JP7282306B2 - 地震観測装置、地震観測方法および地震観測プログラム - Google Patents
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Description
また特許文献2には、災害に関する情報を受信して警告音を出力する通信装置が記載されている。この通信装置は、災害に関する情報を受信した後、所定の時間の間キー操作が無い場合に、警告音を出力する。
図1は、実施形態に係る地震観測システムの構成例を示す概略ブロック図である。図1に示すように、地震観測システム100は、センサ210-1~210-N(Nは、N≧2の整数)と、地震観測装置110とを備える。地震観測装置110は、通信部120と、記憶部180と、制御部190とを備える。記憶部180は、モデル記憶部181を備える。制御部190は、事象判定部191と、事象発生判定部192と、事象種類判定部193とを備える。
センサ210-1~210-Nの各々は、地面の動きに関する状態量を測定するセンサである。センサ210-1~210-Nには、異なる種類のセンサが含まれる。特に、センサ210-1~210-Nには、水圧計、微差圧計、地震計および広帯域地震計が含まれる。
センサ210-1~210-Nを総称してセンサ210と表記する。
微差圧計は水圧計の一種であり海底など水中に設置される。微差圧計は、圧力の差を測る示差圧計のうち、微小な圧力(例えば、500ニュートン毎平方メートル(N/m2)以下)を測定可能なセンサである。地震観測システム100では、微差圧計は、微小な振動を測定可能なセンサとして用いられる。
以下では、一般の水圧計(微差圧計以外の水圧計)を単に水圧計と称する。また、一般の水圧計および微差圧計など、水圧を測定するセンサを水圧計と総称する。特に区別が必要な場合は、一般の水圧計を一般水圧計と称する。
また、一般の地震計および広帯域地震計など、地震等の振動を測定するセンサを地震計と総称する。特に区別が必要な場合は、一般の地震計を一般地震計と称する。
広帯域地震計は、比較的広い周波数の振動を測定可能なセンサである。地震観測システム100では、広帯域振動計は、特に比較的低周波の振動に対する感度のよい地震計として用いられる。
1つの観測点に、種類の異なる複数のセンサ210が設置されていてもよい。
水圧計が設置される観測点は、例えば海底など水中に設けられる。
個々の観測点を単独観測点とも称する。
地震観測装置110は、地震計のセンサ測定値と水圧計のセンサ測定値とを用いてP波(Primary Wave)とS波(Secondary Wave)とを区別する。
海底地すべりは、海底地形が変化する場合に生じる場合がある。また、海底地すべりと共に津波が生じる場合がある。海底地すべりを発見してその地域を調査することで、海底地形の変形や津波の発生についての研究が進むことが期待される。
センサ210は図1のセンサ210と同じであり、図1の場合と同一の符号(210)を付して、ここでは説明を省略する。
地震処理装置230、津波処理装置250およびデータサーバ装置240は、例えばワークステーションまたはメインフレーム等のコンピュータを用いて構成される。
地震処理装置230は、センサ210による測定データに基づいて地震発生の有無を判定する。地震が発生したと判定した場合、地震処理装置230は、震源(震源地)を推定し、推定結果を津波処理装置250からの津波情報と共に通知先へ通知する。ここでの通知先は、例えば、地震解析の担当者の端末装置であってもよいし、テレビ局など地震情報を報道する機関であってもよい。
単独観測点トリガ処理部232は、センサ210による測定データに基づいて、観測点毎のトリガを判定する。
通常の振動と異なる振動の発生の有無を判定することを、トリガを判定するとも称する。
トリガの検出の有無などトリガの検出状況を示す情報をトリガ検出状況情報と称する。
また、地震など振動発生要因(振動発生要因となる事象)をイベントと称する。海底地すべり、超低周波地震は、それぞれイベントの例に該当する。
震源推定部235は、地震判定部233が地震の発生を判定した場合に、相検測部234の検測結果に基づいて、震源地を推定する。震源地の推定方法として、既存の方法を用いるようにしてもよい。
通知処理部236は、地震判定部233が地震の発生を判定した場合に、震源推定部235が推定する震源地と、津波処理装置250が生成する津波情報とを、予め定められている通知先へ通知する。
メンテナンス端末装置262は、地震処理システム1のメンテナンス用の端末装置である。例えば、地震処理システム1の保守作業員は、メンテナンス端末装置262を用いて、データサーバ装置240が記憶しているモデルパラメータ値を更新する。また、地震処理システム1の保守作業員は、センサ210の各々が正常に動作しているかどうかをメンテナンス端末装置262を用いて確認し、必要に応じてセンサ210のメンテナンスを実施する。
