JP7015523B2

JP7015523B2 - Earthquake warning system

Info

Publication number: JP7015523B2
Application number: JP2017216977A
Authority: JP
Inventors: 幸雄藤縄
Original assignee: 有限会社日新情報
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019086480A

Description

特許法第３０条第２項適用公益社団法人日本地球惑星科学連合ＳＣＧ７２－１１「強震動Ｐ，Ｓ相のＰＧＡ比に対する距離減衰式」藤縄幸雄、野田洋一、平成２９年５月１１日〔刊行物等〕ＪｐＧＵ－ＡＧＵＪｏｉｎｔＭｅｅｔｉｎｇ２０１７セッション［ＳＣＧ７２－１１］資料「強震動の距離減衰式における放射効果」藤縄幸雄、野田洋一、平成２９年５月２０日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Japan Geoscience Union SCG72-11 "Distance attenuation formula for PGA ratio of strong ground motion P and S phases" Yukio Fujinawa, Yoichi Noda, May 11, 2017 [Published Things] JpGU-AGU Joint Meeting 2017 Session [SCG72-11] Material "Radiation effect in distance attenuation formula of strong ground motion" Yukio Fujinawa, Yoichi Noda, May 20, 2017

本発明は、初期微動（Ｐ波）の最大加速度から、主要振動（Ｓ波）の最大加速度を予測し、警報などの処理実行する地震警報システムに関する。 The present invention relates to an earthquake warning system that predicts the maximum acceleration of the principal vibration (S wave) from the maximum acceleration of the preliminary tremors (P wave) and executes processing such as an alarm.

発生した地震の初期微動（Ｐ波）の最大加速度に基づいて、当該地震の主要振動（Ｓ波）の最大加速度の規模を予測することが可能であれば、その規模に応じて、例えば、可動中の工場を、主要振動（Ｓ波）の到来前に停止するなどして、大きな被害を免れることができるようになる。 If it is possible to predict the scale of the maximum acceleration of the principal tremors (S wave) of the earthquake based on the maximum acceleration of the preliminary tremors (P wave) of the earthquake that occurred, for example, it is movable according to the scale. It will be possible to avoid major damage by shutting down the factory inside before the arrival of the preliminary vibration (S wave).

このような試みとしては、例えば、引用文献１（特開２０１７－１２２６２３号公報）には、単一の観測点において観測された地震の初期微動の観測データを用いて、前記地震の主要動の最大振幅を推定する方法において、前記観測データから前記初期微動の最大振幅を導出する導出ステップと、前記導出ステップで導出された前記初期微動の最大振幅の一次式により前記主要動の最大振幅を求めることができるものとして、当該主要動の最大振幅を推定する推定ステップと、を有し、前記一次式における前記初期微動の最大振幅の係数が、前記観測点の周辺の地盤における卓越振動周波数の対数関数により算定されて設定されている、地震の主要動の最大振幅を推定する方法が開示されている。
特開２０１７－１２２６２３号公報 As such an attempt, for example, in Reference 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-122623), the preliminary tremors of the earthquake observed at a single observation point are used to obtain the preliminary tremors of the earthquake. In the method of estimating the maximum amplitude, the maximum amplitude of the preliminary tremors is obtained from the derivation step for deriving the maximum amplitude of the preliminary tremors from the observation data and the primary equation of the maximum amplitude of the preliminary tremors derived in the derivation step. It has an estimation step for estimating the maximum amplitude of the preliminary tremors, and the coefficient of the maximum amplitude of the preliminary tremors in the preliminary tremors is the logarithmic of the predominant vibration frequency in the ground around the observation point. A method for estimating the maximum amplitude of the preliminary tremors of an earthquake, which is calculated and set by a function, is disclosed.
JP-A-2017-1226223

引用文献１記載の従来技術においては、初期微動の最大振幅を導出し、導出された前記初期微動の最大振幅の一次式により主要動の最大振幅を求めることができるものとして、当該一次式の１次の項の係数ａ（主要動の最大振幅ｙと初期微動の最大振幅ｘとの振幅比）を、観測点の周辺地盤の卓越振動周波数の対数関数により算定するようにしている。 In the prior art described in Cited Document 1, the maximum amplitude of the preliminary tremors can be derived, and the maximum amplitude of the preliminary tremors can be obtained from the derived linear equation of the preliminary tremors. The coefficient a (amplitude ratio of the maximum amplitude y of the preliminary tremors and the maximum amplitude x of the preliminary tremors) in the next term is calculated by a logarithmic function of the predominant vibration frequency of the ground surrounding the observation point.

しかしながら、このようにして求められた上記係数ａは精度が低く、初期微動（Ｐ波）の最大加速度から、主要振動（Ｓ波）の最大加速度を精度高く予測することができない、という問題があった。 However, the above-mentioned coefficient a obtained in this way has a low accuracy, and there is a problem that the maximum acceleration of the principal tremors (S wave) cannot be predicted with high accuracy from the maximum acceleration of the preliminary tremors (P wave). rice field.

