JP2011058924A - 爆発発生源推定装置及び方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】爆発の発生源を精度よく推定すること。
【解決手段】爆発が発生し、観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測する場合に、爆発雲の状態に基づいて爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定装置１０であって、観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定部１と、爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力部２と、爆発雲の垂直方向の最大高さと、爆発位置の標高と、爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定部３とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、爆発発生源推定装置及び方法並びにプログラムに関するものである。

従来、事故や攻撃等により有害物質が放出された場合には、有害物質の拡散範囲や拡散濃度を予測し、有害物質による影響を受ける地域を予測する拡散状況予測システムが知られている。この拡散状況予測システムにおいては、まず、気象ＧＰＶ（Grid Point Value）データやＡＭＥＤＡＳ等の気象観測データに基づいて、大気現象を解析する偏微分方程式を演算することにより、事故発生（例えば、核物質の外部放出）時点から所定時間先の時点までの演算期間に渡り、一定時間間隔で多数の評価地点の気体状況（風向、風速等）を求め、この気体状況に基づいて、事故源から放出された物質の拡散状況を予測している。
特許文献１には、原子力施設の運転情報に基づいて起因事象を同定し、同定した起因事象に基づいて事象進展の推論が決定されると、この推論結果に基づいて被ばく予測を行う技術が開示されている。

特開２００３−２１５２４６号公報

ところで、拡散状況予測システムによって事故源から放出される物質の拡散状況を予測する場合には、観測者が入力する爆発位置や爆発規模の情報に基づいて被害予測を行っている。例えば、各種原子力施設等の事故による拡散状況を予測するには、各種原子力施設等の設置されている位置と、爆発規模の情報が観測者によって入力される。また、予測することのできない任意の地点においてテロ等による爆発が発生した場合には、観測者が観測した爆発地点の緯度経度や爆発規模の情報を入力し、入力された爆発地点や爆発規模の情報に基づいて拡散状況を予測している。

しかしながら、観測者が入力する爆発地点や爆発規模の情報は、入力を行う観測者の主観に依存し、かつ、発生源の客観的な推定手法がないため、拡散状況を精度よく予測することができないという問題があった。
また、上記特許文献１では、原子力施設の運転情報に基づく予測方法であり、爆発等が発生した地点や規模を推定することができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、爆発を伴う発生源の状況を精度よく推定することのできる爆発発生源推定装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、爆発が発生し、観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測する場合に、該爆発雲の状態に基づいて爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定装置であって、観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定手段と、爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力手段と、爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定手段と、を具備する爆発発生源推定装置を提供する。

このような構成によれば、観測地点から観測される爆発雲までの観測距離と方角とから地図上における爆発位置が推定され、爆発雲の水平方向の最大幅及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、観測距離とに応じて爆発規模が推定される。また、爆発雲の垂直方向の最大高さと、推定された爆発位置の標高と、推定された爆発規模とに基づいて、爆発発生源の爆発高度が推定される。

このように、観測地点から観測される爆発雲の状態に応じて爆発位置の情報と爆発規模の情報とが推定されるので、精度よく爆発位置と爆発規模が推定される。さらに、これら精度よく求められた爆発位置と爆発規模に基づいて爆発高度を推定するので、爆発高度を精度よく求めることができる。爆発高度が精度よく求まると、例えば、物質拡散状況予測システムにおいて拡散状況を予測する場合には、拡散物質を被る被害者数を精度よく求めることができるようになる。また、爆発高度に応じて汚染の度合いが異なる（例えば、地上付近での爆発ほど地上での汚染被害が大きくなる）ので、爆発高度を精度よく推定することが重要である。

上記爆発発生源推定装置の前記爆発高度推定手段は、観測地点において、爆発雲の頂上部の仰角と前記観測距離とに基づいて、爆発雲の垂直方向の前記最大高さを算出することとしてもよい。
例えば、観測距離と仰角の正接とを乗算することによって、爆発雲の垂直方向の最大高さを算出する。これにより、爆発雲の垂直方向の最大高さを簡便に算出することができる。

