JP2010101903A - Method for predicting the degree of risk of an earthquake in real time - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for predicting the degree of risk of an earthquake in real time, including (1) a method for determining information on a seismic source with high accuracy at high speed and (2) a method for estimating the degree of risk of an earthquake with high accuracy in real time at a user's end (hereinafter referred to as "sophisticated arrival/nonarrival method"). <P>SOLUTION: A method for predicting the degree of risk of an earthquake in real time by estimating the location of a seismic source, the intensity at the seismic source, and the time at the seismic source according to seismic wave observation data includes estimating the location of the seismic source or finding the confidence limit thereof by combining: a sophisticated arrival/nonarrival method for estimating the location of a seismic source with use of at least one piece of seismic wave observation data for which a P seismic wave at a velocity V<SB>P</SB>has been detected and another piece of seismic wave observation data for which no such seismic wave has been detected, among seismic wave observation data from a plurality of observation points; and either a UrEDAS method or a method for finding a seismic source element according to the other pieces of seismic wave observation data, for example, by subjecting results of the methods to weighted averaging. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

地震観測網が密度、範囲において一定の水準にあって、地震データが即時的(リアルタイム)あるいは準リアルタイムで収集されている環境で、地震の発生後かつ地震波が到達するまでにその情報をユ―ザーに伝え、地震の早期警報あるいは自動防災措置を行うためのリアルタイム地震危険度予測方法に関する。 In an environment where the seismic network is at a certain level in density and range, and seismic data is collected immediately (real-time) or near-real-time, the information is available after the earthquake occurs and before the seismic wave arrives. The real-time earthquake risk prediction method for early warning of earthquakes or automatic disaster prevention measures.

全国地震観測網からの小数点での観測データに基づいて、リアルタイムで震源要素の全部または一部を決定する方法については、代表的にユレダス法(鉄道総研報告19巻3号、pp1〜12)および、着未着法(特許第3463677号公報参照)、さらにはグリッドリサーチ法などが提案され、実証試験も行われている。前者の特徴は、観測点が一点のデータから震央、マグニチュード、震源時の情報が求まることであり、後者では、2ケ所以上の観測点デ―タから震央、マグニチュード、震源時が求まることである。特定のサイトでの地震危険度の推定に当たっては、地震波伝搬に関する走時表と経験的に知られた地震波の減衰式を用いて、到達時間と地震の大きさ(最大加速度、最大速度、震度など)を推定している。 As a method of determining all or part of the epicenter element in real time based on the decimal point observation data from the national seismic observation network, the Uredas method (Railway Research Institute Vol. 19, No. 3, pp1-12) and In addition, a non-arrival method (see Japanese Patent No. 3463676), a grid research method, and the like have been proposed and a verification test has been performed. The former feature is that information on the epicenter, magnitude, and epicenter is obtained from data from a single observation point, and the latter is that the epicenter, magnitude, and epicenter are obtained from data from two or more observation points. . When estimating the seismic risk at a specific site, the time of arrival and magnitude of the earthquake (maximum acceleration, maximum velocity, seismic intensity, etc.) are calculated using a travel time table for seismic wave propagation and an empirically known seismic attenuation formula. ).

特開2003−114281号公報JP 2003-114281 A 鉄道総研報告19巻3号、pp1〜12Railway Research Institute Vol.19 No.3, pp1-12

しかし、このようなリアルタイム地震危険度予測方法において、特定のユーザーがその地震危険度を十分に早くかつ精確に推定し、当該の対象物の保全に供するためには、従来の方法では十分とは言えない面があり、その改善の方法が求められている。地震の発生と共に、一定の密度をもった地震観測網からリアルタイム地震情報が発信され始める。これ等の情報を主に用いて、高信頼度が要求される緊急対応自動的制御などに供するため、特定のユーザーがその地震危険度を、より早く、十分な精度で、かつ、精度の範囲を明示して推定できるシステムが必要とされている。 However, in such a real-time seismic risk prediction method, the conventional method is not sufficient for a specific user to estimate the seismic risk sufficiently quickly and accurately and to provide maintenance of the target object. There are aspects that cannot be said, and there is a need for an improvement method. As earthquakes occur, real-time earthquake information begins to be transmitted from seismic observation networks with a certain density. Because this information is mainly used for emergency response automatic control that requires high reliability, a specific user can determine the risk of earthquake earlier, with sufficient accuracy, and within a range of accuracy. There is a need for a system that can be estimated explicitly.

ユレダス法の特徴は、検測点が一点の地震波形から震源の情報が求める。この方法では、精度がやや低いこと、震源の深さが求まらないという課題がある。また、着未着法では、迅速性に優れており、2観測点以上のデータを用いて相当に高い精度で震源パラメータが求められるが、2個以上のデータの到達を待つ必要があること、推定解の精度が不明であることが課題である。 The feature of the Yuredas method is that the information on the epicenter is obtained from the seismic waveform at one inspection point. This method has a problem that the accuracy is slightly low and the depth of the epicenter cannot be obtained. In addition, the non-arrival method is excellent in quickness, and the epicenter parameter is calculated with considerably high accuracy using data of two or more observation points, but it is necessary to wait for arrival of two or more data, The problem is that the accuracy of the estimated solution is unknown.

また、着未着法により当初それほど多くない複数の観測データを用いて震源地決定を行う場合、同時に異なる地点で発生した地震があった時には、同一の地震に属する地震波と見なされ、推定パラメータに大きな誤差が入る可能性がある。
リアルタイムで伝達される震源要素を使って、特定の場所における地震危険度(地震波到達時間、地震の強度)を十分に早くかつ精確に推定し、人命あるいは当該の対象物の保全に供するためには、従来の方法では十分とは言えない場合があり、その改善の方法が求められている。
本発明では、これらの問題を解決する方法を提示する。すなわち、リアルタイム地震危険度予測方法の課題を解決し、実用性を向上させるため、次の2項を提供する。
1)震源情報の高精度・高速度決定の方法
2)ユーザー側でのリアルタイム高精度地震危険度推定の方法(以下「高度化着未着法」という)
In addition, when determining the epicenter using multiple observation data that are not so large at the beginning by the arrival and non-arrival method, if there are earthquakes occurring at different points at the same time, they are regarded as seismic waves belonging to the same earthquake, and the estimated parameters There may be a big error.
Using seismic source elements transmitted in real time to estimate the seismic risk (seismic wave arrival time, earthquake intensity) at a specific location sufficiently quickly and accurately, and to provide for the preservation of human life or the target object However, there are cases where the conventional method is not sufficient, and there is a need for an improvement method.
The present invention presents a method for solving these problems. That is, in order to solve the problem of the real-time earthquake risk prediction method and improve the practicality, the following two items are provided.
1) Method of high-precision / high-speed determination of epicenter information 2) Real-time high-accuracy earthquake risk estimation method on the user side (hereinafter referred to as “advanced landing / non-arrival method”)

