JP6189226B2 - Earthquake information distribution system and noise judgment method - Google Patents

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Description

本発明は、携帯情報端末を設置した建物において、振動の発生の際に、ノイズによる誤動作を回避して、地震である場合の震度と建物被災度とを知らせるとともに、建物の使用継続が可能か否かを判断できる、携帯情報端末を使用した地震情報配信システムとノイズ判定方法に関するものである。   In the building where the portable information terminal is installed, in the event of vibration, it avoids malfunction due to noise, informs the seismic intensity in case of an earthquake and the degree of damage to the building, and can the use of the building be continued? The present invention relates to an earthquake information distribution system and a noise determination method using a portable information terminal that can determine whether or not.

従来、例えば、図10(A)に示すように、地震情報システムでは、全ての機器が地震観測専用機器であるので、汎用のIT機器(パーソナルコンピュータ等)との連携手段が限られてしまい、柔軟なシステム構成が採れないとともに、機器類のコストが嵩むシステムである。また、図10(B)に示すように、形態情報端末を利用する一形態、若しくは、地震被害判定システムなどが知られている(特許文献1,2参照)。   Conventionally, for example, as shown in FIG. 10 (A), in the earthquake information system, since all devices are dedicated devices for earthquake observation, the means of cooperation with general-purpose IT devices (such as personal computers) is limited, This is a system in which a flexible system configuration cannot be taken and the cost of equipment increases. Also, as shown in FIG. 10B, one form using a form information terminal or an earthquake damage determination system is known (see Patent Documents 1 and 2).

特開2012−168008号公報JP 2012-168008 A 特開2008−39446号公報JP 2008-39446 A

しかし、上記の例では、小地震とノイズとの判別アルゴリズムが無い。建物内のIT機器との連携が無い。更に、建物の外部に居る関係者が、地震観測結果を知ることが困難である。また、携帯端末に用いられる加速度センサーは、ノイズが大きく、ノイズによる誤動作を避けるには、震度3〜4以上の比較的大きな地震のみに限定する必要がある。従来の被災度推定システムでは、事前の建物の地震応答解析が必須であり、推定アルゴリズムが複雑で、センサーに高い精度が要求され、その推定方法の特徴から自動的な推定が困難であって、専門家の判断が必要となり、極めて手間が掛かるという課題がある。本発明に係る地震情報配信システムとノイズ判定方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。   However, in the above example, there is no discrimination algorithm for small earthquakes and noise. There is no cooperation with IT equipment in the building. Furthermore, it is difficult for parties outside the building to know the earthquake observation results. Moreover, the acceleration sensor used for a portable terminal is noisy, and in order to avoid a malfunction due to noise, it is necessary to limit the acceleration sensor to only a relatively large earthquake having a seismic intensity of 3 to 4 or more. In the conventional damage level estimation system, the earthquake response analysis of the building in advance is indispensable, the estimation algorithm is complicated, high accuracy is required for the sensor, and automatic estimation is difficult due to the characteristics of the estimation method, There is a problem that an expert's judgment is required and it takes much time. The earthquake information distribution system and noise determination method according to the present invention have been proposed to solve such problems.

本発明に係る地震情報配信システムの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、振動検知手段と、振動による加速度データを解析して震度を計算する震度解析プログラムと、情報配信手段とを少なくとも有した地震センサ付きの携帯情報端末と、前記携帯情報端末に接続される通信用ネットワークと、前記通信用ネットワークに接続される情報受信・表示装置と、を少なくとも有して構成され、
前記携帯情報端末には、振動の加速度データから元波形と当該元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を計算し、当該相関係数の値と閾値とを比較して、得られた前記振動がノイズであるか地震であるかを判定する、ノイズ判定手段を有していることである。
The gist for solving the above-mentioned problems of the earthquake information distribution system according to the present invention is to achieve vibration detection means, seismic intensity analysis program for analyzing the acceleration data by vibration and calculating seismic intensity, information distribution means, Comprising at least a portable information terminal with an earthquake sensor, a communication network connected to the portable information terminal, and an information receiving / display device connected to the communication network,
The portable information terminal calculates a correlation coefficient value between the original waveform and a waveform obtained by shifting the time of the original waveform by one frame at an appropriate time from vibration acceleration data. And a noise determination means for determining whether the obtained vibration is noise or earthquake.

