第2章 重要研究開発課題

 第2章においては、目的を明確にした研究開発を推進するため、大くくりの研究開発目標と領域を提示するとともに、現下の防災に関する研究開発の状況を反映するため、個別の研究開発課題の分析・評価に基づく課題を提示し、これら両面から重要研究開発課題を掲げることとした。
 第1章の基本的考え方に沿って、地震災害への対応を中心としつつ、社会の防災力の向上に多大な貢献が期待される研究開発領域であって、従来必ずしも十分に研究が行われていない総合的な分野又はさらに積極的に推進すべき分野について、研究開発の大きな目標を軸として9つの柱に整理し、重点研究開発領域として1.のようにまとめた。これらの領域の推進にあたっては、科学技術基本計画や、総合科学技術会議が策定した分野別推進戦略を踏まえつつ、一層の重点化を図り、研究開発を進めることが重要である。
 特に、以下の事項については、文部科学省における今後5年間の重点的課題と位置づけ、研究開発の推進を強化することとする。

  • 社会の脆弱性とその原因の把握、経済的影響評価等、社会科学分野との連携の確立
  • 耐震性評価のための実大破壊実験及び破壊シミュレーション技術開発
  • 地殻構造調査、地震観測、GPS連続観測等、観測技術開発と観測網整備

 また、2.において、広汎な研究開発状況調査をもとに個別の研究の開発課題の分析・評価を行い、重要と認められる課題をその内容に応じて、「実証データを収集する」、「データベース化する」、「災害のメカニズムを明らかにする」、「災害を予測する」、「防災力を向上させる」の5種類の活動別に重要な研究開発課題として整理することとした。
 なお、地震及び火山噴火予知研究については、地震調査研究推進本部及び科学技術・学術審議会測地学分科会の方針により進められている。これらに該当する研究課題については、基本的には地震調査研究推進本部又は測地学分科会に委ねることとするが、本推進方策と密接に関係する研究課題であって、当委員会として重要と認められるものについては掲げることとした。

1.重点研究開発領域

(1)リスクマネジメントに基づく総合的防災対策

 自助・共助・公助から成り立つ災害対応において、開発した技術を有効に活用するためには、自然科学と社会科学との連携が不可欠であり、特に重点的に推進する必要がある。具体的には、災害時の行政、企業、ライフライン等の事業の継続能力を確保するという観点から、災害予測、事前対策、緊急対応、復旧・復興という災害対応の全過程を対象として、リスクの同定、評価、戦略的な災害対策の立案等を基本とするリスクマネジメントの枠組みを導入し、機会あるごとに内容の妥当性を検証しながら適切な防災システムを構築することが重要である。
 想定される災害に的確に対応するためには、過去の災害発生状況等から災害の種類、発生時期や場所、規模、頻度を特定し、それに即した対策を予め定めておき、その対策を実行するために必要なマニュアル等の整備や実践的な訓練を行うことが重要である。また、対策の計画、実行にあたっては、単にハザードベースだけでなく、リスクベースでの防災対策を念頭に置き、各種災害に対する社会経済等への影響評価、社会の脆弱性把握とともに、危険度を周知する技術などを開発する必要がある。また、対象となる組織の体制やコストにあわせ、もっとも効果的な対策を戦略的に立案することも必要である。災害に強い社会の形成のためには、国や地方公共団体だけでなく、コミュニティや企業といった単位でもリスクマネジメントは必要であり、それらの有機的な連携も重要である。
 加えて、社会・経済活動の中枢管理機能、教育施設・医療施設等の公共性の高い資産や文化財等の防護を十分念頭に置くとともに、テロをはじめとした自然災害以外の危機も適用可能な範囲で視野に入れつつ、災害に強いまちづくりという観点から、その考えを都市計画の段階から取り入れていくべきものである。
 同時に、災害の規模が予想を超えて拡大した場合に備え、より高度な危機対応対策を検討し、被害軽減に迅速・的確に対応できるような組織構成や人材育成を進めていくことも重要である。また、災害は想定されるがその範囲や確度が明確でない等、災害に対する戦略の構築に必要な情報が著しく不足している場合でも対策の立案を求められる場合がある。このような場合についても今後研究を進める必要がある。

