JPS6014316B2 - Earthquake early detection warning system - Google Patents

Earthquake early detection warning system

Info

Publication number
JPS6014316B2
JPS6014316B2 JP55088522A JP8852280A JPS6014316B2 JP S6014316 B2 JPS6014316 B2 JP S6014316B2 JP 55088522 A JP55088522 A JP 55088522A JP 8852280 A JP8852280 A JP 8852280A JP S6014316 B2 JPS6014316 B2 JP S6014316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
earthquake
detection
sensor
early detection
warning system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55088522A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5714775A (en
Inventor
豊 中村
明夫 斉藤
民雄 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP55088522A priority Critical patent/JPS6014316B2/en
Publication of JPS5714775A publication Critical patent/JPS5714775A/en
Publication of JPS6014316B2 publication Critical patent/JPS6014316B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G01V1/01

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地震を可能な限り速やかに検出して、その被害
域を推定し、真に加害性を含む地震についてのみ警報を
発生する地震早期検知警報システムに関するものである
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an earthquake early detection and warning system that detects earthquakes as quickly as possible, estimates the damage area, and issues warnings only for earthquakes that are truly harmful. .

鉄道線路上を高速度で走行している列車は、走行中に大
きな地震に遭遇すると極めて危険な状態となる。
Trains traveling at high speed on railway tracks are in an extremely dangerous situation if they encounter a large earthquake while traveling.

そのため、各鉄道の沿線には地震の発生を検知するため
の装置が配備されていて、絶えず地震の発生を監視して
いる。これまでの地震検知警報システムは、検知装置で
検知した地震の振幅値が所定の限界値(例えば水平地動
4雌al)を越えた場合に危険性のある地磯が発生した
として警報を発し、列車に対して急ブレーキを指令する
等によってその連行を一時停止させ、その後、池藤の安
全性を確認してから列車の遅行を再開するものであった
。ここで、国鉄新幹線の如く高度に集中化した連行管理
を行っている鉄道に於ては、列車司令と列車との間で授
受される情報量は膨大なものであるため、情報の韓湊に
よる誤りを防止するために列車の緊急停止の指令は該当
区間のき母を止めることによって実現している。この変
電所設備は、一旦き蚤を停止した場合、規則による安全
確認作業を実施するため短時間でき函を再開することは
困難である。従って、限界レベルを越えた池動を検出し
て変電所にき電停止を一旦脂令してしまうと、その後比
較的短時間でその地震が安全なものであることが確認さ
れた場合であっても、き竜が再開されるまでには少なか
らぬ時間を要する。従って、この限界レベルの設定に際
しては、被害発生の可能性が考えられるぎりぎりの限界
まで高い値に設定することで、危険性のない地嬢によっ
て列車の連行が中断されることを極力少なくする必要が
ある。しかしながら、列車連行の安全を確実に保証する
ためには、限界レベルの設定に際してある程度の安全率
を見込むことも必要である。そのため、この様な地震検
知警報システムに於ては、危険性の無いような地震によ
っても列車の連行が停止することはある程度さけうれな
いものであった。本発明は、地震の発生を可及的速やか
に検知し、地震を検知した場合には、その時点で得られ
ているデータに基づいて震源要素の計算とマグニチュー
ドの推定を行って、その結果から被害城を推定し、敷設
されている鉄道線路がこの被害城に含まれるか杏かによ
って加害性の有無を判断し、加害性有りと判定された場
合には直ちに該当区間のき亀を停止するなどにより列車
の連行を停止させる。
For this reason, equipment for detecting earthquakes is installed along each railway line, and they constantly monitor the occurrence of earthquakes. Conventional earthquake detection and warning systems issue a warning that a dangerous rocky area has occurred when the amplitude value of an earthquake detected by a detection device exceeds a predetermined limit value (for example, horizontal ground motion 4 female). The plan was to temporarily stop the train by ordering the train to brake suddenly, and then, after confirming Ikefuji's safety, the train would resume running late. In railways such as the Japan National Railways Shinkansen, which conducts highly centralized train management, the amount of information exchanged between the train commander and the trains is enormous, so information is To prevent mistakes, orders for emergency train stops are implemented by stopping the pumps in the relevant section. Once flea digging is stopped in this substation facility, it is difficult to restart the operation for a short period of time due to the safety confirmation work required by regulations. Therefore, once a substation is ordered to stop supplying power after detecting pond motion that exceeds the limit level, it is likely that the earthquake will be confirmed to be safe within a relatively short period of time. Even so, it will take a considerable amount of time before Kiryu is restarted. Therefore, when setting this limit level, it is necessary to set it to a high value that is as high as possible to the extent that damage may occur, thereby minimizing interruptions in train transportation due to non-dangerous land misses. There is. However, in order to reliably guarantee the safety of train entrainment, it is necessary to allow for a certain degree of safety factor when setting the limit level. Therefore, in such an earthquake detection and warning system, it is inevitable to some extent that trains will be stopped even by an earthquake that is not dangerous. The present invention detects the occurrence of an earthquake as soon as possible, and when an earthquake is detected, calculates the epicenter element and estimates the magnitude based on the data obtained at that time, and uses the results. The number of damaged castles is estimated, and whether or not the railway line being laid is included in the damaged castle or not is determined to be a cause of harm, and if it is determined that there is a cause of harm, the railway in that section is immediately stopped. etc. to stop the train from traveling.

