JP2020052055A - 地震警報システムのユーザ機器 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の地震検出局の使用を伴わずに、地震を検出し、地震警報を発行できる地震検出機構を提供する。【解決手段】地震警報サーバ１１のユーザ機器１３を提供する。地震警報サーバ１１は、マップを複数の地理格子に分割し、複数のユーザ機器１３から地震報告メッセージ１０２を受信する。地震警報サーバ１１は、時間間隔内の各地理格子の報告メッセージの数を監視し、候補地震格子を決定し、候補地震格子の中の隣接関係に従って地震格子を決定する。地震警報サーバ１１は、地震格子のいずれか２つを選択し、地震格子を２つの群に分類し、報告時間がより遅い群内の各地震格子の遠方値を増加する。多数の選択の後、地震警報サーバ１１は、最小遠方値を有する地震格子を震源地格子として標示し、それに応じて複数の遠隔機器に地震警報メッセージ１０４を送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザ機器に関する。より詳細には、本発明は、地震警報サーバがマップを複数の地理格子に分割し、複数のユーザ機器のそれぞれから地震報告メッセージを受信し、地理格子から震源地を決定し、サービスしているユーザ機器に地震警報メッセージを送信する。

地震は、地球上で最も深刻な自然災害の１つである。巨大地震が発生するたびに、計り知れない巨大な損失及び多数の死傷者が人及び自然に対し生じることになる。地震を予測することはほぼ不可能であるが、地震の発生後、地震警報を最短時間で発行できれば最長の避難時間を入手できる。

近年、技術が進歩するにつれて、人類は、地震の記録、検出では高いレベルに達しており、地震警報システム、例えば緊急地震速報（ＥＥＷ）に関連する構成技術もますます発達してきている。
今日、地震地域内の大部分の国は、自然災害の到来時に損失を最小限に低減するため、十分に大規模な地震警報システムを有している。一般的な地震警報システムは、４つ以上の地震検出局を利用して地震発生時の地震波の到来時刻を検出し、それに応じて、地震発生時間及び震源地位置を推測するものである。

しかし、地震検出局の設置は、環境条件に対する要求がかなり厳しく、地震検出局は、例えば電車、トラック又は野生動物の通過によって生じる妨害に対してほとんど耐障害性ではない。したがって、地震検出局は、環境の妨害がより少ない場所にのみ設置できる。
この場合、人口密度の高い都市中心付近に地震検出局を設置することはほぼ不可能であり、したがって、震源が都市中心付近である地震の発生直後に警報を発行することはほぼ不可能である。というのは、震源から遠く離れた地震検出局が地震を検出したときには既に遅すぎるためである。

更に、震源に対する地震警報システムの測位精度を向上させるために、地震検出局に対しある程度の密度が必要である。しかし、地震検出局の設置費用がかなり高額であるため、震源に対する測位精度を向上させるために地震検出局の密度を増大させると、著しく高い建設費用が不可避である。

したがって、当技術分野には、地震検出時間を短縮できる地震検出機構を提供し、最小の建設費用で即時の警報を提供することに対する差し迫った必要性がある。

本発明の目的は、既存の地震検出局の使用を伴わずに、地震を検出し、地震警報を発行できる地震検出機構を提供することである。本発明の地震検出機構は、人々のスマート・フォン（ユーザ機器）及び遠隔地震警報サーバを介して地震警報システムを確立する。スマート・フォンに内蔵の運動センサ（例えば重力センサ）及び測位モジュール（例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール）は、地震を感知し、地震の地理的位置を提供できる。一方、スマート・フォンは、地震警報サーバに接続することによって地震報告メッセージを地震警報サーバに即時に送信できる。

もう一方では、様々な地理的位置で複数のスマート・フォンから地震報告メッセージを受信した後、地震警報サーバは、受信した報告メッセージの選別を通してより高い信頼性の地震報告メッセージを選択し、地震の方向を分析し、震源地位置を決定できる。したがって、従来技術における地震検出局の地震の検出と比較して、本発明では、人々のスマート・フォンを介して高密度の地震報告メッセージを提供し、低価格且つ高精度で震源地の測位を達成する一方で、より多くの避難時間を得るために、（地震波の伝搬速度と比較して）より高速での通信伝送を通じて適時の地震検出・警報サービスを提供できる。

上述の目的を達成するために、本発明は、ネットワーク・インターフェース、記憶領域及びプロセッサを備える地震警報サーバを開示する。ネットワーク・インターフェースは、ネットワークに接続している。記憶領域は、マップを記憶するように構成される。
プロセッサは、記憶領域及びネットワーク・インターフェースに電気的に接続されており、マップを複数の地理格子に分割する動作、複数のユーザ機器のそれぞれからネットワーク・インターフェースを介して地震報告メッセージを受信する動作であって、地震報告メッセージのそれぞれは、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む動作、地震報告メッセージのそれぞれを、地震報告メッセージの経緯度値に従って地理格子の１つにマッピングする動作、地理格子のそれぞれに対し、地理格子に対応する前記地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、時間間隔内の地理格子の地震報告メッセージの数を決定する動作、時間間隔内の地震報告メッセージの数が閾値を超える地理格子を、候補地震地理格子として標示する動作、隣接する候補地震地理格子のそれぞれを地震地理格子として標示する動作、地震地理格子のそれぞれに対し、地震地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、地震地理格子の地震報告時間を決定する動作、反復的ではない複数の組合せを入手するために、地震地理格子のいずれか２つを選択する動作、組合せのそれぞれに対し、マップ内の組合せの２つの地震地理格子の中間点に従って地震地理格子を２つの群に分割する動作、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を１単位増加する動作、最小遠方値を有する地震地理格子を震源地地理格子として標示する動作、震源地地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれの経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度に従って、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を決定する動作、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を伴う地震警報メッセージを生成する動作、並びに前記ネットワーク・インターフェースを介して複数の遠隔デバイスに地震警報メッセージを送信する動作、を実行するように構成され、遠隔デバイスは、ユーザ機器を含む。

