パーティクルオブジェクトを用いた３次元群集流動しシミュレータの構築

パ ー テ ィクル オブジェク トを用 い た 3次 元群集流動 シ ミュ レー タの構築 A study on sipplified pedestrian f10w 3-D simulation system with particle ottect

平成 9年 度 修士論文

指 導 :渡 辺仁 史 教授 早稲田大学大学院理工学研究科 建設 工 学専攻建築学専 門分野

66E059高 柳

英明

パ ー テ ィ クル オ ブジェ ク トを用 い た 3次 元群集 シ ミュ レー タの構 築 高柳

英明

■ 目的

が、制度や基準 の重圧 の下、斯様 な外向 きの思考 を持 本研究 の 目的 は、群集流動 における歩行者 の状態 ち続けるための努力がそろそろ成 されるべ き時ではな を力学運動法則 を扱 う事 が可能 な仮想空間 にお い て いか と思 われる。 のパーテ イクルモデル として提案 。シミュ レー トし、 実 空間値 に漸近す るための各 パ ラメー タ設定等 の方 かつ て CADは 図面 を作成す るツールと して誕生 し、 法論 を提示 し群集流動 簡易 シ ミュレー タの構築 を目 2次 元 CADの 道 を開拓 した。その後 2次 元 CADに 立 指す もの とす る。 体概念が入 り込 んで 3次 元 CADに なったよ うに、今度 ■本研 究 の 成果 ∼ ヒ トをい じって建 築造形 を成 は、3次 元 CADに 行動 モデルの概念が入 り込 む ことで す∼

次世代 の建築 CADと な りうると考 える。では一体次世 代 CADと は どんな物 か。上述 を受け るとこの さい、扱

本研 究 の シ ミュ レー シ ョンシステムで は 、 パ ー う対象が建築物 ではな く、人間本位 のデザ イ ン及 び生 ティクルモデルと空 間デー タが 同等 に扱 うことがで き 産行為 に用 い られる ことが望 ま しい と思われ る。 たが、 これはつ ま り群集 とCADモ デルが 一並 びにな れることを意味 して い る。研究がすすむにつ れ、空間 空間を設計す るために と群 集 に境 目が無 く感 じられ、 群集 を動 か してい たのが、いつ しか、群集 を整調す る 群集か ら空間をデザ イ ン ために空間を動か していた。

もはや建 築 だ け をデザ イ ンす るための CAD は必 要 な い 。 「 にんげ んキ ヤ ド」 が我 々の 行動 をデザ イ ン して くれ る 時代 で あ る 。

しなが ら、空間か ら群 集 をもデザ インされた。ち ょう ど、 箱庭 の小川の流れ を石の置 き方で調整す るとい う ような、目的反転 の産物 としてのデザ イ ン行為 が知 ら ず の うちに行 われた といつて もよい。これは、い まま での設計 アプローチ もしくは設計支援法 には見 られな い大変興味深 い研究成果 とい えて、 群集 をモ デリ ング の対象 として扱 うことの有用性 に大い に与す るものが あ り、 今後求め られ るべ きデザ イ ン作業法 に新鮮 かつ 上向 きな印象 を与 える ことが可能 であ ると思われる。 「 ヒ トをい じって建築 の造形 をなす」 ことが単 なる 設計支援 でな く、人間行動 をも含 めた総 合的なデザ イ ン作業 であ ることが示 された。そ してそのプ ロ トタイ プとしての本研究 の諸作業が、 次世代的可能性 を秘め てい るとも分 かつた。 「 に ん げんキ ャ ド」 が 次世代 型 建築的機能 の複 建築計画が或程度大規模 になると、 合 に も増 して、それ 自体安全 な箱である ことが よ り求 め られる。避難計画 、歩行安全検討等 の項 目数 も増 え、はた もす ると建築 のデザインが、安 全基準 を連 守 す る努力 にも思 えて仕方がない。もっと技術 。品質の 向上 を、もつと安全 な柱 を、とい う建築へ の過多 な情 「本来、 熱 が、造形 の首 を絞 める結果 にな りつつ ある。 建築 は造形 であ る」 とは、故吉阪隆正の言 葉 で あ る

f+

HTTosHTwATANABE LAB. wASEDA uNrv.

2

A study on simplified pedestrian flow 3-D simulation system with particle object Graduate School of Science

& Engineering Waseda Univ. Hideaki Takayanagi

Depending on increasing demand of computer graphic animations in recent years, high-speed calculation was established on the level of desktop workstation, and circumstance where we can simulate any dynamic phenomena like fluid as water and particles as smoke, farthermore a falling

calculation was thought to be difficult

jelly and a bending cloth, in which

.

Also, a object is frequently used in forming a fluid in CG circumstance what is called particle object.

Particle Object is one of the styles of object (geometry) as surfaces, spline curves,

polygons, and metaballs in the 3D technology, and is expected the high visual effect. If this fluid motion created from this method is available to analysis of (human) mass fluid, fluid simulation will be possible easily, real-timely, and three dimensionally without former complicated analytical languages.

In this research, decisional standards and method necessary for simulation will be stated with models of fluid mass made by particle objects in spaces and its observaton and examinations.

By adding links between each particles for their resistance to a set of grid particles formed of each apexes of geometric objects as surfaces and poligons, it forms a impossible fluid. Other principle are set in standard on release model, and aimed fluid mass will be attained from each parameter setting. Also, pedestrian density and walk velosity are visualized with expressions of rendering setting or multi-line rules.

Waseda Univ.

Hitoshi Watanabe Lab.,February,1998

目次

は じめ に

5

1.1 もっ と手軽 なシ ミュ レー シ ョンを 1.2 研究 の背景

6

3

1。

本論文 の 目的

7 8

パ ー テ ィ クル モ デ ル

9

2.1 パー テ イクルモデル とは 2.2 パー テ イクルモデルの利点 2.1 群集 モ デル としての利点

10

2。

2.2.2 CADデ ー タとしての利点 2.3 流動 モ デル としての位置付 け 2.3.1 人間 の扱 い 2.3.2 空 間 の扱 い

10 11 11 11

12 14

2.3.3 流動 の表現 2.4 行動 モ デル全 般 での位置付 け

15

2.5 本研 究 の シ ミュ レー シ ョンシス テム定義

18

制御 方法論

3.1 周辺環境

1

14

19

20

解析言語 につい て 3.1.1 コマ ン ドの 図式

21

3.1.2 コマ ン ド・ ブ ラウザ

22

パ ー テ ィ クル モ デ ル の 原 理 と制 御 4.1 -点 型 モ デルの原理 と制御

25

26

4.2 放出型 モ デルの原理 と制御

26

3。

点状放 出

27

2.2 面状放 出

28

4。 2。 4。

4。 4。

3 4

1

21

連関型 モ デルの原理 と制御

28

視認性 の 向上

30

4.5 状況別 にみ た適用属性

30

4

シ ミュ レ ー シ ョ ン 5。

1

5。

2

5。

5。

3 4

予備 知識 空間デ ー タの整理

33

5.2.1 分割 タイプ チ ユー ブ タイプ 5。 2.2

34

シ ミュ レー シ ヨン に向けた数理基準 数理基準 によるモ デ ル設定

5。

5。

6 7 8

33 35 38

シ ミュ レー シ ョンシー ン

42 43 44

モ デ ルの ライブ ラリ システ ム オーバ ー フロー

“

5.5 設定 に対す る総合検討 5。

32

“

試 行 サ ン プル 6。 1 試行 サ ンプルを用 い た実践

8

48 49

6.1.1 サ ンプル 1(単 純 トラ ンザ クシ ョンタイプー 方 向型 ) 6。 1.2 サ ンプル 2(単 純 トラ ンザ クシ ヨン タイプ全志 向型 ) 6.1.3 サ ンプル 3(立 体 トラ ンザ クシ ョンタイプ)

49

6.1.4 サ ンプル 4

76

60 67

6.2 考察

78

お わ りに

80

7.1 本研 究 の成果 7.2「 にんげんキ ャ ド」 が次世代

81

付録

82

8。

1

主 要 コマ ン ド

83

1.l Attribute

82

8。

8。

81

8.1.2 Fields

84

8.1.3 Con∝ tions

90

2サ ブ コマ ン ド

9 参考文献 10 映像 資 料

90 95 98

第 1章 は じめ に

1.1 もっと手軽 なシミュ レー シ ョンを

ヽヽヽ

も っ と手軽 な シ

6

ュ レー シ ョ ン を

力学干渉チ ェツク‐タイム アナ 工業製品生産 の現場 を覗 いてみると、設計 ― 組立管理 ― リシスーリスクマ ネジメン トを同一のプロセスモデルで総括す る工業CADシ ステムが活 躍 してい る (図 1.1参 照)。 ある自動車 メー カーの例 を挙 げ ると、CAD画 面 でボンネ ッ ト とフェンダーの隙間 をo.5ミ リ修正する と、それによつて生 じる全行程 での タイムロス、 ライ ン上の労働者 の一人当 た りの運動量増、1台 あた りの組立時間増が容易 に計算 で き るとい っ。 一方、建築業界 においては、 2次 元図面 に限 つてい えば「設計図 ―施工 図」間の流 れ はある程度確保 されていて、 行 き交 うデー タが適 当 なプ ロセスモデル として機能 してい るが、3次 元 デー タとなる と話 は別 である。また「解析」にはCADデ ー タは通用 しに く い。この ように、昨今 の建築 CAD定 着 にも関 わらず、生 産過程 に一連 の流 れ を持 たせ る ような CADシ ステムが未 だ現 れていない とい うのが現状 であ る。 なかで も「解析」過程 は、歩行 シミュレーシ ョン等 が煩 わ しい為 であ ると考 えられる。 一般 にこの種 のシミュレー シ ョンには難解 な解析知識 や膨大な情報操作 を行 う必要があ るため、設計 。計画図書 の作成 に比べ専門性 が高 く、「設計図 ―解析」、「計画図 ―解析」 それぞれの過程 のインタラクテイブなデー タ交換が出来ず、結果的 にシステム構築 の妨 げになっているようである。この「解析」部分が もっ と簡易なものになれば、人的、時 間的 ロスの少 ない全体的 なデー タの流れが見 えて くるで あ ろ う。 では、どうや った ら簡易 なものになるのか。従来 の解析方法の煩雑 な点 をなるべ く回 避 したい とす る と、あ ま り数学的でない、専 門的でない、日に見えて分か り易い方法 を とるべ きであ ろ う。従来型 の多 くのシミュ レー シ ョン方法 をみて、決 まって歩行 モデル あるいは流動群集の制御 に多 くの労力 を費 や してい るの をうけると、これが数学的でな く専門的で く、日に見 えて分か り易 い「形 のある」 オブジェク ト (図 1.1参 照)と して 扱 えるならば、解析 は簡易 になるとい えよう。 流動群集が 「形ある」 オブジェ ク トとして扱 えるな らば、 。作成、削除、変形 、移動 が 容易 になる。 ・解析知識 が無 くて も凡庸 CADの 3-Dモ デル を扱 う手軽 さで シ ミュ レー ト が行 える。 ・計画段 階 でのエ ス キ ース支援 に もな りうる 1。 これ を ヒン トに CADと シ ミュ レー シ ョンを繋 ぐ何 らか の形式 を持 った プ ロセスモデ ルが用意 され、工業 CADと の相対 的 な建築 CADの 立 ち遅 れ を解決 で きるのではない だ 1少 な

くとも計画、設計、解析 を行 う全 ての人間。

1.2 研究 の背景

ろ うか。

。 理想的な建築 CAD「 システ ム」の構築 に望むには、まず、設計 計画図書作成過程 と アナリシス を結 んだプロ トタイプを「サブ システ ム」として提示す ることか ら始めるべ きと考 え、本研究 の動機 とす る。

オブジ ェ ク トと しての 群

オブジ ェク トと しての群

図 1.3 オブ ジ エ ク トと しての 群集

1.2

研 究 の背 景

近年 の アニ メ ー シ ョンCG需 要増 か ら、高速力学演算処理 が デ ス ク トップ ワー クス テ ー シ ョンの レベ ルで可能 とな り、時経 的演算 が 困難 とい われて い た水 の様 な流 体 や煙 の様 な粒子 の表現 (図 1.2参 照 )を は じめ、風 になび く布 や落下す るゼ リー (図 1.3参 照 ) 等 あ らゆる力学現象 を簡易 に しか も即座 にシ ミュ レー トで きる環境 が整 つて きて い る。 また この様 な CG環 境 の 中 で流体 を形成す る際 に頻用 され るのが パ ー テ イクルオブ ジ ェ ク トと呼 ばれ る もので あ る。パ ー テ イクル オブジェク トとは、3-Dモ デ リ ング技術 に於 いての オブジ ェ ク ト (ジ オメ トリ)形 式 の一 つ で、なか で も特 に視 覚的効 果 を期待 され る もので あ るのだが、これ よ り作 り出 され る流体運動 を人間群 集流動解析 に利用可 能 な らば、従来 の よ うな煩 わ しい解析言語 を必 要 とせ ず、簡易 に、リアル タイ ム に、 し か も 3次 元的に流動 シ ミュ レー トが可 能 となるで あろう。 本研 究 では、空 間 に於 ける流動群集 をパー テ イクル オブジ ェ ク トによってモ デル化 し、 その観 察 。 検討 に よつて簡易 な シ ミュ レー シ ョンに必要 な判 断基準 とその手法 につい て 述べ る。

1.3 本論文 の 目的

1.3

本 論 文 の 目的

群集流動における歩行者 の状態 を力学運動法則 を扱 う事 が可能 な仮 本研究の 目的 は、 。 想空間においてのパーテイクルモデル として提案 シ ミュ レー トし、実空間値 に漸近す るための各パ ラメー タ設定等 の方法論 を提示 し群集流動簡易 シミュレー タの構築 を目指 す もの とす る。

図 1.4 炎 の表現

図 1.5 バ ツクフアイアー表現

図 1.6 カー テ ンの表現

図 1.5 髪 の毛 の表現

第 2章 パ ーテ ィクルモ デ ル

9

10

2.1 パ ー テ イクルモ デ ル とは

2.1 パ ー テ ィ クル モデ ル とは パ ー テ ィクルモデル を定義す るまえに、そ の元 となるパ ーテ イクルオブジェク トにつ 。 いてふれ る。CADモ デ リ ン グ技術 での ライ ン・ス プライ ンカー ブ NURBS・ B― ス プラ イ ン・ベ ジ ェ 曲線 ・サ ー フェ ース 。ポ リゴン・ メタボ ー ル… といったジオメ トリ形式 の 中で 、特 に力 学運動 制御可能 な点 (ド ツ ト)の ことをパ ー テ イクルオブジ ェ ク トと呼 ぶ 。 1が 互 い に作用 しな 点 とい え どその種類 は様 々で 、霧、煙 な ど各 スマ ー トパ ー テ イクル い運動 をイ ン タラクテ イブ に表現す る もの 、オブジ ェ ク トの各頂点 をパ ー テ イクル と定 ー 義 し、各頂点 が互 い に作用 し合 い なが ら行 う運動 を表現 す る もの、イ メ ジフアイ ルの マ 各 ピクセル をパー テ イクル オブジ ェ ク トと捉 え各 ピクセルの持 つ rgb値 、または ッ ト 値 な どに よ り運動 を定義 し表現す る ものが あ る (図 2.1参 照)。 これ らは相 当業界筋 か ら の需要的分類 ではあ るが、これ よ り他 の用途 は現在 の ところ確 立 されて い ないため 、以 て本研 究 の定義 に取 り入 れ る。 このパーテイクルオブジェク トを用 いて流動群集 をモデル化 した ものをパーテイクル

モデル と定義す る。

wind

●mart particle

r・ . 1・ ・ ●

・

● ●

● ●

particles

図 2.1 パーテ イクル各種

2.2

パ ー テ イ クル モ デ ル の利 点

パーテ ィクルオブジェク トすなわち「形 ある」 オブジェク トによつてモデル化 され ることにより、単 に扱 いが簡易 であ る以上の様 々な利点が生 まれる。群集流動 シ ミュ レーシ ョンをす る上でのモ デル特性 と、単純情報 として管理す る上でのデー タ特性 に 分けて各 々 に対す る利点 を以下に述べ る。

2.2 )s-7 4 ,

)vtf )vottJF.

