JPH10123258A - Method for measuring magnitude of seismic motion - Google Patents

Method for measuring magnitude of seismic motion

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JPH10123258A
JPH10123258A JP27669096A JP27669096A JPH10123258A JP H10123258 A JPH10123258 A JP H10123258A JP 27669096 A JP27669096 A JP 27669096A JP 27669096 A JP27669096 A JP 27669096A JP H10123258 A JPH10123258 A JP H10123258A
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acceleration
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健一 小金丸
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Hiroyuki Furukawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify and stabilize processing operation by performing SI value calculating operation repeatedly while shifting the range of a time series data by a second set time. SOLUTION: Calculation is started at an appropriate moment of time R irrespective of an earthquake generating moment of time S or a settling moment of time E. An SI value is calculated, at first, using a time series data in the range of time T from the moment of time R to a moment of time T, from a moment of time Δt to a moment of time T+Δt upon elapsing the time Δt after the moment of time R, and from a moment of time 2Δt to a moment of time T+2Δt upon elapsing another time Δt. Similarly, SI value is calculated every time when the time Δt elapses using a time series data in the range of time T starting from that moment of time. Since a similar processing can be continued from an appropriate moment of time, e.g. a moment of time for recording an acceleration data, irrespective of occurrence or ending of earthquake without requiring any switching of operation mode, the operation is not complicated and a stable operation can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は制御用地震計等に利
用する地震動強度測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic intensity measurement method used for a control seismometer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】地震が発生した場合に、その強度に応じ
て各種のシステムを制御して、被害の拡大や二次災害の
発生を防止するための装置として制御用地震計があり、
制御用地震計は交通機関、都市ガス、電力、水道等の各
種施設等において、大地震時における自動緊急停止装置
に組み入れられて利用されている。
2. Description of the Related Art In the event of an earthquake, there is a control seismometer as a device for controlling various systems according to the intensity of the earthquake to prevent the spread of damage and the occurrence of secondary disasters.
2. Description of the Related Art A control seismometer is used in various facilities such as transportation, city gas, electric power, and water supply by being incorporated in an automatic emergency stop device at the time of a large earthquake.

【0003】このような制御用地震計においては構造物
の被害の程度と相関の高い制御を行うためにSI値を地
震動の強度の尺度として計測する方法が提案され、そし
て実施されている。(例えば、特開昭62−12884
号公報、特開昭62−12884号公報、特開昭62−
12884号公報、特開昭62−12885号公報、特
開昭62−12886号公報、特開平6−214040
号公報、特開平8−36062号公報等を参照のこ
と。)
In such a control seismometer, a method of measuring the SI value as a measure of the intensity of earthquake motion has been proposed and implemented in order to perform control having a high correlation with the degree of damage to the structure. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-12884
JP, JP-A-62-12884, JP-A-62-12884
No. 12884, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-12885, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-12886, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-214040
See JP-A-8-36062 and JP-A-8-36062. )

【0004】このような方法において、SI値は、地震
計により計測される地震動の加速度波形を1自由度振動
系の運動方程式を満たす演算部に入力して速度応答を求
め、速度応答の最大値のスペクトル、即ち、速度応答ス
ペクトルSvから所定の演算を行って算出しており、こ
れらはリアルタイム計算により行っている。
In such a method, the SI value is obtained by inputting an acceleration waveform of a seismic motion measured by a seismometer into an arithmetic unit that satisfies the equation of motion of a one-degree-of-freedom vibration system to obtain a speed response, and obtaining a maximum value of the speed response. , Ie, the velocity response spectrum Sv, and is calculated by performing a predetermined calculation, and these are performed by real-time calculation.

【0005】そこで、従来のリアルタイム計算の方法を
図9について説明する。図中、上段は地震の加速度の時
系列データの例を示すもので、この方法では、加速度
に、地震発生トリガーとしてのしきい値と地震収束トリ
ガーとしてのしきい値を設定し、これらのトリガーによ
り演算処理装置の動作モードを切り換えて所定の演算処
理を行わせる構成としている。即ち、地震計で計測した
加速度が地震発生トリガーを超過した時点で演算処理装
置を計算モードに切り換えて計算を開始し、地震収束ト
リガーを超過した時点で計算を終了し、演算処理装置を
監視モードに切り換える。
A conventional real-time calculation method will be described with reference to FIG. In the figure, the upper part shows an example of time series data of the acceleration of the earthquake. In this method, a threshold value is set for the acceleration as a trigger for earthquake occurrence and a threshold value for a trigger for earthquake convergence. , The operation mode of the arithmetic processing device is switched to perform predetermined arithmetic processing. That is, when the acceleration measured by the seismometer exceeds the earthquake occurrence trigger, the arithmetic processing device is switched to the calculation mode to start the calculation, and when the earthquake convergence trigger is exceeded, the calculation ends, and the arithmetic processing device is set to the monitoring mode. Switch to.

