KR101386255B1 - 지진측정장치 및 지진측정방법 - Google Patents

지진측정장치 및 지진측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지진측정장치 및 지진측정방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법은, 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여, 지반가속도를 측정하는 지진파 감지단계; 상기 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및 상기 지반가속도의 최대값인 최대지반가속도 및 상기 누적절대속도를 이용하여, 상기 지진의 규모 및 지진거리를 계산하는 지진판별단계를 포함할 수 있다.

Description

지진측정장치 및 지진측정방법 {Apparatus for measuring earthquake magnitude and distance and method for measuring the same}
본 발명은 지진측정장치 및 지진측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지진파를 이용하여 지진의 규모 및 지진의 거리를 측정할 수 있는 지진측정장치 및 지진측정방법에 관한 것이다.
지진이 발생하면 산업시설물을 비롯한 구조물 등이 손상될 수 있으며, 인명피해도 함께 수반될 수 있다. 이때, 지진에 의한 피해의 정도는 지진의 규모 및 지진 발생 지점(진원)과의 거리에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 지진의 에너지는 지진발생 지점과의 거리가 멀어질수록 감쇠하면서 약화하는 특성이 있기 때문이다. 따라서, 지진이 발생할 경우, 지진의 규모 및 거리를 최대한 신속, 정확하게 측정하는 것이 광역적인 지진피해 대응에 있어서 매우 중요하다.
일반적인 지진의 규모, 거리 측정방법은, 지진파 중 가장 먼저 도달하는 P파와 늦게 도달하는 S파의 도착시간의 차이(S-P시간)를 이용하여 지진의 거리를 먼저 계산하고, 지진파의 규모-거리에 따르는 지진파 크기의 감쇠식을 이용하여 지진의 규모를 계산하게 된다. 다만, 이 경우, 상기 P파와 S파의 도착시간의 차이를 측정하기 위해서는 상기 P파와 S파를 구분할 수 있어야 하지만, 잡음신호가 포함되는 등 지진 파형이 좋지 않은 경우에는 상기 P파와 S파의 구분이 어려울 수 있다. 따라서, 종래의 지진의 규모 및 거리 측정방법에 의하면 정확하고 신속한 지진규모 및 지진거리 측정이 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 지진파를 이용하여 지진의 규모 및 지진의 거리를 측정할 수 있는 지진측정장치 및 지진측정방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법은, 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여, 지반가속도를 측정하는 지진파 감지단계; 상기 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및 상기 지반가속도의 최대값인 최대지반가속도 및 상기 누적절대속도를 이용하여, 상기 지진의 규모 및 지진거리를 계산하는 지진판별단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 지진파감지단계는 지진파 중에서 S파를 감지할 수 있다.
여기서 상기 누적절대속도 계산단계는, 단위시간동안 기 설정된 횟수(ns)만큼 샘플링한 지반가속도값을, 상기 지진파의 예상지속시간(N)동안 적분하여 상기 누적절대속도(CAV)를 계산하는 것으로서, 상기 단위시간동안 샘플링된 상기 지반가속도의 최대값이 기준지반가속도(ath) 이하이면 상기 단위시간동안 샘플링된 지반가속도는 상기 적분에 포함시키지 않을 수 있다.
여기서 상기 누적절대속도 계산단계는,
Figure 112012075705360-pat00001
여기서, 상기 CAV는 누적절대속도,
Figure 112012075705360-pat00002
,
Figure 112012075705360-pat00003
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수을 이용하여 상기 누적절대속도를 계산할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는, 상기 누적절대속도 및 최대지반가속도를 포함하는 경험식을 이용하여 상기 지진의 규모를 계산할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는,
Figure 112012075705360-pat00004
을 경험식으로 이용하는 것으로서, 상기 CAV는 누적절대속도, As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진의 규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6 d7, M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 경험적으로 도출할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는, 상기 경험식을 M에 대한 2차방정식으로 변환한 후, 상기 2차 방정식의 해를 구하여 상기 지진의 규모(M)를 계산할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는, 기 설정된 거리감쇠식을 이용하여 상기 지진거리를 계산할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는 상기 거리감쇠식으로
Figure 112012075705360-pat00005
, R은 지진거리(km), M은 지진규모, As는 최대지반가속도(g)를 이용하여 상기 지진거리를 계산할 수 있다.
여기서, 상기 지진판별단계는 상기 지진파의 수평방향성분 및 수직방향성분에 대하여 개별적으로 지반가속도를 구하여 각각의 지진규모를 계산한 후, 상기 각각의 지진규모를 평균화하여 상기 지진규모를 설정할 수 있다.
여기서 상기 지진판별단계는, 상기 지진파의 수평방향성분 및 수직방향성분 중에서 선택된 적어도 2 이상의 성분에 대하여 벡터합을 구한 후, 상기 벡터합에 대한 지반가속도를 구하여 상기 지진규모를 계산할 수 있다.
또한, 상기 지진판별단계는 서로 다른 관측지점에서 측정한 동일한 지진의 지진파를 이용하여 상기 지진규모를 평균하여 상기 지진규모로 설정할 수 있다.
