JPH1184017A - 地震被害推定装置及びその実施プログラムを記録した媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震被害の推定精度を向上することが可能な
技術を提供する。 【解決手段】 発生した地震の震源情報と地域毎の地形
及び表層地質に関する地理情報を基に基盤地震動を推定
する基盤地震動推定手段と、前記推定した基盤地震動、
地理情報及び液状化現象の発生を推定する為のパラメー
タを基に注目する地域において液状化現象が発生してい
るかどうかを推定する液状化判別手段と、前記推定した
基盤地震動、地理情報、構造物情報及び地震被害を推定
する為のパラメータによって構造物の被害を推定する被
害推定手段と、地震発生後に収集した被害状況及び液状
化現象の有無を示す観測データと過去の地震被害調査か
ら得られた既存データとを基に作成した学習データから
一定の規則を見出して、地震被害と液状化現象の発生を
推定する為のパラメータを更新するパラメータ更新手段
とを備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、震災時におけるビ
ル、家屋、水道管路、ガス管路及び地下通信管路といっ
た構造物の被害推定を行う地震被害推定装置に関し、特
に、震災後収集される実データを利用して被害推定に用
いるパラメータを逐次更新していく地震被害推定装置に
適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】震災時には多くの構造物が被害を受ける
ことが予想され、その早期復旧の為には迅速な状況把握
が不可欠となる。つまり、地震発生後できるだけ早い時
期に、どの構造物が被害を受けたのかに関する情報を得
る必要がある。

【０００３】しかしながら、真の被害状況を得るには実
際に現場に出向いて調査を行なわなければならず、その
調査は非常に時間と労力を要するものとなる。故に、震
源位置情報、地理的条件、構造物条件、過去の被害デー
タ等、最低限の情報から被害推定を行ない、大まかな状
況を把握することが重要になる。

【０００４】特開平８−３２９０４３号公報の「地震被
害の模擬予測装置」では、任意の位置に任意の大きさで
発生した地震の被害予測が可能となる様に、震源地とメ
ッシュ状地図の各区画との間に存在する地質データに基
づいて各区画毎の加速度を演算し、加速度と建物データ
に基づいて建築構造物の被害度を演算する地震被害模擬
予測装置について述べられている。

【０００５】また、過去の被害データはあくまで平均的
な統計データを与えてくれるに過ぎず、推定精度は低く
なるのが一般的である。そこで、現地調査や分布系を成
すセンサ群からの情報を基に、推定知識を逐次修正して
いくことが望ましい。

【０００６】知識の修正に関しては、特開平８−１６１
１７２号公報に記載されている「知識修正型学習システ
ム」がある。

【０００７】これは、既存知識を併用して仮事例を生成
し、仮事例と実事例の各々に重みを与えて学習事例を生
成し、学習事例から帰納的学習によって修正済知識を生
成し、未知事例に対する判別性能が最良になる様に重み
を選択するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術には次
の様な問題がある。すなわち、被害の割合を表す被害度
や被害率を推定する際に、表層地盤上での地震動との相
関式を用いている点である。

【０００９】地震計を広域にかつ無数に分散設置しない
限り表層地盤上での地震動の真の値は分からない。その
代わりに通常は、まず震源位置やマグニチュード等の震
源要素と距離減衰モデルを用いて工学基盤上での地震動
を推定し、これに表層地質の増幅率と呼ばれる表層特性
を表す係数を掛け合わせることによって表層地盤上の地
震動を推定する。

【００１０】しかしながら、表層地質の増幅率は、地理
的条件に固有な値と言われはするものの、異なる地域で
集計したデータを分析すると標準偏差が非常に大きな信
頼性の低いものとなる。よって、比較的狭い範囲で固有
の増幅率を求める必要がある。

【００１１】同様のことが液状化現象の発生を推定する
のに有用な液状化指数を算出する場合にも言える。よっ
てこれを用いて被害推定を行なっても、表層地盤上の地
震動を推定する段階で大きな誤差を含んでしまい、精度
の良い推定が困難になる。

【００１２】以上の問題を解決する為に、地震発生後入
手されるデータを用いて推定の為の既存知識を修正する
際に前記従来技術を用いる場合、既存データをルールや
決定木の形に一般概念化して既存知識として保持してい
る為、既存データ中の少数データがノイズとして無視さ
れてしまう。よって既存知識から生成される仮事例には
ノイズ除去された少数データは反映されないことにな
る。

【００１３】既存データが全ての場合をカバーしている
場合には良いが、地震被害データの様に事例が比較的少
ない分野においては、少数データであるからといってノ
イズであるとは簡単に結論付けることはできない。

【００１４】本発明の目的は、上記問題を解決し、地震
被害の推定精度を向上することが可能な技術を提供する
ことにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、地震発生後に
逐次観測される被害状況及び液状化現象の有無を示す観
測データを用いて地震被害と液状化現象の発生を推定す
る為のパラメータを動的に更新し、地震被害を推定する
ものである。