2.2.1 群 集 モ デ ル と しての 利 点 水 の動 きを制御 しようとす る際、流 れ る方 向 は水道管 によつて導 き、流速 は吐 き出 2の 運動 はそれぞれ独 立 した動 され る ときの水 圧 で調節す れば よい。 一 方沢 山 の仁丹 きをああえてや らなけれ ばな らず、制御 の手 間 は後者 の方 が圧倒 的 に大 きい 。 しか し今度 はそれ らを観察す る際、水 は注意 して見 ない 限 り、水道管 の どち ら方向 に流れ て い るのかわか らない。 一 方仁丹 の動 きはその 一粒 一粒 まで明 らか に見 て取 れ る。 パ ー テ ィクルモデルの利点 は、流体 の よ うに振 る舞 う と同時 にパー テ イクル (個 ) の集合体 として扱 える点 にあ る。言 い換 えれ ば上の例 の「仁丹 が混 入 した水流」 であ る。流体 として の被制御 簡易性 と、個 の集合 としての微細表記性 を併 せ 持 ち、 これが ベ 流動群集 を同時 に 2つ の視 点 で捉 える こ とを可 能 にす るのであ る。 1つ は個 人 レ ル の意志行動 を無視 した、パ ー テ イクル流体 =群 集 とい うもので 、災害時 における避難 経路検討等 に有効 で あ る。 もう 1つ は各 パ ー テ イクル粒子 =各 個人 とい う もので あ る。 これは群集流動 が 交錯状態 下 における個 人 レベ ルでの 回避行動 シ ミュ レー トを必要 と す る際 に有効 で あ る。 これ に併 せ 、数理 モ デ ルの設定 によ り、 ハー ドウエ アに対す る 演算処理負荷 とシ ミュ レー シ ヨンに求 め る表記 レベ ルに快適 なバ ラ ンス を見 つ け るこ とも可 能 で あ る。 そ して、先述 のいかなる場合 に も、それが視覚 3次 元的 に試行可能 であ ることが 最大 の利点 で あ る。

2.2.2 CADデ ー タ と しての利点 モ デ ルが単純 ジオメ トリ として扱 えるた め ファイル として保 存 で き、いつで も必要 な 時必要 な分 だけ閲覧、流用 、複製す ることが可能であ る。保存 された フ ァイル群 によ り 3が 図 られ、従来 シ ミュ レー シ ョン毎 に用意 しなければな ライブ ラリ、 リ フ ァレンス化 らなか つた群集 モデル作成 の簡易化 を実現す る

2.3

4。

流 動 モ デ ル と して の 位 置 づ け

一般的な流動モデルの分類方法[11に ついては次のように述べられている。 流動 モデルの考 え方 空間 にお け る 2地 点 間の移動 を中心 に して、人 間の行動 をモ デ ル化 したの が流動 モ デ ル と呼 ばれ る もので あ る。つ ま り空間内 の異 なる 2地 点 の あ い だ に、 状態 の変化 が位置 の移動 として観察 される よ うな人間 の行動 を扱 うこと 1属 を たない それだけで存在す るパ ーテ イクルオブジェク トの こと。 性 持 2小 さ くて良 く転 が る特質 を持 つ物体 としての例である。 パチ ンコ玉で もよい。 3以 前作成 されたそ のままのデー タ若 しくはモジュール化 された群集単位 の閲覧 とい うこと。 4相 当するパ ーテ イクルモデルに対 してのみの ことである。

12

2.3 流動 モデル としての位 置付 け

になる。この流動 モ デ ルで対象 となる人 間行動 は、観覧行動・避難行動・通 勤行動 な どで、流 れの量、位置、経路 な どが 、施設規模 や施設 の 配置計画 に 直接 関係 してい る もので あ る。流動 モデルをそ の作成 の仕方 とい う観点 か ら みてみ る と、次 の よ うな捉 え方が 出来 る。 。人 間 の扱 い (個 人型 か群 集型 か ) ・ 試行空 間の扱 い (ネ ッ トワー ク型か メ ッシュ型 か…) 。流動 の表現 (一 方向型か選択 型か) 従来行 われて いる流動 シ ミュ レー シ ョンの殆 どが上 記 の分類 の下研 究 され てい る。そ こで 、本研 究 のパ ーテ イクルモ デルが流動 モ デ ル として どこに位 置付 け られるか、従来 方法 との対比 を交え ここで 明 らか にす る。

2.3.1

人 間 の扱 い

個人 の歩行特性 が全体 に与 える影響が大 き 個人型 は トランザクシ ヨン型 とも呼 ばれ、 い と判断 される場合 に用 い、人間一人一 人 の行動 を独立 して表現す る。そのためシミュ レー シ ョン試行時 には演算処理量 も多 く、ハー ドウエ アの性能 に影響 を うける場合 が出 て くる。 ここで トラ ンザクシ ョン型 の研究例 を要約 して次 に示す (図

2.2、

2.3参 照)。

ポ テ ン シ ャル モ デ ル の 応 用 に よ る歩 行 モ デ ル [2][3][4] この研究 は建築空間 における歩行 を中心 とした人 間行動 の詳細 なモ デル化 を試 み るものであ る。建築空 間 を平面図形 や 一点透視 図 として表 し、その 中 にお け る各歩行者 の互い に質的 に異 なる動

図 2.2 磁気 ポテ ンシヤルモデル例 [2]

図 2.3

トラ ンザ ク シ ヨン型 [3]

2.3 流動 モデル と しての位 置付 け

13

磁極 の積 に比例 し距 きを時事刻 々 と調 べ よ う とす るもので あ る。 離 の 2乗 に反比例す る磁気 モデル とF_熱 似で 表 され る運 動方程式 によ り歩行者 の 移動 を促 す。 この シ ミュ レー シ ョンモデルによ り、歩行者領域 に対 して磁場 による歩行 のための構造化 を行 い、 前方 の歩行者 それに よ り対向す る他 の歩行者 や柱 を回避 した り、 を追従 した りす る単純 な歩行 の再現 が可能 にな った。 本研 究 のパーテ イクルモ デル を これ を比較す る と、各歩行者 それぞれについ て 回避、 追従行動 の再現 が 力学 的 に制御 され、視覚的 に観察 で きる点 で似 て い るとい える。ただ 5(ぁ る 特定 の速度 ベ パ ー テ ィクルモデルは磁場 ポテ ンシ ャルの他 、特殊引カ エ ネル ギ ー ク トル を保存す る引 カ エ ネ ルギ ー等 )に も対応す るので制御面 で よ り柔軟性 に富 む とい える。

図 2.4 フ ロー型 メ ッシュポ テ ンシ ャルモ デ ル例 [5]

一方群集型 はフロー型 と呼 ばれ、扱 う対象 の人数が多 い ときや、或程度 まとまった流 動 の動 きが得 られれば よい様 な場合 に用 い、常 に一繋 が りのフロー (流 体)と して表現 す る。このため各個 人 ごとの動 きまで を微細 に表現 す ることは出来 ないが、演算負荷 は 軽減 される。 このモデルではフローのス トツク として空 間 (ノ ー ド)が 表 され る。 ここで フロー型 の研究例 を要約 して次 に示す (図 2.4参 照)。 博 覧会 場 内 に お け る観 客 の通 路 流 動 量 に 関 す る研 究 [5] 行動 シ ミュ レー シ ョンの よ うな複雑 で膨大 博 覧会場 にお いて、 な計算 を行 う まで もな く、簡単 な計算 に よつて通路 上の流動量 を 計算す る ことがで きる ことは、ゲ ー トやパ ビ リオ ンの配置 や規模 計画 に対 して非常 に有効 で あ る。ポテ ンシ ャル値 によ り滞留者数 を各 メ ッシユ に配分す る ことで密度 を算定 し、さらにそ の密度 と 横浜博覧 歩行速度 によつて通路 上 の流動量 を算定す るモデル を、 5_定 距離 を保ち、物体 を引 きつ ける見かけのガー ドレー ル属性 を与えるエ ネルギーの こと。 6開

催期 間は 1989年 3月 25日 か ら 10月 1日 の 191 日間であ った。

2.3 流動 モ デ ル としての位 置付 け

14

6の 調査結 果 と比較す る こ とでその有効性 を示 す こ とがで き 会 た。 各 ゲ ー トや パ ビ リオ ンの観客吸収 量 をメ ッシ ュポテ ンシ ャルに割 り当 て 、流動計算量 の割 り振 りを図 つているが 、本研 究 のパ ー テ イクルモデル も二 方向分岐 を確率的 に操作 可能 で る。しか し各 々の演算特性 を鑑 み る と、パ ーテ イクルモデルの演算負荷 はかな り 大 きい。 また操作概念 は フ ロー として簡易 に扱 える点、似 て い るとい える。

2.3.2

空 間 の扱 い

空間での位置記述の方法 によつて、大分 して次 の 3通 りの方法がある。ネ ッ トワー ク 型、 メ ッシユ型、実座標型がそれである。 対象 とす る空 間が不定形 のい くつかのまとま りで表現 で き且つ詳細 な流動表現 を必 要 としない場合、そのまとまった空 間 を独立 のノー ドで表 し、そのつ なが りをリンクで表 すネ ッ トワー ク型が よい とされる。この とき人 間の扱 いはフロー型 として、セ ットで用 い られる。 また このノー ドはフローに対するス トックとみなすのが一般的である。 空間全体が一様 に現象 の起 こる要因 対象 空間が必ず しも分割 で きる属性 の もでな く、 を含 んでいるよ うな場合、 グリッ ド状 に分害1し たメ ッシュ型 を用 い る。 メ ッシュのス ケールによ り、更 に詳細 な試行結果が得 られる ことか ら、フロー型、 トラ ンザ クシ ョン 型様 々 に使 われている。しか しなが らあ まりに微細なスケ ールで分割す ればそれだけ演 算負荷 が増加す る上、 メ ッシュ理論 を用 い た意味 がない。 メッシュ型 はあ くまでメ ッ シュのスケール に制約 を受 け るものである。 これ らに対 し空間をモデル化せず、実座標 によつて定義 した ものを実座標系 と呼 ぶ。 これは人間の扱 い を トラ ンザ クシ ョン型 とし、各個人毎 の歩行軌跡 や回避行動 を細か く 表現す る場合 に用 いる。やは り演算負荷 はいづ れよりも多 い。 7に て の そ 制御 を行 うため、完全 な実 本研究のパーテイクルモデルは全てMKS単 位系 空間系 とい える。しか し視 覚表記性 の低減が可能ならばフロー型 と似 た扱 い方が出来 る ので、その場合空間はネ ッ トワー ク型 とも実座標型 とも取 れるいわば半実座標型 と認識 8で ぁる。 され る。物理的存在 はあ くまで実スケールモデル

2.3.3 流 動 の 表 現 流動 の表現 に関 しては、どの流れにもあ るまとまった方向性 が見 られる場合 と、流れ が一様 でない あ るいは同時 に往復交互 の流れがある場合 とに分け られる。前者 はその流 れの様子 か ら一方向型、後者 を対向・交錯型 と呼ぶ。 一方向型 の場合、行動 の 目的 は流れの大部分 の人に共通 で、通勤通学行為 によく見 ら れ、その経路 が定 まってい ることが多 い。従 って、ネ ック部分や曲が り角等 での単独滞 。 留状態がシ ミュレーシ ョンの対象 となる。これに対 し、対 向 交錯型 の場合、行動 の 目

2.4 行動 モデル全般 での位 置付 け

15

的が全体 ではっきりせず、博覧会場 や駅 の券売機前 での行動 によ く見 られる。従 つて歩 行者一人一人 の相互的な回避行動 による滞留 を再現す る事 が必要 となる。しか し空間に ついて着 目す ると、分布 モ デル等 での処理 に向いてい るため、流動 モ デル として扱 う場 合 は交錯状態 を可視的に表現す る方法 をとるべ きである。 流体 かつ粒体 と表現 で きるパーテ イクルモデルによると、一方向流 は もちろんの事、 流動 は可視的かつ効果的 に表現 される。と くにまとま りが全 く無 い ような交錯状態下 の 視覚表現 をシ ミュレー トす る場合 に効果的 である。

2.4

行動 モ デ ル 研 究全 般 で の 位 置 づ け

ここまでで 流動 モ デ ル としての位 置づ け を行 つたが 、更 に視野拡大 し、同種研 究 全般 での位置 づ け を してみ る こ とにす る。古 くか ら様 々 な行動 モデルが 開発 。研究 され、定 量的か つ簡易 に評価 で きる シ ミュ レー シ ョン理論が 多 く発表 されて きたが、専 門性 があ まりに高 いためか勘 と経験 に依存す るところが大 きく、利用普及 に大 きく貢献す るよう な例が少ない ように思 える。しか し最近では設計者 の簡易利用 や視覚認識性 の向上 をね

らった例 がみ られ、設計計画時 にちゃん と利用 で きるようなシ ミュレーシ ョンシステム が作 られる傾 向 にある といえる。 次 に近年発表 された研 究及 び論文例 を要約 して示す (図 2.5参 照)。 歩 行 者 動線 シ ミュ レー シ ョ ン システ ム の 開発 [6] 建築物 内 の 平面計画 (主 に配 置 と動線計 画 )を 支援 す るため の 、6角 形 メ ッシュ型 トラ ンザ クシ ョンモ デ ル による シ ミュ レー シ ョンシス テ ムの 開発 。そ の 際 の 開発方針 を以下の よ うに定 め た。 ・設計 者が 日頃 か ら使 い慣 れて い る CADソ フ トやパ ソ コ ンに よる システ ム構 成 とす る 。 簡単 なペ イ ン トツールで 図形 を書 くの と同等 のインター フェ ース とす る 。 企画設計段 階 や ス タデ イ中の ラフな平面 図へ の対応 を可 能 にす る 。建築 の設計 ス パ ンに対応 した ス ケ ールの メ ッシュ を採用す る 。 大規模複合 空 間 に対 応 出来 る もの とす る (広 い範囲 と大量 の トラ ンザ クシ ョンを扱 うこ とが出 来 ること) 。シ ミュレー シ ョン実行時間 と実時間 との差異 が事実 上影響 の ない 範 囲内 にす る この研究 に対 して諸誌 で論評 が されて い る。そ れ を次 に要約す る。

2.4 行動 モ デル全般 での位 置付 け

16

評論 :こ の よ うなモ デ ルは、建築物 の 防災評定 に用 い られる避 難計算 に とつて変 わる もの として有効 であ り、同 じ運 動能力、同 じ目的指 向 を持 った人 々が出来 るだけ短時間 に出口に向か って移 今後 この種 のモデル 動 しよう とす る行動 を扱 ったモデルであ る。 に望 まれ るのは、人 に道 を譲 つた りす る行動 な ど、心 にゆ とりを 持 った人 間 に歩行行動 のモデル化 と、そ の よ うな行動 を換気 させ る施設計 画 を行 うための規範 型 モ デ ルで あ る。

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図 2.5 6角 形メッシュの空間モデル例[6] また、鉄 道 関連 団体 に よる特 殊 空 間 で 制御 可 能 な実用 的流 動 モ デ ルの提 案 が 発 表 され

てい る。それを要約 し次 に示す (図 2.6参 照)。 旅 客 流 動 シ ミュ レ ー シ ョ ン を用 い た駅 計 画 [7] 旅客流動 シ ミュ レー シ ョンとは、建物 の屋根 を取 り去 り、各階 刻 一刻 と変化す る複雑 な旅客 の利 を切 り離 して真上か ら俯敵 し、 用状況 を動的 に見 る ことで 、各地点 の滞留 や流動 のサ ー ビス レベ ルが理解 で き、 駅 を計画す る と きに問題点 の把握 や改 良効果 が容 易 に判 断 で きる ものである。システ ムの基本原理 は、旅客 の行 き 先 に合 わせ て 、 メ ッシユ状 に区画 した駅構 内 を移動 させ る もの で、実時 間 1秒 の計算 サ イクル毎 に全 てのメ ッシュの歩行環境 を チ ェ ック し、移動 の可否 と方向 。速度 を決定す る。ホ ームや コン コー ス等 の駅構 内平面 は格子状 の メ ッシュ に分割 し、 旅客 はこの メ ッシュ 間 を移 動す るモデル とす る。さらにそれぞ れのメ ッシュ に設 備特性 を与 え、異 なる歩行可能速度 を設定 し、旅客行動 の基 礎 的 な制御条件 として い る。 本 シ ミュ レー シ ョンシステムは、現在 50駅 以上 の利用状況 に あ り、特 に限定 された空間内 に威力 を発 揮す るこ とか ら、今後大 都市 の駅計画 に更 に活用 され る もの と考 え られ る。 また、群集そ の ものの捉 え方 にふれた良 い例 として次 の文節 がある (図 2.7参 照 )。

17

2.4 行動 モ デ ル全般 での位置付 け

群 集 流 動 と流体 の ア ナ ロ ジ ー 181 個 々の動 きが直接観測 で きる大 きな 群集 は水 や空気 と違 つて、 粒子 (人 間)で 構成 され てい る。 しか し、一 定方 向 に動 く粒子群 群集流動 とい う言葉 が 示 す は まとまって見 える傾 向があるため、 よ うに、群集 の動 きは流れ として認識 され る。 安全計画 の 計画研究 の 中で も特 に群 集流動 と関係 が 深 いのは、 分野 で あ る。群集流動 のシ ミュ レー シ ョンは、避難群集 を縮 まな 群集 の動 きを個 々 に捉 えた シ い 流体 とみ な して い る例 が 多 いが、 ミュ レー シ ョンモデル もある。群集流動 を忠実 に再現す る とい う 点 で は後者 が優 れて い るが、大 局 的・ 定性 的な把握 とい う点 で は 、む しろ前者が適 してい る場合 がある。避難計算 も便宜上 、避 厳密 さには欠 け る 難 群集 を縮 まない流体 とみな して行 ってお り、 ものの、実用的 な危険性 のチ ェ ツク手法 として定着 して い る。 アナ ロ ジー は、 現象 を理解 した リモデル化す る ときの重 要 な ヒ ン トを与 えて くれ る ところに大 きな魅力 が あ る。適切 なアナ ロ ジ ー (類 推 )を み いだ し、複雑 な現 象 を う ま く説 明す るこ とが 現 象 の メカニズムの解 明 につ なが るのである。

IB`ぶ 'っ

図 2.6 旅客流動 シミュ レー シ ヨン[7]

●く■■0●嘔0● , て ・

ap●

・アタ ￨● ￨・ た,“ チ

ン●m

'こ

図 2.7 群集 の流体 ・粒体 としての動 き[8]

ヘ 現在 では過去 の多 くの問題 が解決 されてい るようである。ユーザイ ン ター フェース 行動 モデル もシステム自体 も簡易化が図 られ、 の着眼や設計 スパ ンヘ のスケール対応等、 他へ の理論応用が し易 い もの となつて さらにモデル理論 も段 々ではあ るが扱 いやす く、 多 くが発 表 されてい る。 しか し[61の 例 でい うと、スケールメッシュはその対応物 の規格が変 わればその都度変 更せねばならず、メッシユ位置 により単純 であるはず の例 えば直線歩行 がかえってジグ ザグ歩行 として再現 される恐 れがあるな ど、ある程度 のメ ッシュ制約 か らは解脱 で きな い。また17]の 例 でい うと、利用率 は高 い と言 えるがや は り各駅 ごとの システム組 み替 え を余儀 な くされ、理論的応用 は利 くか もしれないが システム をその まま他へ流用す るこ 7標 準物理単位 であるメー トル、キ ログラム重、秒 (M,Kgw,Second)。 8cADソ フ トの基準 スケ ール と力学演算 の差異 の精度 はメー トルで少数第 3位 まで。

2.5 本研 究 の シ ミュ レー シ ョンシステ ム定義

18

とは不可能 であ ると思 われる。また分断式立体 コンコースの空 間再現性 は平面 図的処理 には適 してい るがやは り 3次 元 で はない。 を述べ て い る。 必要 に応 181で はさらに避難群集が粒体 で あ り同時 に流体 で あ る必要性 じたそ のバ ラ ンス こそが、今後 の 重要研究課題 とな り得 、流動 シ ミュ レー シ ョンの利用 向上 に多 く与 える ところであろ う。パ ーテ イクルモデルのその制 御 と性質 は、もっ とも これ に参与す る もので あ り本研 究 が 有意義 である こ とをよ く指 し示 して い る。

2.5

本研 究 の シ ミュ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム 定 義 2.2及 び 2.3を 受 け て 、本研 究 での シ ミュレー シ ヨンシステム並 び に本論文 の研究 範 囲 の定義 を ここで行 う。2.3項 中[1]の 分類 上で、流動 モ 2.1、

デル として以下 の扱 い に よる もの とす る。

A.人 間 の 扱 い 制御方法 は力学運動法則 に よる 3次 元 トラ ンザ クシ ョン型 とす る。モ デルの 表現方法 はパ ー テ イクル・ フロー型 (粒 子 ・ 流体型 )と す る。

B.空 間 の扱 い 空間の位 置記 述方法 は MKS単 位系 に よる実 座標 に対応 した物理 ス ケ ー ル系 とす る。

C.流 動 の 表現 対象空 間 で 要求 され る全 ての流 動 パ ター ンを再現 ・表現 す る全志 向型 とす る。

D.シ ミュ レー タ・ タ イ プ 上 の A,B,Cを 満 す、パ ー テ イクルオブジ ェ ク トを用 い た歩行 モ デ ル をパ ー テ ィクルモデル と呼 び 、そ の理論 を用 い た、簡易 な 3次 元群集流動 シ ミュ レー タを本研 究 のシ ミュ レー シ ョンシステ ム と定義す る。