여기서 상기 누적절대속도 계산단계는, 상기 지반가속도의 초당 최대값 구간적산값(BSPGA: Bracketed Summation of Peak Ground Acceleration per second)를 계산한 후, 상기 초당 최대값 구간적산값을 이용하여 상기 누적절대속도를 산출할 수 있다.
여기서 상기 누적절대속도 계산단계는
Figure 112012075705360-pat00006
여기서,
Figure 112012075705360-pat00007
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 상기 지진파의 예상지속시간을 이용하여, 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)를 계산할 수 있다.
상기 누적절대속도 계산단계는
Figure 112012075705360-pat00008
를 이용하여 상기 누적절대속도를 산출하는 것으로서, 여기서 CAV는 누적절대속도, BSPGA는 초당 최대값 구간적산값이고, A 및 B는 지진계수일 수 있다.
여기서 상기 누적절대속도 계산단계는,
Figure 112012075705360-pat00009
이고,
Figure 112012075705360-pat00010
이면, 지진관측자료를 근거로,
Figure 112012075705360-pat00011
를 만족하는 A 및 B를 산출하여 상기 지진계수로 설정할 수 있다. 또는, 상기 지진계수를 A=0, B=1로 설정하여, 상기 초당 최대값 구간적산값을 상기 누적절대속도(CAV) 대신에 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 지진측정장치는, 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성하는 지진계; 및 상기 지진신호를 이용하여 상기 지진의 최대지반가속도 및 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도 및 누적절대속도를 이용하여 상기 지진의 규모 및 거리를 측정하는 분석부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 분석부는,
Figure 112012075705360-pat00012
, CAV는 누적절대속도,
Figure 112012075705360-pat00013
,
Figure 112012075705360-pat00014
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수를 이용하여 상기 누적절대속도를 계산할 수 있다.
여기서 상기 분석부는,
Figure 112012075705360-pat00015
를 이용하여 상기 지진의 규모를 계산하는 것으로서, 여기서, 상기 CAV는 누적절대속도, As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진의 규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 경험적으로 설정될 수 있다.
여기서 상기 분석부는, 거리감쇠식으로
Figure 112012075705360-pat00016
, R은 지진거리(km), M은 지진규모, As는 최대지반가속도(g)를 이용하여 상기 지진거리를 계산할 수 있다.
여기서 상기 분석부는,
Figure 112012075705360-pat00017
을 이용하여 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)를 계산할 수 있다. 여기서,
Figure 112012075705360-pat00018
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 상기 지진파의 예상지속시간이다.
이후,
Figure 112012075705360-pat00019
를 이용하여 상기 누적절대속도를 산출할 수 있다. 여기서, CAV는 누적절대속도, A 및 B는 지진계수이다.
여기서 상기 분석부는,
Figure 112012075705360-pat00020
이고,
Figure 112012075705360-pat00021
이면, 지진관측자료를 근거로,
Figure 112012075705360-pat00022
를 만족하는 A 및 B를 산출하여 상기 지진계수를 설정할 수 있다. 또는, 상기 지진계수를 A=0, B=1로 설정하여, 상기 초당 최대값 구간적산값을 상기 누적절대속도(CAV) 대신에 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 지진측정방법은, 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계; 상기 지진파의 수평일축성분에 의한 지반가속도를 샘플링한 후, 최대지반가속도값을 추출하는 최대지반가속도추출단계; 상기 샘플링된 지반가속도 및 지진규모계산모델에 따라 설정되는 기준지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도를 계산하는 누적절대속도계산단계; 상기 지진규모계산모델에 따라 계수가 설정되는 경험식에 상기 최대지반가속도 및 누적절대속도를 대입하여 상기 지진의 지진규모를 계산하는 지진규모계산단계; 및 상기 지진규모가 계산되면, 기 설정된 거리 감쇠식을 이용하여 상기 지진의 지진거리를 계산하는 지진거리계산단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지진규모계산단계는, 상기 계산된 지진규모가 0 이상의 실수(實數)가 아니면, 상이한 기준지반가속도 또는 경험식의 계수값을 가지는 지진규모계산모델을 적용하여 상기 지진규모를 계산할 수 있다.
여기서, 상기 지진규모계산단계는. 서로 다른 지진규모계산모델에 의하여 계산된 지진규모 중 0 이상의 실수인 지진규모가 적어도 2이상 있으면, 상기 계산된 지진규모 중에서 최소값을 상기 지진규모로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치 및 지진측정방법에 의하면, 지진파에 포함되는 잡음신호의 레벨이 높은 경우에도 지진규모 및 지진거리를 신뢰성 있게 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치 및 지진측정방법에 의하면, 초당 최대값 구간적산을 이용하여 누적절대속도를 계산하거나 상기 누적절대속도를 대신하여 활용하는 것이 가능하므로, 지진의 규모 및 거리를 측정에 필요한 계산을 현저하게 줄일 수 있다. 따라서, 특히 다수의 지진관측소가 연계되는 경우에 통신망에 대한 통신부하를 줄일 수 있으며, 고가의 통신망 구축 비용 및 통신비 절감이 가능하다. 또한, 지진의 규모 및 거리에 대한 빠른 계산이 가능하므로, 신속한 지진피해대응이 가능하다.
