JP2007017152A - 地震情報提供装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
地震発生後速やかに、利用者が必要とする地震データを提供できる地震情報提供装置,システムを提供することにある。
【解決手段】
複数の利用者端末と接続され、各利用者端末に配信される地震観測情報は特定された地震観測点で観測された地震観測情報であることが予め設定されて記録された利用者端末配信地震観測点特定情報と、および前記利用者端末の管理対象である施設についての振動解析モデルとを登録する記憶手段と、配信されて未だ前記地震観測情報について前記記憶手段に記録された前記利用者端末配信地震観測点特定情報を参照して配信する利用者端末を決定する利用者配信先決定手段と、前記利用者端末毎に予め登録された地震観測点における地震観測情報に基づいて前記振動解析モデルによって前記施設の危険度を解析する危険度解析手段を有する。
【選択図】 図8

Description

本発明は、多数の観測点で観測された地震データを遠隔地にある利用者に提供する地震情報提供装置に関する。
公的機関や民間企業により種々の地震観測網が構築されつつある。これらの地震観測網により観測される地震の最大加速度値,最大速度値,地震動の波形データなどの地震データは、地震による被害状況の把握,復旧対策の構築などに有用である。現状、地震観測網により観測された地震データは、それを運営する公的機関や企業などにより収集され、インターネットに接続されたサーバーなどに蓄積された後、利用者に公開される。利用者は、このサーバーをアクセスすることにより、利用者が必要とする地震データを選択し、ダウンロードする。
これらの地震データは、地震発生後のできるだけ短時間の間に活用できることが望ましいので、例えば特許文献1に示すようなシステムが考案されている。このシステムでは、地震観測点とデータ収集局との間をパケット通信ネットワークでつなぐことにより、観測された地震データを電話回線などによる1対1の通信よりも効率よく転送するものである。
特許文献2には、ユーザが有するユーザ端末のアドレス情報を記憶するアドレス情報記憶手段と、
前記各ユーザの属性情報を、前記各ユーザごとに記憶するユーザ情報記憶手段と、
外部から提供された地震観測情報を、前記各ユーザの属性情報を参照して、前記各ユーザごとの地震情報として加工・演算する地震情報加工手段と、
前記演算された各ユーザごとの地震情報を前記アドレス情報に基づいて前記各ユーザ端末に送信する送信手段と、
外部から提供された地震観測情報に基づき、各地の地震動の強さを演算する地震動演算手段と、
演算された各地の地震動の強さを記憶する地震動記憶手段とを備え、
前記属性情報には、前記ユーザによる指定地点情報が含まれ、
前記地震情報加工手段は、該指定地点情報に基づき、前記地震動記憶手段から、前記ユーザによる指定地点の地震動の強さを抽出して、前記各ユーザごとの地震情報とする地震情報加工伝達システムが記載されている。
特許文献3には、地震振動を検出する振動検出器と、
前記振動検出器により検出された振動データに基づいて地震情報データを生成する地震情報生成手段と、
前記振動データと前記地震情報データとを、一の出力紙に出力する出力手段とを備えた地震検出情報出力システムが記載されている。
特開平6−331752号公報 特開2002−116263号公報 特開2002−341049号公報
従来の地震情報システムでは、地震データがサーバーに蓄積され、公開された段階で利用者に利用可能となる。しかし、利用者によっては、必ずしも全ての地震観測点のデータが必要ではなく、特定の少数の観測点データだけが有用である場合もある。また、データが公開された段階で利用者のアクセスが殺到すると、サーバーが対応しきれなくなったり、反応が著しく遅くなるなどの障害が発生することが懸念される。
本発明の目的は、地震発生後速やかに、利用者が必要とする地震データを提供できる地震情報提供装置を提供することにある。更にまた、本発明の目的は、地震観測網の中から特定の観測点のデータを速やかに取得し、このデータおよびこのデータを加工して得られた情報を用いて被害把握や復旧対策の構築に供することのできる地震情報提供装置を提供することにある。
本発明は、地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