本発明では、地震観測データ(観測網のデータと現地地震計データ)とリアルタイム震源情報を用いて、この課題を解決する方法を提示する。この目的を達成するため、本発明は、請求項1として、地震波観測データにより震源位置、震源強度、震源時刻を推定し危険度を予測するリアルタイム地震危険度予測方法であって、複数の観測点からの地震波観測データのうち速度VP のP波の地震波が検知された少なくとも1個以上の地震波観測データと前記地震波が検知されていない他の地震波観測データを用いて震源位置の推定を行う高度化着未着法と、ユレダス法あるいはその他の地震波観測データにより震源要素を求める方法とを、両結果の重みつき平均をするなどして組み合わせることにより、震源の位置を推定し、あるいはその信頼限界を求めることを特徴とし、地震観測網からの地震波観測データと、特定サイトあるいはその近傍に設置した現地地震計の観測データにより、請求項1記載の高度化着未着法の原理を応用して、震源又は震央位置、地震の規模(マグニチュード)、震源時刻の全て又は一部を推定しあるいは地震観測網からの震源情報を使って、特定サイトにおける危険度を求めることを特徴とする。 In the present invention, a method for solving this problem is presented using seismic observation data (observation network data and local seismometer data) and real-time source information. In order to achieve this object, the present invention provides, as claim 1, a real-time earthquake risk prediction method for predicting the risk by estimating the position, intensity, and time of the earthquake based on the seismic observation data, and a plurality of observation points altitude estimates of source position using the other seismic observation data the seismic and at least one or more seismic observation data seismic P-wave is detected velocity V P is not detected within the seismic observation data from Establishing the location of the epicenter by combining the non-acquisition method and the Uredas method or other seismic wave data acquisition methods such as weighted average of both results, or the confidence limit Based on seismic observation data from the seismic network and observation data from a local seismometer installed at or near a specific site. Applying the principle of advanced arrival and non-arrival method according to claim 1 to estimate all or part of the epicenter or epicenter position, earthquake magnitude (magnitude), and epicenter time, or using seismic source information from the seismic network And determining the risk level at a specific site.

本発明に係るリアルタイム地震危険度予測方法によれば、高度化着未着法によって一観測点データを用いて、震源要素を推定するとともにそれらの偏差を求めることにより、地震波が検知されてから迅速かつ、高精度で震源時刻および位置が求まる。さらにその精度を推定出来るので、地震危険度推定にあたり、信頼限界を知ることができる。また、ユレダス法と高度化着未着法による融合法によって、一つの観測データを用いて、高精度に震源の位置が、その信頼限界と共に決定できる。また、許容の値を基準として、ほぼ同時に2ケ所以上で観測された地震波が、同一の地震によるものであるか否かを判定することが可能である。また、現地地震計データと緊急地震速報を併用することで、遠地地震および直下型地震の場合に、高信頼度で任意の地点での地震危険度およびその信頼限界を推定でき、特定サイトの地震危険度を、高精度に推定することが可能であり、緊急地震速報の利活用に供される。 According to the real-time seismic risk prediction method according to the present invention, the seismic wave elements are estimated by using one observation point data by the advanced arrival and non-arrival method, and the deviations thereof are obtained so that the seismic wave can be quickly detected. In addition, the epicenter time and position can be obtained with high accuracy. Furthermore, since the accuracy can be estimated, it is possible to know the reliability limit in estimating the earthquake risk. In addition, the fusion method based on the Uredas method and the advanced arrival and non-arrival method can be used to determine the location of the epicenter with high confidence using one observation data. Moreover, it is possible to determine whether or not the seismic waves observed at two or more places almost simultaneously are due to the same earthquake with reference to the allowable value. In addition, by using local seismometer data and emergency earthquake early warning, it is possible to estimate the earthquake risk and its reliability limit at any point with high reliability in the case of far-field earthquakes and direct earthquakes. It is possible to estimate the degree of danger with high accuracy, and it will be used for emergency earthquake warning.

本発明に係る地震観測網を示す図である。It is a figure which shows the seismic observation network which concerns on this invention. 図1に示した地震観測網による地震波の説明図である。It is explanatory drawing of the seismic wave by the seismic observation network shown in FIG. 図2に示した地震波が一点で観測され時に、震源が存在できる範囲を求める方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of calculating | requiring the range in which an epicenter can exist when the seismic wave shown in FIG. 2 is observed by one point. 図2に示した地震波が一点(S0 )で観測され時に、震源が存在できる範囲を近似的に求める為に擬似的な観測点(S1 、S2 、S3 、S4 )による詳細な説明図である。When the seismic wave shown in FIG. 2 is observed at one point (S 0 ), in order to obtain approximately the range in which the epicenter can exist, the details by the pseudo observation points (S 1 , S 2 , S 3 , S 4 ) are detailed. It is explanatory drawing. 図4に示した近似観測点配置の場合の、震源存在領域推定の説明図である。It is explanatory drawing of a seismic center existing area estimation in the case of the approximate observation point arrangement | positioning shown in FIG. ユーザー側での地震危険度高精度推定方法についての詳細な説明図である。It is a detailed explanatory view about the earthquake risk high accuracy estimation method on the user side. 図6に示した地震危険度の予測値の評価方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the evaluation method of the predicted value of the earthquake risk shown in FIG. 地震の強度推定の評価グラフを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the evaluation graph of the strength estimation of an earthquake. 図8に示した地震強度推定の評価グラフの余裕時間に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the allowance time of the evaluation graph of earthquake intensity estimation shown in FIG.

以下に実施例1 〜4を示す。 Examples 1 to 4 are shown below.

図1は、本発明に係る地震観測網の例を示す図である。図1に例示するように、日本全国に観測点数Nの観測網が一定のレベルに整備されているとする。例として高感度地震観測網(Hi−net)や気象庁の津波地震早期検知システム、多機能型地震観測網を想定する。Hi−netでは、現在約800点の観測点がある。間隔は約20kmであるが、北海道と本州の間に津軽海峡があり、そこでは測点の密度は小さいなど観測点密度は一様ではない。又、海の測点数は、現在、若干であるに過ぎない。 FIG. 1 is a diagram showing an example of an earthquake observation network according to the present invention. As illustrated in FIG. 1, it is assumed that an observation network with N observation points is maintained at a certain level throughout Japan. As an example, a high-sensitivity earthquake observation network (Hi-net), a tsunami earthquake early detection system of the Japan Meteorological Agency, and a multi-function seismic observation network are assumed. Hi-net currently has about 800 observation points. The distance is about 20km, but there is a Tsugaru Strait between Hokkaido and Honshu, where the observation point density is not uniform. Also, the number of sea stations is currently only small.

地震観測データは連続的に一定時間幅(Hi−netでは1秒)のパケットで伝送されてくるので、図2に例示するように、パケット単位で地震の到達した測点の到着時間が読み取られ、震源パラメータ(位置、震源時)が推定される。又、振幅から地震の規模を示すマグニチュードが推定される。 Since the seismic observation data is continuously transmitted in packets of a certain time width (1 second in Hi-net), the arrival time of the station where the earthquake arrived is read in units of packets as illustrated in FIG. The epicenter parameters (location, epicenter) are estimated. Also, the magnitude indicating the magnitude of the earthquake is estimated from the amplitude.

この発明では、小数点のデータから、震源パラメータを推定する新たな方法を提示する。なお、パケット毎の伝送データの場合の取り扱いは、連続伝送の一つの特殊ケースとして扱えるので、ここでは連続的に伝送されているとする。 In the present invention, a new method for estimating the epicenter parameter from the decimal point data is presented. In addition, since the handling in the case of the transmission data for every packet can be handled as one special case of continuous transmission, it is assumed here that it is continuously transmitted.