前記加速度データは、水平な2方向と、鉛直1方向との加速度データであり、これらの3方向について相関係数の値をノイズ判定手段で求めるものである。
また、水平な2方向と鉛直1方向との3方向の加速度データにおいて、閾値を0.2として、いずれか一つの方向における相関係数の値が0.2以上であれば、ノイズ判定手段において前記加速度データに係る振動が地震であると判定することである。
The acceleration data is acceleration data in two horizontal directions and one vertical direction, and the value of the correlation coefficient in these three directions is obtained by the noise determination means.
Also, in the acceleration data in three directions, two horizontal directions and one vertical direction, if the threshold value is 0.2 and the correlation coefficient value in any one direction is 0.2 or more, the noise determination means It is to determine that the vibration related to the acceleration data is an earthquake.

更に、前記振動を振動検知手段で検知した後、その振動の加速度データの収録中において震度解析プログラムで震度計算を行い、その振動の測定完了後に、前記振動がノイズか地震かの判定をノイズ判定手段で行うことである。
また、前記ノイズ判定手段で振動が地震であると判定された場合にのみ、携帯情報端末の記憶部に対象建物の構造を特定するデータと震度に対応した被害情報とが記憶されている地震被害データベースから、前記地震の震度に対応する対象建物の被害予測情報を被害解析手段で抽出して、その対象建物の被害予測情報を震度情報と共に情報配信手段で通信用ネットワークを介して配信することを含むものである。
Furthermore, after the vibration is detected by the vibration detecting means, the seismic intensity calculation is performed by the seismic intensity analysis program while the acceleration data of the vibration is being recorded. After the measurement of the vibration is completed, it is determined whether the vibration is noise or earthquake. Is to do it by means.
In addition, the earthquake damage in which the data for specifying the structure of the target building and the damage information corresponding to the seismic intensity are stored in the storage unit of the portable information terminal only when the noise determination means determines that the vibration is an earthquake. From the database, the damage prediction information of the target building corresponding to the seismic intensity of the earthquake is extracted by the damage analysis means, and the damage prediction information of the target building is distributed together with the seismic intensity information via the communication network by the information distribution means. Is included.

本発明に係るノイズ判定方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、振動の加速度データから、水平な2方向と鉛直1方向との3方向について、元波形と元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を求め、閾値を0.2として、前記3方向のうちのいずれか一つの方向における相関係数の値が0.2以上であれば、前記加速度データに係る振動が地震であるとノイズ判定手段で判定することである。   The gist for solving the above-described problems and achieving the object of the noise determination method according to the present invention is based on the acceleration data of vibration, and the time of the original waveform and the original waveform in three directions of two horizontal directions and one vertical direction. The correlation coefficient value with the waveform shifted by one frame at an appropriate time is obtained, the threshold value is 0.2, and the correlation coefficient value in any one of the three directions is 0.2 or more. If there is, the noise determining means determines that the vibration related to the acceleration data is an earthquake.

前記振動を加速度センサーで検知した後、その振動の加速度データの収録中において震度解析プログラムで震度計算を行い、その振動の測定完了後に、ノイズ判定手段で前記振動がノイズまたは地震であるかの判定を行うことを含むものである。   After the vibration is detected by the acceleration sensor, the seismic intensity is calculated by the seismic intensity analysis program during recording of the acceleration data of the vibration, and after the measurement of the vibration is completed, the noise determination means determines whether the vibration is noise or earthquake. Is included.

本発明の地震情報配信システムとノイズ判定方法によれば、加速度データから相関係数(自己相関係数、以下、同じ)の値を求めて、該自己相関係数値と閾値とを比較することで、例えば、震度2以上の地震を検知する感度を確保しつつ、ノイズによる誤動作を回避できると言う優れた効果を奏する。
また、振動の加速度データから、水平な2方向と鉛直1方向との3方向について、元波形と元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との自己相関係数の値を求め、前記3方向のうちのいずれか一つの方向における自己相関係数の値が0.2以上であれば、前記加速度データに係る振動が地震であると判定することで、地震が1方向にだけ大きく揺れる場合があることを考慮すれば、ノイズ判定に適した判定方法となる。
According to the earthquake information distribution system and the noise determination method of the present invention, a value of a correlation coefficient (autocorrelation coefficient, hereinafter the same) is obtained from acceleration data, and the autocorrelation coefficient value is compared with a threshold value. For example, there is an excellent effect that malfunction due to noise can be avoided while ensuring the sensitivity to detect an earthquake having a seismic intensity of 2 or more.
Further, from the acceleration data of vibration, the value of the autocorrelation coefficient between the original waveform and the waveform obtained by shifting the time of the original waveform by an appropriate time by one frame in three directions of two horizontal directions and one vertical direction is obtained. If the value of the autocorrelation coefficient in any one of the three directions is 0.2 or more, by determining that the vibration related to the acceleration data is an earthquake, the earthquake is increased in only one direction. In consideration of the fact that there is a case of shaking, the determination method is suitable for noise determination.