主要振動（Ｓ波）の最大加速度の予測精度が低いと、例えば、本来停止せずに済むような最大加速度でも、予測に基づいて、半導体工場などのような生産ラインを停止してしまうような事態が発生し得る。一旦、生産ラインを停止してしまうと、再稼働に時間やコストを要してしまうことが一般的であり、精度の低い係数による予測に基づくと、経済的な損失が多大となってしまう。 If the prediction accuracy of the maximum acceleration of the main vibration (S wave) is low, for example, even if the maximum acceleration does not have to be stopped, the production line such as a semiconductor factory will be stopped based on the prediction. Things can happen. Once the production line is stopped, it generally takes time and cost to restart it, and based on the prediction based on the inaccurate coefficient, the economic loss becomes large.

この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る地震警報システムは、発生した地震のＰ波の最大加速度に係数αを乗じることでＳ波の最大加速度を算出し、算出されたＳ波の最大加速度に応じて当該地震に対応するための処理を実行する地震警報システムにおいて、係数αを下式（１）及び下式（２）に基づいて算出することを特徴とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and the earthquake warning system according to the present invention calculates the maximum acceleration of the S wave by multiplying the maximum acceleration of the P wave of the generated earthquake by the coefficient α. In an earthquake warning system that executes processing for responding to the earthquake according to the calculated maximum acceleration of the S wave, the coefficient α is calculated based on the following equations (1) and (2) . And.

ただし、
γ_rad：係数αを決める係数γへの放射効果の寄与分
γ_dis：係数αを決める係数γへの減衰効果の寄与分
γ_sit：係数αを決める係数γへのサイト効果の寄与分
γ_trs：係数αを決める係数γへの横方向減衰効果の寄与分
である。 However,
γ _rad : Contribution of radiation effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _dis : Contribution of attenuation effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _sit : Contribution of site effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _trs : The contribution of the lateral damping effect to the coefficient γ that determines the coefficient α.

本発明に係る地震警報システムは、式（１）及び式（２）に基づいて、放射効果の係数γへの寄与分、減衰効果の係数γへの寄与分、サイト効果の係数γへの寄与分、横方向減衰効果の係数γへの寄与分を考慮して、これらから求められた係数γから、係数αを算出するようにしており、このような本発明に係る地震警報システムによれば、初期微動（Ｐ波）の最大加速度から、主要振動（Ｓ波）の最大加速度を精度高く予測することが可能となる。 The seismic warning system according to the present invention contributes to the coefficient γ of the radiation effect, the contribution to the coefficient γ of the attenuation effect, and the contribution to the coefficient γ of the site effect based on the equations (1) and (2). Minutes, considering the contribution of the lateral damping effect to the coefficient γ, the coefficient α is calculated from the coefficient γ obtained from these, and according to such an earthquake warning system according to the present invention. From the preliminary tremors (P wave) maximum acceleration, the maximum acceleration of the principal tremors (S wave) can be predicted with high accuracy.

本発明の実施形態に係る地震警報システム１の設置例を示す図である。It is a figure which shows the installation example of the earthquake warning system 1 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る地震警報システム１の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the earthquake warning system 1 which concerns on embodiment of this invention. α係数の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of α coefficient. 本発明に係る地震警報システム１で用いられるα係数テーブルのデータ構造を示す図である。It is a figure which shows the data structure of the α coefficient table used in the earthquake warning system 1 which concerns on this invention. 本発明の実施形態に係る地震警報システム１の処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the process of the earthquake warning system 1 which concerns on embodiment of this invention. 第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されるデータのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the data measured by the 1st seismograph 101, the 2nd seismograph 102, and the 3rd seismograph 103.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る地震警報システム１のメインシステム１００の設置例を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an installation example of the main system 100 of the earthquake warning system 1 according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る地震警報システム１は、少なくとも３つの地震計が、建物や事業所内の敷地内に設けられ、これらの３つの地震計からの計測データに基づいて、Ｐ波の検出判定などを実行するものである。本実施形態では、図１に示すように第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３からなる３つの地震計が設置される例を示している。 In the earthquake warning system 1 according to the embodiment of the present invention, at least three seismographs are provided on the premises of a building or a business establishment, and P wave detection determination is made based on the measurement data from these three seismographs. And so on. In this embodiment, as shown in FIG. 1, an example is shown in which three seismographs including a first seismograph 101, a second seismograph 102, and a third seismograph 103 are installed.

ただし、地震計同士は、建物が属する敷地内（建物内も含む）にある程度の距離を離しつつ設置されていることが必要である。地震計を近接させて配置してしまうと、例えば、近隣道路を走行するトラックなどの振動を計測してしまい、複数の地震計が共に計測してしまい、Ｐ波検出に支障をきたすからである。 However, it is necessary that the seismographs are installed at a certain distance from each other on the site to which the building belongs (including the inside of the building). This is because if the seismographs are placed close to each other, for example, the vibration of a truck traveling on a neighboring road will be measured, and multiple seismographs will measure together, which will hinder P wave detection. ..