この時点のデータからでは加害性が有ると判定されなか
った場合には、新たな入力データを取り込んで、加害性
有りとの判定がなされるか、その地震が終了してしまう
まで、前述の手順で加害性有無の判断が繰り返し行なわ
れるものであり、地愛の検知を初期微動段階の早い時期
で行い、加害性の判断も検知後の比較的早い時点で行う
ことで、余裕時間を充分にとれるようにし、これによっ
て、検知した地震が真に加害性を含むものである場合に
のみ、そして、真に加害性を含むものはもれなく警報を
発生させることができる地震早期検知警報システムを提
供するものであって、前述の如き鉄道沿線の地震検知警
報システムに適用した場合、変電所のき亀が止まって列
車が停止するのは検知した地震が真に危険性を含む場合
にのみ限られるので、運行ダイヤの乱れは最少限にくし
、止めることができ、極めて有効なものとなる。以下実
施例に基づいて詳細に説明する。第1図は本発明に於け
る検知点の配置列を示す図である。同図に於て、1は鉄
道の線路、2は線路1にき函するための変電所であり、
3はこの鉄道線路1の沿線近傍に約100物間隔で配置
された観測点、4はこの観測点3の周辺3〜5物の所に
数個所分散配置された検知点である。各変電所2は割当
てられた区間の線路1に列車連行のための電力を供給す
るものであり、隣接する変電扉所2の相互間は遠制回線
5によって結ばれていて、相互の情報交換が行われてい
る。また、第2図に示すごとく各観測点3には最寄りの
変電所2と通信回線6によって結ばれた観測点装置30
が設置されており、前述のき竜停止指令等の情報はこの
通信回線6(必要に応じて遠制回線5をも)介して観測
点装置30より該当する変電所2に送られる。各検知点
4には検知点装置40が設置されており、その各々は伝
送線路7を介して観測点装置30へ接続されて、検知点
の地敷データを観測点装置30へ送っている。ここで、
地震の発生をより早く検知するためには、地震波の伝播
速度を考慮して、センサを海底を含む地農多発地帯ない
しこれにより近い場所に設贋することが有利である。
If it is not determined that the earthquake is causing damage based on the data at this point, new input data will be imported and the process described above will be continued until the earthquake is determined to be causing damage or the earthquake ends. Judgments as to whether or not there is any potential for causing damage are made repeatedly, and by detecting ground love early in the initial tremor stage and determining whether or not it is causing any damage at a relatively early stage after detection, there is sufficient free time. This provides an earthquake early detection and warning system that can issue a warning only when the detected earthquake is truly damaging, and for all earthquakes that are truly damaging. Therefore, when applied to the earthquake detection and warning system along railway lines as described above, the substation's quake will stop and the train will stop only if the detected earthquake is truly dangerous. The disturbance of the diamond can be minimized and stopped, making it extremely effective. A detailed explanation will be given below based on examples. FIG. 1 is a diagram showing the arrangement array of detection points in the present invention. In the figure, 1 is a railway track, 2 is a substation for shipping to track 1,
Reference numeral 3 indicates observation points arranged at intervals of approximately 100 objects along the railway line 1, and reference numerals 4 indicate detection points distributed at several locations in the vicinity of this observation point 3 at 3 to 5 points. Each substation 2 supplies electric power to the track 1 in its assigned section for transporting trains, and adjacent substations 2 are connected by remote control lines 5 to exchange information between each other. is being carried out. In addition, as shown in FIG. 2, each observation point 3 has an observation point device 30 connected to the nearest substation 2 by a communication line 6.
is installed, and information such as the above-mentioned Kiryu stop command is sent from the observation point device 30 to the corresponding substation 2 via this communication line 6 (and the remote control line 5 if necessary). A detection point device 40 is installed at each detection point 4, each of which is connected to the observation point device 30 via a transmission line 7, and sends ground data of the detection point to the observation point device 30. here,
In order to detect the occurrence of an earthquake more quickly, it is advantageous to install the sensor in an agricultural area, including the ocean floor, or in a location closer to the area, taking into consideration the propagation speed of seismic waves.