携帯情報端末を用いてノイズを判別すると共に被災度も推定して外部に配信するので、機動性が高く、高い配信機能が発揮され、迅速に建物の被災状況を判断して使用継続の判断が行えると言う優れた効果を奏するものである。   Since it uses a mobile information terminal to discriminate noise and estimate the degree of damage and distribute it to the outside, it is highly mobile, has a high distribution function, and can quickly determine the damage situation of the building and make a decision to continue using it. It has an excellent effect that it can be done.

また、各携帯情報端末は、加速度センサーを備えて独立しているので、センサー設置点の変更・追加・撤去に関して、特別な設定変更が必要無いので、メンテナンスが容易であるという優れた効果を奏するものである。   In addition, since each portable information terminal is provided with an acceleration sensor and is independent, no special setting change is required for changing / adding / removing the sensor installation point, so that it has an excellent effect that maintenance is easy. Is.

本発明に係る地震情報配信システム1の最小の構成例を示すシステム構成図である。It is a system configuration figure showing the minimum example of composition of earthquake information distribution system 1 concerning the present invention. 同本発明の地震情報配信システム1の、遠隔管理型のシステム構成図である。It is a remote management type system block diagram of the earthquake information distribution system 1 of the same invention. 同本発明の地震情報配信システム1の、データ外部管理型のシステム構成図である。It is a data external management type system configuration diagram of the earthquake information distribution system 1 of the present invention. 同本発明の地震情報配信システム1の、汎用型のシステム構成図である。It is a general-purpose system configuration diagram of the earthquake information distribution system 1 of the present invention. ノイズ判定手段における、センサ出力の自己相関性を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the autocorrelation of the sensor output in a noise determination means. 自己(相互)相関係数Rの確率分布が正規分布で有ることを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows that the probability distribution of the auto (cross) correlation coefficient R is a normal distribution. 同本発明の地震情報配信システム1の振動が検知されたときのフローチャート図である。It is a flowchart figure when the vibration of the earthquake information delivery system 1 of the same invention is detected. 3回の振動を、それぞれノイズ判定手段で水平・鉛直の3方向に係る自己相関係数Rの値を求めた例を示す説明図(A),(B),(C)である。It is explanatory drawing (A), (B), (C) which shows the example which calculated | required the value of the autocorrelation coefficient R which concerns on three horizontal and vertical directions by the noise determination means about three times of vibration, respectively. 携帯情報端末における、地震被害データベースとして記憶部に記憶される内容を示す詳細図(A)と、地震の揺れに対応する被災度を推定する場合の方法を示す説明図(B)である。FIG. 5 is a detailed view (A) showing the contents stored in the storage unit as an earthquake damage database in the portable information terminal, and an explanatory view (B) showing a method for estimating the degree of damage corresponding to the shaking of the earthquake. 従来例に係る地震情報の配信システムを示す例の概略構成図(A),(B)である。It is a schematic block diagram (A) of the example which shows the distribution system of the earthquake information which concerns on a prior art example, (B).

本発明に係る地震情報配信システム1は、図1と図5とに示すように、携帯情報端末2にノイズ判定手段を設けて、建物の被害予測情報を得る過程において、ノイズの影響による誤動作を排除するようにしたものである。   As shown in FIGS. 1 and 5, the earthquake information distribution system 1 according to the present invention is provided with noise determination means in the portable information terminal 2, and in the process of obtaining building damage prediction information, malfunctions due to the effects of noise are detected. It is something to be excluded.

図1に示すように、前記携帯情報端末2は、加速度センサーによる振動検知手段と、振動による加速度データを解析して震度を計算する震度解析プログラムと、情報配信手段とを少なくとも有している。前記携帯情報端末2とは、例えば、PDA、そのほか、スマートフォン、iPhone、iPad、タブレットコンピュータ端末、通話機能を備えた小型ノートPC、などを含むものである。   As shown in FIG. 1, the portable information terminal 2 includes at least vibration detection means using an acceleration sensor, a seismic intensity analysis program for analyzing the acceleration data by vibration and calculating seismic intensity, and information distribution means. The portable information terminal 2 includes, for example, a PDA, a smartphone, an iPhone, an ipad, a tablet computer terminal, a small notebook PC having a call function, and the like.

