JP4472769B2 - Real-time seismometer and prediction method of seismic intensity using it - Google Patents

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本発明は、地震による揺れ(以下、地震動という。)の強さの尺度として従来用いられてきた加速度ではなく震度を採用し、特に、気象庁の検定に合格した既存の震度計で測定される震度に相当する震度をリアルタイムに計測すること(以下、このようにして計測される震度をリアルタイム震度という。)が可能なリアルタイム震度計とそれを用いた震度等の予知方法に関する。   The present invention adopts seismic intensity instead of the conventionally used acceleration as a measure of the strength of shaking caused by an earthquake (hereinafter referred to as seismic motion), and in particular, seismic intensity measured by an existing seismometer that has passed the certification of the Japan Meteorological Agency. This invention relates to a real-time seismometer capable of measuring the seismic intensity corresponding to 1 in real time (hereinafter, the seismic intensity measured in this way is referred to as real-time seismic intensity) and a method for predicting seismic intensity using the seismic intensity meter.

地震波に含まれる主な位相は、地中を伝わるP波(初期微動)とS波(主要動)と地表を伝わる表面波がある。平均伝播速度はP波が最も速くS波の2倍弱であり、表面波はS波よりやや遅い。このため、地震動は、まず、P波によって引き起こされる。なお、P波が到達してからS波又は表面波が到達するまでに要する時間は震源から離れているほど長くなる。また、地震動の強さは、P波よりS波の方が大きく、S波と表面波とでは条件によりS波より表面波の方が大きいことがある。従って、地震による被害は主にS波又は表面波によって引き起こされる。   The main phases included in the seismic wave include a P wave (initial tremor) that travels in the ground, an S wave (main motion), and a surface wave that travels on the ground surface. The average propagation speed is the fastest for the P wave and slightly less than twice the S wave, and the surface wave is slightly slower than the S wave. For this reason, ground motion is first caused by P waves. In addition, the time required from the arrival of the P wave to the arrival of the S wave or the surface wave becomes longer as the distance from the epicenter. In addition, the intensity of seismic motion is greater for the S wave than for the P wave, and for the S wave and the surface wave, the surface wave may be greater than the S wave depending on conditions. Therefore, damage caused by earthquakes is mainly caused by S waves or surface waves.

このような地震波の一般的性質を利用し、例えば、大きな地震動の原因となるS波や表面波の到達前にP波による地震動を検知して警報や制御信号を発するようにすれば、災害の防止及び軽減に対して非常に有用である。ただし、そのためには、S波や表面波による地震動の強さをP波の到達後にできるだけ早くかつ確実に予測するとともに、被害と関連付けた尺度で厳密に評価することが必要である。   By utilizing such general properties of seismic waves, for example, if an earthquake or ground motion is detected and an alarm or control signal is issued before the arrival of an S wave or surface wave that causes a large seismic motion, Very useful for prevention and mitigation. However, for that purpose, it is necessary to predict the strength of the ground motion due to the S wave or the surface wave as soon as possible after the arrival of the P wave, and to strictly evaluate it with a scale associated with the damage.

従来、警報や制御信号を発する地震警報システムにおいて、地震動の強さの尺度として加速度が用いられており、その測定値が所定の閾値を超えた場合に警報や制御信号を出力する構成となっていた。しかしながら、上記システムでは、加速度を地震動の強さの尺度として用いるため、被害との関連が弱い高周波数帯の振幅に基づいて地震動の強さが判断されてしまうおそれがある。また、震源距離(観測点と震源を結ぶ地中の直線距離)とは無関係に、かつ、S波や表面波による地震動の強さを合理的に予測することもなく単純に閾値の設定のみに依存する構成となっているため、不必要な警報や制御信号が出力されてしまうという問題が生じていた。   Conventionally, in an earthquake warning system that emits an alarm or control signal, acceleration is used as a measure of the intensity of earthquake motion, and when the measured value exceeds a predetermined threshold, an alarm or control signal is output. It was. However, in the above system, since acceleration is used as a measure of the strength of earthquake motion, the strength of the earthquake motion may be determined based on the amplitude of a high frequency band that is weakly related to damage. In addition, the threshold value is simply set regardless of the seismic source distance (the straight line distance connecting the observation point and the epicenter) and without reasonably predicting the intensity of ground motion due to S waves or surface waves. Since the configuration depends on it, there has been a problem that unnecessary alarms and control signals are output.

また、P波の最大加速度振幅とS波の最大加速度振幅がほぼ比例することを利用した制御用地震計が、従来、エレベータ等の設備機器に使用されているが、この地震計はP波が一定値を超えた場合に、S波が機器の安全を脅かす値に達するものとして警報あるいは制御信号をS波の到達前に発する構成となっている。従って、誤差が大きく、S波による地震動の正確な予測が困難であった。そして、強い揺れを見逃さないためにはP波の監視レベルを低めに設定する必要があり、それが不要な警報や制御信号を発する原因となっていた。   In addition, control seismometers utilizing the fact that the maximum acceleration amplitude of the P wave and the maximum acceleration amplitude of the S wave are approximately proportional to each other have been used in equipment such as elevators. When the value exceeds a certain value, an alarm or control signal is issued before the arrival of the S wave, assuming that the S wave reaches a value that threatens the safety of the device. Therefore, the error is large, and it is difficult to accurately predict the earthquake motion due to the S wave. In order not to miss the strong shaking, it is necessary to set the monitoring level of the P wave low, which causes an unnecessary alarm or control signal.

ここで、気象庁が地震動の強さを示す尺度として採用している「震度階級」について説明する。震度は、歴史的には測定機器による測定値ではなく気象庁職員の体感に基づいて決定されていたが、その後、地震計による測定値に基づくように改められ、新たに計測震度が定義された。すなわち、計測震度とは気象庁の検定に合格した既存の震度計による測定結果に基づいて決定される値である。このようにして、一つの地震に対して一つの計測震度が定められる。なお、震度は○.○と表記され、小さな地震では負の値をとる場合もある。現在では、この計測震度を基に「震度階級」が決定されており、地震計による測定値から計測震度を得る計算法は、計測震度から得られる「震度階級」が、体感により決められてきた従来の「震度階級」に整合するように工夫されている。本願では計測震度を算用数字で「震度○、又は震度○.○」と表記し、震度階級をローマ数字で表記する。
このようにして定められた計測震度の定義では、地震計によって時系列的に得られた地震動の加速度の測定値に対して周波数0.6Hz(周期1.6秒)より低周波側(長周期側)と周波数10Hz(周期0.11秒) より高周波数側(短周期側)の測定値に対して急激な遮断フィルタが適用され、周波数0.6〜10Hzの周波数の測定値に対して平方根の逆数に比例するフィルタが適用される。
Here, the “Seismic intensity class” adopted by the Japan Meteorological Agency as a measure of the strength of ground motion will be explained. The seismic intensity was historically determined based on the experience of the staff of the Japan Meteorological Agency rather than the measured value by the measuring instrument, but was later revised to be based on the measured value by the seismometer, and a new measured seismic intensity was defined. That is, the measured seismic intensity is a value determined on the basis of the measurement result obtained by an existing seismic intensity meter that has passed the certification of the Japan Meteorological Agency. In this way, one measured seismic intensity is determined for one earthquake. The seismic intensity is ○. It is written as “○” and may take a negative value in a small earthquake. At present, the seismic intensity class is determined based on the measured seismic intensity, and the calculation method for obtaining the measured seismic intensity from the measured values by the seismometer has been determined by the experience of the seismic intensity class obtained from the measured seismic intensity. It is devised to be consistent with the conventional “seismic intensity class”. In the present application, the measured seismic intensity is expressed as “Seismic intensity ○ or seismic intensity ○. ○” in arithmetical numbers, and the seismic intensity class is expressed as Roman numerals.
In the definition of measured seismic intensity determined in this way, the measured value of the acceleration of seismic motion obtained in a time series by the seismometer is lower than the frequency of 0.6 Hz (cycle 1.6 seconds) (long cycle) Side) and a frequency of 10 Hz (period 0.11 sec), a sharp cutoff filter is applied to the measured value on the higher frequency side (shorter period side), and the square root for the measured value of the frequency of 0.6 to 10 Hz. A filter proportional to the inverse of is applied.

図38は気象庁によって公表されている震度の周波数特性を示す図である。
図38に示されるように、各震度に対応する加速度振幅は周期1.6秒を谷点とし、短周期側も長周期側も谷点から離れるに従って共に増大している。この特性は気象庁が過去の地震の観測結果とその被害状況に基づいて定めたもので、一般的な構造物の周波数特性(地震動の周波数と構造物の強度の関係)を表したものでもある。この図によれば、一般的な構造物は、固有周期が1.6秒辺りにあり、地震動の卓越周期(地震波のうちで最も大きなエネルギーを有する波の周期)が固有周期から離れるにつれて、同じ震度でも加速度が増しており、強い加速度振幅の地震動にも耐え得ることがわかる。
FIG. 38 is a diagram showing the frequency characteristics of seismic intensity published by the Japan Meteorological Agency.
As shown in FIG. 38, the acceleration amplitude corresponding to each seismic intensity has a trough point with a period of 1.6 seconds, and both the short period side and the long period side increase with increasing distance from the trough point. This characteristic is determined by the Japan Meteorological Agency based on past earthquake observations and damage status, and represents the general frequency characteristics of a structure (relationship between seismic vibration frequency and structure strength). According to this figure, the general structure has a natural period of around 1.6 seconds, and the same as the dominant period of the ground motion (the period of the wave having the largest energy among the seismic waves) moves away from the natural period. It can be seen that the acceleration increases with the seismic intensity and can withstand strong ground motion.

このように地震の危険性は地震動の加速度振幅だけでは決まらず、地震動の卓越周期と建造物や設備機器の固有周期との関係に大きく左右される。地震動によって被害が引き起こされる仕組みは被害を受ける対象物により異なるが、基本的には対象物の固有周期付近の周期帯における地震動の強さと継続時間の影響を強く受ける。そして、地震動の最大加速度や最大速度に比べて、震度は被害の大小や有無と比較的相関が良いことが知られている。そのため、前述したように気象庁では地震動の加速度を測定し、その結果に基づいて計測震度を求めている。しかしながら、気象庁で行われている従来の方法では、データ処理に所定の計算時間を要する上、被害と結びついた尺度に依拠して警報あるいは制御信号を発することが容易でないという課題があった。そこで、このような課題を解決するべく、震度の算出方法や震度計に関して様々な研究や開発が盛んに行われており、既に幾つかの発明や考案が開示されている。   Thus, the risk of an earthquake is not determined only by the acceleration amplitude of the ground motion, but greatly depends on the relationship between the dominant period of the ground motion and the natural period of the building or equipment. The mechanism of damage caused by earthquake motion differs depending on the object to be damaged, but basically it is strongly influenced by the intensity and duration of the earthquake motion in the period near the natural period of the object. It is known that the seismic intensity has a relatively good correlation with the magnitude and presence / absence of damage compared to the maximum acceleration and maximum velocity of earthquake motion. Therefore, as described above, the Japan Meteorological Agency measures the acceleration of seismic motion and obtains the measured seismic intensity based on the result. However, in the conventional method performed by the Japan Meteorological Agency, there is a problem that a predetermined calculation time is required for data processing and that it is not easy to issue an alarm or a control signal depending on a measure associated with damage. In order to solve such problems, various researches and developments have been actively conducted on seismic intensity calculation methods and seismic intensity meters, and some inventions and devices have already been disclosed.

例えば、特許文献1には、「震度計」という名称で、ハードウェアへの負担が小さい震度の算出方法を採用した震度計に関する発明が開示されている。
特許文献1に開示された発明は、検出した加速度を電気信号に変換する加速度センサと、この加速度センサから出力されたアナログ信号に対して特定の周波数領域以外を除去するフィルタ回路と、フィルタ回路によって処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するとともに震度計算を行う演算部と、この演算部で算出された震度を表示する表示部とを備えるものである。
このような構造の震度計においては、加速度センサからの出力値が演算部に入力される前にフィルタ回路によって処理されるため、演算部においてフーリエ変換及び逆フーリエ変換を行う必要がなく、ハードウェアにかかる負担が軽減されるという作用を有する。これにより、震度の計算に要する時間を短縮することができる。
For example, Patent Document 1 discloses an invention relating to a seismic intensity meter that employs a method of calculating a seismic intensity with a name “Seismic Intensity Meter” that places a small burden on hardware.
The invention disclosed in Patent Document 1 includes an acceleration sensor that converts detected acceleration into an electric signal, a filter circuit that removes an analog signal output from the acceleration sensor except for a specific frequency region, and a filter circuit. A processing unit that converts the processed analog signal into a digital signal and calculates the seismic intensity and a display unit that displays the seismic intensity calculated by the calculating unit are provided.
In the seismometer having such a structure, since the output value from the acceleration sensor is processed by the filter circuit before being input to the calculation unit, it is not necessary to perform the Fourier transform and the inverse Fourier transform in the calculation unit. This has the effect of reducing the burden on the device. Thereby, the time required for calculating the seismic intensity can be shortened.

特許文献2には、「早期地震諸元推定方法及びそのシステム」という名称で、P波到達から1秒間のデータを用いて地震の諸元を的確に推定できる早期地震諸元推定方法とそのシステムに関する発明が開示されている。
特許文献2に開示された発明は、関数フィッティング法を用いて得られるP波初動振幅の時間変化の程度を表す係数Bの1秒間データと、P波到達から1秒間の初期微動の最大振幅から震央距離(震源真上の地点と観測点の距離)及びマグニチュードを所定の式に基づいて推定することを特徴とする。
このような方法によれば、P波到達から1秒間のデータを用いて、直下型の地震諸元を的確に短時間で推定し、事故の被害を最小限に抑えることが可能である。
特開2007−198812号公報 特開2006−275696号公報
Patent Document 2 discloses an early earthquake specification estimation method and system capable of accurately estimating an earthquake specification using data for one second from the arrival of a P wave under the name “early earthquake specification estimation method and system”. An invention related to this is disclosed.
The invention disclosed in Patent Document 2 is based on 1-second data of coefficient B representing the degree of temporal change in the P-wave initial motion amplitude obtained using the function fitting method, and the maximum amplitude of initial fine motion in 1 second from the arrival of the P-wave. The epicenter distance (distance between the point just above the epicenter and the observation point) and the magnitude are estimated based on a predetermined formula.
According to such a method, it is possible to accurately estimate the specifications of a direct type earthquake in a short time using data for 1 second after arrival of the P wave, and to minimize the damage of the accident.
JP 2007-198812 A JP 2006-275696 A

しかしながら、上述の従来技術である特許文献1に開示された発明では、発生した地震の震度は測定できるものの、地震の種別を判定可能な構成とはなっていないことから、地震の規模を予測して被害の発生を最小限にくい止めることを目的としてエレベータ等の設備機器に設置される、いわゆる制御用震度計としての利用は困難であるという課題があった。   However, in the invention disclosed in Patent Document 1 which is the above-described prior art, although the seismic intensity of the earthquake that has occurred can be measured, it is not configured to be able to determine the type of earthquake, so the magnitude of the earthquake is predicted. Therefore, there is a problem that it is difficult to use it as a so-called control seismometer installed in equipment such as an elevator for the purpose of minimizing the occurrence of damage.

また、特許文献2に開示された発明においては、関数パラメータを安定に求める必要があるため、非常に多くのデータを必要とするという課題があった。また、用いられている近似関数はP波初動の必要部分を漏れなく表現できるものではないため、得られた情報の精度が不十分なものとなってしまうおそれがある。さらに、震央距離やマグニチュードは推定できるものの、地震の規模を被害と関連付けた尺度で厳密に評価することはできないという課題があった。   Further, in the invention disclosed in Patent Document 2, since it is necessary to obtain the function parameter stably, there is a problem that a very large amount of data is required. Moreover, since the approximate function used cannot express the necessary part of the P wave initial motion without omission, the accuracy of the obtained information may be insufficient. Furthermore, although the epicenter distance and magnitude could be estimated, there was a problem that the scale of the earthquake could not be strictly evaluated on a scale associated with damage.

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、気象庁の検定に合格した既存の震度計で測定される震度に相当する震度をリアルタイムに、かつ安価に計測するとともに、その計測結果に基づいて地震動の強さを被害と関連付けた尺度で厳密に評価することが可能であって制御用震度計としても利用可能なリアルタイム震度計とそれを用いた震度等の予知方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and measures seismic intensity corresponding to the seismic intensity measured by an existing seismometer that has passed the certification of the Japan Meteorological Agency in real time and at low cost, and the measurement result To provide a real-time seismometer that can be used as a control seismometer, and a method for predicting seismic intensity, etc. With the goal.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明であるリアルタイム震度計は、地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段から出力されるアナログ信号を第1のデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器から出力される第1のデジタル信号に,所定の周波数に対する重み付けを行って第2のデジタル信号に変換するデジタルIIRフィルタと、このデジタルIIRフィルタから出力される3種類の第2のデジタル信号をベクトル合成して第3のデジタル信号に変換するとともに,この第3のデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算する演算部と、このリアルタイム震度に基づいて地震の種類を判定する判定部とを備え、この判定部は時間と共に変化する基準値と前記リアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするものである。
上記構成のリアルタイム震度計においては、FFT方式の震度計に比べてハードウェアに対する負担が軽減されるという作用を有する。また、制御用震度計として使用する場合には、制御信号に地震の種別に関する情報を含ませることで不要な動作が防止されるという作用を有する。
In order to achieve the above object, a real-time seismometer according to the first aspect of the present invention comprises an acceleration detection means for detecting three types of acceleration components respectively generated in three axial directions orthogonal to each other in association with an earthquake, and the acceleration detection An A / D converter that converts an analog signal output from the means into a first digital signal, and a first digital signal output from the A / D converter is weighted with respect to a predetermined frequency to obtain a second A digital IIR filter for converting the digital IIR signal into three digital signals, and three types of second digital signals output from the digital IIR filter are vector-synthesized and converted into a third digital signal, and based on the third digital signal. A calculation unit that calculates real-time seismic intensity and a determination unit that determines the type of earthquake based on the real-time seismic intensity. By comparing the reference value varies with time and said real-time seismic intensity is characterized in determining the type of the earthquake.
The real-time seismometer having the above-described configuration has an effect that the burden on hardware is reduced as compared with the FFT seismometer. Moreover, when using as a seismic intensity meter for control, it has the effect | action that an unnecessary operation | movement is prevented by including the information regarding the classification of an earthquake in a control signal.

また、請求項2に記載の発明であるリアルタイム震度計は、地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段から出力される第1のアナログ信号に,所定の周波数に対する重み付けを行って第2のアナログ信号に変換するアナログフィルタと、この第2のアナログ信号を第1のデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器から出力される3種類の第1のデジタル信号をベクトル合成して第2のデジタル信号に変換するとともにこの第2のデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算する演算部と、このリアルタイム震度に基づいて地震の種類を判定する判定部とを備え、この判定部は時間と共に変化する基準値とリアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、デジタルフィルタを使用する場合に比べて計測可能な震度の範囲が狭まるものの、請求項1に記載の発明よりもハードウェアにかかる負担が小さいという作用を有する。
The real-time seismometer according to claim 2 is an acceleration detection means for detecting three types of acceleration components respectively generated in three axial directions orthogonal to each other accompanying an earthquake, and is output from the acceleration detection means. An analog filter that weights the first analog signal and converts the first analog signal into a second analog signal, an A / D converter that converts the second analog signal into a first digital signal, An arithmetic unit that vector-synthesizes three types of first digital signals output from the A / D converter and converts them into a second digital signal, and calculates a real-time seismic intensity based on the second digital signal; and a determining unit a type of seismic based on this real-time seismic intensity, the determination unit compares the reference value and the real-time seismic intensity which varies with time It is characterized in determining the type of the earthquake.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the load on hardware is smaller than that of the invention according to claim 1, although the range of seismic intensity that can be measured is narrower than when a digital filter is used. .

請求項3に記載の発明は、請求項1記載のリアルタイム震度計において、デジタルIIRフィルタが第1のデジタル信号の所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けを行うことを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計を制御用震度計として用いた場合、対象となる構造物や設備機器等の周波数対応限界強度に応じた警報レベルが設定される。
The invention according to claim 3 is the real-time seismometer according to claim 1, wherein the digital IIR filter is a characteristic of the structure or equipment that is subject to alarm or control for the predetermined frequency of the first digital signal. The weighting is performed according to a frequency characteristic set in advance based on the above.
When a real-time seismometer having such a configuration is used as a control seismometer, an alarm level is set in accordance with the frequency response limit strength of the target structure or equipment.