●主要研究開発課題

  • 災害の種類や地域・都市の特性を考慮したリスク同定・評価手法の高度化
  • 防災対策のコストや適用限界を考慮したリスクマネジメントのあり方の研究
  • 中枢管理機能施設、文化財を含む構造物のハード対策とソフト対策の最適な組み合わせ等の総合的防災システムの研究
  • 広域災害等を視野に入れたリスクマネジメントに対する各種組織間連携の有効性に関する研究
  • 想定外のリスクに対する危機対応対策のあり方の研究

(2)ハザードマップの高度化

 ハザードマップは、地域住民や滞在者が当該地域の安全性を評価し、災害発生危険箇所を知り、災害時の行動を適切に行うために非常に有用である。平成18年3月の地震防災対策特別措置法の改正により、想定される地震災害の周知に努めることが新たに規定されたことを受け、今後ハザードマップの作成が進むものと考えられる。しかし、現状のハザードマップについては、精度や表現上の問題から、地域住民の具体的な避難行動等に必ずしも結びついているとはいえない。近年は、災害発生機構の理解や災害データベース等の成果を踏まえて、地理情報システム(GIS)を活用したより詳細な地図の作成が可能になっているが、今後は、これらを活用して地域住民に対してわかりやすいハザードマップを作成することが必要である。そうしたハザードマップの高度化と普及によって、各種災害のリスクに関する情報を地方公共団体等関係機関や地域住民とで共有することが可能となれば、地域の防災力向上にも大いに資することになる。今後、個々の災害に対するハザードマップとともに、複数の災害によるハザードを統合したマップの作成手法の開発を進める必要がある。

●主要研究開発課題

  • 洪水氾濫、土砂災害、高潮、地震、津波、火山噴火、雪氷災害等の各種災害に対応したハザードマップの作成・普及とその高度化
  • 複数の災害によるハザードを統合したマップの作成手法の開発
  • 災害データベースの構築
  • ハザードマップを利用したリスクコミュニケーション手法の開発
  • GIS、情報通信技術等を活用した危険度評価と被害特性の可視化

(3)地震による構造物の破壊過程の解明

 構造物の耐震性を明らかにするためには、構造物の崩壊に至るまでの破壊過程の解明が求められている。そのためには、構造物の実大模型を用いた震動実験が不可欠であり、特に重点的に推進する必要がある。また、実大実験の結果やその他の施設で実施される要素実験の成果のデータベース化を進めるとともに、破壊過程のシミュレーション技術の開発を進め、計算機上で仮想的に実大模型の破壊を再現する数値振動台の開発につなげていくことが求められる。

●主要研究開発課題

  • 大規模三次元震動台と実大模型を用いた実験による構造物の破壊過程の解明
  • 中規模振動台等を用いた要素実験
  • 構造物破壊実験データベースの構築
  • 数値振動台の開発

(4)既存構造物の耐震性の評価及び補強

 構造物の耐震技術については、構造物の地震時振動特性の耐震設計手法への組み込み、免震・制振技術、構造形式に対応した耐震診断・補強技術の開発など、近年、大きく発展している。既存構造物の耐震化を一層加速していくために、効果的に減災対策を実現する設計手法や技術開発を更に推進する必要がある。また、特に社会・経済活動の中枢管理機能を担う施設、教育施設・医療施設等の公共性の高い施設や文化財、住宅等を対象とした耐震性評価技術、耐震補強技術、老朽化対策及び被災構造物の補強技術の開発・高度化を図るとともに、これらの技術開発等を促進する社会システムの構築に関する研究を進める必要がある。

