JP2006038685A - 地震諸元情報出力装置、地震被害情報報知装置及び地震被害回避システム - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の地震諸元情報（例えば震央距離及びマグニチュード）を出力する地震諸元情報出力装置と、地震諸元情報に基づいて所定の地震被害情報を出力して報知する地震被害情報報知装置と、地震による被害を効果的に回避することができる地震被害回避システムと、を提供する。
【解決手段】 地震波初動部分を計測する計測手段及び計測された地震波初動部分に基づいて所定の地震諸元情報を出力する地震諸元情報出力手段を有する地震諸元情報出力装置１０と、地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力する地震被害情報出力手段及び出力された地震被害情報を報知する報知手段を有する地震被害情報報知装置２０と、地震諸元情報出力装置１０により出力された地震諸元情報を地震被害情報報知装置２０に伝送するための通信回線３０と、を備える地震被害回避システム１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震諸元情報出力装置、地震被害情報報知装置及び地震被害回避システムに関する。

現在、複数の地点に設置された地震計測装置により、地震波を検出して警報を出力する地震警報システムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の地震警報システムにおいては、図５に示すように、観測点Ａ、Ｂ、Ｃに各々設置された地震計測装置１００、２００、３００に地震波が到達した時点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃで各々警報を出力していた。
特開２００２−３６７０５７号公報

しかし、前記した従来の地震警報出力システムを採用すると、警報を出力する時点（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ）において観測点Ａ、Ｂ、Ｃに地震波が到達しているため、地震による被害を回避することができず、結果的に、警報は二次的被害の予防にしか利用できないという問題があった。また、地震計測装置は高価であるため、観測点Ａ、Ｂ、Ｃ等の複数の地点に設置することはコスト面でも好ましいことではなかった。

本発明の課題は、所定の地震諸元情報（例えば震央距離やマグニチュード）を出力することができる地震諸元情報出力装置と、地震諸元情報に基づいて所定の地震被害情報を報知することができる地震被害情報報知装置と、これら地震諸元情報出力装置及び地震被害情報報知装置を備え、地震による被害を効果的に回避することができる地震被害回避システムと、を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、地震諸元情報出力装置（１０）であって、
地震波初動部分を計測する計測手段（例えば、振動検出器１１）と、
前記計測手段により計測された地震波初動部分に基づいて所定の地震諸元情報を出力する地震諸元情報出力手段（例えば、ＣＰＵ１３、パラメータ演算プログラム１４ａ及び震央距離・マグニチュード推定プログラム１４ｂ）と、
を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、計測された地震波初動部分に基づいて所定の地震諸元情報を出力する。従って、例えば、出力した地震諸元情報を震源地から遠く離れた地点にある所定の装置に伝送し、この地震諸元情報に基づいて所定の地震被害情報を出力させ報知させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地震諸元情報出力装置において、
前記地震諸元情報出力手段により出力される地震諸元情報は、
震央距離の推定値（Δ）及びマグニチュードの推定値（Ｍ）であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の地震諸元情報出力装置において、
前記地震諸元情報出力手段は、
前記計測手段により計測された地震波初動部分の波形形状に、所定のパラメータ（Ａ、Ｂ）を含む関数をあてはめ、前記関数を線形化して前記パラメータを最小自乗法によって算出し、前記パラメータに基づいて震央距離の推定値及びマグニチュードの推定値を算出することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、地震被害情報報知装置（２０）であって、
所定の地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力する地震被害情報出力手段（例えば、ＣＰＵ２２及び震度推定プログラム２３ａ）と、
前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を報知する報知手段（例えば、ＣＲＴ２５）と、
を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、所定の地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力し、この地震被害情報を報知する。従って、例えば、震源地に近い地点にある所定の装置から伝送された地震諸元情報に基づいて、地震被害情報を出力して報知することができる。そして、報知された地震被害情報を利用して、迅速で適切な保護対策を講じることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の地震被害情報報知装置において、
前記地震被害情報出力手段により出力される地震被害情報は、
装置が配置された地点における震度の推定値であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の地震被害情報報知装置において、
前記報知手段は、
前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を視覚的に表示して報知することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４又は５に記載の地震被害情報報知装置において、
前記報知手段は、
前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を音声で報知することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、地震被害回避システム（１）であって、
震源地に近い地点（例えば、観測点Ａ）に配置された請求項１から３の何れか一項に記載の地震諸元情報出力装置（１０）と、
震源地から遠く離れた地点（例えば、地点Ｂ及び地点Ｃ）に配置された請求項４から７の何れか一項に記載の地震被害情報報知装置（２０）と、
前記地震諸元情報出力装置により出力された地震諸元情報（例えば、震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍ）を前記地震被害情報報知装置に伝送するための通信手段（例えば、通信回線３０）と、
を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、震源地に近い地点に配置された地震諸元情報出力装置によって所定の地震諸元情報を出力し、この出力した地震諸元情報を、通信手段を介して、震源地から遠く離れた地点（遠隔地点）に配置された地震被害情報報知装置に伝送することができる。そして、地震被害情報報知装置によって、伝送された地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力して報知することができる。従って、報知された地震被害情報を利用して、遠隔地点に配置された地震被害情報報知装置に地震波が到達する前に、迅速で適切な保護対策を講じることができる。この結果、地震による被害を効果的に回避することができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、地震諸元装置によって出力された地震諸元情報が、遠隔地点に配置された地震被害情報報知装置に伝送されるので、遠隔地点に地震計測装置を設置する必要がない。従って、地震計測装置を複数設置するためのコストを削減することができる。

