JP3314912B2 - 地震動強度の測定方法 - Google Patents
地震動強度の測定方法Info
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- JP3314912B2 JP3314912B2 JP27669096A JP27669096A JP3314912B2 JP 3314912 B2 JP3314912 B2 JP 3314912B2 JP 27669096 A JP27669096 A JP 27669096A JP 27669096 A JP27669096 A JP 27669096A JP 3314912 B2 JP3314912 B2 JP 3314912B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は制御用地震計等に利
用する地震動強度測定方法に関するものである。
用する地震動強度測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】地震が発生した場合に、その強度に応じ
て各種のシステムを制御して、被害の拡大や二次災害の
発生を防止するための装置として制御用地震計があり、
制御用地震計は交通機関、都市ガス、電力、水道等の各
種施設等において、大地震時における自動緊急停止装置
に組み入れられて利用されている。
て各種のシステムを制御して、被害の拡大や二次災害の
発生を防止するための装置として制御用地震計があり、
制御用地震計は交通機関、都市ガス、電力、水道等の各
種施設等において、大地震時における自動緊急停止装置
に組み入れられて利用されている。
【０００３】このような制御用地震計においては構造物
の被害の程度と相関の高い制御を行うためにＳＩ値を地
震動の強度の尺度として計測する方法が提案され、そし
て実施されている。（例えば、特開昭６２−１２８８４
号公報、特開昭６２−１２８８４号公報、特開昭６２−
１２８８４号公報、特開昭６２−１２８８５号公報、特
開昭６２−１２８８６号公報、特開平６−２１４０４０
号公報、特開平８−３６０６２号公報等を参照のこ
と。）
の被害の程度と相関の高い制御を行うためにＳＩ値を地
震動の強度の尺度として計測する方法が提案され、そし
て実施されている。（例えば、特開昭６２−１２８８４
号公報、特開昭６２−１２８８４号公報、特開昭６２−
１２８８４号公報、特開昭６２−１２８８５号公報、特
開昭６２−１２８８６号公報、特開平６−２１４０４０
号公報、特開平８−３６０６２号公報等を参照のこ
と。）
【０００４】このような方法において、ＳＩ値は、地震
計により計測される地震動の加速度波形を１自由度振動
系の運動方程式を満たす演算部に入力して速度応答を求
め、速度応答の最大値のスペクトル、即ち、速度応答ス
ペクトルＳvから所定の演算を行って算出しており、こ
れらはリアルタイム計算により行っている。
計により計測される地震動の加速度波形を１自由度振動
系の運動方程式を満たす演算部に入力して速度応答を求
め、速度応答の最大値のスペクトル、即ち、速度応答ス
ペクトルＳvから所定の演算を行って算出しており、こ
れらはリアルタイム計算により行っている。
【０００５】そこで、従来のリアルタイム計算の方法を
図９について説明する。図中、上段は地震の加速度の時
系列データの例を示すもので、この方法では、加速度
に、地震発生トリガーとしてのしきい値と地震収束トリ
ガーとしてのしきい値を設定し、これらのトリガーによ
り演算処理装置の動作モードを切り換えて所定の演算処
理を行わせる構成としている。即ち、地震計で計測した
加速度が地震発生トリガーを超過した時点で演算処理装
置を計算モードに切り換えて計算を開始し、地震収束ト
リガーを超過した時点で計算を終了し、演算処理装置を
監視モードに切り換える。
図９について説明する。図中、上段は地震の加速度の時
系列データの例を示すもので、この方法では、加速度
に、地震発生トリガーとしてのしきい値と地震収束トリ
ガーとしてのしきい値を設定し、これらのトリガーによ
り演算処理装置の動作モードを切り換えて所定の演算処
理を行わせる構成としている。即ち、地震計で計測した
加速度が地震発生トリガーを超過した時点で演算処理装
置を計算モードに切り換えて計算を開始し、地震収束ト
リガーを超過した時点で計算を終了し、演算処理装置を
監視モードに切り換える。
【０００６】計算モードにおける計算は、図中の下段に
示すように行う。即ち、加速度が地震発生トリガーを超
過し、演算処理装置が計算モードになった後は、ある時
間間隔Δｔ（秒）が経過する毎に、地震発生直後、即ち
ｔ＝０の時点まで遡り、この時点から現在の時点までの
加速度データにより計算を行う。例えば、計算を開始し
た時点ｔ＝０からΔｔ経過した時点ｔ＝Δｔでは、時点
ｔ＝０からΔｔまでの加速度データにより計算を行い、
更にΔｔ経過した時点ｔ＝２Δｔでは、時点ｔ＝０から
２Δｔまでの時間２Δｔの加速度データにより計算を行
う。このようにしてある時間間隔Δｔ（秒）が経過する
毎に計算を行い、地震収束トリガーを超過した場合に
は、時点ｔ＝０から超過した時点までの時間Ｔの加速度