도1은 종래의 지진파를 이용한 지진의 규모 및 거리 추정 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도4는 지진 규모 계산을 위해 사용되는 파라미터를 나타내는 테이블표의 일 예를 도시한 것이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 누적절대속도(CAV) 및 최대지반가속도(As)를 이용하여 계산한 지진의 규모 및 지진 거리를 실제 발생한 지진의 규모 및 지진 거리와 비교한 그래프이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따라 초당최대값구간적산값(BSPGA) 및 최대지반가속도(As)를 이용하여 계산한 지진의 규모 및 지진 거리를 실제 발생한 지진의 규모 및 지진 거리와 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1(a)에 도시된 바와 같이, 일반적으로 지진의 규모, 거리 추정방법은, 지진파 중 먼저 도달하는 P파와 나중에 도달하는 S파의 도착시간의 차이(S-P시간)을 이용하여 진원까지의 거리를 추정하고, 이후, 지진파의 규모-거리 감쇠식을 이용하여 상기 지진의 규모를 추정할 수 있다. 다만, 도1(b)에 도시된 바와 같이, 잡음신호가 상기 지진파에 포함되는 경우에는 상기 P파와 잡음신호를 구별하기 어려워 정확한 S-P 시간을 계산할 수 없게 된다. 상기 잡음신호는 다양한 인간활동에 의하여 발생되는 것으로서 터빈이나 전동기와 같은 회전기기의 동작이나 차량의 이동 등에 의하여 상시적으로 혹은 불규칙적으로 발생할 수 있다. 따라서, 상기 S파 및 P파를 이용하여 측정한 지진의 규모 및 거리에 대한 신뢰성이 낮아질 수 있으며, 상기 측정된 지진의 규모 및 지진거리를 근거로 하여 신속한 지진피해대응을 수행하기 어려울 수 있다.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치 및 지진측정방법은, 지진파 중에서 잡음신호가 존재하는 경우에도 용이하게 추출할 수 있는 S파를 이용하여 지진의 규모 및 거리를 측정할 수 있으므로, 잡음신호의 레벨이 높은 경우에도 신뢰성있는 측정결과를 제공할 수 있다. 이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치는 지진계(10) 및 분석부(20)를 포함할 수 있다.
이하, 도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치를 설명한다.
지진계(10)는 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성할 수 있다. 상기 지진계(10)는 지진관측소 등에서 일반적으로 사용되는 지진계(10)일 수 있으며, 상기 지진계(10)는 적어도 상기 지진파 중에서 수평으로 진동하는 1개의 성분을 측정하는 것일 수 있다. 상기 지진계(10)는 상기 지진파로부터 상기 지진파의 지반가속도를 측정할 수 있으며, 특히 상기 지진가속도의 크기는 단위시간(예를들어, 1초)당 기 설정된 횟수로 샘플링하여 측정할 수 있다. 상기 샘플링된 지반가속도는 단위시간내에 ns개의 샘플링 지반가속도값을 가지는 벡터의 집합으로 나타낼 수 있다. 예를들어, 상기 샘플링된 지반가속도는 ais(t) = (ai, ai +1, ... , ai + ns -1) 로 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 지반가속도의 단위는 중력가속도(g: 1g = 9.81 m/sec2)에 대한 배수로 표현할 수 있으며, 상기 지진계(10)는 샘플링된 지반가속도에 대하여 절대값으로 나타낼 수 있다.
다만, 일반적으로 지진관측소 등에서 사용되는 지진계는, 수평으로 진동하는 2개 성분 및 수직으로 진동하는 1개 성분으로 지진파를 측정할 수 있다. 즉, 직교좌표계에서는 3개의 단위벡터들의 합으로 지진파의 진동방향을 나타낼 수 있으므로, 상기 수평방향의 2개 성분 및 수직방향의 1개 성분으로 임의의 지진파를 나타내는 것이 가능하다. 따라서, 상기 지진계(10)를 이용하여 상기 측정되는 지진파의 3개 성분 각각에 대하여 상기 지반가속도를 구하거나, 상기 지진파의 3개 성분 또는 2개 성분에 대하여 벡터합을 수행한 후, 상기 벡터합에 대하여 지반가속도를 구하여 상기 지진신호를 생성하는 것도 가능하다. 여기서, 상기 지진파에는 S파 및 P파가 포함될 수 있다.
이후, 상기 지진파를 감지한 지진계(10)는, 상기 지진파의 지반가속도 크기에 대한 정보를 포함하는 지진신호를 생성하여 상기 분석부(20)로 전송할 수 있다.
분석부(20)는, 상기 지진신호를 이용하여 지반가속도의 최대값인 최대지반가속도와, 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도 및 누적절대속도를 이용하여 상기 지진의 규모 및 거리를 측정할 수 있다.
앞서 살핀바와 같이, 상기P파와 S파를 이용하여 지진 규모 및 지진 거리를 측정하는 경우에는, 잡음신호에 의하여 상기 P파의 검출이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 여기서는 상기 분석부(20)를 이용하여 잡음신호와의 구별이 용이한 상기 S파만으로 상기 지진의 규모 및 지진 거리를 측정할 수 있다.
구체적으로, 지진의 규모(M)는 상기 지진파의 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)와 일정한 경험식을 만족하므로, 상기 경험식에 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 대입하여 상기 지진의 규모를 계산할 수 있다. 상기 최대지반가속도(As)는 상기 지진계(10)에 의하여 용이하게 측정할 수 있으므로, 여기서는 상기 누적절대속도의 계산을 구체적으로 설명한다.