●主要研究開発課題

  • 耐震性評価技術の高度化
  • 耐震補強技術の高度化
  • 耐震性能再生技術の開発

(5)災害時要援護者救援策の充実

 高齢社会の急速な進展等に伴い、近年の災害では、高齢者、要介護者などの災害時要援護者の被災が著しい。このため、このような災害時要援護者の安否確認ツールの開発・普及、災害時要援護者の救援を補助するための地域社会のあり方や制度的仕組みに関する研究等が必要である。

●主要研究開発課題

  • 災害時要援護者の安否確認ツールの開発・普及
  • 災害時要援護者に対する避難等の支援システム構築の研究
  • 避難所における災害時要援護者対応システムの研究、バリアフリー避難施設の研究
  • 災害時要援護者対応型仮設住宅の研究
  • 介護型防災ベッドなど災害時要援護者の救援を補助するための機器・機材の開発

(6)復旧・復興過程の最適化

 大規模災害発生後における被災地域の復旧・復興過程においては、住民の被災状況や経済的打撃、ライフラインの破損状況等を入念に点検し、地盤や社会生活上の脆弱性を正確に把握した上で、被災した地域の社会全体に配慮した施策の実行が重要である。さらに、災害に強いまちづくり実現のためには、過去に発生した災害の復旧・復興過程や、被災時における人間の心理状態を調査し、実際の災害を想定した復旧・復興計画の策定や災害発生時の状況に応じた施策決定を行うためのシステム構築に生かすことが必要である。また、火山噴火のように被害が長期化する災害について、被災者への持続的な生活支援を含む適切な復旧・復興対策の研究も重要である。加えて、災害は繰り返し発生する特性があることから、災害発生前において地域の持続的発展につながるまちづくりを視野に入れた復興計画を策定することは、安全・安心な社会の実現のために必須である。

●主要研究開発課題

  • 避難期、救援期、復興期における住民行動・行政の対応に関する検証
  • 復興データベースの構築
  • 各々の復興施策の評価とそれが住民に与えた影響の把握
  • 復興対応の優先順位決定とその進め方の方針策定
  • 被災者の生活再建、住宅再建のあり方とその制度的研究
  • 被災による経済的影響とその社会的波及に関する研究

(7)先端技術の災害軽減への積極的利活用

 自然科学から社会科学に至るまで、多分野にわたる研究開発を、実用化に向けて有効に活用していくには、観測と情報提供の双方から積極的に高度化を促進していく必要がある。
 日本では、首都直下地震、東海・東南海・南海地震や宮城県沖地震の海溝型地震、活断層で発生する地震等、様々な形態の地震発生が予想されており、被害軽減のためには、地殻活動の観測の高度化等による地震発生メカニズムの理解促進が不可欠である。地殻構造調査や海底を含む稠密な地震観測、GPS連続観測等、観測技術開発と観測網の整備を特に重点的に推進することが必要である。
 他方、近年発展の著しい情報通信技術においては、研究段階から防災分野への利活用を前提とした試みを積極的に行うことによって、それら先端技術の被害軽減への利活用をさらに進める必要がある。例えば、災害対応シミュレーションによって、時々の状況に即した事前対策の構築や事後の効果的な災害対応の検討が可能となる。また、被災直後の危険な現場における無人航空機、ロボット等の活用は、救助での早期の被災者発見や情報収集、二次災害の防止等に大きく寄与すると考えられる。リスクコミュニケーション分野では、事象を時空間情報として管理・共有するために、GIS等の情報システムと情報通信技術(ICT)等を活用した研究開発が進められており、地域防災力向上に向けた新たな情報共有手法の開発が期待される。
 防災分野の研究開発の効率化・高度化を図るためには、こうした先端技術を積極的に活用することで、実験・観測等を支援し、その成果を共有するための基盤的な技術を開発することが重要である。

●主要研究開発課題

  • 被害想定や災害対応シミュレーション技術の高度化
  • 被災時の避難誘導訓練や、防災教育のためのシミュレーションシステムの開発
  • 災害時支援・対応ロボット等の実用化
  • 先端技術の防災分野への円滑な導入と応用プロセスの研究
  • 防災分野における研究開発の基盤となる、先端技術を活用した観測機器、実験施設等の開発
  • リスクコミュニケーションを支援する情報共有手法の開発