請求項4に記載の発明は、請求項2記載のリアルタイム震度計において、アナログフィルタが第1のアナログ信号の所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けを行うことを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、請求項3に記載の発明と同様の作用に加えて、ハードウェアにかかる負担が小さくなるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the real-time seismometer according to the second aspect, the analog filter has characteristics of a structure or equipment that is a target of alarm or control with respect to a predetermined frequency of the first analog signal. Based on this, weighting is performed in accordance with a preset frequency characteristic.
The real-time seismometer having such a configuration has the effect of reducing the burden on hardware in addition to the same operation as that of the third aspect of the invention.

請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計において、演算部が計測震度相当値としてリアルタイム震度の最大値を求めることを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、気象庁が規定する計測震度の相当値が簡単な構成によって実時間で正確に計測されるという作用を有する。
The invention according to claim 5 is the real-time seismometer according to any one of claims 1 to 4, wherein the calculation unit obtains the maximum value of the real-time seismic intensity as the measured seismic intensity equivalent value. It is.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the equivalent value of the measured seismic intensity prescribed by the Japan Meteorological Agency is accurately measured in real time with a simple configuration.

請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計において、演算部がP波初動部分におけるリアルタイム震度の増加率に基づいて震源距離を算出することを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、S波や表面波の到達前に震源距離が速やかに算出されるという作用を有する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the real-time seismometer according to any one of the first to fifth aspects, the calculation unit calculates the epicenter distance based on the increase rate of the real-time seismic intensity in the P wave initial motion part. It is characterized by this.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the epicenter distance is quickly calculated before the arrival of the S wave or the surface wave.

請求項7に記載の発明は、請求項5記載のリアルタイム震度計において、演算部がリアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めることを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、計測震度相当値がS波や表面波の到達前に容易に、かつ速やかに算出されるという作用を有する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the real-time seismometer according to the fifth aspect, the calculation unit obtains the maximum value of the real-time seismic intensity, particularly in the P wave region.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the measured seismic intensity equivalent value is easily and quickly calculated before the arrival of the S wave or the surface wave.

請求項8に記載の発明は、請求項5記載のリアルタイム震度計において、演算部がリアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めることを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、請求項7に記載の発明よりも計測震度の予測精度は低いものの、計測震度の計算時間が短縮されるという作用を有する。
The invention described in claim 8 is characterized in that, in the real-time seismometer according to claim 5, the calculation unit obtains a maximum value within a predetermined time of the P wave initial motion portion in the real-time seismic intensity.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the calculation time of the measured seismic intensity is shortened although the prediction accuracy of the measured seismic intensity is lower than that of the invention according to claim 7.

請求項9に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計において、演算部はリアルタイム震度がP波初動部分における第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震源距離又は計測震度相当値を算出することを特徴とするものである。
このような構成のリアルタイム震度計においては、請求項5乃至請求項8に記載された発明よりも短時間に、かつ正確に震源距離や計測震度相当値が算出されるという作用を有する。
The invention according to claim 9 is the real-time seismometer according to any one of claims 1 to 4, wherein the computing unit changes the real-time seismic intensity from the first seismic intensity to the second seismic intensity in the P wave initial motion part. The epicenter distance or the measured seismic intensity equivalent value is calculated based on the time required to reach it.
The real-time seismometer having such a configuration has an effect that the epicenter distance and the measured seismic intensity equivalent value are accurately calculated in a shorter time than the inventions described in claims 5 to 8.

請求項10に記載の発明である震度等の予知方法は、地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出し、この加速度成分を表すアナログ信号をデジタル信号に変換し、IIRフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うとともにベクトル合成し、この合成されたデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算し、時間と共に変化する基準値とこのリアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法は、FFT方式を用いた信号処理方法に比べて信号処理に要する時間が短縮されるという作用を有する。また、制御信号に地震の種別に関する情報を含ませることにより制御対象機器の不要な動作が防止されるという作用を有する。
According to a tenth aspect of the present invention, a method for predicting seismic intensity or the like detects three types of acceleration components respectively generated in three axial directions orthogonal to each other accompanying an earthquake, and converts an analog signal representing the acceleration component into a digital signal. Convert, apply IIR filter processing, weight a predetermined frequency and vector synthesize, calculate real-time seismic intensity based on this synthesized digital signal, and calculate the reference value changing with time and this real-time seismic intensity. In comparison, the type of earthquake is determined.
Such a prediction method such as seismic intensity has an effect that the time required for signal processing is shortened as compared with a signal processing method using the FFT method. Further, by including information on the type of earthquake in the control signal, there is an effect that unnecessary operation of the control target device is prevented.

請求項11に記載の発明である震度等の予知方法は、地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出し、この加速度成分を表すアナログ信号にアナログフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うとともにデジタル信号に変換し、このデジタル信号をベクトル合成し、この合成されたデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算し、時間と共に変化する基準値とこのリアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、請求項10に記載の発明に比べてフィルタ処理に用いるハードウェアへの負担が小さいという作用を有する。
According to an eleventh aspect of the present invention, a method for predicting seismic intensity or the like detects three types of acceleration components respectively generated in three axial directions orthogonal to each other in accordance with an earthquake, and performs analog filter processing on analog signals representing the acceleration components. To give a weight to a predetermined frequency and convert it to a digital signal, vector synthesize this digital signal, calculate real-time seismic intensity based on this synthesized digital signal, and a reference value that changes with time and this The real-time seismic intensity is compared to determine the type of earthquake.
According to such a method for predicting seismic intensity or the like, there is an effect that the burden on the hardware used for the filter processing is less than that of the invention according to claim 10.

請求項12に記載の発明は、請求項10記載の震度等の予知方法において、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って、デジタル信号にIIRフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うものである。
このような震度等の予知方法によれば、制御用信号を発する際に用いる警報レベルが、対象となる構造物や設備機器等の周波数対応限界強度に応じて設定されるという作用を有する。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for predicting seismic intensity or the like according to the tenth aspect of the present invention, a digital signal is converted into an IIR signal according to a frequency characteristic set in advance based on a characteristic of a structure or equipment to be alarmed or controlled. Filtering is performed to weight a predetermined frequency.
According to such a prediction method of seismic intensity or the like, there is an effect that the alarm level used when the control signal is issued is set according to the frequency corresponding limit intensity of the target structure or equipment.

請求項13に記載の発明は、請求項11記載の震度等の予知方法において、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って、アナログ信号にアナログフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うことを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法においては、請求項10に記載の発明に比べてフィルタ処理に用いるハードウェアへの負担が小さいという作用に加えて、請求項12に記載の発明と同様の作用を有する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the prediction method of the seismic intensity or the like according to the eleventh aspect, the analog signal is converted into an analog signal in accordance with a frequency characteristic set in advance based on the characteristic of the structure or equipment to be alarmed or controlled. Filtering is performed to weight a predetermined frequency.
In such a method for predicting seismic intensity or the like, in addition to the effect that the burden on the hardware used for the filtering process is smaller than that of the invention according to claim 10, the same effect as the invention according to claim 12 is obtained. Have.

請求項14に記載の発明は、請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の震度等の予知方法において、計測震度相当値としてリアルタイム震度の最大値を求めることを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、気象庁によって規定される計測震度の相当値が簡単な構造の震度計によって実時間に計測されるという作用を有する。
The invention according to claim 14 is characterized in that, in the prediction method of seismic intensity and the like according to any one of claims 10 to 13, the maximum value of the real-time seismic intensity is obtained as the measured seismic intensity equivalent value. is there.
According to such a prediction method of seismic intensity and the like, there is an effect that an equivalent value of the measured seismic intensity defined by the Japan Meteorological Agency is measured in real time by a seismic intensity meter having a simple structure.

請求項15に記載の発明は、請求項10乃至請求項14のいずれか1項に記載の震度等の予知方法において、P波初動部分におけるリアルタイム震度の増加率に基づいて震源距離を算出することを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、S波や表面波の到達前に震源距離が速やかに予測されるという作用を有する。
The invention according to claim 15 is the method for predicting seismic intensity according to any one of claims 10 to 14, wherein the seismic source distance is calculated based on the rate of increase of the real-time seismic intensity in the P wave initial motion part. It is characterized by.
Such a prediction method of seismic intensity or the like has an effect that the epicenter distance is predicted quickly before the arrival of the S wave or the surface wave.

請求項16に記載の発明は、請求項14記載の震度等の予知方法において、リアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めることを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、計測震度相当値がS波や表面波の到達前に容易に、かつ速やかに算出される。
The invention according to claim 16 is characterized in that, in the prediction method of seismic intensity and the like according to claim 14, the maximum value in the real time seismic intensity, particularly in the P wave region, is obtained.
According to such a prediction method of seismic intensity, the measured seismic intensity equivalent value is easily and quickly calculated before the arrival of the S wave or the surface wave.

請求項17に記載の発明は、請求項14記載の震度等の予知方法において、リアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めることを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、請求項16に記載の発明よりも計測震度の予測精度は低いものの、計測震度の計算時間が短縮される。
The invention as set forth in claim 17 is characterized in that, in the method for predicting seismic intensity or the like as set forth in claim 14, the maximum value within a predetermined time of the P wave initial motion portion is obtained in the real time seismic intensity.
According to such a method for predicting seismic intensity or the like, although the prediction accuracy of the measured seismic intensity is lower than that of the invention described in claim 16, the calculation time of the measured seismic intensity is shortened.

請求項18に記載の発明は、請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の震度等の予知方法において、リアルタイム震度がP波初動部分における第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震源距離又は計測震度相当値を算出することを特徴とするものである。
このような震度等の予知方法によれば、請求項14乃至請求項17に記載された発明よりも短時間に、かつ正確に震源距離や計測震度相当値が算出される。
The invention according to claim 18 is the prediction method of seismic intensity etc. according to any one of claims 10 to 13, wherein the real-time seismic intensity reaches the second seismic intensity from the first seismic intensity in the P wave initial motion part. The epicenter distance or the measured seismic intensity equivalent value is calculated on the basis of the time required until.
According to such a prediction method of seismic intensity and the like, the epicenter distance and the measured seismic intensity equivalent value are calculated more accurately in a shorter time than the inventions described in claims 14 to 17.

請求項19に記載の発明は、請求項3記載のリアルタイム震度計において、デジタルIIRフィルタは、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタからなり、演算部及び判定部は、これら複数のフィルタをそれぞれ通過した信号を個別に処理可能に構成されることを特徴とするものである。
このような構造のリアルタイム震度計においては、デジタルIIRフィルタを構成する各フィルタからそれぞれ出力される周波数帯域の異なる信号に基づいて個別に地震の種別が判定されるという作用を有する。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the real-time seismometer according to the third aspect, the digital IIR filter includes a plurality of filters having different pass frequency bands, and the calculation unit and the determination unit pass through the plurality of filters, respectively. It is characterized in that the signals can be individually processed.
The real-time seismometer having such a structure has an effect that the type of earthquake is individually determined based on signals having different frequency bands respectively output from the filters constituting the digital IIR filter.

請求項20に記載の発明は、請求項4記載のリアルタイム震度計において、アナログフィルタは、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタからなり、演算部及び判定部は、これら複数のフィルタをそれぞれ通過した信号を個別に処理可能に構成されることを特徴とするものである。
このような構造のリアルタイム震度計においては、アナログフィルタを構成する各フィルタからそれぞれ出力される周波数帯域の異なる信号に基づいて個別に地震の種別が判定されるという作用を有する。
The invention according to claim 20 is the real-time seismometer according to claim 4, wherein the analog filter is composed of a plurality of filters having different pass frequency bands, and the calculation unit and the determination unit are signals that have passed through the plurality of filters, respectively. Are configured to be individually processable.
The real-time seismometer having such a structure has an effect that the type of earthquake is individually determined based on signals having different frequency bands respectively output from the filters constituting the analog filter.

請求項21に記載の発明は、請求項12記載の震度等の予知方法において、IIRフィルタ処理は、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタ処理からなり、これら複数のフィルタ処理をそれぞれ施された信号を個別にベクトル合成することを特徴とするものである。
本請求項記載の発明である震度等の予知方法は、請求項19記載の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項19記載の発明と同様の作用を有する。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the prediction method of seismic intensity or the like according to the twelfth aspect, the IIR filter processing includes a plurality of filter processings having different pass frequency bands, and the signals subjected to the plurality of filter processings are respectively obtained. It is characterized by vector synthesis individually.
The method for predicting seismic intensity or the like according to the present invention has the same effect as the invention according to the nineteenth aspect since the invention according to the nineteenth aspect is regarded as a method invention.

請求項22に記載の発明は、請求項13記載の震度等の予知方法において、アナログフィルタ処理は、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタ処理からなり、これら複数のフィルタ処理をそれぞれ施された信号を個別にベクトル合成することを特徴とするものである。
本請求項記載の発明である震度等の予知方法は、請求項20記載の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項20記載の発明と同様の作用を有する。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the prediction method of seismic intensity or the like according to the thirteenth aspect, the analog filter processing includes a plurality of filter processings having different pass frequency bands. It is characterized by vector synthesis individually.
The method for predicting seismic intensity or the like according to the present invention has the same effect as the invention according to the twentieth aspect since the invention according to the twentieth aspect is regarded as a method invention.

本発明の請求項1に記載のリアルタイム震度計においては、従来型に比べてハードウェアが簡素化でき、故障が発生し難くなるとともに製造コストが削減される。また、地震動に対して時間遅れなく計測される震度(リアルタイム震度)に基づいてエレベータや製造装置等の設備機器の動作状態を制御することで不要動作を排除した的確な緊急制御が可能となる。さらに、地震の種別を判定可能な構成となっており、被害と結びついた尺度に依拠した警報や制御信号を発することが可能である。これにより、地震情報の信頼性が高まるため、地震による被害の発生を最小限に抑えることができる。   In the real-time seismometer according to claim 1 of the present invention, the hardware can be simplified as compared with the conventional type, and it is difficult for a failure to occur, and the manufacturing cost is reduced. In addition, accurate emergency control that eliminates unnecessary operations can be performed by controlling the operating state of equipment such as an elevator and a manufacturing apparatus based on seismic intensity (real-time seismic intensity) measured without delay with respect to seismic motion. In addition, it is possible to determine the type of earthquake, and it is possible to issue an alarm or control signal based on a scale associated with damage. As a result, the reliability of the earthquake information is increased, so that the occurrence of damage due to the earthquake can be minimized.

また、本発明の請求項2に記載のリアルタイム震度計においては、請求項1に記載の発明よりも震度の計測範囲は狭まるが、さらにハードウェアが簡素化でき、製品をより廉価なものとすることができる。   Further, in the real-time seismometer according to claim 2 of the present invention, the seismic intensity measurement range is narrower than that of the invention according to claim 1, but the hardware can be further simplified and the product is made cheaper. be able to.

本発明の請求項3に記載のリアルタイム震度計においては、真に有害な周波数スペクトルを有する地震に対してのみ緊急制御がなされる。これにより、的確な設備機器等の地震防災が可能となる。   In the real-time seismometer according to claim 3 of the present invention, emergency control is performed only for an earthquake having a truly harmful frequency spectrum. Thereby, it is possible to perform earthquake disaster prevention of appropriate equipment and the like.

本発明の請求項4に記載のリアルタイム震度計によれば、ハードウェアへの負担を低減するとともに、請求項3に記載の発明と同様の効果を発揮させることが可能である。   According to the real-time seismometer according to claim 4 of the present invention, it is possible to reduce the burden on hardware and to exert the same effect as the invention according to claim 3.

本発明の請求項5に記載のリアルタイム震度計においては、気象庁の検定に合格した震度計よりも構造を簡単にすることができるため、装置の小型化や低価格化を図ることができる。   In the real-time seismometer according to claim 5 of the present invention, the structure can be simplified as compared with a seismometer that has passed the certification of the Japan Meteorological Agency, so that the apparatus can be reduced in size and price.

本発明の請求項6に記載のリアルタイム震度計においては、震源距離が極めて短時間に算出されるため、緊急地震速報が適用困難な震源近傍においても有効な警報や制御信号を発することができる。   In the real-time seismometer according to claim 6 of the present invention, since the epicenter distance is calculated in a very short time, an effective alarm and control signal can be issued even in the vicinity of the epicenter where emergency earthquake warning is difficult to apply.

本発明の請求項7に記載のリアルタイム震度計においては、計測震度相当値が極めて短時間に、かつ容易に算出されることから、緊急地震速報が適用困難な震源近傍においても有効な警報や制御信号を発することが可能である。   In the real-time seismometer according to claim 7 of the present invention, the value equivalent to the measured seismic intensity is calculated in an extremely short time and easily, so that an effective alarm and control even in the vicinity of an epicenter where emergency earthquake warning is difficult to apply. A signal can be emitted.

本発明の請求項8に記載のリアルタイム震度計においては、請求項7に記載された発明よりも短時間で計測震度相当値が算出されることから、警報や制御信号をより有効に発することが可能である。   In the real-time seismometer according to claim 8 of the present invention, since the measured seismic intensity equivalent value is calculated in a shorter time than the invention according to claim 7, it is possible to issue a warning or control signal more effectively. Is possible.

本発明の請求項9に記載のリアルタイム震度計においては、請求項5乃至請求項8に記載された発明に比べて警報や制御信号の出力をより短時間で行うことができる。これにより、S波や表面波が到達する前により的確な防災措置を講じることが可能となる。   In the real-time seismometer according to the ninth aspect of the present invention, the alarm and control signal can be output in a shorter time than the inventions according to the fifth to eighth aspects. This makes it possible to take more accurate disaster prevention measures before the S wave or surface wave arrives.

本発明の請求項10に記載の震度等の予知方法によれば、リアルタイム震度を地震動に対して時間遅れなく計測することができる。そして、エレベータや製造装置等の設備機器に対してリアルタイム震度に基づいた制御信号を送ることにより、不要な動作を排除して的確に緊急な制御を行うことが可能である。さらに、地震の種別に関する情報を警報や制御信号に含ませることにより、被害と結びついた尺度に依拠した警報や制御信号とすることができる。そして、このような警報や制御信号を用いることによれば、的確な防災措置を講じて地震による被害の発生を最小限に抑えることが可能である。   According to the prediction method for seismic intensity and the like according to claim 10 of the present invention, the real-time seismic intensity can be measured without a time delay with respect to the earthquake motion. Then, by sending a control signal based on the real-time seismic intensity to equipment such as an elevator or a manufacturing apparatus, it is possible to eliminate unnecessary operations and perform urgent control accurately. Furthermore, by including information on the type of earthquake in an alarm or control signal, it is possible to obtain an alarm or control signal based on a scale associated with damage. By using such alarms and control signals, it is possible to take appropriate disaster prevention measures to minimize the occurrence of damage caused by earthquakes.

本発明の請求項11に記載の震度等の予知方法によれば、請求項10に記載の発明よりも震度の計測範囲は狭まるものの、簡素化されたハードウェアを備えた廉価な計測装置を用いることができる。   According to the prediction method for seismic intensity and the like according to claim 11 of the present invention, although the seismic intensity measurement range is narrower than that of the invention according to claim 10, an inexpensive measuring device equipped with simplified hardware is used. be able to.

本発明の請求項12に記載の震度等の予知方法によれば、真に有害な周波数スペクトルを有する地震に対してのみ緊急制御を行って、的確な防災措置を講じることが可能である。   According to the method for predicting seismic intensity and the like according to claim 12 of the present invention, it is possible to take emergency control only for an earthquake having a truly harmful frequency spectrum and take an appropriate disaster prevention measure.

本発明の請求項13に記載の震度等の予知方法によれば、請求項11に記載された発明の効果に加えて、請求項12に記載された発明と同様の効果が発揮される。   According to the prediction method for seismic intensity and the like according to claim 13 of the present invention, in addition to the effect of the invention described in claim 11, the same effect as that of the invention described in claim 12 is exhibited.

本発明の請求項14に記載の震度等の予知方法によれば、計測震度相当値に基づく信頼性の高い警報や制御信号を短時間で発することができる。これにより、S波や表面波が到達する前に地震の被害を最小限に抑えるために必要な措置を講じることが可能となる。   According to the method for predicting seismic intensity and the like according to claim 14 of the present invention, a highly reliable alarm and control signal based on the measured seismic intensity equivalent value can be issued in a short time. This makes it possible to take measures necessary to minimize earthquake damage before the arrival of S waves or surface waves.

本発明の請求項15に記載の震度等の予知方法によれば、S波や表面波の到達前に地震の規模を予測して的確な防災措置を講じることができる。   According to the method for predicting seismic intensity and the like described in claim 15 of the present invention, it is possible to predict the scale of an earthquake and take appropriate disaster prevention measures before arrival of S waves or surface waves.