具体的には、地震観測装置110が、単独観測点トリガ処理部232の機能の一部として海底地すべりの発生、および、超低周波地震の発生を検出するようにしてもよい。また、地震観測装置110が、相検測部234の機能の一部として、P波の検出およびS波の検出を行うようにしてもよい。
地震処理装置230が1つの装置として構成され、地震観測装置110と地震処理装置230の一部とが対応付けられてもよい。あるいは、地震処理装置230が、地震観測装置110を含む複数の装置として構成されていてもよい。
記憶部180は、各種データを記憶する。記憶部180は、地震観測装置110が備える記憶デバイスを用いて構成される。
事象判定部191は、複数のセンサ210からの測定データに基づいて、地面の動きに関する所定の事象の発生の有無を判定する。
事象種類判定部193は、事象発生判定部192がトリガを検出した場合に、そのトリガのイベント(振動発生要因)を検出する。
また、事象種類判定部193は、気象情報を取得して、地震以外の要因で振動が生じている場合を検出する。例えば、風が強いときに、波の影響で水圧が変化する場合がある。
そこで、事象種類判定部193が、海底に設けられた観測点について、水面における風が強いことを示す情報を取得した場合、その観測点を処理対象から除外するようにしてもよい。これにより、地震以外の要因による振動を地震によるものと誤判定する可能性を低減させることができる。
事象種類判定部193が気象情報を取得する情報源は特定のものに限定されない。例えば、観測点に気象センサ(風速など気象情報を測定し出力するセンサ)が設けられ、事象種類判定部193が、この気象センサから気象情報を取得するようにしてもよい。
さらに、事象種類判定部193は、地震波が後続波か否かを判定する。ここでいう後続波は、地震波が観測点に到達した後、その地震波が地表にてさらに地震波を生じさせるなど、先行して到達した地震波に起因してさらに生じる地震波である。
図3に示すように、モデル生成装置300は、機械学習データ生成部310と、P波検測学習部321と、S波検測学習部322と、後続波学習部323と、長周期イベント学習部324と、気象情報判別学習部325とを備える。
モデル生成装置300は、機械学習を実行して、制御部190の各部の処理に用いられるモデルを生成する。モデル生成装置300は、例えばワークステーションまたはメインフレーム等のコンピュータを用いて構成される。
具体的には、機械学習データ生成部310は、P波の検出のための学習データとして、地震計による測定データおよびハイドロホン(水圧計)による測定データをモデルへの入力とし、P波の検測結果を正解データとする学習データを生成する。
また、機械学習データ生成部310は、S波の検出のための学習データとして、地震計による測定データおよびハイドロホンによる測定データをモデルへの入力とし、S波の検測結果を正解データとする学習データを生成する。
また、機械学習データ生成部310は、後続波の検出のための学習データとして、地震計による測定データおよびハイドロホン(水圧計)による測定データをモデルへの入力とし、先行波と後続波との判別結果のデータを正解データとする学習データを生成する。
また、機械学習データ生成部310は、超低周波地震の検出のための学習データとして、通常地震計による測定データおよび広帯域地震計による測定データをモデルへの入力とし、超低周波地震の解析結果のデータを正解データとする学習データを生成する。
S波検測学習部322は、機械学習データ生成部310からの学習データを用いてS波の検出を機械学習する。S波検測学習部322の機械学習で得られる学習済みモデルを、S波検測モデルと称する。S波検測モデルは、事象種類判定部193がS波を検出するために用いられる。
長周期イベント学習部324は、機械学習データ生成部310からの学習データを用いて海底地すべりの検出、および、超低周波地震の検出を機械学習する。長周期イベント学習部324の機械学習で得られる学習済みモデルを、複数センサ長周期イベントモデルと称する。複数センサ長周期イベントモデルは、事象種類判定部193が海底地すべりおよび超低周波地震を検出するために用いられる。
長周期イベント学習部324が、複数センサ長周期イベントモデルとして、海底地すべりの検出用のモデルと、超低周波地震の検出用のモデルとをそれぞれ生成するようにしてもよい。あるいは、長周期イベント学習部324が、海底地すべりの検出と超低周波地震の検出とに共通の1つの複数センサ長周期イベントモデルを生成するようにしてもよい。
地震観測装置110によれば、複数のセンサからの地面の動きに関する異なる種類の状態量を用いることで、地震に関する情報を比較的多く得られる。
これにより、地震観測装置110は、P波とS波とを誤って判定し、震源地の推定精度が低下してしまう可能性、あるいは震源地を推定できない可能性を低減させることができる。
