅員 (m)、 ρは密 度 (人 /ぷ )で 、 添字 r″ 、″と はそれぞれ通路 とネックを示 す。 ρ″をは滞 留圏 の密度で、人 の密集 した時 の最大密度 ρ″xを 用 いる。 本論文では前記 共 通化 によ つて Nの 値 を一定 と したため 、(3)式 lま 次式 に変換 された。 ― Ⅳ

(晰 無

7。

==

-1)

■

P^*-

P "n

… … … … … … … …… … … … … “… =(4)

表 -4.1

指針法 と PM法 の結果 の比較

解 析 項 目 Ｓ Ｓ ／ ｓ ｓ ｓ 人 ｓ ／ ｍ ｍ

ネ ック手前 の速度 ネ ック流 出開始 ネ ック流出完 了 ネ ック通過所要時間 最 大滞留人数 最大滞留時刻 ネ ック通過後 の速度

指針法 1.5

3.0 23.0 20。

0

42.0 10.0 1.5

PM法 0.45 13.3 33.3 20.0 26.4 23.1 (不 定 )

a.時 間 に 関する考察 ネ ック通過 所 要時間 は指針法 で は単 に人数 、流動係数 、ネ ック幅 か ら得 られ るのに対 し、 PM法 で は まず 滞留 圏 の拡大速 度 を求 め 、次 に滞留圏 に対す る末尾 の到着時刻 を求 め、 さらに滞留圏 の減衰速度 を求め 、 これ よ り通過完 了時刻 を求 めるとい う複雑な手続 き が必 要である。 しか し、 この ように計算手続 きは異 な っても 、両解析法 とも結果は等 しく 20秒 であつた 。 次に、流出開始時刻 と流 出完 了時刻 には大 きな違 いが見 られ るが 、 これは指針 法 では集 団 の速度 を1.5m/sと して いるのに対 し、 PM法 では0。 45m/sと して いることが原因である ことは明 白である。両者の速度の違 いは 3倍 以上の開きがあるが 、 これにつ いては どち ら が正 しいか というよ りも、両者 とも先頭か ら末尾 までの 、集 団全体 が等 しい速度で歩行す る ことに問題 があると考 える。 集 団 の先頭付近 には密 度 の低 い部分がある ことは 、PredtechenskHら も認 めている とこ ろであ り、また、戸川の観察 でも報 告 され て いる注3。 自由歩行速度 で歩行できる最大の密 度 を自由歩行密度 ′ルと呼 ぶ とす る と、集 団 の密度が ρ rr以 上の場合、先頭が後続部分 と 同 じ低 い速度 で歩行す るのは実態 と比較 して不 自然 である。 この点 で 、指針法が先頭速度 を 7“ xと して いる ことは是認 できるが 、末尾も同 じ速 度 で歩行す るのは集団歩行 を正 しく 反映 して いる とはいいがた い。一 方、 PM法 では末尾 は密 度 に応 じた速度 であるが 、先頭 につ いても末尾 の速 度 を採用 して いる ことは 、実態 を反映 して い るとは いいがた い。 両解析法 の結果 の違 いは、 この よ うに、先頭 と末尾 との速度差 を考慮 していな い点 に起 因す るもの と考 え られ る。

′

/

速度 を5.5m/sと す る と、末尾走者 が ス ター トライ ンを通過す る 6分 後 には 、集団 の長 さは

1,980mと 、 当初 の2.5倍 に伸長 していることにな る。 また 、 この時 の末尾走者 につ いて考 えると、集団長 さの伸長 の結果、集団密度が低下 し、前方 の走者 との間隔 が 当初 よ り開 い て いるため、その速度 はス ター ト直後 よ りは高 くな つて いるはずである。 この ような集団の拡散 、す なわち、先頭 と末尾 との速度差 によ つて 当初 の集 団 の長 さが 伸長 し、密度 を低下 させなが ら速 度 を上昇 させてゆ く現象 は 、走行集団 だけでな く、 日常 の歩行集 団 にお いても随所 で観察す る ことができる。図 -4.5は この ような先頭 と末尾 との速度差 によ つて発生す る現象 を示 して いる。 進行 方向 ― ―→

(a)

歩行前の 集団 ― 分布 (均 に )

● ●

●

０

． ●

:

●

(d)

‖

:・:・

●

蒻 ")撮 大

l卜

●

.

)

０ ●

・「 」 ・

歩行中の集団 (自 然 拡散― 伸長 _

●

(b)

翻

ネ キ 翻

lli団

図 -4.5

歩行 に現れ る集団 の伸縮

図 -4.5(a)に 示す集団が歩行 を開始す る と、 (b)の ように拡散 しなが ら伸長 してゆ く。 これは 日常では、例えば横断歩道の信号待 ちの集団が歩行 を開始 した時 な どに見 られ る。 この特性 が 団体 行動 の障害 とな り、 これ を避 けるた めに特別 の工 夫 を必要 とす る こ と もある。例 えば分列行進 をする場合 、 いきな り歩 行開始 させ る と行列 が 次第 に長 くな つて しまい、行列 の長 さを元 に戻すた めには列 の後半 の 人々は駆 け足 を しなければな らな い。 行進 の開始 に先立 ってあ らか じめ 足踏 みをさせておき、号令 とともに一 斉 に歩行開始 させ るのはこのような現象 を避 けるた めである。 このほか 、歩行開始直後 の先頭 の速度 を抑 制 す る等 の工夫 を行 つて いる ところもある注7. また、例 えばデ モ行進 のような行列 を見て いる と、次 のような現象 も観察 できる。す な わ ち 、集 団 が信号 な どで停 止す る時 には 、先頭 が停止 しても後 続 の 人 々は 同時 には停 止 せ ず、前方 の人 に接 近 、ある いは接触す るまで歩行 を続 ける。 このため 歩行者 の前後間隔

によれば、一 人 当た りの面積 はメッシュの面積 0.55× 0.55よ り、3.3人 /だ 、 ある いはそ の 2倍 注8の 6.6人 /ゴ と推測 される。 坂井 らは この解析 によ つて歩行集団 の最大密度 を求 めてお り、 この結果、 「押 しこん で 流 しても、流入 日付近 を除 いては、3.8を 大きく越 えるような密度 はあ らわれな い」 と し、 「高密度 は通路前 方に『 ネ ックがある』 か『 交差流 ある いは対 向流 がある 』等 の状況 を設 定 しなければ つ くり出す ことができな い」 と結論 づ けて いる。 これ よ り、 この研究 は集 団 の 伸 長 の 解 析 が 目的であ つた とは考 え られな い。 また 、中 らの一 連 の研究 の他 の報 告 に も 、 このよ うな解析 に関す る これ以上 の 記述 は見 られな い。 第 2の 研究 は河井信之 らによるのもで 、複数 のネ ックを通過す ることによる遅れ時間 の 文4)で ぁる 合計 を求 める式 を提案 し、実態調査 と比較 したもの 。 ただ し、河井 らは集 団 の 長 さではな く、ネ ック通過 によ つて集 団 の先頭 と末尾 との通過完 了時間に表れる差 を示 し たに とどまつている。 以上 に よ つ て 、集 団歩行 に ともな う伸縮現象 は 日常 しば しば観察 され るにもかかわ ら ず 、 これ を対象 と した研究 ある いは これ を反映 したモデルの開発は、 これ までほ とん ど行 なわれて いな いことを明 らかに した 。

4.3 EBモ

デル

前節 で指摘 した既 往 の図式解法 の問題点 は、上 に述 べ た集団 の伸縮 が考慮 されていな い ことによるものであると考 え、 EBモ デル (Elastic B10ck Model=イ 申縮 ブ ロックモデル ) を考案 した 。以下 にその基本的な考 え方 とモデル の メカニ ズム を示 し、 さらにこれ を図 ―

4.2の 例題 に適用 する ことによ つて集 団 の拡散 を反映 した場合 の解析結果 を示 し、指針 法 および PM法 の結果 との 比較 を行 う。 (1)EBモ

デル の概要

以上 のような集団 の伸縮 をモ デル化す る場合 、集 団を一体 として取 り扱 い、その先頭 と 末尾 との速度 に着 目す る方法 もあるが、 これでは集 団内部 の密 度 の変化 を取 り扱 うことが で きな い。そ こで まず 、集 団を進行方 向 に任意 の 区間に等分 し、そ の一 つ一つ につ いて 先 頭 と末尾 を進行 させ る こととし、分割 された集 団 の部分 をブ ロックと呼ぶ ことに した。 図 -4.7を 用 いて各 プロツクの進 行 のルール を示す。

遅れ、ブ ロッ クの長 さが伸長す ることになる。 この手続 きを単位時間 ごι の 中で、順次す べ てのブ ロックにつ いて行 な う。 すなわち集 の間 に一 斉 に歩行 す る。 現実 の歩行集団 では 、先行 プロ ッ 団は、先頭か ら末尾 までが ごι クの 歩行開始 か ら後 続 ブロックの 歩行開始 との間 に 、行動開始 までの若千 の遅れも考 え ら れ るが 、 ここでは無視 した。同様 に、第 1プ ロッ クは歩行開始 と同時 に、瞬時に 7″ .に 達 す ることとした 。 この EBモ デルの原理 は簡単 であるため 、各 ブロックの動 きが視覚的 に表現できるよ う にBASICを 用 いてプ ログラム した 。

{2)EBモ デルの歩行 と停止 a.理 論式 表 -4.2を

用 いて EBモ デル における集 団 の 歩行 と停止 の メカニ ズム につ いて述 べ

る。 表 -4.2

デル の プ ロ ックの進 行

□日

時

EBモ

プ ロ ックの状態

間

プロック密度 =ρ 。

末 ル

歩行予定距離

□］ 一

ι→ t+ご ι

lFll

伸長

先頭が自由歩行

ptlp.^ 伸長

先頭が先行 プロック

t+ご ι

末尾まで歩行 ρ。

<ρ 2x`肝

前方滞留 による

ρ ら

ρ

〓

プ ロ ックの圧 密

一 ロ

縮小

５ １

日 ︶選 堅 ︵

ｓ ｓ ｍ ｍ／ ｍ ¨ Ｏ ﹄ ¨ ¨ ５ ︲ Ｏ 。 一 一 ・ ・ ． ． ０ ６ ３ ︲

Time No.peoplo Row Length Row Width Neck‖ idth Neck Pos. Mё x.

Den.

Lx. Uel. Output int.

Ciock Time

10

20

30 時間

図 -4.8

EBモ

(s)

デル による 集 団 の 自然拡 散

５ ２

日 ︶避 赳 ︵

Tine

No.Pooplo

31.50s 60

p

Row Length 6.O m Row llidth 3.O m NOck Width ――― Max. Den.

