JP3106965B2 - 感震装置 - Google Patents
感震装置Info
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Description
遮断装置などに設置されて地震を検出する感震装置に関
するものである。
は、特開平5−52642号公報や特開平8−2954
0号公報のようなものが知られていた。以下、その方法
について図15と図16を参照しながら説明する。
ON/OFF信号を出力するON/OFF信号出力手段
としての感震器1と、ON/OFF信号におけるON時
間とOFF時間のそれぞれを計測する計測手段2と、計
測による同時間帯のものを計数する計数手段3と、設定
時間の計時手段4と、設定時間内における計数手段3に
より得られる計数値に基づいて振動波形判別推論を行う
推論手段5とを備えた構成となっており、計数値からメ
ンバーシップ関数を作成してファジィ推論を用いて地震
判別をおこなっていた。
に、地震判別方法は、所定のしきい値以下の振動データ
をゼロに変換した後、符号反転の検出を行うようにして
周期t1からt7を計算する。そして、ゼロデータが所
定の割合未満のデータだけを選び、さらに周期tが0.
1秒<t<1秒の範囲になるようなゼロクロス点のみを
選択し、最終的にゼロクロスA,B,C,Dが4回カウ
ントされる。そして、このうち最初のゼロクロスAは、
その直後のゼロクロスが条件に当てはまらないためにゼ
ロクロスの回数はリセットされ、次のゼロクロスBから
カウントされ3回連続カウントされた時点Dで振動が地
震であると判別される。このように所定の条件下での振
動データの符号反転が3回以上連続した場合に地震と判
別するようにしていた。
の技術では、推論処理を行うためにマイクロコンピュー
タのような複雑な装置が必要であることと、推論処理な
どで判別に時間がかかるという課題があった。また、ガ
スメータのように片持ちで設置されている場合には衝撃
が加わった後の自由振動の判別が非常に困難で、ゼロク
ロスの回数をカウントする方法では誤動作を生じやすい
という課題があった。
決するために振動信号を検出する振動検出手段と、前記
振動信号から振動波形の周期データを計測する周期検出
手段と、前記周期データを複数個のグループに分別する
グループ分別手段と、前記グループ分別手段によってグ
ループ化された各グループ間のデータ数の比率によって
地震か否かを判別する地震判別手段と、地震判別手段の
結果を出力する出力手段と、複数個のグループに分別す
るためのしきい値を学習する分別しきい値学習手段を備
えた構成とした。
別するためのしきい値を学習する分別しきい値学習手段
を備えることによって、機器が設置される様々な状況に
対応して地震判別を精度よくかつ短時間で行うことがで
きる効果がある。
動検出手段と、前記振動信号から振動波形の周期データ
を計測する周期検出手段と、前記周期データを複数個の
グループに分別するグループ分別手段と、前記グループ
分別手段によってグループ化された各グループ間のデー
タ数の比率によって地震か否かを判別する地震判別手段
と、地震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個
のグループに分別するためのしきい値を学習する分別し
きい値学習手段を備えた構成とした。そして、振動の周
期データを複数個のグループに分別するためのしきい値
を学習する分別しきい値学習手段を備えることによっ
て、機器が設置される様々な状況に対応して地震判別を
精度よくかつ短時間で行うことができる効果がある。
と、前記振動信号から振動波形のピーク値を計測するピ
ーク値検出手段と、前記振動信号のピーク値データを複
数個のグループに分別するグループ分別手段と、前記グ
ループ分別手段によってグループ化された各グループの
データ情報によって地震か否かを判別する地震判別手段
