JP4465508B2 - 震動データ記録装置、震動データ記録システム及び震動データ記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、緊急地震速報を用いて、地震計でデータを記録する震動データ記録装置、震動データ記録システム及び震動データ記録方法に関する。

従来、地震の予測強度や予測到達時刻（時間）を知らせ、地震に対する咄嗟の備えを行うことを支援し、災害の防止を図るものとして、受信手段により受信したリアルタイム情報に基づき報知の要否を判定すると共に、受信手段により受信したリアルタイム情報に基づき特定地に到達する地震波の予測演算を行い、予測演算された地震波の到達を報知するもので、地震観測網で決定された地震パラメータを、当該地点に地震波が到達するより早く伝達し、当該地点の位置、地震学的特性を考慮して、その地点の必要な情報を即時に算出し表示する地震予測即時報知システムがあった。
特開２００３−６６１５２号公報 司宏俊・翠川三郎，断層タイプ及び地盤条件を考慮した最大加速度・最大速度の距離減衰式, 日本建築学会構造系論文集, No.523, 63-70, 1999 上野寛・畠山信一・明田川保・舟崎淳・浜田信生, 気象庁の震源決定方法の改善−浅部速度構造と重み関数の改良, 験震時報, 65, 123-134, 2002

従来の地震計のデータの記録方式としては、随時連続して記録を取り続ける方式（連続記録方式）と、一定のレベル以上の震動を検知した場合に記録を取る方式（トリガ記録方式）とがある。

しかしながら、連続記録方式では、地震の記録が揺れ始めから揺れ終わりまで記録できるが、データの容量が大きくなり、そのデータを記憶する記憶手段の容量も大きいものが必要となる。トリガ記録方式では、ある一定以上の震動を検知した場合しか記録しないため、データの容量が小さくてすむが、図１０に示すように、（１）で地震計がある一定以上の震動を観測した場合、（２）でメモリ内に一時的に格納されているデータをある一定の時間遡り、（３）で震動の記録を行うので、例えば、図１１に示すように、長い時間振幅の小さな揺れが続くような場合には、揺れ始めから記録できない場合がある。

本発明は、このような震動データ記録装置、震動データ記録システム及び震動データ記録方法に関し、トリガ記録方式でありながら、揺れ始めからの震動を取り逃すことなく記録することのできる震動データ記録装置、震動データ記録システム及び震動データ記録方法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、本発明の震動データ記録装置は、緊急地震速報等を受信する通信部と、震動データを一定時間ずつ繰り返し記憶する一時記憶手段、震動データを記録するデータ記録装置、及び、前記通信部の受信した情報から、前記データ記録装置で震動データを記録するか判断するトリガ処理装置を有する処理部と、を備え、前記処理部は、前記通信部が受信した前記緊急地震速報等の情報から地震の震動レベル及び到達時刻を予測し、予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って前記一時記憶手段から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする。

また、前記処理部は、前記予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より後の場合、予測を実行した時から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする。

さらに、本発明の震動データ記録システムは、緊急地震速報等を受信するセンター通信部と、前記センター通信部が受信した前記緊急地震速報等の情報から地震の震動レベル及び到達時刻を予測し、設定レベル以上の震動レベルが予測される地震計を抽出し、前記地震計に到達時刻を送信するセンター処理部とを有するデータセンターを備えると共に、緊急地震速報等を受信する通信部と、震動データを一定時間ずつ繰り返し記憶する一時記憶手段、震動データを記録するデータ記録装置、及び、前記通信部の受信した情報から、前記データ記録装置で震動データを記録するか判断するトリガ処理装置を有する処理部と、を有する震動データ記録装置を備え、前記震動データ記録装置の前記処理部は、前記データセンターの予測し、前記通信部が受信した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って前記一時記憶手段から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする。

また、前記処理部は、前記予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より後の場合、予測を実行した時から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする。

さらに、本発明の震動データ記録方法は、緊急地震速報等の情報から予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って震動データを記録することを特徴とする。