そして、前記携帯情報端末2に接続されるハブ3、該ハブ3に接続される各個人のパーソナルコンピュータ(以下、PC)4、前記ハブ4に接続される通信用ネットワークとして主のインターネット5と、前記通信用ネットワーク5に接続される外部ユーザー6におけるの情報受信・表示装置(携帯情報端末、PC、ノートPCなど)とを少なくとも有して構成されている。   A hub 3 connected to the portable information terminal 2, a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 4 connected to the hub 3, a main Internet 5 as a communication network connected to the hub 4, It comprises at least an information receiving / displaying device (portable information terminal, PC, notebook PC, etc.) for the external user 6 connected to the communication network 5.


そのほか、図2〜図4に、他の実施例として、図2に管理者7と、該管理者7がインターネット5を介してアクセスする端末制御サーバ8を設けた遠隔管理型のシステム構成図、図3に外部ユーザー6とPC4とがインターネット5を介してデータ共有・簡易診断サーバ9にアクセスできるデータ外部管理型のシステム構成図、図4にこれらの組みあわせを集めてなる汎用型のシステム構成図を示す。
,
2 to 4, as another embodiment, FIG. 2 shows a remote management system configuration diagram in which a manager 7 and a terminal control server 8 that the manager 7 accesses via the Internet 5 are provided in FIG. FIG. 3 is a data external management type system configuration diagram in which an external user 6 and a PC 4 can access the data sharing / simple diagnosis server 9 via the Internet 5, and FIG. 4 is a general-purpose system configuration in which these combinations are collected. The figure is shown.

前記携帯情報端末2には、振動の加速度データから元波形と当該元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を計算し、当該相関係数の値と閾値とを比較して、得られた前記振動がノイズであるか地震であるかを判定する、ノイズ判定手段を有している。   The portable information terminal 2 calculates the value of the correlation coefficient between the original waveform and the waveform obtained by shifting the time of the original waveform by an appropriate time by one frame from the vibration acceleration data. And a noise determination means for determining whether the obtained vibration is a noise or an earthquake.

前記振動の加速度データから元波形と当該元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数Rを、この出願では、自己相関係数Rと称する。同じ加速度データを元にして、相関係数を算出するものだからである。この自己相関係数Rの概念として、図5に示すように、例えば、地震波の出力例であると、時間間隔dt(1コマ分:1/50〜1/200秒)ずらした波形との相関をとると、自己相関性の図で示すように、ほとんどデータに変化が無いので、高い相関性を示す。これに対して、ランダムなノイズであれば、相関は0(ゼロ)に近い。   In this application, the correlation coefficient R between the original waveform and the waveform obtained by shifting the time of the original waveform by an appropriate one frame from the acceleration data of the vibration is referred to as an autocorrelation coefficient R in this application. This is because the correlation coefficient is calculated based on the same acceleration data. As a concept of this autocorrelation coefficient R, as shown in FIG. 5, for example, in the case of an output example of a seismic wave, the correlation with a waveform shifted by a time interval dt (for one frame: 1/50 to 1/200 second) As shown in the autocorrelation diagram, since there is almost no change in the data, a high correlation is shown. On the other hand, if the noise is random, the correlation is close to 0 (zero).

前記自己相関係数Rの値は、n個のサンプルからなる2つのベクトル(データ配列)を以下の様に置く。
An=(a1,a2,… ,an)、Bn=(b1,b2,… ,bn)
この2つのベクトルの相互相関係数は、
(式1)
で定義される。
As the value of the autocorrelation coefficient R, two vectors (data array) composed of n samples are placed as follows.
An = (a1, a2,..., An), Bn = (b1, b2,..., Bn)
The cross correlation coefficient of these two vectors is
(Formula 1)
Defined by

前記相互相関係数が自己相関係数Rである場合、その性質としては、観測データのベクトルが無数にある場合を考え、それぞれのデータについて、適宜な時刻として1/50〜1/200秒程度で、1コマずらしのデータと相互相関をとった集合R(R 、… R ,…)の分布は、中央極限定理より、平均μ ,分散σ に従う正規分布となる。 When the cross-correlation coefficient is the autocorrelation coefficient R, it is considered that the number of observation data vectors is innumerable, and about 1/50 to 1/200 second as an appropriate time for each data. Thus, the distribution of the set R (R 1 n ,... R i n ,...) Cross-correlated with the data shifted by one frame is a normal distribution according to the mean μ r and the variance σ 2 r by the central limit theorem.

ここで、前記平均μ は、
(式2)
前記分散σ は、
(式3)
であり、Rの確率分布は、図6に示す正規分布になる。
Here, the average μ r is
(Formula 2)
The variance σ 2 r is
(Formula 3)
The probability distribution of R n is a normal distribution shown in FIG.