【0006】計算モードにおける計算は、図中の下段に
示すように行う。即ち、加速度が地震発生トリガーを超
過し、演算処理装置が計算モードになった後は、ある時
間間隔Δt(秒)が経過する毎に、地震発生直後、即ち
t=0の時点まで遡り、この時点から現在の時点までの
加速度データにより計算を行う。例えば、計算を開始し
た時点t=0からΔt経過した時点t=Δtでは、時点
t=0からΔtまでの加速度データにより計算を行い、
更にΔt経過した時点t=2Δtでは、時点t=0から
2Δtまでの時間2Δtの加速度データにより計算を行
う。このようにしてある時間間隔Δt(秒)が経過する
毎に計算を行い、地震収束トリガーを超過した場合に
は、時点t=0から超過した時点までの時間Tの加速度
データによりSI値の計算を行う。
The calculation in the calculation mode is performed as shown in the lower part of the figure. That is, after the acceleration exceeds the earthquake trigger and the arithmetic processing device enters the calculation mode, every time a certain time interval Δt (second) elapses, it goes back to the time immediately after the earthquake, that is, t = 0. The calculation is performed based on the acceleration data from the time point to the current time point. For example, at the time point t = Δt when Δt has elapsed from the time point t = 0 when the calculation is started, the calculation is performed based on the acceleration data from the time point t = 0 to the time point Δt,
Further, at time t = 2Δt after Δt has elapsed, calculation is performed based on acceleration data for a time 2Δt from time t = 0 to 2Δt. In this way, the calculation is performed every time a certain time interval Δt (second) elapses, and when the earthquake convergence trigger is exceeded, the SI value is calculated from the acceleration data of the time T from the time t = 0 to the time when the trigger is exceeded. I do.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のリ
アルタイム計算方法では、地震発生トリガーと地震収束
トリガーを設定して、地震発生時と平常時で異なったモ
ードの動作を演算処理装置にさせていることと、常に地
震発生当初までデータを遡って計算をさせているので、
演算処理装置が非常に複雑な動作をしている。また、一
つの地震のSI値を演算するためには、発生から終了ま
での全地震データをメモリーに記憶させる必要があるた
め多量のメモリーが必要である。そこで本発明は、この
ような課題を解決することを目的とするものである。
In the conventional real-time calculation method as described above, an earthquake trigger and an earthquake convergence trigger are set, and the operation of a different mode between the time of the earthquake and the normal time is performed by the arithmetic processing device. And the calculation is always retroactive to the beginning of the earthquake,
The arithmetic processing unit is performing a very complicated operation. Further, in order to calculate the SI value of one earthquake, it is necessary to store all the earthquake data from the occurrence to the end in a memory, so that a large amount of memory is required. Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、地震計から連続して出力される加
速度のデータを順次記録し、記録したデータ中の第1の
設定時間の範囲の時系列データからSI値を算出する構
成とすると共に、第2の設定時間経過毎に、時系列デー
タの範囲を、第2の設定時間分ずらして反復的にSI値
の算出動作を行う地震動強度の測定方法を提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, acceleration data continuously output from a seismograph is sequentially recorded, and a first set time in the recorded data is recorded. The SI value is calculated from the time series data of the range, and the SI value calculation operation is repeatedly performed by shifting the range of the time series data by the second set time every time the second set time elapses. A method for measuring the intensity of earthquake motion is proposed.

【0009】また本発明では、上記の構成において、S
I値の算出を、複数方向の地震動成分の加速度信号につ
き行うことを提案する。そしてこの複数方向の地震動成
分の加速度信号は、夫々の方向に対応して設置した地震
計から得たり、または地震計が検出する水平方向2成
分、上下方向成分のうちの少なくとも2成分の加速度信
号をベクトル合成して得ることを提案する。
Further, according to the present invention, in the above configuration, S
It is proposed that the calculation of the I value be performed on the acceleration signals of the seismic motion components in a plurality of directions. The acceleration signals of the seismic motion components in the plurality of directions are obtained from seismometers installed corresponding to the respective directions, or the acceleration signals of at least two of the horizontal two components and the vertical components detected by the seismometers. Is obtained by vector synthesis.