データによりＳＩ値の計算を行う。
示すように行う。即ち、加速度が地震発生トリガーを超
過し、演算処理装置が計算モードになった後は、ある時
間間隔Δｔ（秒）が経過する毎に、地震発生直後、即ち
ｔ＝０の時点まで遡り、この時点から現在の時点までの
加速度データにより計算を行う。例えば、計算を開始し
た時点ｔ＝０からΔｔ経過した時点ｔ＝Δｔでは、時点
ｔ＝０からΔｔまでの加速度データにより計算を行い、
更にΔｔ経過した時点ｔ＝２Δｔでは、時点ｔ＝０から
２Δｔまでの時間２Δｔの加速度データにより計算を行
う。このようにしてある時間間隔Δｔ（秒）が経過する
毎に計算を行い、地震収束トリガーを超過した場合に
は、時点ｔ＝０から超過した時点までの時間Ｔの加速度
データによりＳＩ値の計算を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のリ
アルタイム計算方法では、地震発生トリガーと地震収束
トリガーを設定して、地震発生時と平常時で異なったモ
ードの動作を演算処理装置にさせていることと、常に地
震発生当初までデータを遡って計算をさせているので、
演算処理装置が非常に複雑な動作をしている。また、一
つの地震のＳＩ値を演算するためには、発生から終了ま
での全地震データをメモリーに記憶させる必要があるた
め多量のメモリーが必要である。そこで本発明は、この
ような課題を解決することを目的とするものである。
アルタイム計算方法では、地震発生トリガーと地震収束
トリガーを設定して、地震発生時と平常時で異なったモ
ードの動作を演算処理装置にさせていることと、常に地
震発生当初までデータを遡って計算をさせているので、
演算処理装置が非常に複雑な動作をしている。また、一
つの地震のＳＩ値を演算するためには、発生から終了ま
での全地震データをメモリーに記憶させる必要があるた
め多量のメモリーが必要である。そこで本発明は、この
ような課題を解決することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、地震計から連続して出力される加
速度のデータを順次記録し、演算処理装置により、記録
したデータ中の第１の設定時間の範囲の時系列データか
らＳＩ値を算出する構成とすると共に、第２の設定時間
経過毎に、時系列データの範囲を、第２の設定時間分ず
らして反復的にＳＩ値の算出動作を行う構成とし、上記
演算処理装置は、地震の発生や終了にかかわらず適宜時
点から同様な演算処理を継続するものとした地震動強度
の測定方法を提案する。
ために、本発明では、地震計から連続して出力される加
速度のデータを順次記録し、演算処理装置により、記録
したデータ中の第１の設定時間の範囲の時系列データか
らＳＩ値を算出する構成とすると共に、第２の設定時間
経過毎に、時系列データの範囲を、第２の設定時間分ず
らして反復的にＳＩ値の算出動作を行う構成とし、上記
演算処理装置は、地震の発生や終了にかかわらず適宜時
点から同様な演算処理を継続するものとした地震動強度
の測定方法を提案する。
【０００９】また本発明では、上記の構成において、Ｓ
Ｉ値の算出を、複数方向の地震動成分の加速度信号につ
き行うことを提案する。そしてこの複数方向の地震動成
分の加速度信号は、夫々の方向に対応して設置した地震
計から得たり、または地震計が検出する水平方向２成
分、上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信
号をベクトル合成して得ることを提案する。
Ｉ値の算出を、複数方向の地震動成分の加速度信号につ
き行うことを提案する。そしてこの複数方向の地震動成
分の加速度信号は、夫々の方向に対応して設置した地震
計から得たり、または地震計が検出する水平方向２成
分、上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信
号をベクトル合成して得ることを提案する。
【００１０】以上の本発明によれば、演算処理装置は、
地震の発生や終了にかかわらず、加速度のデータの記録
時点等の適宜時点から同様な演算処理を継続することが
でき、動作モードの切換が不要となるため、動作が複雑
とならず、安定した動作が得られる。またＳＩ値の算出
に使用する時系列データの範囲は、第２の設定時間の範
囲であるので、演算処理に際してデータを記憶するメモ
リーを低減できると共に計算負荷を小さくすることがで
きる。
地震の発生や終了にかかわらず、加速度のデータの記録
時点等の適宜時点から同様な演算処理を継続することが
でき、動作モードの切換が不要となるため、動作が複雑
とならず、安定した動作が得られる。またＳＩ値の算出
に使用する時系列データの範囲は、第２の設定時間の範
囲であるので、演算処理に際してデータを記憶するメモ
リーを低減できると共に計算負荷を小さくすることがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図１は本発明に係るリアルタイム計算
方法を概念的に示す説明図であり、また図２は本発明の
方法を適用した制御用地震計の構成の一例を概念的に示
す系統図である。まず図２において、符号１は地震計で
