2016/05/24 大規模災害時における航空機運用方法の検討 - 南海トラフ地震発生時の高知県を対象として - 研究の背景 大規模震災直後の空港では, 多くの航空機が被災県空港に飛来 空港と被災地域とを往復し情報収集, 救急救助, 人員輸送, 物資輸送等の活動を行う ヘリコプターの活躍が極めて大きい 海上技術安全研究所荒谷太郎東京工業大学川崎智也日本大学轟朝幸元日本大学古川詩乃 樋口大貴 1 ( 写真 : 岩手県提供 ) ( 写真 : 岩手県提供 ) 2 東日本大震災時の福島空港の離発着数 160 120 80 40 0 40 80 120 160 ( 回 ) その他 エアライン 外国軍自衛隊 130 ( 福島空港離陸 ) 報道機 国交省機海上保安庁機 88 83 警察ヘリ ドクターヘリ 50 32 4455 4543 消防 防災ヘリ 6 9 10 10 11 18 6 1212 1724 1918 3243 232120232021 14 6 9 101012 17 6 1212 17 48 131 87 79 1919 25 3432 18 12 20 212122 3346 49484643 ( 福島空港着陸 ) 3 月 1 日 3 月 2 日 3 月 3 日 3 月 4 日 3 月 5 日 3 月 6 日 3 月 7 日 3 月 8 日 3 月 9 日 3 月 10 日 3 月 11 日 3 月 12 日 3 月 13 日 3 月 14 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 17 日 3 月 18 日 3 月 19 日 3 月 20 日 3 月 21 日 3 月 22 日 3 月 23 日 3 月 24 日 3 月 25 日 3 月 26 日 3 月 27 日 3 月 28 日 3 月 29 日 3 月 30 日 3 月 31 日 3 航空機の種類別の運航機関と担う役割 種類運航機関救助救命 救急搬送 情報収集 消防ヘリ消防機関の航空隊 防災ヘリ都道府県の防災航空隊 警察ヘリ都道府県の警察本部航空隊 海上保安庁機国土交通省海上保安庁 自衛隊機 防衛省 ( 陸上自衛隊, 海上自衛隊, 航空自衛隊 ) 国土交通省機 国土交通省地方整備局 ドクターヘリ自治体 医療機関 消防ヘリ 防災ヘリ (C)Dr. 写真 : アパルの飛行情報館 Taro ARATANI, National http://www1.ka7.koalanet.ne.jp/ad3- Maritime Research Institute, 2016 ドクターヘリ 消防 防災 警察は, 大規模災害時に全国から被災地に応援 集結する支援体制が整っている ( 緊急消防援助隊 広域緊急援助隊 ( 警察 )) 輸送 4
研究の背景 南海トラフ地震時に航空機は ヘリの活躍が期待 被災県の 1 つである高知県では, 全国最大 34m の津波が予想 高知県 高知空港では甚大な被害が予想 出典 :MSN 産経フォトより 東 本 震災 空撮特集 Vol.7 研究の目的 200 人 南海トラフ地震発生時の高知県を対象ヘリによる救助活動をシミュレーションヘリの活動機数別 人 救助 法別 知空港の被災状況別ヘリの活動エリア別 近隣空港も合わせた空港 (B) と場外離着陸場 (FB) の連携が必要 災害時により効果的な運用体制の検討を行う ヘリ活動から B( 空港 ) と FB( 場外離着陸場 ) のあり方を明らかにする 5 6 対象地域 航空機 ( ヘリ ) の活動実態 高知空港浸水 早くて高い波 港) B 被災地まで移動 被災地到着 FB 被災地間救助活動 (FB: 知設定 8か所 ) 空被災地出発(B まで移動 夜間駐機 B 全国最大 34m の津波 地盤沈下による長期浸水 ヘリベース (B): 高知空港ヘリの進出拠点 夜間駐機, ヘリの給油 救助対象 :2350 人 * 高知県沿岸部 19 市町村津波被害による負傷者 重傷者を対象 フォアードベース (FB): 8 カ所の防災拠点被災者の降機, ヘリの給油 * 高知県版 南海トラフ地震による被害想定について (C)Dr. Taro ARATANI, National Maritime, Research 市町村ごとの被害より Institute, 2016 L1による人的被害 ( 負傷者 ) 数 7 8