地震波が検知された時刻をt1 、t2 、t3 、・・・tN とし、その測点をS1 、S2 、S3 、・・・SN する(図2)。Nは測点の数である。S1 、S2 、S3 、・・・の位置ベクトルを〈r1 〉、〈r2 〉、〈r3 〉、・・・とする。以下同様に、〈〉はベクトルを表す。簡単の為に観測点が水平地表面上にあると仮定し、座標系は3次元直角座標とする。水平面上にx、y軸をとり、鉛直上方にz軸の正方向をとる。 T 1 the time when seismic waves are detected, t 2, t 3, and · · · t N, the survey point S 1, S 2, S 3 , to · · · S N (Figure 2). N is the number of measurement points. The position vectors of S 1 , S 2 , S 3 ,... Are <r 1 >, <r 2 >, <r 3 >,. Similarly, <> represents a vector. For the sake of simplicity, it is assumed that the observation point is on the horizontal ground surface, and the coordinate system is a three-dimensional rectangular coordinate. The x and y axes are taken on the horizontal plane, and the positive direction of the z axis is taken vertically upward.

震源の位置を〈R〉、震源時をt0 とする。地震波の速度をP波に対してはVP 、S波に対してはVS とする。ここでは簡単のため一様媒質と仮定し、概ねVP を6km/s、VS を3.6km/sとする。
(1)1点検測(t1 ≦t<t2 )の場合
一定の基準で当該イベントが地震によるものと判定されたとする。この判定方法そのものが一つの重要な課題であるが、本稿では取り扱わない。時間がt1 から第2の観測点に検知される時刻t2 までの区間で震源のパラメータが、どのように推定されるかを調べる。任意の時刻t∈(t1 、t2 )では、震源位置ベクトルを〈R〉として以下の条件が成り立つ。
The location of the epicenter <R>, the time of the epicenter and t 0. The velocity of the seismic wave is V P for the P wave and V S for the S wave. Here, for simplicity, it is assumed that the medium is a uniform medium, and V P is approximately 6 km / s and V S is approximately 3.6 km / s.
(1) In the case of 1 inspection measurement (t 1 ≦ t <t 2 ) Assume that the event is determined to be due to an earthquake on a constant basis. This judgment method itself is an important issue, but it is not dealt with in this paper. It is examined how the parameters of the epicenter are estimated in the section from time t 1 to time t 2 detected at the second observation point. At an arbitrary time t∈ (t 1 , t 2 ), the following condition is satisfied with the epicenter position vector as <R>.

|〈R〉−〈r1 〉|/VP = (t1 −t0) (1−1)
|〈R〉−〈r2 〉|/VP > (t−t0) (1−2)
・・・・・・・・・・・・・・・・
|〈R〉−〈ri 〉|/VP > (t−t0) (1−i)
・・・・・・・・・・・・・・・・
式(1−1)、(1−i)から、
|〈R〉ー〈ri 〉|−|〈R〉−〈r1 〉|>Δt・VP (2)
t−t1 =Δt
2≦i≦N
となる。すなわち、測点Si と測点S1 を焦点とする双曲面Ci1の、測点S1 を内部に含む双曲面
| <R> − <r 1 > | / V P = (t 1 −t 0 ) (1-1)
| <R> − <r 2 > | / V P > (t−t 0 ) (1-2)
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
| <R> − <r i > | / V P > (t−t 0 ) (1-i)
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
From formulas (1-1) and (1-i),
| <R>-<r i > |-| <R>-<r 1 >|> Δt · V P (2)
t−t 1 = Δt
2 ≦ i ≦ N
It becomes. That is, the hyperboloid of the hyperboloid C i1 having the focus on the station S i and the station S 1 and including the station S 1 therein.

Figure 2010101903
Figure 2010101903

の内側に震源があることになる(図3参照)。ここで座標軸を、点Si とS1 を結ぶ線をxi 軸とし、それに直交して鉛直線上にz軸、さらに右手示になるようにyi 軸をとる。原点Oi は、点S1 と点Si を結ぶ線の中点とする。 There is an epicenter inside (see Figure 3). Here, the coordinate axis is the line connecting the points S i and S 1 as the x i axis, the z axis is perpendicular to the vertical line, and the y i axis is in the right hand direction. The origin O i is the midpoint of the line connecting the points S 1 and S i .

この場合、式(3) のa、bは、
|〈ri 〉−〈r1 〉|=2li1
a=VP ・Δt (4)
In this case, a and b in Equation (3) are
| <R i > − <r 1 > | = 2l i1
a = V P · Δt (4)

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。双曲面Ci1の当該片葉がx軸と交わる点の座標は、(−a、0、0)である。t=t1 の時にはa=0で、Ci1は平面(X=0)となり、震源が点S1 、Si の対称面(X=0)の点S1 側の領域(Di1)にあることが言える。任意の観測点Si に関しても、同じような制限が課されるので、震源の存在可能領域はDi1(i=2、・・・)の共通領域である角柱の内部にあることになる。この場合、深さに関しては、地震活動から知られる制限を使うことになる。Δtが大きくなると、Ci1はより鋭い曲面となり、点S1 に向かって移動すると共に収縮し、震源の存在できる領域Di1は小さくなる。 It becomes. The coordinates of the point where the one leaf of the hyperboloid C i1 intersects the x axis is (−a, 0, 0). In a = 0 when the t = t 1, C i1 is the plane (X = 0), and the seismic source is the point S 1, S i symmetry plane (X = 0) S 1 side of the region in terms of the (D i1) I can say that. Since the same restriction is imposed on any observation point S i , the seismic source possible region is inside the prism that is the common region of D i1 (i = 2,...). In this case, the limit known from seismic activity is used for depth. As Δt increases, C i1 becomes a sharper curved surface, moves toward the point S 1 and contracts, and the region D i1 in which the epicenter can exist decreases.

Figure 2010101903
Figure 2010101903

すなわち、震源位置〈R〉の推定精度が高くなる。
i1(t) (i=2、・・・、N)の共通領域をD1(t) とする、
That is, the estimation accuracy of the hypocenter position <R> is increased.
A common region of D i1 (t) (i = 2,..., N) is D 1 (t).

Figure 2010101903
Figure 2010101903

地震発生域をD(t) と考える。D(t) は鉛直方向には、地表面Z =0と、最大震源深度dm とで挟まれる領域で、水平方向は、地震発生帯で区切られるとして良い。従って全測点(i=2、・・・、N)の検測結果を使って、震源位置〈R〉の存在領域D1(t) は、 Consider the earthquake occurrence area as D (t) . D (t) in the vertical direction, the ground surface Z = 0, in a region sandwiched between the maximum focal depth d m, the horizontal direction may be to be separated by earthquake zones. Therefore, using the inspection results at all stations (i = 2,..., N), the existence region D 1 (t) of the hypocenter location <R> is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

と表され、 And

Figure 2010101903
Figure 2010101903

1(t) は、3次元の立体領域となる。D1(t) を実用的に必要な精度で推定するには、点S1 を囲み、最も小さな多角形をなす測点群、例えばN=4を考えれば十分である。時刻tにおける震源位置〈R〉(t) の推定値を、立方領域D1(t) の重心と定める。 D 1 (t) is a three-dimensional solid region. In order to estimate D 1 (t) with a practically necessary accuracy, it is sufficient to consider a station group surrounding the point S 1 and forming the smallest polygon, for example, N = 4. The estimated value of the hypocenter position <R> (t) at time t is defined as the center of gravity of the cubic region D 1 (t).