第 3章 制御 方法論

19

20

3.1 周辺環境 につい て

3.1

周辺 環境 につ い て

1近 未 比較的簡易 にパー テ イクルモデルが作成 で き、立体 を扱 うとい う近似性 を鑑 み 来的 に建築CADへ の流用 が 充分見込 まれ、同様 な機能 を備 えた類似 ソフ トが多数存在 す る ことか ら、TVゲ ーム 開発 に頻用 され るエ ンタテイ メ ン ト向けCGア ニ メー シ ョンソフ ト2を 用 い た。これは、立体 の作成 やデ ー タタイプ最適化 を行 うCADパ ー ト、立 体 に画 ニ 像 デー タを貼付す るマ ッ ピングパ ー ト、物体 の位置関係 やアニ メー シ ヨンを行 うア メ パ ー ト、色彩 を決定す る質感 パー ト、 ピクセル画像 を出力す る レンダラー、そ して本研 究 で主 に活躍す る力学演算 パ ー トか ら構成 され、それぞれ のパ ー トの イ ンタラクテ イブ な出入力 で 目的 デ ー タを製作する (た だ しそ の手順 は第 6章 6.1の 項 で詳 しく述 べ る)。 3を 主 ハー ドウエ 要 またその ソフ トウエ アが登 載 で きる凡庸 的 なワー クス テー シ ヨン ー コンピュー タ パ 一 ソナル ア とした。これは高速力学演算処 理 に適 した もので 、 般的 な 4な 力学 シ ミュ レー トが可能である もの を選 んだ。 では実現 され ない リアル タイム パ ー テ ィクルモデル制御 の主 な現場 は上述の うちの力学演算 パ ー トにあたる。このイ ン ター フェー スはそれぞ れ 、立体 を見 るウイ ン ドウ、解析言語 を書 き込 む コマ ン ド・ プ ラウザ、局所変数 を書 き込 むサブ コマ ン ドウイ ン ドウ等 か ら成 る。操作者 はこのす べ て を使 い シ ミュ レー シ ョンを行 う。 (図 3.1参 照)

図 3.1 シ ミュ レー シ ョン イ ン タ ー フェ ー ス 1建

築 CADに 限らず、多 くの CADと アニメーシヨンCADは 精度の差 こそあれ、その操作は似ているものである。

2現 時点ではメジャーなもので 14製 品、余 り普及 していない もの も合 わせると2∞ 製品以上存在 している。 3立 体表示の高速化 を可能に したジオメ トリ・エンジンを登載 したものであればなおよい。

4扱 う対象が常識的な情報量で、 とい う意味で。

21

3.2 制御言語 につ いて

3.2

制御 言 語 につ い て

パ ー テ ィクルオブジェク トを操 るため には、それが存在す る空 間 (本 研 究 では特 にシ ミュ レー シ ヨンシー ンと呼 ぶ )と 共 に制御す る必 要がある。パ ー テ イクル オブジ ェ ク ト が 時間的 に変化 あ るいは移動す るときシー ン内 の他 の どのオブジ ェ ク トか らどの様 な力 を受 け るかあるい は与 えるか を命令す るためで あ る。制御 には制御言語 を用 い、そ れは 5を 規則 的 に組 み合 わせ る (プ ロ グラムす る)こ とで機能 し、 目的 のシ 特定 の コマ ン ド ミュ レー シ ヨンシー ンの設定構造 とす る。ここで はパー テ イクルオブジェク トとともに シ ミュ レー シ ョンシー ンを制御す る各種制御 言語 とその組 み合 わせ原理 を説 明す る。

3.2.1 コマ ン ドの 図 式 本研究 では、シ ミュ レー シ ョンシー ンをクラス タ状 の設定構造 によ り合理 的 に制御す る方法 をとる。あ るジオメ トリに対 す る制御 言語 は下層 の ノー ドに格納 され、さらに細 か な制御 コマ ン ドが さらに下層 ノー ドに位 置す るよ うに構成 される。基本 的 な制御 コマ ン ドは、使用 した ソフ トウエ アに指定 された もの を主 に用 い、更 に付加 的な局所変数 で 6を c言 を基調 とした ス ク リプ ト7で 用意 した。Cは やや専 門的な プ 語 あ るサ ブ コマ ン ド ロ グラミング言語 で あ るが、 本研究 で用 い る程度 で あれ ば誰 で も拾 得 で きる範囲 である。

図 3.2 設定構 造模式 5本

研究 では Alias wavefrOnt Dynamtton 2.1を 主要 ソフ トとしたため、Dynallnadonコ マ ン ドとい う。 6正 式 には定義 されてい ない。本論文 で使宜的 にそ う呼ぶ 。 7台 本、筋書 きか ら派生。 さほど長 くない プロ グラムに対 しそ う呼ぶ ことが多い。

22

3.2 制御 言語 につい て

3.2.2 :t?>

1..'.

)"r+f

3.1.1で 述 べ た設定構造 を、コマ ン ド 。ブラウザ (図 3.3参 照 )に 必 要 な形式 で 書 く。こ

こ に使用 す る ものは主 に用 い た ソフ トウエ アか ら指定 を受 けて い る コマ ン ドで、これ を 8と 主要 コマ ン ド 呼ぶ 。 これ に関 しては [第 8章

付録 /■ 主 要 コマ ン ド]参 照 の こと

実際 は画面 上で イ ン タラクテ イブ に書 き込 んで い くので あ るが 、以 後 の本文及 び 図 に 表 され る場合 は説明便 宜上、コマ ン ドノー ドのす ぐ前 あ るい は後 に以下の タグを付加 し )は 演算子 とは 区別 される もので あ て クラス タ構造 の関係 を示す。 ただ しこれ ら (+、 ― る

:

↓ ＋ 一

それよ り下層 に ノー ドが存在 しな いこ とを示 す それよ り下層 に機能 す るコマ ン ドノー ドが存在 す ることを示 す 同階層 で選択可能 な コマン ドが複数存在 す るこ とを示 す

例えば図3.3は 本文中で以下のように表記す ることとする。 ―scene:long_sheet.pxa ―frame

rules befor after ―geometry ―object usheet‖ ―attributs +pos■ ttton ―velocity

runtime rule: multi― line rule ## creation rule: +acceleration +norlnal ―mass

runtime ru■ e: creation rule:1 links ―connections

図 3.3 コマ ン ド・ プ ラ ウザ例

23

3.2 制御言語 につい て

+fields― >gravity +collision

+transform ―particles ―obj ect ‖ gravity‖ ―attributes +position +velocity +acceleration +id ―fields grav■ ty ―connections +field +em■ ss■ on +collis■

on

+transfoェ

ェ il

更 に、必 要 に応 じて主要 コマ ン ドに詳細定義 と して局所変数 を付加す る。これ をサ ブ コマ ン ド9と 呼 び、画面 上 のサ ブ コマ ン ド・ ウイ ン ドウに C言 語 を基 調 とした決 め られ た規則 で書 き込 む (図 3.4参 照 )。

図 3.4 サブコマン ド・ウイン ドウ例

これに関 して も [第 8章

付録 /■ サ ブ コマ ン ド]参 照 の こと

また図 3.2の サブ コマ ン ドは図 3。 1中 "multi_line rule##″ に該当 し、本文中で以 下のように表記す ることとす る。 8ぁ

9明

くまで本研究での呼称である。 確 な定義 はされてい ない。 ただ本研究で扱 ううえで「サブ」的な役割である と判断 したための呼称である。

24

3.2 制御言語 につい て

runtime rule: multi― line rule ## ######################################################### float theta― (abs(angle(normal′ <0′ 0′ -1>))-3.141592/2.)■ 2./ 3.1415, if(Ve10Cityoz>0)veloCity+=く 0′ 0′ ―velocity.z/2.>′ llal′ velocity十 =theta/-2★ noェ ■

######################################################## その他 の代入項 は主要 コマ ン ドによつて予約済みの数値設定 ウイ ン ドウに代入す る (図 3.5、 図 3.6参 照 )。

図 3.6 数値設定 ウイン ドウ 2

図 3.5 数値設定 ウイ ン ドウ

1

第 4章 パ ー テ ィク ル モ デ ルの 原 理 と制御

25

26

4.1 -点 型放出 モ デ ルの原理 と制御

4

パ ー テ イ ク ル モ デ ル の 原 理 と制 御

パ ーテ ィクルモデルの生 成 方法 には大 き く分 けて一 点型 、放出型、連 関型 の 3つ が あ る。放出型 は流水 や炎、連 関型 はカー テ ンや ゼ リーの制御 を応用 した もの を用 いる。 3 者 は視覚的 に差異 はあ る もの の 、いづ れ もそ の原理 と制御 は第 3章 の制御方法論 に則 っ た力学運動条件 Attributes

パ ー テ ィクルモデル に与 える内的要因

Fields

パ ー テ ィクルモデル に対す る外 的要因

Connections

外 的要因 (Fields)相 互の一体多対 応効力関係式

によ り支 え られ る (以 降 これ ら3条 件 をそ の頭文字 を と り、制御条件 AFCま たは条件 AFCと 書 く)。 どの場合 にどの 型 を用 い るか等 の属性別適用 方法 も含 め 、第 4章 では各 々 の制御詳細 を示す ことにす る。

― 点 型 モ デ ル の 原 理 と制 御

4.1

文字 どお リー点 のパーテ イクルモデル (図 4.1参 照)で ある。空間にイ ンタラクテ イ ブに設置 された、属性 を持 たずそれだけで存在す るスマ ー トパーテイクルごとに制御条 件 AFCを 施 し、目的の運動 を一点毎 に得 る。よって もともと存在す るパーテ イクル粒子 を動 かす とい う原理 の もので あ る。 (図 4.2参 照)

罐

pr:

particles

gx:

図 4.1

4.2

gravit!

vx:

罫 :lC3 ｀tt11111'‐ ′

\relocity

-点 型パーテ イクルモデル

図 4.2

-点 型に よる対向回避

放 出型 モ デ ル の 原 理 と制 御

あ る放出領域 か ら時間 と ともにスマ ー トパ ー テイクル を放出する とい う方法 で流動 モ デルの形成 を行 う ものが放 出型 パー テ イクルモデル あ るいは放 出型 モデルで ある。 1の 付加 を施 し空 のパ ー テ イクル 原理 は、発 生 源 に外 的要 因 (Fields)と して放 出機能

27

4.2 放 出型 モデルの原理 と制御 2を

放 出 させ る。そ の 際、空 の パ ー テ イクルに内的要 因 (A■ 五buts)と して速度 を与 え、 且 つ効力 関係式 (Connections)と して放 出 に関す る放 出源 の特定 を行 う。これ に よ り粒 子 の流 れ を得、流動群集 モデル とす るのだが、放 出機能 に点状放 出 (pointrmittiOn)と 面状放 出 (surfacermittiOn)の 2通 りが あ り、場合 に応 じて選択 ・適用 され、放 出頻度 3、 各設定 に よ り目的 の流動群集 を得 る。 これ らを分 け て点 や初速度 の ラ ンダマ イズ等 状放 出型 モ デル、面状放 出型 モデル と呼 ぶ 。

4.2.1 点 状 放 出型 モ デ ル 4と した もので 放出型 パーテイクルモデルの うち、放出領域 を実体 あるパーテイクル ある。そのため放出源が点状 なので、放出源 を中心 とした同心円状 あるいは球状 に放出 される (図 4.3、 4。 4参 照)。 el ias /wavef ront Dynamation Browser window view-1 -Scene:How to make.pxa -Frame Rufes

-Particles -nhi

6^f

haert

1

+Emieters

-ObjecE tail-1

Point

+Attributes -veloc i tY Runtime

Rul-e: <Rand (4 ) , 0, 0>

+Fiel-ds

radiaf +Connect rons

-Emission>head_1

図 4.3 点状放 出型 モデル

W

Al-

+.+ B 4.3 ofriJ'1frtF€fll

ias /wavef ront Dynamation

Browser window view-2 -Scene:How tso make.pxa -Frame Rules

-Parti-c1es -ohiF.t-

-ob

facef

1

+Emitters suriace-emittion j ect t.ai1-1

+Attributes

"alanitrr

Runtlme Rule:<Rand(21 ,0,O> +Connect ions

-Emission>head-1

図 4.5 面状放 出型 モデル

El+.0 w45(l-ftI',ffi{FEfll

28

4.3 連 関型 モ デ ルの原理 と制御

4.2.2 面 状 放 出型 モ デ ル 5と した もので あ る。 この場合、放 出 され るパ ー テ イ 放出領域 を一枚 のサ ー フェース 放 出 され、サ ー フェースの分 だ けの幅 を もった流動 となる。 クルは面 上 か ら一様 に発生 。 また、放 出源 の サ ー フェース は新規 に作成 して もよいが、空 間 デ ー タの 一 部分 を用 いて 6を 形成 して い ない場合 、 これ を三 角 もよい。ただ し用 い る部分 が適切 なサ ー フェース

形分割 して用 い る (図

4.3

4.5、

4.6参 照 )。

連 関 型 モ デ ル の 原 理 と制 御

サ ー フェ ース、ポ リゴン等、ジオメ トリオブジェ ク 卜の各頂点 をと り格子状 のセ グ メ ン トで結 ばれ たパ ーテ イクル粒子 の集合 と して扱 い (図 4.7参 照 )、 各 パ ー テ イクル粒子 Alias/wavefront Dynamation Browser window view_1 -Scene:module_02.pxa 一Frame Rules ―Part■

cles

-Object block ―Attributes +pOs■ tion +velocity +acceleration ―rgb

Runtime Rule:Multi― Line

Rule#キ

if(mag(veloCity)>0

&& mag(veloCity)く

2)

rgb=く 1′

0′

0>,

else

if(mag(veloCity)>2

&& mag(veloCity)く rgb=く

1′

3) 0.5′ 1>,

else

rgb=く 0′

1′

creation Rule:く 1′ original Defau■ t Color

1>′

■,1>//

Runtime Rule:none creation Rule:0.6 +id Links

spring Variables stiffness:0.2011 Damping :0.0041 Magnet Attraction:0.3370 Slug

weld ―Connections +Field― >Gravity +Collision 十TranCeform -Object Gravity +Attributes ―FieldS

gravity +Cnnections 図 4.8

連 関型 モ デ ル

図 4.9 点状放 出型 モデル

4。

3

29

連 関型 モデルの原理 と制御

間の外 的要因に連 関 (Links)条 件 を付加す ることで放出型では不可能である ような流動 モデルを形成す る。これを連関型パーテ イクルモデルあるいは単 に連関型モデルと呼ぶ。 放出型 とは異 な り、も ともと存在す るパ ー テ イクル粒子 を動 かす もので 、各頂点 を形 成す るパーテイクル粒子 がそれぞれ一点型 モデルの よ うに振 る舞 うのであるが、その

図 4.10 連 関型 モ デ ルモ ジ ュ ー ル 1 jル

図 4.13 モ ジ ュー

同志 の 結 合

図 4.H 連 関型 モデルモ ジ ュー ル 2

V:ew

0.000ノ 1

図 4。 12 連 関型 モ デ ルモ ジ ュ ー ル 3

図 4.14 結合 された連 関型 モ ジ ュ ー ル

30

4.4 特性別 にみ た適用

各 々 に制御条件 AFCを 施 す必 要 はな く、 一 つ なが りに一 通 りで よい。そ の原理 は、 隣接す るパーテ イクル粒子相 互が、ち ようど凧糸で繋がれつつ、ステ ンレスバ ネで も繋 がれつつ、磁石 の斥力 を受 けつつ、全体 が粘性 の高い寒 天 で包 まれているよ うな、文字 どお り連関法則 によつて制御 を受けるとい う ものであ る (図 4.8、 4.9参 照)。 また、連関型 を扱 う際 は、切 り餅あ るいはキユーブ状の、特定のスケール に単位化 さ れたモジュール として用意す る (図 4.10、 4.H、 4。 12参 照 )。 これは後ほ ど第 5章 で述べ るが モ デルの管理 ・閲覧 上 の合理性 を求 めた結果 であ る。実際 このモデルを用 いてシ 7必 要な分 ミュ レー シ ョンを行 う場合、い くつかのモジュール を縦横 に更 に結合 させて 量 の流動群集 とす る (図

4.4

4.13、

4.14参 照)。

特性別 にみた適 用

一 点型 パ ー テ イクルモ デ ル に関 しては、 流動群集 とい う よ りもむ しろ独立 した各個 人 の詳細 な歩行 モ デ ル として 用 い るこ とがで き、 トラ ンザ クシ ョン型 の流動 シ ミュ レー シ ョンに適用 されるべ きで あ ろ う。また、本研 究 の範囲外 ではあ るが 、パ ー テ イクル オ ブジ ェ ク トの本 来 の用途 か ら、火災時 の煙 として も適用 され る。 点状放 出型 モ デルは、放 出 される空 のパー テ イクルの どの粒子 も同 じクラス タレベ ル で しか制御 出来 ない、す なわ ち互 い に影響 を及 ぼ さない ため 、一点型 モ デ ルの ような ト ラ ンザ クシ ョン型 としては適用 で きない。しか し放出源が点 のため、放 出源付近が細 い 通路 な ど、人間一 人分 の歩行幅 しか持 たない よ うな空間 の場合 での一方向流 タイプの流 動 モ デ ル として適用す るのが よい。 面状放 出型 モ デルは、前 述 の点状放 出型 と同 じく、放 出粒子 どう しの交錯 シ ミュ レー トには向かず、一 方向流 タイプ として用 い る。しか し個体 を一様 に乱数発 生 させ る よ う な大規模 な通路 での避難 シ ミュ レー シ ョンや、視認す るだけの簡単 な確認 的試行 な どに 用 い る場合、 このモデル を適用す る。 連関型 モデルは、モ デ ル ボ リュー ム形成 に参 加す る全 ての粒子 が 同 じクラス タレベ ル での単 一制御 に もかかわ らず 、互 い に力 学的影響 を及 ぼす こ とがで き、よつて上記 3型 で再現 されない 幅 の広 い トラ ンザ クシ ョン型流動 モデル を提供す る。よって適用 範 囲 は 限定 されない 。

4.5

視 認性 の向上

パ ー テ ィクルモデルは粒子 の集合 で あ るため、粒 の 表記法 に合理的 な工 夫 を行 い 、 シ ミュ レー シ ョン試行 時 の視認性 の 向上 を図 る必要が時 としてある。適用 した流 動 モ デ ルの粒子 (ド ツ ト)が あ ま りに小 さい ため観察 しに くか つた り、 よ り多 くの視覚 的 情報 を得 るため 、速度別 に色 彩 を変 えた り、粒子位置 を数値 として表記 した り、 一 度

31

4.5 視認性 の 向上

に表示 す る ドッ ト数 を増 や した り、加速度 の ベ ク トル とその大 きさを矢印 の方 向 と全 長 で表記す るな ど、場合 に応 じた方法 を採 る。採 用 した方法 は適切 な コマ ン ドノ ー ドにサ ブ コマ ン ドと して付 加 す る。例 えば、 図 4。 14中 の各 パ ー テ イクル粒 子 に つ い て 各 々の 色彩 表示 条件 に速度 を反映 させ (図 4。 15の マ ルチ ライ ンル ー ル に記 述 )、 速 く移動す る 点 ほ ど青 く示 され る。 また、 レンダ リ ン グ方法 の 変更 に よ り、 パ ー テ ィク ル に見 か け上 の ボ リ ュー ム が 与 え られ る 。