あり、この地震計１は複数の方向、例えば直交する水平
２方向や、この水平２方向に上下方向を加えた３方向等
に対応する加速度検出部２ａ，２ｂを備えている。これ
らの検出部２ａ，２ｂは、例えば従来と同様に夫々南北
方向，東西方向の成分の加速度を計測するように設置し
ている。また、これらの加速度検出部２ａ，２ｂで検出
した加速度は、演算処理装置３に入力され、この演算処
理装置３において、適宜の記録手段に順次記録されると
共に、後述する所定の演算処理によりＳＩ値が算出され
る。符号４は制御部であり、この制御部４は演算処理装
置３において算出されたＳＩ値に基づき、構造物に被害
を及ぼす可能性の高い地震発生時に各種のシステムを制
御して自動的に運転を停止させる等の安全措置を講ず
る。
照して説明する。図１は本発明に係るリアルタイム計算
方法を概念的に示す説明図であり、また図２は本発明の
方法を適用した制御用地震計の構成の一例を概念的に示
す系統図である。まず図２において、符号１は地震計で
あり、この地震計１は複数の方向、例えば直交する水平
２方向や、この水平２方向に上下方向を加えた３方向等
に対応する加速度検出部２ａ，２ｂを備えている。これ
らの検出部２ａ，２ｂは、例えば従来と同様に夫々南北
方向，東西方向の成分の加速度を計測するように設置し
ている。また、これらの加速度検出部２ａ，２ｂで検出
した加速度は、演算処理装置３に入力され、この演算処
理装置３において、適宜の記録手段に順次記録されると
共に、後述する所定の演算処理によりＳＩ値が算出され
る。符号４は制御部であり、この制御部４は演算処理装
置３において算出されたＳＩ値に基づき、構造物に被害
を及ぼす可能性の高い地震発生時に各種のシステムを制
御して自動的に運転を停止させる等の安全措置を講ず
る。
【００１２】次に演算処理装置３における演算処理とし
てのＳＩ値のリアルタイム計算方法を図１について説明
する。図中、上段は加速度検出部２から順次出力される
加速度の時系列データの例を示すもので、この時系列デ
ータの範囲内で、矢印で示す時点Ｓにおいて地震が発生
し、時点Ｅで収束している。上述したように従来のリア
ルタイム計算方法では、この時点Ｓを地震発生トリガー
によって判定して計算を開始し、時点Ｅを地震収束トリ
ガーによって判定して計算を終了している。しかしなが
ら本発明のリアルタイム計算方法では、これらの時点
Ｓ，Ｅにかかわらず計算を継続する。即ち、本発明で
は、これらの時点Ｓ，Ｅとは関係のない適宜の時点Ｒか
ら以下に説明する計算を開始して、この計算を継続す
る。時点Ｒは加速度の記録を開始した時点としたり、ま
たはそれ以降の適宜時点とすることができる。
てのＳＩ値のリアルタイム計算方法を図１について説明
する。図中、上段は加速度検出部２から順次出力される
加速度の時系列データの例を示すもので、この時系列デ
ータの範囲内で、矢印で示す時点Ｓにおいて地震が発生
し、時点Ｅで収束している。上述したように従来のリア
ルタイム計算方法では、この時点Ｓを地震発生トリガー
によって判定して計算を開始し、時点Ｅを地震収束トリ
ガーによって判定して計算を終了している。しかしなが
ら本発明のリアルタイム計算方法では、これらの時点
Ｓ，Ｅにかかわらず計算を継続する。即ち、本発明で
は、これらの時点Ｓ，Ｅとは関係のない適宜の時点Ｒか
ら以下に説明する計算を開始して、この計算を継続す
る。時点Ｒは加速度の記録を開始した時点としたり、ま
たはそれ以降の適宜時点とすることができる。
【００１３】まず計算開始後の最初のＳＩ値の計算は、
時点Ｒ（ｔ＝０）からＴ時間経過した時点（ｔ＝Ｔ）ま
での加速度の時系列データ、即ち、時点Ｒ（ｔ＝０）か
ら時点（ｔ＝Ｔ）までの時間Ｔの範囲の時系列データを
用いて行う。この時間Ｔは、上述した第１の設定時間に
相当する。このような計算を行う際、演算処理装置３で
は、記録された加速度のデータ中の上記範囲の時系列デ
ータをメモリーに記憶する。
時点Ｒ（ｔ＝０）からＴ時間経過した時点（ｔ＝Ｔ）ま
での加速度の時系列データ、即ち、時点Ｒ（ｔ＝０）か
ら時点（ｔ＝Ｔ）までの時間Ｔの範囲の時系列データを
用いて行う。この時間Ｔは、上述した第１の設定時間に
相当する。このような計算を行う際、演算処理装置３で
は、記録された加速度のデータ中の上記範囲の時系列デ
ータをメモリーに記憶する。
【００１４】次いで時点Ｒから設定した時間Δｔが経過
した場合には、時点（ｔ＝Δｔ）からＴ時間経過した時
点（ｔ＝Ｔ＋Δｔ）までの加速度の時系列データ、即
ち、時点（ｔ＝Δｔ）から時点（ｔ＝Ｔ＋Δｔ）までの
時間Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算を行
う。この時間Δｔは上述した第２の設定時間に相当す
る。
した場合には、時点（ｔ＝Δｔ）からＴ時間経過した時
点（ｔ＝Ｔ＋Δｔ）までの加速度の時系列データ、即
ち、時点（ｔ＝Δｔ）から時点（ｔ＝Ｔ＋Δｔ）までの
時間Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算を行
う。この時間Δｔは上述した第２の設定時間に相当す
る。
【００１５】次いで、更に時間Δｔが経過した場合に
