JP2006284200A

JP2006284200A - 極小アレイによる早期地震検知システム

Info

Publication number: JP2006284200A
Application number: JP2005100809A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Nakamura; 洋光中村; Shunichi Odaka; 俊一小高; Kimitoshi Ashitani; 公稔芦谷
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】１００ｍ〜１ｋｍ程度の範囲に４〜５点の地震計によるアレイを構築し、それらの間は無線によるリアルタイム通信及びデータ解析を同時に行うことにより、精度の高い地震諸元の推定を行うことができる、極小アレイによる早期地震検知システムを提供する。
【解決手段】中央地点に配置される１機の統合地震情報処理装置２を有する地震計１と、この地震計１を中心にして略等距離に配置される複数個の観測点の地震計１１，２１，３１と、前記それぞれの地震計毎に配置され、前記それぞれの地震計１１，２１，３１の消費電力を供給する太陽電池５，１５，２５，３５と、前記観測点の地震計１１，２１，３１からの地震情報を前記統合地震情報処理装置２へリアルタイムに送信し、前記統合地震情報処理装置２にてデータを解析し、この解析されたデータを送信する無線送受信システムとを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、山間部や離島などの僻地への設置が容易な極小アレイによる早期地震検知システムに関するものである。

従来、地震発生時に震央距離やマグニチュードなどの地震諸元を推定するためには、
（ａ）多点の観測データから震源位置を求め、各観測点までの震央距離を算出する、
（ｂ）震央距離と振幅値や周期、又は振動継続時間等からマグニチュードを推定する、
（ｃ）１観測点の初動部分の周期、又は振動継続時間等からマグニチュードを推定し、このマグニチュードと初動部分の振幅などから、震源距離、深さ、震央距離を推定する、
等の方法がある。

また、本願発明者らは、既に、地震波の初動部分の波形形状をパラメータが数個の簡易な関数でフィッティングしてその波形形状を定量化し、得られたパラメータから震央距離とマグニチュードを推定することができる、震央距離及びマグニチュードの推定方法を提案している（下記特許文献１，２）。

上記推定方法には、単独観測点による地震諸元推定方法（Ｂ−Δ法）が用いられている。
特開２００２−２７７５５７号公報特開２００５−０１００４１号公報

しかしながら、従来の単独観測点による地震諸元推定方法（Ｂ−Δ法）では、特に震央方位の精度の高い推定には難があった。

また、人里離れた場所や、山間部や離島などの僻地に地震検知システムを設置する場合には、その設置及び設置後の保守が極めて困難であるといった問題があった。

また、ワンセットにシステム化された早期地震検知システムは、設置後の保守の優位性から発展途上国などにも導入され易く、スマトラ沖地震などでの教訓からしてもその設置が望まれている。

本発明は、上記状況に鑑みて、１００ｍ〜１ｋｍ程度の範囲に４〜５点の地震計によるアレイ（以下、極小アレイという）を構築し、それらの間で無線によるリアルタイム通信及びデータ解析を同時に行うことにより、精度の高い地震諸元の推定を行うことができる、極小アレイによる早期地震検知システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕極小アレイによる早期地震検知システムにおいて、中央地点に配置される統合地震情報処理装置を有する１機の地震計と、この地震計を中心にして略等距離に配置される複数個の観測点の地震計と、前記それぞれの地震計毎に配置され、前記それぞれの地震計の消費電力を供給する太陽電池と、前記観測点の地震計からの地震情報を前記統合地震情報処理装置へリアルタイムに送信し、前記統合地震情報処理装置にてデータを解析し、この解析されたデータを送信する無線送受信装置とを具備することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の極小アレイによる早期地震検知システムにおいて、前記複数個の観測点の地震計が３機乃至４機の地震計であることを特徴とする。

