JP2008199544A - 緊急地震速報システム - Google Patents

Abstract

【課題】演算処理等による情報の遅延がなく、安価に構築できる緊急地震速報システムを実現すること
【解決手段】センタ装置は、緊急地震速報から到達時刻、震度などの地震予測情報を演算する演算処理手段１０と、地震予測情報を音声信号に変換する音声化手段１１を有し、地震予測情報の音声信号を乗せる第１搬送波と、制御信号を乗せる第２搬送波とを、周波数の異なる別の搬送波として、ＣＡＴＶケーブルを介して、受信端末装置に送信する。受信端末装置１では、それぞれ別の受信手段である音声信号受信手段と制御信号受信手段によって、音声信号と制御信号が復調、受信される。受信端末装置は、演算処理手段と音声化手段を持たないため、低コスト化が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、気象庁等からの緊急地震速報をもとに地震の到達時刻、震度を予測し、地震の主要動の到達前にその情報を各端末に配信する緊急地震速報システムに関する。

気象庁から発表される緊急地震速報から地震の到達時刻、震度を予測し、その予測した到達時刻、震度の情報を地震の到達前に各端末に配信する緊急地震速報システムとして、ＩＰ伝送型の情報配信システムと、ＣＡＴＶ網を用いたブロードキャスト方式による情報配信システムが知られている。

ここで、緊急地震速報は、Ｐ波の観測から予測される地震の発生時刻、震源、規模に関する情報を、Ｓ波（地震の主要動）の到達前に知らせるものである。通常、緊急地震速報の発表から実際にＳ波が到達するまでの時間は、数秒から数十秒である。

ＩＰ伝送型の場合、緊急地震速報を受信したサーバが、ＩＰ方式で緊急地震速報を各受信端末装置に再送信する。そして、受信端末装置において、受信した緊急地震速報から到達時刻、震度を演算して予測し、音声化等を行っている。

非特許文献１に示されたＣＡＴＶ網を用いたブロードキャスト方式による場合は、センタ装置が緊急地震速報を受信し、受信した緊急地震速報から到達時刻、震度を演算し予測する。そして、センタ装置は、到達時刻、震度の予測情報を、各受信端末装置にブロードキャスト方式によって配信する。受信端末装置では、受信した到達時刻、震度の予測情報の音声化等を行う。
「「ＣＡＴＶブロードキャスト方式緊急地震速報データ配信システム」プロトタイプの完成と実証実験の開始について」 電子情報技術産業協会 平成１８年７月２６日

しかし、ＩＰ伝送型の場合、ネットワーク内での輻輳遅延やユニキャストによる遅延が発生するため、受信端末装置の起動までの時間が長くなってしまう。そのため、地震の主要動到達後に地震予測情報が放送されるという可能性が高くなる。

また、非特許文献１の方式では、受信端末装置に音声化部を持つため、受信端末装置での処理が重くなり、コストの面でも問題がある。さらに、受信端末装置に音声化部を持つため他の用途に転用することができない。

そこで本発明の目的は、演算処理等による情報の遅延がなく、安価に構築できる緊急地震速報システムを実現することである。

第１の発明は、緊急地震速報をもとに地震予測情報を演算し、その地震予測情報を伝送線を介して各端末に配信する緊急地震速報システムにおいて、緊急地震速報システムは、センタ装置と、受信端末装置とで構成され、センタ装置は、緊急地震速報を受信して地震予測情報を演算する演算処理手段と、地震予測情報を音声信号に変換する音声化手段と、所定帯域内の第１搬送波を音声信号で変調する変調手段と、地震予測情報に基づき制御信号を生成し、第１搬送波とは異なる所定帯域内の第２搬送波を制御信号で変調する制御信号生成手段と、変調された第１搬送波および第２搬送波を、伝送線を介して受信端末装置に送信する送信手段と、を有し、受信端末装置は、第１搬送波を音声信号で変調した信号を、伝送線を介して受信し音声信号を得る音声信号受信手段と、第２搬送波を制御信号で変調した信号を、伝送線を介して受信し制御信号を得る制御信号受信手段と、制御信号に基づき、音声信号による地震予測情報の放送制御を行う放送制御手段と、を有することを特徴とする緊急地震速報システムである。