は、時点（ｔ＝２Δｔ）からＴ時間経過した時点（ｔ＝
Ｔ＋２Δｔ）までの加速度の時系列データ、即ち、時点
（ｔ＝２Δｔ）から時点（ｔ＝Ｔ＋２Δｔ）までの時間
Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算を行い、
以降、同様に時間Δｔが経過する毎に、その時点から始
まる時間Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算
を行う。
は、時点（ｔ＝２Δｔ）からＴ時間経過した時点（ｔ＝
Ｔ＋２Δｔ）までの加速度の時系列データ、即ち、時点
（ｔ＝２Δｔ）から時点（ｔ＝Ｔ＋２Δｔ）までの時間
Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算を行い、
以降、同様に時間Δｔが経過する毎に、その時点から始
まる時間Ｔの範囲の時系列データを用いてＳＩ値の計算
を行う。
【００１６】以上に説明した本発明のリアルタイム計算
では、上述したとおり、演算処理装置は、地震の発生や
終了にかかわらず、加速度のデータの記録時点等の適宜
時点から同様な演算処理を継続するので、動作モードの
切換が不要となるため、動作が複雑とならず、安定した
動作が得られる。またＳＩ値の算出に使用する時系列デ
ータの範囲は、第２の設定時間の範囲であるので、演算
処理に際してデータを記憶するメモリーを低減できると
共に計算負荷を小さくすることができる。
では、上述したとおり、演算処理装置は、地震の発生や
終了にかかわらず、加速度のデータの記録時点等の適宜
時点から同様な演算処理を継続するので、動作モードの
切換が不要となるため、動作が複雑とならず、安定した
動作が得られる。またＳＩ値の算出に使用する時系列デ
ータの範囲は、第２の設定時間の範囲であるので、演算
処理に際してデータを記憶するメモリーを低減できると
共に計算負荷を小さくすることができる。
【００１７】次に、以上述べたＳＩ値のリアルタイム計
算における、第２の設定時間Δｔ経過毎の具体的な処理
の流れの例を図３の流れ図を参照して説明する。まずス
テップＳ１では、パラメータ、即ち、上記第１の設定時
間Ｔと第２の設定時間Δｔを設定する。この設定は、後
述するように、ＳＩ値の計算誤差と、演算処理装置の資
源量とを勘案して適宜行うことができる。次いでステッ
プＳ２では、原加速度時刻の初期化、即ち、上記時点Ｒ
（ｔ＝０）に初期化して処理を開始する。次いでステッ
プＳ３では、上記時点Ｒから時間ｔ経過した時点の加速
度を、所定のメモリーに入力する。次いでステップＳ４
では、ステップＳ３で入力した加速度αtを、固有周期
ωを有する１自由度振動系の運動方程式を満たす演算を
行って、時刻ｔ、固有周期ωの速度応答Ｓvtωを算出す
る。次いでステップＳ５では、速度応答スペクトルを計
算すると共に、ステップＳ６において、それまでの処理
のループで算出され、最大値として記憶されている速度
応答と比較して、今回のものの方が大きい場合には、ス
テップＳ６において最大値として記憶する。即ち最大値
を更新すると共に、前回のものの方が大きい場合には最
大値の更新を行わずに次のステップＳ７に移行する。ス
テップＳ７では、時刻を所定の時間間隔Δｔ′だけ進ま
せて、時刻ｔ＝ｔ＋Δｔ′としてステップＳ８に移行す
る。尚、このΔｔ′は、上記第２の設定時間のΔｔとは
異なり、加速度の時系列データのサンプリング周期に相
当する。ステップＳ８では、以上の処理が一周期、即
ち、上記第１の設定時間Ｔについての処理が完了したか
否かを判定し、完了していないと判定した場合には、ス
テップＳ３に戻り、以降、時刻ｔ（＝ｔ＋Δｔ）の加速
度のデータについて、ステップＳ３〜Ｓ７の処理が繰り
返して行われて、速度応答スペクトルの最大値の保存が
行われる。そしてステップＳ８において、第１の設定時
間Ｔについての処理が完了したと判定した場合には、次
のステップＳ９に移行し、ＳＩ値の計算を行う。そして
この計算を行った後、上記第２の設定時間Δｔが経過し
た後、ステップＳ２に移行して、ステップＳ２〜Ｓ９ま
での処理が反復して行われる。
算における、第２の設定時間Δｔ経過毎の具体的な処理
の流れの例を図３の流れ図を参照して説明する。まずス
テップＳ１では、パラメータ、即ち、上記第１の設定時
間Ｔと第２の設定時間Δｔを設定する。この設定は、後
述するように、ＳＩ値の計算誤差と、演算処理装置の資
源量とを勘案して適宜行うことができる。次いでステッ
プＳ２では、原加速度時刻の初期化、即ち、上記時点Ｒ
（ｔ＝０）に初期化して処理を開始する。次いでステッ
プＳ３では、上記時点Ｒから時間ｔ経過した時点の加速
度を、所定のメモリーに入力する。次いでステップＳ４
では、ステップＳ３で入力した加速度αtを、固有周期
ωを有する１自由度振動系の運動方程式を満たす演算を
行って、時刻ｔ、固有周期ωの速度応答Ｓvtωを算出す
る。次いでステップＳ５では、速度応答スペクトルを計
算すると共に、ステップＳ６において、それまでの処理
のループで算出され、最大値として記憶されている速度
応答と比較して、今回のものの方が大きい場合には、ス
テップＳ６において最大値として記憶する。即ち最大値
