Beim Versuch, sich zu verbessern, zu verfeinern und mehr Effizienz bei Katastrophenmanagementmaßnahmen zu verbessern, die Vorhersage des Ausmaßes von Katastrophenschäden genauer und die Bewertung der Bewertungen kohärenter Weise zu entscheidenden Elementen für die Aufgabe werden. Aus diesem Grund gibt es große Hoffnungen auf die Rolle der Computerwissenschaft, insbesondere Simulationen und Informationstechnologie in diesem Bestreben.
Professor Oishi Satoru, der sich auf soziale Infrastruktur und Hydroengineering -Forschung am Forschungszentrum für städtische Sicherheit und Sicherheit spezialisiert hat, zielt darauf ab, die Belastbarkeit der Katastrophe durch den Aufbau digitaler Zwillinge zu verändern und zu verbessern. Wir haben ihn gefragt, was wir von der Verwendung digitaler Twin -Technologie erwarten können und wie sie zu Katastrophenmaßnahmen beitragen können.
Wie wird Informationstechnologie verwendet, um Städte sicherer zu machen?
Das „Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program (SIP)“, das vom Rat für Wissenschaft, Technologie und Innovation des Kabinettsbüros geleitet wird, zeigt wichtige Themen zur Lösung gesellschaftlicher Probleme und die Aufrechterhaltung der wirtschaftlichen und industriellen Wettbewerbsfähigkeit in Japan. Dieses Problem hat fünf Agenden verabschiedet, von denen eine dazu besteht, Organisationen zu ermöglichen, die an der Katastrophenreaktion beteiligt sind, um Informationen auf die organisierende Weise zu teilen und zu nutzen.
Seit der ersten Phase des SIP (2014–2018) handelte es sich bei dieser Agenda um das Aufbau eines Systems, damit das Kabinettsbüro, Selbstverteidigungskräfte, Feuerwehr- und Katastrophenmanagementbehörden, das Ministerium für Land, Infrastruktur, Transport und Tourismus und andere Informationen, die sie unmittelbar nach einer Disastrophen- und Such- und Rettungsoperationen ermöglichen, sowie anfängliche Erholungsanstrengungen ermöglichen. Teile dieses Systems wurden kürzlich praktisch eingesetzt, sodass Sie sagen konnten, dass wir gerade erst begonnen haben, Informationstechnologie im Katastrophenmanagement zu verwenden.
Das Internet war noch in den frühen Tagen, als das große Erdbeben von Hanshin-Awaji 1995 traf.
Zum Zeitpunkt des großen Erdbebens von Hanshin-Awaji dauerte es mehr als einen halben Tag für Informationen vor Ort, um das Büro des Premierministers zu erreichen, und dies verzögerte die Entscheidungen, die für die Erholungsbemühungen benötigt wurden. Ich war beim Forschungsinstitut der Kyoto University Disaster Prevention und studierte Wasserstastern, als alles geschah, und beobachtete, wie sich die gesamte Situation entfaltete, dass mir klar wurde, dass die Unfähigkeit, die Gesamtsituationen schnell zu bewerten und systematisch Befehle auf der Grundlage dieser Informationen auszugeben, zum Verlust von Menschenleben führen könnte, die gerettet werden konnten. Dies wurde zum Ausgangspunkt für meine Forschung.
Im Staudammgeschäft machte das wachsende Opposition Mitte der neunziger Jahre es schwierig, neue Dämme zu errichten, und so stellte die Forschungsgruppe I zu einer Möglichkeit, Überschwemmungen durch die Verwendung vorhandener Dämme zu kontrollieren. Die Idee war, die Wasserspiegel des Reservoirs zu reduzieren, bevor es anhand der Wettervorhersageinformationen geregnet hat, damit sie den überschüssigen Niederschlag aufbewahren konnten. Zu dieser Zeit hinderte die Beschränkungen, die auf dem „River Act“ basieren, die Dammbetreiber daran, den Wasserstand entsprechend der Wettervorhersage anzupassen, und die akademische Gemeinschaft war auch unserem Vorschlag sehr kritisch. Später wurde die Idee jedoch tatsächlich zur Politik der Regierung für das Management und die Überschwemmungskontrolle der Flussbecken.