各配信先端末に配信される特定された地震観測点で観測された地震観測情報を記録する記録手段と、前記データ通信ネットワークを介して送信されて来た各地震観測点の地震観測情報について前記記憶手段に記録された前記配信先を地震観測情報を参照して配信先端末を決定する配信先端末決定手段とおよび該決定された配信先端末に、地震観測情報並びに特定された地震観測点の地震観測情報を配信する配信手段と、を有すること
を特徴とする地震情報配信装置を提供する。
また本発明は、地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
特定された地震観測点で観測された地震観測情報を入力する手段と、管理対象である施設を登録し、登録された管理対象である施設についての振動解析モデルとを登録する記憶手段と、地震観測情報が入力されると前記振動モデルによって前記施設の危険度を解析する危険度解析手段と、前記記憶手段に記録された前記配信先の内のいずれかの配信先を決定する配信先端末決定手段とおよび決定された配信先端末に、地震観測情報と前記危険度解析手段によって解析された危険度を配信する配信手段と、を有すること
を特徴とする地震情報配信装置を提供する。
また本発明は、地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
特定された地震観測点で観測された地震観測情報を入力する第1の手段と、第1の手段からの地震観測情報を入力する複数の第2の手段とを有し、第1の手段もしくは第2の手段は、管理対象である施設を登録し、登録された管理対象である施設についての振動解析モデルとを登録する記憶手段と、地震観測情報が入力されると前記振動解析モデルによって前記施設の危険度を解析する危険度解析手段と、前記記憶手段に記録された前記配信先の内のいずれかの配信先を決定する配信先端末決定手段とおよび決定された配信先端末に、地震観測情報と前記危険度解析手段によって解析された危険度を配信する配信手段と、を有すること
を特徴とする地震情報配信装置を提供する。
上述の地震情報配信装置において、前記地震観測情報を記憶する記憶手段には、前記地震観測機器で観測された現在時刻から所定時刻以内の地震観測データが格納される。
上述の地震情報配信装置において、前記危険度解析手段は、地震観測情報としての地震波形データと、および当該ビルの振動特性情報とから前記振動解析モデルを使用して危険度を計算することを特徴とする。
上述の地震情報配信装置において、前記振動解析モデルは、地震時の加速度波形からビルの変位を計算するモデルを含むことを特徴とする。
上述の地震情報配信装置において、前記振動解析モデルは、地震時の加速度波形から速度応答スペクトルを計算し、該速度応答スペクトルからビルの共振周波数に相当する成分の大きさを計算するモデルを含むことを特徴とする。
上述の地震情報配信装置において、前記振動解析モデルに用いるパラメータは、ビルに設置した振動測定手段により地震時に測定したデータから予め算出されたものであることを特徴とする。
本発明による地震情報提供装置によると、全ての観測点の地震データが揃わない段階でも、利用者が必要とする地震データが揃った段階でデータを利用者に提供可能であり、従って地震発生後速やかに、利用者が必要とする地震データを提供できる。
以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。
以下の説明において、地震観測網を自ら構築、あるいは所有して地震情報の提供を行なう公的機関あるいは企業等を第1の事業者と呼ぶことにし、第1の事業者が提供する地震情報を用いて施設の地震情報管理を行い、地震後の復旧支援等を実施する者を第2の事業者と呼ぶことにし、施設あるいは建物を直接管理する者を利用者と呼ぶことにする。また、この利用者に使用する端末を利用者端末と呼ぶことにする。
図1は、本発明による地震情報配信システム100の構成を示す図である。図において、1から5は、地震観測点に設置された地震観測機器であり、都市部や全国各地に多数設置される。観測点の数は、図1に示すものに限定されるものではない。10は地震観測点と地震データの収集局のサーバー(第1の事業所の端末)11をつなぐデータ通信ネットワークであり、公衆電話回線,光ファイバなどによるインターネット回線,無線通信網など種々の形態が考えられる。地震データ収集局は、地震データを蓄積する第1の事業者のサーバー11で構成され、第1の事業者のオフィスなどに設置されるものである。このサーバーを使用して第1の地震情報配信装置が構成される。