ここで、地震予測情報とは、緊急地震速報（地震の発生時刻、震源、規模に関する情報）から予測される到達時刻や震度などの情報である。また、伝送線は、ＣＡＴＶケーブルや光ケーブルなどである。また、制御信号は、地震予測情報の放送の開始、終了、録音、音量などの放送の制御のための情報や、受信端末装置のアドレスやグループＩＤなどのデータ更新を行うための情報、地震予測情報のテキストデータ、を含む信号である。

所定の帯域とは、通常は７０〜９０ＭＨｚの帯域であるが、他の任意の帯域であってもよい。

音声信号と制御信号は、それぞれ別の所定帯域内である第１搬送波と第２搬送波に乗せられ、受信端末装置において、それぞれ別の受信手段である音声信号受信手段と制御信号受信手段によって復調、受信される。音声信号受信手段は、音声信号の復調、選局などを行う手段であり、制御信号受信手段は、制御信号の復調、選局を行う手段である。

第１搬送波の変調方式は、通常は周波数変調である。第２搬送波の変調方式は、ＦＳＫ方式やＰＳＫ方式などを用いてもよいし、第１搬送波と第２搬送波は同じ変調方式としてもよい。

第２の発明は、第１の発明において、受信端末装置は、複数のエリアごとにグループ分けされていて、演算処理手段は、各エリアごとに地震予測情報を演算し、音声化手段は、各地震予測情報を各音声信号に変換し、変調手段は、所定帯域内であって、互いに異なる帯域の複数の第１搬送波を、各音声信号で変調し、音声信号受信手段は、自己の属するエリアに対応した第１搬送波を音声信号で変調した信号を、伝送線を介して受信し音声信号を得ることを特徴とする緊急地震速報システムである。

第３の発明は、第２の発明において、演算処理手段は、各前記エリアの優先度を演算し、送信手段は、優先度の順に変調された第１搬送波を送信することを特徴とする緊急地震速報システムである。

優先度は、たとえば、地震の到達方向や、エリアごとの地盤の状態の違い、などを考慮して決定する。

第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、制御信号は、地震予測情報のテキストデータを含み、受信端末装置は、テキストデータを表示する表示装置を有することを特徴とする緊急地震速報システムである。

第１の発明によると、地震予測情報を伝える音声信号を送る第１搬送波と制御信号を送る第２搬送波とを別の周波数帯域とし、受信端末装置において、音声信号と制御信号の受信手段を、音声信号受信手段と制御信号受信手段とに分離したことにより、地震予測情報を伝える放送が開始されるまでの時間を大幅に短縮することができる。

また、本発明の緊急地震速報システムは、従来の告知放送システムを利用して構築することができるため、安価に緊急地震速報システムを構築でき、告知放送の一つとして地震予測情報の放送を行うことができる。したがって、告知放送による防災情報や災害情報などと地震予測情報とを連携することが可能である。また、受信端末装置は演算処理装置、音声化部を持たないため、低コスト化が可能であり、ＦＭラジオ放送受信機として利用することも容易である。

第２の発明によると、互いに異なる帯域の複数の第１搬送波を用いることにより、複数のエリアごとに異なる地震予測情報を受信端末装置に配信することができる。そのため、地震の到達時刻や震度の予測精度をより向上することができる。

第３の発明によると、各エリアごとに優先度を設定することにより、優先度の高いエリアから順に地震予測情報を演算し、配信することができる。たとえば、地震の到達予定時刻の速いエリアから順に地震予測情報を配信することができる。また、地震の到達方向に合わせ、演算した複数のエリアの同一時刻に到達予測されるエリアを、あらかじめまとめなおすことによって、実際のエリア数より少ない第１搬送波にて運用が可能となる。

第４の発明によると、制御信号に地震予測情報のテキストデータを含ませ、受信端末装置にテキストデータを表示させる装置を設けることで、音声だけでなく、視覚的にも地震予測情報を伝えることができる。

以下、本発明の具体的な実施例を図を参照にしながら説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明の緊急地震速報システムに用いるセンタ装置１の構成を示すブロック図であり、図２は、緊急地震速報システムに用いる受信端末装置２の構成を示すブロック図であり、図３は、本発明の緊急地震速報システムの構成の概略を示す図である。

まず、緊急地震速報システムの構成を説明する。緊急地震速報システムは、図３のように、センタ装置１と、複数の受信端末装置２によって構成されている。センタ装置１と受信端末装置２は、ＣＡＴＶケーブルを介して接続している。受信端末装置２は、その設置場所によってエリアＡ、Ｂ、Ｃの各エリアにグループ分けされている。