と、地震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個
のグループに分別するためのしきい値を学習する分別し
きい値学習手段を備えた構成とした。そして、振動のピ
ーク値データを複数個のグループに分別するためのしき
い値を学習する分別しきい値学習手段を備えることによ
って、機器が設置される様々な状況に対応して地震判別
を精度よくかつ短時間で行うことができる効果がある。
変動することを検出するピーク値変動検出手段と、ピー
ク値変動データを複数個のグループに分別するグループ
分別手段を備えた構成とした。そして、ピーク値が連続
して変化することを用いて地震判別することにより簡単
に短時間で判別することができる。
と、前記振動信号から振動波形の微分値を計測する微分
値検出手段と、前記振動信号の微分値データを複数個の
グループに分別するグループ分別手段と、前記グループ
分別手段によってグループ化された各グループのデータ
情報によって地震か否かを判別する地震判別手段と、地
震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個のグル
ープに分別するためのしきい値を学習する分別しきい値
学習手段を備えた構成とした。そして、振動の微分値デ
ータを複数個のグループに分別するためのしきい値を学
習する分別しきい値学習手段を備えることによって、機
器が設置される様々な状況に対応して地震判別を精度よ
くかつ短時間で行うことができる効果がある。
出する微分値検出手段を備えた構成とした。そして、振
動のゼロクロスの微分値を用いることで最も振動加速度
の変化が激しい部分を用いることができ特徴を的確につ
かむことができるので地震判別の精度を向上することが
できる。
数になった時点で地震判別を行う地震判別手段を備えた
構成とした。そして、データ数で管理することで判別に
使用するデータ数が常に一定になり、判別時間が一定に
なることで所定時間後に出力結果を安定して出力するこ
とができる。
内の振動信号のデータから地震判別を行う地震判別手段
を備えた構成とした。そして、振動の周期が長くても短
くても一定時間になることで所定時間後に出力結果を安
定して出力することができる。
ータ情報として地震か否かを判別する地震判別手段を備
えた構成とした。そして、比率で判定することで複雑な
演算処理なしに短時間で地震判別を行うことかできる。
ータを用いて地震判別を行う地震判別手段を備えた構成
とした。そして、所定振動レベル以上とすることで振動
信号のS/Nを向上することができ、地震判別精度を向
上することができる。
地震判別を行う地震判別手段を備えた構成とした。そし
て、所定時間以降の振動データを用いることで過渡的な
ノイズと地震振動とを区別することができ地震判別精度
を向上することができる。
して説明する。 (実施例1) 図1は本発明の実施例1の感震装置のブロック図であ
る。図1において、6は振動加速度センサ、7は増幅
器、8は周期検出手段、9は分別しきい値学習手段を備
えたグループ分別手段、10は地震判別手段、11は出
力手段、12は出力手段の一部としてのガス遮断弁であ
る。
の感震装置は、図2に示すような振動波形の場合、振動
加速度センサ6の信号が第1のしきい値(例えば、80
cm/s)より大きくなった時Aからその振動波形のゼ
ロクロス周期T1,T2...Tiを検出するものであ
る。そして、図3と図4に示すフローチャートに従って
地震判別を行うものである。例えば、ゼロクロス周期T
iが所定値T(例えば、T=0.15秒)より小さい時
はグループAがカウントされ、所定値Tより大きい時は
グループBがカウントされる。そして、グループAとグ
ループBのカウント値CaとCbの和Cが所定値CT
(例えば、CT=10)より大きくなった時点で、Ca
とCbの比率の評価値K=Ca/Cbを計算する。そし
て、この比率Kが所定値KC1(例えば、KC1=0.