この地震多発地帯は、これまでの地震活動の研究成果に
よってある程度明らかにされている。即ち、東北地方を
例にとった場合、十勝沖、三陸沖、宮城県沖、福島県沖
、鹿島灘等の海底に震源を持つものが多く、太平洋側に
集中しており、日本海側には極めてまれである。従って
、この地方の鉄道の地震対策には、例えば、八戸、宮古
、大船渡、金華山、相馬、いわき、銚子、三浦半島等、
太平洋沿岸地帯に適当な間隔で観測点3を配置すること
が有効となる。検知点4はこの様にして選定された観測
点3の周辺に5ケ所ほど設置される。これは観測データ
かる震源要素の計算をする場合、未知数として、震源の
座標×およびY、震源の深さZ、池嬢波の伝播速度v、
発藤時刻らの5つがあり、これらを求めるため、5ケ所
からのデータによって5元の連立方程式をたてる必要が
あるためである。本配置例に於ては、欠側の可能性等を
考慮して、5ケ所の検知点4を設定し、観測点3からの
ものと合せて6ケ所からの観測デー外こ塞いて震源要素
の計算を行っている。従って、経済的な理由等によって
検知点4の数を減らしたい場合には、伝播速度v、震源
の深さZの一方あるいは両方の値を予め仮定しておくこ
とで、4ケ所あるいは3ケ所からの観測データがあれば
震源要素は計算可能となり、最低2ケ所の検知点4を設
ければ一応の目的を達成することはできる。この各検知
点4は観測点3の周辺3〜5物の所に設臆される。到来
する地震波、特に縦波(以下P波)の伝播速度は地表付
近で通常8物/sec前後であり、地震波の初勤部分が
観測点3とこれに蓬らなる全ての検知点4を1〜2秒以
内で通過するため、複数個所での初動の検出を条件とす
れば誤動作、ノイズ等による誤検出を少なくできる。こ
こで、各検知点装置40と観測点装置30とを結ぶ伝送
線路7、あるいは観測点装置30と変電所2とを結ぶ通
信線路6としては、光フアィバ等も含むものであり、光
フアィバを用いた場合、雷等の誘導雑音を受けなくなる
ため、雑音対策上極めて有効なものである。また、この
伝送線路7、通信線路6として無線を用いることも有効
である。即ち、無線であれば地震による被害で伝送線路
、通信線路そのものが断となることがなく、送、受信装
置に被害がなければ通信が完全に遮断されることはない
。第2図は、この様にして配置、設定された観測点3と
検知点4とに設直される観測点装贋30と検知点装置4
0の一例を示すブロック図である。
This earthquake-prone area has been clarified to some extent by the results of research on seismic activity to date. In other words, if we take the Tohoku region as an example, many of the earthquakes have their epicenters on the ocean floor, such as off the coast of Tokachi, off the coast of Sanriku, off the coast of Miyagi Prefecture, off the coast of Fukushima Prefecture, and in the Kashima-nada Sea, and are concentrated on the Pacific Ocean side. Extremely rare. Therefore, earthquake countermeasures for railways in this region include, for example, Hachinohe, Miyako, Ofunato, Mt. Kinka, Soma, Iwaki, Choshi, Miura Peninsula, etc.
It will be effective to place observation points 3 at appropriate intervals along the Pacific coast. Approximately five detection points 4 are installed around the observation point 3 selected in this manner. When calculating the seismic source element based on observation data, the unknowns are the coordinates of the epicenter x and Y, the depth of the epicenter Z, the propagation velocity of the Ikejo wave v,
This is because there are five equations by Toki Hatto et al., and in order to obtain them, it is necessary to create simultaneous equations with five elements using data from five locations. In this layout example, taking into consideration the possibility of missing sides, five detection points 4 are set, and the observation data from six locations, including those from observation point 3, are occluded to determine the epicenter element. is being calculated. Therefore, if you want to reduce the number of detection points 4 for economic reasons etc., by assuming the value of one or both of the propagation velocity v and the depth of the epicenter Z in advance, it is possible to reduce the number of detection points 4 from 4 or 3 points. If there is observation data, it is possible to calculate the seismic focal elements, and by setting up at least two detection points 4, the objective can be achieved. Each detection point 4 is set at three to five places around the observation point 3. The propagation speed of incoming seismic waves, especially longitudinal waves (hereinafter referred to as P waves), is usually around 8 objects/sec near the ground surface, and the initial part of the seismic waves travels from observation point 3 and all detection points 4 connected to it to 1. Since it passes within ~2 seconds, false detections due to malfunctions, noise, etc. can be reduced if the initial motion is detected at multiple locations. Here, the transmission line 7 connecting each detection point device 40 and the observation point device 30 or the communication line 6 connecting the observation point device 30 and the substation 2 includes an optical fiber or the like. When used, it is extremely effective as a noise countermeasure because it is not affected by induced noise such as lightning. Furthermore, it is also effective to use radio as the transmission line 7 and the communication line 6. That is, if it is wireless, the transmission line or communication line itself will not be cut off due to damage caused by an earthquake, and communication will not be completely cut off unless there is damage to the transmitting and receiving equipment. Figure 2 shows the observation point equipment 30 and the detection point device 4 that are reinstalled at the observation point 3 and detection point 4 arranged and set in this way.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of 0.

同図に於て、31は地動を検出するセンサであって、例
えば、上下方向、東西方向および南北方向の3成分の地
動を検出する形式のものである。また、32はこのセン
サ31よりの検出信号を増幅するアンプ、33はバッフ
ァアンプであり、34は各検知点菱層40より伝送線路
7を介して送られて来る信号を受信する受信装置であり
、35は各検知点装置40等から時々刻々送られて来る
地敷の観測データを解析し、地愛の発生を識別するとと
もにその加害性を判定し、加害性ありとの判定が出た場
合に警報信号を発生する制御処理装置、36は、この警
報信号を通信回線6を介して殺寄の変電尻所2へ送出す
るための送信袋瞳、37は正確な時刻情報を発生させる
時計装置である。観測点菱鷹30はこれらの諸装置によ
って構成されている。さらに、同図に於て41は地動を
検出するセンサであって、例えば地動の上下方向1成分
のみを検出する形式のものであり、42はその検出出力
信号を伝送線路7へ送出するための送信装置である。検
知点装置40‘ま主としてこの2装置によって構成され
ている。本実施例に於ては、観測点装置30はセンサ3
1を含んでいるが、必ずしもセンサ31を備えている必
要はなく、検知点を1ケ所増やして、ここに額眼0点装
置30のセンサ31と同等のものを設置することで、前
述のものと全く同機能のシステムを構築することができ
る。
In the figure, numeral 31 is a sensor for detecting ground motion, and is of a type that detects, for example, three components of ground motion in the vertical direction, east-west direction, and north-south direction. Further, 32 is an amplifier that amplifies the detection signal from this sensor 31, 33 is a buffer amplifier, and 34 is a receiving device that receives signals sent from each detection point diamond layer 40 via the transmission line 7. , 35 analyzes the observation data of the ground sent from each detection point device 40, etc. from time to time, identifies the occurrence of ground love, and determines its culpability, and if it is determined that there is culpability. 36 is a control processing device that generates an alarm signal, 36 is a transmitter for sending this alarm signal to the substation station 2 in the middle of the day, and 37 is a clock device that generates accurate time information. It is. Observation point Hishitaka 30 is composed of these various devices. Further, in the figure, 41 is a sensor for detecting ground motion, for example, a type that detects only one vertical component of ground motion, and 42 is a sensor for sending the detection output signal to the transmission line 7. It is a transmitting device. The detection point device 40' is mainly composed of these two devices. In this embodiment, the observation point device 30 is the sensor 3
1, but it is not necessarily necessary to include the sensor 31. By increasing the number of detection points by one and installing a sensor equivalent to the sensor 31 of the forehead zero point device 30 here, the above-mentioned It is possible to build a system with exactly the same functionality as .