상기 누적절대속도(CAV)는, 단위시간(예를들어, 1초)동안 기 설정된 횟수(ns)만큼 샘플링된 지반가속도값 중에서, 연속하는 두개의 샘플링값과 샘플링 시간간격을 이용하여 상기 연속하는 두개의 샘플링값 사이의 면적을 계산하고, 이를 상기 단위시간동안 적산함으로써 구할 수 있다. 이때, 상기 면적을 구하기 위하여 매 샘플링구간마다 사다리꼴 공식을 이용할 수 있으며, 상기 적산은 지진파의 예상지속시간(N)동안 수행할 수 있다. 상기 예상지속시간은 상기 S파의 지속시간을 포함하는 구간으로서 일반적으로 30 ~ 40 초 사이로 설정할 수 있다.
다만, 여기서 잡음신호를 배제하기 위하여, 상기 단위시간 동안 샘플링된 상기 지반가속도값 중에서 최대값이 기 설정된 기준지반가속도(ath) 이하이면, 해당하는 단위시간동안에 샘플링된 지반가속도에 대하여는 적산을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 기준지반가속도 이상의 지반가속도값이 있는 단위구간에 대하여만 상기 면적의 넓이를 구하여 적산할 수 있다.
이를 수학식을 통하여 나타내면, 아래의 수학식1로 나타낼 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00023
여기서, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수이며,
Figure 112012075705360-pat00024
,
Figure 112012075705360-pat00025
, t는 시간, ath는 기준지반가속도일 수 있다. 여기서, 상기 k, N, i, ns 는 0 이상의 정수이다.
상기
Figure 112012075705360-pat00026
부분은, 단위시간동안 상기 사다리꼴 공식을 이용하여 샘플링 시간간격마다 연속하는 샘플링값 사이의 면적을 적산하는 것을 나타낸다.
상기 잡음신호의 제거는 상기 Pis에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로,
Figure 112012075705360-pat00027
이므로, 단위시간 내에 존재하는 지반가속도의 샘플링값 중에서 최대값이 기 설정된 기준지반가속도값(ath)보다 작으면 상기 pis는 0이고, 단위시간 내에 존재하는 지반가속도의 샘플링값 중에서 최대값이 기준지반가속도값(ath)보다 크면 상기 Pis는 1이다. 따라서, 상기 지반가속도의 샘플링값 중에서 최대값이 상기 기준지반가속도값보다 작은 경우에는 상기 샘플링값의 적산에서 제외하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 상기 누적절대속도(CAV)는, 상기 지진계(10)에서 측정한 지반가속도의 샘플링값과 상기 수학식 1을 이용하여 계산할 수 있다. 다만, 여기서 상기 기준지반가속도값(ath)은 미리 설정해 둘 필요가 있으며, 잡음신호의 강도에 따라 경험적으로 설정할 수 있다. 예를들어, 도4와 같은 테이블표를 이용하여 상기 기준지반가속도값을 미리 설정한 후, 각각의 지진규모계산모델에 따라 상기 기준지반가속도값을 선택하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 도4의 테이블표에 기재된 기준지반가속도값(ath) 및 d1 내지 d7, M0는 ±10%의 오차범위를 가질 수 있다.
상기 수학식 1을 통하여 상기 누적절대속도가 계산되면, 상기 분석부(20)는 상기 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 경험식에 적용하여 상기 지진의 규모를 계산할 수 있다.
구체적으로, 상기 경험식은, 아래의 수학식2와 같을 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00028
여기서, 상기 CAV는 누적절대속도, As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진의 규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6 및 d7와 M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 경험적으로 설정되는 상기 경험식의 계수일 수 있다. 즉, 상기 d0 내지 d7과 상기 M0 및 M1은 상기 지진관측자료에 대한 분석을 통하여 구할 수 있는 것으로서, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 d0 내지 d7과 상기 M0 및 M1의 값을 포함하는 테이블표를 이용하여 설정할 수 있다. 여기서, 상기 도4의 테이블표에 기재된 기준지반가속도값(ath) 및 d0 내지 d7, M0 및 M1은 ±10%의 오차범위를 가질 수 있다.
상기 Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도이지만, 상기 지하 30m까지의 평균전단파속도로 한정하는 것은 본 발명의 일 실시예에 의한 것으로서, 본 발명의 내용이 상기 지하30m까지의 평균전단파속도로 한정되는 것은 아니다. 예를들어, 지하 100m까지의 평균전단파속도나 지하 10m까지의 평균전단파속도를 이용하여 상기 경험식을 생성하는 것도 가능하다. 추가적으로, 상기 지표로부터 지하 30m까지의 평균전단파속도에 관한 정보가 없는 경우에는, 상기 지진계(10)가 구비된 지반이 연약지반인지 혹은 암반지반인지에 따라서 개략적인 Vs30값을 설정하는 것도 가능하다. 예를들어, 연약지반의 경우에는 Vs30을 300m/sec으로 설정할 수 있으며, 암반지반인 경우에는 Vs30을 800m/sec로 설정할 수 있다. 이 경우, 계산된 지진규모에 대한 신뢰도는 다소 감소할 수 있다.