本発明の請求項16に記載の震度等の予知方法によれば、有効な警報や制御信号を短時間に発することができる。   According to the method for predicting seismic intensity and the like according to claim 16 of the present invention, an effective alarm or control signal can be issued in a short time.

本発明の請求項17に記載の震度等の予知方法によれば、警報や制御信号を請求項16に記載された発明よりもさらに短時間で発することができるため、防災措置に要する時間を長くとることができる。   According to the prediction method of seismic intensity and the like described in claim 17 of the present invention, the alarm and the control signal can be issued in a shorter time than the invention described in claim 16, so that the time required for disaster prevention measures is increased. Can take.

本発明の請求項18に記載の震度等の予知方法によれば、強い震度の地震ほど、短時間に震度を予測することが可能である。従って、緊急地震速報が特に適用困難な震源近傍であっても的確な防災措置を講じることができる。   According to the method for predicting seismic intensity and the like according to claim 18 of the present invention, it is possible to predict the seismic intensity in a shorter time as the earthquake has a stronger seismic intensity. Therefore, it is possible to take appropriate disaster prevention measures even in the vicinity of the epicenter where the earthquake early warning is particularly difficult to apply.

本発明の請求項19に記載のリアルタイム震度計を施設管理に使用した場合、それぞれの施設の固有周波数を含む周波数帯域の震度を正確に検出することができる。従って、施設ごとに的確な防災及び減災措置を施すことが可能である。   When the real-time seismometer according to claim 19 of the present invention is used for facility management, the seismic intensity in the frequency band including the natural frequency of each facility can be accurately detected. Therefore, it is possible to take appropriate disaster prevention and mitigation measures for each facility.

本発明の請求項20に記載のリアルタイム震度計においては、ハードウェアへの負担を低減するとともに、請求項19に記載の発明と同様の効果を発揮させることが可能である。   In the real-time seismometer according to the twentieth aspect of the present invention, it is possible to reduce the burden on the hardware and to exert the same effect as that of the twentieth aspect.

本発明の請求項21に記載の震度等の予知方法によれば、請求項19記載の発明と同様の効果を奏する。   According to the prediction method for seismic intensity and the like according to claim 21 of the present invention, the same effects as those of the invention according to claim 19 are obtained.

本発明の請求項22に記載の震度等の予知方法によれば、請求項20記載の発明と同様の効果を奏する。   According to the method for predicting seismic intensity and the like according to claim 22 of the present invention, the same effect as that of the invention according to claim 20 is obtained.

以下に、本発明の最良の実施の形態に係るリアルタイム震度計とそれを用いた震度等の予知方法の実施例について図1乃至図37を用いて説明する。   Hereinafter, an example of a real-time seismometer according to the preferred embodiment of the present invention and a method of predicting seismic intensity using the real-time seismometer will be described with reference to FIGS.

実施例1のリアルタイム震度計について図1乃至図20を用いて説明する(特に、請求項1、3、5、7、8、10、12、14、16、17に対応)。
図1は本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例1の構成図である。また、図2は実施例1のリアルタイム震度計を構成するデジタルフィルタの周波数特性を示す図である。
図1に示すように、本実施例のリアルタイム震度計1aは東西方向、南北方向、上下方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出する加速度検出手段2と、この加速度検出手段2で検出された先の3種類の加速度成分ごとに、連続した時間信号(アナログ信号)を一定時間ごとにサンプリングすることにより離散化された加速度信号(デジタル信号)に変換するA/D変換器3と、この加速度信号の所定の周波数に対して図2に示すような重み付けの処理を行うデジタルフィルタ4aと、複数の入力信号をベクトル合成するベクトル合成器5と、ベクトル合成器5から出力された合成信号に基づいてリアルタイム震度J及び計測震度相当値を計算する震度算出部6aと、リアルタイム震度Jの時間波形(以下、リアルタイム震度波形という。)に基づいて地震の種別を判定するとともに地震防災用信号14を出力する判定部7と、地震防災用信号14に従って地震の種別に関する情報を含んだ警報を発する警報部8とを備えるものである。すなわち、ベクトル合成器5及び震度算出部6aはデジタルフィルタ4aからの出力信号に基づいてリアルタイム震度Jを計算する演算部9aを構成している。
The real-time seismometer of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 20 (particularly, corresponding to claims 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 17).
FIG. 1 is a configuration diagram of Example 1 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the frequency characteristic of the digital filter which comprises the real-time seismometer of Example 1. FIG.
As shown in FIG. 1, the real-time seismometer 1a of the present embodiment is detected by an acceleration detection means 2 that detects three types of acceleration components generated in the east-west direction, the north-south direction, and the up-down direction, and the acceleration detection means 2. An A / D converter 3 that converts a continuous time signal (analog signal) into a discrete acceleration signal (digital signal) by sampling a continuous time signal (analog signal) for every three types of acceleration components, and this A digital filter 4a that performs weighting processing as shown in FIG. 2 on a predetermined frequency of the acceleration signal, a vector synthesizer 5 that vector synthesizes a plurality of input signals, and a synthesized signal output from the vector synthesizer 5 Based on the seismic intensity calculation unit 6a that calculates the real-time seismic intensity J and the measured seismic intensity equivalent value, and the time waveform of the real-time seismic intensity J (hereinafter, real-time seismic intensity waveform and And a determination unit 7 that determines an earthquake type based on the earthquake disaster prevention signal 14 and outputs an earthquake disaster prevention signal 14, and an alarm unit 8 that issues an alarm including information on the earthquake type according to the earthquake disaster prevention signal 14. It is. That is, the vector synthesizer 5 and the seismic intensity calculation unit 6a constitute an arithmetic unit 9a that calculates the real-time seismic intensity J based on the output signal from the digital filter 4a.

加速度検出手段2はMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術による3軸一体型の超小型加速度センサであり、地震に伴って発生する加速度の東西方向成分、南北方向成分、上下方向成分をそれぞれ検出し、アナログ信号10a〜10cとして出力する。そして、アナログ信号10a〜10cは、LSI技術による3チャネル一体型のデルタシグマ型のA/D変換器3によってデジタル信号11a〜11cにそれぞれ変換される。
デジタルフィルタ4aは無限インパルス応答(Infinite Impulse Response)関数を持つフィルタ回路(IIRフィルタ)であり、図2に示す周波数特性を有している。このデジタルフィルタ4aによってデジタル信号11a〜11cは所定の周波数に対して図2に示すような重み付けをされた後、デジタル信号12a〜12cとして出力される。そして、ベクトル合成器5はデジタル信号12a〜12cに対してベクトル合成処理を行い、合成デジタル信号13aとして出力する。
震度算出部6aは合成デジタル信号13aを次式の「a」に代入して震度中間値Iを算出した後、連続するm個の震度中間値Iについて最上位からn番目の値を求めてリアルタイム震度Jとする。このような方法によれば、インパルス的なノイズが排除されるため、リアルタイム震度計1aが地震以外のノイズで誤動作する可能性が少ない。なお、震度変換時間を1秒とし、サンプリング周波数を100Hz、m及びnの値をそれぞれ100及び30とした場合、1秒間にリアルタイム震度J以上の値を示す震度中間値Iの各データの持続時間を合計すると、ちょうど0.3秒となる。
The acceleration detection means 2 is a three-axis integrated ultra-small acceleration sensor based on MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology, and detects the east-west direction component, north-south direction component, and up-down direction component of the acceleration caused by the earthquake, Output as analog signals 10a to 10c. The analog signals 10a to 10c are converted into digital signals 11a to 11c by a three-channel integrated delta-sigma A / D converter 3 based on LSI technology.
The digital filter 4a is a filter circuit (IIR filter) having an infinite impulse response function and has the frequency characteristics shown in FIG. The digital signals 11a to 11c are weighted as shown in FIG. 2 with respect to a predetermined frequency by the digital filter 4a, and then output as digital signals 12a to 12c. The vector synthesizer 5 performs a vector synthesis process on the digital signals 12a to 12c and outputs the resultant as a synthesized digital signal 13a.
The seismic intensity calculation unit 6a calculates the seismic intensity intermediate value I by substituting the synthesized digital signal 13a into “a” in the following equation, and then obtains the n-th value from the highest level for m consecutive seismic intensity intermediate values I in real time. Seismic intensity J. According to such a method, impulsive noise is eliminated, so that the real-time seismometer 1a is less likely to malfunction due to noise other than earthquakes. If the seismic intensity conversion time is 1 second and the sampling frequency is 100 Hz, and the values of m and n are 100 and 30, respectively, the duration of each data of the seismic intensity intermediate value I indicating a value greater than the real-time seismic intensity J per second The total is just 0.3 seconds.

なお、logは常用対数であり、bは定数で概ね0.94である。 In addition, log is a common logarithm, and b is a constant and is approximately 0.94.

震度算出部6aの動作原理について図3を用いて説明する。
図3は実施例1のリアルタイム震度計1aを構成する震度算出部6aの動作原理を説明するための図である。なお、波形Dは震度中間値Iを表し、波形E及び波形Fはリアルタイム震度Jを表している。ただし、波形Eは1秒震度(m=100(1秒)、n=30(0.3秒))であり、波形Fは2秒震度(m=200(2秒)、n=30(0.3秒))である。
図3に示すように、時刻Tにおける1秒震度を求めるには、時刻Tの「○」から遡って水平に1秒分の破線Pを想定し、この破線Pよりも上側に存在する震度中間値I(波形D)の占める時間の合計が0.3秒になるまで破線Pの高さを調整する。そして、破線Pが上述の条件を満足したときの震度を1秒震度とする。また、時刻Tにおいて1秒震度を求める場合も、時刻Tの「○」から遡る1秒分の破線Qを想定して、この破線Qを超える震度中間値I(波形D)の占める時間の合計が0.3秒となるように破線Qの高さを調整し、そのときの震度を1秒震度とする。さらに、時刻Tにおいて2秒震度を求めるには、時刻Tの「○」から遡る2秒分の破線Rを想定し、この破線Rを超える震度中間値I(波形D)の占める時間の合計が0.3秒となるように破線Rの高さを調整し、そのときの震度を2秒震度とする。
The operation principle of the seismic intensity calculation unit 6a will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operating principle of the seismic intensity calculation unit 6a constituting the real-time seismic intensity meter 1a of the first embodiment. Waveform D represents seismic intensity intermediate value I, and waveform E and waveform F represent real-time seismic intensity J. However, the waveform E is a 1-second seismic intensity (m = 100 (1 second), n = 30 (0.3 seconds)), and the waveform F is a 2-second seismic intensity (m = 200 (2 seconds), n = 30 (0 .3 seconds)).
As shown in FIG. 3, in order to determine a second seismic intensity at time T 1, horizontally assuming dashed P of one second back from the "○" in the time T 1, overlying than the dashed line P The height of the broken line P is adjusted until the total time occupied by the seismic intensity intermediate value I (waveform D) reaches 0.3 seconds. And the seismic intensity when the broken line P satisfies the above-mentioned conditions is defined as a 1-second seismic intensity. Further, even if the time T 2, obtaining a second seismic intensity, assuming a dashed Q of one second dating back from the "○" in the time T 2,, the time occupied by the seismic intensity intermediate value exceeds the dashed Q I (waveform D) The height of the broken line Q is adjusted so that the total of the total is 0.3 seconds, and the seismic intensity at that time is set to 1 second seismic intensity. Further, in the seek 2 seconds Intensity at time T 3, at time T 3 of 2 seconds dating back from the "○" assumes the dashed line R, seismic intermediate value I of occupying time (waveform D) greater than the broken line R The height of the broken line R is adjusted so that the total is 0.3 seconds, and the seismic intensity at that time is defined as a 2-second seismic intensity.

次に、震度算出部6aによって算出されるリアルタイム震度について中越地震(2004年10月23日発生、マグニチュード:M6.8、震源の深さ:13km)に関するk−net(独立行政法人防災科学技術センターの地震観測網)の観測データを用いて説明する。
図4は中越地震の本震の観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)を示す図である。なお、NIG017〜NIG020は観測点コードであり、各リアルタイム震度波形の元となるデータがそれぞれ異なる地点で観測されたことを表している。そして、最も振幅が大きいNIG019は震源に近い小千谷観測点のリアルタイム震度波形を示している。また、横軸は震度1が記録された時から経過した時間(s)を表しており、縦軸はリアルタイム震度を表している。さらに、図1又は図3に示した構成要素又は用語については同一の符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、地震発生前のリアルタイム震度(ノイズレベル)は通常−2〜−4で、リアルタイム震度計1aの設置点にP波が到達するとリアルタイム震度は急速に立ち上って約2秒後にP波による地震動が最大となる(点A)。その後、S波が到達してリアルタイム震度はさらに増え続け、約4.5秒後にはS波による地震動が最大となり、リアルタイム震度は6.6に達する(点B)。そして、S波による地震動は減少し始めるが、約5.5秒の時点で表面波の振幅が卓越して再びリアルタイム震度は増加に転じ、P波到達後の約8秒後に最大値6.8に達する(点C)。その後は地震動の減衰に伴ってリアルタイム震度も低下し、やがて地震発生前のノイズレベル(震度−2〜−4)に戻る。なお、強い直下地震は概ねこのような震度波形となる。
Next, regarding the real-time seismic intensity calculated by the seismic intensity calculating unit 6a, k-net (National Disaster Prevention Science and Technology Center) concerning Chuetsu earthquake (October 23, 2004, magnitude: M6.8, epicenter depth: 13km) This will be explained using the observation data of the seismic observation network.
FIG. 4 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform (1 second seismic intensity) calculated based on observation data of the main earthquake of the Chuetsu earthquake. NIG017 to NIG020 are observation point codes, which indicate that the data that is the basis of each real-time seismic intensity waveform is observed at different points. NIG019 having the largest amplitude indicates a real-time seismic intensity waveform at the Ojiya observation point close to the epicenter. The horizontal axis represents the time (s) that has elapsed since the seismic intensity 1 was recorded, and the vertical axis represents the real-time seismic intensity. Further, the constituent elements or terms shown in FIG. 1 or FIG.
As shown in FIG. 4, the real-time seismic intensity (noise level) before the earthquake is normally -2 to -4, and when the P-wave reaches the installation point of the real-time seismometer 1a, the real-time seismic intensity rises rapidly and about 2 seconds later. The ground motion due to the P wave is maximized (point A). Thereafter, the S wave arrives and the real-time seismic intensity continues to increase. After about 4.5 seconds, the seismic motion due to the S wave reaches its maximum, and the real-time seismic intensity reaches 6.6 (point B). And the seismic motion due to the S wave starts to decrease, but at about 5.5 seconds, the amplitude of the surface wave prevails and the real-time seismic intensity starts to increase again. The maximum value is about 6.8 after about 8 seconds after the arrival of the P wave. (Point C). After that, the real-time seismic intensity also decreases with the decay of the seismic motion, and eventually returns to the noise level (seismic intensity -2 to -4) before the occurrence of the earthquake. In addition, a strong direct earthquake generally has such a seismic intensity waveform.

図5は図4で用いた小千谷における観測データに基づいて算出された震度中間値Iとリアルタイム震度波形(1秒震度、2秒震度)を示す図である。なお、時間軸の起点は2004年10月23日17時56分00秒であり、ノイズレベルは震度換算で約−3.5である。また、波形Dは震度中間値Iを表し、波形E及び波形Fはリアルタイム震度を表している。ただし、波形Eは1秒震度(m=100(1秒)、n=30(0.3秒))であり、波形Fは2秒震度(m=200(2秒)、n=30(0.3秒))である。
図5に示すように、観測開始からおよそ2.75秒後にP波が到達し、その1秒後には震度は4を超え、さらにその4秒後には震度は6.5に達している。また、P波の立ち上がり時の遅れは1秒震度(波形E)及び2秒震度(波形F)でともに概ね0.3秒となっている。さらに、1秒震度(波形E)と2秒震度(波形F)を比較してみると、震度増加の段階では殆ど同じ値となるが、1秒震度(波形E)の方が地震動の減衰に対する追従性に優れている。そして、最大値は2秒震度(波形F)の方がわずかに大きく、2秒震度(波形F)は地震動減衰時には1秒震度(波形E)に対して約1秒遅れている。
FIG. 5 is a diagram showing the seismic intensity intermediate value I calculated based on the observation data in Ojiya used in FIG. 4 and the real-time seismic intensity waveform (1 sec seismic intensity, 2 sec seismic intensity). The starting point of the time axis is 17:55:00 on October 23, 2004, and the noise level is about −3.5 in terms of seismic intensity. Waveform D represents the seismic intensity intermediate value I, and waveform E and waveform F represent the real-time seismic intensity. However, the waveform E is a 1-second seismic intensity (m = 100 (1 second), n = 30 (0.3 seconds)), and the waveform F is a 2-second seismic intensity (m = 200 (2 seconds), n = 30 (0 .3 seconds)).
As shown in FIG. 5, the P wave arrives approximately 2.75 seconds after the start of observation, and the seismic intensity exceeds 4 one second later, and the seismic intensity reaches 6.5 four seconds later. In addition, the delay at the rise of the P wave is approximately 0.3 seconds for both the 1 second seismic intensity (waveform E) and the 2 second seismic intensity (waveform F). Furthermore, comparing the 1-second seismic intensity (waveform E) with the 2-second seismic intensity (waveform F), the values are almost the same at the stage of increasing seismic intensity, but the 1-second seismic intensity (waveform E) is more effective in reducing the seismic motion. Excellent trackability. The maximum value of the 2-second seismic intensity (waveform F) is slightly larger, and the 2-second seismic intensity (waveform F) is delayed by about 1 second with respect to the 1-second seismic intensity (waveform E) when the ground motion is attenuated.

次に、1秒震度と5秒震度を比較した結果について説明する。
図6は図5を部分的に拡大し、2秒震度を5秒震度に置き換えた図である。なお、図5に示した波形については同一の符号を付してその説明を省略する。また、波形Gは5秒震度(m=500(5秒)、n=30(0.3秒))である。
図6に示すように、1秒震度(波形E)と5秒震度(波形G)はともに震度増加の段階では殆ど同じ値を示しているが、最大値は1秒震度(波形E)より5秒震度(波形G)の方がやや大きい。また、地震動減衰時の1秒震度(波形E)に対する5秒震度(波形G)の遅れは約4秒となっている。
Next, the result of comparing the 1-second seismic intensity with the 5-second seismic intensity will be described.
FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5 in which the 2-second seismic intensity is replaced with the 5-second seismic intensity. In addition, about the waveform shown in FIG. 5, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. The waveform G has a seismic intensity of 5 seconds (m = 500 (5 seconds), n = 30 (0.3 seconds)).
As shown in FIG. 6, both the 1-second seismic intensity (waveform E) and the 5-second seismic intensity (waveform G) show almost the same value at the stage of increasing seismic intensity, but the maximum value is 5 from the 1-second seismic intensity (waveform E). The second seismic intensity (waveform G) is slightly larger. In addition, the delay of the 5-second seismic intensity (waveform G) with respect to the 1-second seismic intensity (waveform E) when the ground motion is attenuated is about 4 seconds.

さらに、リアルタイム震度計1aの応答性について鳥取県西部地震(マグニチュード4.2)の3地点(観測点コード:TTRH02、SMNH01、TTR007)におけるデータを用いて説明する。
図7(a)乃至(d)は鳥取県西部地震の本震及び余震のデータに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)及び従来型震度計と同一手法によって算出された震度波形を比較した図である。ただし、図7(a)及び(b)はそれぞれ観測点コード(TTRH02、SMNH01)における本震のデータに基づくものであり、同図(c)及び(d)は観測点コード(TTRH02、TTR007)における余震のデータに基づくものである。また、実線はリアルタイム震度計1aによって算出したリアルタイム震度であり、「●」は従来型震度計の震度である。なお、従来型震度計は10秒区間のFFT(高速フーリエ変換)のアルゴリズムを用いるので、処理対象のデータは「●」から10秒前までの時間となる。そして、図中の「●」は、この処理を1秒毎に繰り返して得られた値を示している。
図7(a)乃至(d)に示すように、リアルタイム震度と従来型震度計による震度は地震動の減衰に対する追従性が異なる。そして、従来型震度計の震度をリアルタイム震度と比べると地震動減衰時の遅れは概ね10秒となっている。なお、FFTの処理区間はフィルタ処理の下限周波数との関連で決まるため、地震動減衰時の遅れは短縮することができない。また、リアルタイム震度計と同等の処理頻度(毎秒10回以上)を実現することも可能ではあるが、極めて大量のデータ処理が必要となるため、実用的とはいえない。
Further, the responsiveness of the real-time seismic intensity meter 1a will be described using data at three points (observation point codes: TTRH02, SMNH01, TTR007) of the Tottori-ken Seibu earthquake (magnitude 4.2).
Figures 7 (a) to 7 (d) compare the real-time seismic intensity waveform (one-second seismic intensity) calculated based on the main shock and aftershock data of the Tottori-ken Seibu Earthquake and seismic intensity waveforms calculated using the same method as the conventional seismometer. FIG. 7 (a) and 7 (b) are based on the data of the main shock at the observation point codes (TTRH02, SMNH01), respectively, and FIGS. 7 (c) and (d) are the observation point codes (TTRH02, TTR007). Based on aftershock data. The solid line is the real-time seismic intensity calculated by the real-time seismic intensity meter 1a, and “●” is the seismic intensity of the conventional seismic intensity meter. Since the conventional seismometer uses an FFT (Fast Fourier Transform) algorithm in a 10-second section, the data to be processed is the time from “●” to 10 seconds before. In the figure, “●” indicates a value obtained by repeating this process every second.
As shown in FIGS. 7A to 7D, the real-time seismic intensity and the seismic intensity obtained by the conventional seismic intensity meter have different followability with respect to the attenuation of the ground motion. And when the seismic intensity of the conventional seismic intensity meter is compared with the real-time seismic intensity, the delay when the seismic motion is attenuated is approximately 10 seconds. Since the FFT processing section is determined in relation to the lower limit frequency of the filter processing, the delay at the time of earthquake motion attenuation cannot be shortened. Although it is possible to achieve a processing frequency equivalent to that of a real-time seismic intensity meter (10 times or more per second), it is not practical because a very large amount of data processing is required.