この様にした場合、観測点3の位置を地嬢データの検知
に適するか否かの配慮ないこ決定することができるため
、観測点装置30の裾付け、観測員の派遣等を優先的に
考慮して、交通の便利な場所を選定することが可能とな
る。また、第3図は変電所2に於える通信制御部分の一
例を示すブロック図である。同図に於て、21は隣接す
る変電所2から遠制回線5を介して送られて来る信号を
受信するための遠制受信装置であり、22は隣接する変
電所2へ送出あるいは転送する信号を薄制回線5へ送出
するための遠制送信装置である。また、23は観測点装
置30から通信回線6を介して送られて来るき電停止指
令等を受信する受信装置であり、24はき電停止指令等
に応動して変電設備の運転を制御するための信号を発制
させる制御装置、25はこの制御信号に応鰯するりレー
である。さらに、26はこれら諸装置に於ける送受信の
制御を司どろ送受信制御装置、27は記憶装置であって
、28はこれら全ての装置の相互を接続している信号母
線である。この第3図に示す通信制御部分は、観測点装
置30と直接通信回線6で結ばれている変電所のもので
あり、直接結ばれていない変電所に於ける通信制御部は
、受信装置23を備えていない。この場合、観測点装置
30よりのき亀停止指令等は、隣接する変電所から、通
常の途制情報と同様に遼制回線5を介して送られて釆る
。以下、第1図〜第3図のブロック図に示される実施例
の動作について説明する。
In this case, the position of the observation point 3 can be determined without considering whether or not it is suitable for detecting the ground data, so the arrangement of the observation point device 30, the dispatch of observers, etc. can be prioritized. Taking this into consideration, it becomes possible to select a location with convenient transportation. Further, FIG. 3 is a block diagram showing an example of a communication control section in the substation 2. As shown in FIG. In the figure, 21 is a remote control receiving device for receiving signals sent from the adjacent substation 2 via the remote control line 5, and 22 is a remote control receiving device for transmitting or transferring signals to the adjacent substation 2. This is a remote control transmitter for sending signals to the thin control line 5. Further, 23 is a receiving device that receives a feeding stop command, etc. sent from the observation point device 30 via the communication line 6, and 24 controls the operation of the substation equipment in response to the feeding stop command, etc. A control device 25 is a relay that responds to this control signal. Further, 26 is a transmission/reception control device which controls transmission and reception in these various devices, 27 is a storage device, and 28 is a signal bus interconnecting all these devices. The communication control section shown in FIG. 3 is for a substation that is directly connected to the observation point device 30 by the communication line 6, and the communication control section in the substation that is not directly connected is the receiving device 23. Not equipped with In this case, the turtle stop command and the like from the observation point device 30 are sent from the adjacent substation via the control line 5 in the same way as normal interruption information. The operation of the embodiment shown in the block diagrams of FIGS. 1 to 3 will be described below.

観測点装置30あるいは検知装置40に属する各センサ
31および41は常時その各々が設置されている地点の
地動を検出し、これを電気信号に変換して制御処理装置
35へ送出している。制御処理装置35は、各検知点4
のセンサ41からの情報を、送信菱贋42、伝送線路7
、受信装置34を介して受け取り、観測点3のセンサ3
1からの情報を、アンプ32、バッファアンプ33を介
して受け取る。制御処理装置35は継続して送られて来
るこの地動の情報を監視しており、その観測値が予め定
められた基準値を越した場合に地簾が発生したものとみ
なす。この地叢発生検出のための観測値としては、地震
波のエネルギー出力、地震波の振幅値の自乗平均値、観
測点3のセンサ31と各検知点4のセンサ41からの地
震波の相互相関等種々のものが考えられる。本実施例に
於ては前にも述べた如く、真に加害性を含む地震を検出
した場合にのみ警報を送出する検知警報システムを想定
しているため、前述の3種類の観測値による判定結果の
組合せによって地震の発生検出している。先ず、地震波
のエネルギー出力による検知について述べる。制御処理
装置35は、センサ31で検出されて絶えず送られて来
る地動の各成分の情報を所定の時間間隔(例えば、サン
プリング速度100〜300HZ)で取り込み、その過
去何回分かのサンプリング情報の平均値を基に先ずドリ
フトレベルの算出を行う。
Each sensor 31 and 41 belonging to the observation point device 30 or the detection device 40 constantly detects ground motion at the point where each sensor is installed, converts this into an electrical signal, and sends it to the control processing device 35. The control processing device 35 controls each detection point 4
The information from the sensor 41 is transmitted to the transmitter 42 and the transmission line 7.
, received via the receiving device 34 and sent to the sensor 3 at the observation point 3.
1 through an amplifier 32 and a buffer amplifier 33. The control processing device 35 monitors the ground motion information that is continuously sent, and considers that a ground blind has occurred when the observed value exceeds a predetermined reference value. Observations for detecting the occurrence of this ground complex include various values such as the energy output of seismic waves, the root mean square value of the amplitude of seismic waves, and the cross-correlation of seismic waves from the sensor 31 at observation point 3 and the sensor 41 at each detection point 4. I can think of things. As mentioned before, in this example, we assume a detection and warning system that sends out a warning only when a truly destructive earthquake is detected, so the judgment is based on the three types of observed values mentioned above. The occurrence of an earthquake is detected by combining the results. First, we will discuss detection based on the energy output of seismic waves. The control processing device 35 takes in information on each component of the ground motion detected by the sensor 31 and constantly sent at predetermined time intervals (for example, at a sampling rate of 100 to 300 Hz), and calculates the average of the past sampling information. First, the drift level is calculated based on the value.

このドリフトレベルは時々刻々得られるサンプリング情
報によって絶えず更新されている。次いで、センサ31
によって検出されて時々刻々送られて来る。上下方向、
東西方向、南北方向の3つの成分の地勤惰報のサンプリ
ング値から前記ドリフドレベルを除去した値x,,x2
,x3に基づいて、エネルギー出力y,を算出する。こ
の計算は前述の各成分の補正されたサンプリング値x,
,均,為の自乗の和の形で求められる。制御処理装置3
5は、このエネルギー出力の計算結果と予め定められた
基準値け,とをその都度比較して、エネルギー出力y,
が基準値Y,を越えたか杏かを監視し、地震波の到来を
検知する。次に、池勤振幅の自乗平均値を用いた場合の
地震波の到来検知について説明する。
This drift level is constantly updated based on sampling information obtained from time to time. Next, the sensor 31
is detected and sent from time to time. vertical direction,
Values x, , x2 obtained by removing the drift level from the sampling values of the three components of the east-west direction and north-south direction.
, x3, the energy output y, is calculated. This calculation is based on the corrected sampling value x of each component mentioned above,
It is found in the form of the sum of the squares of , average, and . Control processing device 3
5 compares the calculation result of this energy output with a predetermined reference value each time, and calculates the energy output y,
The arrival of seismic waves is detected by monitoring whether or not it exceeds the standard value Y. Next, the detection of the arrival of seismic waves using the root mean square value of the Ikebuki amplitude will be described.