#+#+#####+## if(mag(ve10City)>0 && mag(Velocity)く 2) #+#十 #♯ #+十 ####+#十 ##++##十

rgb=く ■′0′

0>′

else if(mag(ve10City)>2 && mag(Velocity)<3) rgb=く 1′

0。 5′

1>F

else rgb=<0′ ##十

図 4.14 速度 の 可視化

1コ マ ン ドで い Fields‐ radial。 う

1′

1>′

+####十 ++#十 ###++#####++#######+##

図 4.15 図 4.14の マルチ ライ ンル ー ル

第 8章 ■主要 コマ ン ド参照 の こと。

説明 される実体 を持 たないパーテ イクル。 これに対 し放出源にす るスマー トパーテイクルは Interacive pla∝ ment(実 体 のあるパーテイクル)と 説明 される。が ここではあま り問題 としない。 3第 8章 ■サ ブ コマ ン ド参照 の こ と。 41nteractive placement particleと も呼 ばれ る。座標代 入や乱数発 生 ス クリプ トのデ ー タ移 植 で も設置 され る も 2Empty ptticlesと

の もこの対 象 である。 53点 以上の同一平面 に定義 で きる フラッ トなファセ ッ トのこと。 フアセ ッ トとは面である。 6ぃ かなるサ ー フェース もファセ ッ トの集合 として定義 で きる。 このために新 たな分節頂点 を生成するべ く、物体 デ ー タの再検算が必要であ る。 7結 合 させ る文字列 (ス クリプ ト)の 実行 を、モジュー ルの物体デー タに対 して施す。かな りの演算負荷が期待 され るため、 この作業 はシ ミュ レー シ ョンと独立 して行われるべ きもので ある。

第 5章 シ ミュ レー シ ョン

32

33

5.1 予備 知 識

5.1

予 備 知識

テ レビの 歌番組 では、視聴者 の年齢層 や好 み を想 定 した歌手選 びが され、そ の歌手 の イメー ジや歌 詞 の内容 に同調 す る大道具等 ス テー ジセ ッ トが用意 され る。全ては番組担 当 のデ イレク ターの指示 の も と、 ス タジオにて収録 され る。 1に ー 流動 モ デ ル と空 間 デ ー タは、ち よう ど歌手 とステ ー ジセ ッ ト 相 当 し、シ ミュ レ 「視聴者 の好 み」に強 くア ピールす る両 者 間のバ ラ ンスが とて も重要 シ ョン状況 とい う、 か つ難 しい ものである。デ イ レクター は両者 の特性 を充分 理解 した上 で制御 コマ ン ドを 2に は じめて入 る こ とが 出来 る (図 5。 1 発行 し、シ ミュ レー シ ョンシー ンとい うス タジオ 参 照 )。 既存 の研 究 によるシ ミュ レー タと比較す る と、本研 究 の流動 モデル 、空間 デ ー タ、制 御 方法 はす べ てが簡易 な もの にな ってい るが 、い くら愛想 のい い歌手 と、手軽 なセ ッ ト と、気 むず か しくない デ イ レク ターが揃 っていて も、そ の バ ラ ンス如何 で解析結果 はお お い に左 右 される こととなる。第 5章 で は、こ う したバ ラ ンス取 りの難 しさと適切 な対 処方法 を徹 底 して示す こととす る。

d輌 図 5.1 バ ラ ンスの重要性

5.2

・ ギ

空 間 デ ー タの整 理

外部環境 もしくは同 プラッ トフオーム上において作成 された建築物 のCADデ ー タを、 3し _夕 の整理 を行 うことでシミュ シミュレーシ ョンを行 うソフ トウエ ア環境が受理 、デ レー シ ョンシー ン内 に取 り込 む空 間 デ ー タとす る。 デー タの整理 とは、 まず立体 オブ ジェク トとして完全 な平面 として定義 で きない よ うなサ ー フェース等、非合理、不適切 な箇所 を取 り除き、且 つ場合 に則 し選択 されたパーテ イクルモデルの特性 との合理的兼 1歌

手の唄 うとい う行為 の「器」 とい う意味 での例 えである。 場合歌手 の歌 を収録す るため の「環境」 とい う意味での例 えである。 3実 には異 プラツトフォームの場合 ftpに よつて フアイルの転送 をする。 際 2こ の

5。

2

34

空 間 デ ー タの整理

ね合 い を考慮 し分害1・ 編集 とい った操作 を行 うこ とである (図 5。 2参 照 )。 これは本研 究 の パ ー テ イクルモデルが物理法則 によつて制御 され る以上 、器 である空 間 も物理 的 に き ち ん と存在す る ものでな け れ ばな らない とい う理 由か らであ る。この操作 は、建築空 間 CADデ ー タか ら流 動 モデルの通過す る管 を を大 まかな部材 ご とに分 け る分割 タイプ と、 作成す るチ ュー ブ タイプ とに分 け られ る。 どち らもなるべ く簡素 な、柱 、壁面、床面 、 。 階段面 な どの主 要部材 のみの 派 生 抽 出 とし、シ ミュ レー シ ョン時 の演算負荷 を低減す る努力 をす る。本項 では、各 2タ イプの詳細 につい て述べ る。

図 5.2 オブジ エ ク トの編集 ・合理化作 業

5.2.1 分害Jタ イプ 選定 した流動 モ デルの特性 と、CADデ ー タの情報量 を考慮 して、建築空 間 を部材 ご と に分割す る。例 えば図 5.3の よ うな階段室 を空 間 に選 び、階段 上部 か ら群 集 が 降 りて く る とい うシ ミュ レー シ ョン を想定す る。壁 や床面 、階段部分 は皆 モデル を水平方向、垂 直方向等 に「遮 る」 とい う同 じ働 きをす るが、傾斜面 によつて代替 される階段部分 は床 と同 じ属性 であ ってはな らない 。下向 きに重力加速度 gを うけ続 け下降す るパ ーテ イク ル粒子 が床面 と傾斜面 とで等速度流動 す るため には、傾斜面 に対 し動摩擦係 数 μ をあた え、斜面上方 に卜 μvの 動摩擦 力 を粒子 に与 える必要があ る (図 5.4参 照 )。 同様 に、柱 に対 して壁 に とは違 った 回避行動 をさせ るのであれば、そ の与 える属性 ごとに分割すべ きである。例 えば柱 の直径 に最小 回避距離 を割 り当 てる場 合 な ど、そ の都度独 立 したオ ブジ ェ ク トとす べ きで あ る。

35

5.2 空 間 デ ー タの整理

Ｖ 一

Mげ Sin δ

μ :the COe樹 鍮●ent of ttive mct:。 n

g :grttty

・ 3:nδ μ=(M/V海

図 5.3 動摩擦係数 での等速度運動

図 5.4 空 間 デ ー タの属性 別分割

5.2.2 チ ュー ブタイプ 大規模空間のシミュレー シ ョンを行 う様 流動 モデル として連 関型 を選定 した場合や、 な場合 に採 るべ き手法 で ある。流動 モデルの流域 を断面 が長方形 あるいは円形 のチュー ブで定義す るものである。単 なる コースであるため、U字 構 あるいは雨 どいの様 な形状 であ って もよい。しか し、流動モ デルの重力方向 に蓋の開いた状態 は避 けたい。例 えば 図 5。 1で 反対 の重力加速度 をかけて登 りのシ ミュ レー シ ョンを行 う場合、傾斜面 上方 に 開い た雨 どいではパー テ イクル粒子 が こぼれて しまい、試行不能の要因 となるため注意 が必 要 であ る。 またチ ューブは、断面 と定義 した図形 をパス によつてス イープする ことで生成する。

36

5.2 空間デ ー タの整理

設 け た い チ ユー ブ を想定 し、そ の重心 に沿 ってス イー プ・パ ス をCADソ フ ト上 にて セ グ メ ン トあるい はベ ジェ 曲線 、スプライ ンカーブ等 として描 き、条件 に見合 つた形状 の断 面 を与 え、拡張子 ".o可 "で 作成 され るジオ メ トリ・デ ー タに吐 き出す。また本研 究 では 特 に利用者 の負担軽減 のため 、生成 マ ク ロ を組 み、テキス トレベ ルでの生成処理 を行 つ た。チ ューブの 内側 にち よう どリニ アモー ター の原理 で見 られる よ うな ガ イ ド機 能 を付 加 し、チ ユー ブ内壁 に接触す るすべ てのパー テ イクル粒子 との干渉 チ ェ ツクを し、流動 モ デル を流す (図 5.5参 照 )。

葺 箋 萎 を 華 華 蒻 華 書 ,曇 義 夕のチ ュ ー ブ化

踊 り場 で 180度 折 り返す階段室 を例 に取 り、チ ュー ブ作成時 の注意点 をここで述べ る。 通常 の とお り設 け た いチ ユー ブ を想定 し、中心 に沿 つたス イー プ・パ スを描 き、ス イー プを行 うが 、図 5.6の 状態 で は、階段 上 方 か ら降 りて くるパ ー テ イクル粒子 が突 き当た り正面 の壁面 で e〓 1完 全弾性衝突 を起 こす。す なわち壁面 に対 し垂 直 な入射角 での衝突 のため垂直 な衝突反射 となって、結果 もと来 た方 向 に登 ってい つて しまう。この事態 を 回避す るべ く、図 5.7で 示す様 に折 り返 しあ るいは 曲が り角 の 円弧処理 を施 した方が よ い。そ の際、よ り細 かな分割数 の ラウ ンデ イ ングほ ど流れが スム ーズ にな り、全体結果 へ の影響 が低減 され る (図 5.8参 照 )。 ス イー プす る際 の 断面形状 に も厳密 な検討 が必 要 となる。断面 の幅 は、歩行経路 の幅 に一致 させれば よいのだが、高 さに関 して は最終 的な出カ イ メー ジで必要 とされ ない限

〆

ゝ

學

ゝ

ヽ

彗 ポ

‐

1:i11111

膠 ・=1

図 5.8 ラウ ン ド次数 の 最適化

diV亀豫馴nl鸞

37

5.2 空 間 デ ー タの整理

wall_a;particles to∞

::ide With

図 5.6 チ ユー ブ化 された階段 室

図 5,7 踊 り場部分のラウンデイング処理 「下か ら上へ 」、登 りの シ ミュ レー シ ョン り、歩行 者 の平均 身長 に合 わせ な くとも良 い 。 で あ る場合 に、パ ー テ イクルモデルが 天丼 に張 り付 い て見 えない程度 の 高 ささえ確保 さ れてい れば、支障 はない もの と思 われ る (図 5。 9参 照 )。 更 に注意すべ きは、オブジエク トとして不適切なチ ュー ブを生成 しない よう、パスの ラウンデ イング半径 との兼 ね合 い もチ ェ ックす ることであ ろ う。ラウ ン ド半径 をr、 断面

のサイズ を縦横 =(h,w)と す ると 21)(h,W)

を満 たさなければならない (図 5.10参 照 )。

5。

3

38

シ ミュ レー シ ヨンに向け た数理基準

図 5.9 断面形状 の 高 さの最適化

5.3

断面形状 の幅 の 最適化

シ ミュ レ ー シ ョ ン に 向 けた数 理 基 準

人 間 の歩行行為 を観察 し、定量化 す る ことによ り流動 モ デ ルの特性 は説明 され る。そ の 定 量化 したデ ー タ群 を数理基準 と呼 ぶ。基本 的 には、歩速、歩幅、歩数 で流動 を表現 で きるのだが、試行 空 間 との兼 ね合 い か ら、さらにい くつ か の指標 を用 い る と便利 であ る。例 えば流れ の量 や、流れ の状態 な どがそれであ る。流 れ の量 は流動 の集積量 を表す 断面交通 量お よび通過 量 で測 るこ とがで き、流 れ の状態 は流動密度 や流動係数 とい った 指標 で定量化 され る (表 5.H参 照 )。 閑散 とした状況では各人が他 者 の行動 にほ とん ど影響 され るこ とな く、自分 にあ つた 歩行速度 や経路 で歩行 で きる。しか し、混雑 した状態 になるにつ れて他者 との干渉 によ り速度 や方向 を頻繁 に変 える必 要 が生 じ、つい には群集 として平均 的な行動 を とるよ う になる。そ して極端 に混雑 した場合 は集団転倒 な どの事故 を もた らす ことさえあ る。こ の よ うなで異質 を考慮 す る と、群集歩行 の状態 は、あ る程度 以上 に混雑 の程度 が 高 まれ ば ここの歩行者 の行 動 を取 り上 げ な くとも、 それ らの平均 的 な流 れ としての特性値 を もって表す ことが 出来 る。 密度 。流速・流動係 数 は歩行群集 の流動状態 を表す 基本的 な指標 である。い ま、ある 方 向 に移動 して い る群 集 を考慮 した とき、密度 とは考察 の対象 としてい る歩行 空 間の単 位面積 当 た りの歩行者数 であ り、流速 とはその歩行 空 間内 に含 まれ る歩行者全体 の平均 速度 である。また、流動係数 は流 れの方向 に垂 直 な単位幅 ωの 断面 を単位 時間内 に通過 。 す る歩行者数 であ り、流率 とも呼 ばれてい る。これ ら密度 流速・流動係数 をそれぞれ と ρ (人 /耐 )、 v(m/sec)、 f(人 /m*sec)と 表す 、 ω dt★ f=ω ρdt★ v ⇔ f=ρ v の 関係 が成 り立 つ 。

5。

3

39

シ ミュ レー シ ョンに向け た数理基準

単位

counts/day,hour,min.,sec

流 れの量

断面交通量

流 れの速 さ

単独歩行速度 群集歩行速度

流 れの濃 さ

流動密度 歩行者空間 モジュール

流 れの性 態

流動係数

流 れの長 さ

歩幅 歩行距離 歩数 歩行時間

流 れの履歴

m/sec, m/min m/sec, m/min counts/m*m m*rn/counts

counts/(m'min) counts(m"sec) cm

m, km steps

sec, min , hour

歩行軌跡、動線

表 5.H 流動 に関する指標 また流動密度 に関 して は、歩行者空間モ ジ ュール[9]と い う表現 も一般 的であ り、流動 密度 の逆数 で示 され る指標 で あ る。これ につい ての発展 的関連研 究 も過去 に多 く見 られ る。例 えばパ ナ ルスペ ース に関す る研 究 [10]で は 、集合 した人 間相 互 の 間の位 置 関

=ソ

係 (距 離 と向 き)は 、親密 さな どの対人関係 や行 為 に規 定 される として い る。 しか しこ れは、そ の 時 の外 的状況 にあ るキ1約 が設 け られた上 での研究 である。例 えば災害避難時 と通勤時 とパ ビ リオ ンの見物時 で は上の理 論 は当 ては まらない。火災時 にぼんや りした り、お しやべ りしなが ら歩 くわけにはい か ない。 よって、様 々 な指標 の うち、本研究 のパ ー テ イクルモデルの制御 に直接 的に関 わ つた り、数値 として 目安 になるの は以下の もので あ り、これ らをシ ミュ レー シ ョンに向 け た 各数理基準 とす る。 ρ ｖ ｆ

・群集平均歩行 速度 ・流動密度 。流動係数

(m/sec) (人 /耐 ) (人 /m*sec)

また、本研究 では、大 まか な数値 を試験 的 に用 い た い場合 や、想定 した シ ミュ レー シ ョ ン空 間 の綿密 な数理基準 が 得 られ に くい よ うな場合 に も、数値 の正確性 よ りもシ ミュ レー シ ョンの試行 を積極 的 に試 み る姿勢 を主 眼 とす るため、水平路・階段 のサ ー ビス水 準 を示 した表 [10][11](図 5。 12参 照 )や 、一般 的な群集密度 を示 した表 [12](図 5。 13参 照 )、 行列状態 の群集綿密度 [13](図 5.14参 照 )、 一般的 な歩行速度 を示 した表 [16]か ら大 体 の デ ー タサ ンプル を選 び取 り数理基準値 と して もよい とす る。またその他 、一般 的 な建物 内 の人 口密度 を示 した表 [14][15]も 必要 に応 じて参 照す ることとす る (図 また、そ の他、必 要 に応 じて以下 の追加指標 も用 い ることとす る。

5。

15参 照 )。

5。

3

40

シ ミュ レー シ ョンに向 け た数理基準

。 混雑時の最終的 な回避行動が回避直前 の最後の一歩手前 で行 われる事 が多い ことか ら、 群集 の静的障害物 に対す る回避距離 を各歩行者 の中心 か ら+10∼ ¨ lo%の ば らつ きを持 つ前方 3.5(m)、 左右 40(cm)と したo ・群集中の対人緩衝空間の平均値 を90(cm)と し、指示 ない場合 この値 を用 いる 。群集 の平均 身長 L(∈ ConSt。 )を 165(cm)と す る 。発生パ ター ンは点状放 出、面状放出問 わず、2∼ 4次 の乱数 アル ゴ リズム に 即す るとす る

の康

由

適 用 籠 田 衝突の可能性

その他の流働釈離 澤離の時目的 ピークや ‐「■2mH約 のな い公共菫綸や広●など

全くなし

由

一方向沈なら 自由

交彙 。対向沸 でわずかに生 ずる

交通量がレベルAに 比べわずかに減少

目櫛 にあまり厳 しく ない混●0ピ ークが生 する公共菫特 。駅など

ある輌度の制 限が生ずる場 合がある

同

∝ 6∼ Oβ 2

交警・対向沈 の生する場で かなりある

■化贅働では●●の でき交 臨 流 ●地点 "性 で千滲あり

があ 敏計上 り,利… 用■のかなり多 い公共菫●・駅など

、m-1.Ю

鳩 炒 術 者が不可

ほとんど田腱

かなりの日饉 率で生ずる

一時的にかなりの自 密度部分が生ずろ

●も謳 0激 しし喰 共 空日にのみ薔躇可 “

すべての人″ 和

全く不可

極 めて高 い

流れの許書限界,流 働停止も生する

10あ る駅 。,"疇 む

●Eの 曲 舶遺はすり足

目

上

擦触なしの移 ●は不可

党全嗜保

自

由

全 くなし

23-32

038-0"

C

14-23 ∝ -1.4

∼Q0

●

ほとんどの■ 合に確保

B

E

自

状

α B以 下

平

路

螺

し

水

"以

上

基

自由歩行速度 の ■ 保 雑

A

行

歩

遭●

′ハ

率 ↓

'

単位占有 ■ 積 ″=1/P (m2/A)

沈 伏

一ス 準 サビ水

対

1.10∼

137

左

“ ∞ 以下

,大 1.37で 麒

19以 上

αη 以 下

lD

α27-ヽヽ

ほとんどの歩 行者が■保

若子の日姜が 伴う

α 田 ―嘔

ある程庄の日 服を受ける

日

a9-14

αう 0∼ α72

ほとんどの歩脅 者がある組童の 欄約受ける

かなり困難

Q7-Q9

すべての人が 不可

全 く↑ ・

●●1こ ￨“ 向

円

1.4∼

■

0 繊

∼a7

E

a72相Q"

左

憫 籠で, 瀾 藤ひ 状態"不 "は

前後 5像 ,左 右 Q9-

対向流では生 ずろ

前後 4-6饉 L左 右

:ヨ

mO-4

保

"m■ 繭● 3∼ 4段 ,左 右 ― “ J

●めて自い

"mm

04以 下

最大 釧 "で 難

擦触なしの移 ●は不可

ど特殊ケースのみ可

歩行路のm「 には不可

目期的にビーク雄 じ しくな ● 曖 ― い公共菫鮨・駅など にビーク″生 じ 聯 ある租庄0● ― を受けるAA共菫鮨など 厳 しいピークロロのあ る二雛する公轟 ・ 駅など 饉嘲日に人の出入りが ある曖・ ― など特 殊ケ ースのみ可

沖●は■ひ摯色 極 めてお餞

饉散0● 計 には↑■

"

上

●

歯後 2-4緻 ,左 右 ∞ m。 流れ輝 ￨夕

“ F

に大E―

ビーク,薔 ― 炒 的のない公共●●など

対向澁ではわ ずかに生ずる

対自法ではか なり生ずる

瞭

単位占●●●″は 1人 当りの占める■籠で宙慶 ρの選数となる .