を更新すると共に、前回のものの方が大きい場合には最
大値の更新を行わずに次のステップＳ７に移行する。ス
テップＳ７では、時刻を所定の時間間隔Δｔ′だけ進ま
せて、時刻ｔ＝ｔ＋Δｔ′としてステップＳ８に移行す
る。尚、このΔｔ′は、上記第２の設定時間のΔｔとは
異なり、加速度の時系列データのサンプリング周期に相
当する。ステップＳ８では、以上の処理が一周期、即
ち、上記第１の設定時間Ｔについての処理が完了したか
否かを判定し、完了していないと判定した場合には、ス
テップＳ３に戻り、以降、時刻ｔ（＝ｔ＋Δｔ）の加速
度のデータについて、ステップＳ３〜Ｓ７の処理が繰り
返して行われて、速度応答スペクトルの最大値の保存が
行われる。そしてステップＳ８において、第１の設定時
間Ｔについての処理が完了したと判定した場合には、次
のステップＳ９に移行し、ＳＩ値の計算を行う。そして
この計算を行った後、上記第２の設定時間Δｔが経過し
た後、ステップＳ２に移行して、ステップＳ２〜Ｓ９ま
での処理が反復して行われる。
【００１８】上述したとおり、上記第１の設定時間Ｔと
第２の設定時間Δｔは、ＳＩ値の計算誤差と、演算処理
装置の資源量とを勘案して適宜設定するもので、例え
ば、第１の設定時間Ｔ、いわば計算時間を長くした場合
には、所要メモリー及び計算量が増大するが、ＳＩ値の
精度は良くなり、逆に短くした場合には、ＳＩ値の精度
は低下するが、所要メモリー及び計算量を低減すること
ができる。このことは、第１の設定時間Ｔを変化させた
場合の、定義通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区
間の一例を示す図４に示される。
第２の設定時間Δｔは、ＳＩ値の計算誤差と、演算処理
装置の資源量とを勘案して適宜設定するもので、例え
ば、第１の設定時間Ｔ、いわば計算時間を長くした場合
には、所要メモリー及び計算量が増大するが、ＳＩ値の
精度は良くなり、逆に短くした場合には、ＳＩ値の精度
は低下するが、所要メモリー及び計算量を低減すること
ができる。このことは、第１の設定時間Ｔを変化させた
場合の、定義通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区
間の一例を示す図４に示される。
【００１９】また第２の設定時間Δｔ、いわば計算間隔
を短くした場合には、計算量は増大するがＳＩ値の精度
は良くなり、逆に長くした場合には、ＳＩ値の精度は低
下するが、計算量は低減することができる。このこと
は、第２の設定時間Δｔを変化させた場合の、定義通り
に求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を示す図
５に示される。
を短くした場合には、計算量は増大するがＳＩ値の精度
は良くなり、逆に長くした場合には、ＳＩ値の精度は低
下するが、計算量は低減することができる。このこと
は、第２の設定時間Δｔを変化させた場合の、定義通り
に求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を示す図
５に示される。
【００２０】以上に説明したＳＩ値の算出動作は、複数
方向の地震動成分の加速度信号につき行えば、これらの
ＳＩ値を比較することにより、最大ＳＩ値を確実に求め
ることができ、この場合には、方向性があるＳＩ値の最
大値を容易に確実に求めることができ、地震計の設置方
向によって地震の被害を過小評価することを防止するこ
とができる。
方向の地震動成分の加速度信号につき行えば、これらの
ＳＩ値を比較することにより、最大ＳＩ値を確実に求め
ることができ、この場合には、方向性があるＳＩ値の最
大値を容易に確実に求めることができ、地震計の設置方
向によって地震の被害を過小評価することを防止するこ
とができる。
【００２１】この場合、複数方向の地震動成分の加速度
信号は、夫々の方向に対応して設置した地震計から得る
ことができるが、他の方法として、複数方向の地震動成
分の加速度信号を、地震計が検出する水平方向２成分、
上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信号を
ベクトル合成して得ることもでき、後者は、前者と比較
して、設置する地震計を必要最小限とすることができる
という利点がある。
信号は、夫々の方向に対応して設置した地震計から得る
ことができるが、他の方法として、複数方向の地震動成
分の加速度信号を、地震計が検出する水平方向２成分、
上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信号を
ベクトル合成して得ることもでき、後者は、前者と比較
して、設置する地震計を必要最小限とすることができる
という利点がある。
【００２２】図６は後者の例として、直交する水平２成
分を検出するように配置した地震計の夫々の方向の加速
度信号をベクトル合成して水平８方向の成分の加速度信
号を算出する構成の例を概念的に示すものである。勿
論、算出する成分の方向の数や、地震計により検出する
加速度の方向の数は、この他、適宜である。図６におい
て、符号１３は演算処理手段であり、この演算処理手段