【0010】以上の本発明によれば、演算処理装置は、
地震の発生や終了にかかわらず、加速度のデータの記録
時点等の適宜時点から同様な演算処理を継続することが
でき、動作モードの切換が不要となるため、動作が複雑
とならず、安定した動作が得られる。またSI値の算出
に使用する時系列データの範囲は、第2の設定時間の範
囲であるので、演算処理に際してデータを記憶するメモ
リーを低減できると共に計算負荷を小さくすることがで
きる。
According to the present invention described above, the arithmetic processing device comprises:
Regardless of the occurrence or termination of an earthquake, similar calculation processing can be continued from an appropriate point in time, such as the point in time when acceleration data is recorded, and there is no need to switch operation modes. Operation is obtained. Further, since the range of the time-series data used for calculating the SI value is the range of the second set time, it is possible to reduce the memory for storing the data at the time of the arithmetic processing and to reduce the calculation load.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。図1は本発明に係るリアルタイム計算
方法を概念的に示す説明図であり、また図2は本発明の
方法を適用した制御用地震計の構成の一例を概念的に示
す系統図である。まず図2において、符号1は地震計で
あり、この地震計1は複数の方向、例えば直交する水平
2方向や、この水平2方向に上下方向を加えた3方向等
に対応する加速度検出部2a,2bを備えている。これ
らの検出部2a,2bは、例えば従来と同様に夫々南北
方向,東西方向の成分の加速度を計測するように設置し
ている。また、これらの加速度検出部2a,2bで検出
した加速度は、演算処理装置3に入力され、この演算処
理装置3において、適宜の記録手段に順次記録されると
共に、後述する所定の演算処理によりSI値が算出され
る。符号4は制御部であり、この制御部4は演算処理装
置3において算出されたSI値に基づき、構造物に被害
を及ぼす可能性の高い地震発生時に各種のシステムを制
御して自動的に運転を停止させる等の安全措置を講ず
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a real-time calculation method according to the present invention, and FIG. 2 is a system diagram conceptually showing an example of a configuration of a control seismometer to which the method of the present invention is applied. First, in FIG. 2, reference numeral 1 denotes a seismometer. The seismometer 1 has an acceleration detector 2a corresponding to a plurality of directions, for example, two horizontal directions orthogonal to each other, and three directions obtained by adding the vertical direction to the two horizontal directions. , 2b. These detectors 2a and 2b are installed so as to measure the accelerations of the north-south direction and the east-west direction components, for example, as in the conventional case. The accelerations detected by the acceleration detectors 2a and 2b are input to an arithmetic processing unit 3, where the accelerations are sequentially recorded by an appropriate recording unit, and are processed by a predetermined arithmetic processing described later. A value is calculated. Reference numeral 4 denotes a control unit. The control unit 4 controls various systems based on the SI value calculated by the arithmetic processing unit 3 and automatically operates when an earthquake that is likely to damage the structure occurs. Take safety measures such as shutting down.

【0012】次に演算処理装置3における演算処理とし
てのSI値のリアルタイム計算方法を図1について説明
する。図中、上段は加速度検出部2から順次出力される
加速度の時系列データの例を示すもので、この時系列デ
ータの範囲内で、矢印で示す時点Sにおいて地震が発生
し、時点Eで収束している。上述したように従来のリア
ルタイム計算方法では、この時点Sを地震発生トリガー
によって判定して計算を開始し、時点Eを地震収束トリ
ガーによって判定して計算を終了している。しかしなが
ら本発明のリアルタイム計算方法では、これらの時点
S,Eにかかわらず計算を継続する。即ち、本発明で
は、これらの時点S,Eとは関係のない適宜の時点Rか
ら以下に説明する計算を開始して、この計算を継続す
る。時点Rは加速度の記録を開始した時点としたり、ま
たはそれ以降の適宜時点とすることができる。
Next, the real-time calculation method of the SI value in the arithmetic processing unit 3 as the arithmetic processing will be described with reference to FIG. In the figure, the upper part shows an example of time-series data of acceleration sequentially output from the acceleration detecting unit 2. Within the range of the time-series data, an earthquake occurs at a point S indicated by an arrow and converges at a point E. doing. As described above, in the conventional real-time calculation method, the calculation is started by determining the time point S by the earthquake occurrence trigger, and the calculation is completed by determining the time point E by the earthquake convergence trigger. However, in the real-time calculation method of the present invention, the calculation is continued regardless of these time points S and E. That is, in the present invention, the calculation described below is started from an appropriate time point R that is not related to these time points S and E, and this calculation is continued. The time point R may be a time point when the recording of the acceleration is started, or may be a suitable time point thereafter.