上記爆発発生源推定装置の観測地点から撮像された画像に基づいて、前記観測距離、爆発雲の水平方向の前記最大幅、及び爆発雲の垂直方向の前記最大高さを推定することとしてもよい。
例えば、観測地点から撮像された画像の輝度に応じて画像内の爆発雲を識別すれば、観測者による目視によって爆発雲の状態を推定するよりも精度よく爆発雲の状態を推定することができる。これにより、爆発高度を精度よく出力することができる。

上記爆発発生源推定装置の前記爆発位置推定手段は、観測地点において、爆発発生時の閃光が検出されてから爆発音が検出されるまでの期間に基づいて前記観測距離を算出することが好ましい。
例えば、観測地点において、爆発発生時の閃光と、閃光が検出されてから爆発音が到達するまでの時間とが検出できた場合、閃光を検出してから爆発音が到達するまでの時間と音速とを乗算することによって観測距離を算出するので、簡便に観測距離を算出することができる。

上記爆発発生源推定装置の前記爆発規模出力手段は、前記観測距離と、前記雲幅角度と、前記爆発規模とを対応付けた推定マップを具備し、前記観測距離及び前記雲幅角度が入力された場合には、該入力された情報に対応付けられる前記爆発規模を前記推定マップから読み出し、推定される爆発規模として出力することとしてもよい。
観測距離と雲幅角度と爆発規模とが規定される推定マップに基づいて、推定される爆発規模が出力されるので、観測距離と雲幅角度とに応じて推定される爆発規模を、容易に出力することができる。

上記爆発発生源推定装置の前記爆発規模出力手段は、前記観測距離と、爆発雲の水平方向の前記最大幅と、爆発規模とを対応付けた推定マップを具備し、前記観測距離及び爆発雲の水平方向の前記最大幅が入力された場合には、該入力された情報に対応付けられる前記爆発規模を前記推定マップから読み出し、推定される爆発規模として出力することとしてもよい。
観測距離と爆発雲の水平方向の最大幅と爆発規模とが規定される推定マップに基づいて、推定される爆発規模が出力されるので、観測距離と爆発雲の水平方向の最大幅とに応じて推定される爆発規模を、容易に出力することができる。

上記爆発発生源推定装置の爆発高度推定手段は、原子雲の上昇から地上への下降までの過程を予測する原子雲上昇モデルに基づいて、発生源の爆発高度を推定することとしてもよい。
原子雲上昇モデルに基づいて爆発高度を推定するので、爆発雲の仰角、爆発地点における標高、爆発規模に基づいて簡便に爆発高度を算出することができる。

上記爆発発生源推定装置の爆発高度推定手段は、前記爆発高度を固定値にすることとしてもよい。
爆発高度を固定値にすることによって、爆発雲の頂上部との仰角、及び爆発高度を算出するためのモデル式が不要となる。固定値は、例えば、０メートル（地上爆発）のみの単一の値としてもよいし、または、０メートル（地上爆発）と５００メートル（上空爆発）との切り替え可能な複数の値としてもよい。

上記爆発発生源推定装置において、観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測した情報を観測情報とし、該爆発雲の前記観測情報に基づいて爆発の発生源に関して推定された情報を推定結果とした場合に、複数の前記観測情報に応じてそれぞれ推定された前記推定結果のうち、相対的に信頼性が低い前記推定結果を除外して、除外されていない前記推定結果の平均を最終的な推定結果とする集約推定手段を具備することとしてもよい。
このように、複数の推定結果のうち、相対的に信頼性が低くない推定結果の平均を最終的な推定結果とすることにより、推定結果の精度を高めることができる。

本発明は、観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測した結果を観測情報とし、該爆発雲の前記観測情報に基づいて爆発の発生源に関して推定された情報を推定結果とした場合に、上記いずれかの複数の爆発発生源推定装置と、上記いずれかの複数の爆発発生源推定装置から出力されたそれぞれの前記推定結果を取得し、複数の前記推定結果のうち、相対的に信頼性が低い前記推定結果を除外して、除外されていない前記推定結果の平均を最終的な推定結果とする最終推定装置と、前記爆発発生源推定装置と前記最終推定装置とを相互に通信可能に接続するネットワークと、を具備する爆発発生源推定システムを提供する。