ここで、地震計同士の間の適切な距離は、地震計を設置する建物や敷地に応じてケースバイケースであるが、例えば、３０ｍ～１００ｍ程度が想定される。以下、例として、本実施形態では、地震警報システム１を東京駅周辺の建物と敷地に設置したケースに基づいて説明する。 Here, the appropriate distance between the seismographs is on a case-by-case basis depending on the building or site where the seismographs are installed, but is assumed to be, for example, about 30 m to 100 m. Hereinafter, as an example, the present embodiment will be described based on a case where the earthquake warning system 1 is installed in a building and a site around Tokyo Station.

なお、本実施形態に係る地震警報システム１においては、システムをフェイルセーフとするために、３台以上の地震計を用いているが、一定の条件が満たされれば最低１台の地震計のみによって本発明を実現することもできる。 In the earthquake warning system 1 according to the present embodiment, three or more seismographs are used in order to make the system fail-safe, but if certain conditions are satisfied, only one seismograph is used. The present invention can also be realized.

図２は本発明の実施形態に係る地震警報システム１の概要を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of the earthquake warning system 1 according to the embodiment of the present invention.

本発明に係る地震警報システム１においては、これまで説明したように１つの地点において、適切な距離離間されて設置されてなる地震計（第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３）を有している。 In the earthquake warning system 1 according to the present invention, seismometers (first seismograph 101, second seismograph 102, third earthquake) are installed at one point at an appropriate distance as described above. It has a total of 103).

第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されたデータ（それぞれの地震計の計測データ信号をＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃と称する）は、データ処理部１１０に送信される。メインシステム１００におけるデータ処理部１１０は、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されたデータは、データ処理部１１０によって解析処理することができるようになっている。 The data measured by the first seismograph 101, the second seismograph 102, and the third seismograph 103 (the measurement data signals of the respective seismographs are referred to as S ₁ , S ₂ , S ₃ ) are sent to the data processing unit 110. Will be sent. The data processing unit 110 in the main system 100 is a general-purpose information processing device including a CPU, a ROM that holds a program running on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The data measured by the first seismograph 101, the second seismograph 102, and the third seismograph 103 can be analyzed and processed by the data processing unit 110.

データ処理部１１０は、図示されているデータ処理部１１０と接続される各構成と協働・動作する。また、本発明に係る地震警報システム１における種々の制御処理は、データ処理部１１０内のＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。 The data processing unit 110 cooperates with and operates with each configuration connected to the illustrated data processing unit 110. Further, various control processes in the earthquake warning system 1 according to the present invention are realized by the CPU executing a program stored and held in a storage means such as a ROM or a RAM in the data processing unit 110.

データ処理部１１０には、不揮発性で書き換え可能な記憶部１２０がデータ通信可能に接続されており、この記憶部１２０には、特に後述するデータテーブル（α係数テーブル）などが記憶されており、データ処理部１１０が当該テーブルを参照することができるようになっている。 A non-volatile, rewritable storage unit 120 is connected to the data processing unit 110 so that data communication is possible, and the storage unit 120 stores a data table (α coefficient table) and the like, which will be described later, in particular. The data processing unit 110 can refer to the table.

報知部１３０は、例えば表示装置など視覚により地震警報を伝達する手段や、スピーカーなど聴覚により地震警報を伝達する手段である。このような報知部１３０は、データ処理部１１０からのトリガーにより制御されることで、起動し地震警報を実行する。 The notification unit 130 is, for example, a means for visually transmitting an earthquake warning such as a display device, or a means for transmitting an earthquake warning by hearing such as a speaker. Such a notification unit 130 is activated by being controlled by a trigger from the data processing unit 110 to execute an earthquake warning.

なお、本実施形態では、前記トリガーにより起動し、地震警報を人に伝達する報知部１３０が用いられているが、例えば、本発明に係る地震警報システム１を工場などで用いる場合には、このような報知部１３０に加え、さらに生産ラインを、データ処理部１１０からのトリガーに基づいて自動的に停止する自動停止装置を追加することもできる。 In the present embodiment, the notification unit 130 that is activated by the trigger and transmits an earthquake warning to a person is used. For example, when the earthquake warning system 1 according to the present invention is used in a factory or the like, this is used. In addition to such a notification unit 130, it is also possible to add an automatic stop device that automatically stops the production line based on a trigger from the data processing unit 110.

また、通信部１５０はデータ処理部１１０から転送されるデータを、外部のネットワークＮに対して送信したり、外部のネットワークＮから送信されてくるデータ受信を行い、当該受信データをデータ処理部１１０に送信したりすることができるようになっている。 Further, the communication unit 150 transmits the data transferred from the data processing unit 110 to the external network N or receives the data transmitted from the external network N, and the received data is received by the data processing unit 110. It can be sent to.