【0013】まず計算開始後の最初のSI値の計算は、
時点R(t=0)からT時間経過した時点(t=T)ま
での加速度の時系列データ、即ち、時点R(t=0)か
ら時点(t=T)までの時間Tの範囲の時系列データを
用いて行う。この時間Tは、上述した第1の設定時間に
相当する。このような計算を行う際、演算処理装置3で
は、記録された加速度のデータ中の上記範囲の時系列デ
ータをメモリーに記憶する。
First, the calculation of the first SI value after the start of the calculation is as follows.
Time series data of acceleration from time R (t = 0) to time (t = T) after a lapse of T time, that is, time range of time T from time R (t = 0) to time (t = T) This is performed using sequence data. This time T corresponds to the above-described first set time. When performing such a calculation, the arithmetic processing device 3 stores the time-series data in the above range in the recorded acceleration data in the memory.

【0014】次いで時点Rから設定した時間Δtが経過
した場合には、時点(t=Δt)からT時間経過した時
点(t=T+Δt)までの加速度の時系列データ、即
ち、時点(t=Δt)から時点(t=T+Δt)までの
時間Tの範囲の時系列データを用いてSI値の計算を行
う。この時間Δtは上述した第2の設定時間に相当す
る。
Next, when the set time Δt has elapsed from the time point R, the acceleration time series data from the time point (t = Δt) to the time point (t = T + Δt) after the elapse of T time, that is, the time point (t = Δt ) To time (t = T + Δt), the SI value is calculated using the time series data in the range of time T. This time Δt corresponds to the above-mentioned second set time.

【0015】次いで、更に時間Δtが経過した場合に
は、時点(t=2Δt)からT時間経過した時点(t=
T+2Δt)までの加速度の時系列データ、即ち、時点
(t=2Δt)から時点(t=T+2Δt)までの時間
Tの範囲の時系列データを用いてSI値の計算を行い、
以降、同様に時間Δtが経過する毎に、その時点から始
まる時間Tの範囲の時系列データを用いてSI値の計算
を行う。
Next, when the time Δt further elapses, the time T (t = 2Δt) elapses from the time (t = 2Δt).
The SI value is calculated using the time-series data of the acceleration up to (T + 2Δt), that is, the time-series data in the range of the time T from the time (t = 2Δt) to the time (t = T + 2Δt),
Thereafter, similarly, every time the time Δt elapses, the SI value is calculated using the time-series data in the range of the time T starting from that time.

【0016】以上に説明した本発明のリアルタイム計算
では、上述したとおり、演算処理装置は、地震の発生や
終了にかかわらず、加速度のデータの記録時点等の適宜
時点から同様な演算処理を継続することができ、動作モ
ードの切換が不要となるため、動作が複雑とならず、安
定した動作が得られる。またSI値の算出に使用する時
系列データの範囲は、第2の設定時間の範囲であるの
で、演算処理に際してデータを記憶するメモリーを低減
できると共に計算負荷を小さくすることができる。
In the above-described real-time calculation of the present invention, as described above, the arithmetic processing device continues the same arithmetic processing from an appropriate time, such as the time when acceleration data is recorded, regardless of the occurrence or termination of an earthquake. Since it is not necessary to switch the operation mode, the operation is not complicated, and a stable operation can be obtained. Further, since the range of the time-series data used for calculating the SI value is the range of the second set time, it is possible to reduce the memory for storing the data at the time of the arithmetic processing and to reduce the calculation load.