次に、図１を参照に、センタ装置１の構成について説明する。センタ装置１は、演算処理手段１０、音声化手段１１、告知放送サーバソフト１２、優先度処理手段１３、ＦＭ変調器１４ａ、ｂ、ｃ、ＦＳＫ送信機１５、混合器１６により構成されている。演算処理手段１０は、気象庁のサーバ、音声化手段１１、告知放送サーバソフト１２と接続していて、気象庁のサーバから緊急地震速報を受信する。音声化手段１１は、優先度処理手段１３と接続し、優先度処理手段１３は、ＦＭ変調器１４ａ、ｂ、ｃにそれぞれ接続している。告知放送サーバソフト１２は、ＦＳＫ送信機１５に接続している。ＦＭ変調器１４ａ、ｂ、ｃ、ＦＳＫ送信機１５は、混合器１６と接続し、混合器１６から出力される信号は、ＣＡＴＶケーブルを介して各受信端末装置２へ送信される。

ＦＭ変調器１４ａ、ｂ、ｃが、本発明の変調手段に相当し、告知放送サーバソフト１２とＦＳＫ送信機１５が、本発明の制御信号生成手段に相当する。

本発明のセンタ装置１は、演算処理手段１０、音声化手段１１、優先度処理手段１３以外の構成部分は従来の告知放送用センタ装置と同様であり、告知放送用センタ装置を流用して構成することができる。

次に、図２を参照に、受信端末装置２の構成について説明する。受信端末装置２は、ＣＰＵ２０（本発明の放送制御手段）を有している。ＣＰＵ２０は、チューナ２１（本発明の音声信号受信手段に相当）、チューナ２２（本発明の制御信号受信手段に相当）、再生部２４、音量コントロール部２５、に接続していて、それらを制御している。また、ＣＰＵ２０は、不揮発性メモリ２７に接続し、不揮発性メモリ２７からデータを読み出し、不揮発性メモリ２７にデータを書き込む。不揮発性メモリ２７には、受信端末装置２の端末ＩＤ、グループＩＤなどを記憶する。このグループＩＤによって、受信端末装置２がエリアＡ、Ｂ、Ｃのいずれに属するのかを識別する。ＣＡＴＶケーブルから入力される信号は、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２３を通してチューナ２１、２２に入力される。ＢＰＦ２３は、ＦＭ周波数帯域の信号のみ通過させるフィルタである。チューナ２１は、再生部２４に接続し、再生部２４は音量コントロール部２５に接続し、音量コントロール部２５はスピーカ２６に接続している。また、チューナ２２は、ＣＰＵ２０に接続している。さらに、ＣＰＵ２０は、文字を表示するための表示装置２８と接続している。

次に、緊急地震速報システムの動作について説明する。気象庁から緊急地震速報が発表されると、その緊急地震速報は、気象庁サーバから、もしくは他のサーバを経由して、センタ装置１の演算処理手段１０に入力される。演算処理手段１０は、地震の到達方向などから各エリアＡ、Ｂ、Ｃの放送の優先度を設定し、その優先度の順に、エリアＡ、Ｂ、Ｃごとに地震予測情報を演算し、演算結果は音声化手段１１と告知放送サーバソフト１２に入力される。地震予測情報は、予測される到達時刻、震度などの情報であり、地震の震源から各エリアＡ、Ｂ、Ｃまでの距離や、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの地盤の状態などを考慮して決定される。各エリアごとに地震予測情報を演算するため、より正確に到達時刻や震度を予測することが可能である。