12は、サーバー内に記憶されている観測点情報であり、13から15は、観測点から収集した地震データを記憶するための記憶領域(地震データの記憶領域)である。これらの記憶領域は、利用者の数に応じて、図に示すように13から15の様に物理的あるいは論理的に区分けされているものとする。記憶領域の区分けの数は、図1に示すものに限定されるものではない。
21から23は、地震データを利用する事業者、すなわち第2の事業者の端末(サーバーを含む)であり、20は第1の事業者の第1の事業者のサーバー11と第2の事業者の端末21〜23をつなぐデータ通信ネットワークである。第2の事業者の数は、図1に示すものに限定されるものではない。通信ネットワーク20の形態は、10と同様に公衆電話回線,光ファイバなどによるインターネット回線,無線通信網など種々の形態が考えられる。25,27,29は配信された地震情報を利用する利用者の端末(利用者端末)であり、それぞれ通信ネットワーク24,26,28によって接続されている。利用者の端末25,27,29はそれぞれのビルなどの建物、あるいはビル内に設置されるエレベーターなどの施設を管理している。ここではこれらをまとめて「施設」ということがある。
次に、各部の詳細について説明する。
図2は、地震観測点に設置した地震観測機器1から5の詳細を示す図である。図において、101は地震の振動を計測する加速度センサなどの計測装置、102はデータの記録開始・終了などの制御、観測データのデジタル化などを行なう制御装置、103は観測データを記録する記憶装置、104は観測データを通信ネットワークにより転送する通信装置である。
地震観測点で観測する地震データには、最大加速度値,最大速度値,地震動の時刻暦波形など種々のデータが考えられる。ここでは、加速度の時刻暦波形を観測する場合について説明する。他のデータについても同様である。
加速度の時刻暦波形の記録は、地震発生をトリガーとして、一定時間間隔の加速度値を計測装置101で計測し、それを記憶装置103に記録することにより行なう。地震発生の検出は、例えば計測装置101で計測される加速度が所定の値より大きくなった時点とすることにより行なう。
しかしながら、長周期地震動のように長い周期でゆっくりと揺れる地震動では、加速度により地震の発生を検出することが難しい。この場合は、図3に示すような方法でデータを記録することで対応する。
図3は、記憶装置103内における加速度データの記憶状態を示す図である。制御装置102は一定時間間隔で読み取る加速度の値を記憶装置103の先頭アドレスから順次記録していく。この時、データを書き込むべきアドレスが最後尾となったら、再び先頭アドレスから既に書き込んであるデータを上書きする形で、最新のデータを書き込んでいく。このようにデータを書き込むことにより、記憶装置103には、常に現在時刻から過去にさかのぼって所定の時間分だけのデータが保持されることになる。報道機関の発表や、震源に近い地震観測点により地震の発生が判明した段階で、上記の記憶装置103に記憶されているデータを回収する。これにより、地震発生当初までにさかのぼった波形データを回収することができる。
次に、観測点情報12の詳細について説明する。
図4は、観測点情報12に記憶されている情報を示す。観測点情報には、地震データの第2の事業者とその事業者が利用したい観測点の番号が記憶されている。第2の事業者は第1の事業者との間で地震データの配信契約を取り交す際に、自身が利用したい観測点のリストを提示する。第1の事業者は、提示されたリストに従って、図4に示すような観測点情報を作成し、第1の事業者のサーバー11に登録する。また、観測点の数に見合った記憶領域(例えば13)を第1の事業者のサーバー11上に確保する。この時、第2の事業者は第1の事業者に対し、例えば申請した観測点の数に応じた配信サービス料を支払うものとする。
サーバー11は、第2の事業者の端末21,22,23について配信先を決める配信先決定手段を有する。また、この配信先決定手段は利用者端末25,27,29について配信先を決めるようにしても良い。あるいは、第2の事業者の端末21,22,23が利用者端末25,27,29について配信先を決めるようにしても良い。