このように、推定結果の算出は、各爆発発生源推定装置のそれぞれにおいて行い、ネットワークを介して取得した複数の観測地点の推定結果に基づいて最終推定装置によって最終的な推定結果を決定する。これにより、１つの爆発発生源推定装置において複数の推定結果を算出したのちに最終的な推定結果を算出する場合と比較して、速やかに推定結果が得られる。

本発明は、上記いずれかに記載の爆発発生源推定装置を具備し、前記爆発発生源推定装置によって推定された前記爆発高度に基づいて、物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測システムを提供する。
爆発発生源推定装置によって推定された爆発高度の情報を有害物質の拡散状況を予測するシステムに適用することにより、有害物質の拡散状況を精度よく予測することができる。

本発明は、爆発が発生し、観測地点から爆発雲を観測する場合に、該爆発によって生成される爆発雲の状態に基づいて、該爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定方法であって、観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定過程と、爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力過程と、爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定過程と、を有する爆発発生源推定方法を提供する。

本発明は、爆発が発生し、該爆発によって生成される爆発雲を観測地点から観測された状態に基づいて、該爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定プログラムであって、観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定処理と、爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力処理と、爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定処理と、をコンピュータに実行させるための爆発発生源推定プログラムを提供する。

本発明によれば、爆発の発生源を精度よく推定することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る爆発発生源推定装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る爆発発生源推定装置の機能を展開して示したブロック図である。 観測地点から爆発雲を観測した場合を示した図である。 爆発規模推定マップの一例を示した図である。 観測地点から爆発雲を観測した場合の雲幅角度を説明するための図である。 観測地点から爆発雲を観測した場合の爆発雲の頂上部の仰角を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る爆発発生源推定装置の動作フローを示した図である。 本発明の第４の実施形態に係る爆発発生源推定システムの機能を展開して示したブロック図である。

以下に、本発明に係る爆発発生源推定装置及び方法並びにプログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る爆発発生源推定装置１０の概略構成を示したブロック図である。本実施形態において、爆発発生源推定装置１０は、原子爆弾を発生源とする爆発について推定することとして説明するが、発生源はこれに限定されない。また、原子爆弾の爆発によって発生する爆発雲を原子雲と呼ぶこととする。

図１に示すように、本実施形態に係る爆発発生源推定装置１０は、コンピュータシステム（計算機システム）であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置１３、キーボードやマウスなどの入力装置１４、及びモニタやプリンタなどの出力装置１５などを備えて構成されている。
補助記憶装置１３には、各種プログラム（爆発発生源推定プログラム）が格納されており、ＣＰＵ１１が補助記憶装置１３からＲＡＭなどの主記憶装置１２にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。

図２は、爆発発生源推定装置１０が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図２に示されるように、爆発発生源推定装置１０は、爆発位置推定部（爆発位置推定手段）１、爆発規模出力部（爆発規模出力手段）２、及び爆発高度推定部（爆発高度推定手段）３を備えている。

爆発位置推定部１は、観測地点から原子雲（爆発雲）までの距離である観測距離と、観測地点から原子雲を観測した方角とから原子雲の地図上における位置（すなわち原子雲を平面視した位置）である爆発位置を推定する。具体的には、爆発位置推定部１は、観測地点において、爆発発生時の閃光が検出されてから爆発音が検出されるまでの期間に基づいて、観測距離を算出する。また、観測位置は、爆発の発生を観測できる位置であり、例えば、自治体の庁舎、役所等である。

例えば、図３は、紙面左側の人物（観測者）の位置を観測地点とし、紙面中央上部において原子爆弾による爆発が発生した場合に、観測者が観測地点から爆発が発生した方角を観測している様子を示している。観測地点において、観測者は、爆発による閃光を確認した場合に、閃光を確認した時点から爆発による爆発音を確認するまでの期間である時間Ｔ（例えば、単位は秒とする）を計測し、計測した時間Ｔを入力装置１４を介して爆発位置推定部１に入力する。爆発位置推定部１は、下記（１）式に示されるように、入力された時間Ｔと音速（例えば、０．３５キロメートル毎秒）とを乗算することによって、観測地点から爆発地点までの距離である観測距離Ｌを推定する。ここで、Ｌは観測距離、Ｔは観測者が閃光を確認した時点から爆発による爆発音を確認するまでの期間を示す時間である。

