JP2006112999A

JP2006112999A - 地震警報装置

Info

Publication number: JP2006112999A
Application number: JP2004302669A
Authority: JP
Inventors: Michio Neriki; 道夫練木
Original assignee: Meisei Electric Co Ltd
Current assignee: Meisei Electric Co Ltd
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】一つの装置で計測した独自のデータからＰ波の観測後、Ｓ波の到来までに震度を推定して警報を発することができる地震警報装置を提供する。
【解決手段】設置箇所での地震動を観測する地震動観測装置Ａが地震動のＰ波を観測すると、該Ｐ波に遅れて到来するＳ波の震度を震度推定装置１４で推定し、該推定震度が所定震度以上の場合に警報手段で警報を発するようにし、震度推定装置Ａは、少なくとも発震時刻，震央位置及びマグニチュードの震源要素を受信し、該震央位置から地震動観測装置Ａの設置位置までの距離を求め、該距離と発震時刻及びマグニチュードに基づいて該Ｓ波の震度を震度推定部１４ａで推定し、震度推定部１４ａで推定した推定震度と実際のＳ波の震度との差を求め、補正部１４ｂでは以後の震度推定計算の際にこの差が少なくなる方向に該震度推定計算を行なう計算式の係数を自動的に変更するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば地震計の設置場所（自局）において、計測した独自のデータからＰ波の観測後、Ｓ波の到来までに自局周辺の被害程度（震度等）を推定して警報を発することができる地震警報装置に関するものである。

地震の予測強度、予測到達時刻（時間）を知らせ、地震に対する咄嗟の備えを行なうことを支援し、災害の防止を図るシステムが提案されている（特許文献１）。

このシステムは、全国に配置した地震観測網と、地震情報を統括する統括機関とで構成し、各地震観測網で観測したリアルタイム情報を、前記統括機関の受信部に送信する。観測網から送信されるリアルタイム情報は、原データと防災に使用可能な強度、到達時間などの地震パラメータ情報（地震の３要素：場所、時間、大きさ）などで、受信部で受信した地震の３要素を解析部で求める。

そして、特定地において気象庁震度階が例えば５以上を与えるマグニチュードか否か、当該特定地における震央距離がマグニチュードから求められる有感半径以内か否かを判定する。また、予測演算部において、震央距離とマグニチュードと深さから当該特定地での標準強度を求めると共に、地震動の場所の地質状況、建物の構造の違いなどによる当該特定地における増幅係数を求め、それら標準強度と増幅係数を用いて地震波（Ｓ波）の予測強度、あるいは最大速度、最大加速度、最大変位、到達予測時刻などの地震強度の地震パラメータを求める。

求めた予測強度が予め設定した下限強度を越える場合には、地震波（Ｐ波、Ｓ波）の伝播速度を基に、到達予測時刻と予測強度を報知（表示）する。
特開２００３−６６１５２号公報

このような従来のシステムは、地震計を有する地震観測網からのリアルタイム情報を統括機関に送信し、そこでＳ波の到達時刻と予測強度を求め、これを報知するようにしているため、システム全体が大掛かりなものとなってしまい、ネットワークの構築に莫大な費用を要することになる。

そこで、本願発明は、ネットワークを組むことなく一つの装置で計測した独自のデータからＰ波の観測後、Ｓ波の到来までに自局周辺の被害程度（震度等）を推定して警報を発することができる地震警報装置を提供することを目的とするものである。

本発明の目的を実現する第１の発明は、請求項１に記載のように、設置箇所での地震動を観測する地震動観測装置と、前記地震動観測装置が地震動のＰ波を観測すると該Ｐ波に遅れて到来するＳ波の震度を推定する震度推定装置と、前記震度推定装置で推定した推定震度が所定震度以上の場合に警報を発する警報手段とを有し、前記震度推定装置は、少なくとも発震時刻，震央位置及びマグニチュードの震源要素を受信し、受信した該震央位置から前記地震動観測装置の設置位置までの距離を求め、該距離と前記発震時刻及び前記マグニチュードに基づいて到来する該Ｓ波の震度を推定する震度推定部と、前記震度推定部で推定した推定震度と実際に観測したＳ波の震度との差を求め、以後の震度推定計算の際にこの差が少なくなる方向に該震度推定計算を行なう計算式の係数を自動的に変更する補正部とを有することを特徴とする地震警報装置にある。