表 5.12 水平路 ・階段 のサ ー ビス基準 [10][11] 研究で用いたソフ トウエアでは、拡張子".pxa"な らびに".obi"の 各 データは特殊 コー ド化 されない状態で保存 されるため、テキス トエデイタ、宙 などで文字 として編集で きる。 2言 い 換えれば「数理基準を選定する事」 イコール「用いるパーテイクルモデルを選択する事」 とすることで、とい う意味である。 1本

41

5.3 シ ミュ レー シ ョンに向け た数理基準

審

Q15

魔 仏 /ma)

Q:

012

Q"

臨

1人 当り轟薔 (m2/A)

表 5。 13

一般的 な群集密度 [12]

静會

=lAハ

)

表 5.14 行列状態 の群集綿密度 [13]

べ 面 上 由菫 J主 トー

o x

トーー

体 童

/m2)

菫栞肪 贅計薔指針 (日 本腱豪セ ンター) その他の薔導的 な鍾

タンドバー ￨

0劇 密

表 5.15

●

(人 /m2)

一 般 的 な平均 人口密度 [14][15]

5。

4

42

数理基準 によるモ デル設 定

ランク

100-

90-100

96 92 91.8 91

90.7

90

82.7 82.6 81 81

80

80 79.5 79.5 77.3

77

３ ７ ︲ ７ ７ ６ ４ ６ ０ ６ ０ ６ ０ ６ ５ ５ ５ ５

歩行者 の空間 Research on Road T. 国際交通 シンポジウム

５ ７

歩行の科学 バスター ミナル・ 鉄道駅 :ニ ューヨー ク 歩行の科学 歩行の科学 歩行の科学 Research on Rcad T 歩行の科学 歩行の科学 歩行の科学 建築資料集成 歩行の科学 歩行の科学

６ ７

自由歩行速度の下限 小児を連 れた婦人 群集状態で最 も流動量の多 い流れの速度

.

98.7

６ ７

40-50

Research on Road T. 新宿西口地下道 (実 測) バスター ミナル・ 鉄道駅 :ニ ューヨー ク 歩行者空間の研究 サブナ ー ド :出 動時 (実 測 ) 歩行の科学 バスター ミナル 。鉄道駅 :ニ ューヨー ク 歩行者空間の研究 (実 測 ) Research on Road丁 歩行の科学

107.3

３ ８

50-60

Research on Road T. 国際交通 シンポジウム 歩行の科学 駅 か らキャンパス (実 測 ) 歩行の科学 Research on Road T. サブナー ド:出 動時 (実 測 ) 国際交通 シンポジウム 建築資料集成 歩行の科学

150 140 120 110

４ ８

60-70

建築資料集成 歩行者の空間 建築資料集成 サブナー ド :出 動時 (実 測 ) Research on Road T.

８

70-80

早足の歩行速度 自由歩行速度 の上限 早 い歩行速度 出動で急 いでいる人 青年の歩行速度 男 :55歳 未満 ヘ ンダーソン観察男子 の歩行速度 出動時 OLの 歩行速度 通動時大学生 の歩行速度 男 :15∼ 40歳 、平均 の 自然歩行速度 男 :55歳 以上 遅 くもな く早 くもない速 度 ヘ ンダーソン観察女子の歩行速度 並足の歩行速度 踏み固め られた土の上 の歩行速度 (女 子学生) 女子 :50歳 未満の歩行速度 出動時の歩行速度 男子歩行速度 男子平均歩行速度 ゆったりとした速度 一般通動 。通学時の歩行速度 全体の歩行速度 男・ 女、平均の歩行速度 女子 :50歳 以上の歩行速度 コンク リー トの上の歩行速度 (女 子学生) 女子の歩行速度 女子の歩行速度 一般の男子の歩行速度 50歳 後半 の 自然歩行速度 退社時の OLの 歩行速度 子供 :6∼ 10歳 の歩行速度 男子の 60歳 後半の歩行速度 ハ イキングの時の歩行速度 買い物 かごを持 った主婦 の歩行速度 遅い歩行速度 70歳 後半 の歩行速度 ベ ビーカー を押 しなが らの歩行速度

５ ８

80-90

歩行速度 (m/分 )

出典

項目

45 42.9

40

表 5.16 歩行速度 一覧表[16]

5.4

数理基準 によるモ デル設 定

状況 により流動 モデルの特性指標 は様 々 に変化す る。しか しその都度 シミュ レー シ ョ ンス クリプ トをテキス ト形式 で 開き1、 数値 を書 き換えるのは多大 な労力 を要 し、簡易 さを欠 くこととなる。数理基準 とパーテイクルモデルの設定 を一対一 に対応 させ ること で 2求 めたいシミュ レーシ ョン時 の状況 だけが念頭 にあれば誰で も試行可能 となる。そ のためにあ らか じめ数理基準 とモデル作成、及 びそれ らの対応 をここで明 らか にする必 要があろ う。ここに、一点型、点状放出型、面状放出型、連関型各 々の制御変数 と状況 別数理基準値 の対応 を表 5。 17に 示す。

43

5.4 数理基準 によるモ デ ル設定

A:一 点 型

数理基準指標

B:点 状 放 射 型 C:面 状 放 射 型 D:運 関 型

該当する制御 コマン ド及びサブクラス・ コマン ド

Att‖

群集平均歩行速庫

butes/

Velocitv:く 00_randfv〕 >

V(nげ Sec)

Att‖

butes/

Velocitv:く 0 0 randrい >

Runtime Rule

Componsnts

Creation Rule

Compon6nts

x個

匡

B

x= odL

列 □猛

Particle/sec

"

1皿

流動密度

surace PPs=σ SV′ L

σ (人 /耐 )

C fi● lds′

emiters surace_emittion

x=σ dHL leilds/

‖ nks

tftfi1'*fi f ( ,A./m.sec)

A,B,C,D

A,B,C

r(m)

At“ bttes/ radius

Fleld/Emmion 発生 パターン C

t

Min Dlstance Max Distance Min Veloc"y Max Ve:∝ ly

Eml Velocny ine Element PPS iurface PPS lax Normal Disl. lax Target Dist. lax Nomal Vel. ilax Target Vel. )istribuiion Power relocity Inherit 'exlure Tangenl Atlr. lormal Tanggnl Attr.

Spring Variables/ Stiffness Damping Magnst/ Atlra6lion

placement

real real real real real real real

instanca instanc€ & anribut€s inslance instance instance instance instance

real real real real real real real real real real

instance

instan@ inslanc€ inslanc€ instance instance instance instance instance instanca

& attributes

& atlributes & atlributes & atlributes

& attribules & attributes

real instance real instance real instance real inslance real inslance

oY

ゴ騰

対人緩衝領域

l=

Velocny lnhe‖

ｄ ︲ ｏ 鈍Ｗ

D

!nteractive

create_newiarticle

FieldEminers surface_emittion

Crealion Rule Spring Variables/ Stiftness DamPing Magneu Altrac,lion Slug Wsld

real inslance

real instance real instance real instance real instance real instance

Min Distance

attribulesy'id/runtime rule:

Max Distance

rand(realinslance) attribut€Md/runtime rul€: rand(realinstance)

Max Nomal Dist

attributesy'id/runtime rule:

Max Target Dist.

rand(realinstance) attributedid/runtim6 rule: rand(realinstanco)

Magnitude

静的障害物 に対する 回避距離

A,B,C,D

Field/radial

Atten.Power Max Dislance Slrength

real real real real

In$anc€ inslance inslance inslance

表 5.17 制御変数 と数理基準値 の対応表

5.5

設 定 に対 す る総 合 検 討

5.1で も述 べ たが 、 本研 究 のシ ミュ レー シ ョンシステムで最 も難 しい部分 とされ るのが

流動 モ デル と空 間 デ ー タと制御 コマ ン ドの組 み合 わせ 方 で あ る。各 モ デ ル設定 と数理基 準値 の対応 は、表 5。 17で 示 され た通 りだが 、使用 した い制御 コマ ン ドとの調整 が更 に必

5。

5

設定 に対 す る総合検討 “

要 となる。対応表中の使用制限あるいは例外 を洗 い出 し、各設定 に対す る総合検討及 び 補 正 をここで行 う。

5.6

シ ミュ レ ー シ ョ ン シ ー ン

選定 したパーテイクルモデル と空 間 デ ー タを同ス テー ジ上 に設置 し、全体 で シミュ レーシ ョンシー ンとす る。試行画面 はイ ンタラクテイブに回転、移動、拡大・縮小可能 であるが 、キー フレームの付 いたカメラ ビユーが必要な ときは、カメラアイもオブジェ ク トとして参加 させ る必要がある。 い よい よシステム利用者 は演算 キ ュー と同時 にその場 で リアル タイムなシ ミュ レー シ ョンを画面上で観察 で きる。全体 の情報量 (バ イ ト数)が あまりに多 い と、ハー ドウ 体感的 に エ アのサ ンプリングレー トと画像 フレーム演算 レー トに時間的開 きがみ られ、 つ 「遅 くなる」 が、フ レームバ ッファヘ の イメージ出力 によつて、後 に一 なが りのムー ビース トリップとして観察 で きる。また、視覚的結果 の観察 にとどまらず、正確 な断面 交通量や、各粒子 の到達位置等 をテキス トデー タとして出力すれば、よ り正確 な結果が 期待 される。

5.7 モデルの ライブラ リ シミュ レー シ ョンの数理 基準 に一致 したモジュールモデルはそれぞれ独 立 したス テ ー ジセ ッ トと してオブジ ェク ト保存す る。何度 か シ ミュ レー シ ョンを行 ううち、そ のたび ご とに、以前 使用 に望み作成 あるい は流 用・部分 応用 したモ デルが ライブラリに追加 さ れる。同時 に、用 い た数理基準 のデ ー タも蓄積 され る。これ らの単位 ファイル群 はライ ブラリと して機能 し、いつで も手軽 に引 き出 し、使用す る事 が出来 る (図 5。 18参 照 )。 (拡 張子 ".pXa"は Alias wavefront Dynamationの ス テ ー ジセ ッ トファイルで ある。)

5.8

シ ス テ ム オ ーバ ー フ ロ ー

ここまでが本研究 のシミュ レー シ ョンシステムの全手法 である。図5。 19に 作業 フロー、 図 5.20に その手順 一覧 をしめすが、これは以降第 6章 で行 うサ ンプルの試行で も用 い る ため、その都度参照す る。

45

5.8 シス テ ム オ ーバ ー フ ロー

紳

図

5。

18

パ ー テ イクル モ デ ルの ラ イ ブ ラ リ

5.8 システ ム オーバー フ ロー

図

5。

19 シミュ レー ション作業 オーバー フロー

46

47

5.8 シス テ ム オ ーバ ー フロー

酔 酔 □ □ 団 □ 図国 回 隕 日 口硼測観□黎 国 図 国□□回囃鰈

CADデ ー タの イ ンポー ト シ ミュ レー シ ョン状況 の 設定 一 点型 パー テ イクルモ デ ル を選択 点状放 出型 パ ー テ イクル モ デ ルの選択 面状 放 出型 パ ー テ イクルモ デ ルの選択 連関型 パ ー テ イクルモ デ ルの選択 空間 デ ー タの 分割 タイプ選択 空 間 デ ー タのチ ュー ブ タイプ選択 空間 デ ー タの整理終了 シ ミュ レー シ ョンシー ン完成 全 制御 コマ ン ド決定 総合検討

定日国圃國回国 帥期効設 設 定回回国回園国 酸数 畑要 効力 関係式

国

日

シミュレーシ ョン開始 モ デ ルの保存 ・閲覧 出カ イメー ジ方法 の選択 リア ルタイムシミュレー ション レンダラース ター ト テキ ス ト形式 で出力 ムー ビース トリツプ形式で出力 結果分析 考察 図 5.20 シミュレー シ ョンシステムの手順 一 覧

第 6章 試行 サ ン プ ル

48

6。

1

49

試行 サ ンプル を用 い た実践

6.1

試 行 サ ン プ ル を用 い た 実践

建築設計計画 の構想段 階 で例 えば高密度建築物 の ビロテ イ部計画 に対 して、群集流動 の シ ミュ レー トを しよう、あ るい は もっと気軽 な気持 ちで人 間 を登場 させ た状態 で計画 を見直 してみた い、 と考 える とす る。まず はその時 の状況 を思 い描 き、群集 の 数 は どの 位 で 、 どの辺 りを シ ミュ レー トしたいか、 と考 えるはずであ る。そ して結果 をつぶ さに あ るいは一 日で観察 し、問題点 を挙 げ、空 間 デ ー タの位 置 を変更 した り、通路幅 を広 く してみた り、舵板 を追加 した りす る。そ して、更新 された変更箇所 を幾度 か再 シ ミュ レー トし、設計 に反映 させ る結論 を下す だろ う。 本章 で は、設計者 が 実際 シ ミュ レー シ ョンを行 う時 と同 じ手順 を想定 し、い くつ かの サ ンプル を使 って問題点 の改善 ・ 設計 へ の 反映法 を探 る。

6.1.1 サ ン プ ル 1(面 状 放 出型 ・ トラ ンザ ク シ ョ ン) 単純 な大規模通路 における柱配置検討 のシミュ レーシ ョンを行 う。 空間モ デルは事前 に直径 100(cm)の 丸柱 。3本 、高 さ4(m)の 左右壁面、幅 8(m)全 長 30 (m)の 床面それぞれに分害lし て用意 した (図 6.1参 照)。 ・

colulllml

o coluIIIm2

・ colurrm3 。wall

。■oor

図 6.1 サ ン プル 1の シ ー ン

50

6.1.1 サ ンプル 1

一般 的な大型駅 コンコースでの通勤時 を設定状況 として、表 5.H∼ 表 5。 16か らこの シ ミュ レー シ ョンに対す る数理基準 を以下 の よ うに設 定 した。 ・群集平均 歩行速度 :80.0(Wmin)=1.33(m/seC) 。群集密度 :0.35(人 /m) 。静 的障害物 に対す る 回避距離 :前 方 3.00(m)、 左右 0.40(m) ・対 人緩衝 空間値 :対 向す る相手 に対 して 1.20(m)、 同方向 を向 く相手 に対 して 0.60(m)

また、通路幅 を考慮 して、用 い るパ ーテ イクルモデルは面状放 出型 と し、通路両端 か らそれぞれ 90(cm)の 領域 か ら一様 にラ ン ダム発 生 させ る。そ の他 、 シ ミュ レー シ ョン シー ン全体 の制御設定 につ いては表 6.2の よ うに した。

wa‖

recchuu-o

1

はたらき

ジオ メ トリ名

-1 .Pxa

陣 肝静計Ｆ ■ は ︱ Ｉ ︲ ,loor

Partide l及 び Panide 2

制御

loldlDistance

i|ln Distance )rag

lddlDstan∞

ハln

)ons€ruo Sp€od

)ortsem Spood

す る。

及びPanicl。 2 の放出源 となる。 Particlo l

Distano●

)rag

に と って の 床 の は た ら き を

leld/Emite“

,in€ Elom€nt PPS )urfac6 PPS ilax Nomal Dist. ,|il Targ€t Dist. ,lax Nomal Vel. ,lax Target Vel. )istribution Pow€r /€locity Inherit fexture Tangent Attr, J^mal T.h^a^r Ahr

leldlDislance 及びParticlo 2 の障害物 と してはたらく。

Иin Distano●

ldd/Dstan∞ 及びParticle 2 D障 害物 と してはた らく。

lh Dおtance

Danide l及 びPaniclo 2 D障 害 物 と して はた ら く。

lold′ Dislanco

Jin Distance )rag

Omn_surl から放出 され

ttt"buteS/

Particlo l

Darticlo l

る群集 モデルとなる。

¨¨∞

及びPanic10 2 に とっての壁のはた らきを する。 Particlo l

¨¨ ¨ ∞∞赫呻 ¨ ﹄ ｍ ｍ ¨ ｍ ¨ ¨ 呻 ｍ ｍ ¨ ¨ ¨ ¨ ｍ ¨ ｍ

シ ミュ レー シ ョ ンシー ン図

)rag 〕onsem

Sreed

)rag

)onmⅣ e Sreed lunttme rulo

Vol∝ ity tttlbutesl

radius :ieldlradial

nagnimde ヽ tten Powor Иax Dも tan∞ trongth 〕

´ onectlons

omlt surf2 か ら放 出 され lttnbutes/ Vel∝ lty る群 集 モ デ ル とな る。 tttnbutes/

tun“

me mlo

)reaton nJ!●

lagnitude ttten Power

ハax Dttan∞ ■rength 崩 ections

025 01601

00000 01000 00100

lold

radius lold/radial

,0,rand(51)> “

)reation rulo

lold

く0,0,‐ rand15 1)>

025 02000 00000 07217 001∞ Wal:「

bσ ゛dumn1 2 3.

pa面 oio1 2

omtt su確

lo:α grauty

図 6.2 サ ンプル 1の シーン制御 一覧

¨ 輌

重力加速産 を与 える。

)8 0,‐ 1,い

6.1.1 サ ンプル 1

実験

1

単純 な直線動線 の 通路 で は、直感 的 にも、 そ の動線 に沿 った柱配置 が合理 的 と 考 え るのが 普通 で あ ろ う。 そ の検証 をまず行 う。図6.3 は、通路片側 か ら2.5m離 し た位 置 に列状配置 したシー ンの様子 である。約 60秒 演 算 させ て結果 を観察 す ると 図 6.4、 図 6.5の 様 な歩行軌 跡が得 られ、群集 の 追従行 動 か ら くる流動分離 がは っ き りと読 み とれ る。

図 6.4 図 6。 5

上 中 下

図 6.3

実験 1シ ー ン 実験 1の 結果 明確 な流動分離

51

6.1。

1

サ ンプル 1

実験 2 次 に、 ラ ンダム な配置 で 試 行 す る 。 演 算 を一 旦 リ セ ッ トし、各柱 を ビック し て所望 の位 置 に移 動 させ 、 図 6.6の 柱 配置 で前述 と同 じく演算 させ る。開始 30秒 付近 か ら各歩行軌跡 に乱 れ が出始め、図 6。 7、 図 6.8に 示 す 60秒 後 もそ の ままの 乱 れ 具 合 が 保 持 され て い る。 これは、丸柱付近 での 流動 の乱 れが、横方向 に影 響 を及 ぼ す 為 と考 え られ る。