――― 8.O p′ sm

Max. Uel.

1.5 m/s

Neck pos.

Output lnt. 0.20s

Clock Time O.10s

10

20

30 時間

図 -4.9

(s)

EBモ デルによる集団 の停止

図 -4.9は 当初 の集団末尾位置か ら12mの 地点 で先頭 が 歩行 を停止 した 状況 である。 図 -4.8で は集団の拡 散 によ つて 、各 プロックの長 さが先頭 プロックか ら徐 々に伸 長 してゆ く様子 が再現 されて いる。 この拡散 の状況 を、本 モ デル の特性 か ら考察す ると、集 団末尾 の速度 は次第 に上 昇 し、

7″ xに 限 りな く近 づ くはずである。 また、集 団全体 の密度

は先頭 の方か ら徐 々に低下 し、1.5人 /ゴ に限 りな く近 づ くはず である。 この推定 に関 し ては次節 に検 討結果 を示す 。 81

表 -4.3

ネックを通過中 のプ ロックのネ ック通過のメカニズム の

ク 時

状

態

間

ごι 時 間後 には通過 が 完 了 しな い場合

σι 時間後 には通過 が完 了す る場 合

未通過 人数 」 E).

」9`

h

プロ ツクの進 行 ι→ ι十 ご

鳴 Dt'

D2'(=2)

ク ル

￨

:

￨

(^― ιl ι2

通過 人数 (P,.)

の小な る方

寺

)

P′ ′

ι+ご `

な し (通 過完 了)

未通過 人数

*1:(14)ま たは(15)式 による末尾 の位置

*2:(11)式 による先頭 の位置 *3:(1)式 よ り 7.=″ /ρ ノ′ 、 ここで ρ″は時刻 ιにおける未通過部分 の密度

通過部分 では、末尾 の前進 によ つ て長 さが縮小 し、 さらにネ ックの規制 によ つて とり残 さ れた人数 が加算 され るため密 度 が 高 くなる。 この よ うな関係 を反映す るため 、 EBモ デルではネ ックを通過 中のプロックではこれ を 既通過部分 と未通過 部分 とに分 けて取 り扱 う ことに して いる。 また、 このためブロッ クの 先頭 と末尾 の進行距離 の算定 と、ネ ック通過人数 の算定 とを別 々に行 う ことに して い る 。 まずブ ロック末尾 の進 行距離 に つ いては、末尾速度 を定めるブ ロックの密 度 は (16)式 の ようにブ ロ ック全体 の密度ではな く、未通過 部分 のみの密度 を用 いるの で、次式の いずれ か となる。 つぁ,=ク ぁP+Sψ b2

(五 らψ′>五 ″η′)"… ……………………。(19)

,b9=ク ″″― 五″″` (Zら vr≦ 上記 2式 にお いて 、

五″″r)“ ………………………1(20)

は歩行開始時 の集 団末尾 か らの距離 で、 クゎ′は 歩 ハ ,ぁ ぃ つ″々 '。

秒後 におけるプ ロッ ク末 行開始 よ り ι秒後 におけるプロ ック末尾 の位置 、 ,b`は ι+ご ι

前 の位置 にあるた め、 プ ロ ックがネック位置 まで進 行す るまでの時間帯 にはネ ック通過 が な く、その分 だけ通過人数 が 少な くな る ことであ る。 また 、後続 プロックではこの条件 に 加え、前項 で述 べ たように 同 じごι 時間 の間 に 、 す でに先行 ブロックの最後 の通過 がある ため、 この人数 も差 し引 く必 要 がある。以上 に関す る EBモ デルのメカニ ズム を表 -4.

4に 示す。 表 -4.4

初め てネ ックを通 過 する プ ロ ックのネ ック通 過 のメカ ニズム 態

時

間

先 頭 プ ロ ツ ク の 場 合 先頭 プロ ック

後 続 プ ロ ツ ク の 場 合

第 ゴプロ ック

第 (」

-1)プ

ロ ツク

未通過 人数

プ ロ ックの進 行 :

ι→ ι+ご

進 行距離 は (11)∼ (15)式 に よ 2

る

第 (ゴ ー 1)プ ロ ックの進 行距離 は 表 4.4に よる ￨ 第 」プ ロ ックの進 行距離 は (11)∼

￨

(15)式 による

Plと P2の Jヽ 通過 人数 (P,.)

なる 方

ム=几 c+ 凡=几 +

Pl、

P2、

P3の うち最 小 のもの

R=Rc+

鳥=几 寺 0 P3=P″ P′ ′ “ (33)

ι十 ご `

未通過 人数

P,c=ハr"1.ご ι Pら はプ ロ ックの人数 この 式 におけ る P″ たと P′ ′ は第 (ゴ ー 1)プ ロ ックのネ ック通過完 了時 に求 めた値

85

表 -4.5 解

析

項

EBモ

目

注

Ｓ Ｓ ／ ｓ ｓ Ａ ｓ ／ ｓ ｍ ｍ

ネ ック手前 の速度 ネ ック流出開始 ネ ック流 出完 了 ネ ック通過所要時間 最大滞留人数 最大滞留時刻 ネ ック通過後 の速度

デル、指針法 、 PM法 の結果 の比較

EBモ デル

指針法

PM法

1.5*1

1.5 3.0 23.0 20.0 42.0 10.0 1.5

0.45 13.3

3.0 23。

0

20.0 15 ・ 2 19 *2 1.5

33.3 20。

0

4 23.1 26。

(不 定 )

*1:先 頭 のみの速度、末尾 は連続的に変化する。 *2:図 上 よ り読 み取 つた値 。

滞留人数 は指針法 と PM法 よ り少な い値 とな り、それが発生す る時刻 は両者 の 中間 の値 で あ つた。

4.4

集団 の先頭 と末尾 の軌跡 の検討

「 4.1在 来 の図式解法 の問題点 」 では、先頭 と末尾 の速度 の差 が考慮 されていな い こ とを問題点 と して指摘 した 。前節 では これ を反映 させ るため に EBモ デル を考案 し、 これ が よ り実態 に近 い結果 を得 る ことができる ことを示 した。そ こで EBモ デル を用 いて集 団 の先頭 と末尾 の軌跡 につ いて検討 を行 つた結果、在来 の図式解法 の補 正方法 に対す る示 唆 が 得 られたので、本節 ではその過程 につ いて述 べ る。

{1)軌 跡 に影響 を及 ぼす要素 同 じ歩行条件 の集団 に対 して EBモ デル を適用 した場合 、結果 に影響 を及ぼす要素 は単 位時間 ご2と プ ロック分割す る場合の分割数 Xで ある。 ただ し、 EBモ デルではすでに述 べ た ように、集 団先頭 は常 に一 定 の速度 7″ xで 歩行す るとして いるので、 これ らの要素 の 影響 は受けな い。 まず、単位時間 ご`に よる末尾 軌跡 の変動 を図 -4.12に

示す。 これは例題 にお いて

単位時間 ご′を1。 0∼ 0.05(s)の 間 で変化 させた結果 である。 これ を見る と、 ご.が 大 であ が0.5以 下ではほ とん るほ ど末尾軌跡 は直線的 になる傾 向を示 す ことがわか る。 また 、 ごι ど差 がな く、 とくに0.1の 場合 と0.05の 場合 とではほ とん ど重 な つて いる。

Ｆ﹄ Ｌ

時刻 七の状態

Ｆ﹄Ｌ

時刻

進行方向 ―一 →

t+」 tの 状態

1 1

1 五

∠五 図 -4.13

五

=一

― き

(y″

一 σl θ

分割数 κ=1の 場合 のプ ロックの伸長

ε ι

)

… …… … … … … … … "… … … … '(23)

「

上 式 の 定数 σlは ι=0の 時 の集 団 長 さ を Z。 とす れ ば 、次式 で表 され る 。 σl=y“ χ― σ五。… …… ……… ………… ………………………………… (24) これ よ り、 Zの 伸 長 に関す る次 の式 を得 る。

ι =÷ (た

(7" (y"―

σ五 めθ つ ………… OD

だ し、 σ=L″ ヽ/P)

集団の拡散 が完 了した時 の長 さ五sPは 、上式 にお いて、 ι→∞ とすればよいので次式 で 表 される。

① ムP=廿 =響諭 … … … … … … … 。 であるか ら、 この 五に上 式 の ん`′ を代入すれば、拡散 ここで、集 団 の密度 は P/ι 〃″ ″ 完 了時 の密 度 は Ⅳ/7"xと な ることがわかる。 したがつて、拡散 につれて密度が 自由歩行 密度 ρ frに 、速度 が

7″ =に

限 りな く近付 くとい う 「 4.3(2)EBモ デル の歩行 と停止 」

で述 べ た仮説 は、 まず κ=1の 場合 に つ いては証 明 された 。 次 に、集団末尾 の軌跡 の 方程式を求 め る。歩行開始 か ら ι秒後 までの集団末尾の歩行距 離を

'bと

は (27)式 で定義 できるので これに (25)式 を代入 し、 (28)式 を得 る 。

する と、 'ら

つ。=y“ xι 一 二十 五。……………………… ………………………"(27)

Do: V-' t 以上 で分割 数

・ "(28) +ι 。 "… …・ "'・

Kが 1の 場合 の集団末 尾 の軌跡 を明 らかに した。 これ を例題 に適用す る

と、 まず集 団 の長 さであるが 、 (25)式 に に ″=3、 Ⅳ=1.5、

7"x=1.5を 代入 し、次式 を得 る。

P=60よ り σ=0.075、 五。=6、

見 ると、 κが 大 であるほど速度上 昇は遅延す るが、 ス ター トラ イ ンを越 えてか らの速 度 上 昇 が早 いため、よ り早 く 7″ xに 収敵す る傾 向が見 られ る。 この ように、軌跡 が 直線的 にな る傾 向を読 み取 る ことができる。 このこ とよ りκ→∞ とした 場合 について 、次の推測 が 導 かれ る。 まず末尾の軌跡 につ いては、歩行開始が ら、歩行開始時 の集 団先頭 の位置 (以 下 、 「ス ター トラ イ ン」 と呼 ぶ )ま では 、初期密度 に応 じた一定の速度 で進 み、 ス ター トライ ンを 過 ぎると同時 に速 度 が 72xに 上 昇 し、密度が ′Frに 低下するはず である。次 に、 この こ と は集団 の任意 の部分 についても 言 えるはずであるか ら、スター トラ イ ンよ り手前 にお い て は初期密度 (歩 行開始時 の密度 )で あ り、 これよ り先 では密 度 は ρr′ となる、すなわ ちス ター トラ イ ンが拡散開始地点 とな るはずである。 この推測 の裏付 けを求めるために、EBモ デル を用 いて例題 にお いて κ=120と して解 析 した ところ、図 -4.15に 示 す 結果 を得た。 この結果では分割数 κが 十分 に大 ではな い ため 、 ス ター トラ イ ン近傍 における密度変化 の境 界線 は明確 には現われて いな いが 、上記 推測 を裏付ける傾 向を読み 取 る こ とができる。 さらに、 この図 を見 ると、滞留 圏 に対す る後続 ブロックの到着 の様子 も 直線的にな つ て いる ことがわかる。す なわち 、図 -4.9や 図 -4.11に

見 られたような滞留圏 に対す

る 「軟着陸特性 」が消滅 し、滞留 圏 の境界 が 明確 に現われ てきて いる。 図式解法 ではグラフが 直線 でな いと作図 が 困難なた め、実用性 の点で問題 であつたが 、

５ １ ２ １

日 ︶縦 墨 ︵

Time

No.People

6.80s 60

p

Row Length 6.O m Row Width 3.O m Nook Width 2.O m N00k P06.