シナリオ ~ 空港 ~ 高知空港の被災状況別シナリオ 高知空港は津波による被災が危惧されている 被災県空港が使用不可能な場合は近隣空港が代替 シナリオ ~ ヘリの活動 ~ B 高知空港の被災状況別シナリオヘリの活動エリア別シナリオ 高知県では最多 23 機の応援ヘリが飛来予定 ヘリの情報を管理運用しやすくするためにエリア分けを行う 愛媛県松山 B 高知空港使用可能 香川県高松 B 愛媛県松山 B 高知空港使用不可能 香川県高松 B エリア分けなし B( 空港 ) 部ごとに 4 分割 B( 空港 ) エリア分けあり FB ごとに 8 分割 ( 場外離着陸場 ) B( 空港 ) 高知空港 高知空港 高知空港全域使用可能 高知空港一部使用可能 高知空港使用不可能 使用不可能迂回ルート 9 10 研究手法 マルチエージェントシミュレーションで各ヘリの動きを再現 出力値 救助人数 ヘリの待ち行列 シミュレーターの行動ルール (0. 救助率が悪い地域 を選択) 救助率考慮モデルのみ 1. 全組み合わせの中から ヘリが最短の作業時間で救助が完了する地域を選定 2. 他ヘリの が早いか計算 ( 他ヘリが早ければ任せ,0 or 1に戻る ) FB 被災者の受け入れ 人 ヘリの動き 人の動き 被災地の選定 作業時間の短い地域救助率の悪い地域 救助時間最短地域優先 救助率考慮 100 人 200 人 沿岸部 19 市町村を対象被災者数 :L1 想定津波被害における負傷者数 1 市町村中につき 救援者がいると仮定した 50 か所の集約 被災地 人 11 参考 : 広域災害時の救援救助活動を支える空港運用最適化モデルの開発と効果的運用方策の検討 A Development (C)Dr. of Taro Transportation ARATANI, Simulator National for Relief Maritime Supply Research in DisastersInstitute, 2016 12
シミュレーションの行動ルール T1= T2= 救助時間最短地域優先 B h 被 x 移動時間待ち行列 ( Thx Twaitx ) + 救助時間 min + min FB y 被 x 移動時間待ち行列 min( ) Tyx + 救助率考慮 Twaitx + TsL1 (5 分 ) 救助時間 TsL1 R= 救助完了人数 / 救助要請人数 + 被 x 待ち行列 ( + ) + 被 x 移動時間 Txy Twaity FB y FB z 移動時間待ち行列 + min( Txz + Twaitz ) + 降機時間 TsL2 (30 分 ) 降機時間 TsL2 (5 分 ) (30 分 ) 13 前提条件 活動ヘリ数 固定 1 人 /1 機 FB 高知県資料による全 8 か所合計着陸可能 39 スポット 被災者の受け入れ FB+ 高知空港 ( 使用可能時のみ ) 給油体制空港 FB( タンクローリーを派遣と仮定 ) 活動時間 1 次進出機 1 次進出 (10)+ 出動準備機 (13) 2014 年度国立天文台日照時間 12 時間 / 日 10 機 ver. 23 機 ver. 14 想定ケースの算出結果 想定ケースの算出結果 B ヘリの活動エリア別シナリオ 担当エリア 8 分割 4 分割 エリア分け無し 高知空港の状況ヘリの機数救助方法 A 高知空港の被災状況別シナリ高知空港使用可能オ高知空港使用不可能 全域使用可能一部使用可能使用不可能使用不可能迂回 10 機 23 機 10 機活動ヘリ数 23 機 10 機 23 機 10 機 23 機 移動時間最短地域優先 148 343 145 339 144 338 143 332 救助率考慮 139 323 139 319 136 316 134 309 移動時間最短地域優先救助体制 332 検討するケース 149 329 148 320 145 320 救助率考慮 135 308 135 303 131 304 130 293 4 2 3 2=48 通り移動時間最短地域優先 314 154 325 151 314 144 321 救助率考慮 124 303 124 298 118 301 117 292 各ケースにおける救助人数をシミュレーションより算出 A 高知空港の被災状況別シナリオ 高知空港使用可能 高知空港使用不可能 高知空港の状況 全域使用可能一部使用可能使用不可能使用不可能迂回 担当エリア ヘリの機数救助方法 10 機 23 機 10 機 23 機 10 機 23 機 10 機 23 機 8 分割 4 分割エリア分け無し 移動時間最短地域優先移動時間最短地域優先移動時間最短地域優先 148 343 332 314 145 149 154 339 329 325 144 148 151 338 320 314 143 145 144 332 320 321 救助率考慮救助率考慮救助率考慮 139 135 124 323 308 303 139 135 124 319 303 298 136 131 118 316 304 301 134 130 117 309 293 292 B ヘリの活動エリア分けシナリオ 15 16