以 上 か ら、 直 線 通 路 で は、そ の動線 に沿 った配置 が望 ま しい と分 か つた。

図 6.7 図 6.8

上 中 下

図 6.6

実験 2シ ー ン 実験 2の 結果 歩行軌跡 の乱 れ

52

6.1.1 サ ンプル 1

実験 3 次 に、用 いた 3本 の丸柱 の うちの 2本 をその動線 と 直 交 す る 配置 で 試 してみ る。同 じく演算 リセ ッ トの 後、柱 を移動 させ 、図6.9の よ うな シー ンを与 える。演 算 開始 30秒 で は若干 の乱 れが あ る ものの、60秒 の時 点 で まとまった歩行軌跡 が 得 られ た 。 そ の 様 子 を図 図 6.Hに 示す。直交 す る 2本 の柱 間が 、付近 の

6.10、

流動 に対 してネ ック状 に作 用 し、通過後 の流量 は減少 す る ものの、まとまった追 従行動 が取 りやす くなる様 である。この まとまった流 れ力漱寸向流 に対 して も調流 現象 を引 き起 こ させ 、全体 として安定 した歩行が出来 る と思 われ る。 この結果 か ら、必ず しも 動線 に沿 った柱配置 でな く とも、合理 的な歩行 空 間 と 成 りうる とい える。

図 6.9(上 )実 験 3シ ー ン 図 6.10(中 )実 験 3の 結果 図 6.11(下 )明 確 な流動分離

53

6。

1。

1

サ ンプル 1

実験 4 最 後 に、通 路 動 線 に対 し、90度 以下 の角度 を持 た せ た列 配置 で 試 してみ る。 同 じく演算 リセ ッ トの後 、 柱 を移動 させ 、図 6。 12の 状 態 か ら開始す る。結果 は図 6.13、 図 6.14ヤ 3示 す とお り、 実 験 2と あ ま り変 わ らな い 、乱 れた状況が観察 され た。これ も柱付近 での影響 が主 に通路横方向 にはた ら くため と考 え られる。 実験 を通 して行 い、幾度 に も及 ぶ試行錯誤 を繰 り返 「所望 の設計案」 す ことで 、 と、「歩行 空 間 の 合理化 義 務」の 2つ の 間 にバ ラ ンス の とれた決定案 が導 き出 さ れた (図 6.H参 照 )。

図 6。 13 図 6.14

上 中 下

図 6.12

実験 4シ ー ン 実験 4の 結果 歩行軌跡 の乱 れ

54

6。

55

1.1 サ ンプル 1

最後 にサ ンプル 1の 4つ の実験 の歩行軌跡 を図 6.15に 示 してお く。

明確 な歩行分離

実験 2 乱れ た歩行軌跡

実験 3 明確 な歩行分離

実験 4 乱れ た歩行軌跡

図 6.15 サ ンプル 1の 歩行軌跡

56

6.1.1 サ ンプ ル 1

参 考 に、 シ ー ン全 体 の 制御 コマ ン ドを記 す 。 また 、表 記 方 法 は 第 8章 の テ キ ス ト表記 法 に従 う もの とす る 。 ‐ Sceneirecchuu_01‐ 1.pxa +frame rules ‐ geometry ‐ ObieCt Wall +attributes

‐ fields distance

Min Distance O.30

Drag O.000 ConseⅣ e Speed check +connections -ObieCt 100r +attributes

‐ fields distance

Min Distance O.25

Drag o.000

ConseⅣe Speed check +connections ¨ ObieCt eml surfl +attributes

¨ fields ‐ emitters/surface

Line Element PPS O.800 Surfase PPS O.500 Max Normal Dist O.00 MaⅨ Tangent Dist O.00

Max Normal Velochy O.00 Max Tangent Velocity O.00 Distribu」

on Power l.000

Velocity lnherit O.000

Texture Tangent Attr texture Norrnal Tangent Attr normal

+connections -ObieCt emn surf2 +attributes

‐ fields

6.1.1 cl>7)v I

57

-emitters/surface Line Element PPS 0.800 Surfase PPS 0.500 Max Normal Dist 0.00 Max Tangent Dist 0.00 Max Normal Velocity 0.00 Max Tangent Velocity 0.00

Distribution Power 1.000 Velocity Inherit 0.000 Texture Tangent Attr texture Normal Tangent Attr normal +connections -object columnl +attributes -fields distance Min Distance 0.6000

Drag 0.000 Conserve Speed check +connections -object column2 +attributes

{ields distance Min Distance 0.8000

Drag 0.000 Conserve Speed check +connections -object column3 +attributes -fields distance Min Distance 0.5781

Drag 0.5813 Conserve Speed check +connections -pafiicles -object particlel -attributes

6.1.1

t/7)v

58

I

+position -velocity

Runtime Rule:<0,0,rand(S. 1 )> +acceleration -radius Runtime Rule:0.25

+id -fields radial

Magnitude 0.2966 Atten. Power 0.0295 Max Distance 0.6093 Strength 0.0644 -connections +field>wall,column l,column2,column3,particlel,particle2,particle3

+emission->emit surfl -object particle2 -attributes +position -velocity

Runtime Rule:<0,0,-rand(S. 1 )> +acceleration -radius Runtime Rule:0.25 +id

-fields radial

Magnitude 0.200 Atten. Power 0.0300 Max Distance 0.7217 Strength 0.010 -connections +field>wall,column l,column2,column3,particlel,particle2,particleS

+emission->emit surf2 -particle3

+attributes -fields

59

6.1.1 cr > 7 )v I

gravity

Acceleration 20.000 Direction <0.000,-1 .000,0.000> +connections

60

6.1.2 サ ンプル 2

6.1.2 サ ンプル 2(連 関 型・ 階段 室 の 安全 検 証

)

折 り返 し階段 での踊 り場形状 の検討 につい ての シ ミュ レー シ ョンを行 う。 階段室 は特 に非常 階段 としての役割 も果 たす特殊 な建築要素 であるため、安全検討 が 十分 になされ る必要があ る。群 集 が 階段 を降 りる際 に、そ の幅 はさるこ となが ら、踊 り 場 の広 さあるいは形状如何 で逃 げ遅れ 。転倒等 の危険 を回避す ることが出来 る。よって ここでは特 に、踊 り場 の形状 を試行錯誤 し設計計 画 に反映 させ るシミュ レー シ ョンを主 に扱 うこととす る。 事前 にCADモ デルか ら部分抽 出 した階段部分 を用意 し、それか ら派生 させ たチ ュー ブ を空 間 デ ー タとす る (図 6.H参 照 )。

' step 'emit

surf

公 民館 や市 民 ホ ール級 のメインエ ン トラ ンス とホール 入口を結 ぶ大型階段 における避難時 を設 定 状 況 と して 、 表 5.H∼ 表 5.16か らこ の シ ミュレー シ ョン に対す る数理基準 を 以下 の ように設定 さ れ た。 図 6.H サ ン プ ル 2の シ ー ン

。群集平均歩行速度 :40.0(m/min)〓 0.67(Wsec) 。群集密度 :0.80(人 /m) ・静的障害物 に対 す る回避距離 :前 方 0.50(m)、 左 右 0.10(m) 。対 人緩衝空間値 :対 向す る相手 に対 して 0.40(m)、 同方向 を向 く相手 に対 して 1.20(m)

また、 階段幅 を考慮 して、用 い るパ ーテ イクル モ デ ルは面状 放 出型及 び連関型 とし、 通路両端 か らそれぞれ 200(cm)の 領域 か ら一様 にラ ン ダム発 生 させ る。そ の他、 シ ミュ レー シ ョンシー ン全体 の制御 設定 については表 6。 12の ように した。また、階段 の 寸法 は 図 6。 13、 6。 14に 示す とお りであ り、実験 1か ら実験 3で 踊 り場 の平面形状 を変 えて (図 6.15参 照 )流 動状態 の観察 を行 うもの とす る。

6.1.2 サ ンプル 2

61

シミュレーションシーン図

はたらき

ジオメ トリ名 Darticlo 3

)articlo l

重 力加 速 度 を与 え る。 放 出源 となり、

制御

ldttraviv

rccslglation

)irsclion

(0,‐

leldrEmition

)artic!α

100000

′ ol∝ ity:nhe11 Иin Distance dax Dlstance

Panic10 2を 放 出 させ る。 Fie:dを

sec

もつ。

rin ve10city rax vOI● ●ty

:mm vel∝ )anicle 2

・ 放 出 され群 集 モ デ ル と な る。 Panic10 1 に放 出 さ

ity

1,0)

01285 00000 15000 00000 02000 00000

)r@tion Rule

lrand(056),0,0>

untime ru16

L4

,lulli-lin6 rul6

mag(Vel● ● ly),0&& 〈

Vel● city

ヽ ttrlbutxプ

れ る。 radius ・ Paniclo 2同 士 で 、 i■ り tttribmes/ あう。 rgb

nag(Ve!醐 tyl`) 9b=く 1,0,0>: ￨lso

mag(Vel● cny),6&& 〈 nag(Ve!。 city)く 8) 9b=く 0,1,1): ￨;se

gb=く loldlradi」

′ ax Distanco

L0300 11000

,trength

1010Ю

":n Distance )rag

よ

演算に用 いるジオメ トリ。 Field/Distancs Panic:● 2へ の コリジョンモデル 。

1 1601

¨ ¨ ﹄

,tep

1,o5,1):

agnlude Щ “on Power

〕 onserve Spood

表 6.12 サ ンプル 2の シー ン制御

図 6.14 側 面寸法

sampla2_t€8t 2

図 6.H 平面寸法

図 6.15 各実験 での踊 り場形状

6.1.2 サ ン プル 2

実験 1 階段 の踊 り場 の幅 は階段 の 幅 に比べ て広 いほ ど沢 山 の群集が流 れ るために、非 常 時 の混雑 が 緩和 され る と 考 え るのが 普 通 で あ ろ う。 ここでは、そ の検証 を行 う。 まず、流動 の動線方 向 に 対 す る階段 の 幅 と変 わ らな い 、図 6。 16で 示す形状 で試 行 す る。階段 上 部 か ら流動 モ デ ル を流 し、踊 り場 での 動 き を一 定 時 間観 察 した (図 6.16参 照 )。 さらに速度変化 が画面 上 で 理解 出来 る よ うに、 パ ー テ ィクル粒子 に速度 の 大 き さに よる色別化 を図 6.17の 様 にお こな った。赤 は速度 の きわめて低 い ことを、緑 は速 く、そ れ以外 は紫 で あ る。 流動 に安定 が見 られてか ら更 に演 算 させ て も、 図 6.18の 様 に、踊 り場 での全 体 的 な速度低 下が見 られた ものの、流動 は滞 るこ とな く流れ て い た。

図 6.17 図 6.18

上 中 下

図 6.16

実験 1シ ー ン 実験 1の 結 果 速度 の可視化

62

6。

1.2サ ンプル 2

実験 2 次 に、階段 の踊 り場 の幅 を流動 の動線方向 に対す る 階段 の幅 よ り外側 に 50、 広 くした、図 6。 19で 示す形 状 で試行す る。流動 に安定 が 見 られて も、実験 1の 結 果 に比べ る と色別化 された 速度 か ら踊 り場 で流動 の速 度 が大幅 に低下 し、 さらに 混 雑 して い る こ とが 分 か る。 (図 6.20参 照 )。 また、踊 り場 の幅 を変化 させ る とい う よ うな CAD 操作 は、図 6.21に 示す よ う にシ ミュ レー シ ョンを行 う 画面 の 隣 の CADの 画面 で、 イ ン タ ラ クテ イブ に行 え る。

図 6.20 図 6.21 の 連携

上 中 下

図 6.19

実験 2シ ー ン 実験 2の 結果 CADモ デ ラー と

63

6.1.2 サ ンプル 2

実験 3 次 に、階段 の踊 り場 の幅 を流動 の動線方向 に対す る 階段 の幅 よ り内側 に 50、 広 くした、図 6。 22で 示す形 状 で試行 す る。一 定時 間観 察 して流動 に安定 が 見 られ て も、実験 2同 様 、実験 1 に比べ る と色別化 された速 度 か ら、踊 り場 での流動 の 速度が大幅 に低 下 し、混雑 してい ることが 分 か る (図 6.23参 照 )。 実験 2と 比べ て 、実験 3 は内側 を広 くしたこ とで増 加 した面積 は、実験 2の 約 3分 の 1で あ るに も関わら ず ほぼ同様 な結果 が得 られ た。この こ とか ら、階段 の 踊 り場 の幅 が階段 の流動 の 動線方向 の幅 よ りも広 くな る と、流れ て きた群集が踊 り場 で拡が り踊 り場 よ りも 狭 い 階段 へ 流 れ て い く為 に、踊 り場 で混雑 が発生す る もの と考 え られ る。 この結果 か ら、必 ず しも 踊 り場 の幅が 階段 の流動 の 動線方向の幅 よ り広 い こと で混雑 が緩和 される とい う 訳 ではない ことが分 か る。

図 6.23

上 下

図 6.22

実験 2シ ー ン 実験 2の 結果

64

6。 1。

2

65

サ ンプル 2

参 考 に、 シ ー ン全 体 の 制御 コマ ン ドを記 す 。 また 、表 記 方法 は 第 8章 の テキ ス ト表 記 法 に従 う もの とす る 。 ― Scene:sample_01‐ 11.pxa +frame rule ― geometry ‐ ObieCt Step +attlibutes

‐ fie!ds distance

Min Distance O.5

Drag o.00 >check CnseⅣe Speed … +connections …

ObieCt Step二 shin +attributes co‖ ision

rnodel

res‖ ience

l.0466

roughness O.0105 threshold O.100 tracedepth l group default

+connections ‐ particles ‐ ObieCt particle l +att‖

butes

‐ emitters point

Perticles/sec 30.00 velocity lnherit O.1285

Min Distance O.000 MaⅨ Distance l.500

Min Velochy O.00

Max Velochy O.200 Emtt Veloctty O.00

+connections -ObieCt particle2

‐ att‖ butes +position ‐ ve:ocity

6.r.2

t>

66

7 )v 2

creation rule :<rand(0.56),0,0> -rgb

Runtime rule:Multi-Line Rule

t').IlT:.:y.:.:.?":,":i.1.o..3.:Attributes:rgb if(mag(velocity)>0&& mag(velocity)<2) rgb=<1,0,0>;

else if(mag(velocity)>4&& (mag(velocity)>6) rgb=<O,1 ,1>;

else rgb=<1 ,0.5,1>;

-radius

Runtime Rule:0.4 -fields radial

Magnitude 0.1601 Atten. Power 0.03 Max Distance 0.100

Strength 0.01 -connections ield->step,particle2,gravity +emission->particlel +f

+collision +transform -object gravity +attlibutes -fields

gravity Acceleration 9.8 Direction <0.00,-1 .00,0.00> +connections

6。

1。

3

67

サ ンプ ル 3

6.1.3 サ ン プ ル 3(複 合 階段 室 の 安 全検 証

)

z軸 対称 の 4つ の 階段 が複合 した踊 り場形状 の検討 につい ての シ ミュ レー トを行 う。 これは駅 ホ ーム階段 や、地上 コンコース との アクセ ス等 で 見 られる空 間例 で あ るが 、 大規模施設 内 での 災害時 にに備 えて検討 しておかなければな らない箇所 で あ る。 また、 異種 の流動 の交錯状態 の微細 な観察 によつて 、それ らを効果的 に分離 し直す術 が得 られ るか もしれない。 ここでは踊 り場 での交錯状態 を上手 く観察 し、空間を操作す ることで群集 の安全 を確 保 す るため の シ ミュ レー シ ョンを行 う。 ユー ブ 事前 にCADモ デ ル か ら部分抽 出 した階段部分 を用意 し、それか ら派生 させ たチ を空間デ ー タとす る (図 6.24参 照 )。 。step ・ step_millar ・ emlt surf o emit surf millar

図 6.24 サ ンプ ル 3の シー ン

一般 的な駅構 内内 での災害避難時 を設 定状況 として、 表 5。 12及 び表 5。 13か らこの シ ミュ レー シ ョンに対 す る数理基準 を以下 の よ うに設定 された。なお、人間 の心理状態 か ら くる特記条件 は、表 の数値 か らのみの抽 出 に限定 し直接 関 わ らない もの とす る。

6。

68

1.3 サ ンプル 3

・ 群集平均歩行速度 :HO(m/min) 。群集密度 :0.20(人 /m) 。静 的障害物 に対 す る回避距離 :前 方 1.00(m)、 左 右 0.10(m) 。対 人緩衝空間値 :対 向す る相手 に対 して 0.20(m)、 同方向 を向 く相手 に対 して 0.40(m)

また、通路幅 を考慮 して、用 い るパ ー テ イクルモデルは面状放 出型 とし、通路両端 か らそれぞれ 90(cm)の 領域 か ら一様 にラ ンダム発 生 させ る。そ の他 、 シ ミュ レー シ ョン シー ン全体 の制御設定 につい ては表 6.25の よ うに した。

シミュレーションシーン図

Particl●

g i

はたらき

ジオメトリ名 5

)articlo l

重 力加速 度 を与 え る。 放 出 源 と な り、

制御

lo;d79ranty

loldlEmition

Parnde 2を 放 出 させ る。 Fioldを

accelelation

98

Dirsciion

く0,‐ 1,0>

/sec Veloclty inhent

100000

Particl●

Min Max Min Max

もつ。

Distance Distance Ve:∝ ity Veloclty

Emn Vel∝ itv 2

・放出され群集モデル と なる。Pamdo lに

放出 れる。 ・ Particlo 2同 士 で、退 あう。 ・Partide 4 と、主 =け あう。

Velooity AttnbutOs/ radius Attnbutes/ rgb

01285 00000 15000

00000 02000 00000

)reation Rule

くrand(056),0,0>

untim6 rul€

04

,|ulli-line rule

r(mag(v● l“ ty),0&& mag(Ve!oolty)く4) rgb=く 1,0,0>:

olse

r(mag(ve!OClty)>6&&

mag(Vebdり

)く 8)

rgb=く 0,1,1>:

elso rgb=く i●

ld/radial

dagnitude

\tlon.Powsr

i,lu

Distance

itrenglh Particle3

Fi● ldを

もつ。

Max Vd∝ ″ Eml Vel∝ itv Panicle 4

・ 放出 され群集モデル と

Attnbutes′

00300 010∞ 001∞ 300000

01285 00000

¨

/s● ● Vol∝ ity lnhent Min Dlstan∞ Max Distan∞ Min Vel∝ ity

Panicl●

放 出 源 とな り、 Particlo 4を 放 出 させ る。

1,o5,1>;