このような震動データ記録装置、震動データ記録システム及び震動データ記録方法により、地震計が地震動の到達前に震動の記録を始めることができる。それによって、トリガ記録方式でありながら、揺れ始めを取り逃すことなく記録することができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の第１実施形態の地震計の主要構成を示す図である。図中、１は地震計、２は通信部、３は計測部、３１はセンサ、３２はＡ／Ｄ変換器、４は処理部、４１はトリガ処理装置、４２は一時記憶手段としてのリングバッファ、４３はデータ記録装置、５は時計部、６は電源部、７はＧＰＳアンテナである。

地震計１は、通信部２、計測部３、処理部４、時計部５及び電源部６等を有する。通信部２は、気象庁からの緊急地震速報又はそれを加工した情報（以下、緊急地震速報等という）を受信し、処理部４に出力すると共に、地震データを外部に伝送するものである。計測部３は、センサ３１及びＡ／Ｄ変換器３２等を有し、センサ３１で計測した加速度等をＡ／Ｄ変換器３２で処理した信号を、処理部４に出力するものである。処理部４は、トリガ処理装置４１、リングバッファ４２及びデータ記録装置４３等を有し、通信部２及び計測部３からの入力信号を処理することで、地震データを記録するものである。トリガ処理装置４１は、通信部２又は計測部３から入力された情報から所定のレベル以上の震動であるかを判断するものであり、リングバッファ４２は、ある一定時間のみの一時記憶を連続して繰り返し実行するものであり、データ記録装置４３は、トリガ処理装置４１の判断した結果、記録する必要があるリングバッファ４２上のデータを記録する装置である。時計部５は、ＧＰＳアンテナ７等から正確な時刻を取得するものであり、電源部６は、地震計１の電源を取得するものである。

なお、図１に示す実施形態では、通信部２、計測部３及び処理部４等を一体型とした地震計を示したが、図１に示す実施形態の変形例として図２に示すように、通信部２又は計測部３を独立させ、通信装置２０又は計測装置３０としてもよい。

このような構成の地震計１の動作について説明する。図３は、地震計１のデータ記録方式のフローチャートを示す図である。まず、ＳＴ１で、地震計１は緊急地震速報等を受信できる待機状態としておく（ＳＴ１）。次に、ＳＴ２で、緊急地震速報等を受信したか判断する（ＳＴ２）。緊急地震速報等を受信していない場合、ＳＴ１の待機状態に戻る。

緊急地震速報等を受信した場合、ＳＴ３で、震動レベルの予測を実行する（ＳＴ３）。震動レベルの予測方法は、緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ及びマグニチュード等の情報と、地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の距離減衰式（非特許文献１参照）を用いて、震動レベルを算出する方法等を適用する。

次に、ＳＴ４で、処理部４のトリガ処理装置４１により、ＳＴ３で求めた震動レベルが所定値以上か判断する（ＳＴ４）。震動レベルが所定値以上の場合、ＳＴ５−１で到達時刻を予測する（ＳＴ５−１）。到達時刻の予測方法は、緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ等の情報と、地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の方法（非特許文献２参照）を用いて、Ｐ波の伝播時間を算出し、到達時刻を算出する方法等を適用する。震動レベルが所定値以上でない場合、ＳＴ５−２で地震計１のデータ記録装置４１による震動データの記録は行わず、リングバッファ４２によりバッファリングする監視状態とする（ＳＴ５−２）。

次に、ＳＴ６で、ＳＴ５−１で予測した到達時刻を用いて、予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たすか判断する（ＳＴ６）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たす場合、ＳＴ７−１で、トリガ処理装置４１により、図４に示すような時間Ｔｍ遡った震動データからデータ記録装置４３に震動データを記録する遡り収録状態とする（ＳＴ７−１）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たさない場合、ＳＴ７−２で、データ記録装置４３に震動データを記録する通常の収録状態とする（ＳＴ７−２）。

このように、地震計１が地震動の到達前に震動の記録を始めることができる。それによって、トリガ記録方式でありながら、揺れ始めを取り逃すことなく記録することができる。

次に、第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態の震動データ記録システムを示す図である。図中、１００は震動データ記録システム、１０１はデータセンター、１０２はセンター通信部、１０３はセンター処理部である。地震計１に関しては、第１実施形態と同様のものを用いる。