前記自己相関係数Rから、ノイズと地震との判断をする。それには、ノイズと判断する自己相関係数Rの閾値を決定する必要がある。そこで、以下のようにする。
許容できるS/Nの下限をSN と置くと、それに対する相互相関係数である自己相関係数Rの期待値は、μr0=SN/(1+SN)となる。
From the autocorrelation coefficient R, the noise and the earthquake are judged. For this purpose, it is necessary to determine a threshold value of the autocorrelation coefficient R that is determined to be noise. Therefore, the following is performed.
When an allowable lower limit of S / N is set as SN 0 , an expected value of an autocorrelation coefficient R n that is a cross-correlation coefficient with respect to the lower limit is μ r0 = SN 0 / (1 + SN 0 ).

このとき、相互相関係数である自己相関係数Rが、ある値Rを超える基準は、次の式で表される。
(式4)
ここに、N(μ,σ):平均μ,分散σ の正規分布。
At this time, a reference in which the autocorrelation coefficient R, which is a cross-correlation coefficient, exceeds a certain value R is expressed by the following expression.
(Formula 4)
Here, N (μ, σ 2 ): normal distribution with mean μ and variance σ 2 .

したがって、不良率(確率的ばらつきにより下限値を下回るS/N値を持つデータが排除されないで残る確率)を、Pcr以下に収めようとした場合、判定の基準となるRcrは、次の式で表される。
(式5)
なお、これらの記法は、それぞれ、min{A};集合Aに要素の中で最小のもの、
{x|条件式B(x)}:条件式B(x)を満足する全てのxからなる集合、を表す。
Therefore, when the defect rate (probability that data having an S / N value lower than the lower limit value is not excluded due to stochastic variation) is to be kept below Pcr, Rcr serving as a determination criterion is expressed by the following equation: expressed.
(Formula 5)
Note that these notations are respectively min {A};
{X | conditional expression B (x)}: represents a set of all x satisfying conditional expression B (x).

そこで、前記Rcrを求めると、実際の振動データに対して、条件1:まず、「少なくともデータを記録している全時間帯のうち1/10以上の時間帯でS/N比が1以上」の条件を満たさないベクトルは排除する。これは、信号が弱すぎるか、継続時間の短すぎるものは、自己相関性があっても地震では無いからである。そこで、
SN=1×1/10+0×9/10=0.1、
μr0=SN/(1+SN)=0.1/(1+0.1)=0.091とする。
Therefore, when Rcr is obtained, condition 1: First, “S / N ratio is 1 or more in a time zone of 1/10 or more of all time zones in which data is recorded” with respect to actual vibration data. The vectors that do not satisfy the condition are excluded. This is because even if the signal is too weak or the duration is too short, it is not an earthquake even if there is autocorrelation. there,
SN 0 = 1 × 1/10 + 0 × 9/10 = 0.1,
μ r0 = SN 0 / (1 + SN 0 ) = 0.1 / (1 + 0.1) = 0.091

更に、条件2:データ数は少なくとも3,000(50Hzで60秒)であるので、
分散σ=(0.091)(1−0.091)/3000(0.1)
=3.0×10−4
Furthermore, condition 2: Since the number of data is at least 3,000 (60 seconds at 50 Hz),
Variance σ 2 = (0.091) (1-0.091 2 ) / 3000 (0.1)
= 3.0 × 10 −4 ,

条件3:またPcrは、品質管理等で用いられるシックスシグマ(定義:統計学における標準偏差を意味するσである。ある品質特性値が(平均値μ,標準偏差σ)の正規分布に従う製品不良の発生状態において、「100万回の作業を実施しても不良品の発生率を3.4回に抑える」こと、)における不良率Pcr=3.4×10−6、これを、上記式5に代入すると、
(式6)
となる。したがって、閾値=0.2としておくことで、自己相関係数Rが、0.2以上であれば、ノイズを排除しているので、振動が地震であると判るのである。
Condition 3: Moreover, Pcr is Six Sigma used in quality control etc. (Definition: σ meaning standard deviation in statistics. Product failure following a normal distribution with a certain quality characteristic value (mean value μ, standard deviation σ) In the state of occurrence, the defect rate Pcr = 3.4 × 10 −6 in “reducing the occurrence rate of defective products to 3.4 times even if the work is performed 1 million times”, which is expressed by the above formula. Substituting into 5,
(Formula 6)
It becomes. Therefore, by setting the threshold value = 0.2, if the autocorrelation coefficient R is 0.2 or more, noise is excluded, and it can be determined that the vibration is an earthquake.