請求項１に記載の発明によれば、計測された地震波初動部分に基づいて所定の地震諸元情報を出力する。従って、例えば、出力した地震諸元情報を震源地から遠く離れた地点にある所定の装置に伝送し、この地震諸元情報に基づいて所定の地震被害情報を出力させ報知させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、所定の地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力し、この地震被害情報を報知する。従って、例えば、震源地に近い地点にある所定の装置から伝送された地震諸元情報に基づいて、地震被害情報を出力して報知することができる。そして、報知された地震被害情報を利用して、迅速で適切な保護対策を講じることができる。

請求項８に記載の発明によれば、震源地に近い地点に配置された地震諸元情報出力装置によって所定の地震諸元情報を出力し、この出力した地震諸元情報を、通信手段を介して、震源地から遠く離れた地点（遠隔地点）に配置された地震被害情報報知装置に伝送することができる。そして、地震被害情報報知装置によって、伝送された地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力して報知することができる。従って、報知された地震被害情報を利用して、遠隔地点に配置された地震被害情報報知装置に地震波が到達する前に、迅速で適切な保護対策を講じることができる。この結果、地震による被害を効果的に回避することができる。また、地震諸元装置によって出力された地震諸元情報が、遠隔地点に配置された地震被害情報報知装置に伝送されるので、遠隔地点に地震計測装置を設置する必要がない。従って、地震計測装置を複数設置するためのコストを削減することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態においては、地震による被害を効果的に回避することができる地震被害回避システム１について説明することとする。まず、図１から図３を用いて、地震被害回避システム１の構成について説明する。

図１は、地震被害回避システム１の全体構成を説明するための概念図である。地震被害回避システム１は、図１に示すように、一の地震諸元情報出力装置１０と、複数の地震被害情報報知装置２０と、地震諸元情報出力装置１０から出力される情報を地震被害情報報知装置２０に伝送するための通信回線３０と、を備えて構成されている。通信回線３０は、本発明における通信手段である。

図２（ａ）は、地震諸元情報出力装置１０の構成を説明するためのブロック図であり、図２（ｂ）は、地震諸元情報出力装置１０のＲＯＭ１４内に格納されたプログラムを説明するためのブロック図である。地震諸元情報出力装置１０は、図２（ａ）に示すように、振動検出器１１、Ａ／Ｄ変換器１２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３、ＲＯＭ１４（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、通信ポート１６、等を備えて構成されている。

振動検出器１１は、地震振動による前後、左右、上下方向の加速度を検出するものである。振動検出器１１は、本発明において、地震波初動部分（Ｐ波）を計測する計測手段として機能する。Ａ／Ｄ変換器１２は、振動検出器１１で検出されたアナログの加速度信号を、デジタル信号に変換するものである。

ＣＰＵ１３は、地震諸元情報出力装置１０全体を統合制御するものであり、ＲＡＭ１５を作業領域としてＲＯＭ１４に格納された各種プログラムを実行したり、各種プログラムの実行によって生成された各種データをＲＡＭ１５内に記憶させたりする機能を果たす。