【0017】次に、以上述べたSI値のリアルタイム計
算における、第2の設定時間Δt経過毎の具体的な処理
の流れの例を図3の流れ図を参照して説明する。まずス
テップS1では、パラメータ、即ち、上記第1の設定時
間Tと第2の設定時間Δtを設定する。この設定は、後
述するように、SI値の計算誤差と、演算処理装置の資
源量とを勘案して適宜行うことができる。次いでステッ
プS2では、原加速度時刻の初期化、即ち、上記時点R
(t=0)に初期化して処理を開始する。次いでステッ
プS3では、上記時点Rから時間t経過した時点の加速
度を、所定のメモリーに入力する。次いでステップS4
では、ステップS3で入力した加速度αtを、固有周期
ωを有する1自由度振動系の運動方程式を満たす演算を
行って、時刻t、固有周期ωの速度応答Svtωを算出す
る。次いでステップS5では、速度応答スペクトルを計
算すると共に、ステップS6において、それまでの処理
のループで算出され、最大値として記憶されている速度
応答と比較して、今回のものの方が大きい場合には、ス
テップS6において最大値として記憶する。即ち最大値
を更新すると共に、前回のものの方が大きい場合には最
大値の更新を行わずに次のステップS7に移行する。ス
テップS7では、時刻を所定の時間間隔Δt′だけ進ま
せて、時刻t=t+Δt′としてステップS8に移行す
る。尚、このΔt′は、上記第2の設定時間のΔtとは
異なり、加速度の時系列データのサンプリング周期に相
当する。ステップS8では、以上の処理が一周期、即
ち、上記第1の設定時間Tについての処理が完了したか
否かを判定し、完了していないと判定した場合には、ス
テップS3に戻り、以降、時刻t(=t+Δt)の加速
度のデータについて、ステップS3〜S7の処理が繰り
返して行われて、速度応答スペクトルの最大値の保存が
行われる。そしてステップS8において、第1の設定時
間Tについての処理が完了したと判定した場合には、次
のステップS9に移行し、SI値の計算を行う。そして
この計算を行った後、上記第2の設定時間Δtが経過し
た後、ステップS2に移行して、ステップS2〜S9ま
での処理が反復して行われる。
Next, an example of a specific processing flow for each elapse of the second set time Δt in the above-described real-time calculation of the SI value will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S1, parameters, that is, the first set time T and the second set time Δt are set. As will be described later, this setting can be appropriately performed in consideration of the SI value calculation error and the resource amount of the arithmetic processing unit. Next, in step S2, the original acceleration time is initialized, that is, the time R
Initialize to (t = 0) and start processing. Next, in step S3, the acceleration at the time when the time t has elapsed from the time R is input to a predetermined memory. Next, step S4
Then, the acceleration α t input in step S3 is subjected to an operation that satisfies the equation of motion of a one-degree-of-freedom vibration system having a natural period ω, and a time response at time t and a natural period ω is calculated Sv t ω. Next, in step S5, the velocity response spectrum is calculated. In step S6, if the current response is larger than the velocity response calculated in the processing loop up to that and stored as the maximum value, , Is stored as the maximum value in step S6. That is, the maximum value is updated, and if the previous value is larger, the process proceeds to the next step S7 without updating the maximum value. In step S7, the time is advanced by a predetermined time interval Δt ′, and the process proceeds to step S8 as time t = t + Δt ′. Note that Δt ′ is different from Δt of the second set time and corresponds to a sampling period of time-series data of acceleration. In step S8, it is determined whether or not the above process is completed in one cycle, that is, whether the process for the first set time T is completed. If it is determined that the process is not completed, the process returns to step S3, and The processing of steps S3 to S7 is repeatedly performed on the acceleration data at time t (= t + Δt), and the maximum value of the speed response spectrum is stored. If it is determined in step S8 that the processing for the first set time T has been completed, the process proceeds to the next step S9, where the SI value is calculated. After performing the calculation, after the second set time Δt has elapsed, the process proceeds to step S2, and the processes from steps S2 to S9 are repeatedly performed.

【0018】上述したとおり、上記第1の設定時間Tと
第2の設定時間Δtは、SI値の計算誤差と、演算処理
装置の資源量とを勘案して適宜設定するもので、例え
ば、第1の設定時間T、いわば計算時間を長くした場合
には、所要メモリー及び計算量が増大するが、SI値の
精度は良くなり、逆に短くした場合には、SI値の精度
は低下するが、所要メモリー及び計算量を低減すること
ができる。このことは、第1の設定時間Tを変化させた
場合の、定義通りに求めたSI値に対する95%信頼区
間の一例を示す図4に示される。
As described above, the first set time T and the second set time Δt are appropriately set in consideration of the SI value calculation error and the resource amount of the arithmetic processing unit. When the set time T of 1, ie, the calculation time is lengthened, the required memory and the amount of calculation increase, but the accuracy of the SI value improves. Conversely, when the length is shortened, the accuracy of the SI value decreases. , The required memory and the amount of calculation can be reduced. This is shown in FIG. 4 showing an example of a 95% confidence interval for the SI value obtained as defined when the first set time T is changed.

【0019】また第2の設定時間Δt、いわば計算間隔
を短くした場合には、計算量は増大するがSI値の精度
は良くなり、逆に長くした場合には、SI値の精度は低
下するが、計算量は低減することができる。このこと
は、第2の設定時間Δtを変化させた場合の、定義通り
に求めたSI値に対する95%信頼区間の一例を示す図
5に示される。
When the second set time Δt, ie, the calculation interval, is shortened, the amount of calculation increases but the accuracy of the SI value improves. Conversely, when the calculation interval is increased, the accuracy of the SI value decreases. However, the amount of calculation can be reduced. This is shown in FIG. 5 which shows an example of a 95% confidence interval for the SI value obtained as defined when the second set time Δt is changed.

【0020】以上に説明したSI値の算出動作は、複数
方向の地震動成分の加速度信号につき行えば、これらの
SI値を比較することにより、最大SI値を確実に求め
ることができ、この場合には、方向性があるSI値の最
大値を容易に確実に求めることができ、地震計の設置方
向によって地震の被害を過小評価することを防止するこ
とができる。
If the above-described operation of calculating the SI value is performed on acceleration signals of seismic motion components in a plurality of directions, the maximum SI value can be reliably obtained by comparing these SI values. Can easily and reliably obtain the maximum value of the directional SI value, and can prevent underestimation of the damage caused by the earthquake depending on the installation direction of the seismometer.