01601

1 5000

00000 02000 00000

〕reation Rul●

Velocity untime rule

餞

ne“ lo Иulti‐ ‖

＞

なる。 Particlo 3に 放出 さAttlbutes/ れる。 radns ・ Paniol● 4同 士 で、退 けA"“ butos/

餞

あう。 ・P″ ticlo 2 と、退 け あう。

1ゆ J LI嗣 ￨

step

1

step 2

は mc。 演算に用 いるジオメ トリ。 lndの Pa轟●lo 2へ の コ リジョンモデル。 演算 に用いるジオメ トリ。 loldlDistance Panic:。 4へ の コ リジョンモデル。

表 6.25 サ ンプ ル 3の シ ー ン制御

Magnitud6 Atten.Pow€r Mil Distance Strongth v,lln

Distancs

)rag

0000

)onservs Sp€€d

no cheよ

tr|n uFlancs

0500 0000

)rag lorE€n€ Sp€ed

no cheよ

6.1.3 サ ンプル 3

実験 1 各 々の流動 は、 サ ンプル

2で 用 いた よ うな折 り返す 降 り方 と、直線 的 な降 り方 の 2通 りがある (図 6.26参 照 )。 踊 り場 に静 的障害物 が 一 切 な い 場 合 (図 6.27参 照 )、 これ ら 2種 類 の流動 は 始 め対 向衝突 しそ の後 はか な りの交錯状態 になるであ ろ うと予測が立て られるが、 そ の立 証 のための検証 を行 う。 対 向衝突開始直後 か らひ どい交錯状態 とな り、そ の 状態 が継続 され、その後変 化 は見 られ なか つた。 しか し、流動 は滞 る ことな く流 れ続 け た (図 6.28参 照)。

図 6.27 図 6.28

上 中 下

図]6.26

実験 1シ ー ン 実験 1の 対 向衝 突 実験 1の 結果

69

6.1.3 サ ンプル 3

実験 2 次 に、実験 1の 複 合 階段 室 の踊 り場 に長 さ 6mの 仕 切 を壁 につ け て 閉 じた状態 で設置 して試行 した (図 6.29 参照 )。 そ の結 果 、対 向衝 突 は実 験 1に 比 べ て 減 少 したが 、 流動 が 仕切 と激 し く衝 突 し た ため 同 じ流動 同士 で 交錯 状 態 に陥 り、流動 が 滞 り流 れ に くくな った (図 6.30参 照 )。

図]6.30

上 下

図 6.29

実験 2シ ー ン 実験 2の 対向衝突

70

6.1.3 サ ン プル 3

実験 3 次 に、実験 1の 複合 階段 室 の踊 り場 に長 さ3mの 仕切 を壁 につ け て 閉 じた状 態 で 設置 して試行 した (図 6.31参 照 )。 実験 2に 比 べ て仕切 が短 い ため流 動 と仕切 の衝 突 か ら起 こる逆 流 が緩和 され た が 、同方 向流 による交 錯状 態 が ひ ど く渦 をま くよ うな 現象が起 こつた。しか し、仕 切 が 短 い ため に実験 2に 比 べ て流動 は 流 れやす くな っ た (図 6.32参 照)。

図 6.32

上 下

図 6.31

実験 3シ ー ン 実験 3の 結果

71

6.1.3 サ ンプル 3

実験 4 次 に、実験 1の 複 合階段 室 の踊 り場 に長 さが 3mの 仕切 を踊 り場 の 中央 に設置 して試行 を行 った (図 6.33 参 照 )。 仕切 が 中央 に設置 され て い るため に、流動 と仕切 が 起 こ して い た衝突 が 無 くな り、仕切 が 2つ の 流動 をほ ぼ分離 し、流動 は速 やか に 流 れた。 この結果 か ら複合 階段室 で 交錯状態 を避 け るため に 仕 切 を設 置 す る場 合 で も、 そ の設置方法 によ つて仕切 へ の衝突 や 同 じ流動 内 での 接 触事故等 が ない 時 の交錯 状 態 に加 えて起 こる可能性 が あ る とい うこ とが 分 かっ た (図 6.34参 照)。

図 6.33(上 )実 験 4シ ー ン 図 6.34(下 )実 験 4の 結果

72

6。

73

1.3 サ ンプル 3

参考 に、シー ン全体 の制御 コマ ン ドを記す。 また、表記方法 は第 8章 のテキス ト表記 法 に従 う もの とす る。 ― Scene:sample 02‐

6。

pxa

+frame rules ‐ geometry ‐ ObieCt Step +attributes

‐ fie:ds distance

Min Distance O.5

Drag o.00

>check Cnserve Speed ‐ +connections ‐ ObieCt Step2 +attributes

‐ fields distance

Min Dlstance O.5

Drag o.00 CnseⅣ e Speed‐ >check +connections ‐ partlcles ‐ ObieCt particle l +att‖ butes

‐ emitters pOint

Pertic:es/sec 30.00 velocity:nherit O.1285

Min Distance O.000

Max Distance l.000 Min Velocity O.00

Max Velocity O.200 Emn Ve:Ocity o.oo +connections ‐ ObieCt particle2 ‐ attlibutes +pOsltiOn ‐ vebclty creation rule:く

rand(0.56),0,0>

‐ rgb Runlme rule:Muhi‐ Line Ru:e

RUNT:ME RULE Obiect no.3:At‖ butes:rgb

6。

74

1.3 サ ンプル 3

I(mag(VeloCity)>0&& mag(Velocity)く 4) rgb=く 1,0,0>;

e:se

r(mag(ve10City)>4&& (mag(Velocity)>6) rgb=く 0,1,1>;

eise rgb=く 1,0.5,1>;

¨ rad:us

Runlme Rule:0.4 -fields

radial

Magnitude O.1601

Atten.Power O.03 Max Distance O.100 Strength O.01 -connections +fleld― >step,part:c!e2,gravity,particle4

+emission‐ >particlel +co‖ ision

+transform ‐ ObieCt gravity +att‖ butes

― fields gravity

Acceleration 9.8 Directionく o.00,‐ 1.00,0.00>

+connections ‐ ObieCt particle 3 +att‖ butes

‐ emitters point

Pertic!es/sec 30.00 velocity lnher:t O.1285

Min D:stance O.000

Max Distance l.000 Min Velocly O.00

Max Velocly O.200 Emit Velocity O.00

6.1.3

t7

75

7 )v 3

+connections -object particle4 -attlibutes +position -velocity creation

ru

le:<rand(0.60),0,0>

-rgb Runtime rule:Multi-Line Rule

*'yly:.1y.:l.?li1i if

3*:Att

ri

l3;

(mag(velocity)>0&&

mag(velocity)<2.5) rgb=<1,0.5,1>; else

(mag(velocity)>3&& (mag(velocity)t4)

if

rgb=<O.5,1,0>; else rgb=<1 ,0.3,0.6>;

-radius ｓ ｄ ︲ ｅ

Runtime Rule:0.4 ａ

ｄ ａ ｒ

Magnitude 0.1601 Atten. Power 0.03 Max Distance 0.100

Strength 0.01 -connections ld->step, particle4, g ravity,particle2

+f ie

+emission->particle3 +collision +transform -object gravity +attlibutes

{ields gravity Acceleration 9.8 Direction <0.00,-1 .00,0.00>

+connections

butes rgb :

76

6.1.4 サ ンプル 4 複数 の群集流動 にお け る交錯流 の シ ミュ レー シ ョンを行 う。 ここで は、実 際空 間の CADデ ー タを用 いて試行 を行 う為 に、実験空間 に渋谷 駅北 口改札 口付近 を用 い る。また、 過去 に行 われた研究「 多方 向流動群集 における交錯点 の解消 モ デ ル」[17]の 調査結果 を用 い ることによつて、パ ー テ イクルオブジ ェ ク トを用 いた シ ミュ レー シ ョンと実際 の研究 結果 との比較検討 を行 う。 (図

6.35、

図 6.36、 図 6.37、 図 6.38参 照 )

図 6.35 サ ン プ ル 4の シ ー ン

図 6.38 サ ン プ ル 4の シ ー ン

77

一Ｆ 嘩冊翻 路・ 鞘一

洟

図 6.36 サ ンプル 4の シ ー ン

図 6.37 サ ンプル 4の シー ン

78

6.2

考察

まず、 シ ミュモヲ戟 [シ ョン自体 へ の考察 をまとめて記す。 ・イ ンタラクテ イブなカ メ ラ ビユー操作 が可 能 なゆえ、す ばや くかつ極 めて 3 次元的 に操作 、観察 がで きた。 ・パー テ ィクルモデルの CADデ ー タとして の物体性 ・即物性 ゆえ、編集、削 除、移動等 の操作 お よび保存、閲覧 による他 へ の流用 が容易 にで きた (実 際 に試行 サ ンプルは流用 の 産物 で あ る)。 。画面上 で リアル タイムシ ミュ レー トがで きたゆえ、途 中で プ レイバ ック した り結果 を最後 まで待 つ必 要 が な く、合理 的 に試行 を終 える ことがで きた。ま た、空 間 デ ー タの変更 が シ ミュ レー シ ョン中そ の場 で可能 で あ った ゆえ、幾 度 もの再試行 を苦痛 な く行 えた。 。また、6.1.2で 実験 した通 り、日では見 るこ との出来 ない よ うな指標 の変化 が 表記 で きたゆえ、一度 に よ り多 くの情報 を観察す る こ とがで きた。今 回 は速 度 の可視化 のみ を取 り上 げ たが 、あ る特定粒子 だ けに着色 した り、ナ ンバ リ ング (見 えない情報 を数字 として表示 )す ることで更 なる需要 に答 える こと がで きるで あ ろ う。 。しか し物理的 な運動法則 それ以外 で定義す るよ うな「突然立 ち止 まる」や「ぶ らぶ ら歩 き」行為等、心理 的行動 の制御 まではで きかねる。パー テ イクルモ デル にオー トマ タアル ゴ リズム を搭載す ることが今後 の課題 となろ う。 ・用 い た プラ ッ トフォーム の違 いか ら、試行用 CADデ ー タの再作成 が思 いの外 手 間取 った。これは用 い るハー ドウエ ア を一つ に揃 えれば、立 ち どころに解 決 され る。

次 に、設計計 画へ の 反映 につ いての考察 をまとめて記す。 ・空間デ ー タの変更 が シ ミュ レー シ ョン中そ の場 でで きる ことか ら、利用者 あ るい は設計者 の思考が途切 れることな く検討 が続 け られた。 軽率 で は あるが マ い とて も楽 しくデザイ ンが で きた。箱庭 あ る はジオラ 作成 の感覚 が とて も 新鮮 に感 じられた。 。人間 を流 動 として捉 えた理論 ゆえ、推奨 以上の規模 を持 った建築計画 のみに

79

そ の使用 が限定 される恐 れがあ る とわか った。 ・心理的行動以外 の歩行再現 に限 られたゆえ、避難計画や、一様 に同 じ目的 の ある行動 の シ ミュ レー トに向 いてい ることが 分 かつた。

第 7章 おわ りに

80

81

7 ま bり に '′

7.1

本研 究 の 成 果

∼ ヒ トを い じって建 築 造 形 を成 す ∼

本研究 の シ ミュ レー シ ョンシステ ムでは、パ ーテ イクルモデル と空 間 デ ー タが同等 に 扱 うことがで きたが、これはつ ま り群集 とCADモ デルが一 並 びになれる こ とを意味 して い る。研究 がすすむにつ れ、空 間 と群集 に境 目が無 く感 じられ、空 間 を設計す るため に 群集 を動 か して いたのが 、いつ しか、群集 を整調す るため に空 間 を動 か して い た。群集 ヽ か ら空間をデザ イ ン しなが ら、空 間か ら群集 を もデザ イ ン された。ち ょう ど、箱庭 のガ 川 の流れ を石 の置 き方 で調整 す るとい うよ うな、目的反転 の産物 としてのデザイ ン行為 が知 らず の うち に行 われた とい つて もよい 。これは、い ままで の設計 アプ ローチ もし く は設計支援法 には見 られない大変興味深 い研 究成果 とい えて、群集 をモ デ リ ングの対 象 として扱 うこ との有用性 に大 い に与す る ものが あ り、今後求 め られ るべ きデザイ ン作業 法 に新鮮 かつ 上 向 きな印象 を与 える ことが可能 である と思 われる。 「 ヒ トをい じって建築 の造形 をなす」ことが 単 なる設計支援 でな く、人間行動 をも含 め た総合的 なデザ イ ン作業 で あ る ことが示 された。そ してそ のプ ロ トタイプ としての本研 究 の諸作業 が、次世代 的可能性 を秘 めてい る とも分 か つた。

7.2「 にんげんキャ ド」が次世代型 建築計画が或程度大規模 になると、建築的機能の複合 にも増 して、それ 自体安全 な箱 であることが よ り求 め られる。避難計画、歩行安全検討等 の項 目数 も増 え、はた もす る と建築 のデザ イ ンが、安全基準 を遵守す る努力 にも思 えて仕方がない。もっと技術・品 質 の向上 を、もっと安全 な柱 を、とい う建築へ の過多 な情熱が、造形 の首 を絞 める結果 「本来、建築 は造形 である」とは、故吉阪隆正の言葉で あるが、制度 や にな りつつ あ る。 基準 の重圧 の下、斯様 な外 向 きの思考 を持ち続 けるための努力がそ ろそろ成 されるべ き 時ではないか と思われる。 かつて CADは 図面 を作成す るツールとして誕生 し、 2次 元 CADの 道 を開拓 した。そ の後 2次 元 CADに 立体概念が入 り込 んで 3次 元 CADに なったように、今度は、 3次 元 CADに 行動 モ デルの概念 が入 り込 む ことで次世代 の建築 CADと な りうると考 える。で は一体次世代 CADと はどんな物 か。上述 を受 けるとこの さい、扱 う対象が建築物 ではな く、人間本位 のデザイ ン及 び生産行為 に用 い られることが望 ましい と思われる。

もはや 建築 だ け をデザ イ ンす るための CADは 必要 な い 。 「 にんげん キ ャ ド」 が 我 々の行動 をデザ イ ン して くれ る時代 であ る 。

第 8章 付録

82

83

8.1 主 要 コマ ン ド

8

付録 ・ ン 3.1.1で 述べ た設定構造 を、コマ ン ドブラウザ (図 参照)と サブ コマ ン ド ウイ ドウ

にそれぞれ必要 な形式 で書 く。実際 は画面上でイ ンタラクテイブに書 き込 んでい くので あ るが、テキス トによる説明便宜上、コマ ン ドノー ドのす ぐまえ に付加 してクラス タ構 )は 演算子 とは区別 され るものである 造 の関係 を示す。 ただ しこれ ら (+、 ― :

+ _ => _> 8.1

それ よ り下層 にノー ドが存在 しないことを示す それ よ り下層 に機能す る コマ ン ドノー ドが存在 す ることを示す 同階層 で選択可能 な コマン ドが複数存在 す ることを示す その コマン ドノー ドに代入演算子 が存在す ることを示す

主 要 コマ ン ド

ー 使用 したソフ トウエ アから指定 を受 けた主要 コマ ン ドを示す。また、デ タタイプは 実数"real"、 整数"int"、 ベ ク トル"v∝ tor"、 文字列 "string"1の 4種 類 で、可変長配列 は文字列 を削除 し使用 す る。 局所変数 は C言 語 と同様 に使用 す る ことがで きる。

vector: く1′ 2′ 12.345> real: 12.345 integer: 1 string: ｀A string″

´ミ多 ′トフ レ 実数 整数 文字列

8.1,l Att‖ bute シーン内の全てのジオメ トリに与 える内的要因。物体 の性質 に関す るコマ ン ドを受 け 付 ける。

― velocity

,超 』 難渉ξ //オ 刀辺三 +creation rule/runtime rule ―>vector: くx′ y′ z>/rea1/String:

“A

―acce■ aration

string‖

//カロ速度決定 +creation rule/runtime rule ―>vector: くx′ y′ z>/rea1/String: "A string"

-radius

//見 かけの 半径決定

84

8.1 主 要 コマ ン ド

+creation rule/runtime rule ->/reaL/string: "A string"

-id +creat,ion rule/runtime rule ->vector:string: "A string" //質 量決定

―mass

+creation rule/runtime rule ->real/string: "A string" //ワ ール ド座標 系での初期位置 -position +creation rule/runtime rule ->vector: (x,y,z>/string: "A string" -opacity +creation rule/runtime rule ->vector: (X,y,z>/string: "A string" ―age

//パ ーテ ィクルの年齢 +creation rule/runtime rule ‖A string‖ ―>rea1/string:

//寿 命決定 -lifespan +creation rule,/runtime rule ->real-/string: "A string"

8.1.2 Fields シー ン内全 てのジオ メ トリに与 える外 的要 因。対外効 力 に関す る コマ ン ドを受 け付 け る。

Edit Llnks 指定 した頂点間 の 連 関条件 を与 える コマ ン ド。弾性係数、磁力 に よる単振動 ア ン 。 カー ポ イ ン ト、塑性摩擦係数、流動係 数 は全て ここで決定す る (以 下 クラス タ タ グタイプの書式 に したが う)。 ―edit

links

―spring

valiables //連 関 をス プリ ングと見立てた弾性係数決定

85

8.1 主要 コマ ン ド

+stffness― >slider(ス ライダーバ ー による設 定 のみ ) +damping ―>slider ―magnet

//磁

力係数決定

―>slider

+attraction +constrain

―>componentsく x′ y′

―>serect

+parent object

Z>

an object to parent points

to... ―s■ ug +■

//塑 nertia

―weld

性係 数決定

―>slider

//流

+attraction

動係 数決定

―>slider

Create/Edit Emitter 指定 したジオメ トリに対す るパーテイクルオブジェク トの放出条件 を与 えるコマ ン ド。放出方式、放出エ リア、放出速度等 をここで決定す る (以 下 クラス タ 。タグタ イプの書式 にしたが う)。 =>po■ nt

―Point

Emittion

//点

状放出設定

+particle/sec

―>slider/attlibute

+velocity inherit

―>slider/attlibute(与 条件 として任

意 の attlibuteを 使用 可 )

+min distance に くx′ y′ z>代 入 可 +max distance +min velocity +max velocity +emit velocttty

―>slider/attlibute/compOnent(更 に )

―>slider/attlibute/component ―>slider/attlibute/compOnent ―>slider/attlibute/compOnent ―>sllder/attlibute/component

特 記)放 出源 の調節 について Particles/S∝ コマ ン ド・ ノー ド ここ にそれぞれ の放 出源 または頂 点 か ら 1秒 間 に放出す るパ ー テ ィクル数 の平均値 を代入す る。ハ ー ドウエ アのオーバーサ ンプ リ ング演 算 との兼 ね合 いか ら、あ くまで も平均値 の代 入 に とどま る。 Velocity Ltte五

t

放出 されたパーテイクルに速 もし動的パーテイクルを作 るなら、 放出 されたパーテイクル に受け継 ぐベ さを与えることがで きる。

86

8.1 主要 コマ ン ド

き速 さを0.00∼ 1.∞ のパーセン ト比率 で指定 しここに代 入する。 Min distance,Max distance

放出源 の パーテ イクル また は頂点 を中心 とした MAX、 MINの 領 域か ら発生 され る こ とをこ こに指定 す る。 Min Velocity,Max Velocity