【００１６】本発明では、地震被害推定手段として一般
的な次の被害推定モデルを利用する。すなわち、表層地
盤上での地震動は工学基盤上の地震動に比例し、その増
幅率は表層地質に依存するというモデルを用いる。

【００１７】また、被害率の対数は表層地盤上の最大速
度の一次関数であり、液状化指数は表層地盤上の最大加
速度の一次関数である。このとき、被害率の対数や液状
化指数は工学基盤上の地震動の一次関数でもあることを
利用する。

【００１８】つまり、逐次観測される被害率や液状化状
態を加味しながら推定式のパラメータを修正すると、表
層地質の増幅率を動的に推定することができる。

【００１９】以上の作用を引き出す為に、液状化検知部
と、震源推定装置と、被害情報収集部とを有し、コンピ
ュータとコンピュータ読み取り可能な記録媒体とを備え
るシステム構成とする。

【００２０】記録媒体には、液状化検知部である液状化
センサや被害情報収集部から得られる観測データと、過
去の被害データや液状化データを集めた既存データと、
観測データと既存データを混合して作られる学習データ
と、地震被害と液状化現象の発生を推定する為の推定テ
ーブルと、地理データベースと、構造物データベースと
を記録する。

【００２１】また、記録媒体には、震源推定装置から得
られる震源情報と地理データベースを基に距離減衰モデ
ルに従って基盤地震動を推定する基盤地震動推定手段
と、基盤地震動と地理データベースに基づき液状化現象
の発生を判別する液状化判別手段と、基盤地震動と地理
データベースと構造物データベースに基づき構造物被害
を推定する被害推定手段と、前記推定テーブル中のパラ
メータを更新するパラメータ更新手段とを実行させる為
のプログラムを記録しておく。

【００２２】推定テーブルは、地理情報と構造物情報ま
たは液状化指数とによって特徴付けられた詳細グループ
と、地理情報を考慮しない平均グループを有し、各グル
ープは工学基盤上の地震動に基づく地震被害と液状化現
象の発生を推定する為のパラメータを有する。

【００２３】パラメータ更新手段は、被害情報収集部か
ら得られた実際の被害率を観測データに保存し、観測デ
ータが属する詳細グループで地震被害を推定する為のパ
ラメータを決定し、観測データが属する平均グループで
地震被害を推定する為のパラメータを決定し、地震動に
関する係数の比をとり、観測データと同じ地理属性に分
類される詳細グループに対して係数比に従って地震被害
と液状化現象の発生を推定する為のパラメータを修正す
る。

【００２４】更にパラメータ更新手段は、液状化センサ
からの情報により液状化メッシュを判定し、液状化判定
結果から液状化指数を推定して観測データに保存し、観
測データが属する詳細グループで液状化現象の発生を推
定する為のパラメータを決定し、観測データが属する平
均グループで液状化現象の発生を推定する為のパラメー
タを決定し、地震動に関する係数の比をとり、観測デー
タと同じ地理属性に分類される詳細グループに対して係
数比に従って地震被害を推定する為のパラメータを修正
する。

【００２５】更にパラメータ更新手段は、与えられた推
定式で示される関数からの距離が既定値以下の既存デー
タを収集し、既存データと観測データとを混合して学習
データとし、学習データを基に地震被害と液状化現象の
発生を推定する為のパラメータを修正する。

【００２６】被害推定手段は、全ての構造物に関して被
害率の総和を取り、被害率の総和を整数に変換し、構造
物がそれぞれ持つ被害率に按分比例して整数に変換され
た被害率を各構造物の被害率として割り振る。

【００２７】以上の様に、本発明の地震被害推定装置に
よれば、現地調査によって刻々収集される被害状況及び
液状化現象の有無を示す観測データを基に地震被害と液
状化現象の発生を推定する為のパラメータを更新するの
で、地震被害の推定精度を向上することが可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、地震発生による配水管路
の被害を推定する一実施形態の地震被害推定装置につい
て説明する。

【００２９】図１は、本実施形態の地震被害推定装置１
３０の概略構成を示す図である。図１に示す様に本実施
形態の地震被害推定システムは、液状化センサ１０１
と、震源推定装置１０２と、被害情報収集部１０３と、
通信装置１０４と、地震被害推定装置１３０とを有して
いる。

【００３０】液状化センサ１０１は、安田ら「１９９２
年２月２日の地震による液状化センサーの記録」土木学
会第４７回年次学術講演会（平成４年９月）ｐｐ．２８
４―２８５で報告されている様な液状化現象の発生を検
知する装置である。震源推定装置１０２は、震源位置、
マグニチュード及び震源深さといった震源情報を入手
し、例えば地震計から得られた地震動波形を解析するこ
とによって震源要素を推定する装置である。被害情報収
集部１０３は、現場復旧作業員からの報告や住民からの
通報により実際の配水管路被害状況を収集し、通信装置
１０４を経由して観測データ１０９に被害状況を書き込
むモバイルＰＣである。