(8)災害情報の有効利用

 災害時には、国、地方公共団体、警察、消防、ライフライン機関など防災関連機関が正確な災害情報を共有して、防災上の意思決定に活用できるようにすることが被害の軽減を図る上で急務である。災害情報には、災害発生時の即時情報から災害直後の被災状況、復旧・復興時の支援状況の情報にいたるまで様々なものがあるが、それぞれの時間軸に応じた的確な情報の収集、解析、提供が被害軽減の上で重要である。災害時においては流言等によってさらに混乱が拡大することも懸念され、誤った情報による混乱を避けるため、地方公共団体、企業、自治会といった防災関連組織が正確な災害情報を発信できる体制の構築が重要である。また、高齢化や国際化の急速な進展に伴い、従来の手法では情報が届きにくい人々が増大しているため、これらの人々に対する情報伝達の工夫も必要である。また、情報通信・衛星測位技術の活用・開発等により、災害情報を継続的かつリアルタイム(即時的)に収集、解析、提供し、被害を予測し、軽減するためのシステムの研究開発も重要である。

●主要研究開発課題

  • 災害情報の的確な収集、解析、提供システムの構築
  • 災害情報の標準化、統合化に関する研究
  • 災害情報とGISの融合
  • 緊急地震速報伝達システムの研究開発
  • 地震早期被害予測システムの高度化と防災オペレーション教示システムの開発

(9)国際的な枠組みの下での研究開発

 2004年スマトラ島沖大地震及び津波は国を超えて多くの被害をもたらしたところであり、防災に関する国際的な連携の必要性が改めて認識された。開発途上国の災害にはこれまで我が国が経験してきたものと共通する面が多くあることから、防災分野の先進国である我が国には、これまで蓄積してきた知見を応用できる場面が多い。国際協力活動を通じて世界の自然災害の防止・軽減に積極的に取り組むことが我が国の国際的な責務であると考えられ、そのことは我が国のプレゼンスを高めることにもなる。また、国際協力を効果的に進めるためには、社会状況や地域性の差異にも留意する必要があり、文化人類学等の人文科学・社会科学分野との連携を強化することが重要である。
 2005年2月の第3回地球観測サミットで採択された10年実施計画へ向けた枠組みにおいて、「自然及び人為起源の災害による、人命及び財産の損失の軽減」が重要分野の課題として位置づけられた。このことから、「災害の防止・軽減」は、地球観測サミットにおける我が国の貢献策の三分野の一つとなっている。これに先立つ2005年1月の国連防災世界会議では、今後10年間における被害軽減に向けた世界的防災戦略を定めた「兵庫行動枠組」が採択され、各国での防災への重点的取組の必要性と途上国への財政的・技術的支援などが謳われた。我が国からは、今後の情報共有に向けて、「防災に関するポートフォリオ」の形成が提言された。
 一方、日本国内の防災においても、地震・津波の早期警報や気象の高精度な予測などをより一層推進するためには、国内での観測だけでは不十分であり、研究開発を全地球的な枠組みの中で、総合的・組織的に展開していくことが必要である。我が国は、研究開発基盤の整備・共用や観測データの流通に関しても一定の役割を期待されており、欧米等先進国との共同研究も積極的に進めていくことが重要である。
 以上のことより、それぞれの国や地域で適用できる有効な研究開発と、陸域観測網から宇宙観測に至るまで地球規模での統合的な観測ネットワークによる防災システムの構築に資する研究開発を推進する必要がある。
 防災分野の国際協力にあたっては、我が国の姿が見えるよう、国際連合国際防災戦略(UN/ISDR)、国際連合教育科学文化機関(UNESCO)、国際連合地域開発センター(UNCRD)等の国際機関との連携を指向しながら、総合的・組織的に展開を図っていくことが重要である。