このような構成の震動データ記録システム１００の作動について説明する。図６は、震動データ記録システム１００のデータ記録方式のフローチャートを示す図である。まず、ＳＴ１１で、地震計１は緊急地震速報等を受信できる待機状態としておく（ＳＴ１１）。次に、ＳＴ１２で、緊急地震速報等を受信したか判断する（ＳＴ１２）。緊急地震速報等を受信していない場合、ＳＴ１１の待機状態に戻る。

緊急地震速報等を受信した場合、ＳＴ１３で、震動レベルの予測を実行する（ＳＴ１３）。震動レベルの予測方法は、緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ及びマグニチュード等の情報と、地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の距離減衰式（非特許文献１参照）を用いて、震動レベルを算出する方法等を適用する。

次に、ＳＴ１４で、処理部４のトリガ処理装置４１により、ＳＴ３で求めた震動レベルが所定値以上か判断する（ＳＴ１４）。震動レベルが所定値以上の場合、ＳＴ１５−１でデータセンター１０１に通信接続する。（ＳＴ１５−１）。震動レベルが所定値以上でない場合、ＳＴ５−２で地震計１のデータ記録装置４１による震動データの記録は行わず、リングバッファ４２によりバッファリングする監視状態とする（ＳＴ１５−２）。

次に、ステップ１６で、到達時刻を予測する（ＳＴ１６）。到達時刻の予測方法は、緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ等の情報と、地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の方法（非特許文献２参照）を用いて、Ｐ波の伝播時間を算出し、到達時刻を算出する方法等を適用する。

次に、ＳＴ１７で、ＳＴ１６で予測した到達時刻を用いて、予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たすか判断する（ＳＴ１７）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たす場合、ＳＴ１８―１で、トリガ処理装置４１により、図４に示すような時間Ｔｍ遡った震動データからデータ記録装置４３に震動データを記録すると共に、通信接続が確立し、データセンターに時間Ｔｍ遡った震動データを伝送する遡り収録・伝送状態とする（ＳＴ１８―１）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たさない場合、ＳＴ１８−２で、データ記録装置４３に震動データを記録すると共に、通信接続が確立し、データセンターに震動データを伝送する通常の収録・伝送状態とする（ＳＴ１８−２）。

図７は、第２実施形態の地震計１とデータセンター１０１間の通信接続を示す模式図である。本実施形態では、緊急地震速報により、所定以上の振幅の震動が予測された場合に、地震計１が通信接続の可否を判断し、地震計１からデータセンター１０１へ通信接続を確立し、震動データが伝送されるものである。

このように、地震計１に地震動が到達する前に地震計１とデータセンター１０１や他の地震計等の外部装置との通信接続を確立することができる。それによって、トリガ伝送方式でありながら、揺れ始めを取り逃すことなくリアルタイムで震動データを伝送することができる。

次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の震動データ記録システムは、図５に示した第２実施形態と同様の構造であるが、地震計とデータセンター間の通信接続方法を変更したものである。

図８は、震動データ記録システム１００のデータ記録方式のフローチャートを示す図である。まず、ＳＴ２１で、データセンター１０１のセンター通信部１０２は緊急地震速報等を受信する（ＳＴ２１）。次に、ＳＴ２２で、センター処理部１０３は震動レベルの予測を実行する（ＳＴ２２）。震動レベルの予測方法は、まず、緊急地震速報等内にある地域名とその予測震度の情報と、地震計１の設置箇所の緯度・経度の情報から、該当する地震計１の設置箇所を抽出し、次に、その抽出した地震計１の予測震度を緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ及びマグニチュード等の情報と、地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の距離減衰式（非特許文献１参照）を用いて、算出する方法等を適用する。

次に、ＳＴ２３で、センター通信部１０２により、対象となるＳＴ２２で抽出した地震計１と通信接続する。次に、ＳＴ２４で、到達時刻を予測する（ＳＴ２４）。到達時刻の予測方法は、緊急地震速報等のデータ内にある震源の緯度、経度、深さ等の情報と、ＳＴ２２で抽出した地震計１の設置箇所の緯度、経度の情報から、既往の方法（非特許文献２参照）を用いて、Ｐ波の伝播時間を算出し、到達時刻を算出する方法等を適用する。

