避難者・モバイル端末間連携に基づく自動避難誘導における渋滞考慮型経路選択

笠井裕貴 (1551031)


 大規模災害発生後,被災者は迅速に安全な避難先へ移動する必要がある. このような迅速な避難支援を目的に,避難者が所有するモバイル端末を用いた自動避難誘導方式が提案されている. ただし既存研究では,避難所までの最短距離に基づく距離優先型経路選択を用いており,特定の道路への避難者の集中による渋滞が避難時間へ与える影響が考慮されていない. そこで本研究では,自動避難誘導方式における渋滞を考慮した経路選択方式を提案し,その有効性を検証する. まず,道路上の人口密度と同方向に移動する避難者内での順番に応じて各避難者の移動速度が決まる渋滞モデルを定義する. この渋滞モデルに基づき各道路の通行時間を示すコストを定義する. 各避難者は,自身の端末が残存する通信インフラストラクチャ(通信インフラ)もしくは他の端末と通信することにより,通行不能箇所と他の避難者の位置に関する情報を収集し,避難所までの総コストが最小となる経路を選択する. シミュレーション評価により,従来の距離優先型経路選択と比較して,渋滞考慮型経路選択は混雑度が増すほど,平均避難時間および最大避難時間の観点で改善効果が高いことを示す. また,通信インフラの被災により情報共有の機会が厳しく制限される状況においても有効であることを示す.

When a large-scale disaster occurs, evacuees have to evacuate to safe places quickly. For this purpose, an automatic evacuation guiding scheme based on cooperation between evacuees and their mobile nodes has been proposed. The previous work adopts a shortest-distance based route selection and does not consider the impact of traffic congestion caused by evacuation guiding. In this thesis, we examine the effectiveness of a congestion-aware route selection for the automatic evacuation guiding. We first adopt a traffic congestion model where each evacuee's moving speed on a road is determined by the population density of the road and his/her order among evacuees traveling in the same direction. Based on this congestion model, each evacuee's mobile node estimates the cost, i.e., traveling time, of each road in the area. Each mobile node collects information about blocked road segments and positions of other evacuees through communication infrastructures or other mobile nodes. Based on the obtained information, it calculates and selects the smallest-cost route. Through simulation experiments, we show that the congestion-aware route selection can reduce both average and maximum evacuation times compared to the shortest-distance based route selection, especially under highly congested situations. Furthermore, we show that the congestion-aware route selection can work well even under highly damaged situations where only direct wireless communication among mobile nodes is only available.