Ｌ＝０．３５×Ｔ （１）

また、図３に示されるような地図に基づいて、観測者は、観測位置から爆発が発生した方角（°）を観測すると、方角の情報を爆発位置推定部１に入力する。爆発位置推定部１は、上記（１）式に基づいて算出された観測距離Ｌと爆発が発生した方角（例えば、１６方位で示す）の情報とに基づいて、爆発位置を推定する。

爆発規模出力部２は、雲幅角度と観測距離Ｌとに応じて推定される爆発規模を爆発高度推定部３に出力する。雲幅角度とは、図５に示されるように、原子雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度αである。具体的には、爆発規模出力部２は、図４に示されるような観測距離Ｌと爆発が発生してから所定時間経過後の雲幅角度αと爆発規模とを対応付けた爆発規模推定マップ（推定マップ）を具備している。爆発規模出力部２は、観測距離Ｌ及び雲幅角度αが入力された場合に、入力された観測距離Ｌ及び雲幅角度αに対応付けられる爆発規模を爆発規模推定マップから読み出し、読み出した爆発規模を推定される爆発規模として出力する。

例えば、観測地点において、観測者が、閃光を確認してから爆発音を聞くまでの時間Ｔが１１秒であり、爆発から５分後の雲幅角度αが２０°として観測された場合について説明する。上記（１）式により、時間Ｔが１１秒である場合に観測距離Ｌは３．８５キロメートルであるので、図４の爆発規模推定マップに基づいて、爆発規模出力部２は、爆発規模を１キロトン（ｋｔ）として出力する。つまり、図４に示した爆発規模推定マップにて、「５分後の原子雲の雲幅角度」の目盛りの２０°と、「観測距離」の目盛りの３．８５キロメートルとを通過する直線が、「爆発規模（ｋｔ）」の目盛りと交差する点が爆発規模１ｋｔを示す。
また、本実施形態において、爆発規模は、爆発力を表す単位であるキロトン（ｋｔ）によって表すこととするが、これに限定されない。なお、１キロトンとは、１０００トン分のトリニトロトルエン火薬の爆発に相当するエネルギーである。

なお、爆発規模推定マップは、これに限定されず、例えば、観測距離Ｌに代えて観測距離Ｌを算出するのに用いた「閃光から爆発音到達までの時間（秒）」と、雲幅角度αと、爆発規模とを対応付けることとしてもよいし、雲幅角度αに代えて原子雲の幅（メートル）と、観測距離Ｌと、爆発規模とを対応付けることとしてもよい（図４参照）。

なお、本実施形態の爆発規模出力部２が有する爆発規模推定マップは、観測距離Ｌと雲幅角度αと爆発規模とを対応付けたものとしていたが、これに限定されない。例えば、雲幅角度に代えて、原子雲の大きさを原子雲の水平方向の最大幅によって示し、爆発規模推定マップは原子雲の水平方向の最大幅と観測距離Ｌと爆発規模とを対応付けることとしてもよい。このような場合には、爆発規模出力部２は、原子雲の水平方向の最大幅と観測距離Ｌとに基づいて推定される爆発規模を出力する。

爆発高度推定部３は、原子雲の垂直方向の最大高さと、爆発位置の標高と、爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する。例えば、観測地点と原子雲とのそれぞれの位置が、図６に示されるような場合について説明する。爆発高度推定部３は、観測地点において、下記（２）式に示されるように、原子雲の頂上部の仰角θと観測距離Ｌとに基づいて、原子雲の垂直方向の最大高さを算出する。また、爆発高度推定部３は、爆発位置に対応する標高の情報を有しており、爆発位置の情報が入力されると対応する標高の情報を読みだす。
ここで、Ｚ_ＴＳは原子雲の垂直方向の最大高さ、Ｌは観測距離である。