2)以上でかつKC2(KC2=0.8)以内であれば
地震判別手段が地震であると判定する。判定結果は、出
力手段から信号が出力され、ガス遮断弁が駆動されるも
のである。ここで、図5に地震判別手段の判別に用いる
グループ分別結果を示す。地震の場合は周期がばらつ
き、衝撃の場合はほぼ一定の周期となることがわかって
いるため、グループ分けしたときの比率が、0.2〜
0.8の範囲にばらついている場合は地震であると判定
するのである。
機するとともに、復帰時には地震判別結果が正しいかど
うかを判別の正否として入力することとしている。そし
て、間違っていると入力された場合は、図4に示すT=
T′の処理を行うしきい値学習手段によって、グループ
分別のしきい値Tを変更するようにしている。たとえ
ば、復帰時に判別正否を入力できるのは、地震と判別し
た場合であるから、新しいしきい値T’は、判別に使用
した周期データT1,T2〜T10を再チェックして地
震でない比率Kになるようにしきい値TをT’に修正す
るように学習することとした。なお、判別正否を入力し
なくても、自動的に任意の新しいしきい値T’に修正す
ることで学習していく方法も同様に考えられる。
ループ分けすることで地震か衝撃かが判別することがで
きる。そして、所定のデータ数CTになった時点で地震
判別することで、所定時間まで計測する必要がなくデー
タが集まった早い時点で判定を行うことができ、ガスな
どを素早く止めることができる。また、振動波形の周期
によらず長い周期の場合も短い周期の場合も所定のデー
タ数で判定することができ、信号波形によらず判定精度
を安定化することができる。さらに、グループ分けする
時のしきい値を学習することで、使用時間とともに判定
精度を向上していくことができると共に、設置場所によ
るグループ化のしきい値の差を徐々になくしていき判定
精度を向上することができるのである。
ある。実施例1と異なる点は、周期検出手段の変わりに
ピーク値検出手段で検出したピーク値データをグループ
化して地震判別を行うものである。ここで、13はピー
ク値検出手段である。
の感震装置は、図7に示すような振動波形の場合、振動
加速度センサ6の信号が第1のしきい値(例えば、80
cm/s)より大きくなった時からその振動波形のピー
クレベル値P1,P2...Piを検出するものであ
る。そして、図8と図9に示すフローチャートに従って
地震判別を行うものである。例えば、ピークレベル値P
iが所定値P(例えば、0cm/s)より小さい時はグ
ループAがカウントされ、所定値Pより大きい時はグル
ープBがカウントされる。そして、所定時間Tmaxが
経過するまでピークレベル値を計測してグループ分けを
行う。そして、グループAとグループBのカウント値C
aとCbの比率の評価値K=Ca/(Ca+Cb)を計
算する。そして、この比率Kが所定値KC1(例えば、
KC1=0.2)以上でかつKC2(KC2=0.8)
以外であれば、地震判別手段が地震であると判定する。
判定結果は、出力手段から信号が出力され、ガス遮断弁
などが駆動されるものである。これは、地震の場合は、
ピークレベル値がばらつくが、衝撃の場合は、ほぼ一定
の比率で減衰していき正負均等にピークの個数が発生す
ることがわかっているため、グループ分けしたときの比
率が、0.2〜0.8の範囲外にばらついている場合は
地震であると判定するのである。
機するとともに、復帰時には地震判別結果が正しいかど
うかを判別正否として入力することとしている。そし
て、間違っていると入力された場合は、図9に示すP=
P′の処理を行う分別しきい値学習手段によって、グル
ープ分別のしきい値Pを変更するようにしている。たと
えば、復帰時に判別正否を入力できるのは、地震と判別
した場合であるから、新しいしきい値P’は、判別に使
用した周期データP1,P2〜Piを再チェックして地
震でない比率Kになるようにしきい値Pを修正するよう
に学習することとした。
いることでノイズのような微小信号を判別に用いること
がなくなり判別精度を向上することができる。
い時は所定時間Tmaxを長く修正して計測を続けて判
別精度を向上したり、ピークの時間間隔が短い時は所定
時間Tmaxを短くして計測を途中で終了することで無
駄な計測を省略することができる。
ループ分けすることで地震か衝撃かが判別することがで
きる。そして、所定時間計測することで判定精度を安定
化することができ、ピークレベルの計測から不要な微小