更に、本発明は、地震警報サーバのための地震警報方法を更に開示する。地震警報サーバは、ネットワーク・インターフェース、記憶領域及びプロセッサを備える。ネットワーク・インターフェースは、ネットワークに接続している。記憶領域は、マップを中に記憶する。
地震警報方法は、プロセッサによって実行し、（ａ）マップを複数の地理格子に分割するステップ、（ｂ）複数のユーザ機器のそれぞれからネットワーク・インターフェースを介して地震報告メッセージを受信するステップであって、地震報告メッセージのそれぞれは、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む、ステップ、（ｃ）地震報告メッセージのそれぞれを、地震報告メッセージの経緯度値に従って地理格子の１つにマッピングするステップ、（ｄ）地理格子のそれぞれに対し、地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、時間間隔内の地理格子の地震報告メッセージの数を決定するステップ、（ｅ）時間間隔内の地震報告メッセージの数が閾値を超える地理格子を、候補地震地理格子として標示するステップ、（ｆ）隣接する候補地震地理格子のそれぞれを地震地理格子として標示するステップ、（ｇ）地震地理格子のそれぞれに対し、地震地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、地震地理格子の地震報告時間を決定するステップ、（ｈ）反復的ではない複数の組み合わせを入手するために、地震地理格子のいずれか２つを選択するステップ、（ｉ）組合せのそれぞれに対し、マップ内の組合せの２つの地震地理格子の中間点に従って地震地理格子を２つの群に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を１単位増加するステップ、（ｊ）最小遠方値を有する地震地理格子を震源地地理格子として標示するステップ、（ｋ）震源地地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれの経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度に従って、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を決定するステップ、（ｌ）震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を伴う地震警報メッセージを生成するステップ、並びに（ｍ）ネットワーク・インターフェースを介して複数の遠隔デバイスに地震警報メッセージを送信するステップ、を含み、遠隔デバイスは、ユーザ機器を含む。

更に、本発明は、ユーザ機器を更に開示する。ユーザ機器は、電源モジュール、送受信器、運動センサ、測位モジュール及びプロセッサを備える。運動センサは、運動を感知し、感知信号を生成するように構成する。
プロセッサは、電源モジュール、送受信器、運動センサ及び測位モジュールに電気的に接続されており、電源モジュールを外部電源に接続したことに応じて、ユーザ機器が充電状態であることを決定する動作、送受信器をネットワークに接続したことに応じて、ユーザ機器が接続状態であることを決定する動作、予め設定した時間間隔内で運動センサから連続的に受信した、第１の閾値よりも小さい感知信号に応じて、前記ユーザ機器が静止状態であることを決定する動作、ユーザ機器が、充電状態、接続状態及び静止状態に同時にあると、地震検出モードを起動し、運動センサから次に受信した感知信号が第２の閾値を超えているかどうかを決定する動作、運動センサから次に受信した感知信号が第２の閾値を超える場合、感知信号に従って、測位モジュールを介して震度を計算し、タイム・スタンプを記録し、経緯度値を生成する動作、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む地震報告メッセージを生成する動作、並びに送受信器を介して地震警報サーバに地震報告メッセージを送信する動作、を実行するように構成する。

本発明で実施する詳細な技術及び好ましい実施形態は、添付の図面と共に、以下の段落で説明する。当業者であれば、請求する発明の特徴を良好に理解するであろう。

本発明による地震警報システム１の概略図である。 複数の地理格子に分割したマップの図である。 複数の候補地震地理格子の図である。 複数の地震地理格子の図である。 地震地理格子のいずれか２つの組合せの図であり、組合せの２つの地震地理格子の中間点に従って地震地理格子を２つの群に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を１単位増加する。 地震地理格子のいずれか２つの別の組合せの図であり、組合せの２つの地震地理格子の中間点に従って地震地理格子を２つの群に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を１単位増加する。 多数の組み合わせに対し群分割を実施し、遠方値を合計した後の地震格子の遠方値の図であり、最小遠方値を有する地震格子が震源地地理格子として標示される。 本発明による地震警報サーバ１１の概略図である。 本発明によるユーザ機器１３の概略図である。 本発明による地震警報方法のフローチャート図である。 本発明による地震警報方法のフローチャート図である。

以下の説明において、本発明の実施形態を参照して本発明を説明する。本発明は、ユーザ装置、地震警報サーバ、及び地震警報サーバの地震警報方法に関する。
本発明のこれらの実施形態は、こうした実施形態に記載のあらゆる特定の環境、用途又は実装形態に本発明を限定する意図ではないことは理解されよう。したがって、これらの実施形態の説明は、本発明を制限するものではなく例示の目的にすぎず、本出願で請求する範囲は、特許請求の範囲によって規定する。更に、以下の実施形態及び添付の図面において、本発明に無関係な要素は、説明から省き、添付の図面における個々の要素の間の寸法関係は、理解を容易にするために示すにすぎず、実際の規模を限定するものではない。

本発明の第１の実施形態については、図１及び図２Ａから図２Ｆを参照されたい。図１は、本発明による地震警報システム１の概略図である。
地震警報システム１は、地震警報サーバ１１及び複数のユーザ機器１３から構成される。地震警報サーバ１１は、遠隔サーバであり、通信供給業者の機械室内又はあらゆる企業若しくは個人環境内に設置できる。ユーザ機器１３は、図４に示すように、電源モジュール１３ａ、送受信器１３ｂ、運動センサ１３ｃ、測位モジュール１３ｄ及びプロセッサ１３ｅを有するスマート・フォン、タブレット・コンピュータ又は任意のデバイスとすることができる。