●主要研究開発課題

  • アジア・太平洋・インド洋地域における国際的な地震・火山観測網の構築と維持ならびに人材育成
  • 世界の各地域の特性に応じた防災情報伝達技術・情報基盤技術の開発
  • 国際協力に役立つ防災貢献ニーズの認定技術の開発
  • 国際協力に役立つ防災戦略計画の策定技術の開発
  • 国際協力に役立つ施工・維持管理技術の開発

2.重要な研究開発課題

 防災に関する研究開発全体が目標とするものは「災害を防止・軽減する」ことである。そのために必要となる活動は、「実証データを収集する」、「データベース化する」、「災害のメカニズムを明らかにする」、「災害を予測する」、「防災力を向上させる」という5種類に大別することが可能である。
 (1)実証データを収集する:実証データの収集・蓄積は実証科学としての防災学の出発点である。自然現象としての災害と社会現象としての災害の両側面に関する精度の高いデータを出来るだけ豊富に収集蓄積することが求められている。このための手段として、観測、調査、実験、アーカイブ研究といった手法が存在する。
 (2)データベース化する:防災分野における研究開発の進展のためには、個別の研究を通して収集したデータ及びその研究成果を、統一した規格を有するデータベースの形で蓄積し、できる限り多くの人が利用可能な形で公開していく必要がある。
 (3)災害のメカニズムを明らかにする:なぜ災害が発生するのかを定性的にあるいは定量的に理解するためには、災害現象に関する理論構築・モデル化が必要である。ここで対象となるのは、物理現象としての災害と社会現象としての災害である。理論・モデル構築の手段としては、調査、観測、理論・モデル構築、数値シミュレーション等が用いられている。
 (4)災害を予測する:災害による被害の防止と軽減を図るためには、災害の発生時期、発生場所、発生規模等を明らかにすることが不可欠である。そのため、物理現象としての災害と社会現象としての災害の両面に関する予測が必要となる。特に、物理現象としての災害の予測では、危険度の評価と社会基盤となる構造物の破壊脆弱性評価が重要であり、社会現象としての災害では発災から復旧・復興に至る災害過程の究明が重要である。研究の手法としては、調査、観測、危険度評価、被害想定、ハザードマップ作成等が存在する。
 (5)防災力を向上させる:予測される被害の発生を未然に防ぐ、あるいは、万が一防げない場合でもその悪影響を極小化するための方法・対策を提案する研究も必要である。その手段としては、対策、管理、抑止、緊急対応、修復、事後対応、ロジスティクス、防災教育、災害対応シミュレーション等さまざまなものが存在する。
 防災分野の研究、特に理学・工学的な研究では対象とする自然現象としての災害については、災害の原因となる外力の種類に応じて整理分類することが有効である。このため、まず、大気現象を原因とする気象災害と、地殻変動を原因とする地変災害という2つに大別した。また、防災分野の研究では特定の外力に分類できない複合災害や二次災害を扱う研究もある。特に、社会現象としての災害の場合には特定の外力に限定せず、災害全般に対する有効な対応を研究することが大切である。そこで、こうした特定の外力との明確な関連を持たない研究については、その目的が災害に強い社会の構築にあることから、「災害に強い社会づくり」としてまとめることにした。したがって、防災分野の研究開発課題を、外力・災害に応じて次のように3つに分類することとした。
 (1)気象災害:大雨・強風等の大気現象を原因とする災害(豪雨災害、豪雪災害、強風災害、洪水氾濫災害、高潮・高波災害、土砂災害、気候変動災害)
 (2)地変災害:地殻変動を原因とする災害(地震災害、地震時地盤災害、津波災害、火山災害)
 (3)災害に強い社会づくり:複合要因による災害、二次的災害(都市火災、都市災害、災害全般)
 (なお、海岸侵食は外力が波浪であることから、ここでは高潮・高波災害に含めた)
 具体的な研究開発課題については、5種類の活動に応じて、3つの外力・災害ごとの課題に分類し、別紙にて示すこととした。

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