앞서, 상기 누적절대속도(CAV) 및 최대지반가속도값(As)은 이미 계산하였으며, 상기 d0 내지 d7, M0, M1, Vs30값은 모두 테이블표 등을 통하여 알고 있는 값이므로, 상기 수학식2에서 변수는 M이다. 따라서, 상기 수학식2는 아래와 같이, 변수 M에 대한 2차방정식으로 변환할 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00029
Figure 112012075705360-pat00030
Figure 112012075705360-pat00031
Figure 112012075705360-pat00032
따라서, 2차 방정식에 대한 근의 공식(
Figure 112012075705360-pat00033
)를 이용하면 상기 지진규모(M)을 계산할 수 있다. 다만, 상기 지진규모(M)는 음수이거나 허수일 수는 없으므로, 상기 지진규모(M)에 대한 2차방정식의 결과로 음수나 허수가 나타난다면 상기 계산된 누적절대속도(CAV)나 경험식의 계수(d0 내지 d7, M0, M1)가 잘못 설정된 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 계산결과가 음수나 허수인 경우에는, 도4에 도시된 바와 같이 다른 지진규모계산모델에 따라 상기 기준지반가속도(ath) 및 경험식의 계수(d0 내지 d7, M0, M1)를 설정한 후, 상기 지진규모(M)를 다시 계산할 수 있다.
반면에, 서로 다른 지진규모 계산모델에 따라 계산한 지진규모(M) 값이 서로 다른 양의 실수인 경우에는, 어느 값을 상기 지진규모(M)로 할 것인지가 문제될 수 있다. 이 경우, 상기 계산된 지진규모(M) 중에서 최소값을 선택하여 상기 지진규모(M)로 할 수 있다.
상기 지진의 규모(M)가 결정되면, 거리 감쇠식을 이용하여 지진이 발생한 지진원까지의 지진거리를 계산할 수 있다. 구체적으로, 상기 거리감쇠식은, 아래의 수학식 3과 같이 나타날 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00034
여기서, R은 지진거리(km), M은 지진규모, As는 최대지반가속도(g)이므로 상기 수학식 3을 이용하면 상기 지진원까지의 거리(R)를 용이하게 계산할 수 있다.
따라서, 상기 분석부(20)는, 상기 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 지진의 규모(M) 및 거리(R)를 정확하고 효율적으로 계산할 수 있다. 이외에도, 지진의 규모에 따라 지진거리를 계산할 수 있는 감쇠식은 어떠한 것도 활용될 수 있다.
추가적으로, 분석부(20)는 상기 샘플링된 지반가속도값이 아니라 초당 최대값 구간적산(BSPGA: Bracketed Summation of Peak Gound Acceleration per second)을 이용하여 상기 누적절대속도(CAV)를 계산하거나, 상기 누적절대속도(CAV)를 대신하여 상기 초당 최대값 구간적산을 이용하여 상기 지진규모를 계산할 수 있다. 상기 샘플링된 지반가속도값을 이용하는 경우에는 초당 100샘플링 이상의 지반가속도값을 필요로 하지만, 상기 초당 최대값 구간적산(BSPGA)을 이용하는 경우에는 매초 하나의 정보만을 이용하므로, 필요한 계산량을 현저하게 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)은, 아래의 수학식 4에 의하여 계산할 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00035
여기서, pis는 앞서 설명한 바와 동일하므로, 각 단위시간 내의 최대 지반가속도값 중에서 기준지반가속도(ath)보다 큰 지반가속도만이 적산될 수 있다. 따라서, 상기 기준지반가속도(ath)보다 작은 지반가속도값은 상기 적산에서 제외할 수 있으며, 이로인해 상기 적산에서 잡음신호를 배제할 수 있다. 여기서는 상기 단위시간동안의 샘플링값들을 모두 적분하는 대신, 최대의 지반가속도값만을 적산하므로, 앞선 방식에 비하여 계산과정을 현저히 줄일 수 있다.
이후, 상기 초당최대값 구간적산(BSPGA)값을 이용하여, 상기 누적절대속도(CAV)값을 아래의 수학식 5를 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00036
여기서, 상기 초당최대값 구간적산(BSPGA)은 상기 수학식 4에서 계산하였으므로, 지진계수 A 및 B만 계산하면, 누적절대속도값(CAV)을 구할 수 있다.
여기서, 상기 지진계수 A 및 B는,
Figure 112012075705360-pat00037
이고,
Figure 112012075705360-pat00038
일 때,
Figure 112012075705360-pat00039
를 만족하는 A 및 B를 산출하는 방식으로 상기 지진계수를 설정할 수 있다. 즉, 상기 A 및 B는 지진관측자료를 이용하여 각각 산출할 수 있다. 예를들어, ath = 0.025g인 경우, A = -0.45127, B = 0.97325일 수 있다. 이때, 상기 누적절대속도(CAV)의 단위시간은 초당최대값 구간적산(BSPGA)와 마찬가지로 1초일 수 있다. 따라서, 상기 지진관측자료 등을 이용하여 상기 지진계수 A 및 B를 설정하면, 상기 초당최대값 구간적산(BSPGA)를 이용하여 상기 누적절대속도값(CAV)를 계산할 수 있으며, 상기 분석부(20)는 상기 계산된 누적절대속도값(CAV)를 이용하여, 지진의 규모 및 지진의 거리를 계산할 수 있다.