演算処理手段１０における地震予測情報の演算について、より詳細に説明する。

緊急地震速報は、Ｐ波の観測から予測される震源の位置（緯度、経度、深さ）と、地震の規模（マグニチュード）、発生時刻の情報である。まず、演算処理手段１０は、震源の緯度、経度と、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの緯度、経度により各エリアＡ、Ｂ、Ｃまでの距離を演算する。具体的には、震源の位置（Ｘ、Ｙ）、エリアＡの位置（Ｘａ、Ｙａ）であれば、震源からエリアＡ間での距離Ｌａは、Ｌａ＝（（Ｘ−Ｘａ）² ＋（Ｙ−Ｙａ）² ）^1/2 として求められる。より正確には、球面三角法等によって距離を求める。次に、地震の発生時刻と、Ｓ波の速度から、各エリアＡ、Ｂ、ＣにおけるＳ波の到達時刻を演算する。Ｓ波の速度は、地盤の状態などを考慮して予測する。地震の到達時刻がＴ、エリアＡの地盤の状態を考慮したＳ波の速度がＶｓであれば、Ｓ波がエリアＡに到達する時刻Ｔａは、Ｔａ＝Ｔ＋Ｌａ／Ｖｓにより求められる。このようにして演算した各エリアＡ、Ｂ、Ｃの到達時刻の速い順に、各エリアＡ、Ｂ、Ｃ固有の周波数である第１搬送波を、各エリアＡ、Ｂ、Ｃ固有の地震予測情報で変調して、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの受信端末装置２に配信する。

なお、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの優先度が等しい場合には、各エリアごとに地震予測情報を演算する必要はなく、エリアＡ、Ｂ、Ｃの全域に共通する地震予測情報を演算すればよい。

次に、音声化手段１１では、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの地震予測情報を音声信号に変換し、音声信号は優先度処理手段１３に入力される。

優先度処理手段１３は、エリアＡの音声信号をＦＭ変調器１４ａ、エリアＢの音声信号をＦＭ変調器１４ｂ、エリアＣの音声信号をＦＭ変調器１４ｃに入力する。

ＦＭ変調器１４ａでは、ＦＭ周波数帯域（７０〜９０ＭＨｚ）の第１搬送波をエリアＡの音声信号で周波数変調し、ＦＭ変調器１４ｂでは、ＦＭ変調器１４ａで用いた第１搬送波の周波数とは異なる周波数であって、ＦＭ周波数帯域の第１搬送波をエリアＢの音声信号で周波数変調し、ＦＭ変調器１４ｃでは、ＦＭ変調器１４ａで用いた第１搬送波の周波数およびＦＭ変調器１４ｂで用いた第１搬送波の周波数とは異なる周波数であって、ＦＭ周波数帯域の第１搬送波をエリアＣの音声信号で周波数変調する。これらの周波数変調された第１搬送波は、混合器１６に入力される。

一方、告知放送サーバソフト１２に地震予測情報が入力されると、その地震予測情報に基づき制御信号を生成する。制御信号は、受信端末装置２において地震予測情報の音声放送の開始、終了、音量などを制御するための情報や、地震予測情報のテキストデータを含む信号である。告知放送サーバソフト１２から出力される制御信号は、ＦＳＫ送信機１５に入力される。

ＦＳＫ送信機１５では、第１搬送波とは異なる周波数の第２搬送波を制御信号でＦＳＫ変調し、変調された第２搬送波は、混合器１６に入力される。

混合器１６では、ＦＭ変調器１４ａ、ｂ、ｃから出力された変調された第１搬送波と、ＦＳＫ送信機１５から出力された変調された第２搬送波とが混合され、ＣＡＴＶケーブルを介して各エリアの受信端末装置２へ送信される。

ＣＡＴＶケーブルを介してセンタ装置１から受信端末装置２に送られてきた信号は、ＢＰＦ２３によってＦＭ周波数帯域の信号のみが通過し、チューナ２１、２２に入力される。

ＣＰＵ２０は、第２搬送波の周波数を選局するようチューナ２２を制御する。そして、チューナ２２で制御信号が復調され、ＣＰＵ２０に入力される。制御信号に含まれる地震予測情報の音声放送を開始する旨の情報により、ＣＰＵ２０は、エリアによってあらかじめ設定されている第１搬送波の周波数を選局するようチューナ２１を制御する。そして、地震予測情報の音声信号を復調し、その音声信号は、再生部２４に入力され、スピーカ２６から受信端末装置２の所属するエリアの地震予測情報の音声が出力される。また、ＣＰＵ２０は、音量コントロール部２５を制御して、音量を適切な値にする。

地震予測情報は各エリアの優先度順に演算されるため、音声信号は、各エリアの優先度順に出力され、地震予測情報の放送は、各エリアの優先順に開始される。

また、制御信号に含まれた地震予測情報のテキストデータは、ＣＰＵ２０から表示装置２８に入力され、地震の到達時刻、震度などの地震予測情報が表示装置２８において視覚的に表示される。