【００３１】通信装置１０４は、液状化センサ１０１、
震源推定装置１０２及び被害情報収集部１０３と地震被
害推定装置１３０との間で通信を行う装置である。地震
被害推定装置１３０は、配水管路の被害推定を行う装置
である。

【００３２】本実施形態の地震被害推定装置１３０は、
ＣＰＵ１３１と、ＲＡＭ１３２と、ハードディスク装置
１０５と、フロッピィディスク装置１３３と、ＭＯディ
スク装置１３４と、ＤＶＤ装置１３５と、表示装置１０
８とを有している。

【００３３】ＣＰＵ１３１は、地震被害推定装置１３０
全体の動作を制御して配水管路の被害推定を実行する制
御装置である。ＲＡＭ１３２は、地震被害推定処理プロ
グラム１０７を含む各種プログラムをロードする記憶装
置である。ハードディスク装置１０５は、地震被害推定
処理プログラム１０７を含む各種プログラムや各種デー
タを磁気ディスクに格納する記憶装置である。

【００３４】フロッピィディスク装置１３３は、地震被
害推定処理プログラム１０７を含む各種プログラムや各
種データが記録されたフロッピィディスクの読み書きを
行う装置である。ＭＯディスク装置１３４は、地震被害
推定処理プログラム１０７を含む各種プログラムや各種
データが記録されたＭＯディスク（光磁気ディスク）の
読み書きを行う装置である。ＤＶＤ装置１３５は、地震
被害推定処理プログラム１０７を含む各種プログラムや
各種データが記録されたＤＶＤ（ディジタルビデオディ
スク）の読み書きを行う装置である。表示装置１０８
は、地図表示制御手段１２０の処理により被害推定結果
を表示する装置である。

【００３５】本実施形態のハードディスク装置１０５
は、地震被害推定処理プログラム１０７と、観測データ
１０９と、既存データ１１０と、学習データ１１１と、
推定テーブル１１２と、地理データベース１１３と、管
路データベース１１４とを有している。

【００３６】地震被害推定処理プログラム１０７は、Ｒ
ＡＭ１３２に記憶され、ＣＰＵ１３１によって配水管路
の被害推定を行う処理部で、基盤地震動推定手段１１
５、液状化判別手段１１６、被害推定手段１１７、パラ
メータ更新手段１１９、地図表示制御手段１２０を実行
し、ハードディスク装置１０５、通信装置１０４、表示
装置１０８に対して情報を入出力する処理部である。観
測データ１０９は、被害情報収集部１０３により収集さ
れた配水管路被害状況を示す被害データや液状化センサ
１０１により収集された液状化現象の有無を示す液状化
データである。既存データ１１０は、過去の主要な地震
被害調査から得られた被害データや液状化データを集め
たデータである。

【００３７】学習データ１１１は、観測データ１０９と
既存データ１１０を基にパラメータ更新手段１１９が作
成したデータである。推定テーブル１１２は、管路被害
率及び液状化指数を算出する為のパラメータを地形、地
質及び管種等の地理情報や配水管路の材質等の管路情報
によって分類して格納するテーブルである。地理データ
ベース１１３は、地域毎の地形及び表層地質等に関する
地理情報を格納しているデータベースである。管路デー
タベース１１４は、各配水管路の敷設場所、材質、口
径、管路長及び敷設年度等の配水管路に纏わる管路情報
を格納しているデータベースである。

【００３８】本実施形態の地震被害推定処理プログラム
１０７は、基盤地震動推定手段１１５と、液状化判別手
段１１６と、被害推定手段１１７と、パラメータ更新手
段１１９と、地図表示制御手段１２０とを有している。

【００３９】基盤地震動推定手段１１５は、震源推定装
置１０２が取得した震源情報と地域毎の地形及び表層地
質に関する地理情報から工学基盤上での地震動分布を推
定する処理部である。液状化判別手段１１６は、基盤地
震動推定手段１１５によって推定した基盤地震動、地理
データベース１１３中の地理情報、推定テーブル１１２
中の液状化現象の発生を推定する為のパラメータ、ま
た、広域に１つ以上設置した液状化センサ１０１の情報
を基に注目する地域において液状化現象が発生している
かどうかを推定する処理部である。被害推定手段１１７
は、基盤地震動推定手段１１５によって推定した基盤地
震動、地理データベース１１３中の地理情報、管路デー
タベース１１４中の管路情報及び推定テーブル１１２中
の地震被害を推定する為のパラメータによって各配水管
路の管路被害率を推定する処理部である。