추가적으로, 상기 지진계수를 A = 0, B = 1로 설정하면 CAVk = BSPGAk가 성립하므로, 상기 누적절대속도(CAV) 대신에 초당최대값 구간적산(BSPGA)를 이용하여 상기 지진규모를 계산하는 것이 가능하다.
앞서 살핀 바와 같이, 상기 지진계(10)는 상기 지진파의 수평방향2성분 및 수직방향 1 성분을 감지하여 각각에 대한 지반가속도를 샘플링할 수 있으므로, 상기 분석부(20)는, 상기 각각의 성분별로 누적절대속도(CAV)을 계산할 수 있으며, 각각의 성분별로 지진규모를 계산하는 것도 가능하다. 따라서, 상기 각각의 성분별로 계산된 누적절대속도(CAV)를 평균하여 상기 지진규모를 계산하거나, 상기 각각의 성분별로 계산된 지진규모를 평균하여 상기 지진규모로 할 수 있다. 이 경우, 상기 지진파의 성분 하나만을 이용하여 지진규모를 계산하는 경우와 비교할 때, 계산결과의 신뢰성을 높일 수 있다. 여기서, 상기 성분별로 계산된 결과를 평균하는 방법으로는 산술평균, 기하평균, 중앙값 등을 이용할 수 있다. 여기서는 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여 지진규모를 계산하는 것을 예로들었으나, 상기 초당최대값 구간적산(BSPGA)를 이용하는 경우에도 마찬가지로 상기 성분별 계산결과를 평균하여 상기 지진규모 계산에 활용할 수 있다.
나아가, 하나의 지진계(10)가 아니라 서로 다른 지진계(10)에서 측정한 지진규모를 평균하여 상기 지진규모를 계산하는 것도 가능하다. 즉, 동일한 지진에 의한 지진파를 서로 다른 관측지점에서 측정한 이후, 각각의 관측지점에서 계산한 지진규모를 평균한 값을 상기 지진규모로 할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법을 나타내는 순서도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법은, 지진파 감지단계(S10), 누적절대속도 계산단계(S20) 및 지진판별단계(S30)를 포함할 수 있다.
이하, 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정방법을 설명한다.
지진파 감지단계(S10)는, 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여, 지반가속도를 측정할 수 있다. 상기 지진파 감지단계(S10)에서는 지진계를 이용하여 상기 지진파를 감지할 수 있으며, 상기 지진파로부터 지반가속도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 지진파는 수평방향 또는 수직방향으로 진동할 수 있으며, 상기 수평방향의 진동의 경우 진동의 축에 따라 여러 성분으로 나눌 수 있다. 일반적으로 지진계는 수평방향의 2성분, 수직방향의 1성분의 진동을 감지할 수 있으며, 상기 지진파의 각각의 성분에서 측정한 지반가속도는 단위시간당 기 설정된 횟수로 샘플링될 수 있다. 이때, 상기 측정되는 지진파는 S파 또는 P파일 수 있다.
누적절대속도 계산단계(S20)는, 상기 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV)를 계산할 수 있다. 구체적으로, 단위시간동안 기 설정된 횟수(ns)만큼 샘플링한 지반가속도값을, 상기 지진파의 예상지속시간(N)동안 적분하여 상기 누적절대속도(CAV)를 계산할 수 있다. 이때, 상기 단위시간동안 샘플링된 상기 지반가속도의 최대값이 기준지반가속도(ath) 이하인 구간은 상기 적분에 포함시키지 않을 수 있다.
즉, 상기 누적절대속도(CAV)는, 앞서 설명한 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00040
여기서, 상기 CAV는 누적절대속도,
Figure 112012075705360-pat00041
,
Figure 112012075705360-pat00042
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수이다.
여기서, 상기 누적절대속도(CAV)는 초당 최대값 구간적산(BSPGA)을 이용하여 계산하는 것도 가능하다.
먼저 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)은, 앞서 설명한 수학식 4를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00043
여기서,
Figure 112012075705360-pat00044
, t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 상기 지진파의 예상지속시간이다.
이후, 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)을 앞서 설명한 수학식 5에 대입하면, 상기 누적절대속도(CAV)를 구할 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00045
여기서, A 및 B는 지진계수로서, 지진관측자료에 대한 분석을 통하여 구할 수 있다.
구체적으로,
Figure 112012075705360-pat00046
이고,
Figure 112012075705360-pat00047
이면, 지진관측자료를 근거로,
Figure 112012075705360-pat00048
를 만족하는 A 및 B를 산출하는 방식으로 상기 지진계수를 설정할 수 있다.
지진판별단계(S30)는, 상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 상기 지진의 규모(M) 및 지진거리(R)를 계산할 수 있다. 구체적으로, 상기 누적절대속도(CAV) 및 최대지반가속도(As)를 포함하는 경험식을 이용하여 상기 지진의 규모를 계산할 수 있다.