Ｚ_ＴＳ＝Ｌ×ｔａｎθ（メートル） （２）

また、爆発高度推定部３は、原子雲の上昇から地上に下降するまでの過程を予測する原子雲上昇モデルに基づいて、発生源の爆発高度を推定する。具体的には、爆発高度推定部３は、下記（３）式に示されるように、原子雲の上昇からフォールアウト（地面に落ちる）までの過程を簡易的に予測できるＳＩＭＦＩＣモデルに基づいて、爆発高度Ｚ_ＨＯＢを算出する。ここで、Ｚ_ＴＳは上記算出した原子雲の垂直方向の最大高さ、Ｚ_ＧＺは爆発位置における標高、Ｗは爆発規模（本実施形態では、単位はキロトン）、ａ，ｂは係数である。また、係数ａ，ｂは、Ｗ≦４．０７の場合にａ＝２２２８，ｂ＝０．３４６３、Ｗ＞４．０７の場合にａ＝２６６１，ｂ＝０．２１９８とする。

Ｚ_ＨＯＢ＝Ｚ_ＴＳ−Ｚ_ＧＺ−ａＷ^ｂ （３）

なお、上記ＳＩＭＦＩＣモデルとしては、例えば、NTIS,SIMFIC:A simple, efficient fallout prediction model, AD-A089 187/9/XAB,1979を参照することができる。

次に、本実施形態に係る爆発発生源推定装置１０の作用について、図３及び図７を用いて説明する。
例えば、図３に示されるような地図上の任意の地点において、原子爆弾による爆発が発生すると、付近の役所等にいる観測者は、爆発によって発生した原子雲の状態の観測を行う。観測者は、観測地点において、原子雲の閃光を確認してから爆発音を検出するまでの期間を計測し、計測によって得られた時間Ｔを爆発発生源推定装置１０に入力する（図７のステップＳＡ１）。また、観測者は、観測地点から爆発が発生した方角を観測し、爆発発生源推定装置１０に爆発が発生した方角を入力する（ステップＳＡ１）。爆発発生源推定装置１０の爆発位置推定部１において、入力された時間Ｔと音速とが乗算されることによって、観測地点から爆発位置までの観測距離Ｌが算出され、この観測距離Ｌと爆発発生の方角とに基づいて、爆発位置が算出される（ステップＳＡ２）。

また、観測者は、観測位置から観測した場合に、所定時間経過後の原子雲の雲幅角度αを観測し、雲幅角度αを爆発発生源推定装置１０に入力する（ステップＳＡ１）。爆発規模出力部２において、爆発規模推定マップが参照され、入力された雲幅角度αと観測距離Ｌ（または、閃光から爆発音到達までの時間Ｔ）とに対応付けられた爆発規模Ｗが読み出される。読みだされた爆発規模Ｗは爆発高度推定部３に出力される（ステップＳＡ３）。

また、観測者は、観測位置から原子雲の頂上部の仰角θを観測し、仰角θの情報を爆発発生源推定装置１０に入力する（ステップＳＡ１）。爆発高度推定部３において、入力された仰角θの正接と観測距離Ｌとが乗算されることによって、原子雲の垂直方向の最大高さが算出される。続いて、爆発高度推定部３は、原子雲上昇モデル（例えば、上述した（３）式）に基づいて爆発高度Ｚ_ＨＯＢを算出する（ステップＳＡ４）。

こうして算出された爆発高度Ｚ_ＨＯＢの情報は、例えば、拡散状態予測システム等に出力されると、有害物質の拡散状況を算出するためのパラメータとして用いられ、拡散状況の予測結果からは、爆発による有害物質の拡散から被害者数や被ばく線量等を予測することが可能となる。このように本実施形態においては、拡散状況予測システム等に入力する予測のためのデータを、精度よく推定することができるので、結果として、被害者数や被ばく線量を精度よく算出することが可能となる。