Diese Entwicklung überzeugte mich, dass unser Ansatz, zu versuchen, ein Verständnis der Gesamtsituation zu verstehen, um die Bemühungen zur Lösung des Problems zu maximieren, irgendwann eines Tages geschätzt werden würde, und deshalb habe ich meinen Forschungsbereich erweitert, um nicht nur Katastrophen mit Dämmen und Flüssen, sondern auch Erdbeben, Tsunamis und Sturmflächen einzubeziehen, seit sie an die Kobe University kommen.
Erzählen Sie uns von der digitalen Twin -Technologie, an der Sie derzeit im Katastrophenmanagement arbeiten.
Die digitale Twin-Technologie ist für uns eine Möglichkeit, reale Gebäude und Landfunktionen in einem digitalen Raum zu replizieren, damit wir verschiedene Simulationen durchführen und sich auf Katastrophen vorbereiten können. Insbesondere unser Ziel ist es, unsere Fähigkeit zu verbessern, auf größere, komplexere und diversifizierte Naturkatastrophen zu reagieren.
Um spezifisch zu sein, betrachten wir öffentliche Informationen, um Einzelheiten zur Struktur oder des Erdbebenwiderstandes eines Gebäudes sowie zum Verkehrsvolumen nach Tageszeit und Bevölkerung von Tag und Nacht zu betrachten. Und all diese Daten werden in der Cloud gespeichert. Dann, abhängig von dem, was Sie wissen möchten, z. B. welche Art von Schäden im Falle eines Erdbebens, Tsunami oder Sturmfluts zu erwarten sind, werden die erforderlichen Informationen automatisch aus der enormen Menge an Wolkendaten ausgewählt, Berechnungen werden erstellt und die Ergebnisse erzeugt, um den Schaden an der digitalen Zwilling zu simulieren.
Früher mussten Sie die erforderlichen Informationen selbst sammeln und ein Programm erstellen, um die Berechnungsergebnisse zu erstellen, wenn Sie ein bestimmtes Ergebnis wollten. Bei digitalen Zwillingen gibt es jedoch ein integriertes Programm, das die für die Berechnung erforderlichen Informationen automatisch auswählt. Selbst mit der Dateneingabe, die früher manuell durchgeführt wurde, hat die Technologie es ermöglicht, die erforderlichen Daten automatisch aus gedruckten Informationen zu extrahieren, wodurch der Prozess viel effizienter wurde.
Welche Ergebnisse können aus den Berechnungen abgeleitet werden?
Durch die Eingabe von seismischen Beschleunigungsdaten ist es möglich zu zeigen, wie viele Gebäude in einer Stadt auf einer Karte zusammenbrechen werden. Wir können auch die Auswirkungen eines Tsunami in Bezug auf die Gebiete und das Ausmaß der Überschwemmungen mit dreidimensionalen Informationen vorstellen oder sehen, wie verschiedene Niederschlagszenarien zu Überschwemmungen führen können, in welchen Gebieten und wie viel in winzigen Details. Es ist auch möglich zu erfahren, wie viele Menschen in bestimmten Bereichen gestrandet werden, wenn eine Katastrophe auftritt.
Nehmen wir an, es gibt starke Niederschläge. Wir könnten sehen, wie einige Bereiche vollständig getaucht werden, während andere weniger Schaden erleiden. Wir können auch lernen, dass Wasser nicht einfach von stromaufwärts zu stromabwärts gelegenen Gebieten des Flussbeckens fließt, da Böschungen, Eisenbahnschienen und andere Strukturen die Richtung des Flusses verändern können. Ein Merkmal der digitalen Zwillingsentechnologie ist, dass wir nach den Gesetzen der Physik objektive Ergebnisse erzielen können, ohne von anderen Aspekten abgelenkt zu werden.
Was ist das ultimative Ziel, die digitale Zwillings -Technologie einzusetzen?