このように、第1の事業者サーバー11あるいは第2の事業者の端末25,27,29は、管理対象である施設を予め登録しており、また当該施設について振動解析モデルを登録しておくことができる。そして、サーバー11もしくは端末25,27,29は、地震観測情報が入力されると振動解析モデルによって施設についての危険度を解析し、決定された配信先端末(端末21,22,23、端末25,27,29)に、地震観測情報と危険度解析手段によって解析された危険度を配信することを行う。
次に、上述のように構成される地震情報配信システム100の動作について図5を用いて説明する。
まず、報道機関の発表や、震源に近い地震観測点により地震の発生が判明したら、第1の事業者のサーバー11より各地震観測点に対して、地震データの転送を指令する(S1)。各地震観測点に設置した地震観測機器1〜7は、観測点番号と地震データをセットとして、第1の事業者のサーバー11にデータを転送する(S2)。第1の事業者のサーバー11は送られてきた地震データの観測点番号を見て、その観測点番号が観測点情報12に記載されている第2の事業者の端末に対して、対応する記憶領域(例えば13)に地震データを記憶する(S3)。観測点情報12に記載されている全ての観測点のデータが揃った第2の事業者の端末に対しては、対応する記憶領域(例えば13)に記憶されている地震データを第2の事業者に転送する(S4)。以上の処理を全ての観測点のデータが転送し終わるまで継続する(S5)。
以上の手順で地震データを最終的には第2の事業者の端末21,22,23配信することにより、事業者端末21,22,23は自身の必要とする観測点のデータが揃った段階で、地震データを受け取ることができるので、短時間に効率よく地震データを得ることができる。また、地震後に第1の事業者のサーバー11にアクセスが集中することがなくなるので、第1の事業者のサーバー11に障害が発生することがなくなる。
上記の手順において、記憶領域に蓄積された地震データを第2の事業者の端末21,22,23に転送する際に、地震データを圧縮して転送するようにすれば、事業者と利用者との間のデータ通信ネットワーク20にかかる負担を更に軽減することができる。また、観測点から送られてきた地震データを記憶領域13〜15に蓄積することなく、データ送られてきた段階で所定の利用者に転送するようにすれば、第2の事業者の端末21,22,23は更に早い段階で地震データを入手することが可能となる。
次に、本実施例による地震情報配信システムを用いた危険度解析および地震後の復旧対策の構築方法について図6から図9を用いて説明する。図6において、1から7は地震観測点であり、この地震観測点に設置される地震観測機器を表示する。30から38は、この地域40に建っているビルもしくはビル内にあるエレベーター等の施設を表示する。ここでは、長周期地震動が起きた後に地域40におけるビルあるいはエレベーターの危険度解析および復旧方法について説明する。
図7は、第2の事業者のサイトにおいて実施される処理の内容を示すものであり、201はビルの振動特性に関する情報を記憶した記憶手段、202はビルの振動特性に関する情報と地震情報システムにより入手した地震データとから長周期地震動による危険性の有無を解析する危険度解析手段、203は解析結果の表示手段である。
図8は、図7に示す危険度解析手段202の詳細を示す。危険度解析手段202は、最大加速度,最大速度値および地震時の時刻暦波形からなる地震情報の内、予め特定された地震観測点の地震情報(特定の地震観測点の地震情報)211および各施設について予め算出され、格納されているパラメータ212を入力する。パラメータについては後述する。
これらの入力情報は、振動解析213の実行に使用される。振動解析213は、地震波形データによる振動解析214、加速度波形から施設の変位による振動解析215、または加速度波形から速度応答スペクトルを求め、そして施設の共振周波数によって振動解析を行う振動解析216からなる。これら3つの解析によって並行して振動解析を行うようにしてもよい。
このようにして振動解析され、危険度解析を行うと共に危険度解析に対応した復旧対応情報の生成(危険度解析・復旧対応情報生成手段217)を行う。
危険度解析・復旧対応情報生成手段217で生成された危険度解析情報は単独で、もしくは復旧対応情報と共に利用者端末25,27,29に配信218される。
長周期地震動のように長い周期でゆっくりと揺れる地震動では、大きな加速度が発生しないため、エレベーターなどに設置されている地震感知器で検出することが難しい。しかしながら、長い振動周期に共振してビルなどが大きく揺れる場合があるため、地震感知器が作動しなくてもエレベーターを停止させておくなど適切な対処が望まれる。