2000年10月の鳥取県西部地震から2007年7月の中越沖地震までの主要な地震に関するk−netの観測データ(地震の数:18、データ数:2739個)に基づいてリアルタイム震度(1秒震度)の最大値を計算した結果について図8を用いて説明する。
図8はリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。なお、横軸は震度変換用の重み付けを行うフィルタにFFT方式を使用した既存の震度計で測定した計測震度であり、縦軸はリアルタイム震度計1aを用いて求めたリアルタイム震度の最大値である。
図8に示すように、リアルタイム震度の最大値は計測震度と極めてよく一致している。そこで、本実施例のリアルタイム震度計1aでは計測震度相当値として震度算出部6aにおいてリアルタイム震度の最大値を求めている。
Real-time seismic intensity based on k-net observation data (number of earthquakes: 18, number of data: 2739) for major earthquakes from the Tottori-ken Seibu earthquake in October 2000 to the Chuetsu-oki earthquake in July 2007 The result of calculating the maximum value of (second seismic intensity) will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the maximum real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and the measured seismic intensity. The horizontal axis is the measured seismic intensity measured with an existing seismometer using the FFT method as a filter for weighting for seismic intensity conversion, and the vertical axis is the maximum real-time seismic intensity obtained using the real-time seismometer 1a. .
As shown in FIG. 8, the maximum real-time seismic intensity is in good agreement with the measured seismic intensity. Therefore, in the real-time seismic intensity meter 1a of the present embodiment, the maximum value of the real-time seismic intensity is obtained in the seismic intensity calculation unit 6a as the measured seismic intensity equivalent value.

ここで、2000年10月の鳥取県西部地震から2007年7月の中越沖地震までに発生した18個の地震で震度0以上を記録したk−netの観測データ(4678個)に基づいてS波が到達するまでの領域(以下、P波領域という。)のリアルタイム震度(1秒震度)を求めた結果について図9及び図10を用いて説明する。
図9(a)はP波領域全体におけるリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図であり、同図(b)はP波到達から1秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。また、図10(a)はP波到達から2秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図であり、同図(b)はP波到達から3秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。なお、図9及び図10において横軸は震度変換用の重み付けを行うフィルタにFFT方式を使用した既存の震度計で測定した計測震度を表しており、縦軸はリアルタイム震度計1aを用いて求めたリアルタイム震度を表している。
図9(a)に示すように、内陸又は沿岸で発生した各地震についてP波領域全体におけるリアルタイム震度の最大値と既存の方式で求めた計測震度の間には強い相関関係が認められる。ただし、十勝沖地震(マグニチュード8)や三重県南東沖(マグニチュード7.4)の海溝型地震では異なる特性を有している。
従って、内陸又は沿岸の地震に対しては、破線の近似式で示すようにP波領域全体におけるリアルタイム震度の最大値と計測震度との関係を予め求めておくことにより、S波の到達前に観測対象の地震について計測震度を推定することができる。
また、図9(b)に示すように、内陸又は沿岸で発生した各地震については、P波到達から1秒後までのリアルタイム震度の最大値と計測震度の間に相関関係が認められる。従って、P波到達から1秒後までのリアルタイム震度の最大値と計測震度との関係を予め求めておくことにより、S波の到達前に観測対象の地震について計測震度を推定することが可能である。この場合、図9(a)の場合に比べて計測震度の予測精度は低いものの、計測震度の計算に要する時間が短縮されるというメリットがある。
さらに、図10(a)では、図9(b)に比べてデータのバラツキが幾分改善されている。従って、P波到達から2秒後までのリアルタイム震度の最大値を用いた場合、P波到達から1秒後までのリアルタイム震度の最大値を用いる場合に比べて高い精度で計測震度を予測することができる。
また、図10(b)では、図9(b)に比べてデータのバラツキがさらに改善されている。従って、P波到達から3秒後までのリアルタイム震度の最大値を用いた場合、P波到達から1秒後までのリアルタイム震度の最大値を用いる場合に比べて計測震度の予測精度がさらに向上する。ただし、計測震度の計算に要する時間が長くなるため、警報等を発してからS波が到達するまでの時間(余裕時間)が短くなる。
すなわち、内陸又は沿岸で発生する地震を観測対象とする場合には、本実施例のリアルタイム震度計1aを、震度算出部6aにおいてリアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値あるいはP波到達から所定時間内におけるリアルタイム震度の最大値から計測震度相当値が算出されるように構成することができる。
Here, based on k-net observation data (4678) that recorded seismic intensity 0 or more in 18 earthquakes that occurred from the Tottori-ken Seibu Earthquake in October 2000 to the Chuetsu-oki Earthquake in July 2007. The results of obtaining the real-time seismic intensity (1-second seismic intensity) of the area until the wave reaches (hereinafter referred to as P-wave area) will be described with reference to FIGS.
FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the maximum value of the real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and the measured seismic intensity in the entire P wave region, and FIG. 9B is the real time from the arrival of the P wave to 1 second later. It is the figure which showed the relationship between the maximum value of a seismic intensity (1 second seismic intensity), and a measured seismic intensity. Moreover, Fig.10 (a) is the figure which showed the relationship between the maximum value of the real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) from the arrival of the P wave to 2 seconds later, and the measured seismic intensity. It is the figure which showed the relationship between the maximum value of the real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) until 3 seconds, and a measured seismic intensity. 9 and 10, the horizontal axis represents the measured seismic intensity measured with an existing seismometer that uses the FFT method for the weighting filter for seismic intensity conversion, and the vertical axis is obtained using the real-time seismic intensity meter 1a. Represents real-time seismic intensity.
As shown in FIG. 9A, a strong correlation is recognized between the maximum value of the real-time seismic intensity in the entire P wave region and the measured seismic intensity obtained by the existing method for each earthquake occurring inland or on the coast. However, the Tokachi-oki earthquake (magnitude 8) and the southeastern Mie prefecture offshore (magnitude 7.4) have different characteristics.
Therefore, for inland or coastal earthquakes, the relationship between the maximum value of the real-time seismic intensity and the measured seismic intensity in the entire P-wave region is obtained in advance as shown by the broken line approximation formula before the arrival of the S wave. The measured seismic intensity can be estimated for the observed earthquake.
As shown in FIG. 9B, for each earthquake occurring inland or on the coast, there is a correlation between the maximum real-time seismic intensity from the arrival of the P wave and one second after the arrival of the P wave and the measured seismic intensity. Therefore, it is possible to estimate the measured seismic intensity for the earthquake to be observed before the arrival of the S wave by obtaining in advance the relationship between the maximum value of the real time seismic intensity and the measured seismic intensity 1 second after the arrival of the P wave. is there. In this case, although the prediction accuracy of the measured seismic intensity is lower than in the case of FIG. 9A, there is an advantage that the time required for calculating the measured seismic intensity is shortened.
Further, in FIG. 10A, the data variation is somewhat improved compared to FIG. 9B. Therefore, when the maximum real-time seismic intensity from the arrival of the P wave to 2 seconds later is used, the measured seismic intensity is predicted with higher accuracy than when the maximum real-time seismic intensity from the arrival of the P wave to 1 second later is used. Can do.
Further, in FIG. 10B, the data variation is further improved as compared with FIG. 9B. Therefore, when using the maximum value of the real-time seismic intensity from 3 seconds after the arrival of the P wave, the prediction accuracy of the measured seismic intensity is further improved compared to the case of using the maximum value of the real-time seismic intensity from 1 second after the arrival of the P wave. . However, since the time required to calculate the measured seismic intensity increases, the time from when an alarm or the like is issued until the S wave arrives (margin time) is shortened.
That is, when an earthquake that occurs inland or on the coast is to be observed, the real-time seismometer 1a of the present embodiment is selected from the maximum value in the P-wave region or the arrival of the P-wave in the seismic intensity calculator 6a. The measurement seismic intensity equivalent value can be calculated from the maximum value of the real-time seismic intensity within the time.

判定部7ではリアルタイム震度波形に基づいて表1に示す地震の種別を判定するとともに、表2に示す気象庁が定めた震度階級における「震度IV(計測震度3.5)」以上が見込まれる地震に対して地震の種別に応じた地震防災用信号14を発する。そして、警報部8では地震防災用信号14に従って地震の種別ごとに異なる警報を発する。   The determination unit 7 determines the type of earthquake shown in Table 1 based on the real-time seismic intensity waveform, and for earthquakes with an estimated seismic intensity IV (measured seismic intensity 3.5) or higher in the seismic intensity class set by the Japan Meteorological Agency shown in Table 2. In response, an earthquake disaster prevention signal 14 corresponding to the type of earthquake is issued. The alarm unit 8 issues a different alarm for each type of earthquake according to the earthquake disaster prevention signal 14.

次に、判定部7において地震の種別を判定する手法についてk−netの観測データを用いて説明する。
図11乃至図13は図4の場合と同じ中越地震において震源距離が15〜32km、20〜42km及び42〜120km及び96〜214kmの地点での観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)を示しており、図14は十勝沖地震(マグニチュード:M8.0、震源の深さ:45km)において震源距離が96〜214kmの地点での観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)を示している。すなわち、図11は各観測点の直下又は近傍におけるリアルタイム震度波形を示した図であり、図12は近地区分の地震におけるリアルタイム震度波形を示した図である。また、図13は内陸又は沿岸で起こる遠地地震におけるリアルタイム震度波形を示した図であり、図14は海溝型の遠地地震におけるリアルタイム震度波形を示した図である。なお、NIG017等は観測点コードであり、各震度波形がそれぞれ異なる地点で観測されたことを表している。また、横軸は震度1が記録された時から経過した時間(s)を表しており、縦軸はリアルタイム震度を表している。さらに、(1)〜(5)で示す破線は警報判定基準であり、本実施例のリアルタイム震度計1aの判定部7では、震度波形が0.5秒以内に破線(1)−(2)(震度2)を超えた場合に直下地震と判定し、5秒以内に破線(3)−(4)(震度3.3)を超えた場合に近地地震と判定し、5秒以後に破線(5)−(6)(震度4.5)を超えた場合に遠地地震と判定して地震防災用信号14を出力するように構成されている。
Next, a method for determining the type of earthquake in the determination unit 7 will be described using k-net observation data.
FIGS. 11 to 13 show real-time seismic intensity waveforms (1) calculated based on observation data at points of epicenter distances of 15 to 32 km, 20 to 42 km, 42 to 120 km, and 96 to 214 km in the same Chuetsu earthquake as in FIG. Fig. 14 shows the real-time seismic intensity waveform calculated based on the observation data at the epicenter distance of 96 to 214 km in the Tokachi-oki earthquake (magnitude: M8.0, epicenter depth: 45 km). (1 second seismic intensity). That is, FIG. 11 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform immediately below or near each observation point, and FIG. 12 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform for earthquakes in the vicinity. FIG. 13 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform in a teleseismic earthquake occurring inland or on the coast, and FIG. 14 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform in a trench-type seismic earthquake. NIG017 and the like are observation point codes, which indicate that seismic intensity waveforms are observed at different points. The horizontal axis represents the time (s) that has elapsed since the seismic intensity 1 was recorded, and the vertical axis represents the real-time seismic intensity. Furthermore, the broken lines indicated by (1) to (5) are alarm determination criteria. In the determination unit 7 of the real-time seismometer 1a of the present embodiment, the seismic intensity waveform is within the broken line (1)-(2) within 0.5 seconds. When (seismic intensity 2) is exceeded, it is determined to be a direct earthquake, and within 5 seconds the broken line (3)-(4) (seismic intensity 3.3) is determined to be a near-field earthquake, and after 5 seconds the broken line When (5)-(6) (seismic intensity 4.5) is exceeded, it is determined to be a far-field earthquake and an earthquake disaster prevention signal 14 is output.

図11に示すように、NIG017〜NIG020の各震度波形は0.5秒以内にすべて破線(1)−(2)(震度2)を超えている。従って、この地震の際にリアルタイム震度計1aが設置されていたとすると、判定部7は地震の種別を直下地震と判定して地震防災用信号14を出力し、警報部8は地震防災用信号14に従って直下地震を示す警報を発することになる。観測点コードNIG019(小千谷)についてはリアルタイム震度計1aの判定部7がP波を検出して警報部8が警報を発するまでの時間は0.1秒、警報が出力されてから最大振幅に達するまでの時間(以下、余裕時間という。)が7.8秒となる。同様にして、NIG017、NIG018、NIG020の余裕時間は、それぞれ5.2秒、21.5秒、5.9秒となる。なお、既に述べたように、リアルタイム震度計1aの震度算出部6aで求まるリアルタイム震度と地震動との間には概ね0.3秒の時間遅れがあるので、地震防災用信号14の出力時間に対しては0.3秒を加え、余裕時間からは0.3秒を減ずる必要がある。
図12では、NIG021、NIG022、NIG028、FSK028の各震度波形は5秒以内にすべて破線(3)−(4)(震度3.3)を超えているため、この地震の際に図11の場合と同様にリアルタイム震度計1aが設置されていたとすると、判定部7は地震の種別を近地地震と判定して地震防災用信号14を出力し、この地震防災用信号14を受けた警報部8は近地地震を示す警報を発する。そして、NIG021、NIG022、NIG028、FSK028の余裕時間は、それぞれ3.2秒、2.6秒、6.5秒、4.6秒となる。
また、図13では、すべての震度波形が5秒以後に破線(5)−(6)(震度4.5)を超えている。この場合も図11の場合と同様にリアルタイム震度計1aが設置されていたとすると、判定部7は地震の種別を遠地地震と判定して地震防災用信号14を出力し、警報部8は地震防災用信号14を受けて遠地地震を示す警報を発することになる。このときの余裕時間は0.0〜8.4秒である。
さらに、図14においても、すべての震度波形が5秒以後に破線(5)−(6)(震度4.5)を超えている。従って、図11の場合と同様にリアルタイム震度計1aが設置されていたとすると、判定部7は地震の種別を遠地地震と判定して地震防災用信号14を出力する。そして、警報部8は地震防災用信号14を受けて遠地地震を示す警報を発する。なお、このときの余裕時間は0.7〜17.3秒である。
As shown in FIG. 11, the seismic intensity waveforms of NIG017 to NIG020 all exceed the broken line (1)-(2) (seismic intensity 2) within 0.5 seconds. Therefore, if the real-time seismometer 1a is installed at the time of this earthquake, the determination unit 7 determines that the type of earthquake is a direct earthquake and outputs the earthquake disaster prevention signal 14, and the alarm unit 8 outputs the earthquake disaster prevention signal 14 Will issue a warning indicating a direct earthquake. For the observation point code NIG019 (Ojiya), the time from when the determination unit 7 of the real-time seismometer 1a detects the P wave until the alarm unit 8 issues an alarm reaches 0.1 seconds, and reaches the maximum amplitude after the alarm is output. Time (hereinafter referred to as margin time) is 7.8 seconds. Similarly, the margin times of NIG017, NIG018, and NIG020 are 5.2 seconds, 21.5 seconds, and 5.9 seconds, respectively. As already described, since there is a time delay of approximately 0.3 seconds between the real-time seismic intensity calculated by the seismic intensity calculation unit 6a of the real-time seismic intensity meter 1a and the ground motion, the output time of the earthquake disaster prevention signal 14 It is necessary to add 0.3 seconds and subtract 0.3 seconds from the surplus time.
In FIG. 12, the seismic intensity waveforms of NIG021, NIG022, NIG028, and FSK028 all exceed the broken line (3)-(4) (seismic intensity 3.3) within 5 seconds. If the real-time seismometer 1a is installed in the same manner as described above, the determination unit 7 determines that the type of earthquake is a near-field earthquake, outputs an earthquake disaster prevention signal 14, and receives the earthquake disaster prevention signal 14 as an alarm unit 8 Emits a warning indicating a nearby earthquake. The margin times of NIG021, NIG022, NIG028, and FSK028 are 3.2 seconds, 2.6 seconds, 6.5 seconds, and 4.6 seconds, respectively.
Moreover, in FIG. 13, all the seismic intensity waveforms exceed the broken line (5)-(6) (seismic intensity 4.5) after 5 seconds. In this case as well, if the real-time seismometer 1a is installed as in FIG. 11, the determination unit 7 determines that the earthquake type is a far-field earthquake and outputs an earthquake disaster prevention signal 14, and the alarm unit 8 causes the earthquake disaster prevention. In response to the service signal 14, an alarm indicating a far-field earthquake is issued. The margin time at this time is 0.0 to 8.4 seconds.
Furthermore, also in FIG. 14, all seismic intensity waveforms exceed the broken lines (5)-(6) (seismic intensity 4.5) after 5 seconds. Therefore, if the real-time seismometer 1a is installed as in the case of FIG. 11, the determination unit 7 determines the type of earthquake as a far-field earthquake and outputs an earthquake disaster prevention signal 14. The alarm unit 8 receives the earthquake disaster prevention signal 14 and issues an alarm indicating a far-field earthquake. The margin time at this time is 0.7 to 17.3 seconds.

上記構造のリアルタイム震度計1aにおいては、FFT方式の震度計に比べてハードウェアに対する負担が軽減されるという作用を有する。また、簡単な構成によって計測震度相当値がリアルタイム震度の最大値から実時間で正確に計測される。そして、震度算出部6aがリアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めて、これを計測震度相当値とするように構成される場合には、計測震度相当値がS波や表面波の到達前に容易に、かつ速やかに算出されるという作用を有する。また、計測震度相当値として震度算出部6aがリアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めるように構成される場合には、P波領域におけるリアルタイム震度の最大値を求める場合に比べて計測震度の予測精度は低くなるものの、計算時間が短縮されるという作用を有する。
さらに、リアルタイム震度計1aを制御用震度計として使用するならば、地震の種別に関する情報を含ませた制御信号を発する構成とすることが可能であり、この場合には、制御対象機器の不要な動作が防止されるという作用を有する。
The real-time seismometer 1a having the above structure has an effect that the burden on hardware is reduced as compared with the FFT seismometer. In addition, the measured seismic intensity equivalent value can be accurately measured in real time from the maximum real-time seismic intensity with a simple configuration. Then, when the seismic intensity calculation unit 6a is configured to obtain a maximum value in the P-wave region in the real-time seismic intensity and set it as a measured seismic intensity equivalent value, the measured seismic intensity equivalent value is an S wave or surface wave. It has the effect of being easily and quickly calculated before reaching. Further, when the seismic intensity calculation unit 6a is configured to obtain the maximum value within a predetermined time of the P wave initial motion part among the real time seismic intensity as the measured seismic intensity equivalent value, the maximum value of the real time seismic intensity in the P wave region is obtained. Although the prediction accuracy of the measured seismic intensity is lower than in the case, the calculation time is shortened.
Furthermore, if the real-time seismometer 1a is used as a control seismometer, it is possible to have a configuration for generating a control signal including information on the type of earthquake. In this case, the control target device is unnecessary. The operation is prevented.