상기 경험식은 앞서 설명한 수학식 2와 같이 구현될 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00049
여기서 상기 CAV는 누적절대속도, As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진의 규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 경험적으로 도출할 수 있다. 즉, 상기 d0 내지 d7과 M0 및 M1은 상기 지진관측자료에 대한 분석을 통하여 구할 수 있는 것으로서, 도4에 도시된 바와 같은 테이블표를 이용하여 상기 d0 내지 d7 및 M0, M1의 값을 결정할 수 있다.
상기 테이블표 등에 의하여, 상기 d0 내지 d7 및 M0, M1의 값이 결정되고, 상기 누적절대속도(CAV) 및 최대지반가속도(As)값이 대입되면, 상기 수학식2는 결국 지진의 규모(M)에 대한 2차방정식으로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 2차 방정식의 해를 구함으로써 상기 지진의 규모(M)를 계산할 수 있다.
앞서 살핀 바와 같이, 상기 지진계는 상기 지진파의 수평방향2성분 및 수직방향 1 성분을 감지하여 각각에 대한 지반가속도를 샘플링할 수 있으므로, 상기 각각의 성분별로 누적절대속도(CAV)을 계산할 수 있으며, 각각의 성분별로 지진규모를 계산하는 것도 가능하다. 따라서, 상기 각각의 성분별로 계산된 누적절대속도(CAV)를 평균하여 상기 지진규모를 계산하거나, 상기 각각의 성분별로 계산된 지진규모를 평균하여 상기 지진규모로 할 수 있다. 이 경우, 상기 지진파의 성분 하나만을 이용하여 지진규모를 계산하는 경우와 비교할 때, 계산결과의 신뢰성을 높일 수 있다. 여기서, 상기 성분별로 계산된 결과를 평균하는 방법으로는 산술평균, 기하평균, 중앙값 등을 이용할 수 있다. 여기서는 상기 누적절대속도(CAV) 대신에 상기 초당최대값 구간적산(BSPGA)를 이용하는 것도 가능하다. 나아가, 서로 다른 지진계(10)에서 측정한 지진규모를 평균하여 상기 지진규모를 계산하는 것도 가능하다. 즉, 동일한 지진에 의한 지진파를 서로 다른 관측지점에서 측정한 이후, 각각의 관측지점에서 계산한 지진규모를 평균한 값을 상기 지진규모로 할 수 있다.
상기 지진의 규모(M)가 결정되면, 기 설정된 거리감쇠식을 이용하여 상기 지진거리를 계산할 수 있다.
상기 거리감쇠식은 앞서 설명한 수학식 3일 수 있다.
Figure 112012075705360-pat00050
여기서 R은 지진거리(km), M은 지진규모, As는 최대지반가속도(g)이므로, 앞서 계산한 지진규모(M) 및 최대지반가속도(As)을 대입하여 상기 지진거리를 구할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진감지방법에 의하면, 지진의 규모(M) 및 지진거리(R)를 신뢰성 있게 계산할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진감지방법은, 도4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 지진규모 계산모델을 통하여 지진규모를 계산한 후, 상기 계산된 지진규모 중에서 타당한 값을 선택하는 방식으로 상기 지진규모를 설정할 수 있다.
예를들어, 서로 다른 두개의 기준지반가속도(ath1 = 0.025g, ath2 = 0.0001g)를 이용하여 단위시간이 1초인 서로 다른 두개의 누적절대속도(CAV1, CAV2)를 계산할 수 있으며, 먼저 상기 ath1에 의하여 계산된 누적절대속도(CAV1)를 도4의 지진규모계산모델 Fa1에 대입하여 지진의 규모를 계산할 수 있다. 이때, 상기 지진규모는 앞서 살핀 바와 같이 2차방정식의 해로서 나타나므로, 상기 지진규모가 음수이거나 허수로 나타날 수 있다. 상기 Fa1에 의한 지진규모의 값이 음수이거나 허수인 경우에는 지진의 규모가 결정되지 않으므로, 상기 ath2를 이용하여 계산한 누적절대속도(CAV2)를 이용하여 다시 지진의 규모를 계산할 수 있다. 즉, 지진규모계산모델 Fa2에 대입하여 지진의 규모를 계산할 수 있다. 마찬가지로, 상기 지진규모계산모델 Fa2에 의하여 상기 지진의 규모가 계산되지 않은 경우에는 나머지 Fa3에 따라 계산되는 지진의 규모를 상기 지진의 규모로 설정할 수 있다. 만약, 상기 Fa2에 의하여 지진의 규모가 계산되는 경우에는, 다시 한번 Fa3을 이용하여 지진의 규모를 계산한 후, 상기 Fa3에 의하여 지진의 규모가 계산되지 않으면, 상기 Fa2에 의한 지진의 규모를 최종 지진의 규모로 설정할 수 있다. 다만, 상기 Fa3에 의하여도 지진의 규모가 계산되는 경우에는 상기 Fa2에 의하여 계산된 지진의 규모와 상기 Fa3에 의하여 계산된 지진의 규모 중에서 더 작은 값을 지진의 규모로 계산할 수 있다.