以上説明してきたように、本発明に係る爆発発生源推定装置１０及び方法並びにプログラムによれば、観測地点から観測される原子雲までの観測距離Ｌと方角（°）とから地図上における爆発位置が推定され、原子雲の水平方向の最大幅及び雲幅角度αのうち少なくともどちらか一方と、観測距離Ｌとに応じて爆発規模Ｗが推定される。また、原子雲の垂直方向の最大高さと、推定された爆発位置の標高と、推定された爆発規模とに基づいて、爆発発生源の爆発高度が推定される。

このように、観測地点から観測される原子雲の状態に応じて爆発位置の情報と爆発規模の情報とが推定されるので、精度よく爆発位置と爆発規模Ｗが推定される。さらに、これら精度よく求められた爆発位置と爆発規模Ｗに基づいて爆発高度を推定するので、爆発高度を精度よく求めることができる。爆発高度が精度よく求まると、例えば、物質拡散状況予測システムにおいて拡散状況を予測する場合には、拡散物質を被る被害者数を精度よく求めることができるようになる。
また、爆発高度に応じて汚染の度合いが異なる（例えば、地上付近での爆発ほど地上での汚染被害が大きくなる）ので、本実施形態にかかる爆発発生源推定装置１０によって爆発高度を精度よく推定することで、地上での汚染被害を精度よく推定することができる。

〔変形例〕
なお、本実施形態において、爆発発生源推定装置１０は、観測者が１か所の観測地点から原子雲（爆発雲）を観測した１つの観測情報に基づいて、爆発の発生源の情報を推定することとしていたが、観測情報の個数はこれに限定されない。例えば、爆発発生源推定装置１０に集約推定部（集約推定手段）（図示略）を備え、集約推定部が、１つの観測地点から原子雲の状態を複数回観測して得られる複数の観測情報に基づいて、発生源の情報を推定することとしてもよい。

例えば、１か所で原子爆弾が投下され、１つの原子雲が発生した場合に、１つの観測地点から観測者によって原子雲が複数回観測され、複数の観測情報が得られる。複数の観測情報が爆発発生源推定装置１０に入力されると、爆発発生源推定装置１０の爆発位置推定部１、爆発規模出力部２、及び爆発高度推定部３によって観測情報ごとに繰り返し（例えば、入力された観測情報の個数回）、爆発雲の発生源の推定結果が算出される。算出された複数の推定結果は、集約推定部に出力される。

集約推定部は、複数の推定結果を集約すると、相対的に信頼性が低い推定結果を除外し、除外されていない推定結果の平均を最終的な推定結果として出力する。
このように、集約推定部によって複数の観測情報に基づいて爆発の発生源について推定することにより、他の推定結果と異なる信頼性の低い推定結果を除外し、かつ、除外されなかった推定結果の平均を算出するので、より推定の精度を向上させることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る爆発発生源推定装置１０´（図示略）について説明する。本実施形態においては、爆発が発生した場合に、観測地点から撮像される画像を用い、該画像を画像処理技術する画像処理部を用いて原子雲の状態を把握する点で上記第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の爆発発生源推定装置１０´について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

爆発発生源推定装置１０´は画像処理部を備えており、観測者から入力された爆発時の原子雲を撮像した画像に基づいて、爆発の状態を推定する。なお、原子雲を撮像する場合には、原子雲全体が画像のフレーム内に収まるように撮像されていることが好ましい。
画像処理部は、観測者から入力された画像に基づいて、原子雲の水平方向の最大幅を計測して爆発位置推定部１に出力するとともに、原子雲の垂直方向の最大高さを計測し、爆発高度推定部３に出力する。例えば、画像処理部は、撮像された画像の各画素の輝度に応じて原子雲か否かを判定し、原子雲であると判定された画素に基づいて水平方向の最大幅及び垂直方向の最大高さを計測して、出力する。

このように、原子雲を撮像した画像情報から、原子雲の水平方向の最大幅や垂直方向の最大高さを計測した結果を用いて爆発位置や爆発高度を推定するので、観測者が目視等によって原子雲の状態を計測する場合と比較すると、爆発位置や爆発高度を精度よく推定することができる。これにより、物質拡散状況予測システムにおいて、精度よく求められた爆発位置や爆発高度を用いれば、拡散状況をより精度よく求めることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る爆発発生源推定装置１０´´（図示略）について説明する。本実施形態においては、爆発高度を固定値として爆発の発生源を推定する点で上記第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。以下、本実施形態の爆発発生源推定装置１０´´について、第１の実施形態及び第２の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