12.O m

max. Den.

8.O p/sm

mex. uol.

1.5m/s Output lnt. 0.20s

Clock Time O.05s

30 時間

図 -4.15

(s)

分割数 κ=120と した場 合 の例題 の結果 91

(3}分 割数 κ→∞ の場合 の滞留圏 の形成 と減衰

注9

前記 の検討 によ つて κ→∞ とす る と「軟着陸特性 」 が 消滅す る ことが推測 された 。す な わち この場合 、歩行者 は手前で徐 々に速度 を落 としなが ら滞留圏 に接近 し、連続的 に滞留 圏 の速 度 に一 致す るのではな く、滞留圏 に合流 する まではその影響 を受 けな い速度 で歩行 を続 け、滞留圏 に突入す る と同時 に、不連 続的 に速 度 を低下 させ るもの とみなせ る ことが わか つた。 ここでは この ような仮定 を した場合 の、滞留圏 の形 成 につ いての解析的検討 を 行 い、補 正方法の検討 の参考 とす る。 図 -4.16は

、時刻 ιか ら ι十 ∠ ιまでの間 の 滞留圏 の形 成過程 を示 したものであ

のネ ックを密度 ρarの 集団が通過 して いるところで、 る。図 -4.16(a)は 、幅員 に 々

進 行 方 向 ―― → 滞留 圏境

(a)時 刻 tの 状況

(b)滞 留 圏末尾 の

博

間 区

ユ ー← ．

・ ＋

間 区

進行距 離 Sp・

(c)到 着集 団の 進行距離 Sar 乙 L"

I1

(d)時 刻 t+∠

L"

1

t

の状況

留 圏 境 界 滞 J 図 -4.16

滞留日 の形成過程 93

ノx=

…

…

…

…

……

…

… 。つ

…

さらに ゴに (35)式 を代入 して ゴx=

(1-統

)…

…

……

…

①

を得 る。時刻 (ι 十 ∠ ι)に おける滞留圏 の末尾位置 の移動距離 ∠五は ∠ Z=SPs― ゴx "… "・ “,… …"… "… … …………………………… 。(39) "・

であ り、 ι=0の とき 五▼ =0で あるか ら、 これ よ り

L=

… …

ι…

…

…

く

0

を得 る。 また上 式 よ り、滞留圏 が形 成 され る速度 7cは 五ψ/ι であるか らPredtechenskii らが示 した滞留圏 の形 成速度、 (4)式 が導 かれ ることが確認 できる。 次 に、滞留人数 が 最大 となる時間 を求 める。滞留人数 は集団 の末尾 が 滞留圏に到達 した 時 に最大人数 を示す ので、 Zvを 通過 した人数 の合計 P`が 集団 の人数 Pに 一 致す るまでの 時間 ιxを 求 めればよ い。 ∠ ι時間 に 五″を通過する人数 ∠ Pは ノxに ″ρ″xで あるか ら、 これ に (37)式 を代入 し、 ∠ ι→ 0の 極限 をとると Pι

=

ρ X降 ρ ar “ 『

L.

・ (41) 」 Ⅳ ι…………………………………

を得 る。 ここで Pι =Pと なる ときの ιを求 めればよ い。す なわち、集団先頭 がネ ックに到 着 してか ら最大滞留人数 を得 る までの時間 ιxは 次式 で表す ことができる。 た=

…

上 式 に例題 の P=60、 ′ar=1、

^=

ρ"x=8、

…

…

″L=3、 …

=2J2…

…

…

…

,0

L.=2、 ハr=1.5を 代入する と、 …

…

"0

…

を得 る。す なわち、集 団先頭 のネ ック到着 か ら12。 72秒 後 に滞留人数 が最大 とな り、その時 の滞留圏 の長 さ んソは (40)式 を用 いて次 の値 を得 る。

為

=

×22=抑

…

…

…

…

<0

また 、最大滞留人数 P″ xは (7)式 と同様 に 五ψ 、降 ψ 、 ′ xと か ら得 られ るので、 “ “ P″ ″x=0。 91× 3× 8=21.84 ………… "・ …………………………… (45) となる。

'

以上 によ つて、分割数 Kヽ ∞ と した場合 の滞留圏 の形 成過程 の解析 を終わる。

95

も遅 い。例 題 の集団につ いて、よ り実態 に近 い予測 を行 うには、前述 のように κ=12と す るのが適切 であると考 えるが、図 -4.17に

現わ れた程度 の差があ つても簡単 な予測 に

は十分 と考 え る。

b.補 正 の必要 のない場合 ここで、両解析法 の具体 的 な補 正 方法 に入 る前 に、補正の必要 のな い場合 があるので、 この点につ いて先 にふれ ておきた い。 例 えば図 -4.18は

、例題 の通路形態 に対 して集 団 の密 度 を1。 0人 /ゴ 、 すなわち人

数 が 18人 の集 団 とした場合 を、指針法 と PM法 で予測 した結果 であるが、滞留人数 にやや 差 が 見 られ るものの、ネ ック通過 の開始

。完 了時刻 は一致 して いる。

流出完了10.OS

R18 最大滞留人数 6人

轟 く

1

30

0 4。 Os 流 出開始

時

間

(s)

(a)指 針 法

^1 日

縦 喘

′ 流 出開始 4。 Os

流出完了10。 Os 最大滞留人数

6。

ネック位置 5人

1

20

(b)PM法 図 -4.

18

30

40 時

間

(s)

指針法 と PM法 が補正 な しで一致 する例 97

︵ く︶覇 く

末尾到着 17.33s流 出完 了 24.Os

60

最 大滞留人数

:

60-3× (17.33-4)=20.0

(人 )

ξ °

鯖

04.00s lO

20

30

流出開始

図 -4.

九=寺

20

40 時

間 (s)

補正 された指針法 による解析結果

… ……………… ① “ この式 による方法 は本章 「 4.1(5)解 析結果 の比較 と両解析法 の問題点 」 で指摘 した +― 午

指針法 の問題点 の うち、滞留圏面積 を 0と 見 な して いる ことか ら派生す る問題 は解決 して いな い。計算結果 が補 正後 の PM法 (図 -4.21、

後 出)に よる最大滞留 人数 とは一 致

して いな いの は このためであるが 、そ の差 はわずかである。 当然 ではあるが、 (42)式 で最 大滞留発生時刻 を求 めると PM法 と同 じ16.72秒 とな り、その時の滞 留 人数 も PM法 と一 致 す る ことが確認 できる。

{3〕

PM法 の補正 まず第 1に 、集 団先頭 は常 に 自由歩行 とす べ きである。 この ことは ネ ック通過後も同様

である。第 2に 集 団末尾 であるが 、 ス ター トラ イ ンまでは 、従前 と同 じ速 度 でよ いが 、そ の 先 は 先 頭 と同 じく自由歩行 とすべ きである。以上 2点 の補 正 を加える こ とによ つて 、

PM法 自体 の不 自然 な点 は改善 できる。 これに加 えて 自由歩行速度 と最大滞留密度 を指針 法 と共通 の値 とし、流動係数 の値 を、密度 に関 わ りな く一定 とすれば 、指針法 の結果 と一 致 させ る ことができる。 また 、先頭到着、滞留 圏形成 、滞留圏減衰 という従前 の作図手順 はその ままでもよ いが 、以下 に示す よ うに順序 を変更す ると計算 の手間が省 ける。 図 -4.21が

以上の補正 を加えた解析結果 である。

と一 致 させる ことができた 。 ただ し指針法 における最大滞留人数 の算出 は (46)式 をも とに 求 める方が簡単 であ り、 これによ つて 発生す る若干 の誤差 は実用 上支障な い程度 である。 除 しただけであ り、 これによ つて こ しか し、 この補正 は両解 析法 の理論上 の矛盾点 をツト れ らの解析法 がただちに集 団歩行 の解析法 として実態 を正 しく反映 できて いるとは言 い難 い。例 えば補正 された PM法 による結果 は図 -4.17の

点線 に相 当 し、 EBモ デル によ

る結果 は同図の実線である 。両者 を比較す ると、 EBモ デルの方がよ り実態 に近 い様相 を 示 して いると考 えるか らである。 この 問題 は、指針法 ある いは PM法 のような図式解法 を 採 用す る限 りは解決 できな いと考え る。 通常 の建物 の避難行動予測 にお いては、前述 のように補正の必要 はほ とん どな いと思 わ れ るが、集団の密度が高 い場合には、補 正 さえ行えば指針法 と PM法 の どち らの解法 を使 用 しても同 じになる。 しか し、指針法 の 方 が簡便 さの点 ではまさ つてお り、 PM法 を使用 す る必 要 はな い。

4.6

ま とめ

本 章 で は 、 「指針法」 と 「 PM法 」 とを検 討対象 と し、 これ ら図式解法 の 問題点 の解 明、 EBモ デル の考案、そ して在来 の 図式解法 の補 正 方法 を示 した。以下 にその概要 を示 し、本章の結論 とする。 対象 とした 二つ の図式解 法 を同一の例題 を適用す る と、そ の結果 には大 きな差 があ らわ れ るが、その原 因 は、両解 析法 が集団 の先頭 と末尾 の速度 の差 を考慮 して いな い点 にあ る こ とを指摘 した。 これ まで にも知 られ て いた、歩行 に ともな う集 団長 さの伸縮現象 の原 因 は 、 この速度差 に起 因 した もの といえるのであるが、 これ を反映 したモデルに関す る研究 はほ とん ど行 われて いな い。そ こで 、集 団 の伸縮 を反映す るために集団をプ ロックとい う 小 区間に分割 し、それぞれ が 自己の密 度 に応 じて速度 を決定す るモデル を考案 し、 これ を 「伸縮 プロックモデル」、略 して 「 EBモ デル」 と呼 んだ。 この EBモ デルのメカニ ズム を記述 し、 こ れ による例 題 の解析結 果 を示 し、在来 の 図式解法 の結果 と比較 した 。 さ ら に、 EBモ デ ル を用 いて集 団 の先頭 と末尾 の軌跡 を検 討 した結果 、集団を無限 に分割す る と軌跡 が直線 になるとい う知見を得た。 この知見によ つて在来 の 図式解法 に対す る補 正 方 法 を発見 し、 その具体的な補正方法 と、両者 の結果 が 完全 に一 致す る ことを示 した。