そこで、前記振動の加速度データは、水平な2方向と、鉛直1方向との加速度データであり、これらの3方向についてそれぞれ自己相関係数Rの値をノイズ判定手段で求めるものである。   Therefore, the acceleration data of the vibration is acceleration data in two horizontal directions and one vertical direction, and the value of the autocorrelation coefficient R is obtained by the noise determination means for each of these three directions.

そして、水平な2方向と鉛直1方向との3方向の加速度データにおいて、閾値を0.2として、いずれか一つの方向における自己相関係数Rの値が0.2以上であれば、ノイズ判定手段において前記加速度データに係る振動が地震であると判定するのである。これが、本件の明細書および特許請求の範囲において、閾値を0.2とした根拠である。   Then, in the acceleration data in the three directions of two horizontal directions and one vertical direction, if the threshold value is 0.2 and the value of the autocorrelation coefficient R in any one direction is 0.2 or more, noise determination is performed. The means determines that the vibration related to the acceleration data is an earthquake. This is the basis for setting the threshold value to 0.2 in the present specification and claims.

本発明に係る地震情報配信システム1において、振動があったときの処理手順を示すと、図7に示すように、携帯情報端末2において、振動検知手段、震度解析プログラム、ノイズ判定手段、情報配信手段などの、立ち上げや起動に必要な初期設定を行う(ステップ1:以下、ST1のように略記する)。   In the earthquake information distribution system 1 according to the present invention, a processing procedure when vibration occurs is shown. As shown in FIG. 7, in the portable information terminal 2, vibration detection means, seismic intensity analysis program, noise determination means, information distribution Initial setting necessary for starting up and starting up the means is performed (step 1: hereinafter, abbreviated as ST1).

そして、ST1で待機して、前記携帯情報端末2において振動を振動検知手段で検知(ST2)した後、その振動の加速度データをCPUで収録し(ST3)、その加速度データの収録中において前記CPUにインストールされている震度解析プログラムで震度計算を行う(ST4)。   Then, after waiting in ST1, vibration is detected by the vibration detecting means (ST2) in the portable information terminal 2, and acceleration data of the vibration is recorded by the CPU (ST3). The seismic intensity calculation is performed with the seismic intensity analysis program installed in (ST4).

前記振動の測定を完了する(ST5)。その後に、前記振動がノイズか地震かの判定をノイズ判定手段としての判定プログラムで行う(ST6)。自己相関係数Rが、0.2未満であれば、その振動は、ノイズであると判断され、待機状態に戻る(ST1)。一方、振動の加速度データから、水平な2方向と鉛直1方向との3方向について、元波形と元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を求め、閾値を0.2として、前記3方向のうちのいずれか一つの方向における相関係数の値が0.2以上であれば、前記加速度データに係る振動が地震であるとノイズ判定手段で判定する。   The measurement of the vibration is completed (ST5). Thereafter, it is determined whether the vibration is noise or earthquake by a determination program as noise determination means (ST6). If autocorrelation coefficient R is less than 0.2, the vibration is determined to be noise, and the process returns to the standby state (ST1). On the other hand, the correlation coefficient value between the original waveform and the waveform obtained by shifting the time of the original waveform by an appropriate time by one frame is obtained from the vibration acceleration data in three directions of two horizontal directions and one vertical direction. Is 0.2, and if the value of the correlation coefficient in any one of the three directions is 0.2 or more, the noise determination means determines that the vibration related to the acceleration data is an earthquake.

振動の判定例として具体例を示すと、図8(A)に示すように、データの上2つが水平方向であり、下が鉛直方向であり、自己相関係数Rの値がいずれも0.2以上では無い。よって、この振動は、ノイズである。図8(B)に示すデータは、上2つの水平方向の自己相関係数Rの値が0.689と、0.492なので閾値0.2を超えており、この振動は地震である。図8(C)に示すデータは、上の1つだけが自己相関係数Rが0.223で閾値0.2を超えており、他は0.2未満であるが、3つの方向いうち、いずれか一つの方向の自己相関係数Rの値が閾値以上であれば良いので、この振動は、地震であると判定される。   As a specific example of the determination of vibration, as shown in FIG. 8A, the upper two of the data are the horizontal direction, the lower is the vertical direction, and the values of the autocorrelation coefficient R are both 0. It is not 2 or more. Therefore, this vibration is noise. The data shown in FIG. 8B exceeds the threshold value 0.2 because the values of the upper two horizontal autocorrelation coefficients R are 0.689 and 0.492, and this vibration is an earthquake. In the data shown in FIG. 8C, only the upper one has an autocorrelation coefficient R of 0.223 and exceeds the threshold value 0.2, and the other is less than 0.2. Since the value of the autocorrelation coefficient R in any one direction should be equal to or greater than the threshold value, this vibration is determined to be an earthquake.