１３は検出部１２ａ，１２ｂから出力される南北方向と
東西方向の振動の加速度信号を後述するようにベクトル
合成して所望方向の加速度成分を算出する構成である。
そして演算処理手段１３によりベクトル合成された所望
方向の加速度成分は記憶手段１４に記憶されて以降の演
算処理等に供される構成としている。上述したとおり図
示の例では、ベクトル合成により加速度成分を算出する
方向は、全方位を８等分した方向、即ち、図に示すよう
にθ＝０゜，２２．５゜，４５゜，６７．５゜，９０
゜，１１２．５゜，１３５゜，１５７．５゜の８方向で
あり、符号１５ａ〜１５ｈは夫々の記憶部を示してい
る。尚、θ＝０゜と９０゜の方向は夫々検出部１２ａ，
１２ｂによる検出方向であるからベクトル合成は不要で
ある。
分を検出するように配置した地震計の夫々の方向の加速
度信号をベクトル合成して水平８方向の成分の加速度信
号を算出する構成の例を概念的に示すものである。勿
論、算出する成分の方向の数や、地震計により検出する
加速度の方向の数は、この他、適宜である。図６におい
て、符号１３は演算処理手段であり、この演算処理手段
１３は検出部１２ａ，１２ｂから出力される南北方向と
東西方向の振動の加速度信号を後述するようにベクトル
合成して所望方向の加速度成分を算出する構成である。
そして演算処理手段１３によりベクトル合成された所望
方向の加速度成分は記憶手段１４に記憶されて以降の演
算処理等に供される構成としている。上述したとおり図
示の例では、ベクトル合成により加速度成分を算出する
方向は、全方位を８等分した方向、即ち、図に示すよう
にθ＝０゜，２２．５゜，４５゜，６７．５゜，９０
゜，１１２．５゜，１３５゜，１５７．５゜の８方向で
あり、符号１５ａ〜１５ｈは夫々の記憶部を示してい
る。尚、θ＝０゜と９０゜の方向は夫々検出部１２ａ，
１２ｂによる検出方向であるからベクトル合成は不要で
ある。
【００２３】図７は本発明に係るベクトル合成の原理
を、θ（＝２２．５゜）とθ′（＝１３５゜）の方向に
ついて説明するもので、ｘ軸は東西方向、ｙ軸は南北方
向に対応している。図中Ｘ，Ｙは、夫々、ある時点にお
いて検出部１２ｂ，１２ａで検出した加速度を示すもの
で、これらの加速度ベクトルをθ方向に射影して加える
ことにより、θ方向の成分の加速度を算出することがで
きる。即ち、θ方向の成分の加速度をαθとすると、こ
のαθは、αθ＝Ｘcosθ＋Ｙsinθの演算式により算出
される。同様に、θ′方向の成分の加速度αθは、α
θ′＝Ｘcosθ′＋Ｙsinθ′の演算式により算出され
る。このように、ある時点において検出部１２ｂ，１２
ａで検出した加速度に対して、予め設定した方向の夫々
について以上の演算を行うことにより、夫々の方向の成
分の加速度を算出することができ、これを適宜時間間隔
で連続的に行うことにより、所望方向、この例では水平
な８方向（演算の不要な２方向を含む）の加速度波形を
連続的に計測することができる。
を、θ（＝２２．５゜）とθ′（＝１３５゜）の方向に
ついて説明するもので、ｘ軸は東西方向、ｙ軸は南北方
向に対応している。図中Ｘ，Ｙは、夫々、ある時点にお
いて検出部１２ｂ，１２ａで検出した加速度を示すもの
で、これらの加速度ベクトルをθ方向に射影して加える
ことにより、θ方向の成分の加速度を算出することがで
きる。即ち、θ方向の成分の加速度をαθとすると、こ
のαθは、αθ＝Ｘcosθ＋Ｙsinθの演算式により算出
される。同様に、θ′方向の成分の加速度αθは、α
θ′＝Ｘcosθ′＋Ｙsinθ′の演算式により算出され
る。このように、ある時点において検出部１２ｂ，１２
ａで検出した加速度に対して、予め設定した方向の夫々
について以上の演算を行うことにより、夫々の方向の成
分の加速度を算出することができ、これを適宜時間間隔
で連続的に行うことにより、所望方向、この例では水平
な８方向（演算の不要な２方向を含む）の加速度波形を
連続的に計測することができる。
【００２４】以上のようにして連続的に計測した８方向
の加速度成分は、上述したように、記憶手段１４の各記
憶部１５ａ〜１５ｈを介して、以降のＳＩ値の算出のた
めの演算処理に移行する構成とする他、このように、全
ての所望方向の加速度成分を算出した後にＳＩ値を算出
するのではなく、各方向の加速度成分を算出する毎に、
上述した演算処理によりＳＩ値を算出するように構成す
ることもできる。
の加速度成分は、上述したように、記憶手段１４の各記
憶部１５ａ〜１５ｈを介して、以降のＳＩ値の算出のた
めの演算処理に移行する構成とする他、このように、全
ての所望方向の加速度成分を算出した後にＳＩ値を算出
するのではなく、各方向の加速度成分を算出する毎に、
上述した演算処理によりＳＩ値を算出するように構成す
ることもできる。
【００２５】以上説明したように、ベクトル合成により
算出して連続的に計測する地震動成分の方向は、上述し
た水平８方向とする他、その数を適宜増減することがで
き、増加させれば演算処理に要する資源及び時間が大と
なるが、この場合には算出したＳＩ値の最大値は、定義
通りに求めたＳＩ値との誤差が小さくなって行くという