このような対処を実施するためには、例えば以下のような方法が考えられる。
まず、地震が発生したら本実施例による地震情報配信システムによりビルの最寄りの地震観測点で観測された加速度波形データを入手する。次に、予め構築しておいたビルの振動解析モデルに対して、上記の加速度波形データを入力し、ビルの振動シミュレーションを実施する。このシミュレーションの結果、ビルの振動振幅(変位)が所定の値より大きくなる場合は、危険であると判断し、ビルのエレベーターを停止させる制御を行なう。
図9にこのような危険度判定計算に用いる振動解析モデルの一例を示す。図に示すモデルは、地震動入力に対して建屋応答について4階層からなるビルを単純な質点系モデルで表した例である。300,301,302,303はビルの各階層の重さに相当する質量m〜mであり、304,305,306,307はビルの各階層の柱や壁などの剛性に相当するバネ係数k〜k、308,309,310,311は各階層において振動の際に構造物間の摩擦などにより生じる減衰に相当する減衰係数c〜cである。危険度判定計算においては、このようなモデルに対して、入手した加速度波形で地面を振動させた場合のビル最上部における振動振幅を計算する。
ここで、ビルの振動解析に用いる質量m〜m300〜303、バネ係数k〜k304〜307、減衰係数c〜c308〜311などの各種パラメータについては、例えばビルの設計データより算出するものであってもよい。あるいは、ビルの最上部に振動計測装置を設置しておき、実際の地震時に計測された振動データから推定することにより予め算出しておいたものであってもよい。
上記のシミュレーションは、図6において、地域40に建っている全てのビルについて行なうと計算にかなりの時間を必要とするので、以下のように特定の地域やビルに関して計算を実施し、判定することを行う。
例えば、毎回の地震において地域40の中では特に地域41において揺れやすい傾向があったとする。この場合、地震情報配信装置、あるいはシステムにおいて第2の事業者の端末21〜23に配信する地震データは観測点7のデータとしておく。地震発生後に観測点7のデータを入手したら、これを用いてビル37や38あるいはビル内にある施設、例えばエレベーターの振動シミュレーションを実施する。この結果、振動振幅(変位)が所定の値以上になると判定したら、安全のため地域40の全てのビルにおいて、エレベーターの運転をしばらく停止とし、問題ないレベルであれば、通常どおりの運転とする。
また、上記以外にも地域40において抑えておきたい観測点(例えば、緊急に復旧が必要な公的機関や病院などの近くにある観測点など)を何点か選択しておき、地震発生時にはこれら選択しておいた観測点の地震データを解析し、エレベーターの運行制御を行なうのがよい。この場合例えば、地域40のエレベーターの運行は、基本的には観測点7のデータの解析結果に応じて制御することとするが、緊急に復旧が必要なビル(例えば32)については、別途選定しておいた観測点(例えば3)のデータを用いて振動解析を行い、その結果に応じて別途運行を制御するようにする。これにより、ビルの重要度に応じたきめの細かい復旧対応を行なうことができる。
以上の説明において、ビルの振動シミュレーションとしてより簡易な判定手段を用いてエレベーターの運行制御を行なうものであってもよい。例えば、ビルの共振周波数は、概ねビルの高さに比例するものであり、地震動の速度応答スペクトルにおいてビルの共振周波数に対応する成分が大きい場合には、ビルが共振する可能性が高いと考えることができる。そこで、加速度波形データから地震動の速度応答スペクトルを計算し、それに共振する可能性のあるビルの有無によりエレベーターの運転をしばらく停止とし、問題ないレベルであれば、通常どおりの運転とする。速度応答スペクトルを求める加速度波形データとしては、例えば、地域40において揺れやすい地域41の観測点7のデータや、個別対応が必要なビル(例えば32)に最寄りの観測点(例えば3)のデータを用いる。
以上の説明は、加速度波形データの解析結果に応じてエレベーターの運行・停止の判定を行なうものであったが、地震後の点検実施の要否判定に使用するものであってもよい。