ユーザ機器１３は、ネットワーク１５を介して地震警報システム１に接続できる。サーバ２に関連付けられたアプリケーション・プログラムは、ユーザ機器１３に内蔵又はインストールでき、ユーザ機器１３は、アプリケーション・プログラムの実行により地震警報システム１に接続する。ネットワーク１５は、モバイル通信ネットワーク、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク等、又はそれらのネットワークの組合せとすることができる。

地震警報サーバ１１は、マップＭを記憶し、図２Ａに示すようにマップＭを複数の地理格子ＧＤに分割する。ユーザ機器１３は、ユーザ機器１３が特定のデバイス状態条件に合致すると、地震検出モードを起動して運動感知デバイスを介して地震を感知するようにする。例えば、特定のデバイス状態条件には、ユーザ機器１３が充電状態であるかどうか、ユーザ機器１３がネットワークに接続しているかどうか、及びユーザ機器１３が静止状態であるかどうかを含み得る。

この場合、ユーザ機器１３は、電源モジュール１３ａを外部電源に接続したことに応じて、ユーザ機器１３が充電状態であることを決定し、送受信器１３ｂをネットワーク１５に接続したこと（例えば基地局への接続）に応じて、ユーザ機器１３が接続状態であることを決定し、予め設定した時間間隔内で運動センサ１３ｃから連続的に受信した、第１の閾値よりも小さい感知信号に応じて、ユーザ機器１３が静止状態であることを決定できる。
送受信器１３ｂは、モバイル・ネットワーク送受信器（例えば３Ｇ、４Ｇモバイル・ネットワーク送受信器）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）送受信器等とすることができる。更に、いくつかの実施形態では、ユーザ機器１３は、モノのインターネット（ＩＯＴ）デバイスであってもよいため、送受信器１３ｂは、あらゆるワイヤレス送受信器、有線送受信器又はそれらの組合せとすることもできる。運動センサ１３ｃは、重力センサ、ジャイロスコープ、又は振動を感知できるあらゆるハードウェア・モジュールとすることができる。

ユーザ機器１３は、ユーザ機器１３が、上述の特定のデバイス状態条件（即ち、充電状態、接続状態及び静止状態に同時にある条件）に合致すると、地震検出モードを起動し、次に運動センサ１３ｃから受信した感知信号が第２の閾値を超えているかどうかを決定する。次に、ユーザ機器１３は、次に運動センサ１３ｃから受信した感知信号が第２の閾値を超える場合、感知信号に従って、測位モジュールを介して震度を計算し、タイム・スタンプを記録し、経緯度値を生成する。
その後、ユーザ機器１３は、地震報告メッセージ１０２を直ちに生成し、地震報告メッセージ１０２を地震警報サーバ１１に送信する。地震報告メッセージ１０２は、一般に、経緯度値、タイム・スタンプ、並びに経緯度値及びタイム・スタンプ内での震度を含み、地震警報サーバ１１に、地震を感知した時間点、並びに地震の場所及び強度を通知するようにする。

上述の第１の閾値は、ユーザ機器１３の製造業者によって、ユーザ機器１３が工場から出荷される際に設定されるか、又はユーザによって特定のプログラムを介して設定され、上述の第２の閾値は、特定のプログラムを介してユーザによって設定されるか、若しくはサーバ２に関連付けたアプリケーション・プログラムを介して修正して地震を感知する実際の状況に適合できることは理解されよう。
当業者であれば上記の説明に基づき理解できるように、第１の閾値の設定は、何らかの外部のわずかな振動（地磁気ドリフト、周囲機械の作動等）を回避するためのものであり、第２の閾値の設定は、振動が地震レベルに達したかどうかを決定するためのものであり、第１の閾値及び第２の閾値の設定の調節の仕方も、当業者であれば理解されよう。したがって、このことは本明細書では更に説明しない。

実際の環境では、こうしたユーザ機器１３は、様々な領域に分散しており、ユーザ機器１３は、マップＭを複数の地理格子ＧＤに分割することによる様々な地理格子ＧＤに対応できる。
図１に示すように、ユーザ機器１３の一部は、地理格子Ｒ６Ｃ２に対応し、ユーザ機器１３の一部は、地理格子Ｒ８Ｃ３に対応し、以下同様である。説明を簡単にするために、図１は、地理格子Ｒ６Ｃ２、Ｒ８Ｃ３、Ｒ７Ｃ４、Ｒ３Ｃ６及び対応するユーザ機器１３のみを代表として示す一方で、他の地理格子を省略していることは理解されよう。更に、３つのユーザ機器１３のみを代表として地理格子Ｒ６Ｃ２、Ｒ８Ｃ３、Ｒ７Ｃ４及びＲ３Ｃ６のそれぞれで示している。しかし、当業者であれば理解されるように、図示のユーザ機器１３の数は、実際の状況を説明する意図ではなく、地理格子のそれぞれは、４つ以上又は２つ以下のユーザ機器１３を実際の状況で含み得る。

前述のように、ユーザ機器１３のそれぞれは、ユーザ機器１３により地震を感知した後、地震報告メッセージ１０２を地震警報サーバ１１に送信し、地震報告メッセージ１０２には、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む。したがって、地震警報サーバ１１が、地震報告メッセージ１０２を複数のユーザ機器のそれぞれから受信することが企図される。その後、地震警報サーバ１１は、地震報告メッセージ１０２のそれぞれを有することができ、地震報告メッセージ１０２は、地震報告メッセージ１０２の経緯度値に従った地理格子ＧＤの１つに対応する。