101

10)解 析 は例題 にお いて歩行開始前 の集団末尾 の位置 を原点 とし、 これよ り進行方向 (図 上 で右 )へ の移動 を 「十」 とした。滞留圏 はネ ック位置 か ら左方 向へ と形成 されるの で、滞留圏 の形成速度 は 「―」で表 され る。 (47)式 の結果が 「一」 とな るのはこのた めである。 参考・ 引用文献

1)岡 田光正、柏原士郎、吉田勝行、辻正矩 :建 築 と都市 の人間工 学、鹿島出版会、 1977 2)神 忠久 :群 衆 の種類 と歩行速度 について、火災142、 Vol.33、 No。 1 3)坂 井義生、上原孝雄、中祐一 郎 :群集流動 の基本型 シミュレーション (そ の 2)、 日 本建築学会大会梗概集、pp.499∼ 500、 1973 4)河 井信之、上原孝雄、佐藤克志、小林健 二 、大戸広道 :群 衆施設計画 における歩行遅 れ時間のモデル 、 日本建築学会大会梗概集、pp.579∼ 580、 1987

103

第5章 EBモ デ ルによる集団 歩行の分析と 考察

前章 では EBモ デルによ つ て在来 の 図式解法 の補正方法 を見 出す ことが できた。本章 で は EBモ デル 自体 に関 しての考察 と、 これ を利用 して得 られた集 団歩行に関する幾 つ か の 知見 を示す。

5.l EBモ

デルに関する考察

{1)本 研究 における EBモ デルの位置付 け 本研究 では集 団 の伸縮 を反映 させるために EBモ デル を考案 し、 これ を検討す る過 程 で 在来 の 図式解法 の補 正方法 に対す る重 要 な知 見 を得る ことができた 。 この点 で、本論文 の これ までの範 囲 おける EBモ デルは、補正方法の発見 のための道具 として位置付 ける こと ができる。 しか しEBモ デル を歩行行動の予測 モ デル としてみる と、 「 3.

1

コ ンピュータによ

る避 難行動予測」 に示 した コ ンピュー タモデルの分類 の 中では、行動研究型 モデルに属す る といえるので 、歩行行動 の原理探求 の 側面 にお いての新 たな 役割 も期 待 す る ことが でき ると考 える。 5.2節 以降 では この よ うな考 え方に立脚 し、 EBモ デル を用 いての集 団歩 行特性 に関 しての検討を行 つ て いる。 発見 した補 正方法 によつて 、在来 の 図式解法 に対す る問題 は解 消 できたが 、補 正 され た 図式解法 はあ くまで略算法 であ り、集 団歩行 の解析 にお いては 、 EBモ デルのような 集 団 の伸縮 を考慮 した 手法が必 要 と考 える。

105

ック通過 (図 -4.11)の

状況 を EBモ デル によ つて予測 したが 、 これ らの場合 にお け

る内部密度 の変化 を図 -5.1(1)∼ (2)に 示す。 解析 にあた つてはブ ロックの分割数 K を0.1秒 とし、各 ブロックの密度 を 3秒 ごとに表示 した 。 を12、 単位時間 ごι 図 -5.1(a)の 自然拡散 では、 歩行 に伴 つてプ ロ ックの密度が先頭 か ら順 に雪崩状 に 低下 してゆき、 全体 の密 度 が次第 に 自由歩行密度 ρ rr(例 題 の場合 1.0人 /ぷ )に 、集 団

進行方向

︿■ ＼ く ︶ 墨 租

︵■ ＼ く ︶ “ 相

40

40

臣雄

(a)自 然拡散 の場合 図 -5.1{1)歩

(m)

距離

(b)12m地

(m)

点で停止 した場合

行 に伴 う集国内部 の密度 の変化 107

の長 さが20mに 近付 いてゆ く様子がわか る。 (b)の 集団 の停止 では停止点 (12m地 点 )の 手前 に高密度 の滞留圏が形 成 されてゆ く様子 が示 されている。 (c)の ネ ック通過 ではネ ッ ク手前 に滞留圏 が形 成 され る過程 と、 ネ ック通過後 の集団が一定 の密度で流出 している状 況が見 られる。 (b)と (c)に おける滞 留圏 の形 成 の様 子 を見ると、密度が ρ″x(8人 /ざ )と な って い る

「完全 な滞留圏」 の後部 に形 成 される 中間的な密 度 の領域 は、急激 な変化率 での密度 上 昇 を示 して いるものの、 「通常 の歩行圏」 とは連続 してお り、在来 の 図式解法 に見 られ る よ うな明確 な境界 は見 出す ことができな い。も とも と「通常 の歩行圏」 の定義が明確ではな いの で、例えば これ を「ネ ックあるいは停止点 の存在 によ つて 、 自然拡散 した場合 よ り密 度が高 くな つて いる部分」 とみな して (b)と (c)を (a)と 比較 してみる と、 停止 および ネ ッ ク通過 の いずれの場合 も、12秒 日には集 団末尾 までが滞留圏 に属 して いる ことになるが 、 この部分 の密度 は 2人 /ぷ 程 度であ り、滞留圏 と呼 ぶほ どの密度 ではな い。 以上 によ つて得 られた集 団 の伸縮時 の密度変化 の特徴 は 、以下 の とお りである。 に)集 団内部 の密度は連続 的 に変化す る け)拡 散 による密 度低下 と滞留圏 の形 成時 の密 度上昇 を見 る と、前者 はなだ らか 、 後者は急激 である 13)滞 留圏 はそれ以外の部分 と連続 的であ り、その境界 は明確 にはあ らわれな い 14)ネ ック通過後 の集団 は 「整流 」 され 、密度 が一様 になる ただ し上 記141に つ いては 、 EBモ デル で設定 した メカニ ズム か ら、次 のことを指摘 して おかなければな らな い。す なわちこの現象 は、例題 のように到着集 団 の密度 に対 してネ ッ ク幅員 が狭 く、ネ ックが ネ ックとして作 用す る場合 にのみ現われ るものであ り、そうでな い場合 にはネ ック手前 に滞留 圏 が形 成 されず 、 したが つて整流もされな い まま集団が通過 す る ことができる。

(2)ネ ック通過後 の集団 の様相 ここでは上記141の 、ネ ックを通過 して密 度 が一様 にな った集団につ いての検討 を行 う。 まず 、ネ ック通過完 了直後 の集団の長 さである。 この長 さを 五、全員 のネ ック通過所要 時 間 を ιとすれば 、 五は時間 ιの間に集 団先頭が進 む距離 yttx ιで表す ことがで きる。集 団 の人数 を P、 ネ ック幅 を 鴎 々 であることか ら、 、流動係数 を Ⅳとす ると、 ι=P/Ⅳ 鴎 と 五は次式 で表す ことがで きる。 五=7″ ι=7"流

…

…

…

…

…

…

…

…

=に つ 109

５

日 ︶糧 墨 ︵

ダ ミー ネ ック位 置

t{eck

ileck

lbx. lbx.

t,idth

Pc. Ilen.

lJel .

ｓ Ｏ ︲ ０

O.rtg,tt lnt.

Clock Tinp

ｐ ｍ ｍ ｍ ｍ¨ 晦養 眺 ＯＯＯＯ ９∞６３３８８１０ ︲

Tim |b.People Rc.r Lergth R6, l.lidth

20

10

30

(s)

時間 図 -5.2

例題 の集団 にダ ミーネ ックを設定 した時 の状況

５ １ ８

日 ︶縦 堅 ︵

６

錮 .00S

Ti口 Ю

l・

５

末尾通過 13.7s 末尾通過 11.6s

b.Poople 60

bL日

■にh

p

6.O o

b lJidth

3.O m

Pos_ ‖bx. Den. ‖bx. tbl.

1.5口 ′s

Nbok Width ――― 31gHDl《

8.O p/m

OutpJt lnt. 0.20s C:oclc Ti00 0。

10

20

30 時間

図 -5.3

10S

(s)

例題 の 自然拡散 状況 (κ =12)

ある ことか ら、 ρ y=1.5、 すなわち Ⅳ =1.5と な つ て いることがわかるが 、 これは集団 の 自然拡散 が完 了した状 態 である。 ここでダミーネ ックが このよ うな様相 を示す原 因 につ いて考 えてみる。図 -5.3は 例 題 の集 団 にお いてダミー ネ ックがな く、 κ=12と した場合 の 自然拡散状況 である。 こ こで 前項 と同様 に集 団全体 と しての流動係数 Ⅳ を求 めて みる。測定位置 をダ ミー ネ

そうでな い集 団など、状況や場所 、ある いは心理状態 も含 めた属性 の違 いによつて、流動 係数 は変動す る。 さらには 自由歩行速度や最大密度 も変動す るはずである。 戸川 は彼 の文献 (第 1章 文献 18))の 中 で 、 電車 の到着 が 2∼ 5分 遅 れた ときに、流動 係数 がも つ とも高 い値 を示 し、 これ以上遅れた ときにはむ しろ低下す る ことを指摘 し、通 勤者 の心 理 が 流動係数 の変化 に影響 を及ぼ して いる ことを示 して いる。 また、Predtechenskiiら が流動係数 の値 を非常時、 日常時 、快適時 の 3種 類 に分けて示 して いる こ とはすでに述 べ た とお りであ る。 この うち非常時 の値 を 日常 時 の調査結果 の 「上半分 の平均」か ら、 快適時 は「下 半分 の平均」か ら定めて いる。そ の 方法 の是非 は別 と して も 、 この ように集 団 の属性 による流動係数 、 ある いはその他 の 歩行特性値 の違 い は、歩行行動 の予測対象 に応 じて考慮 され る必要があろう。 しか しこれ らの変動要 因は、モ デルの メカニ ズムに は直接関連 しな いものであ り、本節 では この よ うな変動要 因 がある こと を指摘す るにとどめた い。

b.集 団 の 密度 による 変動 流動係数 が密 度 によ つ て変動す る、すなわち歩行者 の流れは ある密 度 にお いて最大 の効 率 を示す という説が、研究者の間 には広 く行 き渡 つて いる。流動係数 が 「流率」 と呼 ばれ るのも この ためである。 例 えば、 PM法 の数表 およびFruinは 図 -5.4に 示すような関 係 を示 して い る。