【0021】この場合、複数方向の地震動成分の加速度
信号は、夫々の方向に対応して設置した地震計から得る
ことができるが、他の方法として、複数方向の地震動成
分の加速度信号を、地震計が検出する水平方向2成分、
上下方向成分のうちの少なくとも2成分の加速度信号を
ベクトル合成して得ることもでき、後者は、前者と比較
して、設置する地震計を必要最小限とすることができる
という利点がある。
In this case, the acceleration signals of the seismic motion components in a plurality of directions can be obtained from the seismometers installed corresponding to the respective directions. Two horizontal components detected by the meter,
The acceleration signal of at least two of the vertical components can also be obtained by vector synthesis, and the latter has an advantage that the required number of installed seismometers can be minimized as compared with the former.

【0022】図6は後者の例として、直交する水平2成
分を検出するように配置した地震計の夫々の方向の加速
度信号をベクトル合成して水平8方向の成分の加速度信
号を算出する構成の例を概念的に示すものである。勿
論、算出する成分の方向の数や、地震計により検出する
加速度の方向の数は、この他、適宜である。図6におい
て、符号13は演算処理手段であり、この演算処理手段
13は検出部12a,12bから出力される南北方向と
東西方向の振動の加速度信号を後述するようにベクトル
合成して所望方向の加速度成分を算出する構成である。
そして演算処理手段13によりベクトル合成された所望
方向の加速度成分は記憶手段14に記憶されて以降の演
算処理等に供される構成としている。上述したとおり図
示の例では、ベクトル合成により加速度成分を算出する
方向は、全方位を8等分した方向、即ち、図に示すよう
にθ=0゜,22.5゜,45゜,67.5゜,90
゜,112.5゜,135゜,157.5゜の8方向で
あり、符号15a〜15hは夫々の記憶部を示してい
る。尚、θ=0゜と90゜の方向は夫々検出部12a,
12bによる検出方向であるからベクトル合成は不要で
ある。
FIG. 6 shows, as an example of the latter, a configuration in which acceleration signals in respective directions of seismometers arranged so as to detect two orthogonal horizontal components are vector-combined to calculate acceleration signals of eight horizontal components. This is a conceptual illustration of an example. Of course, the number of directions of the components to be calculated and the number of directions of the acceleration detected by the seismometer are also appropriate. In FIG. 6, reference numeral 13 denotes arithmetic processing means. The arithmetic processing means 13 synthesizes the acceleration signals of the north-south and east-west vibrations output from the detection units 12a and 12b into a vector as described later, and This is a configuration for calculating an acceleration component.
Then, the acceleration component in the desired direction obtained by the vector synthesis by the arithmetic processing means 13 is stored in the storage means 14 and used for subsequent arithmetic processing and the like. As described above, in the illustrated example, the direction in which the acceleration component is calculated by vector synthesis is a direction obtained by dividing all directions into eight, that is, θ = 0 °, 22.5 °, 45 °, 67. 5 ゜, 90
{11, 112.5, 135, 157.5}, and reference numerals 15a to 15h indicate respective storage units. Note that the directions of θ = 0 ° and 90 ° are detected by the detection units 12a and 12a, respectively.
Since the detection direction is based on 12b, vector synthesis is unnecessary.

【0023】図7は本発明に係るベクトル合成の原理
を、θ(=22.5゜)とθ′(=135゜)の方向に
ついて説明するもので、x軸は東西方向、y軸は南北方
向に対応している。図中X,Yは、夫々、ある時点にお
いて検出部12b,12aで検出した加速度を示すもの
で、これらの加速度ベクトルをθ方向に射影して加える
ことにより、θ方向の成分の加速度を算出することがで
きる。即ち、θ方向の成分の加速度をαθとすると、こ
のαθは、αθ=Xcosθ+Ysinθの演算式により算出
される。同様に、θ′方向の成分の加速度αθは、α
θ′=Xcosθ′+Ysinθ′の演算式により算出され
る。このように、ある時点において検出部12b,12
aで検出した加速度に対して、予め設定した方向の夫々
について以上の演算を行うことにより、夫々の方向の成
分の加速度を算出することができ、これを適宜時間間隔
で連続的に行うことにより、所望方向、この例では水平
な8方向(演算の不要な2方向を含む)の加速度波形を
連続的に計測することができる。
FIG. 7 illustrates the principle of vector synthesis according to the present invention in the directions of θ (= 22.5 °) and θ ′ (= 135 °). The x-axis is east-west, and the y-axis is north-south. It corresponds to the direction. In the figure, X and Y indicate the accelerations detected by the detectors 12b and 12a at a certain point in time, respectively, and these acceleration vectors are projected and added in the θ direction to calculate the acceleration of the component in the θ direction. be able to. That is, assuming that the acceleration of the component in the θ direction is αθ, this αθ is calculated by an arithmetic expression of αθ = Xcosθ + Ysinθ. Similarly, the acceleration αθ of the component in the θ ′ direction is αα
θ ′ = Xcos θ ′ + Ysin θ ′. Thus, at a certain point in time, the detection units 12b and 12
By performing the above calculation for each of the directions set in advance with respect to the acceleration detected in a, the acceleration of the component in each direction can be calculated, and by continuously performing this at appropriate time intervals, And acceleration waveforms in desired directions, in this example, eight horizontal directions (including two directions requiring no calculation) can be continuously measured.