〔３〕上記〔２〕記載の極小アレイによる早期地震検知システムにおいて、前記３機乃至４機の地震計の間隔を１００ｍ〜１ｋｍとすることを特徴とする。

本発明によれば、地震の精度の高い推定を行うことができる。

また、人里離れた場所や、山間部や離島などの僻地に設置する場合には、その設置及び設置後の保守が極めて容易である。

更に、ワンセットにシステム化された早期地震検知システムは、発展途上国などにも導入され易い。

また、極小アレイによる早期地震検知システム内の各観測点の地震計の監視も的確に行うことができる。

本発明の極小アレイによる早期地震検知システムは、中央地点に配置される統合地震情報処理装置を有する１機の地震計と、この地震計を中心にして略等距離に配置される複数個の観測点の地震計と、前記それぞれの地震計毎に配置され、前記それぞれの地震計の消費電力を供給する太陽電池と、前記観測点の地震計からの地震情報を前記統合地震情報処理装置へリアルタイムに送信し、前記統合地震情報処理装置にてデータを解析し、この解析されたデータを送信する無線送受信装置とを具備する。よって、地震の精度の高い推定を行うことができる。また、人里離れた場所や、山間部や離島などの僻地に設置する場合には、その設置及び設置後の保守が極めて容易である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す極小アレイによる早期地震検知システムの模式図である。

この図において、１は中央地点に配置される１機の地震計であり、この地震計１は統合地震情報処理装置２と、アンテナ４を有する無線送受信装置３と、その消費電力を供給する太陽電池５を備えている。この地震計１を中心にして三角形状をなす３地点に３機の観測点の地震計１１，２１，３１を備えている。その第１の観測点の地震計１１は、三角形の頂点にあり、この第１の観測点の地震計１１は、情報処理装置１２と、アンテナ１４を有する無線送受信装置１３と、その消費電力を供給する太陽電池１５を備えている。同様に、三角形状をなす地点の底辺の左端に位置する第２の観測点の地震計２１は、情報処理装置２２と、アンテナ２４を有する無線送受信装置２３と、その消費電力を供給する太陽電池２５を備えている。同様に、三角形状をなす地点の底辺の右端に位置する第３の観測点の地震計３１は、情報処理装置３２と、アンテナ３４を有する無線送受信装置３３と、その消費電力を供給する太陽電池３５を備えている。ここで、各観測点の地震計１１，２１，３１の間の間隔は１００ｍ〜１ｋｍであり、これらの観測点の地震計１１，２１，３１と地震計１が極小アレイを形成している。

図２は本発明の他の実施例を示す極小アレイによる早期地震検知システムの模式図である。

この図において、１０１は中央地点に配置される１機の地震計であり、この地震計１０１は統合地震情報処理装置１０２と、アンテナ１０４を有する無線送受信装置１０３と、その消費電力を供給する太陽電池１０５を備えている。この地震計１０１を中心にして四角形状をなす４地点に４機の観測点の地震計１１１，１２１，１３１，１４１を備えている。その第１の観測点の地震計１１１は、四角形状をなす第１の頂点にあり、この第１の観測点の地震計１１１は、情報処理装置１１２と、アンテナ１１４を有する無線送受信装置１１３と、その消費電力を供給する太陽電池１１５を備えている。同様に、四角形状をなす第２の頂点に位置する第２の観測点の地震計１２１は、情報処理装置１２２と、アンテナ１２４を有する無線送受信装置１２３と、その消費電力を供給する太陽電池１２５を備えている。同様に、四角形状をなす第３の頂点に位置する第３の観測点の地震計１３１は、情報処理装置１３２と、アンテナ１３４を有する無線送受信装置１３３と、その消費電力を供給する太陽電池１３５を備えている。同様に、四角形状をなす第４の頂点に位置する第４の観測点の地震計１４１は、情報処理装置１４２と、アンテナ１４４を有する無線送受信装置１４３と、その消費電力を供給する太陽電池１４５を備えている。ここで、各観測点の地震計１１１，１２１，１３１，１４１の間の間隔は１００ｍ〜１ｋｍであり、これら各観測点の地震計１１１，１２１，１３１，１４１と地震計１０１が極小アレイを形成している。

上記したように、本発明は、１００ｍ〜１ｋｍ程度の範囲に４〜５点の地震計によるアレイ（以下、極小アレイという）を構築し、それらの間で無線によるリアルタイム通信及びデータ解析を同時に行うことにより、精度の高い地震諸元の推定を行うことができる。

なお、本発明に用いる地震諸元推定方法としては、
（１）震央方位の推定には、各地震計への地震波の到来時間差を利用する。あるいは、各地震計への地震波の相互相関を取るなどして得られる波形の位相差を利用する。