Figure 2010101903
Figure 2010101903

信頼限界〈σ〉=(σx 、σy 、σz )は、 The confidence limit <σ> = (σ x , σ y , σ z ) is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

と定めることができる。 Can be determined.

地震活動度の空間分布S(〈r〉) がわかっているとすれば、それに比例する重みを使って、より合理的な推定値を定義することもできる。 If the spatial distribution S (<r>) of seismic activity is known, a more reasonable estimate can be defined using a weight proportional to it.

Figure 2010101903
Figure 2010101903

信頼限界は、 The confidence limit is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

と定義できる。震源時t0 は、地震波速度が一定の場合には、
1 −t0 =|〈R〉−〈r1 〉|/VP
により求まり、層構造の場合には、走時表を使って求めることができる。
一方、読み取り誤差δt1 による震源位置推定誤差は以下のように見積られる。
Can be defined. Epicenter at the time t 0 is, in the case of a constant seismic wave velocity,
t 1 −t 0 = | <R> − <r 1 > | / V P
In the case of a layered structure, it can be obtained using a travel time table.
On the other hand, the hypocenter position estimation error due to the reading error δt 1 is estimated as follows.

式(8)において、

Figure 2010101903
1 →t1 +δt1
とする、 In equation (8),
Figure 2010101903
t 1 → t 1 + δt 1
And

いま、
1 + (t) =D(t|t1 +δt1
とすると、
δt1 >0
の時には、
Now
D 1 + (t) = D (t | t 1 + δt 1 )
Then,
δt 1 > 0
At the time of

Figure 2010101903
1 + (t) ⊂D1(t)
Figure 2010101903
D 1 + (t) ⊂D 1 (t)

となる。このときの震源位置の推定値を〈R〉+ (t) とすると、 It becomes. If the estimated value of the epicenter location at this time is <R> + (t),

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。〈R〉と〈R〉+ の差の絶対値で、読み取り誤差による推定誤差Δ〈R〉を定める、 It becomes. The absolute value of the difference between <R> and <R> + defines an estimation error Δ <R> due to reading error.

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。
(2)2点検測(t2 ≦t<t3 )の場合
tが大きくなり2番目の観測点S2 にも地震動が到達した後、3番目の点S3 に到達する前までの時間帯を対象にする。
It becomes.
(2) In the case of two inspection measurements (t 2 ≦ t <t 3 ), after t increases and the earthquake motion reaches the second observation point S 2 , the time period before reaching the third point S 3 To target.

この時間帯では、震源は、 During this time, the epicenter is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

なる曲面C12上にある。
推定値を求める前に、t=t2 で測点S2 にP波(初微動)が検出されたことの妥当性の検証を行う。点S2 がないとして、点S1 での検測、S3 、S4 ・・・では未到着であるとすると、震源の存在できる領域は
There is on the curved surface C 12 made.
Before obtaining the estimate, P-wave to the survey point S 2 in t = t 2 (first fine movement) is carried out to verify the validity of which has been detected. Assuming that there is no point S 2 , and inspection at point S 1 , S 3 , S 4.

Figure 2010101903
Figure 2010101903

であり、点S1 がないとして、点S2 のみの検測とした場合の震源の存在できる領域は、 Assuming that there is no point S 1 , the region where the epicenter can exist when only the point S 2 is inspected is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。 It becomes.

1 ′(t)とD2 ′(t)が共通集合をもたないとき、

Figure 2010101903
When D 1 ′ (t) and D 2 ′ (t) do not have a common set,
Figure 2010101903

この時には、S1 またはS2 のP波観測に誤りがあったことになる。どれが誤りであるかは不明である。 At this time, there is an error in the P wave observation of S 1 or S 2 . It is unclear which is wrong.

判定する方法として、地震動による粒子運動の方向と許容領域と測点との相対関係から予想される粒子運動面との整合性を調べることが考えられる。また、P波か否かについても、粒子運動の極性を使うことが出来る。なお、この粒子運動対照法の確実度を定量化しておくことも必要である。 As a determination method, it is conceivable to check the consistency of the particle motion surface predicted from the relative relationship between the direction of particle motion due to the earthquake motion and the allowable area and the measurement point. The polarity of particle motion can also be used for whether or not it is a P wave. It is also necessary to quantify the certainty of this particle motion control method.

1 ′(t)とD2 ′(t)が交わるとき、

Figure 2010101903
When D 1 ′ (t) and D 2 ′ (t) intersect,
Figure 2010101903

この場合には、震源の存在可能な領域が、 In this case, the region where the epicenter can exist is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

と推測される。震源位置の推定値としては、領域D12の重心と定める。また、信頼限界として、領域D12の広がりで定義する。
(3)3点検測の場合
前項2で述べた方法を順次拡張して行くことで、3点S1 、S2 、S3 検測の条件での、震源位置の推定ができる。3点以上になると条検測の妥当性の判定に多数決法も導入できる。
(4)データ収集が断続的に行われる場合
地震のデータが一定の時間Δtごとのフレーム伝送によって収集される場合には、任意の時間での決定ではなく、t=Δt、2Δt、3Δt・・・・・という時間ごとに決定することになるのみで、これまでの導き方に変更はない。
(5)簡便な計算法
実用に供するために簡易な計算の方法を呈示する。点S0 を囲む4つの測点からなる四辺形S1 ′S2 ′S3 ′S4 ′の近似長方形をS1 2 3 4 とする(図4参照)。図4は、平面図である。ここで近似長方形S0 とS1 のデータから、曲面C01の左葉のx軸負側に震源が制限される。C01を表現する式は、
It is guessed. The estimate of the hypocenter, defined as the center of gravity of the region D 12. Further, as confidence limits, defined by the spread of the region D 12.
(3) In the case of 3-inspection measurement The seismic center position can be estimated under the conditions of 3-point S 1 , S 2 , S 3 inspection by sequentially expanding the method described in the previous section 2. If the score is 3 or more, the majority method can be introduced to determine the validity of the inspection.
(4) When data collection is performed intermittently When earthquake data is collected by frame transmission at a fixed time Δt, t = Δt, 2Δt, 3Δt,. It will only be decided every time, and there is no change in the way it has been guided so far.
(5) Simple calculation method A simple calculation method is presented for practical use. An approximate rectangle of a quadrilateral S 1 ′ S 2 ′ S 3 ′ S 4 ′ composed of four measuring points surrounding the point S 0 is defined as S 1 S 2 S 3 S 4 (see FIG. 4). FIG. 4 is a plan view. Here, from the data of the approximate rectangles S 0 and S 1 , the epicenter is limited to the x-axis negative side of the left leaf of the curved surface C 01 . The expression expressing C 01 is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

また、C02を表現する式は、 The expression expressing C 02 is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。ここで、 It becomes. here,

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

二つの双曲面C01、C02のZ=0(地表)上の交点P+ 012 、P- 012 の座標を求める(図5 参照)。 Intersection P + 012 on the Z = 0 of the two hyperboloids C 01, C 02 (ground), P - Request 012 coordinates (see Figure 5).