【００４０】パラメータ更新手段１１９は、実際の被害
状況や液状化現象の有無を示す観測データ１０９と過去
の主要な地震被害調査から得られた既存データ１１０を
基に学習データ１１１を作成し、回帰分析や帰納的学習
により学習データ１１１から一定の規則を見出して推定
テーブル１１２中の地震被害と液状化現象の発生を推定
する為のパラメータを更新する処理部である。地図表示
制御手段１２０は、地理データベース１１３や管路デー
タベース１１４から地図データ及び管網図データを取得
し、被害推定結果を管網図上に表現して表示装置１０８
に出力する処理部である。

【００４１】地震被害推定処理プログラム１０７を、基
盤地震動推定手段１１５、液状化判別手段１１６、被害
推定手段１１７、パラメータ更新手段１１９及び地図表
示制御手段１２０として機能させる為のプログラムは、
ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて実行されるもの
とする。尚、前記プログラムを記録する媒体は、ＣＤ−
ＲＯＭ以外の他の媒体でも良い。

【００４２】地理データベース１１３には、地域毎の地
形、表層地質等に関する情報が格納されており、管路デ
ータベース１１４には、各配水管路の敷設場所、材質、
口径、管路長、敷設年度等、配水管路に纏わる情報が格
納されている。よって、地理データベース１１３と管路
データベース１１４を用いることによって、注目する配
水管路の管路情報と、配水管路が敷設されている地域に
関する地理情報を得ることができる。

【００４３】図１は、本実施形態の地震被害推定装置１
３０を配水管路の被害推定に適用した場合のシステム構
成を表しており、地震被害推定装置１３０は、ＣＰＵ１
３１と、ＲＡＭ１３２と、ハードディスク装置１０５、
フロッピィディスク装置１３３、ＭＯディスク装置１３
４、ＤＶＤ装置１３５等の各種記録媒体の読み書きを行
う装置とを備えている。以下、記録媒体の読み書きを行
う装置がハードディスク装置１０５のみの場合を例にと
って説明する。

【００４４】図２は、本実施形態の推定テーブル１１２
の一例を示す図である。図２に示す様に本実施形態の推
定テーブル１１２は、詳細グループ２０１ａ、２０１
ｂ、２０１ｃ及び２０１ｄと、平均グループ２０２ａ、
２０２ｂ、２０２ｃ及び２０２ｄとを有している。

【００４５】詳細グループ２０１ａ、２０１ｂ、２０１
ｃ及び２０１ｄは、特定の地形や表面地質に対応する管
路被害率及び液状化指数を算出する為のパラメータを示
すグループである。平均グループ２０２ａ、２０２ｂ、
２０２ｃ及び２０２ｄは、管路被害率及び液状化指数を
算出する為のパラメータの平均値を示すグループであ
る。

【００４６】図２に示した推定テーブル１１２の各フィ
ールドには、配水管路が敷設されている地域の地形及び
表面地質毎に、管路被害率及び液状化指数を算出する為
のパラメータが格納される。

【００４７】また、推定テーブル１１２中の管路被害率
を算出する為のパラメータは、配水管路の材質毎に格納
される。図２に示したＤＩＰ、ＳＰ及びＶＰは配水管路
の材質を表しており、ＤＩＰはダクタイル鋳鉄、ＳＰは
鋼管、ＶＰは塩化ビニルを示している。尚、管路被害率
を算出する為のパラメータを配水管路の敷設年度や管路
形状毎に格納することとしても良い。

【００４８】次に図３のフローチャートに基づき図１の
各部の動作の一例を示す。

【００４９】図３は、本実施形態の被害推定処理の処理
手順を示すフローチャートである。地震被害想定時や地
震発生直後等、観測データ１０９が得られていない状態
では、既存データ１１０のみを学習データ１１１として
パラメータ更新手段１１９が推定テーブル１１２内のパ
ラメータ同定を行なう（ステップ３０１）。

【００５０】学習データ１１１は、数１に示す地理情報
と工学基盤上最大加速度Ａ及び液状化指数ＰＬの組と、
数２に示す管路情報と工学基盤上最大速度Ｖと管路被害
率φの組で構成される。

【００５１】

【数１】

【００５２】

【数２】

【００５３】高田ら「地震動モニタリングとライフライ
ンのリアルタイム被害推定」土木学会構造工学論文集、
Ｖｏｌ．４０Ａ（１９９４年３月）ｐｐ．１１３９―１
１４９によると、液状化指数ＰＬと工学基盤上最大加速
度Ａは、数３に示す線形関係として表せるので、数１の
形式のデータから回帰分析によってパラメータａ及びｂ
を求める。

【００５４】

【数３】

【００５５】管路被害率φと工学基盤上最大速度Ｖの関
係は数４に示す様に表すことができるので、液状化指数
の場合と同様にして、数２の形式のデータから回帰分析
を行なうことによって、パラメータα及びβを決定でき
る。