信号を除いてノイズなどの影響を除外して精度を向上す
ることができる。さらに、グループ分けする時のしきい
値を学習することで、使用時間とともに判定精度を向上
していくことができると共に、設置場所によるグループ
化のしきい値の差を徐々になくしていき判定精度を向上
することができるのである。
したが、ピークレベルの変動が連続して増加する、また
は連続して減少するような一定の変動が継続することで
地震か衝撃化を判別することができる。例えば、ピーク
レベル値が連続して3回減少した場合は衝撃と判定する
のである。このような簡易な判別手段を用いて地震判別
を行うことも可能である。
ブロック図、図11は動作を説明する信号波形図、図1
2、図13は動作を説明するフローチャートである。実
施例1と異なる点は、振動加速度センサ6の信号のゼロ
クロス微分値をグループ化して地震判別を行う地震判別
手段10を備えたものである。ここで、14は微分値検
出手段である。
の感震装置は、図10に示すような振動波形の場合、振
動加速度センサ6の信号が第1のしきい値(例えば、8
0cm/s)より大きくなった時から、さらに計時によ
って所定時間だけゼロクロス判別を遅延させる。(例え
ば、T0=1秒)そして、その後の振動波形のゼロクロ
ス点を検出し、そのゼロクロス点の微分値Diを求め
る。微分値Diは、Pi/Δtの絶対値として求めるこ
ととした。ここで、Δtは計測の最小単位時間である。
そして、図12と図13に示すフローチャートに従っ
て、地震判別を行うものである。例えば、微分値Diが
所定値Dより小さい時はグループAがカウントされ、所
定値Dより大きい時はグループBがカウントされる。そ
して、所定データ数CT以上になるまでゼロクロス微分
値を計測する。そして、グループAとグループBのカウ
ント値CaとCbの比率の評価値K=Ca/(Ca+C
b)を計算する。そして、この比率Kが所定値KC1
(例えば、KC1=0.2)以上でかつKC2(KC2
=0.8)以内であれば地震判別手段が地震であると判
定する。判定結果は、出力手段から信号が出力され、ガ
ス遮断弁などが駆動されるものである。これは、地震の
場合は、ゼロクロス微分値がばらつくが、衝撃の場合
は、ほぼ一定で特定の値が発生することがわかっている
ため、グループ分けしたときの比率が、0.2〜0.8
の範囲にばらついている場合は地震であると判定するの
である。
機するとともに、復帰時には地震判別結果が正しいかど
うかを判別正否として入力することとしている。そし
て、間違っていると入力された場合は、図13に示すD
=D′の処理を行う分別しきい値学習手段によって、グ
ループ分別のしきい値Dを変更するようにしている。た
とえば、復帰時に判別正否を入力できるのは、地震と判
別した場合であるから、新しいしきい値D’は、判別に
使用した周期データD1,D2〜D10を再チェックし
て地震でない比率Kになるようにしきい値Dを修正する
ように学習することとした。
グループ分けすることで地震か衝撃かが判別することが
できる。そして、所定時間以降の振動データで計測する
ことで衝撃のような初期の不規則振動を除去することで
判定精度を向上することができる。さらに、グループ分
けする時のしきい値を学習することで、使用時間ととも
に判定精度を向上していくことができると共に、設置場
所によるグループ化のしきい値の差を徐々になくしてい
き判定精度を向上することができるのである。
ブロック図である。実施例1から実施例3と異なる点
は、地震判別手段を3個備えていることである。そし
て、3個の地震判別手段の結果を多数決で判定する多数
決判別手段によって、より正確な地震判定をおこなうも
のである。ここで、15は多数決地震判別手段である。
地震判別手段8によって判定された結果が地震と判定さ
れ、第2の地震判別手段13による判定結果も地震であ
るとなった時、多数決地震判別手段15によって最小結
論として地震が判定される。また、第2の地震判別手段
13による判定結果が衝撃であるというように異なった
結果になった場合は、第3の地震判別手段により判別さ
れ、最終判定がされることになる。なお、これらの複数
個の地震判別手段のしきい値との差をチェックして判別
の確定度が強い判別結果を採用したり、総合的に判別し
たりすることも可能である。
しきい値内に評価値が入った時のみ、次の第2の地震判
別手段による判定が下される。そして、その結果が地震
であれば、最終結論として地震と判定されるのである。