また、本発明の目的を実現する第２の発明は請求項２に記載のように、上記した第１の発明で、前記震度推定装置は、前記Ｓ波の震度推定に地震波の方位特性を加味することを特徴とする。

本発明によれば、地震動のＰ波を観測すると、地震警報装置の設置されている自局において、次に到来するＳ波の震度を推定でき、しかも補正部の動作により学習機能を持たせているので、推定震度が観測した震度に徐々に一致するようになる。

また、自局において震度を観測し警報を発するので、地震情報を統括する統括機関である気象官署などからの通報で大きな地震が発生するという警報を受取る場合に比べて迅速な警報の発令が可能である。

図１は本発明の実施の形態を示す地震被害予測装置のブロック図、図２は図１のブロック図の動作を示すフローチャートである。

図１において、本実施の形態の地震警報装置１は、計測部１１と処理部１２と表示部１３から構成される地震動を観測する観測装置としての震度計Ａと、震度計Ａで計測（観測）した計測（観測）情報と震源要素（発震時刻、震央位置、マグニチュード等）情報に基づいて、本装置１が設置される設置場所（自局）における震度（被害）を推定する震度推定装置１４と、震度推定装置１４の推定結果に基づいて被害が発生すると推定される震度の場合に警報を発する報知部１５とにより構成されている。

震度計Ａを構成する計測部１１は、地面の揺れを電気信号に変換する加速度計からなるセンサーを有し、水平２成分に上下動を加えた３成分の加速度を検出できるようになっている。計測部１１は計測した加速度の値をデジタル信号に変換して処理部１２に送る。

処理部１２は、震度計Ａの操作のためのキー入力処理、震度計全体の動作制御、震度演算処理、時計機能の管理、表示部１３への表示処理、通信処理等を行なう。
処理部１２では、２４時間絶えることなく計測部１１から送られてくる加速度波形のデジタル信号を受取って、例えば１０秒間を単位として震度等の計算を行なう。また、各成分の加速度データを分岐してデジタル積分により速度波形に変換し、加速度波形と速度波形により地震が発生しているか否かの判別（トリガー判定と称す）を行なう。トリガー判定がオンとなった場合は、６０秒を１地震として分離し、震度，最大加速度，卓越周期等を求める。

また処理部１２では、トリガー判定がオンの場合、このオン信号を予測装置１４に出力する。

震度推定装置１４には、例えば気象官署から有線又は無線により震源要素（発震時刻、震央位置、マグニチュード等）が入力されており、震度計Ａの処理部１２からのオン信号が入力すると、推定震度（Ｉ）を推定震度演算部１４ａで演算する。

また、地震計Ａが設置されている自局の地盤特性などにより、推定震度（Ｉ）は実際に観測された震度と異なるため、本実施の形態では、地盤特性を加味した補正を補正部１４ｂで行なっている。

そして、震度推定装置１４で推定した推定震度が被害をもたらすような大きさであると、報知部１５に警報を発するように警報発令信号を出力する。

ここで地震が発生したとすると、先ず伝播速度の速いＰ波が地震警報装置１の震度計Ａで観測される。処理部１２ではトリガー判定が行なわれるが、この場合は地震の発生により生じたＰ波であることから、処理部１２はトリガー判定をオンと判定する。すると、予測装置１４では、気象官署から得た前記震源要素から、次に到来する伝播速度は遅いが大きな揺れを生じさせるＳ波の震度を推定する処理を行なって推定震度を求める。

本実施の形態において、震度予測装置１４の推定震度演算部１４ａで推定する推定震度Ｉは、河角の式を用いており、震源要素として気象官署から得た当該地震の震央と自局の距離（Ｒ）、及びマグニチュード（Ｍ）より、
Ｉ＝Ａ・Ｍ−Ｂ・Ｒ−Ｃ・ｌｏｇＲ＋Ｄ・・・・式１
で求まる。