このような通信部１５０では、気象庁から発信される緊急地震速報を受信し、発生した地震の震源地に係るデータを取得することができるように構成されている。なお、本発明においては、震源地に係るデータを取得することが可能であれば、緊急地震速報以外の情報源も利用することが可能である。 Such a communication unit 150 is configured to be able to receive an Earthquake Early Warning transmitted from the Japan Meteorological Agency and acquire data relating to the epicenter of the generated earthquake. In the present invention, if it is possible to acquire data related to the epicenter, it is possible to use an information source other than the Earthquake Early Warning.

ここで、記憶部１２０に記憶されるα係数テーブルにおけるα係数について説明する。 Here, the α coefficient in the α coefficient table stored in the storage unit 120 will be described.

地震が発生すると、震源からは揺れが地震波として地面を伝搬する。地震波には初期微動（Ｐ波）と主要振動（Ｓ波）があり、Ｐ波の方がＳ波より速く伝搬する。Ｐ波は、伝わる速度が速く、エネルギーは小さいのに対して、Ｓ波は速度が遅い代わりに、大きなエネルギーをもつ横揺れを発生させる。 When an earthquake occurs, the shaking propagates from the epicenter as seismic waves on the ground. Seismic waves include preliminary tremors (P waves) and major vibrations (S waves), and P waves propagate faster than S waves. The P wave propagates at a high speed and has a small energy, whereas the S wave has a low speed but generates a rolling motion with a large energy.

発生した地震で、強い揺れによる被害をもたらすのは主に後から伝わってくるＳ波である。このため、地震波の伝わる速度の差を利用して、先に伝わるＰ波を検知した段階でＳ波が伝わってくる前に、警戒等を行うことが可能となる。例えば、可動中の工場を、主要振動（Ｓ波）の到来前に停止するなどして、大きな被害を免れることができるようになる。 In the earthquake that occurred, it is mainly the S waves that are transmitted later that cause damage due to strong shaking. Therefore, by utilizing the difference in the speed at which the seismic wave propagates, it is possible to take precautions before the S wave is transmitted at the stage where the P wave transmitted earlier is detected. For example, a moving factory can be stopped before the arrival of the main vibration (S wave) to avoid great damage.

このような考え方に基づき、先に伝搬したＰ波の規模に基づいて、後から伝搬するＳ波の規模を予測するために、係数αが用いられる。より具体的には、係数αは、発生したある地震のＰ波の最大加速度に、この係数αを乗じることで、Ｓ波の最大加速度を算出し、予測することを可能とする係数である。 Based on this idea, the coefficient α is used to predict the scale of the S wave propagating later based on the scale of the P wave propagating earlier. More specifically, the coefficient α is a coefficient that makes it possible to calculate and predict the maximum acceleration of the S wave by multiplying the maximum acceleration of the P wave of a certain earthquake that has occurred by this coefficient α.

この係数αは、地震警報システム１が設置される場所と、震源が属するエリアとに応じて値が変化する。したがって、地震警報システム１が設置される場所に応じて、α係数を予め算出しておき、テーブルなどに格納しておく必要がある。図３はα係数の概念を説明する図である。また、図４は本発明に係る地震警報システム１で用いられるα係数テーブルのデータ構造を示す図である。 The value of this coefficient α changes depending on the place where the earthquake warning system 1 is installed and the area to which the epicenter belongs. Therefore, it is necessary to calculate the α coefficient in advance and store it in a table or the like according to the place where the earthquake warning system 1 is installed. FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of the α coefficient. Further, FIG. 4 is a diagram showing a data structure of an α coefficient table used in the earthquake warning system 1 according to the present invention.

地震警報システム１を東京駅周辺とすると、例えば、震源のエリアとしては、立川、多摩、東京湾北部として設定することができる。ここでは、それぞれをエリア１、エリア２、エリア３と称することとする。なお、このようなエリアについては、より細分化したもの利用することも可能である。また、このようなエリアについては、エリア１、エリア２、エリア３の他エリアを設定することもできる。 Assuming that the earthquake warning system 1 is around Tokyo Station, for example, the epicenter area can be set as Tachikawa, Tama, or the northern part of Tokyo Bay. Here, they are referred to as area 1, area 2, and area 3, respectively. It is also possible to use a more subdivided area for such an area. Further, for such an area, other areas of area 1, area 2, and area 3 can be set.

さて、地震警報システム１が設置される東京駅周辺にとっては、予め、エリア１を震源とする地震のＳ波の最大加速度を算出に際に用いるα₁、エリア２を震源とする地震のＳ波の最大加速度を算出に際に用いるα₂、エリア３を震源とする地震のＳ波の最大加速度を算出に際に用いるα₃を準備し、これらを図４に示すようなα係数テーブルとして、記憶部１２０に格納しておく。 By the way, for the area around Tokyo Station where the earthquake warning system 1 is installed, α ₁ used to calculate the maximum acceleration of the S wave of the earthquake whose epicenter is area 1 and the S wave of the earthquake whose epicenter is area 2 are used in advance. Prepare α ₂ used for calculating the maximum acceleration of and α ₃ used for calculating the maximum acceleration of the S wave of an earthquake whose epicenter is area 3, and use these as the α coefficient table as shown in Fig. 4. It is stored in the storage unit 120.