利点があり、また逆に減少させれば、ある程度のＳＩ値
の誤差は許容した上で、ＳＩ値の算出に要する資源及び
時間を小さくすることができるという利点がある。尚、
図４は、計測する方向の数を変化させた場合の、定義通
りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間を示すもので
ある。
算出して連続的に計測する地震動成分の方向は、上述し
た水平８方向とする他、その数を適宜増減することがで
き、増加させれば演算処理に要する資源及び時間が大と
なるが、この場合には算出したＳＩ値の最大値は、定義
通りに求めたＳＩ値との誤差が小さくなって行くという
利点があり、また逆に減少させれば、ある程度のＳＩ値
の誤差は許容した上で、ＳＩ値の算出に要する資源及び
時間を小さくすることができるという利点がある。尚、
図４は、計測する方向の数を変化させた場合の、定義通
りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間を示すもので
ある。
【００２６】尚、以上の各演算処理は、単一の演算処理
手段により行うほか、複数の演算処理手段を並列処理し
て行うことができる。
手段により行うほか、複数の演算処理手段を並列処理し
て行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、以下
に示すような効果がある。 ａ．地震が発生するとトリガー超過時まで戻ってＳＩ値
を算出する従来の方法と異なり、地震時と平常時を区別
せずに、常時同じ計算を繰り返してＳＩ値を算出するの
で、演算処理装置の動作が簡素化され、極めて安定した
動作を保証できる。 ｂ．各演算処理において記憶するデータ量が少ないの
で、計算負荷を小さくすることができると共に、所要メ
モリー量を低減することができる。 ｃ．以上の動作によりＳＩ値を求める方向を複数とする
ことにより、方向依存性があるＳＩ値の最大値を確実に
求めることができ、地震による建造物の影響の評価精度
を向上することができる。 ｄ．項目ｃ．の複数の方向のＳＩ値を求めるための、複
数方向の加速度成分の算出方法として、水平方向２成
分、上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信
号のベクトル合成の方法を適用すれば、必要最小限の地
震計により、項目ｃ．の効果を達成することができる。
に示すような効果がある。 ａ．地震が発生するとトリガー超過時まで戻ってＳＩ値
を算出する従来の方法と異なり、地震時と平常時を区別
せずに、常時同じ計算を繰り返してＳＩ値を算出するの
で、演算処理装置の動作が簡素化され、極めて安定した
動作を保証できる。 ｂ．各演算処理において記憶するデータ量が少ないの
で、計算負荷を小さくすることができると共に、所要メ
モリー量を低減することができる。 ｃ．以上の動作によりＳＩ値を求める方向を複数とする
ことにより、方向依存性があるＳＩ値の最大値を確実に
求めることができ、地震による建造物の影響の評価精度
を向上することができる。 ｄ．項目ｃ．の複数の方向のＳＩ値を求めるための、複
数方向の加速度成分の算出方法として、水平方向２成
分、上下方向成分のうちの少なくとも２成分の加速度信
号のベクトル合成の方法を適用すれば、必要最小限の地
震計により、項目ｃ．の効果を達成することができる。
【図１】 本発明に係るリアルタイム計算方法を概念的
に示す説明図である。
に示す説明図である。
【図２】 本発明の方法を適用した制御用地震計の構成
の一例を概念的に示す系統図である。
の一例を概念的に示す系統図である。
【図３】 本発明に関する具体的な処理の流れの例を示
す流れ図である。
す流れ図である。
【図４】 第１の設定時間Ｔを変化させた場合の、定義
通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を示
す説明図である。
通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を示
す説明図である。
【図５】 第２の設定時間Δｔを変化させた場合の、定
義通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を
示す説明図である。
義通りに求めたＳＩ値に対する９５％信頼区間の一例を
示す説明図である。
【図６】 ベクトル合成による地震動の計測方法の一例
を示す系統図である。
を示す系統図である。
【図７】 ベクトル合成の原理を、θ（＝２２．５゜）
とθ′（＝１３５゜）の方向について説明するベクトル
図である。
とθ′（＝１３５゜）の方向について説明するベクトル
図である。
【図８】 ＳＩ値を算出する地震動の加速度の方向の数
を変化させた場合の、定義通りに求めたＳＩ値に対する
９５％信頼区間を示す説明図である。
を変化させた場合の、定義通りに求めたＳＩ値に対する
９５％信頼区間を示す説明図である。
【図９】 ＳＩ値を求める従来のリアルタイム計算方法
の説明図である。
の説明図である。