放出 され たパーテ イクルの速度ベ ク トルの値 をMIN、 MAXで 代 入す る。両方のオプシ ヨンが 0.00の 場合、Emit Vel∝ ityに 速 さは ゆだね られる。 Emit Velocity

パーテ ィクルの速 さを 3つ の構成ベ ク トル要素 で代入す る。

=>surface //面 状放 出設定 -surface Hnittion +Iine element PPS ->slider/attlibuEe +surface PPS ->slider/attlibute +max normal distance ->slider/attlibute +max tangent distance ->slider/attlibute +max normal velocity ->slider/attlibute +max tangfent velocity ->slider/attlibute ― >slider/attlibute +distribution power ―>slider/attlibute +velocity inheriE

+texture tangent attribute >slider/attlibute +normal tangent attribute attlibute

―>texture_filename ―>filename

―>s■

特 記 )面 状 放 出 源 の 調 節 につ い て Line Element PPSコ マ ン ド 。ノー ド

2か ら 1秒 に放 出 さ 間 オブジ ェ ク トの エ ッジあるいはセ グメ ン ト れるパ ー テ イクル 数 のパ ーセ ン ト比率 を 0.00∼ 1.00実 数値 で代

入。 Surface PPS

3か ら1秒 間 に放 出 されるパ ー テ イクル数 の オブジ ェ ク トの表面 パーセ ン ト比率 を 0.00∼ 1.00実 数値 で代入。

―

ider/

87

8.1 主 要 コマ ン ド

Min distance,Max distance

放 出源 の パ ー テ イクル また は頂 点 を 中心 と した MAX、 域 か ら発 生 され る こ とを こ こに指 定 す る。

MINの 領

Min Velocity,Max Velocity

放 出 されたパ ー テ イクルの速度 ベ ク トルの値 をMIN、 MAXで 代 入す る。両方 の オプシ ヨンが 0.00の 場合、Emit Velocityに 速 さは ゆだね られる。 Emit Velocity

パ ー テ ィクルの速 さを 3つ の構成 ベ ク トル要素 で代 入す る。

Create/Edit Field 指定 したジオメ トリに様 々 な万有引力 を与 える コマ ン ド。その効カ ベ ク トルの配置 に応 じ、プ リセ ッ トされた重力、ニユー トン引力 (万 有引力 )、 放射引力、ベ ク ト ル速度絶対値維持引力 (レ ー ル)を 選 び ここで決定す る (以 下 クラス タ 。タグ タイ プの書式 に したが う)。 一gravity

//重

力

(―

y方 向)決 定

+Accselaration

―>slider

+Direction

―>component(ベ ク トル代入可 だがく0,―

1,o>で な い場合 は newtonを 使用。 )

―newton

//ニ

ユー トン引力決定

+G ―>slider(G:9.8kgw/seC*Sec) +Power― >slider(規 模 をマ グニ チ ユー ドで代入 ―>slider +min distance ―>slider +max distance ―friction

+friction +direction ―vortex

+magnitude

//切

)

片斥力決定

―>slider/component ―>component

//幾

何級数螺旋 引力決定

―>s■ ider/attlibute(与 条件 として任

意 の attlibuteコ マ ン ドを使用可)

+atten.power +max distance +strength 十VOrtex axis

―>slider/attlibute ―>slider/attlttbute ―>slider ―>component/attlibute(螺 旋 up_vector

の決定 ) ―radia1

//有

境界放射引力決定

88

8.1 主 要 コマ ン ド

+magn■ tude

+attenopower +max distance +strength ―uniform +magn■ tude +attenopower +max distance +strength +direction ―turbulance +amplitude +erequency +phase +atten.power +max distance +strength ―shell

―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider

//ラ ンダム収束決定 ―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider/atし libute ―>s■ ider ―>component/attlibute ―>s■ ider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>slider/attlibute ―>s■ ider

//シ ェル・ レー ル効果決定

+magnitude ->slider +atten.power ->slider +max disEance ->slider +check box ->use surface/use edges/use vetices/ use normals ―guide

+magnitude +atten.power +max distance +strength ―distance +min distance

//ガ ー ドレール効果決定 ―>sl土 der ―>slider ―>slider ―>slider //チ ュー ブ効果決定 ―>slider/target_attlibute(最

/1ヽ

接

近距離 の設定 ) 十drag

+check box

―>slider(流 動係数 の補填 ) ―>conserve speed(流 速 ベ ク トルの大 き

さそ保存 )

Create/Edit Col‖ sion model 4で 指定 したジオメトリに対 しコリジ ヨンオブジェクト ぁることを宣言 し、衝突及 び干渉の再現 をここで決定する (以 下クラスタ 。タグタイプの書式 にしたが う)。 物体に弾性 を持 たせるこ また、 物体の頂点間にスプリングを定義することにより、

89

8.1 主 要 コマ ン ド

ともここで可 能 となる。 ―c■ lision

mode■ +resilience

+roughness +threshold +threshval +tracedepth +check box

->slider ->slider ->slider ->slider ->slider ->gfroup ->"filename"

特 記 )衝 突 特性 の 調 節 に つ い て resilienceコ マ ン ド・ ノ ー ドにて縦方向 (+y方 向)へ の摩擦 を定 義す る。 1.0の 時 に衝 突 す る物体 は完全反射 を行 い 、元 の高 さま で 、 また 1.0以 下 の場 合 は元 の高 さよ りも低 く跳 ね返 る。 μ、衝突物 にぶつ かる寸前 の速度 の V成 分 をvと した 場合、衝突直後 の速度 の V成 分 v'は

resilienceを

V'〓

μ

V

となる。 Юughnessコ マ ン ド・ ノ ー ドにて横方向 の摩擦 を定義 す る。例 え ばここの値 が実数値 0。 00の 場合、横方向 の摩擦 もoで 、物体 が衝 突物 に衝突す る前後 で 速度 の u成 分 は保存 される。実数値 1.0の 場合、衝突後 u成 分 は全 て打 ち消 されv方 向へ の速度 のみ となる。 また実数値 を 1.00以 上 に した場合、速度 の u成 分 が逆 転 し、飛 ん で きた方向へ 戻 され る。 roughnessを γ、衝突 直前 の速度 の U成 分 をuと す る と、衝突直

後 の速度 の u成 分 u,は u,=(1-γ

)u

となる。 tracedepthコ

マ ン ド・ノー ドにてフ レーム毎5の 反射回数 の限界 を

定義す る。実数値 0.00の 場合、反射 されず衝突物 を突 き抜ける。 自然界 で見 られる様 な平面反射 の場合 この値 は約 1.00で よいが、 セ グメン ト上での反射 が予想 される場合あ るいは物体 の速度が相 6は この 実数値 を増やすべ きである (2.00以 上)。 対的 に速 い場合

8。

2

90

サブ コマ ン ド

8.1.3

Conections

外的要因 (Fields)相 互 の関係式。各 ジオメ トリに予約済で存在す る コマン ド・ノー ド で、他 ジオメ トリの持 つ外的要因 との一対多対応 の 関係 をコマ ン ド・ブラウザ にてイ ンタラクテ イブに構成 す る。 一connections

―emission

F =>COnnect to

//チ

ユー ブ効果決定

Obj ect_name“ ―>・ obj ect_name‖ ...) (― >“

―grav■

ty

(― >“

′

=>COnnect to

Object_namen

―>"object_name"...) ―newton

F

=>COnnect to

>"Object_name‖ ―>Wobj ect_name"...) (―

8.2

サ ブ コマ ン ド(Statement parser Syntax)

主要 コマ ン ドに付加す る詳細定義。C言 語 を基調 としたマルチライ ンルールを、マル チライ ン・ブ ラウザ に記入する。 デー タタイプは実数 "real"、 整数"int"、 ベ ク トル"vector"、 文字列 "string"の 4種 類 で、可変長配列 は文字列 を削除 し使用す る。局所変数 はC言 語 と同様 に使用す ること がで きる。

vector: く1′ 2′ 12.345> real: 12.345 integer: 1 string:

｀

A string″

´ミク トリ レ

響く (v)と 堤

実数

(r)

整委 彙

(1)

文 字 列

(s)

Expression Opelaters:

lC言

語 に似 たマルチ ライ ンルールの構成要素。 (サ ブ コマン ドの項参照 のこと)。 2パ _テ ィクル を結ぶ場合 の連関線、 またはオブジ ェク トの頂点 を結ぶ場合は辺 となる。 間 3faceま たは facetの こと。 4自 然界 で見 られる平面 に該 当するもの。あ るいは相対衝突で見分けの着 かない 2者 の場合 はどちらか を特定 して宣 言す る。一方を衝突物、他方 を被衝突物 と呼ぶ。 51/30秒 を 1フ レーム と数 える単位。 6ぃ ゎゅる「 フレーム落ち」 に備 えたオーバーサ ンプリング演算が必要な場合である。

91

8.2 サブ コマ ン ド

普通 の C言 語 の演算子 はほ とん どの デ ー タタイプで使用 が可能で、"!"と い う演算 子 は NOTを 示 し (!0==1,!1=鋤 )と な り、"aAb"で 示 される演算子 は乗数 を意 味す る。 また、文字列 の結合 には"+"を 使用す る。

vector: + ― ★ / = ! real: + ― ☆ / = : 土nteger: + ― ★ / =

亀

^ !

str■ ng: +

Variable Assignment Operaters:

変数 に値 を定義す る場合 には"="を 使用す る。

all types: = += integer′ real ′ vector types: = /= 亀= ^= ■nteger′ real types:

★

=

lncrementa1 0pelators:

整数 と実数 に関 しては"++"ま たは"… "を 前 あ るいは後 に置 い た方法 によつて増 減 させ ることがで きる。

integer and real types:

++

――

Cond責 ional Statements:

if ( eXpr )statement if ( eXpr )statement else statement F:ow Contral:

while ( expr )Statement do statement while ( expr )′ for ( eXpr FeXpr FeXpr )Statement break continue Array Declaration:

配列 が新 たに定義 された ときに 自動 的 に作成。配列 のサ イズ及 びメモ リ管理 はアク テ イブに処理 される。配列 は、実数、整数、ベ ク トルのいづ れ に も用 い るこ とがで きる。多次元 の配列、及 び文字 の 配列 は対応 の範 囲外 である。 real r[]

′

B.Z cfJ=wt

92

i.^

vector v[]′ int i[]F real real_array[] F

real array[1+123]= 123′ vector_array[■ 232]= <1′

2′

3>

Array Constants:

real[] { 1.0′ 2.0′ 3.0′ 4.0′ ... }′ vector[] { <1′ 2′ 3>′ く4′ 5′ 6>′ ... }′ int[] (■ ′2′ 3′ 4′ 5′ 6′ ... }′ Array functions:

(i)Clear(a) (1)siZe(a)

//配 列 とその要素 をメモ リか ら消去す る //配 列 の 要素 の数 を返す

Truncation Functions:

(r)abS(r)

//実

(r)f100r(r)

//実

数 の絶対値 を返す 数 に対す る底 を返す (実 数 よ り小 さい最大

の整数 )

(r)Ciel(r)

//実 数 に対す る天 丼 を返 す (実 数 よ り大 きい最

小 の整数 )

(r)trunc(r)

//実 数 の小数点 以下 を返す

(r)Sqrt(r)

//実

数 の平方根 を返す

TrigonometHc Functions: 三角関数 は引数 として ラデ イア ンを求 め 、結果 をラデ イア ンで返す。江anは ― πか ら πの範囲 で数値 を返 す。

(r)COS(r) (r)Sin(r) (r)tan(r) (r)aCOS(r) (r)aSin(r) (r)atan(r)

//実 数 の コサ イ ン値 を返 す //実 数 のサ イ ン値 を返 す //実 数 の タ ンジェン ト値 を返す //実 数 のアー ク コサ イ ン値 を返す //実 数 のアー クサ イ ン値 を返す //実 数 のアー クタンジェ ン ト値 を返す {1/― (0-

pi/2)〕

(r)atan2(r′

r)

//y/xの アー クタンジェ ン ト値 を返す

8。

2

93

サ ブ コマ ン ド

Conversion Functions: 以 下 の 式 は ラデ イア ン を角度 で 、角度 を ラデ イア ンで 返 す 。

real rad_to_deg(real) real deg_to_rad(real) Trigonomet百 c Functions:

(r)eXp(r) (r)eXpml(r) (r)10g(r) (r)10g10(r) (r)10glp(r)

//自 然対数 eの x乗 を返す //自 然対数 eの x乗 -1を 返す //底 が eの 10gを 返す //底 が 10の logを 返す //1neXprcssbnを 返す

Conversion Functions2: 以下 の式 はラデ イア ンを角度 に、角度 をラデ イア ンに変換す る。

(r)rad=tO_deg(r) (r)deg_to_rad(r) Conversion Functions:

以下 の式 はラデ イア ンを角度 で、角度 をラデ イア ンで返す。

real rad_to_deg(real) real deg_to_rad(real) User lnterface Functions:

独 立 したウイ ン ドウを用意 してのス ライダー を作成 し、且 つ そ の値 を返す 。

(r)Slider(S′ r′ r) Cordinate system transformation functions:

ベ ク トル を他 の ベ ク トルを用 いて移動 させ る。最初 の整数 はオブジ ェ ク トナ ンバ ー、 2つ 目は移動 され るベ ク トル。

(V)transform(i′ V) これはカメラの視点 に関 して のみ動 かす場合。

(v)transfoェ・ ll(1′

i′

V)

94

8.2 サブ コマ ン ド

ベクトルがデフォル トカメラから見 える場合 1を 返し、そうでない場合は0を 返す。

(i)ViSible(v) 上 と同様 、た だ し カ メ ラは オ ブ ジ エ ク トリス トか ら番 号 で 選 ぶ こ とが で きる。番 号 が カメ ラで な い 場 合 、"lINDIFINED"を 返 す 。

(1)ViSible(i′ v) 上 と同様 、 ただ し 3番 目は画面 上 の座標。

(i)ViSible(i′

v′

r)

頂点 を物体 上の一 点 に固定 した ときの物体 へ の加速度 を返す。

(V)taCk(i′

V′ V′

V)

頂点 を座標上 の一点 に固定 した ときの物体 へ の加速度 を返す。

(v)taCk(V′

V′

V)

Coupling Functions:

couple(1) { } 2つ 以上 の オ ブ ジ ェ ク トに対 す る…

(V)get_Vattr(s) …他 のオブジェク トの ベ ク トルア トリビユー トの値 を得 る。

(V)get_rattr(s) …他 のオブジェク トの実数 ア トリビュー トの値 を得 る。

(V)get_iattr(s) … 他 の オ ブ ジ ェ ク トの 整 数 ア トリ ピュ ー トの 値 を得 る。

Group:nclusion Functions: 頂 点 が 与 え られ た グル ー プ にあ るか 調 べ る。

(1)iヽミ Oint_group(s)

第 9章 参考文献

95

9

96

参考文献

[1]新 建築学大系 第 H巻

環境心 理、彰 国社 、第 3章 pp153-234、

1981年

[2]岡 崎甚幸 :建 築空間 にお け る歩行 のための シ ミュ レー シ ヨンモデルの研 究 一 そ の 1磁 気 モ デ ルの応 用 による歩行 モデル ー 、日本建築学会論文報告集 第283号 ,ppl

H… 119,

1979年 9月

[3]岡 崎甚幸 :建 築空間 における歩行 のための シ ミュレー シ ョンモデルの研 究一 その 2 混雑 した場所 での歩行 一 、 日本建築学会論文報告集 第 284号 ,pp101‐ 110,1979年 10月

[4].岡 崎甚幸 :建 築空間 における歩行 のための シ ミュ レー シ ョンモデルの研 究 、― そ の 3停 滞 や火災 を考慮 して最短経路 を選 ぶ 歩行 一 、 日本建築学会論文報告集第 285号 ,

pp137-147,1979年 11月 [5]林 田和人、渡辺仁史 :博 覧会場 内 にお け る観客 の通路流動量 に関す る研 究、日本建 築学会 第 14回 地域施設計 画研 究 シンポ ジウム、pp43-48、 1996年 7月

[6]高 瀬大樹 、円満 隆平、佐野友紀 、渡辺仁 史 :歩 行者動線 シ ミュ レー シ ョンシステ ム の 開発、 日本建築学会技術報告集

第 3号 、pp263-267、

1996年 12月

[7]青 木俊幸、大 戸広道 :旅 客流動 シ ミユ レー シ ョンを用 いた駅計画、平成 7年 鉄道技 術連合 シ ンポジウム (J_RAIL｀ 95)、 pp469-472、

1995年

[8]吉 村英祐 :群 集流動 と流体 の アナ ロジ ー 、 日本建築学会 建築雑誌 vol109,No.1359 7月 号 、pp26-27、 1994年 7月

[9]E.T.Hall著 、 日高敏彦 、 ほか訳 :か くれ た次元、 みすず書房、pp160-181、 [10〕

JoJ・

1966年

Fmin著 、長 島正充訳 :歩 行者 の空 間、鹿島出版会、pp71‐ 72、 1974年

[11]ITE Technical Council Committee 5-R、 CharacteHstics and SeⅣ ice Requirements of Pe― dest五 ans and Pedestrian Facilities, Trafic Eng.,Vo146,No5,pp34-45,1976

[12]岡 田光正、ほか :建築 と都市 の 人間工 学 、空間 と行動 の しくみ、鹿 島出版会、pp6H、

1977年

9

参考文献

[13]

同 上 、pp14-16

[14]同 上 、 pp245

[15]吉 武泰水 :建 築計 画 の研 究、鹿 島出版会 、pp24、 1964年 [16]新 建築学大系第 H巻 環境心 理 、彰国社 、第 3章 pp167、 1981年 117]高 泉豊、古谷 誠章、 ほか :多 方向流動 にお け る交錯点 の解消 モデル、 日本建 築学会論文報 告集昭和

54年 9月

[*]佐 野友紀、渡辺仁 史 :空 間 ―時 間歩行領域 モデル を用 い た群 集流動 における交錯状

態 の可 視化、 日本建築学会第 19回 情報 システ ム利用技術 シンポジウム、pp85-89、 1996 年 12月

[*]伊 藤永樹 、中山晴幸 :歩 行 者 の 歩行挙動 とその分析 、土木学会

第 47回 年次学術講

演会、pp588‐ 599、 1992年 9月 ー [*]Andrews.Glassner:最 新 3次 元 コンピュー タグラフ イツクス 、アスキ 出版局、1991 年

[*]衣 服 の アニ メー シ ヨンに関す る諸説、httpプ 加 ww.iacocojprZOwittapanese/articleん ipJ fabricohtinl

[*] "Particic,Z― buffer algolithm,rcndcHng,radiosity,rcaltimc computcr graphics,motion dynamics,poligon

model等 に関す る諸説 "、 [*]「 ucd

httpブルww.mrc.ipa.80jp/cre/tcChinfo/tem/WOrdダ

particleへ の Color機 能 の 追 加 」、 httpブル wwofhS.cojpノ avs/TeChnicJ/1ACpds/uCdJarthiCle/