【００５６】

【数４】

【００５７】以上の様にしてパラメータ更新手段１１９
は決定したパラメータを推定テーブル１１２に格納し、
被害推定手段１１７が推定テーブル１１２を利用できる
様に準備しておく。

【００５８】本実施形態の地震被害推定装置１３０で
は、工学基盤上最大加速度Ａや工学基盤上最大速度Ｖ等
の地震動に関しては工学基盤上のもののみを用いるとこ
ろに特徴があり、通常良く行われる様に表層地盤上での
地震動に換算しない。

【００５９】次に震災後、徐々に管路被害状況が入手さ
れる状態での処理について説明する。まず震源推定装置
１０２から震源情報を入手し（ステップ３０２）、入手
した震源情報を距離減衰式に代入して工学基盤上での地
震動分布を求める（ステップ３０３）。

【００６０】Annaka、 Nozawa: "A Probabilistic Model
for Seismic Hazard Estimation in the Kanto Distri
ct" Proceedings of Ninth World Conference on Earth
quake Engineering、 Vol.II(1988)によると、工学基盤
上最大加速度Ａや工学基盤上最大速度Ｖは、マグニチュ
ードＭ、震源距離Ｒ及び震源深さＨの関数として、数５
及び数６の様に求められる。

【００６１】

【数５】

【００６２】

【数６】

【００６３】震源距離Ｒは、推定地域を小さなメッシュ
に分割し、メッシュの中心と震源位置との距離として求
められる。こうして求められた工学基盤上最大加速度Ａ
を用いて、数３によりメッシュ毎の液状化指数ＰＬを求
める。

【００６４】ここで（１）微地形が山地または段丘、
（２）建築基準法施行令による地盤種別がＩ種、（３）
液状化指数ＰＬが「５」以下の３つの条件の内、いずれ
かに該当すれば非液状化メッシュ、いずれにも該当しな
ければ液状化メッシュと判定する（ステップ３０４）。

【００６５】然る後に管路被害率を求める（ステップ３
０５）。ステップ３０５の詳細を図４に示す。

【００６６】図４は、本実施形態の管路被害率を推定す
る処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、
配水管路を識別する管路インデックスｉを初期化し（ス
テップ４０１）、現在注目する管路インデックスｉに相
当する配水管路が敷設されている地域の地理的属性を検
索する（ステップ４０２）。

【００６７】次に現在注目する管路インデックスｉに相
当する管路属性を検索し（ステップ４０３）、メッシュ
の地理的条件に適合する推定テーブル１１２の行に従っ
て、管種等の属性別に分類されている管路被害率推定式
（数４）のパラメータを検索し（ステップ４０４）、管
路インデックスｉの配水管路の管路被害率φｉを求める
（ステップ４０５）。

【００６８】管路インデックスｉの値が最終のものかど
うかチェックし（ステップ４０６）、最終でなければ管
路インデックスｉを１つ進め（ステップ４０７）、全て
の配水管路に対してステップ４０２〜ステップ４０５を
行なう。

【００６９】管路データベース１１４には、管路長に関
するデータも格納されているので、管路長ｌｉを掛け合
わせることによって、数７の様に管路インデックスｉの
配水管路の推定被害箇所数ｘｉを求めることができる。

【００７０】

【数７】

【００７１】推定結果は、地図表示制御手段１２０に渡
されて、管網図上に被害程度に応じて色分けして表示装
置１０８に表示する（ステップ３０６）。

【００７２】上記推定被害箇所数ｘｉは実数であるが、
実際の調査等では推定被害箇所数ｘｉが整数である方が
意思決定を行い易いことを考慮し、推定被害箇所数ｘｉ
を全域で総和を取り、各推定被害箇所数ｘｉに応じて比
例代表選挙等で用いられる按分比例アルゴリズムを用い
て被害箇所数を配分し、表示装置１０８において管網図
上で各配水管路の被害箇所数を表示することとしても良
い。

【００７３】前記の各推定被害箇所数ｘｉに応じて被害
箇所数を配分し管網図上で各配水管路の被害箇所数を表
示する具体例として、按分比例アルゴリズムとして有名
なクオータ法を用いた場合を図５に示す。

【００７４】図５は、本実施形態の管路被害率を被害箇
所数に変換する処理の処理手順を示すフローチャートで
ある。まず、管路インデックスｉが１〜ｎで各配水管路
の推定被害箇所数がｘ１〜ｘｎである場合、数８に示す
様に総被害数ｗを算出する（ステップ１００１）。

【００７５】

【数８】

【００７６】総被害数ｗは実数の為、小数点以下一桁目
を四捨五入して整数値に直し、整数値化された被害総数
をｕとする（ステップ１００２）。

【００７７】被害総数ｕを各配水管路の被害数に応じて
配分する際、配分被害数をｙ１〜ｙｎとすると、まず数
９に示す様に初期化し（ステップ１００３）、ｈ＝１と
する（ステップ１００４）。