（２）震央距離の推定には、単独観測点における震央推定方法（Ｂ−Δ法）に基づいて各地震計で得たデータから震央推定を行い、その震央推定情報を各観測点の地震計から中央に配置される地震計の統合地震情報処理装置に送信して、そこで、それら各震央推定情報の平均値を求めて、それを推定震央距離として採用する。あるいは（１）で求めた時間差（位相差）を考慮して、各地震計で得た地震波形を重ね合わせて、Ｓ／Ｎ比（シグナルとノイズの比）を改善したデータにＢ−Δ法を適用して震央距離を推定する。

（３）マグニチュードの推定には、各観測点の地震計で得た規定時間内の地震動の最大振幅と上記（２）の方法で得た推定震央距離を用いて、それぞれの観測点でのマグニチュードを推定し、上記（２）と同様の手法で、マグニチュードの平均値を求め、それをマグニチュードとして採用する。あるいは、各地震計で得た地震計を重ね合わせたデータによりマグニチュードを推定する。

このように、複数の地震計で得たデータを利用するようにしたので、従来の単独観測点による諸元推定方法よりも、地震諸元（震央方位、震央距離、マグニチュード）の推定精度が向上する。

一方、各地震計は各太陽電池による電力の供給を受け、それぞれが独立した地震計を構成しているために、各機の地震計が正常な地震情報を発信できるかを、常時監視することが重要になる。

この点に対して、本発明では、統合地震情報処理装置２，１０２を有する地震計１，１０１が、観測点の地震計１１，２１，３１，１１１，１２１，１３１，１４１から伝送される地震情報を監視しているとともに、自らも地震情報を得ることができるように構成しているので、各観測点の地震計の故障をリアルタイムに検知することができる。

当然に、統合地震情報処理装置２，１０２を有する地震計１，１０１は、無線送受信装置３，１０３によって、その地震情報収集センター（図示なし）へこの極小アレイによる早期地震情報を送信することができる。

また、その通信系統を用いて、各観測点の地震計の監視情報も地震情報収集センター（図示なし）へ送信することができる。

このように、この極小アレイによる早期地震システム内の各観測点の地震計の監視も的確に行うことができる。

上記のように構成したので、本発明によれば、地震の精度の高い推定を行うことができる。また、人里離れた場所や、山間部などの僻地に設置するのに適している。

更に、ワンセットにシステム化された本発明の早期地震検知システムは、発展途上国などにも導入され易く、設置した後の保守が容易である。

また、極小アレイによる早期地震システム内の観測点の地震計の監視も的確に行うことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の極小アレイによる早期地震検知システムは、精度の高い地震諸元の推定を行うことができるとともに、人里離れた場所や、山間部などの僻地に設置する早期地震検知システムとして利用可能である。

本発明の実施例を示す極小アレイによる早期地震検知システムの模式図である。本発明の他の実施例を示す極小アレイによる早期地震検知システムの模式図である。

符号の説明

１，１０１中央地点に配置される１機の地震計
２，１０２統合地震情報処理装置
３，１３，２３，３３，１０３，１１３，１２３，１３３，１４３無線送受信装置
４，１４，２４，３４，１０４，１１４，１２４，１３４，１４４アンテナ
５，１５，２５，３５，１０５，１１５，１２５，１３５，１４５太陽電池
１１，２１，３１，１１１，１２１，１３１，１４１観測点の地震計
１２，２２，３２，１１２，１２２，１３２，１４２情報処理装置

Claims

（ａ）中央地点に配置される統合地震情報処理装置を有する１機の地震計と、
（ｂ）該地震計を中心にして略等距離に配置される複数個の観測点の地震計と、
（ｃ）前記それぞれの地震計毎に配置され、前記それぞれの地震計の消費電力を供給する太陽電池と、
（ｄ）前記観測点の地震計からの地震情報を前記統合地震情報処理装置へリアルタイムに送信し、前記統合地震情報処理装置にてデータを解析し、該解析されたデータを送信する無線送受信装置とを具備することを特徴とする極小アレイによる早期地震検知システム。
請求項１記載の極小アレイによる早期地震検知システムにおいて、前記複数個の観測点の地震計が３機乃至４機の地震計であることを特徴とする極小アレイによる早期地震検知システム。
請求項２記載の極小アレイによる早期地震検知システムにおいて、前記３機乃至４機の地震計の間隔を１００ｍ〜１ｋｍとすることを特徴とする極小アレイによる早期地震検知システム。