つ﹄＼く︶≧ 轟華綴輝

I二 11盈 i#￨ ,

―――― PM法 水平通路 ―――― ・ PM法 ネック

｀ 図-5.4

密度 ρ (人 /ポ )

1 在来 の調査 による流動係数 と密度 の関係 注

流動係数 と密度 の関係 は 、上図 の PM法 の数表 の値 によれ ば 、通路 にお いては概 ね

6人 /ポ 、ネ ックにおいては概ね 5人 /ぽ の場合 に最大流率 を示す ことになる。 これに対 113

の値 を予測 に利用 して いるが 、 ここではこのような Nの 意味 の 二面性 の観点 に立脚 して 、 これ まで提示 された流動係数 に つ いて、以下 のような考察 を行 つた。 まず戸川 の Ⅳであるが、彼 は観 察結果 の うち、人 口密 度 が 1.0人 /ピ 以下の場合 を 「定 常流 でな い」 とし、 Nの 算出対象 か ら除外 して いる。例 えば駅 の調査 では、 ラッシュ をは ずれた時間帯 での流動 係数 の低 下 に対 しては、 「集 団 の到着 が途切れ、空 自時間が まざる た め に 流動 係数 の変化 が生 じる 」 として い る。 また 、観察対 象集団 の歩行履歴 、すな わ ち 、集 団 が 観 察地点 に到達す る 以前の過程 にさかのぼ つた考 察 も行 つて い る。 これ は あ る公 会堂 の 出 口での実測にお いて、きわめて低 いⅣが 得 られた ことに関 し、 「『真 の流 出 口』はそ の 出 日以前 の、客席内通路である」 と指摘 している点 である。 これ よ り、戸川 の Ⅳは、一 定以上 の混雑 を前提 と し、さらに歩行履歴 による変動要因も除外 した 、 「通過 可 能な人数」による Ⅳ を求 めよ う と したもの と考 え られ る。 次 に、Predtechensk五 らおよび Fruinの Ⅳであ るが、彼 らの Ⅳを見ると、 ρが 1。 0人 /ゴ よ り、はるかに小 さい領域 まで を対象 として いる。 この領域 での Nの 値 は急激に低下 して い るが 、 これ は観察地点 よ り手 前 の何 らかの要 因によ つ て集 団が 「整流 」 され 、極端 に 密度が低 くな つた り、ある いはも ともと小数 の人 々が散漫な状態 で歩行 している集団 を調 査 したもの と推測 してよいであ ろ う。すなわち 、戸川が除外 した領域 までを対象 としてお り、歩行履歴 に関す る考察 も見 られない。 したが って、彼 らの ハは 「通過 した人数」に よ るⅣであると判断 してよいと考 え る。 以上 よ り流 動係数 の概念 は「 通過可能 な人数 」 に基 づ くⅣと「通過 した人数 」 に基 づ くⅣとに分類 され る必 要 がある ことは明 らかである。本論文 では前者 を「通過容量 を定 め る流動係数 」 として Ⅳ 。(c:capacity)と 呼 び 、 後者 を 「見掛 け上の流動係数 」 として Ⅳ 。

(o:observed)と 呼 ぶ ことにす る 。 また 、前節 のダミー ネ ックの検 討結果 か らは、通路 とネ ックとでは Nの 値 が異 なる可 能 性 を得 て い る 。そ こでネ ックの Ⅳ をⅣ″(n:neck)、 通路 の Ⅳ を ″′(p:passage)と 区分 し、その違 いの有無等 について 次項以降で考察する ことと した 。 Ⅳに対す る前記 区分 、 Ⅳ。とⅣ 。 に加えて 、新 たな 区分 が考 え られたので 、 これ らを合成 す ると、 Ⅳに 関す る次 の分類 がで きる。 仁)通 路 の通過 容量 を定 め る流動係数

Ⅳ Pc

O)通 路 における見掛け上 の流動係数

″"

鱚)ネ ックの通過容量を定 める流動係数

Ⅳ″。

14)ネ ックにおける見掛け上の流動係数

Ⅳη。 115

r=僻

=十

… … … … … … … …

0

7=÷ ……………………………… ④ y=+… ………………………………(50) 図 -5.5(b)は 以下の ことを表 して いる。 すなわち、任意 の長 さんの区間の全員が、 のネ ックを通過する時間は(51)式 で表 される。 この流れ の速度 7は 、や はり(49) 幅員 に ょ 式 で表 されるので、 これに(51)式 を代入する ことによつて、 (52)式 が導 かれる。

r=器

… … …… … …

y=予

1・

… … …

… …

6D

サ …………………………6の

ここで (50)式 と(52)式 を比較す ると、任意 の 区間 の末尾 の速度 は、 に ,vに 対す る に 々の 比率 に従 つて低下す る、すなわち、集 団 の任意 の 区間 では、そ の先頭 がネ ックに到着す る と同時 に、その 区間 の末尾 の速度が低下す る ことになる。 しか し、 EBモ デルのネ ック通過 の メカニズ ム を (52)式 としてその動 きをみる と、集 団 は 不 自然 な 様 相 を示す ことが わかる。図 -5.6は 、 この不 自然な動 きを強調す るた め に 、 κ=6、 醜 々=1。 5と したものであるが 、各 ブロ ックにお いて、先頭 がネ ックに到着す る と同時 に末尾 の速度が低下 しは じめ 、ネ ック通過 が完 了す る まで一定 の速度 とな つて い る。

５ １ ０ １

日 ︶縦 堅 ︵

ime

Roh, Length

llidth tlidth P€. flax. Den. flax. lJEl . itJtf"rt Int.

Rrrt,r

l.leck I.leck

Clock

10

Ｓ ｍ ｍ ｍ ｍ γ 酵 ｓ一ｓ ， 細 ００５００５“翅 １．０ ● ■ １．２．＆ １．Ｌ Ｌ

が 分も る 度 部 てれ 速 る いら の い つみ 尾 てにが 末 つク象 クな ツ現 ツと 口 の 口定 ブ 様 一他 同

T

lkr Pa^hla

Time

20

30 時間

(κ =6、 図 -5.6

(s)

L″ =1.5)

末尾速度 を (52)式 のみで設 定 した場合 の例題 の解析 結果 117

となるもので、集団を細分化すれ ば 目立たな くなる といえるが、 この不 自然 さの原因 をあ えて追求 してみた い。そ こで、戸川 の (48)∼ (52)の 式 を再度 見 なおす と、戸川 は(48)式 の Ⅳと(51)式 における Ⅳとを、等 しい とみな して いるが、図 -5.6の 不 自然 さの原因 は こ こにある と考 え られ る。す なわち 、 (48)式 と(51)式 の ハに 等 しい値 を用 いてよいとい う と い う根拠 は、戸川 の文献 には示 され て いな い。 また、異な つて いても式 としての矛盾 が生 じる ことはな いのである。現 に、Predtechenskiiら もネック通過時 の速度 を求 めるために (52)式 と同 じ原理 を使用 して いる

(P。 72、

(8)式 を参照 )が 、 そ こで使用す る力は 、既述

の とお り通路 とは違 うネ ックの値 であ る。 以上 よ り、通路 の流動係数 ⅣPと ネ ックの流動係数 Ⅳ2は 、戸川 の説 には反するが、異 な である とした場合 の 、 これ らの大小の関係につ い る と考 え ざるを得 な い。 また、 ″P≠ Ⅳ″ て は、前節 におけるダ ミー ネ ックの検 討 よ り、前者 よ り後者 の方が大であ ると考 え られ にお いても、後者 る。 また、 この ことは図 -5.4に 示 したPredtechenskiiら の Ⅳ ′とⅣ″ の方が大 とな つていることで裏付 け られて いる。

}流 動係数 と密度 の関係 について “以上、流動係数 に関 して考察 を行 つてきたが 、最後 に、本節 の 冒頭 で指摘 した問題 、す なわち流動係数 は密度 によ つて変動 す るものか、ある いは戸川 の 説 のように不変 なのか に つ いての本論 文 における見解 を示す。 これ ら二つの説 は、 ともに実態調査 に基 づ くものであるにもかかわ らず 、対 立 して いる ようにみえる。 戸川 の説 が正 しい とす るな らば、Predtechenskiiら やFruinの 実測値 はな ぜ 山な りのカ ーブ を描 くのか。 この 矛盾 は知 られて いても、 この 問題 を掘 り下げた研究 は これ まで 行 われ て いな い。 しか し、本論文の これ までの考察 よ り、両者 を矛盾 せ ず に両 立 させ る、次 の推論 を導 くことがで きる。 まず、 これ までの考察 では、通路 とネ ックの両方について 「通過容量 を定 める流動係数 に Ⅳ。 」 とがある ことを指摘 した。 さらにこの うち後者 Ⅳ 。 」 と「見掛 け上の流動係数 Ⅳ。 つ いては、調査対象集団 の人数あ る いは調査地点 までの歩行履歴 によ つて変動す る ことに であるのに対 し、戸川 つ いても指摘 した。 また、Predtechenskiiら やFruinの 実測値 が Ⅳ 。 である との推測 が成 り立 つ ことも示 した。 これ らを総合 すると、戸川のⅣが一 の値 はⅣ。 定 である ことと、Predtechensk五 らやFruinの Ⅳが 変動す ることは矛盾 しな くなるのであ る。 この推論 の成 立の可否 につ いては本論文の範 囲 にお いては実証す る ことができないが 、

れ を用 いて集 団 の伸縮 を反映 した歩行行動 のメカニ ズム を探求 した 。 ここではまず 、歩行 開始 に ともな う密度低下、停止 にともな う密度上昇 、 およびネ ック通過時 の ネ ックの前後 における密度 の違 いにつ いての、集団内部 の密度 の漸次的変化 を視覚的に表現 しその特徴 を示 した 。ネ ック通過 に関 してはさらに詳細な検討 を行 つた結果、流動係数 が集 団 の部分 と全体 とで変化 する ことを発見 した。流動係数 は、 これ まで集団歩行 の解析 にお いて広 く 用 い られてきて いるが 、 これに対す る詳細な考察 は行 われて いな い。そ こで EBモ デル に よる分析結果 に基 づ いて流動係数 の概念 を整理 した 結果、 これ までは同 じに扱われて いた ものが 「通過容量 を定 める流動係数」 と 「見掛 け上 の流動係数 」 に分け られ ること、 さら にこれ らが通路 とネ ックにつ いても異 な る可能性 が ある ことを指摘 した。 また 、従来 の調 査 で は対 立 して いた密 度 と流動係数 の 関係 、すなわ ち 「密度 に応 じて流動係数 が 変動す る」 とする説 と、 「密度 に関係な く一定 」 とする説 の 、双方を矛盾 な く成立 させ る見解 を 導 いた 。今後 の流動係数 の調査 にあた つ ては、 この よ うな流動係数 の概念 を念頭 にお いて 行 う必要がある ことを指摘 した。