なお、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはパラメータである。

ここで求めた推定震度Ｉは、あくまでも地震の震央と自局との距離Ｒと、マグニチュードＭに依存して決定されるものであり、自局の地盤特性は加味されていない。このため、Ｓ波が自局の位置に到達した時に実際に観測する震度とこの推定震度とは必ずしも一致するとは限らない。

そこで、補正部１４ｂにおいて、自局の地盤特性、前回の計測震度と推定震度などを加味して以下のように推定震度を補正するようにしている。

Ｉｎ＝Ｊｎ＋Ｉｓ・・・・式２
Ｊｎ＝（１/Ｅ）×Ｊｎｎ・・・・・式３
Ｉｓ＝Ｉ＋（Ｉｋｋ−Ｉｎｎ）・・・・・式４
Ｉｎ：補正後の推定震度
Ｊｎ：震度補正値
Ｉｓ：推定震度
Ｅ：係数
Ｊｎｎ：前回の震度補正値
Ｉ：震度推定の一般式（式１）
Ｉｋｋ：前回計測（観測）された震度
Ｉｎｎ：前回推定された震度
式４において、前回の計測（観測）震度と推定震度の差を式１で求めた推定震度に加えた値を前回観測に基づく推定震度Ｉｓとし、また式３において、前回の震度補正値を加味した値を今回の震度補正値Ｊｎとし、式２に示すように、式３で求めた今回の震度補正値Ｊｎと、式４で求めた前回観測に基づく推定震度Ｉｓとの和を今回の推定震度Ｉｎとしているので、補正部１４ｂは学習機能を備えたものとなっている。この場合、学習機能の働くほど推定震度Ｉｓが式１で求めた推定震度Ｉに接近し、式４において前回計測された震度Ｉｋｋと推定震度Ｉｎｎとに殆ど差がなくなってくると、推定震度Ｉｓが式１で求めた震度推定の一般式に略等しくなるように収斂する。

したがって、パラメータＡ〜Ｅの最適値を求めることにより、補正部１４ｂにおける学習機能のレベルが高くなり、推定震度を計測震度に略近づけることが可能となる。

その結果、災害が予測されるような規模の地震波が到達する前に、震度計を供えた地震警報装置の設置場所での地震災害の規模を予測することができる。そして、報知部１５は防災無線等を介して大きな地震が到来することを報知する。

なお、自局から見た震央の方位を震源要素の震央位置から求め、方位に応じて夫々地震波の方位特性を補正する補正値を加味するようにしても良い。具体的には推定震度の計算を方位毎に行なうことで地震波の方位特性を補正することができる。

本発明の実施の形態を示すブロック図

符号の説明

Ａ震度計
１１計測部
１２処理部
１３表示部
１４震度推定装置１４ａ推定震度演算部１４ｂ補正部

Claims

設置箇所での地震動を観測する地震動観測装置と、前記地震動観測装置が地震動のＰ波を観測すると該Ｐ波に遅れて到来するＳ波の震度を推定する震度推定装置と、前記震度推定装置で推定した推定震度が所定震度以上の場合に警報を発する警報手段とを有し、
前記震度推定装置は、少なくとも発震時刻，震央位置及びマグニチュードの震源要素を受信し、受信した該震央位置から前記地震動観測装置の設置位置までの距離を求め、該距離と前記発震時刻及び前記マグニチュードに基づいて到来する該Ｓ波の震度を推定する震度推定部と、前記震度推定部で推定した推定震度と実際に観測したＳ波の震度との差を求め、以後の震度推定計算の際にこの差が少なくなる方向に該震度推定計算を行なう計算式の係数を自動的に変更する補正部とを有することを特徴とする地震警報装置。
前記震度推定装置は、前記Ｓ波の震度推定に地震波の方位特性を加味することを特徴とする請求項１に記載の地震警報装置。