以上説明したように、本実施例のリアルタイム震度計1aは、ハードウェアに対する負担が小さいことから、故障が発生し難い。また、地震動に対して時間遅れなく計測される震度(リアルタイム震度)に基づいてエレベータや製造装置等の設備機器の動作状態を制御することによれば、不要動作を排除した的確な緊急制御が可能である。さらに、地震の種別を判定可能な構成となっており、被害と結びついた尺度に依拠した警報や制御信号を発することができる。これにより、地震情報の信頼性が高まるため、地震による被害の発生を最小限に抑えることができる。加えて、震度計の構造を簡単なものとすることができるため、装置の小型化や低価格化を図ることが可能である。また、震度算出部6aがリアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めて、これを計測震度相当値とするように構成するならば、緊急地震速報が適用困難な震源近傍においても有効な警報や制御信号を発することが可能である。そして、計測震度相当値として震度算出部6aがリアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めるように構成される場合には、上述の場合よりも短時間で計測震度相当値が算出されることから、警報や制御信号をより有効に発することが可能である。加えて、リアルタイム震度計1aにおいては、P波初動部分を解析して一定震度以上の(危険性の高い)直下地震、近地地震、遠地地震を主要動到達前に予測するなど、地震の種別を判定可能な構成となっており、被害と結びついた尺度に依拠した警報や制御信号を発することができる。これにより、地震情報の信頼性が高まるため、地震による被害の発生を最小限に抑えることができる。また、スイッチや電磁弁の遮断など、瞬時に制御可能な機器を対象とする制御用震度計として用いる場合には、制御対象機器が安全に運用できる限界震度に到達した時点で機器を停止させることができるため、過剰動作を完全に防ぐことが可能である。このように、リアルタイム震度計1aはあらゆる地震に対して自律的に機能するので緊急地震速報を利用する装置のように通信費が掛かることがなく、しかも、直下地震の地震防災に最も適している。   As described above, the real-time seismometer 1a according to the present embodiment is less likely to fail because the burden on hardware is small. In addition, by controlling the operating state of equipment such as elevators and manufacturing equipment based on seismic intensity (real-time seismic intensity) measured without time delay with respect to earthquake motion, accurate emergency control that eliminates unnecessary operations is possible. It is. Furthermore, it has a configuration capable of determining the type of earthquake, and can issue an alarm or control signal based on a scale associated with damage. As a result, the reliability of the earthquake information is increased, so that the occurrence of damage due to the earthquake can be minimized. In addition, since the structure of the seismic intensity meter can be simplified, it is possible to reduce the size and cost of the device. Further, if the seismic intensity calculation unit 6a is configured to obtain the maximum value in the P wave region in the real-time seismic intensity and set it as a value corresponding to the measured seismic intensity, it is effective even in the vicinity of the epicenter where the emergency earthquake warning is difficult to apply. Alarms and control signals can be issued. Then, when the seismic intensity calculation unit 6a is configured to obtain the maximum value within a predetermined time of the P wave initial motion portion among the real-time seismic intensity as the measured seismic intensity equivalent value, the measured seismic intensity equivalent in a shorter time than the above case. Since the value is calculated, it is possible to issue a warning and a control signal more effectively. In addition, the real-time seismometer 1a analyzes the P-wave initial motion part and predicts (highly dangerous) direct earthquakes, near-field earthquakes, and far-field earthquakes above a certain seismic intensity before reaching the main motion. It is possible to issue a warning or control signal based on a scale associated with damage. As a result, the reliability of the earthquake information is increased, so that the occurrence of damage due to the earthquake can be minimized. When using as a control seismometer for devices that can be controlled instantaneously, such as switching off a switch or solenoid valve, stop the devices when the seismic intensity reaches a critical seismic intensity that can be safely operated. Therefore, excessive operation can be completely prevented. Thus, since the real-time seismometer 1a functions autonomously with respect to any earthquake, it does not incur communication costs like a device that uses emergency earthquake alerts, and is most suitable for earthquake disaster prevention of direct earthquakes. .

ここで、2000年10月の鳥取県西部地震から2007年7月の中越沖地震までに発生した18の主要な地震で、震度1以上を記録したk−netの観測データ(4678個)をリアルタイム震度計1aで処理した結果を表3に示す。なお、表中の数字は警報を出力した観測点の数であり、「G」及び「NG」はそれぞれ「正常動作」及び「不正動作」を意味している。また、「T」は警報出力から最大震度までの時間(余裕時間)を意味している。   Here, real-time observation data (4678) of k-net that recorded seismic intensity 1 or higher in 18 major earthquakes that occurred from the Tottori-ken Seibu earthquake in October 2000 to the Chuetsu-oki earthquake in July 2007. Table 3 shows the results of processing with the seismic intensity meter 1a. The numbers in the table are the number of observation points that output an alarm, and “G” and “NG” mean “normal operation” and “illegal operation”, respectively. “T” means the time from the alarm output to the maximum seismic intensity (margin time).

表3に示すように、直下に区分された地震は全体で48個(震度V以上は23個)であり、そのうち3個が震度III(3.3(2個)、3.4(1個))で警報を発している(正答率:94%)。また、近地に区分された地震は全体で64個(震度V以上は21個)であり、そのうち1個が震度III(3.4)で警報を発している(正答率:98%)。さらに、遠地に区分された地震は全体で276個(震度V以上は56個)であり、そのうち14個が震度V以上かつ余裕時間が3秒未満であった。すなわち、余裕時間が3秒以上の場合を「正常動作」とすると、正答率は91%となる。なお、確率は低いが、直下又は近地に区分された地震のうち、特に、マグニチュードの小さい内陸地震では過剰動作が発生している。   As shown in Table 3, there are a total of 48 earthquakes (23 earthquakes with seismic intensity V or more), of which 3 are seismic intensity III (3.3 (2), 3.4 (1) )), A warning is issued (correct answer rate: 94%). In addition, there are a total of 64 earthquakes classified into nearby areas (21 earthquakes with seismic intensity V or higher), and one of them has issued a warning with seismic intensity III (3.4) (correct answer rate: 98%). Furthermore, there were a total of 276 earthquakes classified into remote areas (56 earthquakes with seismic intensity V or higher), 14 of which were seismic intensity V or higher with a margin time of less than 3 seconds. In other words, when the margin time is 3 seconds or more and “normal operation” is set, the correct answer rate is 91%. In addition, although the probability is low, among the earthquakes that are classified directly below or in the vicinity, excessive operations have occurred particularly in inland earthquakes with a small magnitude.

次に、中越地震に関するk−netの観測データを用いて、本実施例のリアルタイム震度計1aが有する作用について従来技術と比較しながら説明する。
図15は中越地震の際に観測点(327箇所)で記録された上下方向の加速度成分の波形を震央距離に応じて縦軸方向に並べてプロットした図である。すなわち、縦軸は震央距離(km)を示しており、横軸は経過時間(s)を示している。また、横軸の原点(経過時間0s)と、震源で地震が発生した時刻(以下、震源時刻(O)という。)は一致していない。なお、図中の破線は、各データにおいてP波が到達した時点(以下、P波到達点(P)という。)とS波が到達した時点(以下、S波到達点(S)という。)をそれぞれ結んだものである。
図15を見ると、震央から遠い観測点ほど、P波到達点(P)の時刻が遅くなるとともに、P波到達点(P)とS波到達点(S)との時間差が大きくなっている。また、各データは波形の振幅が振り切れないようにスケールが自動調整されているにもかかわらず、震央距離が200kmを超えると次第に波形の頭切れが始まり、震央距離が230kmを超えてしまうと殆どの観測点で波形の頭切れが発生している。そして、震央距離が290kmを超える観測点では波形が疎らになっている。これは、地震が見逃されている状態を示している。
Next, the operation of the real-time seismometer 1a according to the present embodiment will be described using the k-net observation data related to the Chuetsu earthquake while comparing it with the prior art.
FIG. 15 is a diagram in which the vertical acceleration component waveforms recorded at observation points (327 locations) during the Chuetsu earthquake are plotted in the vertical axis direction according to the epicenter distance. That is, the vertical axis represents the epicenter distance (km), and the horizontal axis represents the elapsed time (s). Also, the origin of the horizontal axis (elapsed time 0 s) and the time when the earthquake occurred at the epicenter (hereinafter referred to as the epicenter time (O)) do not match. In addition, the broken line in a figure shows the time (henceforth P wave arrival point (P)) and the time of S wave arrival (henceforth S wave arrival point (S)) when the P wave arrived in each data. Are connected to each other.
Referring to FIG. 15, as the observation point is farther from the epicenter, the time of the P wave arrival point (P) is delayed and the time difference between the P wave arrival point (P) and the S wave arrival point (S) is larger. . In addition, although the scale of each data is automatically adjusted so that the amplitude of the waveform does not shake out, when the epicenter distance exceeds 200 km, the waveform gradually begins to break and the epicenter distance exceeds 230 km. Waveform breaks at the observation points. And the waveform is sparse at the observation point where the epicenter distance exceeds 290 km. This indicates that the earthquake has been overlooked.

図16は本実施例のリアルタイム震度計1aを用いて図15と同じ観測データから算出したリアルタイム震度波形を震央距離に応じて縦軸方向に並べてプロットした図である。縦軸及び横軸はそれぞれ震央距離(km)と経過時間(s)を示しており、横軸の原点(経過時間0s)と震源時刻(O)は一致していない。また、各データにおけるP波到達点(P)とS波到達点(S)をそれぞれ破線で結んで示している。
図16を見ると、震央から遠くなるとP波到達点(P)の時刻が遅れ、P波到達点(P)とS波到達点(S)との時間差が大きくなり、震度が次第に低下することがわかる。本実施例では震度の記録感度を震央距離によらず一定の値に設定しているため、図16に示すように、地震動の強弱がリアルタイム震度波形の振幅として直接表される。従って、P波やS波の到達点を明確に読み取ることができる。なお、震央距離が長い観測点では、図15と同様にリアルタイム震度波形の頭切れが発生している。
FIG. 16 is a diagram in which real-time seismic intensity waveforms calculated from the same observation data as in FIG. 15 using the real-time seismic intensity meter 1a of this embodiment are plotted along the vertical axis according to the epicenter distance. The vertical axis and the horizontal axis indicate the epicenter distance (km) and the elapsed time (s), respectively, and the origin (elapsed time 0 s) and the epicenter time (O) on the horizontal axis do not match. In addition, the P wave arrival point (P) and the S wave arrival point (S) in each data are shown connected by broken lines.
As shown in FIG. 16, when the distance from the epicenter is reached, the time of the P wave arrival point (P) is delayed, the time difference between the P wave arrival point (P) and the S wave arrival point (S) is increased, and the seismic intensity gradually decreases. I understand. In this embodiment, since the seismic intensity recording sensitivity is set to a constant value regardless of the epicenter distance, as shown in FIG. 16, the strength of the seismic motion is directly expressed as the amplitude of the real-time seismic intensity waveform. Therefore, the arrival point of the P wave and S wave can be clearly read. In addition, at the observation point with a long epicenter distance, a head cut of the real-time seismic intensity waveform occurs as in FIG.

図17(a)乃至(t)は図16に示したもののうち震央距離が62kmよりも短い20箇所の観測点についてリアルタイム震度波形を個別に示した図である。また、図18(a)乃至(t)は図16に示したもののうち震央距離が198kmよりも長い20箇所の観測点についてリアルタイム震度波形を個別に示した図である。縦軸及び横軸はそれぞれ震度(リアルタイム震度)と経過時間(s)である。なお、図17及び図18では、いずれも(a)が最も震央に近い観測点のデータを示しており、(t)が最も震央から遠い観測点のデータを示している。
図17、図18ともに、地震波到達前の震度は−4程度である。しかし、P波が到達すると震度は急速に増大し、S波の到達後には最大となっている。なお、震央距離が長いほど、震度は緩やかに増大する。また、図17は震央に近い観測点のデータであるため、リアルタイム震度波形に頭切れが生じていないが、図18は震央から遠い観測点のデータであるため、(a),(d),(h),(k),(p),(q)の図ではリアルタイム震度波形に頭切れが生じている。
なお、図18において、リアルタイム震度波形の頭切れが生じているデータと頭切れが生じていないデータを比較した場合、両者のS/N比には差異がない。従って、これらの図に見られるリアルタイム震度波形の頭切れという現象は、観測に用いた従来装置の能力不足が原因で発生したものと考えられる。また、本実施例のリアルタイム震度計1aに、閾値を自動調整する後述の公知技術を併用し、閾値を震度でノイズレベルの+2程度に設定することによれば、上記のような地震が発生した場合でも、全ての観測点においてデータの頭切れを防いで、P波の立ち上がりを確実に検知することが可能である。
FIGS. 17A to 17T are diagrams respectively showing real-time seismic intensity waveforms at 20 observation points whose epicenter distance is shorter than 62 km among those shown in FIG. FIGS. 18A to 18T are diagrams individually showing real-time seismic intensity waveforms at 20 observation points whose epicenter distance is longer than 198 km among those shown in FIG. The vertical and horizontal axes are seismic intensity (real-time seismic intensity) and elapsed time (s), respectively. In FIGS. 17 and 18, (a) shows data at an observation point closest to the epicenter, and (t) shows data at an observation point farthest from the epicenter.
17 and 18, the seismic intensity before reaching the seismic wave is about -4. However, when the P wave arrives, the seismic intensity increases rapidly and reaches its maximum after the arrival of the S wave. The seismic intensity increases gradually as the epicenter distance increases. Moreover, since FIG. 17 is the data of the observation point close to the epicenter, the real-time seismic intensity waveform is not truncated, but since FIG. 18 is the data of the observation point far from the epicenter, (a), (d), In the diagrams (h), (k), (p), and (q), the real-time seismic intensity waveform is broken.
In addition, in FIG. 18, when the data which the head breakage of the real-time seismic intensity waveform has occurred and the data which does not have the head breakage are compared, there is no difference in the S / N ratio of both. Therefore, it is considered that the phenomenon of real-time seismic intensity waveform cut-off seen in these figures occurred due to insufficient capability of the conventional device used for observation. Moreover, according to the real-time seismic intensity meter 1a of the present embodiment, a known technique for automatically adjusting the threshold value is used in combination, and the threshold value is set to about +2 of the noise level in seismic intensity. Even in this case, it is possible to reliably detect the rise of the P wave by preventing data from being cut off at all observation points.

さらに、本実施例のリアルタイム震度計1aが有する,地震以外のノイズを除去する作用について説明する。
一般に、加速度センサ等に代表される地震センサは地震以外のあらゆる地盤振動にも応答するため、それら地震以外のノイズを除去するために、様々な工夫がされてきた。例えば、地震センサと地震判定器の間に、周波数の違いを利用してノイズを除去する,いわゆるノイズ除去フィルタを設ける方法や地震を判定する閾値をノイズレベルに連動させて自動的に調整する方法が知られている。また、一定時間以上継続した振動のみが検知されるように設定することで、落雷などのように単発的に発生するノイズを除去する方法や複数の地震センサが同時に検知した場合のみ、地震を検出したと判定する方法もある。
一方、本実施例のリアルタイム震度計1aは、前述のとおりデジタルフィルタ4aを備えており、このデジタルフィルタ4aは図2に示す周波数特性を有している。すなわち、デジタルフィルタ4aによって、地震の破壊力が大きい0.7Hzを中心として両側の周波数成分の感度が抑制され、特に10Hz以上の周波数成分のノイズが除去される。また、既に述べたように、リアルタイム震度計1aは、震度算出部6aの演算において一定時間(例えば、0.3秒)持続する値が選択されるように構成されているため、パルス波のように単発的に発生するノイズの影響を受け難いという作用を有する。
Furthermore, the effect | action which removes noises other than an earthquake which the real-time seismometer 1a of a present Example has is demonstrated.
Generally, since an earthquake sensor represented by an acceleration sensor or the like responds to all ground vibrations other than earthquakes, various devices have been devised to remove noises other than those earthquakes. For example, a method of providing a so-called noise removal filter that removes noise using a difference in frequency between an earthquake sensor and an earthquake detector, or a method of automatically adjusting a threshold for judging an earthquake in conjunction with a noise level It has been known. In addition, by setting to detect only vibration that has continued for a certain period of time, earthquakes are detected only when there is a method for removing noise that occurs only once, such as lightning strikes, or when multiple seismic sensors detect simultaneously. There is also a method for determining that it has occurred.
On the other hand, the real-time seismometer 1a of the present embodiment includes the digital filter 4a as described above, and the digital filter 4a has the frequency characteristics shown in FIG. That is, the digital filter 4a suppresses the sensitivity of the frequency components on both sides centering on 0.7 Hz where the destructive force of the earthquake is large, and in particular, noise of frequency components of 10 Hz or more is removed. Further, as already described, the real-time seismometer 1a is configured to select a value that lasts for a certain period of time (for example, 0.3 seconds) in the calculation of the seismic intensity calculator 6a. It has the effect that it is hardly affected by the noise generated once.

図19(a)は従来の加速度計によって観測された落雷時の加速度データであり、同図(b)は本実施例のリアルタイム震度計1aの震度フィルタ通過後のデータであり、同図(c)は同図(a)の加速度データから算出したリアルタイム震度波形である。なお、図19(a)及び(b)は上下、南北及び東西の3方向の加速度成分の時間波形であり、縦軸及び横軸はそれぞれ加速度(gal)と時間(s)である。
図19(a)に示すように、観測点の近くで落雷が発生するとサージ電流による電気ノイズ(52秒付近のノイズ)が発生するとともに、雷音に伴う地盤振動(53秒付近のノイズ)が発生する。これらのノイズを前述の震度フィルタに通過させると、図19(b)に示すように高周波成分は除去されるものの、低周波成分は除去されずに残ってしまう。このとき、図19(c)に示すようにパルス状の震度波形の最大値は震度0となっているが、本実施例のリアルタイム震度計1aにおいて、地震を判定する閾値が震度2以上に設定されているので、落雷によって発生するノイズを確実に除去することができる。
FIG. 19A shows acceleration data during a lightning strike observed by a conventional accelerometer, and FIG. 19B shows data after passing through the seismic intensity filter of the real-time seismometer 1a of the present embodiment. ) Is a real-time seismic intensity waveform calculated from the acceleration data of FIG. FIGS. 19A and 19B are time waveforms of acceleration components in three directions of up and down, north and south, and east and west, and the vertical axis and the horizontal axis are acceleration (gal) and time (s), respectively.
As shown in FIG. 19 (a), when a lightning strike occurs near the observation point, electrical noise (noise near 52 seconds) is generated due to surge current, and ground vibration (noise near 53 seconds) caused by thunder sound is generated. appear. When these noises are passed through the seismic intensity filter, the high frequency components are removed as shown in FIG. 19B, but the low frequency components remain without being removed. At this time, as shown in FIG. 19 (c), the maximum value of the pulsed seismic intensity waveform is seismic intensity 0, but in the real-time seismic intensity meter 1a of the present embodiment, the threshold value for determining an earthquake is set to seismic intensity 2 or higher. Therefore, noise generated by lightning can be reliably removed.

図20(a)は従来の加速度計によって観測された除雪車通過時の加速度データであり、同図(b)は本実施例のリアルタイム震度計1aの震度フィルタ通過後のデータであり、同図(c)は同図(a)の加速度データから算出したリアルタイム震度波形である。なお、図20(a)及び(b)は上下、南北及び東西の3方向の加速度成分の時間波形であり、縦軸及び横軸はそれぞれ加速度(gal)と時間(s)である。
図20(a)に示すように、観測点の近くを除雪車が通過すると大きな振動ノイズが連続的に発生する。このノイズを震度フィルタに通過させると、図20(b)に示すように高周波成分が除去されて、大きく減衰する。このとき、パルス状の震度波形の最大値は、図20(c)に示すように−0.7以下となっている。この場合にも、本実施例のリアルタイム震度計1aを使用し、閾値を例えば震度2以上に設定することにより、除雪車の通過に伴う振動ノイズを確実に除去することが可能である。
FIG. 20A shows acceleration data when passing through a snowplow observed by a conventional accelerometer, and FIG. 20B shows data after passing the seismic intensity filter of the real-time seismometer 1a of the present embodiment. (C) is a real-time seismic intensity waveform calculated from the acceleration data of FIG. 20A and 20B are time waveforms of acceleration components in three directions of up and down, north and south, and east and west, and the vertical axis and the horizontal axis are acceleration (gal) and time (s), respectively.
As shown in FIG. 20A, when the snowplow passes near the observation point, large vibration noise is continuously generated. When this noise is passed through the seismic intensity filter, the high frequency component is removed as shown in FIG. At this time, the maximum value of the pulsed seismic intensity waveform is −0.7 or less as shown in FIG. Also in this case, by using the real-time seismic intensity meter 1a of the present embodiment and setting the threshold value to, for example, seismic intensity 2 or higher, it is possible to reliably remove vibration noise accompanying the passing of the snowplow.