ユーザ機器１３が感知した振動は、現実の地震ではなく、ユーザ自身の揺れにより生じるものである場合がある。したがって、間違って報告される地震報告メッセージ１０２を選別するために、地震警報サーバ１１は、地理格子ＧＤのそれぞれに対し、地理格子ＧＤに対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、時間間隔内の地理格子ＧＤの地震報告メッセージの数を決定し、時間間隔内の地震報告メッセージの数が閾値を超える地理格子ＧＤのものだけを、図２Ｂに示すように候補地震地理格子ＣＥＧＤとして標示する。

更に言うと、ユーザ機器１３の感知した振動が、ユーザ自身の揺れである場合、このユーザ機器１３が位置する地理格子ＧＤに対応する数個の地震報告メッセージ１０２（例えば３又は４個のみの地震報告メッセージ１０２）のみが、短い時間期間（例えば３秒の時間間隔）内で地震警報サーバ１１によって受信されるはずである。言い換えれば、地震が本当に発生した場合、地震は、地震が発生した領域内でユーザ機器１３の全てによって感知されるはずであり、ユーザ機器１３のそれぞれが、地震報告メッセージ１０２を地震警報サーバ１１に送信するため、地震が発生した領域に対応する地理格子ＧＤの地震報告メッセージの数は、予め設定した閾値（例えば３０）よりも大きいはずである。

上述の時間間隔及び閾値は、分割する地理格子ＧＤのサイズによって変動することを理解されたい。言い換えれば、マップＭを、それぞれがより大きなサイズを有する、より少ない数の地震地理格子に分割した場合、地震格子のそれぞれの中に含まれる地理領域は、（マップＭを、それぞれがより小さなサイズを有する、より大きな数の地震地理格子に分割したケースと比較して）確実により広いものであり、地震格子のそれぞれの中のユーザ機器１３の数は、確実に多いため、時間間隔及び閾値は、より大きく設定されるはずである。

例えば、時間間隔内の地理格子Ｒ６Ｃ２、Ｒ７Ｃ２、Ｒ７Ｃ３及びＲ３Ｃ６のそれぞれに対応する地震報告メッセージ１０２の数が閾値を超える（例えば３０）場合、地震警報サーバ１１は、地理格子Ｒ６Ｃ２、Ｒ７Ｃ２、Ｒ７Ｃ３及びＲ３Ｃ６を候補地震格子ＣＥＧＤとして標示する。一方、時間間隔内の地理格子Ｒ３Ｃ５に対応する地震報告メッセージ１０２の数が閾値に達しない（例えば５）場合、地震警報サーバ１１は、地理格子Ｒ３Ｃ５を候補地震格子として標示することはない。

候補地震格子ＣＥＧＤを決定した後、地震警報サーバ１１は、間違って報告された候補地震格子ＣＥＧＤを更に選別する。詳細には、時間間隔内の地理格子（例えば地理格子Ｒ３Ｃ６）に対応する地震報告メッセージ１０２の数が閾値を超えているものの、この地理格子内のユーザ機器は、地震ではなく他の揺れのために地震報告メッセージ１０２を送信する場合がある。例えば、大型トラックが通過した場合、この大型トラックにより生じた振動のために、複数の周囲のユーザ機器１３が地震報告メッセージ１０２を同時に送信することになる。

したがって、地震警報サーバ１１は、候補地震格子ＣＥＧＤの間の隣接に従って、隣接する候補地震格子ＣＥＧＤのそれぞれを地震地理格子ＥＧＤとして標示する。
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、地理格子Ｒ３Ｃ６及びＲ１０Ｃ４のそれぞれは、候補地震地理格子ＣＥＧＤとして標示された隣接地理格子を有さないので、地震警報サーバ１１は、地理格子Ｒ３Ｃ６及びＲ１０Ｃ４が、誤って報告された地理格子であることを決定し、地理格子Ｒ７Ｃ１、Ｒ８Ｃ１、Ｒ６Ｃ２、Ｒ７Ｃ２、Ｒ８Ｃ２、Ｒ５Ｃ３、Ｒ６Ｃ３、Ｒ７Ｃ３、Ｒ８Ｃ３、Ｒ５Ｃ４、Ｒ６Ｃ４、Ｒ７Ｃ４及びＲ８Ｃ４のみを更に標示し、これらは、地震地理格子ＥＧＤとしての候補地震格子ＣＥＧＤとして標示される。言い換えれば、確かに、大型トラックが通過すると、広域では振動は生じないため、本発明の地震警報サーバ１１は、候補地震格子ＣＥＧＤの間の隣接に従って、間違って報告された候補地震格子ＣＥＧＤを更に選別することができる。

上述の選別機構により、地震警報サーバ１１は、地震を現在感知している領域（即ち地震格子ＥＧＤ）に対応する地理格子ＧＤを決定できる。次に、これらの地震格子ＥＧＤに基づき、地震警報サーバ１１は、震源地の分析を開始し、震源地を決定後、地震警報メッセージ１０４を送信できる。最初に、地震警報サーバ１１は、地震地理格子ＥＧＤのそれぞれに対し、地震地理格子ＥＧＤに対応する地震報告メッセージ１０２のそれぞれのタイム・スタンプに従って、地震地理格子ＥＧＤの地震報告時間を決定する。

例えば、地震警報サーバ１１は、地震地理格子ＥＧＤのそれぞれに対し、地震地理格子ＥＧＤに対応する複数の地震報告メッセージ１０２のタイム・スタンプを平均化することによって、地震地理格子ＥＧＤの地震報告時間を入手できる。別の例として、地震警報サーバ１１は、地震地理格子ＥＧＤの地震報告時間として、地震地理格子ＥＧＤに対応する複数の地震報告メッセージ１０２のタイム・スタンプの最も早期のタイム・スタンプを選択することもできる。