ＲＯＭ１４は、地震諸元情報出力装置１０を制御するための各種プログラムや各種データを格納するメモリである。ＲＯＭ１４には、図２（ｂ）に示すように、地震諸元情報（後述する震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍ）を算出するためのパラメータ演算プログラム１４ａ及び震央距離・マグニチュード推定プログラム１４ｂが格納されている。ＲＡＭ１５は、各種プログラムの実行によって生成された各種データを記憶するとともに、プログラムの作業領域として機能するメモリである。

通信ポート１６は、ＣＰＵ１３及び通信回線３０に接続されており、ＣＰＵ１３によって出力された地震諸元情報を、通信回線３０を介して地震被害情報報知装置２０に送信するためのものである。

図３（ａ）は、地震被害情報報知装置２０の構成を説明するためのブロック図であり、図３（ｂ）は、地震被害情報報知装置２０のＲＯＭ２３内に格納されたプログラムを説明するためのブロック図である。地震被害情報報知装置２０は、図３（ａ）に示すように、通信ポート２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、ＣＲＴ２５、等を備えて構成されている。

通信ポート２１は、通信回線３０及びＣＰＵ２２に接続されており、地震諸元情報装置１０によって出力され通信回線３０を介して送信された地震諸元情報を受信して、ＣＰＵ２２に伝送するためのものである。

ＣＰＵ２２は、地震被害情報報知装置２０全体を統合制御するものであり、ＲＡＭ２４を作業領域としてＲＯＭ２３に格納された各種プログラムを実行したり、各種プログラムの実行によって生成された各種データをＲＡＭ２４内に記憶させたりする機能を果たす。

ＲＯＭ２３は、地震被害情報報知装置２０を制御するための各種プログラムや各種データを格納するメモリである。ＲＯＭ２３には、図３（ｂ）に示すように、地震被害情報（後述する震度の推定値）を算出するための震度推定プログラム２３ａや、地震被害情報に対応する警報を出力する警報プログラム２３ｂが格納されている。ＲＡＭ２４は、各種データを記憶するとともに、プログラムの作業領域として機能するメモリである。

通信回線３０は、有線であっても無線であってもよく、例えば、電話回線、通信ケーブル等により構成されている。

次に、図４を用いて、本実施の形態に係る地震被害回避システム１の動作について説明する。なお、以下の説明においては、図４に示すように、地震諸元情報出力装置１０が震源地（震央）に近い地点（観測点Ａ）に設置され、地震被害情報報知装置２０が震源地（震央）から遠く離れた地点（地点Ｂ及び地点Ｃ）に設置された例について説明する。

まず、観測点Ａに設置された地震諸元情報出力装置１０の振動検出器１１によって、地震波初動部分を検出する。この地震波初動部分に係る加速度信号は、Ａ／Ｄ変換器１２を介してデジタル信号に変換されてＣＰＵ１３に伝送される。ＣＰＵ１３は、伝送された地震波初動部分に係るデジタル信号をＲＡＭ１５に記憶させる。

次いで、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１４内に格納されたパラメータ演算プログラム１４ａ及び震央距離・マグニチュード推定プログラム１４ｂを実行して、ＲＡＭ１５に記憶させた地震波初動部分に係るデジタル信号に基づいて、地震諸元情報を出力する。

本実施の形態においては、地震諸元情報として、震央距離（観測点から震央までの距離）の推定値Δ及びマグニチュード（震央における地震エネルギの大きさ）の推定値Ｍを算出することとしている。ＣＰＵ１３、パラメータ演算プログラム１４ａ及び震央距離・マグニチュード推定プログラム１４ｂは、本発明における地震諸元情報出力手段である。

ここで、震央距離及びマグニチュードの推定値を算出するためのアルゴリズムについて説明する。

まず、地震を検知した時刻を時間原点とし、地震波初動部分の数秒間の波形形状に所定の関数をあてはめる。本実施の形態においては、地震波初動部分の約３秒間の波形形状に、
Ｖ（ｔ）＝Ｂｔ・ｅｘｐ（−Ａｔ） （１）
なる関数をあてはめている。なお、Ｖ（ｔ）は、地震波の波形形状の時間履歴の絶対値であり、ｔは時間（秒）であり、Ａは、地震波初動部分の最大振幅に係るパラメータであり、Ｂは、地震波初動部分の振幅の時間変化に係るパラメータである。以下、Ａ及びＢを「形状パラメータ」と称する。