ヘリ機数の違い ( 人 /12 時間 ) 400 平均 317 人 350 300 250 200 平均 139 人 100 10 機 23 機 ヘリの機数が多いほど, 救助人数が多い 1 機当たり13 人程度救助 同じ機数を被災地に投入しても, 運用方法によって 30 人 ~50 人程度の違い 救助方法の違い ( 人 /12 時間 ) 400 350 300 250 200 100 10 機 23 機 10 機 23 機 移動時間最短地域優先 救助率考慮 移動時間最短地域を優先した方が, 救助人数が多い 一方で, 救助地域に偏りが発生 救助率考慮でも, エリア分けすることで, 救助人数が多くなる ヘリの移動距離を短くできる 上空混雑の緩和 17 18 A: 高知空港被災別のシナリオ ( 人 /12 時間 ) 400 350 300 250 200 100 10 機 23 機 10 機 23 機 高知空港使用可 高知空港使用不可 高知空港使用不可の場合, 救助人数が若干少なくなる 駐機スペースの少なさから上空混雑が発生 県外空港からの迂回により被災地に入る時間が遅くなる 場外離着陸場 (FB) での給油体制未整備の場合は, さらに少なくなる可能性 19 B: ヘリの活動エリア別シナリオ ( 人 /12 時間 ) 400 350 300 250 200 100 10 機 23 機 10 機 23 機 10 機 23 機 8 分割 4 分割エリア分け無し 分割した方が救助人数が多い 機数が多い場合は, エリア分けは効果的 分割した方が分散が小さい 詳細なエリア分けはFBの混雑緩和に効果 駐機待ちヘリの減少 救助人数増加 機数が少なく, エリア分け無しの場合, 救助方法によって救助人数が少なくなる可能性 20
まとめ ヘリの機数 機数は多い方が良いが, 駐機スペースの問題が発生するため, 運用について留意する必要がある 救助方法 近い地域を優先的に救助させることは救助人数の面からは良いが, 地域に偏りが発生 担当エリアを分ける (8 分割 ) ことが効果的 高知空港被災 空港使用不可の場合は, 駐機スペース不足, 県外空港からの迂回等により救助人数が少なくなる ヘリ活動エリア ヘリ機数が多い場合は, 上空混雑の面からもエリア分けは効果的 21 課題の改善 改善 1 救助 数変更 改善前 救助 数を 1 4 に変更 改善 2 活動ルールの変更 改善前 改善後 活動 1 サイクルで被災地へ 2 回向かう o r o r 改善後 22 給油施設の最適な配置場所についての検証 宿毛 被災が予想される 知空港の代替施設として期待 給油など事前の準備により救助効率を める 松 松 空港 + 東 2 箇所のFBを選択 3 2 知県 側 土佐清水 知県東側 室戸 東側 側 No. 場外離着陸場名 A 高松空港 C 松山空港 1 室戸広域公園 2 案芸総合公園 3 高知大学医学部 4 高知県立青少年センター 5 春野総合運動場 6 四万十緑林公園 7 土佐清水総合公園 8 宿毛市総合運動公園 上記地点から東 1 箇所ずつ選択 23 給油施設の最適な配置場所についての検証 知県中 部のFBは重要 知 学医学部 知県 少年センター 1 箇所春野総合運動場を使 することで多くの救出者確保 が集中する被災地への 距離が近いため 室, 宿 を最 限利 知県東部 : 室 知県 部 : 宿 佐清 知中 部 +その他のFB 東側 + 側 24
まとめ ２ まとめ １ 高知空港使用可能 高知空港使用不可能 B サポート サポート 高松空港 B 高松空港 松山空港 移動時間がロスタイム 松山空港 B 高知空港 航空隊基地 駐機エリア不 高知県内に充分な燃料体制を整える B FBまでの距離が短い 25 まとめ ３ 26 結論と今後の課題 高知空港使用不可能 サポート サポート 研究成果 災害時に効果的な運用体制を明らかにした エリアの詳細分け 高知空港を使用することで混雑緩和 救助人数 高松空港 ヘリ数増加は救助人数 松山空港 が増加するが ヘリの上空混雑も増加 給油設備のある高知空港が重要 代替空港を使用するときは被災地での給油設備が大きく影響する 今後の課題 要救助者の優先順位に対応 要救助者の危険度に応じて救助 給油体制 混雑緩和に効果的な 駐機スペースの立地を検討 燃料の管理の点から 高知市周辺１箇所 東側or西側 27 28
ご清聴ありがとうございました 国立研究開発法人海上 港湾 航空技術研究所海上技術安全研究所荒谷太郎 aratani@nmri.go.jp 29