JP5897881B2 - 地震計及び地震計異常監視システム - Google Patents
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Description
また、警報の発し方としては、閾値として、第1閾値と、この第1閾値よりも大きい第2閾値とを設定し、ノイズレベルが、第1閾値を一定期間継続して超えた後、さらに、第2閾値を一定期間継続して超えた場合に、警報手段により警報を発するようにしている。
また、前述のトリガレベルの決定方法以外に、トリガレベルを計算式による算出ではなく、値そのものを固定値とする方法がある。
Robertsの式を用いているのは、Hunterの式であると、時刻tのノイズレベルを算出するために、時刻t−1の加速度絶対値を掛ける必要があるため、その記憶・読み出しのための処理時間が必要となるが、この点、Robertsの式を用いると、そのような処理時間が不要となるため、地震観測の迅速性に寄与するからである。
次に、請求項4に記載の発明は、上記地震計を用いた地震計異常監視システムについての発明であり、複数の各地震観測点にそれぞれ設置された請求項1〜3のいずれか1項に記載の複数の地震計と、前記複数の地震計と通信し、該複数の地震計を監視する監視装置とを備え、前記監視装置は、いずれかの前記地震計から前記警報に関する異常報知信号を受信すると、該異常報知信号を送信してきた前記地震計に異常が発生していることを報知することを特徴とする。
[1.地震計1の構成の説明]
本実施形態の地震計1について説明する。
本実施形態の地震計1は、図1に示すように、この地震計1が設置された地震観測点の振動を検出する加速度センサ10、および、この加速度センサ10を用いて観測した振動の観測結果を処理する地震計処理部20を備える。
地震計処理部20は、周知のCPU、ROM、RAM、入出力回路であるI/Oおよびこれらの構成を接続するバスラインなどで構成されて各種処理を実行する。
[2.地震監視システム]
次に、上述した地震計1を用いた地震監視システムについて説明する。
本実施形態の地震監視システム7は、複数の地震観測点のそれぞれに設置された地震計1と、これら地震計1と通信可能な中央制御装置5と、各地震計1と中央制御装置5とを通信可能に接続する地震警報通信網3とを備えている。
[3.波形処理機能部21:ノイズレベル、トリガレベル]
次に、波形処理機能部21で算出されるノイズレベル及びトリガレベルについて説明する。
波形処理機能部21(図1参照)は、加速度センサ10(図1参照)で検出された振動の加速度値から、下記の数式1(下記の(1)(2)の式)に基づいて、本実施形態の地震計1が設置された地震観測点でのノイズレベルを算出する処理を実行する。
そのため、例えば、下記の数式1(1)の式は、数式1(2)でノイズレベルを算出する際のノイズレベルの初期値を算出しているが、本実施形態では、100Hzのサンプリング周波数で2秒間サンプリングすると、N=200個の振動がサンプルされるので、数式1(1)では、このN個のサンプルでノイズレベルの初期値が算出される。
すると、これらノイズレベルとトリガレベルは、図3(a)のサンプリング数−加速度のグラフのように観測される。
[4.ノイズレベルリセット部23]
ところで、ノイズレベルの初期値は、地震計1の起動直後に算出されるが、ノイズレベルの初期値を算出する際、偶然の事象によって、観測に適さない非常に大きな値のノイズレベルの初期値が設定されることがある。
[5.ノイズレベル異常判定部24]
次に、ノイズレベル異常判定部24について説明する。
より具体的には、ノイズレベル異常判定部24は、ノイズレベルの初期値として適正なものが算出され、数式1(2)によりノイズレベルの算出が実行されているときに、ノイズレベルに異常がないか否かを判定しているブロックである。
そのため、本実施形態の地震計1は、ノイズレベル異常判定部24を備え、波形処理機能部21において数式1の(2)で算出されるノイズレベルを監視し、このノイズレベルについて、地震観測に遅れが生じたり、地震観測ができなくなるといった障害が発生する虞がある大きさとなった場合に異常報知信号Bを発している。
このようにすれば、地震を観測できなくなった地震計1を素早く特定することができるので、それに対する対策を素早くとることができ、ノイズレベルの上昇の原因となった事象が取り除くことができるものであれば、これを取り除くことにより、異常報知信号Bを発した地震計1での地震観測が再び可能となる。
[6.警報判定処理部22]
次に、警報判定処理部22について説明する。
そのため、地震が発生したとき、モニター51を見ていれば、どのような規模の地震が、どの範囲で発生したかを瞬時に把握することができる。
[7.地震監視処理]
次に、上記では、地震計1の地震計処理部20で行われる処理について機能ブロックを用いて説明したが、以下では、フローチャートを用いて説明する。