次に、地震警報サーバ１１は、反復的ではない複数の組み合わせを入手するために、地震地理格子ＥＧＤのいずれか２つを選択する。例えば、図２Ｃには１３個の地震地理格子ＥＧＤがあるため、
個の組み合わせを入手できる。言い換えれば、ｎ個の地震地理格子ＥＧＤがある場合、
個の組合せを入手できる。その後、組合せのそれぞれに対し、マップＭ内の組合せの２つの地震地理格子ＣＧＤ１及びＣＧＤ２の中間点ＣＰに従って、地震地理格子ＥＧＤを２つの群ＧＰ１及びＧＰ２に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子ＥＧＤの遠方値を１単位増加させる（例えば１増加させる）。

例えば、図２Ｄを参照する。地震警報サーバ１１は、最初に、組合せとして地震地理格子Ｒ７Ｃ１及びＲ７Ｃ４を選択し、その結果、選択した組合せ内において、地震地理格子Ｒ７Ｃ１は、地震地理格子ＣＧＤ１であり、地震地理格子Ｒ７Ｃ４は、地震地理格子ＣＧＤ２である。その後、地震警報サーバ１１は、中間点ＣＰを通過する直交二等分線ＯＬに基づきマップＭを２つの等しい部分に分割し、２つの等しい部分内にある地震地理格子ＥＧＤをそれぞれ２つの群ＧＰ１及びＧＰ２として分類する。

図２Ｄに示すように、直交二等分線ＯＬは、地震地理格子ＣＧＤ１とＣＧＤ２との間の接続線ＣＬに直交する。直交二等分線ＯＬの左側における全地震地理格子Ｒ７Ｃ１、Ｒ８Ｃ１、Ｒ６Ｃ２、Ｒ７Ｃ２及びＲ８Ｃ３は、群ＧＰ１に属する一方で、直交二等分線ＯＬの右側における全地震地理格子Ｒ５Ｃ３、Ｒ６Ｃ３、Ｒ７Ｃ３、Ｒ８Ｃ３、Ｒ５Ｃ４、Ｒ６Ｃ４、Ｒ７Ｃ４及びＲ８Ｃ４は、群ＧＰ２に属する。
ここで、地震地理格子ＣＧＤ１の地震報告時間は、地震地理格子ＣＧＤ２の地震報告時間よりも早期であると仮定すると、地震警報サーバ１１は、地震報告時間がより遅い地震地理格子ＣＧＤ２を含む群ＧＰ２内の地震地理格子ＥＧＤの遠方値を図２Ｄに示すように１増加する。

同様に、図２Ｅを参照する。地震警報サーバ１１は、次に、組合せとして地震地理格子Ｒ７Ｃ１及びＲ５Ｃ３を選択し、その結果、選択した組合せ内において、地震地理格子Ｒ７Ｃ１は、地震地理格子ＣＧＤ１であり、地震地理格子Ｒ５Ｃ３は、地震地理格子ＣＧＤ２である。その後、地震警報サーバ１１は、中間点ＣＰを通過する直交二等分線ＯＬに基づきマップＭを２つの等しい部分に分割し、２つの等しい部分内にある地震地理格子ＥＧＤをそれぞれ２つの群ＧＰ１及びＧＰ２として分類する。

前述のように、直交二等分線ＯＬは、地震地理格子ＣＧＤ１とＣＧＤ２との間の接続線ＣＬに直交する。直交二等分線ＯＬの左側における全地震地理格子Ｒ７Ｃ１、Ｒ８Ｃ１、Ｒ７Ｃ２、Ｒ８Ｃ２及びＲ８Ｃ３は、群ＧＰ１に属する一方で、直交二等分線ＯＬの右側における全地震地理格子Ｒ５Ｃ３、Ｒ６Ｃ３、Ｒ５Ｃ４、Ｒ６Ｃ４、及びＲ７Ｃ４は、群ＧＰ２に属する。
ここで、地震地理格子ＣＧＤ１の地震報告時間も、地震地理格子ＣＧＤ２の地震報告時間よりも早期であると仮定すると、地震警報サーバ１１は、地震報告時間がより遅い地震地理格子ＣＧＤ２を含む群ＧＰ２内の地震地理格子ＥＧＤの遠方値を図２Ｅに示すように１増加する。

多数の他の組合せに対し上述の同様の操作を適用した後、地震警報サーバ１１は、図２Ｆに示すように収束結果を全体に入手できる。
図２Ｆは、７つの選択組合せに対し地震方向分析を実施することによって得た地震地理格子ＥＧＤの遠方値を示し、地震地理格子Ｒ７Ｃ２は、他の地震地理格子ＥＧＤと比較して明らかに最小である。したがって、最小遠方値を有する地震地理格子（即ち地震地理格子Ｒ７Ｃ２）は、震源地地理格子ＥＰＣとして標示される。

図２Ｆは、単純な例示的例として示すにすぎないことは理解されよう。当業者であれば理解されるように、収束結果を達成するために、地震分析の実施ごとの震源地の決定に必要とする組合せの数は、地震が発生する領域の位置及び地形に応じて変更できる。したがって、本発明は、方向分析を実施する組合せの数を限定するものではなく、あらゆる数の組合せは、本発明で請求する範囲内である。

更に、説明を簡単にするために、マップＭは、図２Ａから図２Ｆでは、水平軸を７つの等しい部分に分割し（即ち、水平軸をＣ１からＣ７で標示する）、垂直軸を１２個の等しい部分に分割する（即ち、垂直軸をＲ１からＲ１２で標示する）ことによって、８４個の地理格子ＧＤのみに分割している。しかし、マップＭを他の数の地理格子に分割するケースにおいて、震源地を決定する方向分析の実施の仕方は、当業者であれば上述の説明に基づき理解するであろう。このため、本明細書では更に説明しない。
更に、地震地理格子ＣＧＤ１と地震地理格子ＣＧＤ２との間の中間点ＣＰは、本実施形態では２次元平面で決定されている。しかし、当業者であれば理解されるように、他の実施形態では、地震地理格子ＣＧＤ１と地震地理格子ＣＧＤ２との間の中間点ＣＰは、３次元平面で決定することもできる。