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

但し、二つの解の内
−l02<X<l01
の方を選ぶ。式(18a)、(18b)から
However, of the two solutions −l 02 <X <l 01
Choose the one. From equations (18a) and (18b)

Figure 2010101903
Figure 2010101903

ここで、l01=l02の時には、X=0となる。又b=b′であるので、双曲面C01、C02は合同となる。この時は、C01、C02で囲まれる領域の重心のX方向はS0 のX座標と一致する。 Here, when l 01 = l 02 , X = 0. Since b = b ′, the hyperboloids C 01 and C 02 are congruent. At this time, the X direction of the center of gravity of the area surrounded by C 01 and C 02 coincides with the X coordinate of S 0 .

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

となる。他の解は、X<−l02でこれは使わない。式(18a)にX02を入れて求まるyの値を±Y02とする。XZ 面で対応する点は(X012 、−Y02)である。一般の場合には、式(19)の二つの解X1 、X2 (X1 <X2 )の内、X2 を使う。このX2 を式(18a)に代入して求められるyをY2 とする。この領域C0102重心のX座標をXとする。 It becomes. The other solution is X <-l 02 and this is not used. The value of y obtained by adding X 02 to the equation (18a) is defined as ± Y 02 . The corresponding point on the XZ plane is (X 012 , -Y 02 ). In the general case, X 2 is used among the two solutions X 1 and X 2 (X 1 <X 2 ) of the equation (19). Y obtained by substituting this X 2 into the equation (18a) is Y 2 . Let X be the X coordinate of the center of gravity of this region C 01 C 02 .

Figure 2010101903
Figure 2010101903

積分は台形公式(台形数3ー4個)で求める。範囲は、 Integral is calculated by the trapezoidal formula (number of trapezoids 3-4). The range is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

同じようにS3 、S4 に対する曲面C0304から決まる領域C0304の重心のY座標をY(m) とする。 Similarly, the Y coordinate of the center of gravity of the region C 03 C 04 determined from the curved surface C 03 C 04 for S 3 and S 4 is defined as Y (m) .

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

(X(m) 、Y(m) )を領域C01020304の重心の水平方向の座標と近似できる。
(m) については、
(X (m) , Y (m) ) can be approximated to the horizontal coordinate of the center of gravity of the region C 01 C 02 C 03 C 04 .
For Z (m)

Figure 2010101903
Figure 2010101903

Figure 2010101903
Figure 2010101903

として、絶対値の小さい方をZ(m) とする。 The smaller absolute value is Z (m) .

Figure 2010101903
Figure 2010101903

小さい値を与える領域をC0i0(i+1)とすると、この間の最深点座標がY0i(i+1) であり、Z の範囲を If a region giving a small value is C 0i C 0 (i + 1) , the deepest point coordinate between them is Y 0i (i + 1) , and the range of Z is

Figure 2010101903
Figure 2010101903

とすることが出来る。Y0i(i+1) が地震活動度深度hSを越えるときは、不定扱いとする。
(6)境界点の場合
点S0 の周囲点4つの内1つまたは2つが欠けている場合である。この時には欠けた点の方向での震源の存在領域の制限に当たっては、地震活動から知られる範囲の知識を使う。以上のように、震源位置の最大値および、分散を求めることで、一観測点データによる、震源時刻および位置が求まる(高度化着未着法)。その結果、リアルタイム地震危険度の予測の高速度・高精度化が可能となる。
It can be. When Y 0i (i + 1) exceeds the seismic activity depth hS, it is treated as indefinite.
(6) Case of boundary point This is a case where one or two of the four surrounding points of the point S 0 are missing. At this time, in order to limit the existence area of the epicenter in the direction of the missing point, knowledge within the range known from the seismic activity is used. As described above, by obtaining the maximum value and variance of the epicenter position, the time and position of the epicenter from one observation point data can be obtained (advanced landing method). As a result, real-time earthquake risk can be predicted at high speed and high accuracy.

ユレダス法と高度化着未着法のハイブリッド(融合)法による一つの観測データを用いた震源パラメータの推定方法を説明する。ユレダス法では、地震波の震央到達方向θと、震央距離Δが求まる。これ等の推定誤差をdθ,dΔとする。これから計算される震源の位置を〈Ru 〉、確率分布をProb(〈Ru 〉)とする。一方、高度化着未着法による震源の推定位置を〈Ra 〉とし、確率分布をProb(〈Ra 〉)とする。なお、この分布は、ユレダス法では、測定におけるデータのS/N(信号対雑音)比などによって決まり、少数着未着法では、主として観測点数および、場所の関数となる。
ハイブリット法では、ユレダス法と高度化着未着法との結果を重みつき平均で推定する。すなわち、
〈Rh 〉 =λ〈Ra 〉+(1 −λ)〈Ru 〉 (26)
ここで、正数λは、両方法に対する重みであり、確率分布から求められる値である。
ユレダス法と高度化着未着法との確率分布の分散を、それぞれΔu ,ΔA とすると、重みλを、例えば、以下のように定める。
λ=Δu -1/(Δu -1+ΔA -1) (27)
震源時間についても、同様な方法で推定する。
以上説明したように、ユレダス法と高度化着未着法によるハイブリッド法によって、一つの観測データを用いて、高精度に震源の位置が決定できる。
The hypocenter parameter estimation method using one observation data by the hybrid (fusion) method of the Yuredas method and the advanced non-arrival method will be explained. In the Yuredas method, the epicenter arrival direction θ of the seismic wave and the epicenter distance Δ are obtained. These estimation errors are defined as dθ and dΔ. The hypocenter position calculated from now is <R u >, and the probability distribution is Prob (<R u >). On the other hand, the estimated location of the hypocenter by the advanced arrival and non-arrival method is <R a >, and the probability distribution is Prob (<R a >). This distribution is determined by the S / N (signal-to-noise) ratio of the data in the measurement in the Uredas method, and is mainly a function of the number of observation points and the location in the non-arrival method.
In the hybrid method, the results of the Uredas method and the advanced arrival / absence method are estimated by a weighted average. That is,
<R h > = λ <R a > + (1−λ) <R u > (26)
Here, the positive number λ is a weight for both methods and is a value obtained from the probability distribution.
Assuming that the variances of the probability distributions of the Uredas method and the advanced non-arrival method are Δ u and Δ A , the weight λ is determined as follows, for example.
λ = Δ u −1 / (Δ u −1 + Δ A −1 ) (27)
The hypocenter time is estimated in the same way.
As described above, the location of the epicenter can be determined with high accuracy using a single observation data by the hybrid method based on the Uredas method and the advanced arrival and non-arrival method.