次いで、（１）式の両辺の常用対数をとり、次式のように線形化する。
ｌｏｇ₁₀〔Ｖ（ｔ）／ｔ〕＝ｌｏｇ₁₀Ｂ−Ａ・ｌｏｇ₁₀ｅ・ｔ （２）
そして、この線形化した（２）式を用いて、最小自乗法により形状パラメータＡ、Ｂを算出する。以上の形状パラメータＡ、Ｂの算出は、パラメータ演算プログラム１４ａの実行により実現される。

次いで、算出された形状パラメータＢを用いて、震央距離の推定値Δを算出する。形状パラメータＢと震央距離の推定値Δには、
Δ＝α₁ ／ｌｏｇ₁₀Ｂ＋α₂ （３）
なる相関関係があることが知られている。なお、α₁及びα₂ は、多数の地震データを用いた統計処理によって決定されるパラメータである。

次いで、算出された形状パラメータＡ、Ｂを用いて、マグニチュードの推定値Ｍを算出する。形状パラメータＡ、Ｂ及びマグニチュードの推定値Ｍには、
Ｍ＝β₁ Ａ＋β₂ ｌｏｇ₁₀Ｂ＋β₃ （４）
なる相関関係があることが知られている。なお、β₁ 、β₂ 及びβ₃は、多数の地震データを用いた統計処理によって決定されるパラメータである。以上の震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍの算出は、震央距離・マグニチュード推定プログラム１４ｂの実行により実現される。

次いで、ＣＰＵ１３は、出力された地震諸元情報（震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍ）を、通信ポート１６及び通信回線３０を介して、地震被害情報報知装置２０に送信する。

地震被害情報報知装置２０の通信ポート２１は、通信回線３０を介して伝送された地震諸元情報を受信して、ＣＰＵ２２に伝送する。ＣＰＵ２２は、伝送された地震諸元情報をＲＡＭ２４に記憶させる。

次いで、ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３内に格納された震度推定プログラム２３ａを実行して、ＲＡＭ２４に記憶させた地震諸元情報に基づいて、地震被害情報を出力する。本実施の形態においては、地震被害情報として、地震被害情報報知装置２０が設置された地点（地点Ｂ及び地点Ｃ）における震度の推定値を算出することとしている。ＣＰＵ２２及び震度推定プログラム２３ａは、本発明における地震被害情報出力手段である。

次いで、ＣＰＵ２２は、算出した地震被害情報（震度の推定値）に係る信号をＣＲＴ２５に伝送する。また、ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２３内に格納された警報プログラム２３ｂを実行させて、地震被害情報（震度の推定値）に対応した警報に係る信号をＣＲＴ２５に伝送する。この結果、ＣＲＴ２５には、地震被害情報（震度の推定値）と、これに対応した警報と、が表示される。ＣＰＵ２２、警報プログラム２３ｂ及びＣＲＴ２５は、本発明における報知手段である。

以上説明した実施の形態に係る地震被害回避システム１によれば、震源地に近い地点（観測点Ａ）に配置された地震諸元情報出力装置１０によって地震諸元情報（震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍ）を算出し、この地震諸元情報を、通信回線３０を介して、震源地から遠く離れた地点（地点Ｂ及び地点Ｃ）に配置された地震被害情報報知装置２０に伝送することができる。

そして、地震被害情報報知装置２０は、伝送された地震諸元情報に基づいて地震被害情報（地点Ｂ及び地点Ｃにおける震度の推定値）を算出し、この地震被害情報及び警報をＣＲＴ２５に表示することができる。

また、ＣＰＵ１３、２２の処理速度や通信回線３０を介しての通信速度は、地震波より格段に速いため、地点Ｂ及び地点Ｃに配置された各地震被害情報報知装置２０のＣＲＴ２５に地震被害情報及び警報が表示される時点は、観測点Ａに配置された地震諸元情報出力装置１０によって地震波初動部分が検出された時点とほぼ一致する（図４参照）。従って、表示された地震被害情報及び警報を参照して、地点Ｂ及び地点Ｃに配置された地震被害情報報知装置２０に地震波が到達する前に、迅速で適切な保護対策を講じることができる。この結果、地震による被害を効果的に回避することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る地震被害回避システム１によれば、地震諸元情報出力装置１０によって出力された地震諸元情報（震央距離の推定値Δ及びマグニチュードの推定値Ｍ）が、地点Ｂ及び地点Ｃに配置された地震被害情報報知装置２０に伝送されるので、地点Ｂ及び地点Ｃに地震計測装置を設置する必要がない。従って、地震計測装置を複数設置するためのコストを削減することができる。