震源地地理格子ＥＰＣを決定した後、地震警報サーバ１１は、震源地地理格子ＥＰＣに対応する地震報告メッセージ１０２のそれぞれの経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度に従って、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を決定する。例えば、地震警報サーバ１１は、地震報告メッセージ１０２の経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度をそれぞれ平均化することによって震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を入手できる。その後、地震警報サーバ１１は、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を伴う地震警報メッセージ１０４を生成し、ネットワーク１５を介して地震警報メッセージ１０４を複数の遠隔デバイスに送信できる。

上述の遠隔デバイスは、地震報告メッセージ１０２を以前に送信しているユーザ機器１３に加えて、地震をまだ感知していないユーザ機器１３を更に備え、地震報告メッセージ１０２を送信するようにする。言い換えれば、地震警報サーバ１１は、サーバ２に関連付けたアプリケーション・プログラムをインストールしている全てのユーザ機器１３に地震警報メッセージ１０４を送信する。
更に、遠隔デバイスは、地震警報の発行を支援する他のサードパーティー・デバイスを備えることもできる。例えば、地震警報サーバ１１は、中央気象局のサーバ又は様々な通信供給業者のサービス・サーバに地震警報メッセージ１０４を送信し、サードパーティ機関又は組織が、地震警報の発行を支援し、地震警報を可能な限り放送し、これにより最長の避難時間を入手できるようにする。

更に、他の実施形態では、地震地理格子ＥＧＤを決定した後、地震警報サーバ１１は、最初に、事前地震警報メッセージ（図示せず）を遠隔デバイスに生成、送信し、遠隔デバイスに地震発生イベントを通知できる。言い換えれば、地震の発生を決定した後、地震警報サーバ１１は、最初に、より多くの避難時間が更に得られるように、事前地震警報メッセージを遠隔デバイスに送信できる。次に、震源地を決定した後、地震警報サーバ１１は、地震警報メッセージ１０４を送信し、より詳細な地震情報を通知する。

本発明の第２の実施形態は、本発明の地震警報サーバ１１の概略図である図３に示すようなものである。地震警報サーバ１１は、ネットワーク・インターフェース１１ａ、プロセッサ１１ｂ及び記憶領域１１ｃを備える。ネットワーク・インターフェース１１ａは、ネットワーク１５に接続するための有線ネットワーク・インターフェース、ワイヤレス・ネットワーク・インターフェース及び／又はそれらの組合せとすることができる。記憶領域１１ｃは、メモリ、ハード・ディスク、又はデータを記憶するあらゆる他のデバイスとすることができる。記憶領域１１ｃは、マップＭを記憶するように構成できる。

プロセッサ１１ｂは、ネットワーク・インターフェース１１ａ及び記憶領域１１ｃに電気的に接続されている。プロセッサ１１ｂは、マップＭを複数の地理格子ＧＤに分割する。プロセッサ１１ｂは、複数のユーザ機器１３のそれぞれからネットワーク・インターフェース１１ａを介して地震報告メッセージ１０２を受信できる。次に、プロセッサ１１ｂは、地震報告メッセージ１０２の経緯度値に従って、地震報告メッセージ１０２のそれぞれを地理格子ＧＤの１つにマッピングし、地理格子ＧＤのそれぞれに対し、地理格子ＧＤに対応する地震報告メッセージ１０２のそれぞれのタイム・スタンプに従って、時間間隔内の地理格子ＧＤの地震報告メッセージの数を決定する。このようにして、プロセッサ１１ｂは、時間間隔内の地震報告メッセージの数が閾値を超える地理格子ＧＤを、図２Ｂに示す候補地震地理格子ＣＥＧＤとして標示できる。

その後、プロセッサ１１ｂは、複数の候補地震地理格子ＣＥＧＤを入手した後、隣接する候補地震地理格子のそれぞれを図２Ｃに示す地震地理格子ＥＧＤとして標示する。次に、プロセッサ１１ｂは、地震地理格子ＥＧＤに対し地震方向分析を実施する。
最初に、プロセッサ１１ｂは、地震地理格子ＥＧＤのそれぞれに対し、地震地理格子ＥＧＤに対応する地震報告メッセージ１０２のそれぞれのタイム・スタンプに従って、地震地理格子ＥＧＤの地震報告時間を決定する。
次に、地震地理格子ＥＧＤのうち任意の２つを選択し、反復的ではない複数の組合せを入手し、組合せのそれぞれに対し、マップＭ内の組合せの２つの地震地理格子ＥＧＤの中間点ＣＰに従って地震地理格子ＥＧＤを２つの群ＧＰ１及びＧＰ２に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を、図２Ｄ及び図２Ｅに示すように１増加する。
例えば、組合せのそれぞれに対し、プロセッサ１１ｂは、中間点ＣＰを通過する直交二等分線ＯＬに基づきマップＭを２つの等しい部分に分割し、２つの等しい部分内にある地震地理格子をそれぞれ２つの群ＧＰ１及びＧＰ２として分類できる。直交二等分線ＯＬは、組合せ内の２つの地震地理格子の間の接続線ＣＬに直交する。

その後、プロセッサ１１ｂは、最小遠方値を有する地震地理格子を図２Ｆに示すように震源地地理格子ＥＰＣとして標示する。震源地地理格子ＥＰＣを決定した後、プロセッサ１１ｂは、震源地地理格子ＥＰＣに対応する地震報告メッセージ１０２のそれぞれの経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度に従って、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を決定する。例えば、プロセッサ１１ｂは、震源地地理格子に対応する地震報告メッセージ１０２の経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度をそれぞれ平均化することによって震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を入手できる。