注 １

Predtechenskiiら の値 は第 1章 文献 9)の 「数表」 に基 づ き、Fruinの ハリ 値 は同章文 献 19)P.51の 図 33か ら読み取 つた。

参考 ・ 引用文献

1)三 輪茂雄 :粉 体工 学通論、 日刊工 業新聞社、1981

121

第6章 仕和

論

本論文 は、近年盛んに実施 されて い る避難行動予測の図式解法 につ いて、設計実務 に携 わる立場 か ら研究 したものである。 これ まで図式解法 に関す る研究 は行われ て いなか つた が 、本論文 では これ を集団歩行流解 析 の理論的側面 か ら検討 し、その問題 を明 らかにす る とともに、そ の解決方法 を提示 した 。 本研究 にお いて集 団 の伸縮 を反映 させ るために開発 し、 「 EBモ デル」 と名付けた モ デ ルは以下 の点 で集団歩行 の解析 に有効 であ つた 。

(1)集 団の伸縮現象 を初 めてモ デル化 した 集 団 の伸縮現象 は 日常 でも観察 できるものであるが、 これ をモデル 化す る研究 は これ までほ とん ど行われ て いなか った。伸縮現象 はで一 人 一 人 の人間 を取 り扱 う ことの できる トランザ クシ ョンモデル 等 を用 いれば再現 できると思われ るが、 本研究で はさ らに簡単 にプ ロ グラムできることを意図 し、 トラ ンザ クシ ョンモデ ル とはまつた く異 なる簡 易 なモデル を開発す る ことができた 。

(2)在 来 の図式解法 の問題 を解決す る補正方法 の示 唆 を得た この示唆は EBモ デル を用 いた 集 団歩行特性 の探求 の過程 で発見 された 。 この 補 正 によ つて在来 の図式解法 がかかえていた問題 が解決 され 、異な つた 結果 を示 して いた二つの図式解法 の結果 を一致 させる ことができた 。

(3)集 団歩行 に ともな う諸現象 を明 らかに した 歩行 に ともな う集団の拡散 と滞留圏 の形成 の メカニ ズム を明 らかに したほか、 集 団内部 の密度変化 の視覚化、流動係数 に関す る新 たな知 見等 を得 る ことができ た 。 これ らの成果 は集団 の伸縮 を考慮 したモデル を使 用 す る ことによつて可能 と 123

測には、結果 の妥 当性 を検証する手段 がな いな ど、問題点が残 されているものの 、法令 の 限界 を補 う安全性 の定量的な評価手 法 としての機能 を果 た して いる ことを述 べ た 。 第 4章 では、 「指針法」 と「 PM法 」 とを検討対象 と し、 これ ら図式解法 の問題点 の解 明、 EBモ デルの考案 、そ して在来 の図式解法 の補正 方法 を示 した 。 対象 と した二つ の図式解法 を同一 の例題 を適用す る と、その結果 には大 きな差 があ らわ れ るが 、そ の原因 は、両解析法 が集 団 の先頭 と末尾 の速 度 の差 を考慮 して いな い点 にあ る ことを指摘 した。 これ までにも知 られて いた 、歩行 に ともなう集団長 さの伸縮現象 の原 因 は、 この速度差に起因 したものといえるのであるが 、 これ を反映 したモデル に関す る研究 はほ とん ど行われて いな い。そ こで 、集団の伸縮 を反映す るために集団をブロック という 小 区間 に分割 し、それぞれ が 自己 の 密度に応 じて速 度 を決定するモデル を考案 し、 これ を 「伸縮 プ ロックモデル 」、略 して「 EBモ デル」 と呼んだ。 この EBモ デルのメカニ ズム を記述 し、 これ による例題 の解析結 果 を示 し、在来 の 図式解法 の結果 と比較 した 。 さ ら に、 EBモ デル を用 いて集団 の先頭 と末尾 の軌跡 を検討 した結果 、集団を無限 に分割 す る と軌跡 が 直線 になるとい う知見を得 た 。 この知見 によつて在来 の図式解法 に対す る補 正 方 法 を発見 し、その具体 的な補正方法 と、両者 の結果 が 完全 に一致す ることを示 した 。 第 5章 では、上記以外 の EBモ デル によ つて得 られた知 見 と、 これに対す る考察 を述 べ た 。以下 にその概要 を要約する。

EBモ デル は第 3章 の コ ンピュー タモデルの分類 に従 えば行動研究型 に属するので 、 こ れ を用 いて集 団の伸縮 を反映 した歩行行動 の メカニ ズム を探求 した 。 ここではまず 、歩行 開始 に ともな う密度低下 、停止に ともな う密度上昇、およびネック通過時 の ネ ックの前後 における密度 の違 いにつ いての、集 団内部 の密度の漸 次的変化 を視 覚的 に表現 しその特徴 を示 した。ネ ック通過 に関 してはさ らに詳細な検討 を行 つた結果、流動係数 が集団の部分 と全体 とで変化す ることを発見 した 。流動係数 は、 これ まで集団歩行 の解析 において広 く 用 い られてきて いるが 、 これに対す る詳細 な考察 は行われて いな い。そ こで EBモ デル に よる分析結果 に基 づ いて流動係数 の概念 を整理 した結果 、 これ までは同 じに扱われ て いた ものが 「通過容量 を定 める流動係数 」 と「見掛 け上の流動係数」 に分け られ ること、 さ ら に これ らが、通路 とネ ックについても異 なる可能性 があ ることを指摘 した 。 また 、従来 の 調査 では対 立 して いた密度 と流動係数 の関係、すなわち 「密度に応 じて流動係数が変動 す る」 とす る説 と、 「密度 に関係 な く一定 」 とす る説 の 、双方を矛盾な く成立 させ る見解 を 導 いた 。今後 の流動係数 の調査にあた つては、 この ような流動係数 の概念 を念頭 にお いて 行 う必要がある ことを指摘 した。 125

謝辞

本研究 を進 め るにあた つては、早稲田大 学教授、池原義郎先生 、な らび に同教授、渡辺 仁史先生 の 、長年にわたる ご指導 とご鞭撻 を賜 りました 。 また 、本論文 をまとめる上 では 同教授 、尾島俊雄先生 よ り数 々の貴重な ご教示 を賜 りま した 。以上 の先生方に心 より御 礼 申 し上 げ ます 。 また 、早稲 田大学大学院講師・ 西武建設 取締 役、中村良三博 士には、筆者が早稲 田大 学 大学院池原研究室 にお いて、人間 の行動特性 の研究 を開始 した時 か ら今 日に いたるまで 、 公私 にわたるご指導 とご鞭撻 を賜 りました 。 また 、神戸大学教 授 、室崎益輝博士、建設 省 建築研究所企画 部長、三村 由夫博 士な らび に同先端技術研究 官 、 占瀬敏博 士 には、困難 で あ つた資料入手 の面で ご協力を いだだきま した。皆様 にあつ く御 礼 申し上 げ ます。 建設 会社 の設計部 という、も とよ り多忙 で 、 しかもあ まり学問的でな い世界 に籍 を置 き なが ら論文 をまとめることは、筆者 一 人だけの力では とうてい無理 であ り、 この点で、筆 者 の勤務する竹 中工 務店 の多 くの方 々か らも 、多大な ご指導 とご支援 を いただきました 。 まず 、学位取得 へ の指 向 は15年 ほ ど前 にさかのぼ りますが 、そ のきつか けは当時 の上 司、 元常務取締役、久保雄 三 氏の 「指示 」であ りま した。 同氏はまた、筆者が 防災計画の研究 を始 める手掛 りを与 えて下 さつた 方でもあ ります。 また研究 を継 続 し、論文 にまでまとめ 上げることができたのは、歴代 の設 計部長、 とりわけ村松映一 氏 (本 年 3月 よ り取締 役設 計本部長に就任 )の 格別 の ご西己慮 によるところが大であ ります 。 このほか 、上原茂男君 を は じめ とす る、設計部 および技術研究所 の方 々のご支援 も見逃す ことができ ません。以上 の皆様 に心か らの感謝 の意 を表 した いと思 い ます 。 127

研究業績 A.本 論文 に関連 する論文 および講演 (○ は筆頭論文 を示す ) 年

1.論

月

掲載紙名

連名者

文

01)防

災計画 の研究 一防災避難計画 のあ り方 と 1974年 2月 実施例 の報告

02)EBモ

デル (伸 縮 プロックモデル )に よる

1990年 3月

日本建築学会論 No.409 文報告集、

デル (伸 縮 プロックモデル )に よる 1990年 7月

日本建築学会論 No.413 文報告集、

群衆流 の解析、その 1避 難行動 予測 におけ る図式解法 の問題点 と EBモ デルの提案

03)EBモ

竹 中技術研究報 告第 11号

群衆流 の解析、その2

EBモ デル による集

団歩行 の諸特性 および在来の図式解法 の補 正方法の提案

2.講

演

01)人 間 一空間系 の研究 Ⅲ(火 災避難 モ デル

)、

1973奪 ■0月

建築計画 における防災避難計画立案 へ の提

日本建築学会大 会講演梗概集

池原義郎 中村良 三 渡辺仁史

案

2)人 間 ―空間系の研究 Ⅳ (火 災避難 モ デル)、

GPSSに

1973書 ■0月

同上

よる建物避難 シミュ レーション

池原義郎 中村良 三 渡辺仁史

3)人 間 一空間系の研究 V(空 間 における人間 の流動 モデル )メ ッシュモデルによる広域

1973年 10月

同上

渡辺仁史

避難流動 シミュレー ション

4)人 間 ―空間系 の研究 Ⅵ (空 間 における人間 の状態 モ デル)オ ー トマタ理論 による建物

諸井陽児 池原義郎 中村良 三

1973年 10月

同上

渡辺仁史 池原義郎 中村良 三

か らの避難行動の解析

浜田 啓

05)空

間 の動的特性 の研 究 、デパー トにおける 1974年 10月 入店客 の 各階分布 モデル 6)防 災計画 の研究、避難関連法規 とプランニ 1974年 10月

同上

浜田 啓

同上

浜田 啓

ングの評価 に関す る考察

07)防

災計画 の研究 (2.グ ラフモデルによる 1976年 10月 避難 シミュレーシ ョン法 の提案 )

08)防

災計画 の研究

(3.建 物 の火災拡大抑止 1983年

浜田 啓

8月

性能 の定量化 に関す る一手法 の提案 ) 9)避 難 と煙 流動 に関す る総合 シミュ レー ショ 1988年 10月 ン、その 2・ 加圧防煙 システム ヘ の適用