以上のように、本発明の緊急地震速報システムでは、各エリアＡ、Ｂ、Ｃごとに異なる地震予測情報を配信することができ、各エリアＡ、Ｂ、Ｃの優先度順に、地震予測情報を放送することができる。また、制御信号を乗せる搬送波と、地震予測情報の音声信号を乗せる搬送波とを別にし、受信、復調も別にすることで、地震予測情報の放送を開始する旨の制御信号を受信してから実際に放送が開始されるまでの時間を短縮することができる。

また、受信端末装置２は演算処理手段や音声化手段を持たないため、低コスト化が可能であり、ＦＭラジオ放送受信機などへの転用も容易である。さらに、センタ装置１は、従来の告知放送用センタ装置を利用して構成することができるため、本発明の緊急地震速報システムは安価に構築することができ、災害情報や防災情報などを伝える告知放送システムと連携することも可能である。

実施例１では、ＣＡＴＶケーブルを用いているが、ＣＡＴＶケーブルに替えて光ケーブルなどを用いて緊急地震速報システムを構成してもよい。また、第２搬送波の変調方式は、ＦＳＫ方式以外の方式により変調された信号であってもよい。また、第１搬送波の帯域を７０〜９０ＭＨｚの帯域としているが、他の所定帯域内であってもよい。

本発明によると、受信端末装置の起動が早く、安価な緊急地震速報システムを構築することができる。

本発明の緊急地震速報システムに用いられるセンタ装置の構成を示す図。 本発明の緊急地震速報システムに用いられる受信端末装置の構成を示す図。 本発明の緊急地震速報システムの構成を示す図。

符号の説明

１：センタ装置
２：受信端末装置
１０：演算処理手段
１１：音声化手段
１２：告知放送サーバソフト
１３：優先度処理手段
１４ａ、ｂ、ｃ：ＦＭ変調器
１５：ＦＳＫ送信機
１６：混合器
２０：ＣＰＵ
２１、２２：チューナ
２４：再生部
２５：音量コントロール部
２６：スピーカ
２７：不揮発性メモリ
２８：表示装置

Claims (4)

1. 緊急地震速報をもとに地震予測情報を演算し、その地震予測情報を伝送線を介して各端末に配信する緊急地震速報システムにおいて、
   前記緊急地震速報システムは、センタ装置と、複数の受信端末装置とで構成され、
   前記センタ装置は、
   前記緊急地震速報を受信して地震予測情報を演算する演算処理手段と、
   前記地震予測情報を音声信号に変換する音声化手段と、
   所定帯域内の第１搬送波を前記音声信号で変調する変調手段と、
   前記地震予測情報に基づき制御信号を生成し、前記第１搬送波とは異なる所定帯域内の第２搬送波を前記制御信号で変調する制御信号生成手段と、
   変調された前記第１搬送波および第２搬送波を、伝送線を介して受信端末装置に送信する送信手段と、を有し、
   前記受信端末装置は、
   前記第１搬送波を前記音声信号で変調した信号を、前記伝送線を介して受信し前記音声信号を得る音声信号受信手段と、
   前記第２搬送波を前記制御信号で変調した信号を、前記伝送線を介して受信し前記制御信号を得る制御信号受信手段と、
   前記制御信号に基づき、前記音声信号による前記地震予測情報の放送制御を行う放送制御手段と、を有する、
   ことを特徴とする緊急地震速報システム。
2. 前記受信端末装置は、複数のエリアごとにグループ分けされていて、
   前記演算処理手段は、各前記エリアごとに前記地震予測情報を演算し、
   前記音声化手段は、各前記地震予測情報を各前記音声信号に変換し、
   前記変調手段は、所定帯域内であって、互いに異なる帯域の複数の第１搬送波を、各前記音声信号で変調し、
   前記音声信号受信手段は、自己の属する前記エリアに対応した前記第１搬送波を前記音声信号で変調した信号を、前記伝送線を介して受信し前記音声信号を得る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の緊急地震速報システム。
3. 前記演算処理手段は、各前記エリアの優先度を演算し、
   前記送信手段は、前記優先度の順に変調された前記第１搬送波を送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の緊急地震速報システム。
4. 前記制御信号は、前記地震予測情報のテキストデータを含み、
   前記受信端末装置は、前記テキストデータを表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の緊急地震速報システム。

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