【００７８】

【数９】

【００７９】数１０に示す様にｈに対して厳密な配分数
から既に配分した数を引いた数が最大となる配水管路に
対して配分被害数ｙｉを１つ増加し（ステップ１００
５）、ｈが被害総数ｕに等しいかどうかをチェックする
（ステップ１００６）。

【００８０】

【数１０】

【００８１】ｈが被害総数ｕに等しくなければｈを１つ
増加し（ステップ１００７）、ｈが被害総数ｕに等しく
なるまでステップ１００５〜ステップ１００７を繰り返
す。

【００８２】ｈが被害総数ｕに等しくなったら地図上の
管路インデックスｉの配水管路に相当する部分に配分被
害数ｙｉを表示する（ステップ１００８）。

【００８３】表示装置１０８上で管網図として表示され
ている配水管路上で被害箇所表示記号を用いて被害箇所
数を表示している表示例を図６に示す。

【００８４】図６は、本実施形態の配水管路の被害箇所
の表示例を示す図である。図６に示す様に本実施形態の
被害箇所表示は、配水管路表示１１０１と、被害箇所表
示記号１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０２ｃ及び１１０
２ｄとを有している。

【００８５】配水管路表示１１０１は、被害推定が行わ
れる水道管等の管路を示す表示である。被害箇所表示記
号１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０２ｃ及び１１０２ｄ
は、配水管路表示１１０１の被害箇所を示す記号であ
る。

【００８６】次に現場復旧作業員からの報告により、実
績管路被害数を被害情報収集部１０３から入手した場合
の処理手順を図７及び図８に示す。

【００８７】図７は、本実施形態の収集された被害箇所
のデータを基に推定テーブル１１２を更新する処理の処
理手順を示すフローチャートである。まず、被害情報収
集部１０３から入手した被害箇所数を、推定テーブル１
１２の各グループ毎の管路長で除して実績被害率Φとし
観測データ１０９に保存する（ステップ５０１）。

【００８８】以下、新たな観測データ１０９は推定テー
ブル１１２において詳細グループ２０１ａに分類された
とする。このとき、詳細グループ２０１ａでパラメータ
を更新する（ステップ５０２）。ステップ５０２の詳細
を図８に示す。

【００８９】図８は、本実施形態の観測データ１０９及
び既存データ１１０から推定テーブル１１２を更新する
処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図
８に示した処理を図解したものを図９に示す。

【００９０】図９は、本実施形態の観測データ１０９及
び既存データ１１０から推定テーブル１１２を更新する
処理の概要を示す図である。推定式直線７０１は、管路
被害率推定式により算出される管路被害率を示す直線で
ある。既存データ点７０２は、管路被害率の既存データ
１１０を示す点である。観測データ点７０３は、新たに
収集された管路被害率の観測データ１０９を示す点であ
る。

【００９１】詳細グループ２０１ａには既存の推定式直
線７０１が存在しており、これとの距離が予め設定して
おいた値δ以下の既存データ点７０２を集める（ステッ
プ６０１）。

【００９２】推定式直線７０１との距離がδ以下の既存
データ点７０２と、これまでに収集された観測データ点
７０３とを混合して学習データ１１１とし（ステップ６
０２）、ステップ３０１と同様にして回帰分析により、
数１１に示す詳細グループ２０１ａの管路被害率推定式
のパラメータα1及びβ1を更新する（ステップ６０
３）。

【００９３】

【数１１】

【００９４】同様にして同属性の配水管路に関する平均
グループ２０２ａに対してもステップ５０２と同様にし
て数１２に示すパラメータα2及びβ2を更新する（ステ
ップ５０３）。

【００９５】

【数１２】

【００９６】次に数１３に示す様に工学基盤上最大速度
Ｖの係数比を計算し（ステップ５０４）、係数比ｐに従
って地理属性として同じグループに属する詳細グループ
２０１ｂ、２０１ｃ及び２０１ｄにおける推定式のパラ
メータを更新する（ステップ５０５）。

【００９７】

【数１３】

【００９８】ステップ５０５の詳細を図１０に示す。図
１０は、本実施形態の係数比により他のパラメータを更
新する処理手順の詳細を示す図である。まず詳細グルー
プ２０１ａ以外の管路属性列、例えば詳細グループ２０
１ｂと平均グループ２０２ｂに注目する（ステップ８０
１）。

【００９９】平均グループ２０２ｂの管路被害率推定式
が数１４で示されるものとすると、係数比ｐを用いて数
１５により詳細グループ２０１ｂに対する仮推定式を作
成する（ステップ８０２）。

