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MASTERD

Multi-Agent SimulaTor of Emergency Response in Disaster(統合型緊急時対応シミュレーション)

JCO事故をきっかけに原子力災害対策特別措置法(原災法)が制定され、原子力災害時の意思決定の一元化、情報共 有のためのオフサイトセンタ、緊急時の諸機関の調整のための防災専門官の設置など原子力防災体制の枠組みが整備された。しかしながら、緊急時の情報収集、 伝達体制、具体的意思決定といった機能的面の設計は未だ不十分である。本研究では、緊急時に適切に機能する危機管理体制の設計のために、防災科学、社会心 理学、認知心理学、情報工学などの知見を活用し、災害現象、災害環境のみならず、個人、組織の行動を含めた緊急時対応行動シミュレーションシステムの開発を行っている。

In order to design effective disaster emergency response systems, a number of factors, including not only accident/disaster phenomena but also human behaviors such as coordination and communication between different organizations, should be considered in an integrated and comprehensive manner. We propose the basic design of MASTERD: a Multi-Agent SimulaTor of Emergency Response in Disaster. The chief characteristics of MASTERD are its 1) system extensibility, allowing for easy integration of various simulations, and 2) behavioral simulation of many different individuals and organizations in emergency response.


MASTERD

Inter- and Intra-Organizational Coordination in Emergency Response(組織シミュレータ)

本研究では上述の緊急時行動シミュレータのうち、緊急時における行動主体(人・組織)のタスク、各行動主体間の情報、リソースの移動をシミュレーションす る。危機対応を行う組織を1エージェントと定義し、各エージェントのタスク、情報・リソースのやり取りをマルチエージェントシ ミュレーションを用いて解析する。各エージェントは観測された情報や他エージェントからの情報を基に防災計画やマニュアルに基づいたタスク選択を行い行動する。震災総合防災訓練や原子力防災訓練のシナリオを用いて,様々な条件下における再現シミュレーションを行っている.
 
This work introduces the modelling and simulation of the organisational behavior of emergency response in disasters, with the aim of using them for the design and assessment of emergency response systems. We identified and categorized various rules, protocols and procedures for emergency response through task analyses, observations and records of emergency exercises, in addition to interviews with emergency responders of various organisations. We assumed one organisation or group to be a cognitive agent and then constructed a normative model of emergency response with a conventional human model incorporating the input-decision-action cycle. We developed a multi-agent simulator of organisational behavior in emergency response. We carried out test simulations using a scenario of actual emergency exercises and obtained some suggestions for the current emergency response system.


Task and Communication Flow among Different Organizations

Human-in-the-loop Simulation

組織対応シミュレータのエージェントを訓練者と置き換えることで,訓練者-エージェントの統合シミュレーションが可能となり,少人数の訓練者で大規模な訓練を模擬することや,エージェントモデルでは考慮しにくい情況依存の人間の振舞いを考慮することが期待できる.訓練者用のインタフェースを用いて他組織(エージェント)に命令したり,要請をしたり,状況を問い合わせたりすることで危機対応の状況や組織間の連携をパソコンを使って擬似体験することができる.
 
 We developed a multi-agent and human-in-the-loop simulator for emergency response in disasters. In addition, a user console on an identical simulation platform was constructed and integrated with the multi-agent simulation. Users can exchange messages through the console, by using the same ontology and message format, with the computer agents. Test simulations were executed and the results confirmed the multi-agent, human-in-the-loop simulation creates various complicated situations similar to actual emergency situations and therefore could be a strong candidate for education, training, and exercises in disaster response.

Human-in-the-loop Simulation

PRIMA(住民行動シミュレーション)

住民の安全を守るための避難計画の設計・評価には万全を期する必要がある.そのためには災害時の様々な状況下において,住民がどのような判断傾向や行動傾向があるかを理解,予測することが重要である.災害時の住民の振舞いに関する知見は災害心理や社会学において数多く集められているものの,予測にいたるツールの開発は行われてこなかった.本研究ではこれら災害心理や社会学における調査結果に基づき住民モデル(確率モデル)を構築し,様々な情報内容,住民の属性,環境状況を考慮できる災害時の住民行動シミュレータを開発した.JCO事故時の報道履歴を用いてシミュレーションを行い高い再現性を確認している.

It is important to model and predict residents’ behaviors in an emergency in order to establish good evacuation schemes during disasters. This research presents modeling and simulation of residents’ behaviors in a nuclear disaster focusing on residents’ decision-making processes: information acquisition, situation assessment,and selecting actions. We selected qualitative causal relations between residents’ behaviors and the attributes of information, human, and situations from 57 reviews of the past 12 disaster cases. We then constructed a conceptual model of residents’ behaviors in a conventional stimulus–organism–response (S–O–R) model of human information processing. We adopted probabilistic reasoning (Bayesian belief network) to simulate the situation assessment of a resident in a nuclear disaster. we carried out a simulation using the announcement log of the JCO criticality accident and confirmed that the model could simulate the tendencies in residents’ behaviors observed in the actual disaster and can reflect various features of the conceptual model.

Transitions of Residents' Behavior during JCO Accident

Distributed Cognition Analysis(状況認識シミュレーション)

災害時の意思決定機関となる各災害対策本部やオフサイトセンタなどの緊急防災組織内での情報共有は、適切な意思決定や迅速な対応に大きな影響を与える。こ のような情報共有は情報量やワークロード、伝達手段、部屋のレイアウトといった人・媒体・環境の要素に左右される。本研究では、緊急時行動シミュレータの ログをもとに、ITS(Information Transmitter Simulator)を用いて様々なシナリオ、環境設定のもとでの防災組織内の情報アウェアネスの評価を行い,適切なレイアウト設計や情報共有の指針を探っている。

This work presents a method for assessment of information awareness in a nuclear off-site center (OFC) by ITS (Information Trajectory Simulation). ITS simulates information transmission and transformation by HTE (Human-Transmitter-Environment) model. ITS is a scenario-based simulation system and its scenario is automatically created from a log file of MASTERD (Multi-Agent Simulation System of Emergency Response in Disasters). We carried out test simulations under different room layouts, and obtained several suggestions for efficient information sharing in OFC. 


Information Distribution in Headquarters

Evacuation Simulator(住民避難シミュレーション)

このシミュレータでは住民が避難行動を決めた後の避難プロセスをシミュレートする.GISを用いることで災害現場の住民分布や道路網,役所や避難施設の正確な位置,距離関係を考慮したシミュレーションが可能である.実際の災害時では,住民は避難勧告or指示によって一斉に行動を開始するわけではない.本シミュレータをPRIMAと統合することにより,個々の判断で避難を開始する,実災害時の振舞いを考慮した避難プロセスをシミュレーションすることもできる.


Evacuation Simulator
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