なお、本発明のリアルタイム震度計の構造は本実施例に限定されるものではない。例えば、演算部9aによるリアルタイム震度の計算はサンプリング毎に行う必要は無く、必要な頻度(10Hz程度)で行ってもよい。また、ベクトル合成器5と震度算出部6aの順序を入れ替えても同一結果が得られる。ただし、この場合には式(1)の「a」にデジタル信号12a〜12cを代入して得られた3種類の時系列データのそれぞれについて連続するm個の震度中間値Iについて最上位からn番目の値を求めてリアルタイム震度とすることになる。このように、いずれの方法でも同一の結果が得られるが、実施例1の場合の方が扱う数値の桁数が少ない。   The structure of the real-time seismometer of the present invention is not limited to this embodiment. For example, the calculation of the real-time seismic intensity by the calculation unit 9a does not have to be performed every sampling, and may be performed at a necessary frequency (about 10 Hz). Further, the same result can be obtained even if the order of the vector synthesizer 5 and the seismic intensity calculation unit 6a is changed. However, in this case, the n consecutive seismic intensity intermediate values I for each of the three types of time series data obtained by substituting the digital signals 12a to 12c into “a” in the equation (1) from the top n The second value is obtained and used as the real-time seismic intensity. In this way, the same result can be obtained by either method, but the number of digits of the numerical value handled in the case of the first embodiment is smaller.

一般に、半導体等の製造設備等では地震時に設備を緊急停止することにより、設備の損傷を防止・軽減することができるが、設備を緊急停止するとライン上の製品(仕掛品)を廃棄する必要が生じ、多額の損失を伴うおそれがある。従って、これらの設備等では「真に必要な場合以外の緊急停止を極力回避したい」という課題がある。そこで、これらの対策として本実施例のデジタルフィルタ4aの周波数特性を図2ではなく「対象とする設備機器等の、各周波数における限界強度に対応したもの」とすることができる。すなわち、図1で説明したデジタル信号11a〜11cがデジタルフィルタ4aによって所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けをされるような構成とするのである。この場合、対象となる設備機器等の周波数対応限界強度に応じて警報レベルを設定したことと等価になり、真に有害な周波数スペクトルを有する地震に対してのみ緊急制御を行うことが可能となり、より的確な設備機器等の地震防災が可能となる。   In general, manufacturing equipment such as semiconductors can be used to prevent or reduce damage to the equipment by an emergency stop in the event of an earthquake. However, if the equipment is shut down urgently, it is necessary to dispose of products on the line (work in process). May result in significant losses. Therefore, in these facilities, etc., there is a problem that “I want to avoid emergency stops other than when they are really necessary” as much as possible. Therefore, as a countermeasure, the frequency characteristic of the digital filter 4a of the present embodiment can be set to “corresponding to the limit intensity at each frequency of the target equipment or the like” instead of FIG. That is, the digital signals 11a to 11c described with reference to FIG. 1 are weighted with respect to a predetermined frequency by the digital filter 4a according to the frequency characteristics set in advance based on the characteristics of the structure or equipment to be alarmed or controlled. It is set as such. In this case, it is equivalent to setting the alarm level according to the frequency response limit strength of the target equipment etc., and it becomes possible to perform emergency control only for earthquakes with a truly harmful frequency spectrum, Earthquake disaster prevention such as more precise equipment is possible.

また、地震の区分や判定基準は本実施例に示したものに限定されるものではなく、利用目的等に応じて適宜変更可能である。ただし、警報判定基準の破線(1)−(2)の震度レベルを下げた場合には、より短時間に警報を出すことができるものの、直下で起こるM5未満の小さな地震で不要動作が起こる可能性が高まり、逆に破線(1)−(2)の震度レベルを上げた場合には、M5未満の小さな地震で不要動作が起こる可能性はさらに低下するが、警報を出す時間が遅れることになる。そして、破線(2)−(3)の判定時間を遅くした場合、震度の低い地震で不要動作が起こる可能性が高まり、逆に破線(2)−(3)の判定時間を早くした場合、直下区分の地震が近地区分に変わり、警報時間が遅くなる。従って、破線(1)−(2)の震度レベル及び破線(2)−(3)の判定時間は警報出力時間と不要動作のトレードオフで設定することが望ましい。   Also, earthquake classifications and judgment criteria are not limited to those shown in the present embodiment, and can be appropriately changed according to the purpose of use. However, if the seismic intensity level of the broken line (1)-(2) of the alarm judgment standard is lowered, an alarm can be issued in a shorter time, but an unnecessary operation may occur in a small earthquake of less than M5 that occurs immediately below. However, if the seismic intensity level of the broken line (1)-(2) is increased, the possibility of unnecessary operation in a small earthquake of less than M5 is further reduced, but the time for issuing an alarm will be delayed. Become. And when the determination time of the broken line (2)-(3) is delayed, the possibility that an unnecessary operation occurs in an earthquake with a low seismic intensity increases, and conversely, when the determination time of the broken line (2)-(3) is increased, The earthquake in the immediate subdivision changes to the neighborhood, and the warning time is delayed. Therefore, it is desirable to set the seismic intensity level of the broken lines (1)-(2) and the determination time of the broken lines (2)-(3) by a trade-off between the alarm output time and the unnecessary operation.

実施例2のリアルタイム震度計について図21を用いて説明する(特に、請求項2、4、11、13に対応)。
図21は本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例2の構成図である。なお、図1を用いて説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図21に示すように、本実施例のリアルタイム震度計1bは、実施例1のリアルタイム震度計1aにおいてデジタルフィルタ4aの代わりにアナログフィルタ4bを備えるものである。すなわち、加速度検出手段2から出力されたアナログ信号10a〜10cは、アナログフィルタ4bに入力され、所定の周波数に対して図2に示すように重み付けされた後、アナログ信号15a〜15cとして出力される。そして、このアナログ信号15a〜15cは、A/D変換器3によってデジタル信号16a〜16cにそれぞれ変換された後、ベクトル合成器5によってベクトル合成されて合成デジタル信号13bとして出力される。
このような構成のリアルタイム震度計1bにおいては、デジタルフィルタ4aを使用する場合に比べると、計測可能な震度の範囲が狭まるものの、実施例1のリアルタイム震度計1aよりもハードウェアにかかる負担が小さく、かつ、フィルタ処理に要する負荷が軽減されるという作用を有する。従って、リアルタイム震度計1aよりも廉価なものとすることができる。
A real-time seismometer according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 21 (particularly, corresponding to claims 2, 4, 11, and 13).
FIG. 21 is a configuration diagram of Example 2 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. In addition, about the component demonstrated using FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 21, the real-time seismometer 1b of the present embodiment includes an analog filter 4b instead of the digital filter 4a in the real-time seismometer 1a of the first embodiment. That is, the analog signals 10a to 10c output from the acceleration detecting means 2 are input to the analog filter 4b, weighted as shown in FIG. 2 with respect to a predetermined frequency, and then output as analog signals 15a to 15c. . The analog signals 15a to 15c are converted into digital signals 16a to 16c by the A / D converter 3, respectively, are vector-synthesized by the vector synthesizer 5, and are output as a synthesized digital signal 13b.
In the real-time seismometer 1b having such a configuration, the range of seismic intensity that can be measured is narrower than when the digital filter 4a is used, but the burden on hardware is smaller than that of the real-time seismometer 1a according to the first embodiment. In addition, the load required for the filtering process is reduced. Therefore, it can be made cheaper than the real-time seismic intensity meter 1a.

なお、本実施例のリアルタイム震度計1bにおいてもアナログフィルタ4bの周波数特性を図2ではなく「対象とする設備機器等の、各周波数における限界強度に対応したもの」とすることができる。そして、このようなリアルタイム震度計1bを制御用震度計として用いた場合には、対象となる設備機器等の周波数対応限界強度に応じた警報レベルが設定されることになるため、真に有害な周波数スペクトルを有する地震に対してのみ緊急制御を行うことができる。これにより、設備機器等の的確な地震防災が可能となる。   In the real-time seismometer 1b according to the present embodiment, the frequency characteristic of the analog filter 4b can be set to “corresponding to the limit intensity at each frequency of the target equipment or the like” instead of FIG. When such a real-time seismometer 1b is used as a control seismometer, an alarm level is set according to the frequency response limit intensity of the target equipment and the like, which is truly harmful. Emergency control can be performed only for earthquakes having a frequency spectrum. Thereby, accurate earthquake disaster prevention of equipment and the like becomes possible.

実施例3のリアルタイム震度計について図22乃至図27を用いて説明する(特に、請求項6、9、15、18に対応)。
図22は本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例3の構成図である。なお、図22では図1に対して震源距離算出部6bが追加されている。また、図1を用いて説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
A real-time seismometer according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 22 to 27 (particularly, corresponding to claims 6, 9, 15, and 18).
FIG. 22 is a configuration diagram of Example 3 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. In FIG. 22, an epicenter distance calculation unit 6b is added to FIG. Also, the same components as those described with reference to FIG.

ここで、リアルタイム震度波形(1秒震度)と地震のマグニチュードの関係について安芸灘地震の本震と余震のk−netの観測データを用いて説明する。
図23は安芸灘地震の観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形を示す図である。なお、余震は本震と概ね同一震源距離(およそ50km)のものを選定した。
図23に示すように、リアルタイム震度はP波の到達により急激に増大し、マグニチュードの大きい地震ほどP波到達後のリアルタイム震度の成長持続時間(P波領域における最大震度に達するまでの時間)が長く、最終的に到達する震度の最大値も大きくなっている。また、マグニチュードの大小によってP波やS波の最大値は変動するものの、リアルタイム震度波形の立ち上がり(速度や増加率)はマグニチュードの影響を殆ど受けていない。さらに、リアルタイム震度波形の増加率の最大値は、P波が到達してから0.5秒以内に記録されている。
Here, the relationship between the real-time seismic intensity waveform (1 second seismic intensity) and the magnitude of the earthquake will be described using observation data of k-net of the main shock and aftershock of the Aki-Nada earthquake.
FIG. 23 is a diagram showing a real-time seismic intensity waveform calculated based on observation data of the Aki Pass earthquake. For aftershocks, we selected those with the same epicenter distance (approximately 50 km) as the main shock.
As shown in FIG. 23, the real-time seismic intensity increases sharply with the arrival of the P-wave, and the growth duration of the real-time seismic intensity after reaching the P-wave (the time to reach the maximum seismic intensity in the P-wave region) increases as the magnitude of the earthquake increases. The maximum value of seismic intensity that is finally reached is also large. In addition, although the maximum values of the P wave and S wave fluctuate depending on the magnitude, the rise (speed and rate of increase) of the real-time seismic intensity waveform is hardly affected by the magnitude. Further, the maximum increase rate of the real-time seismic intensity waveform is recorded within 0.5 seconds after the arrival of the P wave.

次に、リアルタイム震度(1秒震度)の増加率と震源距離の関係について図24を用いて説明する。
図24(a)乃至(f)はリアルタイム震度波形の立ち上がり時の増加率の最大値を多数の地震についてプロットした図である。横軸は震源距離(km)であり、縦軸はリアルタイム震度の増加率(震度/秒)であり、ともに対数軸となっている。例えば、「震度が1増加するのに要する時間が0.05秒」であれば、「増加率=20」となる。また、図中のdiff X(0.01秒)は差分時間が0.01秒であることを表している。なお、図24(a)乃至(e)のドットの説明は同図(f)と同じであり、ドットの形状の違いは地震のマグニチュードが異なることを表している。
図24(a)乃至(f)より、リアルタイム震度の増加率は震源距離に反比例し、マグニチュードの大小には左右されないことがわかる。
Next, the relationship between the rate of increase in real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and the epicenter distance will be described with reference to FIG.
24A to 24F are diagrams in which the maximum value of the increase rate at the time of rising of the real-time seismic intensity waveform is plotted for many earthquakes. The horizontal axis is the epicenter distance (km), and the vertical axis is the real-time seismic intensity increase rate (seismic intensity / second), both of which are logarithmic axes. For example, if “the time required for the seismic intensity to increase by 1 is 0.05 seconds”, “increase rate = 20”. Further, diff X (0.01 seconds) in the figure indicates that the difference time is 0.01 seconds. Note that the description of the dots in FIGS. 24A to 24E is the same as that in FIG. 24F, and the difference in dot shape indicates that the magnitude of the earthquake is different.
24 (a) to 24 (f), it can be seen that the rate of increase in real-time seismic intensity is inversely proportional to the epicenter distance, and does not depend on the magnitude of the magnitude.

さらに、リアルタイム震度波形(1秒震度)の立ち上がり時間と震源距離の関係について図25を用いて説明する。
図25(a)乃至(i)はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間を多数の地震についてプロットした図である。なお、これらの図中のドットの説明を右下隅に示す。横軸は震源距離(km)であり、縦軸はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間(s)であり、ともに対数軸である。また、ドットの形状の違いは震度(震度階級)が異なることを表している。なお、TimeDJma(−2〜0)はリアルタイム震度の値が「−2」から「0」まで変化する際のデータであることを意味している。
図25(a)乃至(i)に示すように、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間は震源距離に比例するが、震度には影響されない。そして、リアルタイム震度の値が「0」から「1」まで変化する際のデータが最もバラツキが少なくなっている。
Furthermore, the relationship between the rise time of the real-time seismic intensity waveform (1 second seismic intensity) and the epicenter distance will be described with reference to FIG.
FIGS. 25A to 25I are graphs in which the rise time of the real-time seismic intensity waveform is plotted for many earthquakes. The description of the dots in these figures is shown in the lower right corner. The horizontal axis is the epicenter distance (km), the vertical axis is the rise time (s) of the real-time seismic intensity waveform, and both are logarithmic axes. In addition, the difference in dot shape indicates that the seismic intensity (seismic intensity class) is different. Note that TimeDJma (−2 to 0) means data when the real-time seismic intensity value changes from “−2” to “0”.
As shown in FIGS. 25A to 25I, the rise time of the real-time seismic intensity waveform is proportional to the epicenter distance, but is not affected by the seismic intensity. The data when the real-time seismic intensity value changes from “0” to “1” has the smallest variation.

図26はリアルタイム震度(1秒震度)の値が「0」から「1」まで変化する際のリアルタイム震度波形の立ち上がり時間と震源距離の関係を示した図である。なお、横軸は震源距離(km)であり、縦軸は上記リアルタイム震度波形の立ち上がり時間(s)である。
図26より、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間は震源距離が近いほど短いことがわかる。なお、図26に示したデータはバラツキが大きいため、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間に基づいて震源距離を正確に予測することは難しいが、直下地震(震源距離で50km未満)、近地地震(同50〜100km)、遠地地震(同100km以上)の区分を予測することは十分可能である。
FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the rise time of the real-time seismic intensity waveform and the epicenter distance when the value of the real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) changes from “0” to “1”. The horizontal axis is the epicenter distance (km), and the vertical axis is the rise time (s) of the real-time seismic intensity waveform.
FIG. 26 shows that the rise time of the real-time seismic intensity waveform is shorter as the epicenter distance is closer. Note that the data shown in FIG. 26 varies widely, so it is difficult to accurately estimate the epicenter distance based on the rise time of the real-time seismic intensity waveform. 50-100 km), and it is possible to predict the category of teleseismic earthquakes (100 km or more).

2000年10月の鳥取県西部地震から2006年3月の福岡県西方沖地震までに発生した15個の地震で、震度3以上を記録したk−netの観測データ(1149個)を用いてリアルタイム震度波形(1秒震度)の立ち上がり時間と計測震度の関係について説明する。
図27(a)及び(b)はそれぞれリアルタイム震度の値が「0」から「2」まで及び「0」から「3」まで変化する際のリアルタイム震度波形の立ち上がり時間と計測震度の関係を示した図である。横軸は計測震度であり、縦軸はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間(s)である。また、凡例は「地震名」、「マグニチュード」、震源の深さ(km)を表している。
図27(a)及び(b)に示すように、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間は震度の大きい地震ほど短くなっている。また、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間と計測震度の間には相間関係が認められる。従って、例えば、破線で示すような近似式(破線)を予め作っておけば、この近似式を用いてS波の到達前にリアルタイム震度波形の立ち上がり時間から計測震度相当値を求めることができる。ただし、マグニチュードの小さい地震であっても震源距離が近い場合にはリアルタイム震度波形の立ち上がりが鋭くなるため、図27(a)に破線で囲んだデータのように上述の近似式では予測できない場合もある。この場合には、例えば図27(b)に示すようにリアルタイム震度の値が「0」から「3」まで変化する際のリアルタイム震度波形の立ち上がり時間に基づいて計測震度を予測することによれば、前述のマグニチュードの小さい地震の影響は軽減又は排除される。
図27(b)において、直下又は近地のM7クラスの地震はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間が短く、到達震度が大きくなっており、直下のM5クラスの地震はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間が短く、計測震度は小さくなっている。また、遠地のM7クラスの震度はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間が幾分長く、計測震度は小さくなっており、遠地のM8クラスの震度はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間が長く、計測震度は大きくなっている。従って、「直下又は近地のM7クラスの地震」と「直下のM5クラスの地震」では「P波の成長持続時間と震度の成長具合」がそれぞれ異なるので、「到達震度と到達時間」の違いを利用して両者の区別をすることで適切な警報を出力することが可能である。また、M7クラス以上の遠距離地震も「到達震度と到達時間」の判定条件を適切に選定することで遠地地震の区別をすることができる。このように、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間が2秒以内の地震は直下の大地震である可能性が高く、リアルタイム震度波形の立ち上がり時間が2〜10秒以内の地震は近地の大地震である可能性が高い。なお、十勝沖地震(マグニチュード8又は7.1)のような海溝型地震については、他の地震と特性が異なるため、別の判断が必要である。
Real-time data from 15 earthquakes from October 2000 Tottori-ken Seibu Earthquake to March 2006 Fukuoka-ken Seiho-Oki Earthquake using seismic intensity 3 or higher (1149). The relationship between the rise time of the seismic intensity waveform (1 second seismic intensity) and the measured seismic intensity will be described.
FIGS. 27A and 27B show the relationship between the rise time of the real-time seismic intensity waveform and the measured seismic intensity when the real-time seismic intensity value changes from “0” to “2” and from “0” to “3”, respectively. It is a figure. The horizontal axis is the measured seismic intensity, and the vertical axis is the rise time (s) of the real-time seismic intensity waveform. In addition, the legend represents “earthquake name”, “magnitude”, and depth (km) of the epicenter.
As shown in FIGS. 27 (a) and 27 (b), the rise time of the real-time seismic intensity waveform becomes shorter as the seismic intensity increases. In addition, there is a correlation between the rise time of the real-time seismic intensity waveform and the measured seismic intensity. Therefore, for example, if an approximate expression (broken line) as shown by a broken line is prepared in advance, the measured seismic intensity equivalent value can be obtained from the rise time of the real-time seismic intensity waveform before the arrival of the S wave by using this approximate expression. However, even in the case of an earthquake with a small magnitude, the rise of the real-time seismic intensity waveform becomes sharp when the epicenter distance is short, so there are cases where the above approximate expression cannot be predicted as in the data surrounded by the broken line in FIG. is there. In this case, for example, as shown in FIG. 27B, the measured seismic intensity is predicted based on the rise time of the real-time seismic intensity waveform when the real-time seismic intensity value changes from “0” to “3”. The effects of the aforementioned small magnitude earthquakes are reduced or eliminated.
In FIG. 27 (b), the M7 class earthquake immediately below or in the vicinity has a short rise time in the real-time seismic intensity waveform, and the arrival seismic intensity is large, while the earthquake in the immediately below M5 class has a short rise time in the real-time seismic intensity waveform, The measured seismic intensity is small. In addition, the seismic intensity of the M7 class in the remote area is slightly longer in the rise time of the real-time seismic intensity waveform, and the measured seismic intensity is smaller. Yes. Therefore, “P-wave growth duration and seismic intensity growth” differ between “directly or nearby M7 class earthquakes” and “directly M5 class earthquakes”. It is possible to output an appropriate alarm by distinguishing between the two using. Further, long-distance earthquakes of M7 class or higher can be distinguished from far-field earthquakes by appropriately selecting the determination condition of “arrival seismic intensity and arrival time”. Thus, it is highly likely that an earthquake whose rise time of the real-time seismic intensity waveform is within 2 seconds is a major earthquake immediately below, and an earthquake whose rise time of the real-time seismic intensity waveform is within 2 to 10 seconds is a local earthquake. Probability is high. In addition, since the characteristics of trench-type earthquakes such as the Tokachi-oki earthquake (magnitude 8 or 7.1) are different from those of other earthquakes, another judgment is necessary.