【０１００】

【数１４】

【０１０１】

【数１５】

【０１０２】詳細グループ２０１ｂに属する既存データ
１１０に対して、ステップ６０１〜ステップ６０３と同
様にして、仮推定式との距離がδ以下の既存データ１１
０を収集し（ステップ８０３）、観測データ１０９と混
合して学習データ１１１とし（ステップ８０４）、回帰
分析によりパラメータを更新する（ステップ８０５）。

【０１０３】ステップ８０１〜ステップ８０５を詳細グ
ループ２０１ｂ、２０１ｃ及び２０１ｄに対して行な
う。但し詳細グループ２０１ｄに対しては、数１６に示
す平均グループ２０２ｄの液状化指数推定式に対して数
１７として仮推定式を作り同様に行なう。

【０１０４】

【数１６】

【０１０５】

【数１７】

【０１０６】本実施形態の地震被害推定装置１３０で
は、管路被害に関するデータを収集することによって液
状化指数推定式も更新するところに特徴がある。

【０１０７】次に、液状化センサ１０１から液状化現象
に関する情報を得た場合のパラメータ更新手段１１９の
動作を説明する。

【０１０８】基本的には図７の処理フローに従うが、液
状化センサ１０１は液状化現象が発生したかどうかを判
定するのみで液状化指数を出力しないので、推定値を観
測データ１０９とする必要がある。

【０１０９】図１１は、本実施形態の液状化センサ１０
１からの液状化現象の有無を示す情報を基に液状化指数
を推定し既存データ１１０から推定テーブル１１２を更
新する処理の概要を示す図である。観測データ点９０１
及び９０２は、新たに推定された液状化指数の観測デー
タ１０９を示す点である。

【０１１０】図１１に示す様に、液状化指数が特定のレ
ベルＰＬ０（例えば５）以上に達したとき液状化現象が
発生する可能性がある場合、液状化現象が発生していな
いと推定されたメッシュにおいて液状化現象の発生が計
測されたとすると、観測データ点９０１の様にＰＬ０よ
りやや高い液状化指数ＰＬ０＋εを設定する。

【０１１１】反対に液状化現象が発生していると推定さ
れたメッシュにおいて液状化現象の発生が計測されなか
った場合には、観測データ点９０２の様にＰＬ０よりや
や低い値ＰＬ０−εを設定する。

【０１１２】以下の処理はステップ５０１〜ステップ５
０５と同様であり、液状化センサ１０１から液状化現象
に関する情報を得た場合には、推定された液状化指数か
ら管路被害率推定式のパラメータも更新する。

【０１１３】本実施形態の地震被害推定装置１３０で
は、液状化センサ１０１からの液状化現象の有無を示す
情報から管路被害率推定式も更新するところに特徴があ
る。

【０１１４】以上説明した様に、本実施形態の地震被害
推定装置によれば、現地調査によって刻々収集される被
害状況及び液状化現象の有無を示す観測データを基に地
震被害と液状化現象の発生を推定する為のパラメータを
更新するので、地震被害の推定精度を向上することが可
能である。

【０１１５】また、本実施形態の地震被害推定装置によ
れば、既存データ中の被害推定の精度を上げるのに有用
な部分データと逐次収集される観測データを組み合わせ
た学習データによりパラメータを更新するので、地震被
害の推定精度を向上することが可能である。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によれば、現地調査によって刻々
収集される被害状況及び液状化現象の有無を示す観測デ
ータを基に地震被害と液状化現象の発生を推定する為の
パラメータを更新するので、地震被害の推定精度を向上
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の地震被害推定装置の概略構成を示
す図である。

【図２】本実施形態の推定テーブル１１２の一例を示す
図である。

【図３】本実施形態の被害推定処理の処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】本実施形態の管路被害率を推定する処理の処理
手順を示すフローチャートである。

【図５】本実施形態の管路被害率を被害箇所数に変換す
る処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図６】本実施形態の配水管路の被害箇所の表示例を示
す図である。

【図７】本実施形態の収集された被害箇所のデータを基
に推定テーブル１１２を更新する処理の処理手順を示す
フローチャートである。

【図８】本実施形態の観測データ１０９及び既存データ
１１０から推定テーブル１１２を更新する処理の処理手
順を示すフローチャートである。

【図９】本実施形態の観測データ１０９及び既存データ
１１０から推定テーブル１１２を更新する処理の概要を
示す図である。

【図１０】本実施形態の係数比により他のパラメータを
更新する処理手順の詳細を示す図である。

【図１１】本実施形態の液状化センサ１０１からの液状
化現象の有無を示す情報を基に液状化指数を推定し既存
データ１１０から推定テーブル１１２を更新する処理の
概要を示す図である。