その後、プロセッサ１１ｂは、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を伴う地震警報メッセージ１０４を生成し、ネットワーク・インターフェース１１ａを介して複数の遠隔デバイスに地震警報メッセージ１０４を送信する。前述のように、遠隔デバイスは、複数の他のユーザ機器を備え得る。
これらの他のユーザ機器は、プロセッサ１１ｂからネットワーク・インターフェース１１ａを介して地震報告メッセージ１０２をまだ受信していないユーザ機器１３のそれぞれとすることができる。更に、他の実施形態では、隣接する候補地震地理格子のそれぞれを地震地理格子ＥＧＤとして標示した後、プロセッサ１１ｂは、事前地震警報メッセージを遠隔デバイスに更に生成、送信し、遠隔デバイスに地震発生イベントを通知できる。

本発明の第３の実施形態は、本発明のユーザ機器１３の概略図である図４に示すようなものである。ユーザ機器１３は、電源モジュール１３ａ、送受信器１３ｂ、運動センサ１３ｃ、測位モジュール１３ｄ及びプロセッサ１３ｅを備える。プロセッサ１３ｅは、電源モジュール１３ａ、送受信器１３ｂ、運動センサ１３ｃ及び測位モジュール１３ｄに電気的に接続されている。

前述のように、運動センサ１３ｃは、重力センサ、ジャイロスコープ、又は振動を検知できるあらゆるハードウェア・モジュールとすることができる。運動センサは、運動を感知し、感知信号を生成するように構成する。更に、測位モジュール１３ｄは、全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール、又は通信基地局及び／若しくはＷｉＦｉアクセス・ポイントに基づく測位モジュールとすることができる。更に、前述のように、送受信器１３ｂは、モバイル・ネットワーク送受信器（例えば３Ｇ、４Ｇモバイル・ネットワーク送受信器）、Ｗｉ−Ｆｉ送受信器等とすることができる。更に、いくつかの実施形態では、ユーザ機器１３は、モノのインターネット・デバイスであってもよいため、送受信器１３ｂは、あらゆるワイヤレス送受信器、有線送受信器又はそれらの組合せとすることもできる。

プロセッサ１３ｃは、電源モジュール１３ａを外部電源に接続したことに応じて、ユーザ機器１３が充電状態であることを決定し、送受信器１３ｂをネットワーク１５に接続したことに応じて、ユーザ機器１３が接続状態であることを決定する。
更に、プロセッサ１３ｅは、予め設定した時間間隔内で運動センサ１３ｃから連続的に受信した、第１の閾値よりも小さい感知信号に応じて、ユーザ機器１３が静止状態であることを決定する。プロセッサ１３ｅは、ユーザ機器１３が、充電状態、接続状態及び静止状態に同時にあると、地震検出モードを起動し、運動センサ１３ｃから次に受信した感知信号が第２の閾値を超えているかどうかを決定する。

運動センサ１３ｃから次に受信した感知信号が第２の閾値を超える場合、プロセッサ１３ｅは、感知信号に従って、測位モジュール１３ｄを介して震度を計算し、タイム・スタンプを記録し、経緯度値を生成する。その後、プロセッサ１３ｅは、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む地震報告メッセージ１０４を生成し、送受信器を介して地震警報サーバ１１に地震報告メッセージ１０４を送信する。

更に、他の実施形態では、プロセッサ１３ｅは、更に、少なくとも１つの外部履歴震度記録（例えば中央気象局の地震報告システムによって発表された地震観察情報）に従って震度対応曲線を修正し、この震度対応曲線に基づいた、感知信号に対応する震度を入手できる。震度対応曲線は、震度に対応する感知信号によって表される様々な値のそれぞれを有する。このようにして、本発明のユーザ機器１３は、外部履歴震度記録から学習し、震度対応曲線を修正でき、将来地震を感知した際に、震度曲線に基づいたより正確な震度を入手できるようにする。

本発明の第４の実施形態については、図５Ａ及び図５Ｂを参照されたい。図５Ａ及び図５Ｂは、本発明による地震警報方法のフローチャート図である。
本発明の地震警報方法は、地震警報システムの地震警報サーバ（例えば前述の実施形態の地震警報サーバ１１）で使用するように適合される。地震警報サーバは、ネットワーク・インターフェース、記憶領域及びプロセッサを備える。地震警報方法は、プロセッサにより実行する。

図５Ａを参照されたい。最初に、ステップＳ５０１において、記憶領域に記憶させたマップを複数の地理格子に分割する。次に、ステップＳ５０３において、地震報告メッセージを複数のユーザ機器のそれぞれからネットワーク・インターフェースを介して受信し、地震報告メッセージのそれぞれは、経緯度値、タイム・スタンプ及び震度を含む。その後、ステップＳ５０５において、地震報告メッセージのそれぞれは、地震報告メッセージの経緯度値に従った地理格子の１つに対応する。次に、ステップＳ５０７において、地理格子のそれぞれに対し、地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、時間間隔内の地理格子の地震報告メッセージの数を決定する。

ステップＳ５０９において、時間間隔内の地震報告メッセージの数が閾値を超える地理格子を、候補地震地理格子として標示する。次に、ステップＳ５１１において、隣接する候補地震地理格子のそれぞれを地震地理格子として標示する。次に、ステップＳ５１３において、地震地理格子のそれぞれに対し、地震地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれのタイム・スタンプに従って、地震地理格子の地震報告時間を決定する。