本実施例のリアルタイム震度計1cでは上述のリアルタイム震度波形の特性を利用したものであり、特に、実施例1のリアルタイム震度計1aにおいてリアルタイム震度がP波初動部分における第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震度算出部6aが計測震度相当値を算出し、震源距離算出部6bがP波初動部分におけるリアルタイム震度の増加率あるいはリアルタイム震度が第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震源距離を算出することを特徴とする。すなわち、震源距離算出部6bはベクトル合成器5及び震度算出部6aとともに演算部9aを構成する。
このような構成のリアルタイム震度計1cにおいては、S波や表面波の到達前にそれらによる地震動の強さが速やかに予測されることになる。すなわち、震源距離や計測震度相当値を極めて短時間に予測することができるため、緊急地震速報が特に適用困難な震源近傍においても有効な警報や制御信号を発することが可能である。これにより、的確な防災措置を講じることが可能となる。
The real-time seismometer 1c of the present embodiment uses the characteristics of the real-time seismic intensity waveform described above. In particular, in the real-time seismometer 1a of the first embodiment, the real-time seismic intensity is changed from the first seismic intensity to the second seismic intensity in the P wave initial motion part. The seismic intensity calculation unit 6a calculates a value corresponding to the measured seismic intensity based on the time required to reach the seismic intensity, and the epicenter distance calculation unit 6b calculates the real-time seismic intensity increase rate or the real-time seismic intensity from the first seismic intensity to the second seismic intensity. The epicenter distance is calculated based on the time required to reach the seismic intensity. That is, the epicenter distance calculation part 6b comprises the calculating part 9a with the vector synthesizer 5 and the seismic intensity calculation part 6a.
In the real-time seismometer 1c having such a configuration, the intensity of the seismic motion due to the S wave or the surface wave is quickly predicted before the arrival of the S wave or the surface wave. That is, since the epicenter distance and the measured seismic intensity equivalent value can be predicted in a very short time, it is possible to issue an effective alarm and control signal even in the vicinity of the epicenter where emergency earthquake warning is particularly difficult to apply. This makes it possible to take appropriate disaster prevention measures.

実施例4のリアルタイム震度計について図28乃至図37を用いて説明する(特に、請求項19乃至22に対応)。
図28は本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例4の構成図である。また、図29は実施例4のリアルタイム震度計を構成するデジタルフィルタの周波数特性を示す図である。なお、図1を用いて説明した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図28に示すように、本実施例のリアルタイム震度計1dは、実施例1のリアルタイム震度計1aを、デジタル信号11a〜11cがデジタルフィルタ4aによって所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けをされるような構成とした変形例の1つに相当する。具体的には、リアルタイム震度計1dは、リアルタイム震度計1においてデジタルフィルタ4a,演算部9a,判定部7及び警報部8の代わりに、通過周波数帯域の異なる3つのフィルタ17a〜17cと、これらのフィルタを通過した信号を処理する演算部9b,判定部20a〜20c及び警報部21a〜21cを備えている。さらに、演算部9bはベクトル合成器18a〜18c及び震度算出部19a〜19cからなり、フィルタ17a〜17cをそれぞれ通過した信号を個別に処理可能な構成となっている。そして、フィルタ17a〜17cはそれぞれ図29(a)乃至(c)に示す周波数特性を有している。
A real-time seismometer according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 28 to 37 (particularly corresponding to claims 19 to 22).
FIG. 28 is a configuration diagram of Example 4 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. FIG. 29 is a diagram showing frequency characteristics of a digital filter constituting the real-time seismometer of the fourth embodiment. In addition, about the component demonstrated using FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 28, the real-time seismometer 1d according to the present embodiment is the same as the real-time seismometer 1a according to the first embodiment, in which digital signals 11a to 11c are alarmed or controlled with respect to a predetermined frequency by the digital filter 4a. This corresponds to one of the modifications in which the weighting is performed according to the frequency characteristics set in advance based on the characteristics of the structure or equipment. Specifically, the real-time seismometer 1d includes three filters 17a to 17c having different pass frequency bands in place of the digital filter 4a, the calculation unit 9a, the determination unit 7, and the alarm unit 8 in the real-time seismometer 1, and these A calculation unit 9b that processes a signal that has passed through the filter, determination units 20a to 20c, and alarm units 21a to 21c are provided. Further, the calculation unit 9b includes vector synthesizers 18a to 18c and seismic intensity calculation units 19a to 19c, and is configured to be able to individually process signals that have passed through the filters 17a to 17c. The filters 17a to 17c have frequency characteristics shown in FIGS. 29 (a) to 29 (c), respectively.

A/D変換器3から出力されたデジタル信号11a〜11cはフィルタ17aによって0.333Hz以上の周波数成分がそれぞれカットされてデジタル信号22a〜22cとなる。また、フィルタ17bに入力されたデジタル信号11a〜11cは0.333Hz〜2Hz以外の周波数成分がそれぞれカットされてデジタル信号23a〜23cとして出力される。さらに、フィルタ17cに入力されたデジタル信号11a〜11cは2Hz以下の周波数成分がそれぞれカットされてデジタル信号24a〜24cとして出力される。なお、デジタル信号22a〜22c、デジタル信号23a〜23c及びデジタル信号24a〜24cは、ベクトル合成器18a〜18cによってそれぞれベクトル合成されて合成デジタル信号25a〜25cとなる。そして、震度算出部19a〜19cは合成デジタル信号25a〜25cに基づいてリアルタイム震度J1〜J3をそれぞれ算出し、判定部20a〜20cはリアルタイム震度J1〜J3に基づいて地震の種別を判定するとともに地震防災用信号26a〜26cをそれぞれ出力し、警報部21a〜21cは地震防災用信号26a〜26cに従って地震の種別に関する情報を含んだ警報をそれぞれ発することになる。   The digital signals 11a to 11c output from the A / D converter 3 are cut into frequency components of 0.333 Hz or more by the filter 17a to become digital signals 22a to 22c. The digital signals 11a to 11c input to the filter 17b are output as digital signals 23a to 23c after the frequency components other than 0.333 Hz to 2 Hz are cut off. Further, the digital signals 11a to 11c input to the filter 17c are each output with the frequency components of 2 Hz or less cut as digital signals 24a to 24c. The digital signals 22a to 22c, the digital signals 23a to 23c, and the digital signals 24a to 24c are vector-synthesized by the vector synthesizers 18a to 18c, respectively, to become combined digital signals 25a to 25c. The seismic intensity calculators 19a to 19c calculate real-time seismic intensity J1 to J3 based on the combined digital signals 25a to 25c, respectively, and the determination units 20a to 20c determine the type of earthquake based on the real-time seismic intensity J1 to J3 and the earthquake. The disaster prevention signals 26a to 26c are respectively output, and the alarm units 21a to 21c respectively issue alarms including information on the type of earthquake according to the earthquake disaster prevention signals 26a to 26c.

地震には周波数スペクトルに偏りがあるものや振動の周期が長いものがある。このような場合、従来の震度計では、気象庁の定める震度フィルタを使用しているため、適切な結果が得られないおそれがある。これに対し、本実施例のリアルタイム震度計1dにおいては、フィルタ17a〜17cを通過する3種類の周波数帯域の信号に基づいて個別に地震の種別が判定されるという作用を有する。従って、本実施例のリアルタイム震度計1dを施設管理に使用するならば、それぞれの施設の固有周波数を含む周波数帯域の震度を正確に検出することができる。これにより、施設ごとに的確な防災措置及び減災措置を施すことが可能となる。   Some earthquakes have a biased frequency spectrum and some have a long vibration period. In such a case, since the conventional seismometer uses a seismic intensity filter determined by the Japan Meteorological Agency, there is a possibility that an appropriate result cannot be obtained. On the other hand, the real-time seismometer 1d of the present embodiment has an effect that the type of earthquake is individually determined based on the signals of three types of frequency bands passing through the filters 17a to 17c. Therefore, if the real-time seismometer 1d of this embodiment is used for facility management, the seismic intensity in the frequency band including the natural frequency of each facility can be accurately detected. This makes it possible to take appropriate disaster prevention measures and mitigation measures for each facility.

ここで、2008年6月に発生した岩手・宮城内陸地震と2004年10月に発生した新潟中越地震と2003年9月に発生した十勝沖地震に関するk−netの観測データをリアルタイム震度計1dで処理した結果について図30乃至図37を用いて説明する。
図30(a)は実施例4のリアルタイム震度計1dを用いて岩手・宮城内陸地震に関する表層の上下動成分の観測データ(観測点は一関西)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。また、図31(a)乃至(c)は図30と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。なお、図31(a)乃至(c)はそれぞれ前述のリアルタイム震度J1〜J3に相当する。また、図30(a)の横軸及び縦軸は、ともに対数軸である。
図30(a)に示すように0.333Hz以下の周波数成分は少なく、0.333〜2Hzの周波数成分はやや少なく、2Hz以上の周波数成分は多くなっている。また、図30(b)に示すように、リアルタイム震度の最大値は6.3に達している。
図31(a)に示すように、0.333Hz以下の周波数帯域において震度が1を超えた時間が60秒以内となっている。従って、長周期被害の起こる可能性は少なかったことがわかる。また、図31(b)では、リアルタイム震度の最大値が6未満となっており、木造家屋への影響が少なかったことがわかる。さらに、図31(c)に示すように、2Hz以上の周波数帯域での震度が最も大きくなっている。これは、図31(a)及び(b)と同様に木造家屋へ影響が少なかったことを裏付けている。
Here, k-net observation data on the Iwate-Miyagi inland earthquake that occurred in June 2008, the Niigata Chuetsu earthquake that occurred in October 2004, and the Tokachi-oki earthquake that occurred in September 2003 are recorded in real time seismometer 1d. The processing results will be described with reference to FIGS.
FIG. 30A is a frequency spectrum obtained by processing observation data (observation point is Ichikansai) of the surface vertical motion component related to the Iwate-Miyagi inland earthquake using the real-time seismometer 1d of Example 4. b) is the real-time seismic intensity waveform of FIG. 31 (a) to 31 (c) are based on signals subjected to filtering processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more in the same observation data as FIG. It is a real-time seismic intensity waveform calculated by FIGS. 31A to 31C correspond to the above-described real-time seismic intensity J1 to J3, respectively. In addition, both the horizontal axis and the vertical axis in FIG. 30A are logarithmic axes.
As shown in FIG. 30A, the frequency component of 0.333 Hz or less is small, the frequency component of 0.333 to 2 Hz is slightly small, and the frequency component of 2 Hz or more is large. Moreover, as shown in FIG.30 (b), the maximum value of real-time seismic intensity has reached 6.3.
As shown to Fig.31 (a), the time when the seismic intensity exceeded 1 in the frequency band below 0.333 Hz is less than 60 second. Therefore, it can be seen that there was little possibility of long-term damage. Moreover, in FIG.31 (b), the maximum value of a real-time seismic intensity is less than 6, and it turns out that there was little influence on a wooden house. Furthermore, as shown in FIG. 31 (c), the seismic intensity in the frequency band of 2 Hz or higher is the largest. This confirms that there was little influence on the wooden house as in FIGS. 31 (a) and 31 (b).

図32(a)は実施例4のリアルタイム震度計1dを用いて新潟中越地震に関する東西動成分の観測データ(観測点は小千谷)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。また、図33(a)乃至(c)は図32と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。なお、図33(a)乃至(c)はそれぞれ前述のリアルタイム震度J1〜J3に相当する。また、図32(a)の横軸及び縦軸は、ともに対数軸である。
図32(a)に示すように0.333〜2Hzの周波数成分が主体であり、0.333Hz以下の周波数成分もやや多くなっている。また、図32(b)に示すように、リアルタイム震度の最大値は6.8に達している。
図33(a)に示すように、0.333Hz以下の周波数帯域において震度の最大値が4に達しており、震度が1を超えた状態が約150秒間続いている。従って、長周期構造物に被害が出たおそれがある。また、図33(b)では、0.333〜2Hzの周波数成分が卓越しており、木造家屋への影響が大きかったことがわかる。なお、図33(c)に示すように、2Hz以上の周波数成分は比較的少なくなっている。
FIG. 32A is a frequency spectrum obtained by processing the observation data (observation point is Ojiya) of the east-west motion component related to the Niigata Chuetsu earthquake using the real-time seismic intensity meter 1d of Example 4, and FIG. It is a real-time seismic intensity waveform of (a). 33 (a) to 33 (c) are based on signals that have been subjected to filter processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more in the same observation data as FIG. It is a real-time seismic intensity waveform calculated by 33A to 33C correspond to the above-described real-time seismic intensity J1 to J3, respectively. Moreover, both the horizontal axis and the vertical axis in FIG. 32A are logarithmic axes.
As shown in FIG. 32A, the frequency component of 0.333 to 2 Hz is mainly used, and the frequency component of 0.333 Hz or less is slightly increased. Moreover, as shown in FIG.32 (b), the maximum value of real-time seismic intensity has reached 6.8.
As shown in FIG. 33 (a), the maximum value of the seismic intensity reaches 4 in the frequency band of 0.333 Hz or less, and the state where the seismic intensity exceeds 1 continues for about 150 seconds. Therefore, there is a risk that the long-period structure is damaged. Moreover, in FIG.33 (b), the frequency component of 0.333-2Hz is outstanding, and it turns out that the influence on a wooden house was great. As shown in FIG. 33 (c), frequency components of 2 Hz or higher are relatively small.

図34(a)は実施例4のリアルタイム震度計1dを用いて新潟中越地震に関する南北動成分の観測データ(観測点は東京・篠崎)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。また、図35(a)乃至(c)は図34と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。なお、図35(a)乃至(c)はそれぞれ前述のリアルタイム震度J1〜J3に相当する。また、図34(a)の横軸及び縦軸は、ともに対数軸である。
図34(a)に示すように0.333Hz以上の周波数成分は減衰し、0.333Hz以下の周波数成分が卓越している。また、図34(b)に示すように、リアルタイム震度の最大値は3.3程度である。
図35(a)に示すように、0.333Hz以下の周波数帯域において、震度が1を超えた状態が200秒以上続いている。従って、超高層ビルのエレベータ等に被害が出たおそれがある。また、図35(b)及び(c)を見ると、この地震の最大の揺れは時間的には短いが、0.333〜2Hzの周波数成分によるものであったことがわかる。
FIG. 34 (a) is a frequency spectrum obtained by processing the north-south motion component observation data (observation points are Tokyo and Shinozaki) regarding the Niigata Chuetsu earthquake using the real-time seismometer 1d of Example 4, and (b) is It is a real-time seismic intensity waveform in FIG. 35 (a) to 35 (c) are based on signals that have been subjected to filter processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more in the same observation data as FIG. It is a real-time seismic intensity waveform calculated by FIGS. 35A to 35C correspond to the above-described real-time seismic intensity J1 to J3, respectively. Further, both the horizontal axis and the vertical axis in FIG. 34 (a) are logarithmic axes.
As shown in FIG. 34A, the frequency component of 0.333 Hz or higher is attenuated, and the frequency component of 0.333 Hz or lower is dominant. As shown in FIG. 34 (b), the maximum real-time seismic intensity is about 3.3.
As shown in FIG. 35 (a), a state where the seismic intensity exceeds 1 continues for 200 seconds or more in a frequency band of 0.333 Hz or less. Therefore, there is a risk of damage to elevators in skyscrapers. Further, from FIGS. 35B and 35C, it can be seen that the maximum shaking of this earthquake was short in time but was due to a frequency component of 0.333 to 2 Hz.

図36(a)は実施例4のリアルタイム震度計1dを用いて十勝沖地震に関する東西動成分の観測データ(観測点は苫小牧)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。また、図37(a)乃至(c)は図36と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。なお、図37(a)乃至(c)はそれぞれ前述のリアルタイム震度J1〜J3に相当する。また、図36(a)の横軸及び縦軸は、ともに対数軸である。
図36(a)に示すように0.333Hz以下の周波数成分が卓越している。また、図36(b)に示すように、リアルタイム震度の最大値は4.4である。
図37(a)に示すように、0.333Hz以下の周波数帯域において、震度1以上の状態が約270秒間続き、震度3以上の状態が約60秒間続いている。従って、超高層ビルや大型油槽に極めて深刻な被害が出たおそれがある。また、図37(b)及び(c)を見ると、この地震の最大の揺れは時間的には短いが、0.333〜2Hzの周波数成分によるものであったことがわかる。
FIG. 36A is a frequency spectrum obtained by processing east-west motion component observation data (observation point is Tomakomai) regarding the Tokachi-oki earthquake using the real-time seismometer 1d of Example 4, and FIG. It is a real-time seismic intensity waveform of (a). 37 (a) to (c) are based on a signal subjected to filter processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more in the same observation data as FIG. It is a real-time seismic intensity waveform calculated by 37A to 37C correspond to the above-described real-time seismic intensity J1 to J3, respectively. In addition, the horizontal axis and the vertical axis in FIG. 36A are both logarithmic axes.
As shown in FIG. 36A, frequency components of 0.333 Hz or less are outstanding. Moreover, as shown in FIG.36 (b), the maximum value of a real-time seismic intensity is 4.4.
As shown in FIG. 37 (a), in the frequency band of 0.333 Hz or less, the state of seismic intensity 1 or more continues for about 270 seconds, and the state of seismic intensity 3 or more continues for about 60 seconds. Therefore, there is a risk that extremely serious damage has occurred to the skyscraper and large oil tank. Also, from FIGS. 37B and 37C, it can be seen that the maximum shake of this earthquake was short in time but was due to a frequency component of 0.333 to 2 Hz.

なお、本実施例のリアルタイム震度計1dでは実施例1のデジタルフィルタ4aの周波数帯域を3分割し、フィルタ17a〜17cを用いてデジタルフィルタ4aの全周波数帯域をそれぞれ分担する構成となっているが、周波数帯域の区切りや分割数及びそれに用いるフィルタの数は本実施例に示すものに限らず、適宜変更可能である。また、実施例1の代わりに、実施例2のアナログフィルタ4bの周波数帯域を3分割し、フィルタ17a〜17cに相当する3つのアナログフィルタによってアナログフィルタ4bの全周波数帯域をそれぞれ分担する構成とすることもできる。この場合、ハードウェアへの負担が低減されるとともに、本実施例のリアルタイム震度計1dと同様の作用及び効果が発揮される。   The real-time seismometer 1d according to the present embodiment has a configuration in which the frequency band of the digital filter 4a according to the first embodiment is divided into three and all the frequency bands of the digital filter 4a are shared by using the filters 17a to 17c. The frequency band division and the number of divisions and the number of filters used therefor are not limited to those shown in this embodiment, and can be changed as appropriate. Further, instead of the first embodiment, the frequency band of the analog filter 4b of the second embodiment is divided into three, and the entire frequency band of the analog filter 4b is shared by three analog filters corresponding to the filters 17a to 17c. You can also. In this case, the burden on hardware is reduced, and the same operations and effects as the real-time seismometer 1d of the present embodiment are exhibited.

本発明の請求項1乃至請求項22に記載された発明は、地震の種別や規模を短時間に予測して的確な防災措置を講じる必要がある設備や地域において特に有効である。   The inventions described in claims 1 to 22 of the present invention are particularly effective in facilities and areas where it is necessary to predict the type and scale of an earthquake in a short time and to take appropriate disaster prevention measures.