この地震監視処理は、図示しない電源ボタンを押下すると開始され、まず、S10において、図示しない地震計処理部20が備えるRAMに記憶されたノイズレベルやトリガレベルに関する情報を消去する等の初期処理が実行される。
S11では、電源オン時から2秒の間に100Hzのサンプリング周波数で、加速度センサ10が観測した振動の加速度の検出結果である200個のサンプリングデータから、ノイズレベルの初期値が、上述の数式1(1)に基づいて算出される。
次に、S20では、加速度センサ10で検出した加速度が、トリガレベルを越えるか否かを判定することにより、地震波による振動を加速度センサ10が捉えたか判定する処理が実行される。
S21では、地震計1を地震中状態に移行させ、加速度センサ10で検出される振動を、地震波の振動であるとみなしてサンプリング周期(100Hz)毎に検出する処理が開始される。そして、S22では、現在、加速度センサ10が検出している地震波による振動の大きさから震度等を算出処理がなされる。
尚、「地震終了レベル」とは、ノイズレベルを定数倍したレベルであり、ノイズレベルを何倍したものとするかは、地震観測点の特性その他の要件で決定される。
また、S22〜S24の処理が警報判定処理部22に相当し、S11、S13、S14、S20、S21の処理が波形処理機能部21に相当する。
[上記実施形態の地震計1の特徴]
上記実施形態の地震計1によると、加速度センサ10により過去に検出した検出結果と現在検出している検出結果から、地震が発生していないときに地震観測点で観測される振動であるノイズの加速度の大きさとして評価可能なノイズレベルを、数式1を用いて算出している(S13)。
[対応関係]
特許請求の範囲に記載された振動検出手段は上記実施形態の加速度センサ10に相当し、ノイズレベル算出手段は波形処理機能部21及び地震監視処理中のS13の処理に相当し、トリガレベル算出手段は波形処理機能部21及び地震監視処理中のS14の処理に相当する。
以上、請求項の各構成に対応する実施形態上の各構成について説明したが、請求項の各構成に対応する各構成は、上記実施形態のものに限られない。
[その他の実施形態]
上記実施形態では、警報判定処理部22において、地震観測点において地震波による振動が観測された場合、地震発生信号Aを外部の地震警報通信網3に出力する例について説明したが、地震計1に警報装置を設けておき(別体でも一体でもよい)、その警報装置を作動させてもよい。このようにすると、地震があった際、地震計1の側にいた監視員等は、地震があることを素早く知ることができる。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
Claims (4)
- 地震観測点に設置され、前記地震観測点における振動の加速度を検出する振動検出手段と、
該振動検出手段が過去に検出した検出結果と現在検出している検出結果から、地震が発生していないときに前記地震観測点で観測される振動であるノイズの加速度の大きさとして評価可能なノイズレベルを算出するノイズレベル算出手段と、
前記ノイズレベルに基づいて、前記振動検出手段で検出された振動の加速度が、地震による振動の加速度かを判定する基準となるトリガレベルを算出するトリガレベル算出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の加速度が前記トリガレベルを超えた場合、地震が発生していると判定する地震判定手段と、
該地震判定手段により地震が発生したと判定された場合、地震が発生したことを警報する地震警報手段と、
前記ノイズレベルが、予め定めた閾値を一定期間継続して超えたか否かを判定する自己診断手段と、
該自己診断手段により、前記ノイズレベルが、予め定めた閾値を一定期間継続して超えた場合、異常が発生したものとして警報する異常警報手段と、
を備え、
前記閾値として、第1閾値と、該第1閾値よりも大きい第2閾値とがあり、
前記警報手段は、
前記ノイズレベルが、前記第1閾値を一定期間継続して超えた後、さらに、前記第2閾値を一定期間継続して超えた場合、警報を行うことを特徴とする地震計。 - 請求項1に記載の地震計において、
前記トリガレベルは、前記ノイズレベルを定数倍したものであることを特徴とする地震計。 - 請求項1又は請求項2に記載の地震計において、
前記ノイズレベル算出手段は、
前記ノイズレベルを下記の数式により算出することを特徴とする地震計。
- 複数の各地震観測点にそれぞれ設置された請求項1〜3のいずれか1項に記載の複数の地震計と、
前記複数の地震計と通信し、該複数の地震計を監視する監視装置と
を備え、
前記監視装置は、
いずれかの前記地震計から前記警報に関する異常報知信号を受信すると、該異常報知信号を送信してきた前記地震計に異常が発生していることを報知する
ことを特徴とする地震計異常監視システム。
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