地震情報システムの構成を示す図である。 地震情報システムの地震観測点の詳細構成を示す図である。 地震観測点の記憶装置における加速度データの記憶状態を示す図である。 観測点情報の内容を示す図である。 地震情報システムの動作を示す図である。 地震データの利用方法について説明する図である。 利用者のサイトにおいて実施される処理内容を説明する図である。 危険度解析手段の詳細を示すブロック図である。 振動解析モデルの一例を示す図である。
符号の説明
1〜7…地震観測点に設置された地震観測機器、10…地震観測点と事業者のサーバーをつなぐデータ通信ネットワーク、11…第1の事業者のサーバー、12…観測点情報、13,14,15…地震データの記憶領域、20…事業者のサーバーと利用者をつなぐデータ通信ネットワーク、21,22,23…第2の事業者の端末(サーバー)、24,26,28…通信ネットワーク、25,27,29…利用者端末、100…地震情報配信システム、202…危険度解析手段、213…振動解析モデル、217…振動シミュレーション。

Claims (8)

  1. 地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
    各配信先端末に配信される特定された地震観測点で観測された地震観測情報を記録する記録手段と、前記データ通信ネットワークを介して送信されて来た各地震観測点の地震観測情報について前記記憶手段に記録された前記配信先を地震観測情報を参照して配信先端末を決定する配信先端末決定手段とおよび該決定された配信先端末に、地震観測情報並びに特定された地震観測点の地震観測情報を配信する配信手段と、を有すること
    を特徴とする地震情報配信装置。
  2. 地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
    特定された地震観測点で観測された地震観測情報を入力する手段と、管理対象である施設を登録し、登録された管理対象である施設についての振動解析モデルとを登録する記憶手段と、地震観測情報が入力されると前記振動モデルによって前記施設の危険度を解析する危険度解析手段と、前記記憶手段に記録された前記配信先の内のいずれかの配信先を決定する配信先端末決定手段とおよび決定された配信先端末に、地震観測情報と前記危険度解析手段によって解析された危険度を配信する配信手段と、を有すること
    を特徴とする地震情報配信装置。
  3. 地震観測点に設置された地震観測機器にデータ通信ネットワークを介して接続され、観測された地震観測情報を記録する地震観測情報記憶手段を備えた地震情報配信装置において、
    特定された地震観測点で観測された地震観測情報を入力する第1の手段と、第1の手段からの地震観測情報を入力する複数の第2の手段とを有し、第1の手段もしくは第2の手段は、管理対象である施設を登録し、登録された管理対象である施設についての振動解析モデルとを登録する記憶手段と、地震観測情報が入力されると前記振動解析モデルによって前記施設の危険度を解析する危険度解析手段と、前記記憶手段に記録された前記配信先の内のいずれかの配信先を決定する配信先端末決定手段とおよび決定された配信先端末に、地震観測情報と前記危険度解析手段によって解析された危険度を配信する配信手段と、を有すること
    を特徴とする地震情報配信装置。
  4. 請求項2または3において、前記地震観測情報を記憶する記憶手段には、前記地震観測機器で観測された現在時刻から所定時刻以内の地震観測データを格納することを特徴とする地震情報提供装置。
  5. 請求項2または3において、前記危険度解析手段は、地震観測情報としての地震波形データと、および当該ビルの振動特性情報とから前記振動解析モデルを使用して危険度を計算することを特徴とする地震情報提供装置。
  6. 請求項2または3において、前記振動解析モデルは、地震時の加速度波形からビルの変位を計算するモデルを含むことを特徴とする地震情報提供装置。
  7. 請求項2または3において、前記振動解析モデルは、地震時の加速度波形から速度応答スペクトルを計算し、該速度応答スペクトルからビルの共振周波数に相当する成分の大きさを計算するモデルを含むことを特徴とする地震情報提供装置。
  8. 請求項2または3において、前記振動解析モデルに用いるパラメータは、ビルに設置した振動測定手段により地震時に測定したデータから予め算出されたものであることを特徴とする地震情報提供装置。
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