そして、前記ノイズ判定手段で振動が地震であると判定された場合にのみ、携帯情報端末2の記憶部に対象建物の構造を特定するデータと震度に対応した被害情報とが記憶されている地震被害データベース(ST7)から、前記地震の震度に対応する対象建物の被害予測情報を被害解析手段(ST8)としてのプログラムで抽出する。   And only when it is determined that the vibration is an earthquake by the noise determination means, the data for specifying the structure of the target building and the damage information corresponding to the seismic intensity are stored in the storage unit of the portable information terminal 2 From the damage database (ST7), damage prediction information of the target building corresponding to the seismic intensity of the earthquake is extracted by a program as damage analysis means (ST8).

前記地震被害データベースには、例えば、図9(A)に示すように、携帯情報端末2が設置してある場所の建物が、地震による被災度を測定する対象建物である。この対象建物に関して、建物の条件としては、構造、階数、築年数などのデータが前記記憶部に記憶されている。前記構造は、鉄筋鉄骨コンクリート造(SRC)、鉄筋コンクリート造(RC)、木造、鉄骨造(S造)の4種類である。   In the earthquake damage database, for example, as shown in FIG. 9A, a building where the portable information terminal 2 is installed is a target building for measuring the degree of damage caused by an earthquake. Regarding the target building, as the building conditions, data such as the structure, the number of floors, and the age of the building are stored in the storage unit. There are four types of structures: reinforced steel concrete (SRC), reinforced concrete (RC), wooden, and steel (S).

また、図9(B)に示すように、この対象建物の、過去の地震の震度(震度2〜6程度)による被害を、データとして記憶部に記憶されている。前記被害解析手段で、地震のよれに対応する前記対象建物の条件に合致した被災度をデータベースから抽出するものである。   Further, as shown in FIG. 9B, the damage caused by the seismic intensity of the past earthquake (seismic intensity of about 2 to 6) of the target building is stored as data in the storage unit. The damage analysis means extracts from the database the degree of damage that matches the condition of the target building corresponding to the earthquake.

次に、図7に示すように、ST9において、携帯情報端末2の情報配信手段により、その対象建物の被害予測情報を震度情報と共に通信用ネットワーク5を介して、情報配信先である、例えば、建物内のLAN内部の端末に、外部の外部サーバから一定の登録者に、若しくは、メール配信などにより配信する(ST10)。それにより、地震の被災度の情報が各自のパソコンや携帯情報端末に表示される。   Next, as shown in FIG. 7, in ST9, the information distribution means of the portable information terminal 2 sends the damage prediction information of the target building to the information distribution destination through the communication network 5 together with the seismic intensity information. Distribution is made to a terminal in the LAN in the building from an external external server to a certain registrant or by mail distribution (ST10). Thereby, information on the degree of earthquake damage is displayed on each personal computer or portable information terminal.

以上の様にして、地震があった場合に、対象建物の被災度が直ちに判るので、その建物の使用継続を判断することができる。   As described above, in the event of an earthquake, the damage level of the target building can be immediately determined, so that the continuation of use of the building can be determined.

本発明に係る地震情報配信システムとノイズ判定方法によれば、携帯情報端末を使用して被災情報を、特に振動が小さい場合などにおいてノイズの影響を廃して誤動作なく、被災情報を配信することができる。   According to the earthquake information distribution system and the noise determination method according to the present invention, it is possible to distribute the disaster information using the portable information terminal, particularly in the case where the vibration is small, to eliminate the influence of noise and to cause the disaster information without malfunction. it can.

1 地震情報配信システム、
2 携帯情報端末、
3 ハブ、
4 パーソナルコンピュータ(PC)、
5 通信用ネットワーク(インターネット)、
6 外部ユーザー、
7 管理者、
8 端末制御サーバ、
9 データ共有・簡易診断サーバ。
1 Earthquake information distribution system,
2 portable information terminals,
3 Hub,
4 Personal computer (PC),
5 Communication network (Internet),
6 external users,
7 Administrator,
8 terminal control server,
9 Data sharing / simple diagnosis server.