エリア１を震源とする地震のＳ波の最大加速度を算出に際に用いるα₁を例に取ると、α₁の算出には、エリア１で発生した過去の地震ｓ₁₁、ｓ₁₂、ｓ₁₃、ｓ₁₄、ｓ₁₅、ｓ₁₆、・・・・に係る地震データが利用される。 Taking α ₁ as an example, which is used to calculate the maximum acceleration of the S wave of an earthquake whose epicenter is area 1, the calculation of α ₁ is based on the past earthquakes s ₁₁ , s ₁₂ , and s ₁₃ that occurred in area 1. , S ₁₄ , s ₁₅ , s ₁₆ , ..., Seismic data are used.

次に、以上のように構成される本発明に係る地震警報システム１の処理・動作について説明する。図５は本発明の実施形態に係る地震警報システム１の処理のフローチャートを示す図である。 Next, the processing and operation of the earthquake warning system 1 according to the present invention configured as described above will be described. FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of processing of the earthquake warning system 1 according to the embodiment of the present invention.

図５において、ステップＳ１００で処理が開始されると、続いて、ステップＳ１０１では、Ｐ波が検出されたか否かが判定される。図６は第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されるデータのイメージを示す図である。 In FIG. 5, when the process is started in step S100, it is subsequently determined in step S101 whether or not a P wave is detected. FIG. 6 is a diagram showing an image of data measured by the first seismograph 101, the second seismograph 102, and the third seismograph 103.

Ｐ波の検出の判定方法としては、例えば、第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３の計測データ信号をＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃のいずれか２つの計測データが予め規定されている閾値を越えたか否か、などとすることができるが、的確な判定ができるのであれば、このような方法に限定されるものではない。 As a method for determining the detection of the P wave, for example, the measurement data signals of the first seismograph 101, the second seismometer 102, and the third seismograph 103 are measured by any two of S ₁ , S ₂ , and S ₃ . It can be determined whether or not a predetermined threshold has been exceeded, but the method is not limited to such a method as long as an accurate determination can be made.

ステップＳ１０１における判定結果がＮＯであるときにはステップＳ１０１をループする。一方、Ｐ波が検出されて、ステップＳ１０１における判定結果がＹＥＳとなると、ステップＳ１０２に進む。 When the determination result in step S101 is NO, step S101 is looped. On the other hand, when the P wave is detected and the determination result in step S101 is YES, the process proceeds to step S102.

続いて、ステップＳ１０２では、気象庁の緊急地震速報のデータを、ネットワークＮを介して取得し、緊急地震速報から震源のエリアに関するデータを取得する。 Subsequently, in step S102, the data of the Earthquake Early Warning of the Japan Meteorological Agency is acquired via the network N, and the data regarding the epicenter area is acquired from the Earthquake Early Warning.

次に、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で取得されたエリアに対応したα係数をα係数テーブルから取得する。 Next, in step S103, the α coefficient corresponding to the area acquired in step S102 is acquired from the α coefficient table.

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で取得されたα係数に基づいて、Ａ_s＝α×Ａ_pを算出する。ここで、Ａ_pは計測されたＰ波の加速度のうち最大のもの（最大加速度）であり、Ａ_sはこれに基づいて算出・予測されるＳ波の最大加速度である。 In step _{S104, As = α × Ap} _is calculated based on the α coefficient acquired in step S103. Here, Ap is the maximum acceleration of the measured _P wave (maximum acceleration), and As is the maximum acceleration of the _S wave calculated and predicted based on this.

なお、図５で示した本実施形態に係るフローチャートにおいては、所謂、緊急地震速報によって取得することができる情報については考慮されていないが、緊急地震速報によって取得することができる情報を利用することができる場合には、Ｓ１０４で算出・予測される予測値Ａ_sと、緊急地震速報による予測値とから総合判定し、この総合判定に基づく予測値により、後のＳ１０５の判定処理を実行することが好ましい。 In the flowchart of the present embodiment shown in FIG. 5, the information that can be acquired by the so-called Earthquake Early Warning is not considered, but the information that can be acquired by the Earthquake Early Warning should be used. If this is possible, make a comprehensive judgment from the predicted value As calculated / predicted in _S104 and the predicted value from the Earthquake Early Warning, and execute the subsequent judgment process in S105 based on the predicted value based on this comprehensive judgment. Is preferable.

ステップＳ１０５では、算出されたＡ_sに基づいて、Ａ_s＞Ａ_tであるか否かが判定される。ここで、Ａ_tは閾値となるＳ波の最大加速度である。 In step _S105 , it is determined whether or not _As> At is based on the _calculated As. Here, _At is the maximum acceleration of the S wave that serves as a threshold value.