本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例1の構成図である。It is a block diagram of Example 1 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. 実施例1のリアルタイム震度計を構成するデジタルフィルタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the digital filter which comprises the real-time seismometer of Example 1. FIG. 実施例1のリアルタイム震度計を構成する震度算出部の動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of operation of the seismic intensity calculation part which comprises the real-time seismometer of Example 1. FIG. 中越地震の本震の観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)を示す図である。It is a figure which shows the real-time seismic intensity waveform (1 second seismic intensity) calculated based on the observation data of the Chuetsu earthquake main shock. 実施例1のリアルタイム震度計によって算出された震度中間値及びリアルタイム震度波形(1秒震度、2秒震度)を示す図である。It is a figure which shows the seismic intensity intermediate value computed by the real-time seismic intensity meter of Example 1, and a real-time seismic intensity waveform (1 second seismic intensity, 2 second seismic intensity). 図5を部分的に拡大し、2秒震度を5秒震度に置き換えた図である。It is the figure which expanded FIG. 5 partially and replaced the 2-second seismic intensity with the 5-second seismic intensity. (a)乃至(d)は鳥取県西部地震の本震及び余震のデータに基づいて算出されたリアルタイム震度波形(1秒震度)及び従来型震度計と同一手法によって算出された震度波形を比較した図である。Figures (a) to (d) are a comparison of real-time seismic intensity waveforms (one-second seismic intensity) calculated based on the main shock and aftershock data of the Tottori-ken Seibu Earthquake and seismic intensity waveforms calculated using the same method as a conventional seismometer. It is. リアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the maximum value of a real-time seismic intensity (1 second seismic intensity), and a measured seismic intensity. (a)はP波領域全体におけるリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図であり、同図(b)はP波到達から1秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。(A) is the figure which showed the relationship between the maximum value of the real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and the measured seismic intensity in the whole P wave region, and (b) is the real time seismic intensity from the arrival of the P wave to 1 second ( It is the figure which showed the relationship between the maximum value of 1 second seismic intensity) and measured seismic intensity. (a)はP波到達から2秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図であり、同図(b)はP波到達から3秒後までのリアルタイム震度(1秒震度)の最大値と計測震度との関係を示した図である。(A) is a diagram showing the relationship between the maximum real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and measured seismic intensity up to 2 seconds after the arrival of the P wave, and (b) shows 3 seconds after the arrival of the P wave. It is the figure which showed the relationship between the maximum value of real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) and measured seismic intensity. 各観測点の直下又は近傍におけるリアルタイム震度波形を示した図である。It is the figure which showed the real-time seismic intensity waveform directly under or near each observation point. 近地区分の地震におけるリアルタイム震度波形を示した図である。It is the figure which showed the real-time seismic intensity waveform in the earthquake of a near district. 内陸又は沿岸で起こる遠地地震におけるリアルタイム震度波形を示した図である。It is the figure which showed the real-time seismic intensity waveform in the teleseismic earthquake which occurs inland or the coast. 海溝型の遠地地震におけるリアルタイム震度波形を示した図である。It is the figure which showed the real-time seismic intensity waveform in a trench type teleseismic earthquake. 中越地震の際に観測点(327箇所)で記録された上下方向の加速度成分の波形を震央距離に応じて縦軸方向に並べてプロットした図である。It is the figure which arranged the waveform of the acceleration component of the up-and-down direction recorded in the observation point (327 places) in the case of the Chuetsu earthquake along with the vertical axis according to the epicenter distance. 本実施例のリアルタイム震度計を用いて図15と同じ観測データから算出したリアルタイム震度波形を震央距離に応じて縦軸方向に並べてプロットした図である。It is the figure which arranged the real-time seismic intensity waveform computed from the same observation data as FIG. 15 using the real-time seismic intensity meter of a present Example along with the vertical axis direction according to epicenter distance, and plotted. (a)乃至(t)は図16に示したもののうち震央距離が62kmよりも短い20箇所の観測点についてリアルタイム震度波形を個別に示した図である。(A) thru | or (t) are the figures which showed the real-time seismic intensity waveform separately about 20 observation points whose epicenter distance is shorter than 62 km among what was shown in FIG. (a)乃至(t)は図16に示したもののうち震央距離が198kmよりも長い20箇所の観測点についてリアルタイム震度波形を個別に示した図である。(A) thru | or (t) are the figures which showed the real-time seismic intensity waveform separately about 20 observation points whose epicenter distance is longer than 198 km among what was shown in FIG. (a)は従来の加速度計によって観測された落雷時の加速度データであり、同図(b)は本実施例のリアルタイム震度計の震度フィルタ通過後のデータであり、同図(c)は同図(a)の加速度データから算出したリアルタイム震度波形である。(A) is the acceleration data at the time of a lightning strike observed by a conventional accelerometer, (b) is the data after passing through the seismic intensity filter of the real-time seismometer of this embodiment, (c) is the same as FIG. It is a real-time seismic intensity waveform calculated from the acceleration data in FIG. (a)は従来の加速度計によって観測された除雪車通過時の加速度データであり、同図(b)は本実施例のリアルタイム震度計の震度フィルタ通過後のデータであり、同図(c)は同図(a)の加速度データから算出したリアルタイム震度波形である。(A) is the acceleration data at the time of passing through the snowplow observed by a conventional accelerometer, and (b) in the figure is the data after passing through the seismic intensity filter of the real-time seismometer of this embodiment, (c) in the figure. Is a real-time seismic intensity waveform calculated from the acceleration data of FIG. 本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例2の構成図である。It is a block diagram of Example 2 of the real-time seismic intensity meter according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例3の構成図である。It is a block diagram of Example 3 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. 安芸灘地震の観測データに基づいて算出されたリアルタイム震度波形を示す図である。It is a figure which shows the real-time seismic intensity waveform calculated based on the observation data of the Aki-an earthquake. (a)乃至(f)はリアルタイム震度波形の立ち上がり時の増加率の最大値を多数の地震についてプロットした図である。(A) thru | or (f) is the figure which plotted the maximum value of the increase rate at the time of the rising of a real-time seismic intensity waveform about many earthquakes. (a)乃至(i)はリアルタイム震度波形の立ち上がり時間を多数の地震についてプロットした図である。(A) thru | or (i) is the figure which plotted the rise time of the real-time seismic intensity waveform about many earthquakes. リアルタイム震度(1秒震度)の値が「0」から「1」まで変化する際のリアルタイム震度波形の立ち上がり時間と震源距離の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the rise time of a real-time seismic intensity waveform, and a hypocenter distance when the value of a real-time seismic intensity (1 second seismic intensity) changes from "0" to "1". (a)及び(b)はそれぞれリアルタイム震度の値が「0」から「2」まで及び「0」から「3」まで変化する際のリアルタイム震度波形の立ち上がり時間と計測震度の関係を示した図である。(A) and (b) are diagrams showing the relationship between the rise time of the real-time seismic intensity waveform and the measured seismic intensity when the real-time seismic intensity value changes from “0” to “2” and from “0” to “3”, respectively. It is. 本発明の実施の形態に係るリアルタイム震度計の実施例4の構成図である。It is a block diagram of Example 4 of the real-time seismometer according to the embodiment of the present invention. 実施例4のリアルタイム震度計を構成するデジタルフィルタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the digital filter which comprises the real-time seismometer of Example 4. (a)は実施例4のリアルタイム震度計を用いて岩手・宮城内陸地震に関する表層の上下動成分の観測データ(観測点は一関西)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。(A) is a frequency spectrum obtained by processing observation data of the vertical motion component of the surface layer related to the Iwate-Miyagi inland earthquake using the real-time seismometer of Example 4 (observation point is Kansai), (b) It is a real-time seismic intensity waveform in FIG. (a)乃至(c)は図30と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。(A) thru | or (c) were calculated based on the signal which performed the filter process which will be 0.333 Hz or less, 0.333-2 Hz, and 2 Hz or more in the same observation data as FIG. Real-time seismic intensity waveform. (a)は実施例4のリアルタイム震度計を用いて新潟中越地震に関する東西動成分の観測データ(観測点は小千谷)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。(A) is the frequency spectrum calculated | required by processing the observation data (observation point is Ojiya) regarding the Niigata Chuetsu earthquake using the real-time seismic intensity meter of Example 4, (b) is the same figure (a). It is a real-time seismic intensity waveform. (a)乃至(c)は図32と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。(A) to (c) were calculated based on the same observation data as in FIG. 32 based on a signal subjected to filter processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more. Real-time seismic intensity waveform. (a)は実施例4のリアルタイム震度計を用いて新潟中越地震に関する南北動成分の観測データ(観測点は東京・篠崎)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。(A) is a frequency spectrum obtained by processing observation data (observation points are Tokyo and Shinozaki) for the Niigata Chuetsu earthquake using the real-time seismic intensity meter of Example 4, and (b) is the figure ( It is a real-time seismic intensity waveform of a). (a)乃至(c)は図34と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。(A) to (c) were calculated based on the same observation data as FIG. 34 based on the signal subjected to the filtering process such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more. Real-time seismic intensity waveform. (a)は実施例4のリアルタイム震度計を用いて十勝沖地震に関する東西動成分の観測データ(観測点は苫小牧)を処理して求めた周波数スペクトルであり、(b)は同図(a)のリアルタイム震度波形である。(A) is the frequency spectrum calculated | required by processing the observation data (observation point is Tomakomai) regarding the Tokachi-oki earthquake using the real-time seismic intensity meter of Example 4, (b) is the figure (a). It is a real-time seismic intensity waveform. (a)乃至(c)は図36と同一の観測データにおいて通過周波数帯域が0.333Hz以下、0.333〜2Hz及び2Hz以上となるようなフィルタ処理が施された信号に基づいて算出されたリアルタイム震度波形である。(A) to (c) were calculated based on the same observation data as in FIG. 36 based on a signal subjected to filter processing such that the pass frequency band is 0.333 Hz or less, 0.333 to 2 Hz, or 2 Hz or more. Real-time seismic intensity waveform. 気象庁によって公表されている震度の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the seismic intensity published by the Japan Meteorological Agency.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1d…リアルタイム震度計 2…加速度検出手段 3…A/D変換器 4a…デジタルフィルタ 4b…アナログフィルタ 5…ベクトル合成器 6a…震度算出部 6b…震源距離算出部 7…判定部 8…警報部 9a,9b…演算部 10a〜10c…アナログ信号 11a〜11c…デジタル信号 12a〜12c…デジタル信号 13a,13b…合成デジタル信号 14…地震防災用信号 15a〜15c…アナログ信号 16a〜16c…デジタル信号 17a〜17c…フィルタ 18a〜18c…ベクトル合成器 19a〜19c…震度算出部 20a〜20c…判定部 21a〜21c…警報部 22a〜22c…デジタル信号 23a〜23c…デジタル信号 24a〜24c…デジタル信号 25a〜25c…合成デジタル信号 26a〜26c…地震防災信号 D〜G…波形 I…震度中間値 J…リアルタイム震度 J1〜J3…リアルタイム震度 P〜R…破線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1d ... Real time seismometer 2 ... Acceleration detection means 3 ... A / D converter 4a ... Digital filter 4b ... Analog filter 5 ... Vector synthesizer 6a ... Seismic intensity calculation part 6b ... Epicenter distance calculation part 7 ... Determination part 8 ... Alarm Units 9a, 9b ... arithmetic units 10a-10c ... analog signals 11a-11c ... digital signals 12a-12c ... digital signals 13a, 13b ... composite digital signals 14 ... earthquake disaster prevention signals 15a-15c ... analog signals 16a-16c ... digital signals 17a to 17c, filter 18a to 18c, vector synthesizer 19a to 19c, seismic intensity calculation unit 20a to 20c, determination unit 21a to 21c, alarm unit 22a to 22c, digital signal 23a to 23c, digital signal 24a to 24c, digital signal 25a ... 25 c... Synthesized digital signal 26 a to 26 c. Shin Disaster signal D-G ... waveform I ... seismic intermediate value J ... real time seismic J1 to J3 ... real time seismic P~R ... broken lines

Claims (22)

地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段から出力されるアナログ信号を第1のデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器から出力される前記第1のデジタル信号に,所定の周波数に対する重み付けを行って第2のデジタル信号に変換するデジタルIIRフィルタと、このデジタルIIRフィルタから出力される3種類の前記第2のデジタル信号をベクトル合成して第3のデジタル信号に変換するとともに,この第3のデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算する演算部と、このリアルタイム震度に基づいて地震の種類を判定する判定部とを備え、この判定部は時間と共に変化する基準値と前記リアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするリアルタイム震度計。 Acceleration detecting means for detecting three types of acceleration components respectively generated in three axis directions orthogonal to each other accompanying an earthquake, and A / D conversion for converting an analog signal output from the acceleration detecting means into a first digital signal A digital IIR filter that converts the first digital signal output from the A / D converter to a second digital signal by weighting the first digital signal to a predetermined frequency, and the digital IIR filter The three types of second digital signals are vector-synthesized and converted into a third digital signal, a calculation unit for calculating a real-time seismic intensity based on the third digital signal, and an earthquake based on the real-time seismic intensity and a determining unit type, the determination unit may land by comparing the real-time seismic intensity with a reference value which varies with time Real-time seismic intensity meter and judging the type. 地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出する加速度検出手段と、この加速度検出手段から出力される第1のアナログ信号に,所定の周波数に対する重み付けを行って第2のアナログ信号に変換するアナログフィルタと、この第2のアナログ信号を第1のデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器から出力される3種類の前記第1のデジタル信号をベクトル合成して第2のデジタル信号に変換するとともにこの第2のデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算する演算部と、このリアルタイム震度に基づいて地震の種類を判定する判定部とを備え、この判定部は時間と共に変化する基準値と前記リアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とするリアルタイム震度計。 Acceleration detecting means for detecting three types of acceleration components respectively generated in three axial directions orthogonal to the earthquake, and the first analog signal output from the acceleration detecting means is weighted to a predetermined frequency. An analog filter for converting to a second analog signal, an A / D converter for converting the second analog signal to a first digital signal, and the three types of the first output from the A / D converter An arithmetic unit that vector-synthesizes the digital signal and converts it into a second digital signal and calculates a real-time seismic intensity based on the second digital signal; a determination unit that determines the type of earthquake based on the real-time seismic intensity; the provided, characterized in that the determination unit is that by comparing the real-time seismic intensity with a reference value which varies with time to determine the type of seismic real -Time seismic intensity meter. 前記デジタルIIRフィルタは、前記第1のデジタル信号の所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けを行うことを特徴とする請求項1記載のリアルタイム震度計。   The digital IIR filter weights a predetermined frequency of the first digital signal in accordance with a frequency characteristic set in advance based on a characteristic of a structure or equipment to be alarmed or controlled. The real-time seismic intensity meter according to claim 1. 前記アナログフィルタは、前記第1のアナログ信号の所定の周波数に対して、警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って重み付けを行うことを特徴とする請求項2記載のリアルタイム震度計。   The analog filter performs weighting on a predetermined frequency of the first analog signal according to a frequency characteristic set in advance based on a characteristic of a structure or equipment to be alarmed or controlled. The real-time seismic intensity meter according to claim 2. 前記演算部は、計測震度相当値として前記リアルタイム震度の最大値を求めることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計。 The arithmetic unit, the real-time seismic intensity meter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for obtaining the maximum value of the real-time seismic as measured seismic intensity equivalent value. 前記演算部は、P波初動部分における前記リアルタイム震度の増加率に基づいて震源距離を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計。   The real-time seismometer according to any one of claims 1 to 5, wherein the calculation unit calculates an epicenter distance based on an increase rate of the real-time seismic intensity in a P wave initial motion portion. 前記演算部は、前記リアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めることを特徴とする請求項5記載のリアルタイム震度計。   6. The real-time seismometer according to claim 5, wherein the arithmetic unit obtains a maximum value in the P-wave region, among the real-time seismic intensity. 前記演算部は、前記リアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めることを特徴とする請求項5記載のリアルタイム震度計。   6. The real-time seismometer according to claim 5, wherein the calculation unit obtains a maximum value within a predetermined time of the P-wave initial motion portion in the real-time seismic intensity. 前記演算部は、前記リアルタイム震度がP波初動部分における第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震源距離又は計測震度相当値を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のリアルタイム震度計。   2. The calculation unit calculates an epicenter distance or a measured seismic intensity equivalent value based on a time required for the real-time seismic intensity to reach a second seismic intensity from a first seismic intensity in a P wave initial motion part. The real-time seismometer according to claim 1. 地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出し、この加速度成分を表すアナログ信号をデジタル信号に変換し、IIRフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うとともにベクトル合成し、この合成されたデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算し、時間と共に変化する基準値とこのリアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とする震度等の予知方法。 Detects three types of acceleration components that occur in three axial directions orthogonal to each other in response to an earthquake, converts analog signals representing these acceleration components into digital signals, applies IIR filter processing, and weights predetermined frequencies Seismic intensity, etc. characterized by calculating the real-time seismic intensity based on the synthesized digital signal and comparing the reference value changing with time with this real-time seismic intensity Prediction method. 地震に伴って互いに直交する3軸方向にそれぞれ発生する3種類の加速度成分を検出し、この加速度成分を表すアナログ信号にアナログフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うとともにデジタル信号に変換し、このデジタル信号をベクトル合成し、この合成されたデジタル信号に基づいてリアルタイム震度を計算し、時間と共に変化する基準値とこのリアルタイム震度とを比較して地震の種別を判定することを特徴とする震度等の予知方法。 Detects three types of acceleration components that occur in three axial directions orthogonal to each other in response to an earthquake, applies analog filter processing to the analog signal representing this acceleration component, weights a predetermined frequency, and converts it into a digital signal Convert, digitally synthesize this digital signal, calculate real-time seismic intensity based on this synthesized digital signal, compare the real-time seismic intensity with the reference value that changes with time, and determine the type of earthquake Prediction method such as seismic intensity. 警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って、前記デジタル信号にIIRフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うことを特徴とする請求項10記載の震度等の予知方法。   The digital signal is subjected to IIR filter processing according to a frequency characteristic set in advance based on a characteristic of a structure or equipment to be alarmed or controlled, and a predetermined frequency is weighted. Item 10. Prediction method for seismic intensity, etc. 警報又は制御の対象となる構造物又は設備機器の特性に基づいて予め設定された周波数特性に従って、前記アナログ信号にアナログフィルタ処理を施して所定の周波数に対して重み付けを行うことを特徴とする請求項11記載の震度等の予知方法。   The analog signal is subjected to analog filter processing in accordance with a frequency characteristic set in advance based on a characteristic of a structure or equipment to be alarmed or controlled, and a predetermined frequency is weighted. The prediction method of seismic intensity etc. of claim | item 11. 計測震度相当値として前記リアルタイム震度の最大値を求めることを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の震度等の予知方法。 The method for predicting seismic intensity or the like according to any one of claims 10 to 13, wherein a maximum value of the real-time seismic intensity is obtained as a measured seismic intensity equivalent value. P波初動部分における前記リアルタイム震度の増加率に基づいて震源距離を算出することを特徴とする請求項10乃至請求項14のいずれか1項に記載の震度等の予知方法。   The seismic intensity prediction method according to any one of claims 10 to 14, wherein an epicenter distance is calculated based on an increase rate of the real-time seismic intensity in a P-wave initial motion portion. 前記リアルタイム震度のうち特にP波領域における最大値を求めることを特徴とする請求項14記載の震度等の予知方法。   15. The method for predicting seismic intensity and the like according to claim 14, wherein a maximum value in the P wave region is obtained from the real-time seismic intensity. 前記リアルタイム震度のうち特にP波初動部分の所定時間内における最大値を求めることを特徴とする請求項14記載の震度等の予知方法。   15. The method for predicting seismic intensity and the like according to claim 14, characterized in that a maximum value within a predetermined time of a P wave initial motion portion is obtained from the real-time seismic intensity. 前記リアルタイム震度がP波初動部分における第1の震度から第2の震度に達するまでに要する時間に基づいて震源距離又は計測震度相当値を算出することを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載の震度等の予知方法。   14. The epicenter distance or the measured seismic intensity equivalent value is calculated based on the time required for the real-time seismic intensity to reach the second seismic intensity from the first seismic intensity in the P wave initial motion part. The prediction method of seismic intensity etc. of any one item. 前記デジタルIIRフィルタは、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタからなり、前記演算部及び前記判定部は、これら複数のフィルタをそれぞれ通過した信号を個別に処理可能に構成されることを特徴とする請求項3記載のリアルタイム震度計。   The digital IIR filter includes a plurality of filters having different pass frequency bands, and the calculation unit and the determination unit are configured to be able to individually process signals that have passed through the plurality of filters. Item 3. Real-time seismic intensity meter. 前記アナログフィルタは、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタからなり、前記演算部及び前記判定部は、これら複数のフィルタをそれぞれ通過した信号を個別に処理可能に構成されることを特徴とする請求項4記載のリアルタイム震度計。   The analog filter includes a plurality of filters having different pass frequency bands, and the calculation unit and the determination unit are configured to be able to individually process signals that have passed through the plurality of filters. 4. Real-time seismic intensity meter according to 4. 前記IIRフィルタ処理は、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタ処理からなり、これら複数のフィルタ処理をそれぞれ施された信号を個別にベクトル合成することを特徴とする請求項12記載の震度等の予知方法。   13. The method for predicting seismic intensity and the like according to claim 12, wherein the IIR filter process comprises a plurality of filter processes having different pass frequency bands, and individually vector-synthesizes the signals subjected to the plurality of filter processes. . 前記アナログフィルタ処理は、通過周波数帯域の異なる複数のフィルタ処理からなり、これら複数のフィルタ処理をそれぞれ施された信号を個別にベクトル合成することを特徴とする請求項13記載の震度等の予知方法。   14. The method for predicting seismic intensity and the like according to claim 13, wherein the analog filter processing includes a plurality of filter processings having different pass frequency bands, and individually vector-synthesizes the signals subjected to the plurality of filter processings. .
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