Claims (7)

振動検知手段と、振動による加速度データを解析して震度を計算する震度解析プログラムと、情報配信手段とを少なくとも有した地震センサ付きの携帯情報端末と、
前記携帯情報端末に接続される通信用ネットワークと、
前記通信用ネットワークに接続される情報受信・表示装置と、
を少なくとも有して構成され、
前記携帯情報端末には、振動の加速度データから元波形と当該元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を計算し、当該相関係数の値と閾値とを比較して、得られた前記振動がノイズであるか地震であるかを判定する、ノイズ判定手段を有していること、
を特徴とする地震情報配信システム。
A mobile information terminal with an earthquake sensor having at least vibration detection means, a seismic intensity analysis program for analyzing acceleration data by vibration and calculating seismic intensity, and an information distribution means;
A communication network connected to the portable information terminal;
An information reception / display device connected to the communication network;
Comprising at least
The portable information terminal calculates a correlation coefficient value between the original waveform and a waveform obtained by shifting the time of the original waveform by one frame at an appropriate time from vibration acceleration data. And having noise determination means for determining whether the obtained vibration is noise or earthquake.
Earthquake information distribution system characterized by
加速度データは、水平な2方向と、鉛直1方向との加速度データであり、これらの3方向について相関係数の値をノイズ判定手段で求めるものであること、
を特徴とする請求項1に記載の地震情報配信システム。
The acceleration data is acceleration data in two horizontal directions and one vertical direction, and the value of the correlation coefficient in these three directions is obtained by the noise determination means.
The earthquake information distribution system according to claim 1.
水平な2方向と鉛直1方向との3方向の加速度データにおいて、閾値を0.2として、いずれか一つの方向における相関係数の値が0.2以上であれば、ノイズ判定手段において前記加速度データに係る振動が地震であると判定すること、
を特徴とする請求項2に記載の地震情報配信システム。
In acceleration data in three directions of two horizontal directions and one vertical direction, if the threshold value is 0.2 and the value of the correlation coefficient in any one direction is 0.2 or more, the noise determination means performs the acceleration. Determining that the vibration associated with the data is an earthquake;
The earthquake information distribution system according to claim 2, wherein:
振動を振動検知手段で検知した後、その振動の加速度データの収録中において震度解析プログラムで震度計算を行い、その振動の測定完了後に、前記振動がノイズか地震かの判定をノイズ判定手段で行うこと、
を特徴とする請求項2または3に記載の地震情報配信システム。
After the vibration is detected by the vibration detection means, the seismic intensity calculation program calculates the seismic intensity while recording the acceleration data of the vibration, and after the measurement of the vibration is completed, the noise determination means determines whether the vibration is noise or earthquake. about,
The earthquake information distribution system according to claim 2 or 3, wherein
ノイズ判定手段で振動が地震であると判定された場合にのみ、携帯情報端末の記憶部に対象建物の構造を特定するデータと震度に対応した被害情報とが記憶されている地震被害データベースから、前記地震の震度に対応する対象建物の被害予測情報を被害解析手段で抽出して、その対象建物の被害予測情報を震度情報と共に情報配信手段で通信用ネットワークを介して配信すること、
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の地震情報配信システム。
From the earthquake damage database in which the data identifying the structure of the target building and the damage information corresponding to the seismic intensity are stored in the storage unit of the portable information terminal only when the vibration is determined to be an earthquake by the noise determination means, Extracting the damage prediction information of the target building corresponding to the seismic intensity of the earthquake with the damage analysis means, and distributing the damage prediction information of the target building with the seismic intensity information via the communication network with the information distribution means;
The earthquake information distribution system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
振動の加速度データから、水平な2方向と鉛直1方向との3方向について、元波形と元波形の時刻を適宜な時刻1コマ分ずらした波形との相関係数の値を求め、閾値を0.2として、前記3方向のうちのいずれか一つの方向における相関係数の値が0.2以上であれば、前記加速度データに係る振動が地震であるとノイズ判定手段で判定すること、
を特徴とするノイズ判定方法。
From the vibration acceleration data, a correlation coefficient value between the original waveform and a waveform obtained by shifting the time of the original waveform by an appropriate time by one frame in three directions of two horizontal directions and one vertical direction is obtained, and the threshold value is set to 0. .2, if the value of the correlation coefficient in any one of the three directions is 0.2 or more, the noise determining means determines that the vibration related to the acceleration data is an earthquake,
A method for determining noise.
振動を加速度センサーで検知した後、その振動の加速度データの収録中において震度解析プログラムで震度計算を行い、その振動の測定完了後に、ノイズ判定手段で前記振動がノイズまたは地震であるかの判定を行うこと、
を特徴とする請求項6に記載のノイズ判定方法。
After the vibration is detected by the acceleration sensor, the seismic intensity calculation is performed by the seismic intensity analysis program during the recording of the vibration acceleration data. After the measurement of the vibration is completed, the noise determination means determines whether the vibration is noise or earthquake. What to do,
The noise determination method according to claim 6.
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