先ず、制御処理装置35は、センサ31あるいは41で
検出されて常時送られて来ている地勤惰報の1つ、例え
ばセンサ31の上下動情報を前述と同様にサンプリング
して順次メモリへ転送して過去n回分のサンプリング値
を蓄えておく、このメモリはn個の記憶エリアを有し、
新しい情報が入力されるたびに古い情報から順にオーバ
ーフローして消えてゆく形式のものであって、サンプリ
ング値は、例えばドリフトレベルを除いてから格納され
る。次に、制御処理装置35は、メモリに新しいサンプ
リング値を書込むたびに、全記憶エリアの情報xt,,
xt2,・・・xtnを議取り、その各々を自乗してか
らこれら全ての代数和を求め、この計算値をデータの数
nで割算することによって地震波の自乗平均値む2を計
算する。自乗平均値の計算結果y2は予め定められた基
準値Y2とその都度比較されて、自乗平均値も2が基準
値Y2を越したか否かが監視され、地震波の到釆が検知
される。計算時間と記憶エリアを節約するために、指数
平均法によって均を計算することもできる。さらに、観
測点3のセンサ31と各検知点4のセンサ41からの地
震波の相互相関を用いた場合の地藤波到来検知について
説明する。
First, the control processing device 35 samples one of the ground shift signals detected by the sensor 31 or 41 and constantly sent, for example, vertical movement information of the sensor 31, in the same manner as described above, and sequentially transfers it to the memory. This memory has n storage areas and stores n sampling values in the past.
Each time new information is input, the oldest information overflows and disappears, and the sampled values are stored after removing, for example, the drift level. Next, each time the control processing device 35 writes a new sampling value to the memory, the control processing device 35 writes information xt, .
xt2, . The calculation result y2 of the root mean square value is compared with a predetermined reference value Y2 each time, and it is monitored whether the root mean square value 2 exceeds the reference value Y2 or not, and the arrival of seismic waves is detected. To save calculation time and storage area, the average can also be calculated by exponential averaging. Furthermore, the detection of the arrival of ground waves using the cross-correlation of seismic waves from the sensor 31 at the observation point 3 and the sensor 41 at each detection point 4 will be described.

先ず、制御処理装置35はセンサ31からの地勤惰報の
上下動成分および各センサ41からの地動情報を前述の
場合と同様に夫々サンプリングして前述の如きオーバー
フロー形式のメモ川こ逐次格納してゆく。このサンプリ
ング値は例えばドリフトレベルを除いてから格納される
。相互相関は観測点3のセンサ31と対比する検知点4
のセンサ41の情報が格納されているメモリの各記憶情
報の積の和という形で得ることができる。従って、観測
点3と各検知点4との間で5つの相互相関ap,,ap
2,…ap5が得られる。制御処理装置35はこのよう
にして求めた各相互相関apiを予め定められた基準値
Ap,と常時比較しており、複数個の相互相関ap:が
基準値Ap,を越したことにより、地震波が通過したこ
とを検知する。制御処理装置35は、前述のエネルギー
出力、自乗平均値および相互相関等による判定結果の組
合せで地震波の到来を判断する。
First, the control processing device 35 samples the vertical motion component of the ground motion information from the sensor 31 and the ground motion information from each sensor 41 in the same manner as described above, and sequentially stores the memorandum in the overflow format as described above. go. This sampled value is stored after removing the drift level, for example. The cross-correlation is between sensor 31 at observation point 3 and detection point 4.
The information of the sensor 41 can be obtained in the form of the sum of products of each piece of stored information in the stored memory. Therefore, there are five cross-correlations ap, , ap between observation point 3 and each detection point 4.
2,...ap5 is obtained. The control processing device 35 constantly compares each cross-correlation api obtained in this way with a predetermined reference value Ap, and when a plurality of cross-correlations ap exceeds the reference value Ap, seismic waves are detected. Detects that it has passed. The control processing device 35 determines the arrival of seismic waves based on a combination of the determination results based on the energy output, root mean square value, cross-correlation, etc. described above.

従って、大きなノイズの混入、あるいは計器の誤動作等
によって地震波の到来を謀検出することはなくなる。
Therefore, the arrival of seismic waves will not be accidentally detected due to the introduction of large noise or malfunction of instruments.

また、地震波到来の判定に用いる観測値としては、これ
ら3種類のものに限定する必要はなく、地震波の振幅値
等、他の観測値を用いても良い。
Furthermore, the observed values used to determine the arrival of seismic waves need not be limited to these three types, and other observed values such as the amplitude value of seismic waves may be used.