ステップＳ１０５における判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１０６に進み、報知部１３０により、地震警報を報知したり、或いは、前記のような自動停止装置が追加されているようなケースでは、生産ラインを停止したりするなど、予測される地震に応じた適切な対処・処理を実行する。 If the determination in step S105 is YES, the process proceeds to step S106, and the notification unit 130 notifies the earthquake warning, or in the case where the above-mentioned automatic stop device is added, the production line is stopped. Take appropriate measures and measures according to the predicted earthquake.

ステップＳ１０７で、処理を終了する。 In step S107, the process ends.

ところで、従来のα係数は推定精度が低く、初期微動（Ｐ波）の最大加速度から、主要振動（Ｓ波）の最大加速度を精度高く予測することができない、という問題があった。 By the way, the conventional α coefficient has a low estimation accuracy, and there is a problem that the maximum acceleration of the principal tremors (S wave) cannot be predicted with high accuracy from the maximum acceleration of the preliminary tremors (P wave).

そして、主要振動（Ｓ波）の最大加速度の予測精度が低いと、例えば、本来停止せずに済むような最大加速度でも、予測に基づいて、半導体工場などのような生産ラインを停止してしまうような事態が発生し得る。一旦、生産ラインを停止してしまうと、再稼働に時間やコストを要してしまうことが一般的であり、精度の低い係数による予測に基づくと、経済的な損失が多大となってしまう、という問題があった。 If the prediction accuracy of the maximum acceleration of the main vibration (S wave) is low, for example, even if the maximum acceleration does not have to be stopped, the production line such as a semiconductor factory will be stopped based on the prediction. Such a situation can occur. Once the production line is stopped, it generally takes time and cost to restart it, and based on the prediction by the inaccurate coefficient, the economic loss will be large. There was a problem.

そこで、本発明に係る地震警報システム１においては、以下のような手法で算出されるα係数を用いて、主要振動（Ｓ波）の最大加速度の予測精度を向上させるようにするものである。 Therefore, in the earthquake warning system 1 according to the present invention, the α coefficient calculated by the following method is used to improve the prediction accuracy of the maximum acceleration of the main vibration (S wave).

ここで、下式（１）によって定義される係数γを定義する。 Here, the coefficient γ defined by the following equation (1) is defined.

そして、係数γについては、下式（２）の左辺に示すような各項の和であるものとする。 The coefficient γ is the sum of the terms as shown on the left side of the following equation (2).

ここで、
γ_rad：係数αを決める係数γへの放射効果の寄与分
γ_dis：係数αを決める係数γへの減衰効果の寄与分
γ_sit：係数αを決める係数γへのサイト効果の寄与分
γ_trs：係数αを決める係数γへの横方向減衰効果の寄与分
である。 here,
γ _rad : Contribution of radiation effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _dis : Contribution of attenuation effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _sit : Contribution of site effect to coefficient γ that determines coefficient α γ _trs : The contribution of the lateral damping effect to the coefficient γ that determines the coefficient α.

以下、それぞれの項の算出について説明する。まず、地震の放射効果の係数γへの寄与分γ_radについて説明する。本発明に係る地震警報システム１のα係数の放射効果成分については、Aki and Richards, 2002 （K. Aki & P. G. Richards 1980. Quantitative Seismology, Theory and Methods. Volume I: 557 pp., 169 illustrations. Volume II: 373 pp., 116 illustrations. San Francisco: Freeman.）の理論式を用いて算出を行う。ここで、当該論文の全内容については、本明細書において参照して援用するものとする。 Hereinafter, the calculation of each item will be described. First, the contribution γ _rad of the radiation effect of the earthquake to the coefficient γ will be described. For the radiation effect component of the α coefficient of the earthquake warning system 1 according to the present invention, refer to Aki and Richards, 2002 (K. Aki & PG Richards 1980. Quantitative Seismology, Theory and Methods. Volume I: 557 pp., 169 illustrations. Volume II: 373 pp., 116 illustrations. San Francisco: Freeman.) Is used for the calculation. Here, the entire contents of the paper shall be referred to and incorporated herein by reference.

当該論文によれば、断層面座標系における極座標（ｒ，θ，φ）によって、ダブルカップル震源による断層運動に基づく係数γ_radは、次式（３）のように表現することができる。 According to this paper, the coefficient γ _rad based on the fault motion due to the double-coupled epicenter can be expressed by the following equation (3) by the polar coordinates (r, θ, φ) in the fault plane coordinate system.

ここで、Ａ_po、Ａ_soは震源球上でのＰ波、Ｓ波それぞれの振幅である。また、Ｖ_p、Ｖ_sはＰ波、Ｓ波それぞれの地震波伝搬速度である。 Here, A _po and A _so are the amplitudes of the P wave and the S wave on the source sphere. Further, V _p and V _s are seismic wave propagation velocities of P wave and S wave, respectively.