【符号の説明】

１０１…液状化センサ、１０２…震源推定装置、１０３
…被害情報収集部、１０４…通信装置、１３０…地震被
害推定装置、１３１…ＣＰＵ、１３２…ＲＡＭ、１０５
…ハードディスク装置、１３３…フロッピィディスク装
置、１３４…ＭＯディスク装置、１３５…ＤＶＤ装置、
１０８…表示装置、１０７…地震被害推定処理プログラ
ム、１０９…観測データ、１１０…既存データ、１１１
…学習データ、１１２…推定テーブル、１１３…地理デ
ータベース、１１４…管路データベース、１１５…基盤
地震動推定手段、１１６…液状化判別手段、１１７…被
害推定手段、１１９…パラメータ更新手段、１２０…地
図表示制御手段、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び２
０１ｄ…詳細グループ、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ
及び２０２ｄ…平均グループ、１１０１…配水管路表
示、１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０２ｃ及び１１０２
ｄ…被害箇所表示記号、７０１…推定式直線、７０２…
既存データ点、７０３…観測データ点、９０１及び９０
２…観測データ点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 和雄 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発生した地震の震源情報と地域毎の地形
   及び表層地質に関する地理情報を基に基盤地震動を推定
   する基盤地震動推定手段と、 前記推定した基盤地震動、地理情報及び液状化現象の発
   生を推定する為のパラメータを基に注目する地域におい
   て液状化現象が発生しているかどうかを推定する液状化
   判別手段と、 前記推定した基盤地震動、地理情報、構造物情報及び地
   震被害を推定する為のパラメータによって構造物の被害
   を推定する被害推定手段と、 地震発生後に収集した被害状況及び液状化現象の有無を
   示す観測データと過去の地震被害調査から得られた既存
   データとを基に作成した学習データから一定の規則を見
   出して、地震被害と液状化現象の発生を推定する為のパ
   ラメータを更新するパラメータ更新手段とを備えること
   を特徴とする地震被害推定装置。
2. 【請求項２】 地震被害と液状化現象の発生を推定する
   為のパラメータは、地理情報と構造物情報または液状化
   指数とによって特徴付けられた詳細グループと、地理情
   報を考慮しない平均グループを有することを特徴とする
   請求項１に記載された地震被害推定装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータ更新手段は、収集された
   実際の被害状況を示す観測データが属する詳細グループ
   で地震被害を推定する為のパラメータを決定し、前記観
   測データが属する平均グループで地震被害を推定する為
   のパラメータを決定し、前記決定した詳細グループと平
   均グループの地震被害を推定する為のパラメータの係数
   比をとり、前記観測データと同じ地理属性に分類される
   他の詳細グループに対して前記係数比に従って地震被害
   と液状化現象の発生を推定する為のパラメータを修正す
   ることを特徴とする請求項２に記載された地震被害推定
   装置。
4. 【請求項４】 前記パラメータ更新手段は、収集された
   実際の液状化現象の有無を示す観測データが属する詳細
   グループで液状化現象の発生を推定する為のパラメータ
   を決定し、前記観測データが属する平均グループで液状
   化現象の発生を推定する為のパラメータを決定し、前記
   決定した詳細グループと平均グループの液状化現象の発
   生を推定する為のパラメータの係数比をとり、前記観測
   データと同じ地理属性に分類される他の詳細グループに
   対して前記係数比に従って地震被害を推定する為のパラ
   メータを修正することを特徴とする請求項２に記載され
   た地震被害推定装置。
5. 【請求項５】 前記パラメータ更新手段は、与えられた
   推定式で示される関数からの距離が既定値以下の既存デ
   ータと観測データとを混合して学習データとし、学習デ
   ータを基に地震被害と液状化現象の発生を推定する為の
   パラメータを修正することを特徴とする請求項１乃至請
   求項４のいずれか１項に記載された地震被害推定装置。
6. 【請求項６】 前記被害推定手段は、全ての構造物に関
   して被害率の総和を取り、被害率の総和を整数に変換
   し、構造物がそれぞれ持つ被害率に按分比例して整数に
   変換した被害率を各構造物の被害率として配分すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記
   載された地震被害推定装置。
7. 【請求項７】 発生した地震の震源情報と地域毎の地形
   及び表層地質に関する地理情報を基に基盤地震動を推定
   する基盤地震動推定手段と、 前記推定した基盤地震動、地理情報及び液状化現象の発
   生を推定する為のパラメータを基に注目する地域におい
   て液状化現象が発生しているかどうかを推定する液状化
   判別手段と、 前記推定した基盤地震動、地理情報、構造物情報及び地
   震被害を推定する為のパラメータによって構造物の被害
   を推定する被害推定手段と、 地震発生後に収集した被害状況及び液状化現象の有無を
   示す観測データと過去の地震被害調査から得られた既存
   データとを基に作成した学習データから一定の規則を見
   出して、地震被害と液状化現象の発生を推定する為のパ
   ラメータを更新するパラメータ更新手段としてコンピュ
   ータを機能させる為のプログラムを記録したことを特徴
   とする媒体。