また、第2の地震判別手段の結果も中間しきい値内にな
った場合、さらに、第3の地震判別手段によって判別が
行われ、その結果によって最終判定がされる。例えば、
実施例1の場合の中間しきい値は、0.1〜0.3と
0.7〜0.9というように設定する。
て地震判別を行うことでより精度よく判定することがで
きる。そして、奇数個の判別手段としておけば、判定が
引き分けることはない。
中間しきい値内の場合にのみ、次の地震判別手段を行う
ようにしておけば、複数個の地震判別手段を有していて
も第1の地震判別手段の結果で最終判定が行え、短時間
で判別処理が完了する。
よれば、次の効果が得られる。
振動信号から振動波形の周期データを計測する周期検出
手段と、前記周期データを複数個のグループに分別する
グループ分別手段と、前記グループ分別手段によってグ
ループ化された各グループ間のデータ数の比率によって
地震か否かを判別する地震判別手段と、地震判別手段の
結果を出力する出力手段と、複数個のグループに分別す
るためのしきい値を学習する分別しきい値学習手段を備
えることで、振動の周期データを複数個のグループに分
別するためのしきい値を学習する分別しきい値学習手段
を備えることによって、機器が設置される様々な状況に
対応して地震判別を精度よくかつ短時間で行うことがで
きる効果がある。
と、前記振動信号から振動波形のピーク値を計測するピ
ーク値検出手段と、前記振動信号のピーク値データを複
数個のグループに分別するグループ分別手段と、前記グ
ループ分別手段によってグループ化された各グループの
データ情報によって地震か否かを判別する地震判別手段
と、地震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個
のグループに分別するためのしきい値を学習する分別し
きい値学習手段を備えることで、振動のピーク値データ
を複数個のグループに分別するためのしきい値を学習す
る分別しきい値学習手段を備えることによって、機器が
設置される様々な状況に対応して地震判別を精度よくか
つ短時間で行うことができる効果がある。
変動することを検出するピーク値変動検出手段と、ピー
ク値変動データを複数個のグループに分別するグループ
分別手段を備えることで、ピーク値が連続して変化する
ことを用いて地震判別するこ とでより簡単に短時間で判
別することができる。
と、前記振動信号から振動波形の微分値を計測する微分
値検出手段と、前記振動信号の微分値データを複数個の
グループに分別するグループ分別手段と、前記グループ
分別手段によってグループ化された各グループのデータ
情報によって地震か否かを判別する地震判別手段と、地
震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個のグル
ープに分別するためのしきい値を学習する分別しきい値
学習手段を備えることで、振動の微分値データを複数個
のグループに分別するためのしきい値を学習する分別し
きい値学習手段を備えることによって、機器が設置され
る様々な状況に対応して地震判別を精度よくかつ短時間
で行うことができる効果がある。 また、振動波形のゼロ
クロスの微分値を検出する微分値検出手段を備えること
で、振動のゼロクロスの微分値を用いることで最も振動
加速度の変化が激しい部分を用いることができ特徴を的
確につかむことができるので地震判別の精度を向上する
ことができる。
数になった時点で地震判別を行う地震判別手段を備える
ことで、データ数で管理することで判別に使用するデー
タ数が常に一定になり、判別時間が一定になることで所
定時間後に出力結果を安定して出力することができる。
内の振動信号のデータから地震判別を行う地震判別手段
を備えることで、振動の周期が長くても短くても一定時
間になることで所定時間後に出力結果を安定して出力す
ることができる。
ータ情報として地震か否かを判別する地震判別手段を備
えることで、比率で判定することで複雑な演算処理なし
に短時間で地震判別を行うことかできる。
ータを用いて地震判別を行う地震判別手段を備えること
で、所定振動レベル以上とすることで振動信号のS/N
を向上することができ、地震判別精度を向上することが
できる。
地震判別を行う地震判別手段を備えることで、所定時間
以降の振動データを用いることで過渡的なノイズと地震
振動とを区別することができ地震判別精度を向上するこ
とができる。
ト
ト
図
ート
図