次に、地震の減衰効果の係数γへの寄与分γ_disについて説明する。減衰効果による寄与分γ_disは、Ｐ波、Ｓ波それぞれの卓越周波数ｆ_p、ｆ_s、及び、Ｐ波、Ｓ波それぞれの減衰係数Ｑ_p、Ｑ_s、及び、Ｐ波、Ｓ波それぞれの地震波伝搬速度Ｖ_p、Ｖ_sを用いて下式（４）のように算出する。 Next, the contribution γ _dis of the damping effect of the earthquake to the coefficient γ will be described. The contribution γ _dis due to the attenuation effect is the predominant frequencies f _p and f _s of the P wave and S wave, and the attenuation coefficients Q _p and Q _s of each of the P wave and S wave, and the P wave and S wave, respectively. Calculate as shown in the following equation (4) using the seismic wave propagation velocity V _p and V _s .

（４）式導出にあたっては、川瀬・松尾、２００４（川瀬博・松尾秀典（2004）, K-NET, KiK-net, JMA 震度計観測網による強震動波形を用いた震源・パス・サイト各特性の分離解析,日本地震工学会論文集、第４巻、第１号、３３－５０．）を参考としている。ここで、これらの論文の全内容については、本明細書において参照して援用するものとする。 In deriving equation (4), the characteristics of the epicenter, path, and site using strong ground motion waveforms from Kawase and Matsuo, 2004 (Hiroshi Kawase and Hidenori Matsuo (2004), K-NET, KiK-net, and JMA seismic intensity meter observation network). Separation analysis, Proceedings of the Japan Seismic Engineering Society, Vol. 4, No. 1, 33-50.). Here, the entire contents of these papers shall be referred to and incorporated herein by reference.

次に、地震のサイト効果の係数γへの寄与分γ_sitについて説明する。本発明に係る地震警報システム１のα係数のサイト効果成分については翠川、1992 （翠川三郎・松岡昌志、作川孝一(1992)：1987 年千葉県東方沖地震の最大加速度・最大速度にみられる地盤特性の評価，日本建築学会構造系論文報告集，No.442，pp.71-78）、藤本・翠川、2006 （藤本一雄、翠川三郎（２００６）日本地震工学会論文集、第６巻、第１号、１１－２２、近接観測点ペアの強震記録に基づく地盤増幅度と地盤の平均Ｓ波速度の関係、2）の理論式を用いている。ここで、これらの論文の全内容については、本明細書において参照して援用するものとする。 Next, the contribution γ _sit to the coefficient γ of the site effect of the earthquake will be described. The site effect component of the α coefficient of the earthquake warning system 1 according to the present invention is found in Midorikawa, 1992 (Saburo Midorikawa, Masashi Matsuoka, Koichi Sakukawa (1992): Maximum acceleration and speed of the 1987 Toho-oki Earthquake in Chiba Prefecture. Evaluation of ground characteristics, Architectural Institute of Japan Structural Papers Report, No.442, pp.71-78), Fujimoto / Midorikawa, 2006 (Kazuo Fujimoto, Saburo Midorikawa (2006) Proceedings of the Japan Seismic Engineering Society, Volume 6, The theoretical formula of No. 1, 11-22, the relationship between the ground amplification degree and the average S wave velocity of the ground based on the strong motion records of the proximity observation point pair, 2) is used. Here, the entire contents of these papers shall be referred to and incorporated herein by reference.

サイト効果による寄与分γ_disは、Ｐ波、Ｓ波それぞれの地盤増幅率β_p、β_sを用いて下式（５）のように算出する。 The contribution γ _dis due to the site effect is calculated by the following equation (5) using the ground amplification factors β _p and β _s of the P wave and S wave, respectively.

次に、地震の横方向減衰効果の係数γへの寄与分γ_trsについて説明する。本発明に係る地震警報システム１のα係数の算出にあたっては、このような横方向減衰効果を新たに導入し、より精度を向上させるようにしている。 Next, the contribution γ _trs of the lateral damping effect of the earthquake to the coefficient γ will be described. In calculating the α coefficient of the earthquake warning system 1 according to the present invention, such a lateral damping effect is newly introduced to further improve the accuracy.

α係数の算出にあたって、放射効果、減衰効果、サイト効果を合わせ、観測値と比較すると、以下のようになることがわかる。
・放射効果の成分が経験係数であるαの基本要因である。
・放射効果の理論値は、接面ではＰ波がゼロとなることから発散するが、観測値にはそれほど大きな値が現れない。それは、断層モデルが、理想的なダブルカップル震源でないこと、反射、屈折などの波動伝搬での現象が存在すること、などによるものと推測される。
・推定値を射出方向の周りで平均化した値を使うことで、観測値とかなり相関の高い結果が得られるが、大きな残差が残る。 In calculating the α coefficient, the radiation effect, attenuation effect, and site effect are combined and compared with the observed values, and it is found that the results are as follows.
・ The component of the radiation effect is the basic factor of α, which is the empirical coefficient.
-The theoretical value of the radiation effect diverges because the P wave becomes zero at the contact surface, but the observed value does not show such a large value. It is presumed that this is because the fault model is not an ideal double-couple hypocenter, and there are phenomena in wave propagation such as reflection and refraction.
-By using the value obtained by averaging the estimated value around the injection direction, a result with a high correlation with the observed value can be obtained, but a large residual remains.