なお、以上説明した実施の形態においては、地震諸元情報出力装置１０によって出力された地震諸元情報を、通信手段３０を介して直接的に地震被害情報報知装置２０に送信した例を示したが、図４に示したように、地震諸元情報を、通信手段３０を介して地震情報集中管理局４０に送信し、この地震情報集中管理局４０から地震被害情報出力装置２０に地震諸元情報を送信することもできる。

また、以上説明した実施の形態に係る地震被害情報報知装置２０においては、地震被害情報及び警報をＣＲＴ２５に表示して報知することとしたが、ＣＲＴ２５に代えて音声出力装置を設けることにより、地震被害情報及び警報を音声で出力して報知することもできる。

また、以上説明した実施の形態に係る地震被害情報報知装置２０においては、警報プログラム２３ｂを用いて、地震被害情報に対応した警報を出力することとしたが、所定の被害対策データ（例えば、避難場所のエリアマップ等）をＲＡＭ２４内に記憶させておき、地震被害情報が出力された場合に、前記した被害対策データをＲＡＭ２４から読みこんでＣＲＴ２５に表示させるプログラムを採用することもできる。

また、出力された地震被害情報が一定レベルに達した場合に、地震被害情報報知装置２０を自動的にシャットダウンさせるプログラムを採用することもできる。

本発明の実施の形態に係る地震被害回避システムの全体構成を説明するための概念図である。 （ａ）は、図１に示した地震被害回避システムの地震諸元情報出力装置の構成を説明するためのブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した地震諸元情報出力装置のＲＯＭ内に格納されたプログラムを説明するためのブロック図である。 （ａ）は、図１に示した地震被害回避システムの地震被害情報報知装置の構成を説明するためのブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した地震被害情報報知装置のＲＯＭ内に格納されたプログラムを説明するためのブロック図である。 本実施の形態に係る地震被害回避システムの動作を説明するための説明図である。 従来の地震警報システムを説明するための説明図である。

符号の説明

１ 地震被害回避システム
１０ 地震諸元情報出力装置
１１ 振動検出器（計測手段）
１３ ＣＰＵ（地震諸元情報出力手段）
１４ａ パラメータ演算プログラム（地震諸元情報出力手段）
１４ｂ 震央距離・マグニチュード推定プログラム（地震諸元情報出力手段）
２０ 地震被害情報報知装置
２２ ＣＰＵ（地震被害情報出力手段）
２３ａ 震度推定プログラム（地震被害情報出力手段）
２５ ＣＲＴ（報知手段）
３０ 通信回線（通信手段）

Claims (8)

1. 地震波初動部分を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された地震波初動部分に基づいて所定の地震諸元情報を出力する地震諸元情報出力手段と、
   を備えることを特徴とする地震諸元情報出力装置。
2. 前記地震諸元情報出力手段により出力される地震諸元情報は、
   震央距離の推定値及びマグニチュードの推定値であることを特徴とする請求項１に記載の地震諸元情報出力装置。
3. 前記地震諸元情報出力手段は、
   前記計測手段により計測された地震波初動部分の波形形状に、所定のパラメータを含む関数をあてはめ、前記関数を線形化して前記パラメータを最小自乗法によって算出し、前記パラメータに基づいて震央距離の推定値及びマグニチュードの推定値を算出することを特徴とする請求項２に記載の地震諸元情報出力装置。
4. 所定の地震諸元情報に基づいて地震被害情報を出力する地震被害情報出力手段と、
   前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を報知する報知手段と、
   を備えることを特徴とする地震被害情報報知装置。
5. 前記地震被害情報出力手段により出力される地震被害情報は、
   装置が配置された地点における震度の推定値であることを特徴とする請求項４に記載の地震被害情報報知装置。
6. 前記報知手段は、
   前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を視覚的に表示して報知することを特徴とする請求項４又は５に記載の地震被害情報報知装置。
7. 前記報知手段は、
   前記地震被害情報出力手段により出力された地震被害情報を音声で報知することを特徴とする請求項４又は５に記載の地震被害情報報知装置。
8. 震源地に近い地点に配置された請求項１から３の何れか一項に記載の地震諸元情報出力装置と、
   震源地から遠く離れた地点に配置された請求項４から７の何れか一項に記載の地震被害情報報知装置と、
   前記地震諸元情報出力装置により出力された地震諸元情報を前記地震被害情報報知装置に伝送するための通信手段と、
   を備えることを特徴とする地震被害回避システム。

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