次に、同一の地震によるものであるか否かの判定方法について説明する。
高度化着未着法では、二つ以上の観測データまたは、通常の地震観測では、3点以上の地震観測であるから、その際、データが同一の地震に対応するか否かを、確かめておくことが必要となる。ここでは、その方法を提示する。
同一の地震によるものであるか否かの判定は、第1の実施形態、あるいは第2の実施形態の方法を、地震波を新たな観測点で検知する度に行う。すなわち、第一の測点データによる震源位置、震源時間を(〈R1 〉,t01)、第二の測点による震源位置、時間を(〈R2 〉,t02)とする。二つのベクトルの差を
|Δ〈R〉|=|〈R1 〉−〈R2 〉|+VP |t01−t02| (28)
と定め、許容の値|Δ〈R〉|s と比較して、
|Δ〈R〉|≦|Δ〈R〉|s ;のときに同一地震 (29a)
|Δ〈R〉|>|Δ〈R〉|s ;のときに異なる地震 (29b)
と判定する。|ΔR|s は、それぞれの方法による誤差を基準として、式(28)にならって、決めるものとする。統計的検定(帰無仮説)を行って判定してもよい。
3点以上になったときは、多数法を占めるグループに入るか否かを判定する。
以上説明したように、許容の値|ΔR|s を基準として、ほぼ同時に2ケ所で検測された、同一の地震によるものであるか否かを判定することが可能である。
Next, a method for determining whether or not they are caused by the same earthquake will be described.
In the advanced arrival and non-arrival method, there are two or more observation data, or in ordinary earthquake observations, there are three or more earthquake observations. At that time, check whether the data corresponds to the same earthquake. It is necessary to keep it. Here, the method is presented.
The determination as to whether or not they are caused by the same earthquake is performed each time the seismic wave is detected at a new observation point by the method of the first embodiment or the second embodiment. That is, the location and time of the epicenter by the first station data are (<R 1 >, t 01 ), and the location and time of the seismic center by the second station are (<R 2 >, t 02 ). The difference between the two vectors is expressed as | Δ <R> | = | <R 1 > − <R 2 > | + V P | t 01 −t 02 | (28)
Compared with the allowable value | Δ <R> | s ,
| Δ <R> | ≦ | Δ <R> | s ; the same earthquake (29a)
| Δ <R>|> | Δ <R> | s ; different earthquakes (29b)
Is determined. It is assumed that | ΔR | s is determined according to the equation (28) with the error by each method as a reference. The determination may be made by performing a statistical test (null hypothesis).
When the score is 3 or more, it is determined whether or not the group occupies the majority method.
As described above, it is possible to determine whether or not they are caused by the same earthquake, which was measured at two locations almost at the same time, using the allowable value | ΔR | s as a reference.

次に、リアルタイムで特定サイトの地震危険度を推定する方法を説明する。
4.1危険度推定方法
図6は、危険度推定方法の説明図である。図6に示す例では、地震の震央S(符号1)とユーザーU(符号6(U))が、ある程度離れている場合(観測網の平均的間隔をLとして、3L〜4L)について説明する。
Next, a method for estimating the earthquake risk of a specific site in real time will be described.
4.1 Risk Level Estimation Method FIG. 6 is an explanatory diagram of a risk level estimation method. In the example shown in FIG. 6, the case where the epicenter S of the earthquake (reference numeral 1) and the user U (reference numeral 6 (U)) are separated to some extent (3L to 4L, where L is the average interval of the observation network) will be described. .

ある防災緊急対応を行うのに必要な最小時間をTa (allowed time)とし、準備に要する時間をTP (preparatory time)とする。Ta はほぼ1〜数秒、TP は10秒前後と考えてよい。というよりこのような特性を有する機器がリアルタイム地震情報の活用に適すると思われる。ユーザーは、主要動の到達前T a に緊急制御を行い、TP より前に予備操作を開始する。予備操作は何段階かに分かれていても良い。但し、直近で地震が発生する場合には、到達前情報が、最小時間Ta より小さいことがあることに注意するべきである。このような場合には、ユーザーサイド(特定サイト)の地震計データを参照し緊急処置を取ることとなる。
以下、処理方法を説明する。但し全ての観測データが融合して扱える場合を例としてあげるが、ユーザーサイドの地震計データが独立に扱う必要がある時も、ほぼ同様な考え方で処理できる。
Let T a (allowed time) be the minimum time required to perform a certain emergency disaster response, and T P (preparatory time) be the time required for preparation. It can be considered that T a is approximately 1 to several seconds and T P is approximately 10 seconds. Rather, it seems that devices with such characteristics are suitable for using real-time earthquake information. The user performs an emergency control to reach before T a major movement, to start a preliminary operation prior to the T P. The preliminary operation may be divided into several stages. However, if an earthquake occurs most recently, before reaching the information, it should be noted that there is less than a minimum time T a. In such a case, emergency measures are taken with reference to seismometer data on the user side (specific site).
The processing method will be described below. However, a case where all the observation data can be handled in combination is given as an example, but when seismometer data on the user side needs to be handled independently, it can be processed with almost the same concept.

図7は、危険度(震源値、時間)の算定アルゴリズムを示す図である。図7に示すように、観測データ、震源情報が逐次送達されてくるものとする。ユーザーゾーン(注意ゾーンPz 、動作ゾーンRz )にあるデータをユーザー領域データD(u)として、以下、図7の危険度(震源値、時間)の算定アルゴリズムを4種類(A〜D)について説明する。なお、それがネットワークのものであることもあり、又ユーザーサイドのものであることもあるが、マージされているものとする。こうすることによって公用のデータと、ユーザーの固有のデータを統一的に活用できる。
A.センターからi番目の震源情報Pi が出されたとする。その確度がProb(Pi )である。その時の危険度(地震強度、余裕時間)を算定する。それらをまとめてRi とし、確立分布をProb(Ri )とする。
FIG. 7 is a diagram showing an algorithm for calculating the degree of risk (seismic source value, time). As shown in FIG. 7, it is assumed that observation data and epicenter information are delivered sequentially. The data in the user zone (attention zone P z , operation zone R z ) is assumed to be user area data D (u), and the calculation algorithms for risk (seismic value, time) in FIG. Will be described. It may be a network or user side, but it is assumed that it has been merged. In this way, public data and user-specific data can be used in a unified manner.
A. Assume that the i-th epicenter information P i is issued from the center. The accuracy is Prob (P i ). The risk level (earthquake intensity, margin time) at that time is calculated. These are collectively referred to as R i , and the probability distribution is referred to as Prob (R i ).

B.P波がPz に到達する予定の時刻まで:
発信される情報のチェックを送信側のアルゴリズムと独立な算出方法で行う。すなわち、広域データD(r)とユーザー領域データD(u)を使って、推定震源パラメーターの妥当性を検定する。
(1)変更が必要でないとき:
このときは、確かにまだP波がPz に到達していないとして良いので、準備的行動を取るか否か待機する体制となる。但し、安全サイドを重視する場合では、準備的行動を取る選択もある。
(2)変更が必要となったとき:
P波が既にPz に到達しているか、または当該地震以外の原因で当該測点にトリガーがかかったことになる。当該トリガーが妥当であるか否かを次の方法で判定する。
(1) 近傍の測点に既に地震P波が到達しているか否か
(2) 予想される地震強度か否か
(3) 見かけ速度に矛盾がないか
(4) 波形データが有る場合に質点の運動方向が震源方向と矛盾がないか
B. Until the time when the P wave is scheduled to reach P z :
The transmitted information is checked by a calculation method independent of the algorithm on the transmission side. That is, the validity of the estimated hypocenter parameter is verified using the wide area data D (r) and the user area data D (u).
(1) When no change is required:
At this time, it is certainly assumed that the P wave has not yet reached P z , and therefore a system for waiting whether or not to take a preparatory action is established. However, if the safety side is important, there is an option to take preparatory actions.
(2) When changes are necessary:
The P wave has already reached P z or the station has been triggered for a reason other than the earthquake. Whether or not the trigger is valid is determined by the following method.
(1) Whether or not an earthquake P wave has already reached a nearby station
(2) Whether the earthquake intensity is expected
(3) Is there any contradiction in apparent speed?
(4) If there is waveform data, is the motion direction of the mass point consistent with the epicenter direction?