事象判定部191は、海底地すべりの発生の有無を判定する。
地震観測装置110は、水圧計の測定データと微差圧計の測定データとを用いることで、海底地すべりの発生を検出することができる。海底地すべりの発生を検出することで、例えば、津波の発生に関する研究や、海底地形変動の研究に役立てることができる。
図4は、最小の構成の実施形態に係る地震観測装置を示す図である。図4に示すように、地震観測装置400は、データ取得部401と、事象判定部402とを備える。
かかる構成で、データ取得部401は、地面の動きに関する異なる種類の状態量を測定する複数のセンサのそれぞれから、測定データを取得する。事象判定部402は、複数のセンサからの測定データに基づいて、地面の動きに関する所定の事象の発生の有無を判定する。
地震観測装置400によれば、複数のセンサからの地面の動きに関する異なる種類の状態量を用いることで、地震に関する情報を比較的多く得られる。
図5の処理は、地面の動きに関する異なる種類の状態量を測定する複数のセンサから、それぞれ測定データを取得するデータ取得工程(ステップS11)と、複数のセンサからの測定データに基づいて、地面の動きに関する所定の事象の発生の有無を判定する事象判定工程(ステップS12)とを含む。
図5の処理によれば、複数のセンサからの地面の動きに関する異なる種類の状態量を用いることで、地震に関する情報を比較的多く得られる。
図6に示す構成で、コンピュータ700は、CPU(Central Processing Unit)710と、主記憶装置720と、補助記憶装置730と、インタフェース740とを備える。
上記の地震観測装置110、地震処理装置230、モデル生成装置300および地震観測装置400のうち何れか1つ以上が、コンピュータ700に実装されてもよい。その場合、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置730に記憶されている。CPU710は、プログラムを補助記憶装置730から読み出して主記憶装置720に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU710は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。
また、CPU710は、プログラムに従って、記憶部180およびその各部に対応する記憶領域を主記憶装置720に確保する。通信部120が行う通信は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。
データ取得部401が行うデータの取得は、インタフェース740が通信機能を有し、CPU710の制御に従って通信を行うことで実行される。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
100 地震観測システム
210 センサ
110、400 地震観測装置
120 通信部
180 記憶部
181 モデル記憶部
190 制御部
191、402 事象判定部
192 事象発生判定部
193 事象種類判定部
220 センサデータ収集装置
230 地震処理装置
231 受信部
232 単独観測点トリガ処理部
233 地震判定部
234 相検測部
235 震源推定部
236 通知処理部
240 データサーバ装置
250 津波処理装置
261 リアルタイム表示端末装置
262 メンテナンス端末装置
263 対話型処理端末装置
300 モデル生成装置
310 機械学習データ生成部
321 P波検測学習部
322 S波検測学習部
323 後続波学習部
324 長周期イベント学習部
325 気象情報判別学習部
401 データ取得部
Claims (4)
- 水圧計の測定データおよび地震計の測定データを取得するデータ取得手段と、
前記水圧計の測定データおよび前記地震計の測定データに基づいて、P波の到来の有無、または、S波の到来の有無の少なくともいずれかを判定する事象判定手段と、
を備える地震観測装置。 - 前記データ取得手段は、水圧計の測定データおよび微差圧計の測定データを取得し、
前記事象判定手段は、海底地すべりの発生の有無を判定する
請求項1に記載の地震観測装置。 - 水圧計の測定データおよび地震計の測定データを取得し、
前記水圧計の測定データおよび前記地震計の測定データに基づいて、P波の到来の有無、または、S波の到来の有無の少なくともいずれかを判定する、
地震観測方法。 - コンピュータに、
水圧計の測定データおよび地震計の測定データを取得させ、
前記水圧計の測定データおよび前記地震計の測定データに基づいて、P波の到来の有無、または、S波の到来の有無の少なくともいずれかを判定させる、
地震観測プログラム。
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