Users Product Trial Report
使用者產品體驗報告

三井共同建設諮詢有限公司
MCC研究所防災研究室長　原田紹臣

使用產品　UC-win/Road Ver.15（土石流模擬外掛程式）
基於3DVR技術，廣泛應用於城市/交通規劃、車輛開發和一般資訊系統的高級即時模擬軟體。「土石流模擬功能」將土石流分析處理後的情況在3DVR空間上按時間序列進行視覺化。這是防止受災，探討減災對策以及讓地區居民瞭解受災情況的有效工具。

利用DX技術促進有效的土石流對策

三井共同建設諮詢有限公司 MCC研究所防災研究室長
原田紹臣（Harada Tsuguomi）

1997年進入三井共同建設諮詢有限公司，擔任防沙部長至今。近年來，他主要負責道路防災領域的道路土方結構設計、利用DX（CIM/BIM）和AI的防災措施以及基礎設施的維護和管理。另一方面，作為社會貢獻活動的一部分，他作為日本土木工程師協會、日本道路協會和建築顧問協會的專家成員，參與了國土強韌化相關標準的研究和制定。(立命館大學客座教授/京都大學大學院研究員、博士【工學/農學】、技術士【建設部門】)

照片1 令和7月3日熱海市伊豆山地區土石流災區周邊地區的航拍照片
Copyright ©️ 地圖/航空照片閱覽服務國土地理院

前言

近年來，因突發暴雨引發的大規模泥沙災害頻發，應對這些災害已成為一個問題。尤其是日本，約70%的土地為山地，地形陡峭、地質脆弱的地區多，暴雨引發土石流的風險極高。此外，據報導，日本各地都報告了土石流造成的巨大人員傷亡和經濟損失，社會強烈要求防止和減輕土石流災害。

在這種情況下，2021年7月發生在靜岡縣熱海市的土石流（照片1）被普通居民拍攝下來，並在社交網站上公佈，這提高了公眾對土石流災害的認識。

另一方面，為了應對社會經濟條件的急劇變化，在基礎設施領域利用資料和數位技術「改變社會資本和公共服務」，並透過「改變業務本身、組織、流程、建築業、國土交通省的文化、風土和工作方式」，實現「安全、可靠和富裕的生活」。需要進一步有效利用現有3D地形資料（例如，透過VR素材順利推進業務）等（圖1、圖2）。

圖1：基礎設施領域DX的目標和概述（資料來源：關於推進國土交通省DX數位化轉型）

圖2 在整個施工過程中連接3D資料，以促進i-Construction的發展（資料來源：關於推進國土交通省DX數位化轉型）

基於這些背景，本文概述了「土石流外掛程式（UC-win/Road Ver.15）」，該外掛程式被認為是未來在土石流對策（例如照片2）中進一步有效利用數位化地形模型（DX推廣）的有效工具之一。

照片2：一個山體滑坡對策專案（防沙堤壩）的例子，該專案透過捕獲土石流以防止下游發生山體滑坡。

土石流類比模型(UC-win/Road Ver.15;外掛程式)的概要

本次介紹的「UC-win/Road Ver.15」的外掛程式「土石流類比模型」是以表1所示的既往研究(既往分析模型)為計算引擎而開發的。如表1所示，可進行「土石流的預測」、「土石流的平面浸水和沉降預測」、「防沙堤等土石流對策設施的效果預測」等一系列計算，模型配置可結合「UC-win/Road Ver.15 」的主體進行輸入和輸出（例如計算結果的視覺化）(圖3)。

計算模型	概要
土石流流動預測(1D模型)	針對山地河流中發生的土石流流動（包括侵蝕、沉積等河床變化）隨時間變化的預測而提出的計算模型^2）
土石流的平面氾濫、堆積預測(2D模型)	針對預測土石流對下游房屋的損害，平面2D擴展提出的計算模型^3）
防沙堤等土石流對策設施的效果預測	針對預測規劃中的防沙設施的有效性(泥沙捕捉量)的計算模型，從對應可滲透的防沙堤到不可滲透的防沙堤。^{２）、4）}

表1：土石流類比模型的概要
（所搭載的計算引擎^1））

圖3「UC-win/Road(主體)」與「土石流模擬外掛程式」的關係(模型構成)

參考文獻

中谷加奈・和田孝志・里深好文・水山高久:開發安裝GUI的通用土石流模擬器，有關土石流災害的研討會論文集，Vol.4, 2008。
里深好文・水山高久:關於設置防沙堤壩的領域的土石流流動、堆積的數值計算，防沙學會雜誌，Vol.58, No.1, p.14- 19,2005。
和田孝志・里深好文・水山高久:土石流的1D和2D類比模型的結合，防沙學會雜誌，Vol.61, No.2, p.36- 40,2008。
里深好文・水山高久:關於格子型防沙堤調節土石流的數值分析，防沙學會雜誌，Vol.57, No.6, p.21- 272005。

在土石流模擬過程中所需的條件輸入(例如，地形條件和計畫中的防沙堰堤的位置設定)，透過滑鼠拖動等，具有優異的可操作性（例如，圖4和5，圖6）。此外，可以很容易地將模擬（流動）土石流的結果輸出為VR影片，也可以隨著時間的推移進行監測（圖7）。

圖4 從構建的UC-win/Road地形模型中設置土石流分析範圍

圖5 防沙堤位置和觀測點(土石流量計算位置)的設定
（簡單的滑鼠拖動操作）

圖6 土石流模擬中的
輸入/確認介面（通俗易懂的介面配置）

圖7 土石流模擬結果的視覺化
（考慮時間變化的VR影片製作）

在此，表2顯示了土石流對策專案中土石流模擬（UC-win/Road外掛程式）的預期引入效果示例（例如，照片2）。

引入效果	概要
風險評估結果的視覺化	透過將複雜的計算結果視覺化，以易於理解的方式向專案提議者（管理者）和專案受益者（當地居民等）解釋土石流災害的損害風險。
業務效益的視覺化	此外，還對在該地區規劃的土石流對策設施的工程效果（防沙堤壩的泥沙捕捉效果等）進行了說明。
景觀評估的研究	另外，對透過與UC-win/Road協作而計畫的防沙堤等的景觀評價和施工狀況進行說明。