C.P波がPz に入った時:
パラメータをチェック、補正する(例えば、特許第3755131号公報参照)。なお、特許第3755131号公報では、ユーザ側のデータを用いて補正するとしているが、本発明ではユーザー側と広域観測データとを統一的に扱ってより正しい補正を期す。前提として、測定条件を把握しておく必要がある。
(a)観測が正しく行われているか否か。
(b)バックグランドノイズレベルの特性を常時調べる。
この上で、P波がPz に入ったことの真偽を検定し、その確度を求める。予め定めた確度の、閾値以上で真であるとすれば、P波がPz に入ったことと判定する。
C. When P wave enters Pz :
The parameter is checked and corrected (see, for example, Japanese Patent No. 3755131). In Japanese Patent No. 3755131, correction is made using data on the user side. However, in the present invention, the user side and the wide-area observation data are handled in a unified manner and more correct correction is expected. As a premise, it is necessary to grasp the measurement conditions.
(A) Whether the observation is performed correctly.
(B) Always examine the characteristics of the background noise level.
On this basis, the authenticity of the fact that the P wave has entered Pz is tested, and the accuracy is obtained. If it is true that the predetermined accuracy is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the P wave has entered Pz .

(c−1)Pz 内一点検測のとき:
推定P波振幅との比較:
推定値との整合性が真と判定されれば、この検測を真とする。偽となった場合には、Pz に検測されたイベントと、当該地震は、同一でないとする。
(C-1) At the first inspection in Pz :
Comparison with estimated P-wave amplitude:
If the consistency with the estimated value is determined to be true, this inspection is determined to be true. If it is false, the event detected at Pz and the earthquake are not the same.

(c−2)Pz 内2点検測のとき:
(1) 推定P波振幅との比較
(2) 前述の整合性の判定
これらの判定を双方とも使って総合的に行う。(c−1)の場合と同様に、イベントの同一性がないと判定された場合には、別扱いとなる。Pz 内の地震データから求められる危険度Ri が一定の閾値以上なら準備操作信号を出す。この操作は、補正震源パラメータを用いて、P波が動作ゾーンRz に入ると思われる時間まで行う。
(C-2) During 2 inspections within Pz :
(1) Comparison with estimated P wave amplitude
(2) Judgment of consistency as described above Comprehensive using both of these judgments. As in the case of (c-1), when it is determined that there is no event identity, it is handled differently. Risk R i obtained from the seismic data in the P z issues a prepare operation signal if more than a predetermined threshold value. This operation is performed up to the time when the P-wave is expected to enter the operating zone R z using the corrected source parameters.

(c−3)別イベントの時:
同時に2つ以上の地震が発生したことになる。Pz 内の地震データのみを用い、先に提示した少数データによる震源パラメータの推定を行なって、危険度Ri が一定の閾値以上なら余裕時間を勘案して、準備操作信号単独または緊急制御も殆ど同時に出す。
(C-3) At another event:
Two or more earthquakes occurred at the same time. Using only the earthquake data in Pz and estimating the hypocenter parameters using the small number of data presented earlier, if the risk R i is greater than a certain threshold, the allowance time is taken into account, and the preparation operation signal alone or emergency control is possible. Almost at the same time.

D.P波が危険領域Rz (図6の7)に入った後:
z 内の二つ以上測点で検知され、地震危険度及び確度が一定レベル以上の時には、制御開始信号を出す。
以上、方法A〜DをS波がRz に到達するまで繰り返す。
4.2ユーザーサイドの地震観測網
以上の結果を用いて、ユーザー地点Uに当該施設があり、この施設を地震から守るための地震観測網を設計する。ユーザー地点からRz までの距離をρr ,Pz までの距離をρp とする。警戒時間をTr ,準備時間をTp とすると、
ρr =Vs ×Tr (30a )
ρp =Vs ×Tp (30b )
と定める。
大体の値は、Vs =3.6 km/s、Tr =1sとして、ρr は3.1kmとなる。
そして、Pz に一定の地震計を配置して、公式発表データの検証を行うこととする。地震計Uを中心とする円形にかつ、方位角θで均等に並べるとする。正n角形の頂点に配置すると、
ρr /ρr ′=cosθ (31)
θ=2π/n
となる。
たとえば、θ=60°とすると、n=6、ρr /ρp =1/2となり、ρp ≒7.2kmとなり、ほぼ合理的な距離に設置できる。ちなみに、n=4 では、ρp =∞と、ほとんど非実用的な距離になる。
このようにすると、任意の到来方向の地震到来に対して、少なくとも2点でのデータを使用して準備操作ができる。この場合の1点検測による予備時間Tp (1) は、
√3 /2sec≦Tp (1) ≦1sec
また、2点検測による準備時間Tp (2) は、
0≦Tp (2) ≦√3 /2sec
の範囲となる。
さらに、Tp (2) をTp ′としたい場合には、Δρr =Tp ′×Vs だけ広げる。これに応じて、ρp はΔ2ρr だけ大きくする。なお、対象をシナリオ地震に限る場合には、当該地震の方向をカバーすればよいので、その分、必要な地震計の数は少なくなる。
D. After the P-wave enters the danger zone R z (7 in Fig. 6):
When two or more stations within Rz are detected and the seismic risk and accuracy are above a certain level, a control start signal is issued.
The methods A to D are repeated until the S wave reaches Rz .
4.2 Using the result of the seismic observation network on the user side, the facility is located at the user point U, and an earthquake observation network is designed to protect this facility from earthquakes. The distance from the user point to R z is ρ r , and the distance to P z is ρ p . If the watch time is T r and the preparation time is T p ,
ρ r = V s × T r (30a)
ρ p = V s × T p (30b)
It is determined.
Approximate values are V s = 3.6 km / s, T r = 1s, and ρ r is 3.1 km.
Then, a certain seismometer is arranged at P z and the official announcement data is verified. It is assumed that they are arranged in a circle centered on the seismometer U and evenly at an azimuth angle θ. When placed at the apex of a regular n-gon,
ρ r / ρ r ′ = cos θ (31)
θ = 2π / n
It becomes.
For example, when θ = 60 °, n = 6, ρ r / ρ p = 1/2, and ρ p ≈7.2 km, so that it can be installed at a substantially reasonable distance. Incidentally, when n = 4, ρ p = ∞, which is an almost impractical distance.
In this way, a preparatory operation can be performed using data at at least two points for an earthquake arrival in any direction of arrival. In this case, the preliminary time T p (1) for one inspection measurement is
√3 / 2sec ≦ T p (1) ≦ 1sec
In addition, the preparation time T p (2) by two inspection measurements is
0 ≦ T p (2) ≦ √3 / 2sec
It becomes the range.
Further, when T p (2) is desired to be T p ′, it is increased by Δρ r = T p ′ × V s . Accordingly, ρ p is increased by Δ2ρ r . Note that when the target is limited to scenario earthquakes, it is only necessary to cover the direction of the earthquake, so the number of necessary seismometers is reduced accordingly.