次に、ＳＴ２５で、抽出した地震計１が緊急地震速報等を受信する（ＳＴ２５）。次に、ＳＴ２６で、ＳＴ２４で予測した到達時刻を用いて、地震計１のトリガ処理装置４１は、予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たすか判断する（ＳＴ２６）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たす場合、ＳＴ２７―１で、トリガ処理装置４１により、図４に示すような時間Ｔｍ遡った震動データからデータ記録装置４３に震動データを記録し、データセンターに時間Ｔｍ遡った震動データを伝送する遡り収録・伝送状態とする（ＳＴ２７―１）。予測到達時刻−予測を実行した時刻＝Ｔｍ＜０を満たさない場合、ＳＴ２７−２で、データ記録装置４３に震動データを記録し、データセンターに震動データを伝送する通常の収録・伝送状態とする（ＳＴ２７−２）。

図９は、第３実施形態の地震計１とデータセンター１０１間の通信接続を示す模式図である。本実施形態では、緊急地震速報により、所定以上の振幅の震動が予測された場合に、データセンター１０１がどの地震計１と通信接続すべきかを判断し、データセンター１０１から地震計１へ通信接続を確立し、震動データが伝送されるものである。

このように、地震計１に地震動が到達する前に地震計１とデータセンター１０１や他の地震計等の外部装置との通信接続を確立することができる。それによって、トリガ伝送方式でありながら、揺れ始めを取り逃すことなくリアルタイムで震動データを伝送することができる。

第１実施形態の地震計を示す図である。 図1の実施形態の変形例のブロック図である。 第１実施形態の地震計のデータ記録方式のフローチャート図である。 地震計のデータ記録方式の模式図である。 第２実施形態の地震計を示す図である。 第２実施形態の地震計のデータ記録方式のフローチャート図である。 第２実施形態の地震計とデータセンター間の通信接続方法を示す図である。 第３実施形態の地震計のデータ記録方式のフローチャート図である。 第２実施形態の地震計とデータセンター間の通信接続方法を示す図である。 トリガ記録方式を示す図である。 従来の技術を示す図である。

符号の説明

１…地震計、２…通信部、３…計測部、３１…センサ、３２…Ａ／Ｄ変換器、４…処理部、４１…トリガ処理装置、４２…リングバッファ、４３…データ記録装置、５…時計部、６…電源部、７…ＧＰＳアンテナ、１００…震動データ記録システム、１０１…データセンター、１０２…センター通信部、１０３…センター処理部

Claims (5)

1. 緊急地震速報等を受信する通信部と、震動データを一定時間ずつ繰り返し記憶する一時記憶手段、震動データを記録するデータ記録装置、及び、前記通信部の受信した情報から、前記データ記録装置で震動データを記録するか判断するトリガ処理装置を有する処理部と、を備え、前記処理部は、前記通信部が受信した前記緊急地震速報等の情報から地震の震動レベル及び到達時刻を予測し、予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って前記一時記憶手段から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする震動データ記録装置。
2. 前記処理部は、前記予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より後の場合、予測を実行した時から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする請求項１に記載された震動データ記録装置。
3. 緊急地震速報等を受信するセンター通信部と、前記センター通信部が受信した前記緊急地震速報等の情報から地震の震動レベル及び到達時刻を予測し、設定レベル以上の震動レベルが予測される地震計を抽出し、前記地震計に到達時刻を送信するセンター処理部とを有するデータセンターを備えると共に、緊急地震速報等を受信する通信部と、震動データを一定時間ずつ繰り返し記憶する一時記憶手段、震動データを記録するデータ記録装置、及び、前記通信部の受信した情報から、前記データ記録装置で震動データを記録するか判断するトリガ処理装置を有する処理部と、を有する震動データ記録装置を備え、前記震動データ記録装置の前記処理部は、前記データセンターの予測し、前記通信部が受信した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って前記一時記憶手段から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする震動データ記録システム。
4. 前記処理部は、前記予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より後の場合、予測を実行した時から前記データ記録装置に震動データを記録させることを特徴とする請求項３に記載された震動データ記録システム。
5. 緊急地震速報等の情報から予測した地震の震動レベルが所定値以上で、予測した到達時刻が予測を実行した時より前の場合、予測した到達時刻まで遡って震動データを記録することを特徴とする震動データ記録方法。

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