この様にして地震波の到来を検知した制御処理装置35
は、各センサ31および41からの地勤惰報を前述と同
様にサンプリングし、これに基いてメモリ内の各々の最
大値を絶えず更新しておき、この値を用いて震源要素の
計算を開始する。即ち、各センサ31および41の測定
値についてドリフトの影響の除去処理を行い、これに基
いて発震の時刻を算出し、さらに震源の座標X,Y、震
源の深さZ、蔭央距離△、蓑央方位および地簾波の速度
vp等の震源要素を計算する。そのあと観測中の地震波
が縦波(疎密波、以下P波という)であるか横波(ねじ
れ波、以下S波という)であるかの判別を行う。P波は
S波に比べてその伝播速度がはるかに早くこれによりP
波とS波の識別が可能となる。穣源要素の計算結果およ
び地震を検知してからあらかじめ定めた時までの最大振
幅値に基づいてマグニチュードの推定計算を行なう。P
波によるマグニチュードの推定方法としては種々のもの
が提案されているが、いずれも礎央距離△と観測点3あ
るいは検知点4に於ける地動の振幅値とから算定される
ものである。また、P波かS波かの判定に於てS波であ
ると判定された場合、簾央距離△の計算を行って、マグ
ニチュードMsの推定計算を行う。
The control processing device 35 that detected the arrival of seismic waves in this way
samples the geophysical information from each sensor 31 and 41 in the same manner as described above, constantly updates each maximum value in memory based on this, and starts calculating the seismic source element using this value. . That is, the measurement values of each sensor 31 and 41 are processed to remove the influence of drift, and based on this, the time of the earthquake is calculated, and the coordinates X, Y of the epicenter, the depth Z of the epicenter, the shadow distance △, Calculate the seismic source elements such as the Mino direction and the velocity vp of the earthen wave. Then, it is determined whether the seismic wave being observed is a longitudinal wave (concentration wave, hereinafter referred to as P wave) or a transverse wave (torsion wave, hereinafter referred to as S wave). The propagation speed of P waves is much faster than that of S waves.
It becomes possible to distinguish between waves and S waves. Magnitude estimation calculations are performed based on the calculation results of the source elements and the maximum amplitude value from the time the earthquake is detected until a predetermined time. P
Various methods have been proposed for estimating the magnitude due to waves, but all of them are calculated from the foundation center distance Δ and the amplitude value of the ground motion at the observation point 3 or the detection point 4. Furthermore, when it is determined that it is an S wave in the determination of whether it is a P wave or an S wave, the distance between the blinds is calculated, and the magnitude Ms is estimated.

S波によるマグニチュードの推定もP波の場合と同様に
穣央距離△と最大振幅値とを用いて算定する方法が種々
提案されている。この場合、蟻源要素中嬢央距離△のみ
を再計算するのは、簾央距離△がマグニチュードMsの
推定に直接関係する値であり、さらに、P波によって得
たものに比べてより高い精度で求めることができるため
である。この様にしてマグニチュードMp,Msの推定
値が算出されると、制御処理装置35はこれに塞いて重
大な被害が予想される地域の推定を行い、それが鉄道線
路1へ与える加害性について判定する。
Various methods have been proposed for estimating the magnitude of S-waves using the center distance Δ and the maximum amplitude value, as in the case of P-waves. In this case, recalculating only the ant source element center distance △ is because the line center distance △ is a value that is directly related to the estimation of magnitude Ms, and also has higher accuracy compared to that obtained by P waves. This is because it can be found by When the estimated magnitudes Mp and Ms are calculated in this way, the control processing device 35 estimates the area where serious damage is expected to occur, and determines the degree of damage it will cause to the railway track 1. do.

一般に、地震による被災地域のひろがりとマグニチュ−
ドとの関係はかなり複雑なものである。即ち、被災地域
が穣央を中心にして同D円状に分布することはまずあり
得ないことであって、通常は極めて複雑な形をとるもの
である。しかしながら、被害を生ずる範囲とマグニチュ
ードとの間には強い相関関係があり、被害の波及した最
遠#3点までの湊央からの距離あるいは被災地域の半径
Rは、その対数をとると、そ。
In general, the spread and magnitude of the area affected by an earthquake are
The relationship with de is quite complicated. In other words, it is highly unlikely that the disaster-affected areas are distributed in the same D-circle shape with Joo as the center, and the shape is usually extremely complex. However, there is a strong correlation between the area where damage occurs and the magnitude, and the distance from Minato to the farthest point #3 where damage spread or the radius R of the disaster area is calculated by taking the logarithm of the radius R. .

gR=A・M−Bただし、M:マグニチュード、A,B
;定数の様な簡単な一次式で近似できる関係となってい
る。
gR=A・M−B However, M: Magnitude, A, B
;The relationship can be approximated by a simple linear expression such as a constant.

次いで、この様にして推定した重大な被害が予想される
地域の中を鉄道線路1が通過しているか杏かの判断を行
う。鉄道線路1が推定した地域を通過している場合には
、その地巌によって被災する可能性があるため、加害性
有りと判定してき亀停止指令の送出処理を行う。また、
加害性無しと判定された場合でも、地震波のその時点ま
での最大振幅値LMが、予め定められた一定の値LC(
例えば40餌1程度の値)より大きなものである場合に
は被害発生の可能性を考慮してき竜停止指令の送出処理
を行う。以上の判定によって加害性が無いと判断された
場合にはその時点で地震が終了したか杏かの判定を行う
Next, it is determined whether the railway line 1 passes through an area where serious damage is expected to occur as estimated in this way. If the railway line 1 passes through the estimated area, there is a possibility of damage caused by the rock, so it is determined that the rock is causing damage, and a process is performed to send a rock stop command. Also,
Even if it is determined that there is no harm caused, the maximum amplitude value LM of the seismic wave up to that point will be a predetermined constant value LC (
For example, if the value is larger than 40 baits 1), a dragon stop command is sent out in consideration of the possibility of damage. If it is determined that there is no harm caused by the above determination, it is determined at that point whether the earthquake has ended or not.

地震終了の判定処理で終了を検知した場合には、再度エ
ネルギー出力、自乗平均値、相互相関等を用いた地震の
監視処理に戻る。また、判定処理時点でまだ地震が終了
していなければ、P波かS波かの判定処理に戻って前述
の処理を再度繰返す。加害性の判定で加害性有りと判断
された場合、あるいは最大振幅が所定値仏を越えた場合
には、制御処理装置35は前述の如く該当変電所2へき
縄停止指令を送出する。
When the end of the earthquake is detected in the end determination process, the process returns to the earthquake monitoring process using energy output, root mean square value, cross correlation, and the like. If the earthquake has not yet ended at the time of the determination process, the process returns to the process of determining whether it is a P wave or an S wave and the above-described process is repeated again. If it is determined that there is a harmful effect, or if the maximum amplitude exceeds a predetermined value, the control processing device 35 sends a command to stop the rope to the corresponding substation 2 as described above.