4.3地震危険度推定値の評価
推定値が妥当か否かの判定が必要になることが多い。それの基本となる考え方を説明する。図8は、地震の強度(通常は計測震度が使われるが、対象に応じて、パラメータが選択される)の推定の評価グラフを示す。図8に示す例では、計測震度を使っている。先の広いロート状の領域(Oabcd)が合格の範囲としている。被害発生最小震度It m 以下の震度では、被害が無いという結果になればよいので、推定値がOABCのなかに入れば合格と言うことになるが、最大無被害震度などは、対象によって異なること、被害が震度に依存することを考慮すれば、先の広いロート状の領域を合格範囲とする合理性はあるであろう。一方、図9は、地震危険度の予測値の評価グラフのうち、地震危険度Rの今ひとつの指標である余裕時間に関するものである。緊急防災対応を行うのに必要な最小時間(Tr )、準備行動を取るのに必要な時間(Tp )を使って、余裕時間の合否範囲の例を示している。
4.3 Evaluation of earthquake risk estimate It is often necessary to determine whether or not the estimated estimate is valid. Explain the basic idea. FIG. 8 shows an evaluation graph for estimating the intensity of an earthquake (usually measured seismic intensity is used, but parameters are selected depending on the object). In the example shown in FIG. 8, the measured seismic intensity is used. The wide funnel-shaped area (Oabcd) is the acceptable range. If the seismic intensity is less than the damage occurrence minimum seismic intensity I t m , it should be a result that there is no damage, so if the estimated value is in OABC, it will be said to pass, but the maximum undamaged seismic intensity varies depending on the target Considering that the damage depends on the seismic intensity, there is a reasonable reason for accepting the wide funnel area. On the other hand, FIG. 9 relates to a margin time which is another index of the earthquake risk R in the evaluation graph of the predicted value of the earthquake risk. The example of the pass / fail range of the surplus time is shown by using the minimum time (T r ) necessary for performing emergency disaster prevention and the time (T p ) necessary for taking preparatory actions.

正しい到達時間をT(t) とし、推定値をT(e) 、誤差をΔTとすると、
(e) =T(t) +ΔT (32)
となり、場合として3つが考えられる。
1)Tr ≧T(t)
この場合には、主要動が到達するまでに終えたい操作を時間内に完了させることが出来ない。この場合には、対処として、対象システムの特性にあわせて、何も行わない、あるいは、完了しないまでも、制御を開始することが選択される。
2)Tp ≧T(t) ≧Tr
このケースでは、準備操作には間に合わないが、緊急操作を行うには、時間の余裕が有ることになる。推定の結果が閾値以上で有れば、緊急対応操作を行う。
3)T(t) ≧Tp
このケースでは、準備操作も行える。推定の結果がそれぞれ閾値以上で有れば、準備操作および緊急対応操作を行う。
以上説明したように、入力された震源情報をリアルタイムに処理して、特定サイトの地震危険度を推定することが可能である。
If T (t) is the correct arrival time, T ( e) is the estimated value, and ΔT is the error,
T (e) = T (t) + ΔT (32)
There are three possible cases.
1) T r ≧ T (t)
In this case, the operation that the user wants to complete before the main motion arrives cannot be completed in time. In this case, as a countermeasure, in accordance with the characteristics of the target system, it is selected to start control even if nothing is done or it is not completed.
2) T p ≧ T (t) ≧ T r :
In this case, it is not in time for the preparation operation, but there is time to perform the emergency operation. If the estimation result is equal to or greater than the threshold value, an emergency response operation is performed.
3) T (t) ≧ T p
In this case, preparation operations can also be performed. If the estimation results are each equal to or greater than the threshold value, the preparation operation and the emergency response operation are performed.
As described above, it is possible to estimate the earthquake risk of a specific site by processing the input source information in real time.

1…震央、2〜5…震央近傍の地震波観測点、6(u)…ユーザーの場所、7…緊急指令を出す時点の主要動の波面の包絡線(Rz )、8…準備指令を出す時点の主要動の波面の包絡線(Oz )、10〜15…ユーザー近傍の地震波観測点、21…地震波観測点(最初の地震波到達点)、22…ある時間の地震波が最初の観測点21に到達した時の波面の位置、23〜32…地震波が未到達の観測点 1 ... epicenter, 2 to 5 ... seismic observation point in the vicinity of the epicenter, 6 (u) ... user location, 7 ... envelope of wavefront of main motion at the time of issuing an emergency command (R z ), 8 ... issue a preparation command Envelope (O z ) of the wave front of the main motion at the time point, 10 to 15 ... seismic observation point near the user, 21 ... seismic observation point (first seismic wave arrival point), 22 ... first time seismic wave is the first observation point 21 Position of wave front when it reaches, 23-32 ... observation point where the seismic wave has not yet reached

Claims (2)

地震波観測データにより震源位置、震源強度、震源時刻を推定し危険度を予測するリアルタイム地震危険度予測方法であって、
複数の観測点からの地震波観測データのうち速度VP のP波の地震波が検知された少なくとも1個以上の地震波観測データと前記地震波が検知されていない他の地震波観測データを用いて震源位置の推定を行う高度化着未着法と、ユレダス法あるいはその他の地震波観測データにより震源要素を求める方法とを、両結果の重みつき平均をするなどして組み合わせることにより、震源の位置を推定し、あるいはその信頼限界を求めることを特徴とするリアルタイム地震危険度予測方法。
A real-time earthquake risk prediction method that estimates the location, intensity, and time of earthquakes based on seismic observation data,
Of the seismic wave observation data from a plurality of observation points, using at least one seismic wave observation data in which a P wave of velocity V P is detected and other seismic wave observation data in which the seismic wave is not detected, Estimate the location of the epicenter by combining the advanced arrival and arrival method for estimation and the method of obtaining the epicenter element from the Uredas method or other seismic wave observation data by weighted averaging of both results, etc. Alternatively, a real-time seismic risk prediction method characterized by obtaining the reliability limit.
地震観測網からの地震波観測データと、特定サイトあるいはその近傍に設置した現地地震計の観測データにより、請求項1記載の高度化着未着法の原理を応用して、震源又は震央位置、地震の規模(マグニチュード)、震源時刻の全て又は一部を推定しあるいは地震観測網からの震源情報を使って、特定サイトにおける危険度を求めることを特徴とするリアルタイム地震危険度予測方法。 Based on the seismic observation data from the seismic observation network and the observation data of the local seismometer installed at or near a specific site, the principle of the advanced arrival and arrival method described in claim 1 is applied, and the epicenter or epicenter location, earthquake A real-time earthquake risk prediction method characterized by estimating all or part of the magnitude (magnitude) of the earthquake, the time of the epicenter, or using the epicenter information from the seismic observation network to determine the risk at a specific site.
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