波形図 (b)同手段のゼロ変換波形図 (c)同手段のゼロクロス周期を示す波形図 (d)同手段の選択されたゼロクロス周期を示す波形図 (e)同手段のゼロクロスのカウントを示す波形図
Claims (10)
- 【請求項1】 振動信号を検出する振動検出手段と、前
記振動信号から振動波形の周期データを計測する周期検
出手段と、前記周期データを複数個のグループに分別す
るグループ分別手段と、前記グループ分別手段によって
グループ化された各グループ間のデータ数の比率によっ
て地震か否かを判別する地震判別手段と、地震判別手段
の結果を出力する出力手段と、複数個のグループに分別
するためのしきい値を学習する分別しきい値学習手段を
備えた感震装置。 - 【請求項2】 振動信号を検出する振動検出手段と、前
記振動信号から振動波形のピーク値を計測するピーク値
検出手段と、前記振動信号のピーク値データを複数個の
グループに分別するグループ分別手段と、前記グループ
分別手段によってグループ化された各グループのデータ
情報によって地震か否かを判別する地震判別手段と、地
震判別手段の結果を出力する出力手段と、複数個のグル
ープに分別するためのしきい値を学習する分別しきい値
学習手段を備えた感震装置。 - 【請求項3】 振動波形のピーク値が連続して同一変動
することを検出するピーク値変動検出手段と、ピーク値
変動データを複数個のグループに分別するグループ分別
手段を備えた請求項2記載の感震装置。 - 【請求項4】 振動信号を検出する振動検出手段と、前
記振動信号から振動波形の微分値を計測する微分値検出
手段と、前記振動信号の微分値データを複数個のグルー
プに分別するグループ分別手段と、前記グループ分別手
段によってグループ化された各グループのデータ情報に
よって地震か否かを判別する地震判別手段と、地震判別
手段の結果を出力する出力手段と、複数個のグループに
分別するためのしきい値を学習する分別しきい値学習手
段を備えた感震装置。 - 【請求項5】 振動波形のゼロクロスの微分値を検出す
る微分値検出手段を備えた請求項4記載の感震装置。 - 【請求項6】 振動信号の計測データが所定データ数に
なった時点で地震判別を行う地震判別手段を備えた請求
項1から5のいずれか1項に記載の感震装置。 - 【請求項7】 振動信号の周期に対応した所定時間内の
振動信号のデータから地震判別を行う地震判別手段を備
えた請求項1から5のいずれか1項に記載の感震装置。 - 【請求項8】 各グループ間のデータ数の比率をデータ
情報として地震か否かを判別する地震判別手段を備えた
請求項2から5のいずれか1項に記載の感震装置。 - 【請求項9】 所定振動レベル以上の振動信号のデータ
を用いて地震判別を行う地震判別手段を備えた請求項1
から5のいずれか1項に記載の感震装置。 - 【請求項10】 所定時間以後の振動データを用いて地
震判別を行う地震判別手段を備えた請求項1から5のい
ずれか1項に記載の感震装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17327196A JP3106965B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 感震装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17327196A JP3106965B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 感震装置 |
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JPH1019654A JPH1019654A (ja) | 1998-01-23 |
JP3106965B2 true JP3106965B2 (ja) | 2000-11-06 |
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JP17327196A Expired - Fee Related JP3106965B2 (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 感震装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3106965B2 (ja) |
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