同上

上原茂男 古平章夫 129

年

04) 5)

連名者

月

空間における行動特性 の研究、その 4.フ 1970年 9月 ローの数理的解析 空間における行動特性 の研究、その 5。

S 1970年

9月

1971年

9月

D法 による空間の定量化 6) 施設計画 に関す るシミュ レーシ ョンの応用

―ホテル に

おける車捌 きの例 ―

0 7) 防災計画 の研究 、 (4.発 泡性防火 ガラス 1986年

8月

の性能 と適用性 の検討 )

日本建築学会大

橋本修英

会講演梗概集

木村幸司

日本建築学会大

飯塚幸治

会講演梗概集

萩原忠治 大澤

3.著

悟

作

1)人 間 ―空間系 の研究 建築計画 における行

1971年

建築文化

動科学 の新展開

02)防 災設計 における避難計画 のあ り方 03)建 物 の安全 を支えるも の

早稲田大学 池原研究室

1976年 2月

建築知識

1979年 7月

建築技術

一防災計画 のあ り方をめ ぐって一 〇 4)設 計過程 における防火対策、防火設計 にお

1983年 1月

施工

ける実施上の留意点 05)第 5章 「火災安全対策」

1983年 3月

新建築学大系 12

06)第

1983年 7月

建築安全論

1章 「安全」

建築設計資料集 成 10技 術

清水裕之 高野公男 浜田信義 守屋秀夫 矢代嘉郎 渡辺健次郎

07)第

3章 「防火 。消火対策」

198611

建築設備士講習 テキスト 上巻第 3編

8)ア トリウム はどこまで可能か

1986奪 ■1月

第 1回 安全計画

浜田信義

ム資米斗 シン ポジウ

古瀬敏

09)大 空間における火災の検 出 と消火

1987生

火災 166

大橋義彦

一大空間用防災 システムの開発 ― 010)第 6章 「防災 。安全計画」

19881F 2月

テリ ガランナー講習 イン テキス ト

直井英雄

19881「 11月

防災 システム

1988奪 ■1月 1989■ F 5月

建築防災 ー ビ ルデイ ン グレタ

19891, 9月

建築士

19891「 12月

建築士のための指定 講習会テキス ト

011)大 空間構造物 の防災設計 ―現状 と展望 ― 012)ロ ス火災を通 じて見た 日米 の防災計画の違い 013)近 代 ア トリウムの生成 と発展 014)超 ・ 大空間の防災設計 015)第 4章 「建築物 の安全 と防災」

「 1月

浜田信義

E.海 外調査研究 調査 団名称

1)防 排煙 システムの設計法 とその実際 に関す る訪欧米調査 2)米 国大規模 空気膜構造建築物調査 3)米 国大規模空気膜構造 防災 システム実態調査 4)訪 米・ 加 ア トリウム建築実態調査 5)ロ サ ンゼルス市超高層 ビル火災調査 6)ア トリウム建築訪欧調査団

団員

1982.4

団員

1984.2

1984.8 団長 ゛ ーー ー コテ イ ネ タ 1987.4∼ 5

団員

1988.5

幹事

1989。

9

133

付録

I

わが国 における コンピュータによる避難行動予測 に関す る研究報告事例 調査対象文献

:1989年 12月

までの 日本建築学会 の下記 の文献すべ てより抽出

に)日 本建築学会論文報告集

9)日 本建築学会大会学術講演梗概集 侶)日 本建築学会支部研究報告集 14)電算機利用 シンポジウム論文集 (1988年 まで) 15)情報 。システム・利用・ 技術 シンポジウム論文集 (1990年 より) 抽 出の条件 :コ ンピュータを用 いて避難 行動予測 を行 つた内容 を掲載 して いるもの 避難行動 に直接関係 しな い集団歩行 を扱 つたものも含 む 条件調査 、理論的検討 な ど、 コ ンピュー タ利用の前段階のものは原則 として除外 その他、判断に迷 うものは収録 文献 リス ト 1969

。

(1朧 )1969.8

― 田邦彦 :規 模計画へのシミュレーションの応用、日本建築学会大会梗概集、1909 1)吉 1970

。大会梗概集 (園 東 )、 ,970.9

1)渡 辺仁史ほか :空 間における行動特性の研究 その 1.行 動の構造のマトリックス表現 2)中 村良三ほか :空 間における行動特性の研究 その2.シ ミュレーシヨンモデル 3)内 藤博幸ほか :空 間における行動特性の研究 その3.シ ミュレーションのOUT― PUT

4)吉 田克之ほか :空 間における行動時性の研究 その4.フ ローの数理的解析 1971

・ 大会梗概集 (近 畿)、 1971.11

1)山 田学 :群 集流の面的表現によるトライアルモデル ・

言鐘史

1侵

饉話縫

2)中 村良三、大西雄二、内藤博幸、渡辺仁史、池原義郎 :人 間一空間系の研究 一空間における行動予濱に デルについて一、No.185、

1971.7

1972 ・

通 薦 密 支

目 隔 研 特

1)山 内一晃、岡田光正、吉田勝行 :シ ミュレーションモデルによる避難計画の研究一梅田地下街におけるケーススタディー

2)宗本順三、小林正美、加納修平 :梅 田ターミナルにおける群集流動 シミュレーシヨン (そ の 1) 3)小林正美、加納修平、宗本順三 :梅 田ターミナルにおける群集流動シミュレーション (そ の2) 4)加 納修平、小林正美、宗本順三 :梅 田ターミナルにおける群集流動シミュレーション (そ の3) o日 本遭舅彎誕諭ヒ斜腱壼集 (九州)、 1972.10

5)内藤博幸、池原義郎、渡辺仁史、浜田啓、中村良三 :人 間一空間系の研究、その3・ 最大エントロピー法によるソーン間流量の予測 6)中祐―郎、上原孝雄、坂丼義生、桐原明子 :群 集流動の基本型のシミュレーション、 7)吉 田邦彦、船窪宣夫、末岡みつ :病 院における待ち合わせシミュレーション (1.中 央受付窓□について) 8)末 岡みつ、吉田邦彦、船窪宣夫 :病 院における待ち合わせシミュレーシヨン (2.各 診療科について) 9)片 山徹 :都市ターミナルにおける乗降客流動シミュレーション

135

1976

・〕 匠日籠に自田耐特 1)′

1犠

、堀内三郎、二村洋一 :建 築防災計画のシステム分析、デパー トにおける避難シミュレーション (そ の 1)

2)小 林正美、堀内二郎、二村洋一 :建築防災計画のシステム分析、デバー トにおける避難シミュレーション (そ の2) 3)桑 原正人、岡田光正、吉田勝行 :延 焼過程を組込んだ避難シミュレーションによる大震火災時の人的被害の推定、その3・ 大阪市におけ o.2 るケース・ スタディ‖

・ メ者当史■日:(輔 )、 197a10

4)渡辺仁史、中村良三、池原義郎 :人 間一空間系の研究 (OD表 による流通力 にデル) ー ー 二 一 :デ バ ュレ 5)小 林正美、堀内三郎、 村洋 トにおける避難シミ ションの研究 (そ の 1) 6)二 村洋一 、堀内三郎、小林正美 :デ パー トにおける避難シミュレーションの研究 (そ の2) 7)矢 代菖郎 :避 難計画の評価についての考察 8)若 山滋、加藤隆、岩崎忍、平田恭輔 :設 計段階における流動庄間乱数解析、その 1・ 設計段階における「手法」の有効性 9)加藤隆、若山滋、岩崎忍、平田恭輔 :設計段階における流動産聞乱数解析、その2・ 大規模キャンパスにおける高密度流動 10)岩崎忍、若山滋、加藤隆、平田恭輔 :設計段階における流動産同乱数解析、その3。 高層住宅避難シミュレーション 11)小 笹敏、岡崎甚幸 :群 集歩行のシミュレーションその 1 12)岡 崎甚幸、小笹敏 :群集歩行のシミュレーションその2 ・

ヨ 譴 支

騰

13)若 山滋 :防 災避難計画の評価に関する研究、その 1・ 防災避難計画の考え方と高層住宅の避難、‖ o.250、 1976.12 1977

・ 大会梗概集 (中 国)1977.10

1)半 明照三 :建 築計画に対する連続系シミュレーションの応用 (そ の 1・ 避難施設に対して) 2)ノ l淋正美、堀内三郎 :都市防災システムのシミュレーションによる解析

3)原義胤、牟田紀―郎、佐藤博臣、大内富夫 :高層ビルにおける避難流勘 (そ の2)一 避難行動の分析とシミュレーションー ・

器

4)堀 内三郎、小林正美、二村洋一 :建 築防災計画のシステム分析、デパー トにおける避難シミュレーション、lo.251、 1977.1 5)堀 内三郎、小林正美 :都市防災計画のシステム化に関する研究 (2)防 災システムのシミュレーション、No.258、 1977.8 1978 。

)匠 鶴

籠 虹

1)小 林正美、堀内三郎 :避 難シミュレーションを用いた平面計画の評価法 …

(1睡 )lm 9

・姶

2)岡崎甚幸、松下聡、山本親 :群 集歩行のシミュレーション、その3:歩 行経路の選択 3)松 下聡、岡崎甚幸、山本親 :群集歩行のシミュレーション、その4:避 難行動 4)石 神的夫、土井広夫、桑原宏 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法 (SAF[)の 検討 (そ の 1) 5)桑 原宏、石神的夫、土丼広夫 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法 (SAF[)の 検討 (そ の2) 6)中村良三、池原義郎、中島高史、渡辺仁史、位寄和久 :人 間―空間系の研究、その 1・ トランザクションを中心に見た行動予測にデルの 髄

7)位 寄租久、池原義郎、中島高史、中村良三、渡辺仁史 :人 間―空間系の研究、その2・ トランザクシヨンを中心に見た行動予測にデルの シミュレーション

8)鈴 木克彦、岡田光正、吉田勝行 :避難・ 延焼同時シミュレーションによる都市防災計画に対する提案 一大阪市におけるケーススタディー ・ ヨ譴支鏃 o.267、 1978.5 10)中 祐―郎 :交 錯流動のシミュレーションモデルー鉄道駅における旅客の交錯流動に関する研究(2)、 ‖

1979

・ tA―

(ロ

ロ 国 に)1919L9

1)中 村良三、池原義郎、中島高史、宇土正浩、渡辺仁史、位寄和久 :人 間―空間系の研究、その 1・ APLに よる行動にデルの作成

2)渡 辺仁史、中村良三、池原義郎、中島高史、宇土正浩、位寄制久 :人 間―空間系の研究、その2・ APLに よる行動シミュレーション 、 3)岡崎甚幸、松下聡 :群 集歩行のシミュレーション、その 5 :多 モデル 4)高 泉豊、古谷誠章、中村良三 方向群窺湘mこ ぉける交錯点の解消 (そ の 1)国 鉄渋谷駅北□での観測と解析 おける交錯点の解消モデル (そ の2)モ デルによる解決案の検討 5)古 谷誠摩、高泉豊、中村良三 :多方向動 6)桑原宏、土井広夫、石神的夫 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法 (SAFE)の 検討 (そ の3)― シミュレーショ 137