爆発高度推定部３は、爆発高度を固定値にする。また、爆発高度推定部３は、固定値を予め有していてもよいし、入力装置１４を介して外部から入力される固定値であってもよいこととする。具体的には、固定値は、地上爆発（例えば、０メートル）として単一の値としてもよいし、または、地上爆発と上空爆発（例えば、０メートルと５００メートル）との切り替え可能な複数の値としてもよい。
このように、爆発高度を固定値にすることによって、爆発雲の頂上部との仰角、及び爆発高度を算出するためのモデル式が不要となるので、爆発発生源推定装置１０´´は簡便に発生源について推定することができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る爆発発生源推定装置を適用した爆発発生源推定システムについて、図８を用いて説明する。本実施形態においては、爆発雲の観測地点を複数とし、各観測地点で推測される推定結果を１か所に集約し、集約された推定結果に基づいて最終的な推定結果を算出する点で上記第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態と異なる。以下、本実施形態の爆発発生源推定システム２０について、第１の実施形態、第２の実施形態、及び第３の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

爆発発生源推定システム２０は、複数の観測地点にそれぞれ設けられる爆発発生源推定装置１０、及び最終推定装置３０を備えており、各爆発発生源推定装置１０と最終推定装置３０とは、相互に通信可能なネットワーク４０によって接続されている。
爆発発生源推定装置１０は、第１の実施形態において述べた通り、爆発位置推定部１、爆発規模出力部２、爆発高度推定部３を有しており、観測地点において各種の推定結果（発生源位置の推定、爆発規模の推定、爆発高度の推定等）を推定する。爆発発生源推定装置１０は、推定した各種の推定結果を、ネットワーク４０を介して接続された最終推定装置３０に送信する。

ネットワーク４０は、例えば、標準規格化された通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）を使用したネットワークであり、一例としてインターネット等が挙げられる。
最終推定装置３０は、各爆発発生源推定装置１０から受信した各観測地点の推定結果に基づいて最終的な発生源の推定結果を算出する。具体的には、最終推定装置３０は、ネットワーク４０を介して受信した各観測地点の推定結果のうち、相対的に信頼性が低い推定結果を除外し、除外されていない推定結果の平均を最終的な推定結果とする。また、例えば、最終推定装置３０は、指揮権を有する機関に設置される。

例えば、１か所で原子爆弾が投下され、１つの原子雲が発生した場合に、５つの観測地点から同じ原子雲を観測する。５つの観測地点において、それぞれ観測者によって原子雲が観測され、観測情報が得られる。各観測地点の爆発発生源推定装置１０において、それぞれ推定結果が出力され、ネットワーク４０を介して最終推定装置３０に送信される。最終推定装置３０は、５つの爆発発生源推定装置１０から取得した推定結果から、最終的な推定結果を算出する。

このように、複数の観測地点から１つの原子雲が観測され、各観測地点において並行して算出された推定結果をネットワーク４０を介して収集し、爆発の発生源について推定するので、１台の爆発発生源推定装置１０において複数の観測情報から複数の推定結果を求めて、最終的な推定結果を算出する場合と比較して、精度のよい推定結果を速やかに得ることができる。

１ 爆発位置推定部
２ 爆発規模出力部
３ 爆発高度推定部
１０ 爆発発生源推定装置
２０ 爆発発生源推定システム
３０ 最終推定装置
Ｌ 観測距離

Claims (13)