【0024】以上のようにして連続的に計測した8方向
の加速度成分は、上述したように、記憶手段14の各記
憶部15a〜15hを介して、以降のSI値の算出のた
めの演算処理に移行する構成とする他、このように、全
ての所望方向の加速度成分を算出した後にSI値を算出
するのではなく、各方向の加速度成分を算出する毎に、
上述した演算処理によりSI値を算出するように構成す
ることもできる。
As described above, the acceleration components in the eight directions continuously measured as described above are processed through the respective storage units 15a to 15h of the storage means 14 for the subsequent processing for calculating the SI value. As described above, instead of calculating the SI value after calculating the acceleration components in all the desired directions, every time the acceleration component in each direction is calculated,
It is also possible to configure so that the SI value is calculated by the arithmetic processing described above.

【0025】以上説明したように、ベクトル合成により
算出して連続的に計測する地震動成分の方向は、上述し
た水平8方向とする他、その数を適宜増減することがで
き、増加させれば演算処理に要する資源及び時間が大と
なるが、この場合には算出したSI値の最大値は、定義
通りに求めたSI値との誤差が小さくなって行くという
利点があり、また逆に減少させれば、ある程度のSI値
の誤差は許容した上で、SI値の算出に要する資源及び
時間を小さくすることができるという利点がある。尚、
図4は、計測する方向の数を変化させた場合の、定義通
りに求めたSI値に対する95%信頼区間を示すもので
ある。
As described above, the direction of the seismic motion component which is calculated and continuously measured by the vector synthesis is not limited to the above-described eight horizontal directions, and the number can be appropriately increased or decreased. Although resources and time required for processing are large, in this case, the maximum value of the calculated SI value has an advantage that an error from the SI value obtained as defined decreases, and conversely, the maximum value of the calculated SI value decreases. Then, there is an advantage that the resource and time required for calculating the SI value can be reduced while allowing an error of the SI value to some extent. still,
FIG. 4 shows a 95% confidence interval for the SI value obtained as defined when the number of directions to be measured is changed.

【0026】尚、以上の各演算処理は、単一の演算処理
手段により行うほか、複数の演算処理手段を並列処理し
て行うことができる。
The above-described arithmetic processing can be performed by a single arithmetic processing means or by performing a plurality of arithmetic processing means in parallel.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、以下
に示すような効果がある。 a.地震が発生するとトリガー超過時まで戻ってSI値
を算出する従来の方法と異なり、地震時と平常時を区別
せずに、常時同じ計算を繰り返してSI値を算出するの
で、演算処理装置の動作が簡素化され、極めて安定した
動作を保証できる。 b.各演算処理において記憶するデータ量が少ないの
で、計算負荷を小さくすることができると共に、所要メ
モリー量を低減することができる。 c.以上の動作によりSI値を求める方向を複数とする
ことにより、方向依存性があるSI値の最大値を確実に
求めることができ、地震による建造物の影響の評価精度
を向上することができる。 d.項目c.の複数の方向のSI値を求めるための、複
数方向の加速度成分の算出方法として、水平方向2成
分、上下方向成分のうちの少なくとも2成分の加速度信
号のベクトル合成の方法を適用すれば、必要最小限の地
震計により、項目c.の効果を達成することができる。
As described above, the present invention has the following effects. a. When an earthquake occurs, unlike the conventional method of calculating the SI value by returning to the time when the trigger is exceeded, the same calculation is always repeated to calculate the SI value without distinguishing between the time of the earthquake and the normal time. Can be simplified, and extremely stable operation can be guaranteed. b. Since the amount of data stored in each operation process is small, the calculation load can be reduced and the required memory amount can be reduced. c. By setting a plurality of directions for obtaining the SI value by the above operation, the maximum value of the SI value having direction dependency can be reliably obtained, and the evaluation accuracy of the influence of the building due to the earthquake can be improved. d. Item c. As a method of calculating acceleration components in a plurality of directions for obtaining SI values in a plurality of directions, a method of vector synthesis of acceleration signals of at least two components of a horizontal component and a vertical component is necessary. With a minimum seismometer, item c. The effect of can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係るリアルタイム計算方法を概念的
に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing a real-time calculation method according to the present invention.