即ち、このき鰭停止指令は該当する変電所を指定する情
報が付加されて送信装置36により通信線路6に送出さ
れる。この情報を受信装置23で受信した変電所では受
信制御装置26が自変電所宛のものであるか他変電所宛
のものであるかの判断を行ない、池変電所宛のものであ
れば遠制送信装置22、途制回線5を介して宛先の変電
所へ転送する。き露停止指令を受けた変蟹所では制御装
置24によってリレー25を制御し、き電設備の運転を
停止する。これによって該当線区のき軍が停止され、列
車は停止する。その後保守者による実際の被害の確認、
被災部分の修復等の復旧処理が行われる。第4図のフロ
ーチャートはこの一連の処理手順を図式的に整理したも
のである。以上鉄道沿線の地震検知に適用した実施例に
ついて説明を進めたが、本発明はこれにのみ限定される
べきものではなく、原子力プラント、化学プラント等、
一旦運転を停止した場合、その運転再開に多大の時間と
経済的負担を要するものの防災対策に極めて有効である
ことは説明するまでもない。
That is, this fin stop command is sent to the communication line 6 by the transmitting device 36 with information specifying the relevant substation added. At the substation where the receiving device 23 receives this information, the reception control device 26 determines whether the information is addressed to the substation itself or another substation, and if the information is addressed to the Ike substation, the reception control device 26 determines whether the information is addressed to the substation itself or another substation. It is transferred to the destination substation via the restricted transmission device 22 and the unrestricted line 5. At the crab station that receives the dew stop command, the control device 24 controls the relay 25 to stop the operation of the feeding equipment. As a result, the train in the corresponding line section is stopped and the train is stopped. After that, the maintenance personnel will confirm the actual damage.
Recovery processes such as repairing the damaged parts will be carried out. The flowchart in FIG. 4 diagrammatically organizes this series of processing procedures. Although the embodiments applied to earthquake detection along railway lines have been described above, the present invention should not be limited only to this, and can be applied to nuclear plants, chemical plants, etc.
Although it takes a lot of time and economic burden to resume operation once the operation has been stopped, it goes without saying that it is extremely effective as a disaster prevention measure.

この様に本発明はより早い段階で地震を検知し、その地
震が真に加害性のある場合にのみ警報を発するものであ
るため、列車、プラント等の運転を無用に停止すること
がなくなり、新幹線の地震警報システムに適用した場合
、無用のダイヤの混乱を防止することができ、原子力あ
るいは化学のプラントの地震警報システムに用いた場合
、その経済的効果は極めて大きなものとなる。
In this way, the present invention detects earthquakes at an earlier stage and issues a warning only when the earthquake is truly harmful, so there is no need to stop operations of trains, plants, etc. When applied to earthquake warning systems for Shinkansen trains, unnecessary disruptions to timetables can be prevented, and when applied to earthquake warning systems for nuclear or chemical plants, the economic effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による地震検知警報システムの機器配置
の一例を示す図、第2図は本発明の一実施例を示すブロ
ック図、第3図は変電所の一例を示すブロック図、第4
図はその動作を説明するためのフローチャートである。 1……鉄道線路、2……変電所、3…・・・観測点、4
・・・・・・検知点、5・・・…遠制回線、6・・・・
・・通信回線、7・・・・・・伝送線路、21・・・・
・・遠制受信装置、22…・・・遠制送信装置、23・
・・・・・受信装置、24・・・・・・制御装瞳、25
・・・・・・リレー、26・・・・・・送受信制御装置
、30…・・・観測点装置、31・・・・・・センサ、
32……アンプ、33……バツフアアンプ、34・・…
・受信装置、35・・・・・・制御処理装置、36…・
・・送信装置、37・・・・・・時計装置、40・・・
・・・検知点装置、41・・・・・・センサ、42・・
・・・・送信装置。第1図第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a diagram showing an example of the equipment arrangement of an earthquake detection and warning system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an example of a substation, and FIG.
The figure is a flowchart for explaining the operation. 1... Railway track, 2... Substation, 3... Observation point, 4
...Detection point, 5... Remote control line, 6...
...Communication line, 7...Transmission line, 21...
...Remote control receiving device, 22...Remote control transmitting device, 23.
... Receiving device, 24 ... Control device pupil, 25
... Relay, 26 ... Transmission and reception control device, 30 ... Observation point device, 31 ... Sensor,
32...amplifier, 33...batshua amplifier, 34...
- Receiving device, 35... Control processing device, 36...
... Transmitting device, 37... Clock device, 40...
...Detection point device, 41...Sensor, 42...
...Transmission device. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 地震の発生を検知し、その加害性を判定して真に加
害性が考えられるものについてのみ、そして真に加害性
が考えられるものについてはもれなく警報を発生するた
めの地震早期検知警報システムに於て、複数の検知点を
選んでその各々にセンサ、送信装置を備えた検知点装置
を配置し、この各検知点装置を、受信装置、制御処理装
置、時計装置を備えた観測点装置に伝送線路で接続し、
各センサで検出される地動の情報を観測点装置に集中し
、制御処理装置は、その情報から得られる地震波の最大
振幅値、エネルギー出力、自乗平均値、相互相関の観測
値を用いて地震波の到来を常時監視しており、これら観
測値の複数のもので地震波の到来を検知した場合に地震
波が到来したものと判定して、先ず震源とマグニチユー
ドの推定の計算を行ないこれに基いて被害域を推定し、
危険なものについては該当地区に警報を発し、他のもの
については地震が終了するまで引続いて震源、マニグチ
ユードと被害域の推定を繰返し、必要に応じて警報する
ことを特徴とする地震早期検知警報システム。 2 観測点装置がセンサを有することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の地震早期検知警報システム。 3 警報の送出の処理を、被害域推定に基づく加害性の
判定と、予め定められた基準値より大きな最大振幅値の
観測との論調和によつて行うことを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の地震早期検知警報システム。 4 地震波到来検知のための観測値として地震波のエネ
ルギー出力と自乗平均値と相互相関とを用い、これら3
観測値の組合せによる検知結果が地震波の到来を示した
場合に地震波の到来と判定することを特徴とする特許請
求の範囲第3項記載の地震早期検知警報システム。 5 各センサを地震多発地帯ないしそれにより近い地域
に3〜5km範囲に配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第4項記載の地震早期検知警報システム。
[Claims] 1. A system for detecting the occurrence of an earthquake, determining its causing damage, and issuing a warning only for earthquakes that are considered to be truly damaging, and for all earthquakes that are truly thought to be causing damage. In an earthquake early detection warning system, multiple detection points are selected and a detection point device equipped with a sensor and a transmitter is placed at each of them, and each detection point device is connected to a receiver, a control processing device, and a clock device. Connect to the observation point equipment equipped with a transmission line,
The ground motion information detected by each sensor is concentrated in the observation point device, and the control processing device uses the observed values of the maximum amplitude value, energy output, root mean square value, and cross-correlation of the seismic wave obtained from that information to detect the seismic wave. We constantly monitor the arrival of seismic waves, and if we detect the arrival of seismic waves based on multiple of these observed values, we determine that seismic waves have arrived, and first calculate the estimated epicenter and magnitude, and then determine the damage area based on this. Estimate
Earthquake early detection is characterized by issuing a warning to the relevant area for dangerous ones, and for other earthquakes, estimating the epicenter, magnitude, and damage area is repeated until the earthquake ends, and issuing a warning as necessary. alarm system. 2. The earthquake early detection and warning system according to claim 1, wherein the observation point device has a sensor. 3. Claim No. 3, characterized in that the process of sending out the alarm is carried out by harmonizing the determination of the degree of harm based on the estimation of the damage area and the observation of the maximum amplitude value larger than a predetermined reference value. Earthquake early detection warning system as described in Section 2. 4 Using the energy output, root mean square value, and cross-correlation of seismic waves as observed values for detecting the arrival of seismic waves, these three
4. The earthquake early detection and warning system according to claim 3, wherein the earthquake early detection and warning system determines that an earthquake wave has arrived when a detection result based on a combination of observed values indicates the arrival of an earthquake wave. 5. The earthquake early detection and warning system according to claim 4, wherein each sensor is arranged in an earthquake-prone area or a region closer to the area within a range of 3 to 5 km.
JP55088522A 1980-07-01 1980-07-01 Earthquake early detection warning system Expired JPS6014316B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55088522A JPS6014316B2 (en) 1980-07-01 1980-07-01 Earthquake early detection warning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55088522A JPS6014316B2 (en) 1980-07-01 1980-07-01 Earthquake early detection warning system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5714775A JPS5714775A (en) 1982-01-26
JPS6014316B2 true JPS6014316B2 (en) 1985-04-12