1. 爆発が発生し、観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測する場合に、該爆発雲の状態に基づいて爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定装置であって、
   観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定手段と、
   爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力手段と、
   爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定手段と、
   を具備する爆発発生源推定装置。
2. 前記爆発高度推定手段は、観測地点において、爆発雲の頂上部の仰角と前記観測距離とに基づいて、爆発雲の垂直方向の前記最大高さを算出する請求項１に記載の爆発発生源推定装置。
3. 観測地点から撮像された画像に基づいて、前記観測距離、爆発雲の水平方向の前記最大幅、及び爆発雲の垂直方向の前記最大高さを推定する請求項１に記載の爆発発生源推定装置。
4. 前記爆発位置推定手段は、観測地点において、爆発発生時の閃光が検出されてから爆発音が検出されるまでの期間に基づいて前記観測距離を算出する請求項１から請求項３のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
5. 前記爆発規模出力手段は、前記観測距離と、前記雲幅角度と、前記爆発規模とを対応付けた推定マップを具備し、前記観測距離及び前記雲幅角度が入力された場合には、該入力された情報に対応付けられる前記爆発規模を前記推定マップから読み出し、推定される爆発規模として出力する請求項１から請求項４のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
6. 前記爆発規模出力手段は、前記観測距離と、爆発雲の水平方向の前記最大幅と、爆発規模とを対応付けた推定マップを具備し、前記観測距離及び爆発雲の水平方向の前記最大幅が入力された場合には、該入力された情報に対応付けられる前記爆発規模を前記推定マップから読み出し、推定される爆発規模として出力する請求項１から請求項４のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
7. 爆発高度推定手段は、原子雲の上昇から地上への下降までの過程を予測する原子雲上昇モデルに基づいて、発生源の爆発高度を推定する請求項１から請求項６のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
8. 爆発高度推定手段は、前記爆発高度を固定値にする請求項１から請求項７のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
9. 観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測した情報を観測情報とし、該爆発雲の前記観測情報に基づいて爆発の発生源に関して推定された情報を推定結果とした場合に、
   複数の前記観測情報に応じてそれぞれ推定された前記推定結果のうち、相対的に信頼性が低い前記推定結果を除外して、除外されていない前記推定結果の平均を最終的な推定結果とする集約推定手段を具備する請求項１から請求項８のいずれかに記載の爆発発生源推定装置。
10. 観測地点から爆発によって生成される爆発雲を観測した結果を観測情報とし、該爆発雲の前記観測情報に基づいて爆発の発生源に関して推定された情報を推定結果とした場合に、
    請求項１から請求項８のいずれかに記載の複数の爆発発生源推定装置と、
    複数の前記爆発発生源推定装置から出力されたそれぞれの前記推定結果を取得し、複数の前記推定結果のうち、相対的に信頼性が低い前記推定結果を除外して、除外されていない前記推定結果の平均を最終的な推定結果とする最終推定装置と、
    前記爆発発生源推定装置と前記最終推定装置とを相互に通信可能に接続するネットワークと、
    を具備する爆発発生源推定システム。
11. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の爆発発生源推定装置を具備し、
    前記爆発発生源推定装置によって推定された前記爆発高度に基づいて、物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測システム。
12. 爆発が発生し、観測地点から爆発雲を観測する場合に、該爆発によって生成される爆発雲の状態に基づいて、該爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定方法であって、
    観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定過程と、
    爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力過程と、
    爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定過程と、
    を有する爆発発生源推定方法。
13. 爆発が発生し、該爆発によって生成される爆発雲を観測地点から観測された状態に基づいて、該爆発の発生源に関する情報を推定する爆発発生源推定プログラムであって、
    観測地点から爆発雲までの距離である観測距離と、観測地点から爆発雲を観測した方角とから爆発雲の地図上における位置である爆発位置を推定する爆発位置推定処理と、
    爆発雲の水平方向の最大幅、及び爆発雲の水平方向の最大幅の各端点と観測地点とをそれぞれ結ぶ直線によって挟まれた角度である雲幅角度のうち少なくともどちらか一方と、前記観測距離とに応じて推定される爆発規模を出力する爆発規模出力処理と、
    爆発雲の垂直方向の最大高さと、前記爆発位置の標高と、前記爆発規模とに基づいて、爆発を発生させた発生源の爆発高度を推定する爆発高度推定処理と、
    をコンピュータに実行させるための爆発発生源推定プログラム。
    
    

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