【図2】 本発明の方法を適用した制御用地震計の構成
の一例を概念的に示す系統図である。
FIG. 2 is a system diagram conceptually showing an example of a configuration of a control seismometer to which the method of the present invention is applied.

【図3】 本発明に関する具体的な処理の流れの例を示
す流れ図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a specific processing flow relating to the present invention.

【図4】 第1の設定時間Tを変化させた場合の、定義
通りに求めたSI値に対する95%信頼区間の一例を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a 95% confidence interval with respect to an SI value obtained as defined when a first set time T is changed.

【図5】 第2の設定時間Δtを変化させた場合の、定
義通りに求めたSI値に対する95%信頼区間の一例を
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a 95% confidence interval for an SI value obtained as defined when the second set time Δt is changed.

【図6】 ベクトル合成による地震動の計測方法の一例
を示す系統図である。
FIG. 6 is a system diagram illustrating an example of a method for measuring a seismic motion by vector synthesis.

【図7】 ベクトル合成の原理を、θ(=22.5゜)
とθ′(=135゜)の方向について説明するベクトル
図である。
FIG. 7 shows the principle of vector composition as θ (= 22.5 °).
FIG. 9 is a vector diagram illustrating directions of θ and θ ′ (= 135 °).

【図8】 SI値を算出する地震動の加速度の方向の数
を変化させた場合の、定義通りに求めたSI値に対する
95%信頼区間を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a 95% confidence interval for the SI value obtained as defined when the number of directions of acceleration of the seismic motion for calculating the SI value is changed.

【図9】 SI値を求める従来のリアルタイム計算方法
の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional real-time calculation method for obtaining an SI value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 地震計 2a,2b 加速度検出部 3 演算処理装置 4 制御部 11 地震計 12a,12b 加速度検出部 13 演算処理手段 14 記憶手段 15a〜15h 記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seismometer 2a, 2b Acceleration detection part 3 Arithmetic processing unit 4 Control part 11 Seismometer 12a, 12b Acceleration detection part 13 Arithmetic processing means 14 Storage means 15a-15h Storage part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簗田 貴 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社本社内 (72)発明者 古川 洋之 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社本社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Yanada 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Yamatake Ha Newel Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Furukawa 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Yamatake Honeywell Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地震計から連続して出力される加速度の
データを順次記録し、記録したデータ中の第1の設定時
間の範囲の時系列データからSI値を算出する構成とす
ると共に、第2の設定時間経過毎に、時系列データの範
囲を、第2の設定時間分ずらして反復的にSI値の算出
動作を行うことを特徴とする地震動強度の測定方法。
1. An apparatus for sequentially recording acceleration data continuously output from a seismometer and calculating an SI value from time-series data in a first set time range in the recorded data. 2. A method for measuring an intensity of seismic motion, wherein an SI value calculation operation is repeatedly performed by shifting a range of time-series data by a second set time every time the set time elapses.
【請求項2】 SI値の算出を、複数方向の地震動成分
の加速度信号につき行うことを特徴とする請求項1記載
の地震動強度の測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the calculation of the SI value is performed on acceleration signals of the seismic motion components in a plurality of directions.
【請求項3】 複数方向の地震動成分の加速度信号は、
夫々の方向に対応して設置した地震計から得ることを特
徴とする請求項2記載の地震動強度の測定方法。
3. An acceleration signal of a seismic motion component in a plurality of directions,
3. The method of measuring seismic intensity according to claim 2, wherein the method is obtained from seismometers installed corresponding to the respective directions.
【請求項4】 複数方向の地震動成分の加速度信号は、
地震計が検出する水平方向2成分、上下方向成分のうち
の少なくとも2成分の加速度信号をベクトル合成して得
ることを特徴とする請求項2記載の地震動強度の測定方
法。
4. An acceleration signal of a seismic motion component in a plurality of directions,
3. The method according to claim 2, wherein the acceleration signal of at least two of the two horizontal components and the vertical component detected by the seismograph is obtained by vector synthesis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013242173A (en) * 2012-05-18 2013-12-05 Taisei Corp Earthquake vibration convergence determination system
JP2014232077A (en) * 2013-05-30 2014-12-11 パナソニック株式会社 Gas shut-off device
JP2016205920A (en) * 2015-04-20 2016-12-08 株式会社ミツトヨ Earthquake intensity value calculation system and earthquake intensity calculation method

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