Im Geschäftsjahr 2023 wurde unsere Forschung für eine Agenda der SIP -Initiative ausgewählt, um ein intelligentes Katastrophenpräventionsnetzwerk aufzubauen, und das ultimative Ziel ist es, die Gesellschaft zu verändern und die Widerstandsfähigkeit der Katastrophen zu verbessern. Mit anderen Worten, wir hoffen, Material zu liefern, das den Menschen helfen kann, die Maßnahmen zu bestimmen, die sie ergreifen sollten, um potenzielle Schäden vor einer Katastrophe zu minimieren, und – unter der Annahme, dass wir das volle Umfang einer Katastrophe sechs Stunden nach diesem Auftreten beurteilen können –
Zu diesem Zweck arbeiten wir daran, drei Ausgänge bereitzustellen. Die erste ist die probabilistische Gefahrenkarte. Wenn wir die Wahrscheinlichkeit von Gebäuden berechnen können, die in verschiedenen Arten von Erdbeben zusammenbrechen, oder Gebiete, die in unterschiedliche Niederschlagsszenarien eingetaucht sind, können wir kostengünstigere Maßnahmen für Gebiete in Betracht ziehen, die für Katastrophen hoch anfällig sind. Dies ist jetzt mehr oder weniger für Erdbeben, Tsunamis und Sturmfluten verfügbar.
Die zweite ist die dynamische Gefahrenkarte, mit der Evakuierungsrouten mit Avataren simulieren können. Nehmen wir an, die Stadt, in der Sie in Erlebnissen leben. Die dynamische Gefahrenkarte kann die erwarteten Überschwemmungen für jede Straße dieses Gebiets und für jede Niederschlagsmenge im Voraus zeigen. Sie können den Avatar auch auf dem Bildschirm verwenden, um wirklich zu sehen, welchen Weg Sie beim Evakuieren wählen sollten. Der Avatar kann als Kind oder ältere Person festgelegt werden, sodass Sie sehen können, wie lange jeder dauern würde, um zu evakuieren.
Der dritte ist die Multi-Hazard-Karte, die mehrere Katastrophen simuliert. Zum Beispiel können Erdbeben die Meereswände schädigen. Zum Zeitpunkt des großen Erdbebens von Hanshin-Awaji gelang es ihnen, die beschädigten Meeresmauern vor dem nächsten Sturmflut zu patchen. Es wird jedoch geschätzt, dass ein massives Ereignis auf der Skala des Erdbebens des Nankai -Trogs weit verbreitete Schäden verursachen würde, was die vorübergehende Wiederherstellung schwierig macht. Aus diesem Grund versuchen wir, zu berechnen, welche Meereswände betroffen sind, das Ausmaß des Schadens und die Anzahl der für Reparaturen erforderlichen Tage, die es ihnen ermöglichen würden, Sturmflächen durch die Verwendung digitaler Zwillinge erneut zu widerstehen.
Welche Herausforderungen stellt Ihre Forschung in Zukunft gegenüber?
Wenn wir die von den digitalen Zwillingen der Öffentlichkeit generierten Rohsimulationsdaten offenlegen würden, könnte dies Chaos verursachen, da die Menschen sich der Realitäten im Zusammenhang mit ihren Häusern bewusst werden würden. Oder wenn die Kommunen begonnen haben, bestimmte Bereiche zu priorisieren, um kostengünstige Maßnahmen umzusetzen, ist sicher die Rückschläge von Einwohnern von Gebieten, die zurückgelassen werden. Ich glaube also, dass eines der wichtigsten Themen darin besteht, einen Weg zu finden, um Informationen zu vermitteln, die für die Öffentlichkeit akzeptabel wären.
Wir möchten es jedem ermöglichen, die Simulationsergebnisse des digitalen Zwillings zu teilen, sodass jeder, wenn kommunale Führungskräfte für Katastrophenmanagementpläne präsentiert werden, jeder an einer offenen Diskussion teilnehmen kann, die auf denselben Informationssätzen basiert. Wir nennen dies die Demokratisierung von Katastrophenmanagementmaßnahmen.
Die Kobe University verfügt über einen Rahmen, der als „Forschungsallianz für multidisziplinäre Integration für Resilienz und Innovation“ bezeichnet wird, in dem fünf Disziplinen, darunter Geisteswissenschaften und Sozialwissenschaften, Natur- und Gesundheitswissenschaften sowie städtische Resilienzstudien, zusammenarbeiten, um ein großartiges Design für sichere und sichere Wohnräume und Umgebungen zu schaffen. Ich würde sagen, dass diese Initiative möglich war, weil die Kobe University ein Ort ist, an dem Mitglieder verschiedener Disziplinen hin und her gehen und sich gegenseitig sehen können. Wir hoffen, dieses Umfeld zu nutzen und weitere Diskussionen darüber zu führen, wie wir uns mit der Öffentlichkeit und anderen wichtigen Fragen befassen sollten.