次に、図５Ｂを参照されたい。ステップＳ５１５において、プロセッサは、反復的ではない複数の組み合わせを入手するために、地震地理格子のいずれか２つを選択する。次に、ステップＳ５１７において、組合せのそれぞれに対し、マップ内の組合せの２つの地震地理格子の中間点に従って地震地理格子を２つの群に分割し、地震報告時間がより遅い２つの地震地理格子のうち１つを含む群内の地震地理格子の遠方値を１単位増加する。その後、ステップＳ５１９において、最小遠方値を有する地震地理格子を震源地地理格子として標示する。次に、ステップＳ５２１において、震源地地理格子に対応する地震報告メッセージのそれぞれの経緯度値、タイム・スタンプ及び震源地震度に従って、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を決定する。

ステップＳ５２３において、震源地位置、震源地発生時間及び震源地震度を伴う地震警報メッセージを生成する。最後に、ステップＳ５２５において、プロセッサは、ネットワーク・インターフェースを介して複数の遠隔デバイスに地震警報メッセージを送信する。前述のように、遠隔デバイスは、前述のユーザ機器に加えて、地震メッセージをまだ報告していない他のユーザ機器を更に含み得る。
地震分析の後に地震警報を発行するたびに、地震警報サーバは、地理格子ＧＤのそれぞれを元の状態に再設定できることは理解されよう。即ち、候補地震地理格子、地震地理格子、又は震源地地理格子を標示せず、地理格子ＧＤのそれぞれの遠方値をゼロに設定する。その後、次の地震の発生を感知し、警報を発行するためにステップＳ５０３からＳ５２５を繰り返す。

更に、ステップＳ５０１は、地震感知及び分析を実施するたびに実行する必要はない。言い換えれば、マップを分割した後、システム管理者が分割のパラメータの調節を希望しない限り、再分割する必要はない。更に、ステップＳ５１１は、ステップＳ５０９において候補地震地理格子がない場合、実行しない。同様に、ステップＳ５１３は、ステップＳ５１１において地震地理格子がない場合、実行しない。

上述のステップに加えて、本発明の地震警報方法は、全ての上述の実施形態で示した全ての動作及び機能を実行することもできる。この実施形態がこれらの動作及び機能を実行する仕方は、全ての前述の実施形態に対する説明に基づき当業者であれば容易に理解するであろう。このため、本明細書では更に説明しない。

更に、上記で説明した本発明の地震警報方法は、非一時的コンピュータ可読媒体によって実施できる。非一時的コンピュータ可読媒体は、複数のコードを含むコンピュータ・プログラムを記憶する。コンピュータ・プログラムを電子コンピューティング・デバイス（例えば地震警報サーバ１１）に取り込み、インストールした場合、コンピュータ・プログラム内に含まれるコードは、電子デバイスのプロセッサによって実行され、本発明の地震警報方法を実行する。
コンピュータ・プログラム製品は、例えば、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、フロッピー・ディスク、ハード・ディスク、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、モバイル・ディスク、磁気テープ、ネットワークにアクセス可能なデータベース、又は同じ機能を有し、当業者に周知であるあらゆる他の記憶媒体とすることができる。

上記の説明によれば、本発明の地震警報システムは、スマート・フォンに内蔵した運動センサ及び測位モジュールを介して地震を検出し、地震が発生した地理位置を地震警報サーバに提供し、地震警報サーバは、選別機構を通じてより高い信頼性の地震報告メッセージを選択し、地震の方向を分析し、震源地位置を決定する。
したがって、従来技術の地震検出局を介する（伝搬速度が毎秒約１０キロメートルである）地震波の感知と比較して、本発明は、地震が発生した領域内のスマート・フォンが、高速（毎秒約３００，０００キロメートル）での通信伝送を介して地震の発生を直後に報告可能にし、このため、より高密度の地震情報を入手し、震源地を正確且つ迅速に決定でき、これにより、より多くの避難時間が得られるように、適時の地震検出及び警報サービスを提供する。

上記の開示は、詳細な技術的内容及びそれらの発明的特徴に関する。当業者であれば、記載した本発明の開示及び示唆に基づき、本発明の特徴から逸脱することなく様々な修正及び置換を実施できる。そのような修正及び置換は、上記の説明では完全に開示されていないが、それにもかかわらず、以下の添付の特許請求の範囲に実質的に含まれるものである。

Claims (2)

1. 電源モジュール、送受信器、運動を感知し、感知信号を生成するように構成した運動センサ、測位モジュール、及び、前記電源モジュール、前記送受信器、前記運動センサ及び前記測位モジュールに電気的に接続されているプロセッサ、を備えるユーザ機器であって、
   前記プロセッサは、
   前記電源モジュールを外部電源に接続したことに応じて、前記ユーザ機器が充電状態であることを決定する動作、
   前記送受信器をネットワークに接続したことに応じて、前記ユーザ機器が接続状態であることを決定する動作、
   予め設定した時間間隔内で前記運動センサから連続的に受信した、第１の閾値よりも小さい感知信号に応じて、前記ユーザ機器が静止状態であることを決定する動作、
   前記ユーザ機器が、前記充電状態、前記接続状態及び前記静止状態に同時にあると、地震検出モードを起動し、前記運動センサから次に受信した感知信号が第２の閾値を超えているかどうかを決定する動作、
   前記運動センサから次に受信した前記感知信号が前記第２の閾値を超える場合、前記感知信号に従って、前記測位モジュールを介して震度を計算し、タイム・スタンプを記録し、経緯度値を生成する動作、
   前記経緯度値、前記タイム・スタンプ及び前記震度を含む地震報告メッセージを生成する動作、
   前記送受信器を介して地震警報サーバに前記地震報告メッセージを送信する動作、を実行するように構成されている、
   ユーザ機器。
2. 前記プロセッサは、更に、少なくとも１つの外部履歴震度記録に従って震度対応曲線を修正し、前記震度対応曲線に基づき、前記感知信号に対応する震度を入手することを特徴とする、請求項１に記載のユーザ機器。