１ 地震計 ２ａ，２ｂ 加速度検出部 ３ 演算処理装置 ４ 制御部 １１ 地震計 １２ａ，１２ｂ 加速度検出部 １３ 演算処理手段 １４ 記憶手段 １５ａ〜１５ｈ 記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 洋之 東京都渋谷区渋谷２丁目12番19号 山武 ハネウエル株式会社 本社内 (56)参考文献 特開 昭63−121718（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−36062（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−214040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12886（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262929（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 1/28 G01H 1/00 G01V 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 地震計から連続して出力される加速度の
データを順次記録し、演算処理装置により、記録したデ
ータ中の第１の設定時間の範囲の時系列データからＳＩ
値を算出する構成とすると共に、第２の設定時間経過毎
に、時系列データの範囲を、第２の設定時間分ずらして
反復的にＳＩ値の算出動作を行う構成とし、上記演算処
理装置は、地震の発生や終了にかかわらず適宜時点から
同様な演算処理を継続するものとすることを特徴とする
地震動強度の測定方法。 - 【請求項２】 ＳＩ値の算出を、複数方向の地震動成分
の加速度信号につき行うことを特徴とする請求項１記載
の地震動強度の測定方法。 - 【請求項３】 複数方向の地震動成分の加速度信号は、
夫々の方向に対応して設置した地震計から得ることを特
徴とする請求項２記載の地震動強度の測定方法。 - 【請求項４】 複数方向の地震動成分の加速度信号は、
地震計が検出する水平方向２成分、上下方向成分のうち
の少なくとも２成分の加速度信号をベクトル合成して得
ることを特徴とする請求項２記載の地震動強度の測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27669096A JP3314912B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 地震動強度の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27669096A JP3314912B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 地震動強度の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123258A JPH10123258A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3314912B2 true JP3314912B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=17572975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27669096A Expired - Lifetime JP3314912B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 地震動強度の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314912B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5102047B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2012-12-19 | 株式会社ミツトヨ | 振動警報装置 |
| JP5939886B2 (ja) * | 2012-05-18 | 2016-06-22 | 大成建設株式会社 | 地震動の収束判定システム |
| JP6174911B2 (ja) * | 2013-05-30 | 2017-08-02 | パナソニック株式会社 | ガス遮断装置 |
| JP2016205920A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社ミツトヨ | 地震強度値算出システム及び地震強度値算出方法 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP27669096A patent/JP3314912B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10123258A (ja) | 1998-05-15 |
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