以上のような知見に基づいて、本発明に係る地震警報システム１のα係数の算出にあたっては、これまでの経線方位方向の減衰を表現している減衰係数Ｑに加えて、新たに横方向（transversal）の減衰係数Ｑ_tを導入することで解決する。 Based on the above findings, in calculating the α coefficient of the earthquake warning system 1 according to the present invention, in addition to the damping coefficient Q expressing the damping in the longitudinal direction direction, a new lateral direction ( This is solved by introducing the attenuation coefficient Q _t of transversal).

この横方向減衰効果による寄与分γ_trsは、Ｓ波の卓越周波数ｆ_s、Ｓ波の地震波伝搬速度Ｖ_s、そして、新たに導入した減衰係数Ｑ_tを用いて下式（６）のように算出する。 The contribution γ _trs due to this lateral damping effect is calculated by the following equation (6) using the dominant frequency f _s of the S wave, the seismic wave propagation velocity V _s of the S wave, and the newly introduced damping coefficient Q _t . calculate.

ただし、横方向（transversal）の減衰係数Ｑ_tは、Ｓ波の減衰係数Ｑ_sとの相関があるものと仮定できるので、 However, since it can be assumed that the transversal attenuation coefficient Q _t has a correlation with the S wave attenuation coefficient Q _s .

として定義する。ここで、ｎは実数である。 Defined as. Here, n is a real number.

本発明に係る地震警報システム１においては、以上のような、式（１）乃至式（７）を用いて、α係数を算出するようにしている。式（１）乃至式（７）において、未知数は、Ｐ波、Ｓ波それぞれの地震波伝搬速度Ｖ_p、Ｖ_s、及び、Ｐ波、Ｓ波それぞれの卓越周波数ｆ_p、ｆ_s、及び、Ｐ波、Ｓ波それぞれの減衰係数Ｑ_p、Ｑ_s、及び、Ｐ波、Ｓ波それぞれの地盤増幅率β_p、β_s、及び式（７）中のｎである。 In the earthquake warning system 1 according to the present invention, the α coefficient is calculated by using the above equations (1) to (7). In equations (1) to (7), the unknowns are the seismic wave propagation velocities V _p and V _s of the P wave and S wave, respectively, and the predominant frequencies f _p , f _s , and P of the P wave and S wave, respectively. The attenuation coefficients Q _p and Q _s of the wave and the S wave, respectively, and the ground amplification factors β _p and β _s of the P wave and the S wave, respectively, and n in the equation (7).

本発明に係る地震警報システム１におけるα係数の算出においては、例えば、エリア１で発生した過去の地震ｓ₁₁、ｓ₁₂、ｓ₁₃、ｓ₁₄、ｓ₁₅、ｓ₁₆、・・・・における経験係数であるα₁₁、α₁₂、α₁₃、α₁₄、α₁₅、α₁₆、・・・・の全ての値が説明できるように、例えば最小二乗法などを用いてパラメーターフィッティングを行い、前記各未知数を規定する。これにより、より精度が高いα係数を算出することが可能となる。 In the calculation of the α coefficient in the earthquake warning system 1 according to the present invention, for example, the experience in the past earthquakes _s11 , _s12 , _s13 , _s14 , _s15 , _s16 , ... Parameter fitting is performed using, for example, the least squares method so that all the values of the coefficients α ₁₁ , α ₁₂ , α ₁₃ , α ₁₄ , α ₁₅ , α ₁₆ , ..., Etc. can be explained. Define the unknown. This makes it possible to calculate the α coefficient with higher accuracy.

１・・・地震警報システム
１０１・・・第１地震計
１０２・・・第２地震計
１０３・・・第３地震計
１１０・・・データ処理部
１２０・・・記憶部
１３０・・・報知部
１５０・・・通信部
Ｎ・・・ネットワーク 1 ... Earthquake warning system 101 ... 1st seismograph 102 ... 2nd seismograph 103 ... 3rd seismograph 110 ... Data processing unit 120 ... Storage unit 130 ... Notification unit 150 ... Communication unit N ... Network

Claims

An earthquake warning system that calculates the maximum acceleration of the S wave by multiplying the maximum acceleration of the P wave of the generated earthquake by the coefficient α, and executes processing to respond to the earthquake according to the calculated maximum acceleration of the S wave. In
An earthquake warning system characterized in that the coefficient α is calculated based on the following equations (1) and (2) .

However,
γ _rad : Contribution of radiation effect to the coefficient γ that determines the coefficient α
γ _dis : Contribution of damping effect to the coefficient γ that determines the coefficient α
γ _sit : Contribution of the site effect to the coefficient γ that determines the coefficient α
γ _trs : Contribution of lateral damping effect to the coefficient γ that determines the coefficient α
Is.