Family

ID=13945159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55088522A Expired JPS6014316B2 (en) 1980-07-01 1980-07-01 Earthquake early detection warning system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6014316B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5999277A (en) * 1982-11-29 1984-06-07 Japanese National Railways<Jnr> One-observation-point three-component early detection and warning system for earthquake
DE10210599A1 (en) * 2002-03-11 2003-09-25 Heinz Detlef Przybylak Earthquake signaller
JP2006045885A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Taisei Corp Vibration control method and vibration control system using real-time earthquake information
NZ612013A (en) * 2010-12-17 2015-07-31 Seismic Warning Systems Inc Earthquake warning system
JP7279002B2 (en) * 2020-09-17 2023-05-22 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Method for estimating seismic ground motion distribution using both observed and estimated values

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5714775A (en) 1982-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nakamura et al. UrEDAS, the earthquake warning system: Today and tomorrow
NO20101301A1 (en) System and method for early detection of trains
JPH0923483A (en) Pipe line failure detection system
WO2020116032A1 (en) Road monitoring system, road monitoring device, road monitoring method, and non-transitory computer-readable medium
CN108008472A (en) A kind of railway disaster preventive system and its integrated approach
CN209942883U (en) Mine disaster alarm system based on personnel positioning
Mochizuki et al. S-net project: performance of a large-scale seafloor observation network for preventing and reducing seismic and tsunami disasters
CN104183092A (en) Destructive near-earthquake early warning system and method
JPS6014316B2 (en) Earthquake early detection warning system
JP4980645B2 (en) Direct earthquake type seismometer, seismometer system, direct earthquake earthquake warning method and program
KR102541157B1 (en) Avalanche slide detection system and method
CN110045325B (en) Mine moving target positioning method and system for inhibiting non-line-of-sight time delay errors
JPS608468B2 (en) Earthquake early detection warning system
JP2006343126A (en) Earthquake-time alarm system of wayside seismometer along railroad line
CN103150859A (en) Foreign matter limit invasion monitoring system based on fiber Bragg gratings
CN206683694U (en) A kind of monitoring and warning system
JPS5999277A (en) One-observation-point three-component early detection and warning system for earthquake
JPH11160447A (en) Earthquake alarm system
CN203325155U (en) Destructive near-earthquake early warning system
JPS6014315B2 (en) Earthquake early detection warning system
KR102039027B1 (en) Earthquake Damage Prevention System for High Pressure Gas and Chemical Facilities
JP2019086480A (en) Earthquake warning system
CN207396743U (en) Based on the Big Dipper, distribution type fiber-optic and the steel tower of radar detection real-time monitoring system
RU73992U1 (en) MASKABLE MONITORING SYSTEM FOR THE CONDITION OF UNDERGROUND MAIN PIPELINES
JPH10132947A (en) Earthquake information system