ゲリラ豪雨の浸水を数分で予測。大成建設、地表と下水道の一体解析による短時間予測技術を確立

大成建設は、事前予測が難しい突発的な局地的大雨（ゲリラ豪雨）による浸水被害の発生を、リアルタイム解析によって短時間で予測する技術を確立したと発表した。

地表面と下水道などの管路内の水の流れを一体的に解析することで、集中豪雨に起因する都市部での浸水を数分で予測できる。

これにより、低地にある作業所や地下工事を伴う作業所などでの浸水被害を未然に防止し、建設現場の安全対策を強化する。

予測が難しいゲリラ豪雨。地下作業では一瞬の判断の遅れが致命的に

近年、ヒートアイランド現象や地球温暖化を背景とした「ゲリラ豪雨」は、都市部において深刻な脅威となっている。

こうした局地的大雨は、短時間で劇的な出水をもたらし、河川の氾濫のみならず、アンダーパスの冠水や地下空間への浸水など、深刻な被害を招く。

とりわけ地下空間での建設作業では、作業員が地上の天候急変を察知しにくく、一瞬の判断の遅れが重大な災害に直結する特有のリスクを抱える。

従来、現場の安全判断は気象庁の雨量観測データなどに依拠してきたが、予測の極めて難しい局地的豪雨に対し、迅速かつ実効性のある避難判断を下すには、広域的なデータのみでは限界があった。

大成建設は、この課題を打破し、人命を守るエビデンスを提供すべく、より詳細かつ正確に、極めて短時間で浸水を予測できるシステムとして本技術を開発した。

地表・下水道を連成解析。現場の動的条件も反映し、5分未満で予測

本技術の特長は、大きく4つ。

地表面・下水道の一体解析による予測精度の抜本的向上

地表面の水の流れと、マンホールを通じて連結する下水道網の動態を統合して計算する連成解析を核とする。

気象庁の「高解像度降水ナウキャスト」による最新の降雨予測と、自治体の下水道台帳に基づくインフラ情報を融合することで、従来は捉えきれなかった地表氾濫と下水溢水の相互作用を正確に再現し、作業所周辺の特定箇所における浸水リスクを高精度に予測する。

「動的な現場条件」への適応と高精細モデリング

一般的な浸水シミュレーションが静的な地図情報に基づくのに対し、本技術は日々刻々と変化する建設現場の状況を解析に反映できる。

工事の進捗に伴い変化する建物の配置や形状、掘削・盛土による地盤高を、詳細なメッシュで解析モデルに随時取り込むことで、既存のハザードマップではカバーできない施工中現場特有の脆弱性を可視化する。

GPU活用による超高速演算と「避難リードタイム」の創出

膨大な演算処理を並列実行できるGPUを採用し、計算アルゴリズムを最適化することで、気象庁からのデータ配信間隔である「5分」よりも短い時間で予測結果を導き出すことに成功した。

これにより、地下からの退避や資機材の防護に必要なリードタイムの確保を可能にする。

3D都市モデル連携による浸水BCPへの戦略的応用

解析結果を国土交通省の3D都市モデル「PLATEAU」と連携させ、浸水状況を立体的なハザードマップとして可視化する。


現場の安全管理のみならず、企業の浸水BCP（事業継続計画）の策定・評価にも活用でき、事前の防災投資判断や発災時の事業継続可否の判断を支援する。

全国の作業所へ展開。避難アラートの自動発出も予定

大成建設は今後、本技術を浸水の危険性が高い全国の作業所へ展開し、安全管理の信頼性向上に取り組む。

具体的には、解析結果に基づき避難アラートを自動発出するシステムを構築し、人為的判断の介在を最小限に抑えた迅速な退避判断に活用する予定だ。