3)桑 原宏、石神的夫 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法釧FEの 1実 討 (そ の6)メ ッシュモデルとネッ トワークモ デルの精度比較 用シンポジウム誌

・動

、Vol.4、 1982.3

4)渡辺仁史、中村良三、位寄和久、大西健司、山田学、笹田剛史、山□重之 :行 動にデルのためのグラフィック・ シムテム 5)中 村良三、渡辺仁史、位寄和久、大西健司、山田学、笹田剛史、山□重之 :パ ーソナルコンピュータ による観客流動モデル 1983

。論文報告集

1)位 寄和久 :避難イ 種旋 デノ叫こ関する研究一人災状況の認識と心理状態を考慮 たモデルの提案、No.325、 1983.3 2)田 治米辰雄、守谷栄叫 :大 地震時における火災発生と避難行重 のシミュレーションによる研究 (1)、 Vol.327、 1983.5 力 tノ

。光 錮 牒

(1腱 )m83.9 3)横 田隆司、岡田光正、吉田勝行、柏原士郎、辻正矩 :三次元 メッシュによる避難シミュレーションモデルの高層建築物へ の適用性、その 1・

システムの開発

4)岡 田光正、吉田勝行、柏原士郎、辻正矩、横田隆司 :三 次元 メッシュによる避難シミュレーションモデルの高層建物

ヽの適用性、その

2・ 百貨店におけるケーススタディ

5)桑原宏、土井広夫、石神約夫 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法釧F[の 検討 (そ の7)建 築計画への適用性 。電算機利用シンポジウム論文集、Vol.51983.3 6)桑原宏、石神的夫 :避難シミュレーションプログラム (SAF[)の精度に関する考察 1984

。大会梗概集 (関 東 )1984.10

1)竹 下昌毅、光吉健次、萩島哲、大員彰 :空 間相巨作用モデルを適用した通曇規分額tIEデ ルの構築に関する研究、その3 2)萩 島哲、光吉健次、大貝彰、竹下昌毅 :空 間相巨作用モデルを適用した通螢力 老流動にデルの構築に関する研究、その4 3)桑 原宏、土井広夫 :避 難行動を確率毬明象としてとらえたシミュレーション手法SAF[の 検討 (そ の8)科 学万博電気通信館ホールの観客 流動シミュレーションヘの適用か ら 。

3記

支 朧

4)森脇哲雄、松本博文、江田敏男 :大 震火災時の避難シミュレーション、No.341、 ・ 電算機利用シンポジウム論文集、Vol.6、

1984.7

1984.3(東 京)

5)浜 中冬行、中分毅、徳田彰士、飯島静江 :旅客ターミナル施設での旅客流動シミュレイション (そ の3)旅 客流動の将来予測 1985

。大会梗襴廉 (東海)1985.■

1)志 田弘二、辻木誠、柳沢忠 :火 災発生に伴う人命危験の評価 (2)病 院におけるケーススタディ

2)桑原宏、土丼広夫、石神的夫 :避 難行動を確率的現象としてとらえたシミュレーション手法部F[の 検討 (そ の9)事 例研究 3)忠末裕美 :イ ンテリジェント・ タイプの避難行動にデルの研究 (そ の 1)基 本形による検討 4)佐 々雄二 :ネ ットワークモデルによる週熙状況のシミュレーションシステムの研究 ・ 遇披 調 飛 割 目 1985.6

5)森孝夫ほか3名 :三次元 メッシュによる避難シミュレーションシステムのCAD化 に関する研究 、Vol.7、 1985.3( ) 6)山 田学 :博 覧会場における観客流動シミュレーション

・ 電算機利用シンポジウムー

1986

・光 湘 膜

(1開道)1986.8

1)加 藤啓介、古瀬敏、田中暉義、香川正弘、高橋清 :週剛モデルの基本的慮考え方とシミュレーション結果、火災次避難予測パイロットモ デルの開発に関する研究、その2

2)辻正矩、柴田利治 :避 難シミュレーションによる地下街の安全生の検討、その 1・ システムの開発 3)柴 田利治、辻正矩 :避難シミュレーションによる地下街の安全生の検討、その2・ 名古屋栄地下街のケーススタディ 4)上原茂男、古平章夫、飯塚幸治 :避 難と煙流動に関する総合シミュレーションモデル 5)西野悦子、渡辺俊、森義純、渡辺仁史 :八 王子における避難・ 情報拠点に関する研究 6)渡辺俊、橋詰明子、中村良三、渡辺仁史 :「 人と車」を考慮した施設計画の方法に関する研究 (そ の 1)乗 降場の配置計画と評価 7)橋詰明子、渡辺俊、中村良三、渡辺仁史 :「 人と車」を考慮した施設訴画の方法に関する研究 (そ の2)噴 水理論による行動シミュレー シヨン

の提案、‖ o.413.1990.7 ・ 情報・ システム o利 用・ 枝補シンポジウ 、V01・ 13、 19劇 L12(東 京) ー 9)榎本弘行、渡辺俊、渡辺仁史 :オ ブジェクト指向による行動にデルに関する研究 (博覧会場における観客行動にデル )

141

付録 Ⅱ EBモ デル プ ログラム リス ト 本研究 で使用 した EBモ デルのプログラムは多種多様 であるが 、 ここに最終的な プ ログ ラムの リス トを掲載 し、今後 の参考 とした い。

1000 'EB-2 1010 'ELASTIC BLOCK ‖ODEL PROTOTYPE 1020 'SINCLE NECK SIMPLE LOCIC MODEL VIRS10N ll 1030 SCREEN 3,1 : CONSOLE ,,0 : DEFSNC A― Z:'D,L,N,P,S,V,W,X 1040 DIM XT(50) ,XB(50) : CLS 1050 K=12 :DT=。 1 :PTH=.2 : C=6 : LRW=6 1055 P=60 : ‖RW33 : VMX31.5 : D‖ X・ 8 : NFR31.5 1060 XNK=7.5 : WNK=2 : CR13C : CR28C : CR3=C : CR48C : GRD=4 : SX=24 1070 LK8LRW/K :PB8P/K : LMN8PB/DMX/WRW 1075 SW13VMXttDT : PLF=PB : NFN=NFR'1 : PP=WNK*NFNttDT : PNX8PP 1080 FOR 181 TO K: XT(1)=LRW― (1-1)● LK : XB(1)=XT(1)‐ LK : NEXT I 1090 CT=1: GOSUB 1920 : GOSuB 2030 1100 0N ERROR COT0 2150 1110 WINDOW (0,6)― (639,399) : VIEW (0,6)― (639,399) 1115 GOSU3 1690 1120 =攀

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FOR 」=l TO K 1F FST=l AND J81 THEN SWT30 :GOT0 1240 1F 」31 THEN SWT=SWl : GOT0 1240 SW2 8XB〈 J-1)― XT(J) 1F SWl)SW2 THEN SWT=SW2 ELSE SWT=SWl XS=XT(J)+SWT : XT=XT(」 ) : XB=X3(J) : LX=XT― XB ' SELECT l● ●拿ネ拿拿拿ホ拿●拿`ホ ,● 拿●ホ拿拿拿拿拿●●●拿●拿拿●●●●●ホ攣拿拿拿拿摯拿拿拿`NECK BEFORE/FRONT 260 1F XSく XNK OR XNKく 3XB THEN GOSUB 1860 : GOT0 1660 “

1280 1 SELECT 2*摯

拿 拿 拿 拿 拿 拿 ● ● 率 拿 攀 ,ホ 拿 拿 拿 拿 拿 拿 拿 *● ● ● 拿 ネ 拿 拿 拿 拿 拿 拿 拿 拿 拿 拿 *拿 拿 拿 13睾

**NECK ARRIVE

1290 1F XT=く XNK AND XNK8く XS THEN 1300 ELSE 1420 1300 XT(J)=XS : DE8PB′ LX/WR‖ : V8NFR/DE : IF V〉 VMX THEN V=V‖ 1305 SWB8Vホ DT : DENT8DENT+DE : NB=NB41

X

1310 1F XS=XNK THEN PLF=PB : PPS80 :PAS80: GOSUB 1860 8 GOT0 1630 131l PAS18PB拿 (XS― XNK)/(XS― 〈XB+SWB)) : PAS28PP=(XS― XNK)/SWT 1313 1F J31 THEN 1314 ELSE 1320 1314 1F PAS2〉 PASl THEN PAS=PASl ELSE PAS=PAS2 1315 COT0 1330 1320 1F PAS2)PNX THEN PAS8PNX ELSE PAS=PAS2 1330 PLF=PB― PAS : PPS=PAS 1380 LB‖ =XNK― (XB+SWB) : L‖ NL8PLF/DMX/WRW 1390 1F LB‖ 〉L‖ NL THEN XB(」 )=XB+SWB ELSE XB(J)=XNK― L‖ NL 1400 COT0 1630 1410 ・ SELECT 3*拿 攀=拿 =ホ 拿*摯 拿拿拿拿拿*ホ 拿*ネ 拿●●●ホ拿ホ拿拿**オ ●ホ拿ネ*ホ **拿 拿拿拿拿事摯ネ拿拿ネNECK PASSING 1420 1F XBく xNK AND XNKく XT THEN 1430 ELSE 1650 1430 XT(J)8XS 1432 LLF=XNK― XB : DE・ PLF/LLF/WRW : V8NFR/DE 1433 1F V〉 V‖ X THEN V=VMX 1434 SWB8VttDT : XLF8XB+SWB 1435 PLFD8PB● (XNK― XLF)/(XS― XLF) : PPD8PLF― PLFD 1440 1F PPD〉 PP THEN PAS=PP ELSE PAS8PPD 1441 lF PLFく PAS THEN 1442 ELSE 1460 1442 PAS8PLF 1443 1445

1460

DTP=DT― (XNK― XB(」 ))ノ V : XB(J)・ XNK+V‖ XttDT PNX8PP― PLF : PLF80 : GOT0 1630

PPS=PPS+PAS : PLF8P3-PPS

: GOT0 1590

1590

LB‖ 8XNK― (XB+SWB) : L‖ NL8PLF/DMX/WRW

1630

GOT0 1660

1610 1620

P

1F LBW〉 LMNL THEN XB(J)=X3+SWB : GOT0 1630 XB(」 )=XNK― LMNL 143