여기서는 누적절대속도(CAV)를 서로 다른 지진규모 계산모델에 적용하여 지진규모를 계산하는 것을 예시하였으나, 도4에 도시된 바와 같이, 누적절대속도(CAV) 대신에 초당최대값구간적산(BSPGA)을 이용하는 것도 가능하다. 즉, 초당최대값구간적산(BSPGA)을 서로 다른 지진규모 계산모델(도4의 Fb1, Fb2, Fb3)에 적용하여 상기 지진규모를 계산할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 지진계(10)를 이용하여 P파에 대한 지반가속도값을 샘플링한 후, 상기 P파에 대한 최대 지반가속도값(As) 및 누적절대속도(CAV)를 미리 준비된 경험식에 대입하여 지진규모(M) 및 지진거리(R)를 계산할 수 있다. P파의 경우 S파보다 전파속도가 빠르므로, 상기 P파를 이용하여 지진규모 및 지진거리를 측정함으로써, 지진에 대한 조기경보(earthquake early warning)로 활용할 수 있다. 따라서, P파가 잡음신호와 구별될 수 있을 정도로 높을 경우에는, 본 발명의 일 실시예에 의한 지진측정장치 및 지진측정방법을 상기 P파에 적용하여 지진에 대한 조기경보를 수행할 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 누적절대속도(CAV) 및 최대지반가속도(As)을 이용하여 계산한 지진의 규모 및 지진 거리를 실제 발생한 지진의 규모 및 지진 거리와 비교한 그래프이고, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따라 초당최대값구간적산값(BSPGA) 및 최대지반가속도(As)을 이용하여 계산한 지진의 규모 및 지진 거리를 실제 발생한 지진의 규모 및 지진 거리와 비교한 그래프이다.
상기 도5 및 도6을 참조하면, 두 경우 모두 지진규모의 표준편차 0.6, 지진거리의 경우 대수로그 표준편차 0.33~0.35 정도로 신뢰성 있게 지진규모 및 지진거리를 계산할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 지진계 20: 분석부
S10: 지진파 감지 단계 S20: 누적절대속도계산단계
S30: 지진판별단계

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계;
    상기 지진파의 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및
    상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 상기 지진의 지진규모(M) 및 지진거리(R)를 계산하는 지진판별단계를 포함하고,
    상기 누적절대속도 계산단계는
    Figure 112013119456970-pat00051

    여기서, 상기 CAV는 누적절대속도,
    Figure 112013119456970-pat00052
    ,
    Figure 112013119456970-pat00053
    , t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수인 지진측정방법.
  3. 삭제
  4. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계;
    상기 지진파의 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및
    상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 상기 지진의 지진규모(M) 및 지진거리(R)를 계산하는 지진판별단계를 포함하고,
    상기 지진판별단계는 상기 누적절대속도(CAV) 및 상기 최대지반가속도(As)를 포함하는 경험식을 이용하여 상기 지진규모를 계산하되,
    Figure 112013119456970-pat00054

    을 상기 경험식으로 이용하는 것으로서, 상기 CAV는 누적절대속도, As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 도출하는 지진측정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 지진판별단계는
    상기 경험식을 M에 대한 2차방정식으로 변환한 후, 상기 2차 방정식의 해를 구하여 상기 지진규모(M)를 계산하는 지진측정방법.
  6. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계;
    상기 지진파의 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및
    상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 상기 지진의 지진규모(M) 및 지진거리(R)를 계산하는 지진판별단계를 포함하고,
    상기 지진판별단계는
    Figure 112013119456970-pat00055
    의 거리감쇠식을 이용하며, 여기서 R은 지진거리, M은 지진규모, As는 최대지반가속도인 지진측정방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 지진판별단계는
    상기 지진파의 수평방향성분 및 수직방향성분에 대하여 개별적으로 지반가속도를 구하여 각각의 지진규모를 계산한 후, 상기 각각의 지진규모를 평균하여 상기 지진규모로 설정하는 지진측정방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 지진판별단계는
    상기 지진파의 수평방향성분 및 수직방향성분 중에서 선택된 적어도 2 이상의 성분에 대하여 벡터합을 구한 후, 상기 벡터합에 대한 지반가속도를 구하여 상기 지진규모를 계산하는 지진측정방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 지진판별단계는
    서로 다른 관측지점에서 측정한 동일한 지진의 지진파를 이용하여 상기 지진규모를 계산한 후, 상기 각각의 지진규모를 평균하여 상기 지진규모로 설정하는 지진측정방법.
  10. 삭제
  11. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계;
    상기 지진파의 지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도(CAV, Cumulative Absolute Velocity)를 계산하는 누적절대속도 계산단계; 및
    상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 상기 누적절대속도(CAV)를 이용하여, 상기 지진의 지진규모(M) 및 지진거리(R)를 계산하는 지진판별단계를 포함하고,
    상기 누적절대속도 계산단계는
    상기 지반가속도의 초당 최대값 구간적산값(BSPGA: Bracketed Summation of Peak Ground Acceleration per second)을 계산한 후, 상기 초당 최대값 구간적산을 이용하여 상기 누적절대속도를 산출하되,
    Figure 112013119456970-pat00056
    , 여기서,
    Figure 112013119456970-pat00057
    , t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 상기 지진파의 예상지속시간을 이용하여, 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)를 계산하고,
    Figure 112013119456970-pat00058
    에 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)를 대입하여 상기 누적절대속도를 산출하는 것으로서, 여기서 CAV는 누적절대속도이고, A 및 B는 지진계수인 지진측정방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 누적절대속도 계산단계는
    Figure 112012075705360-pat00059
    이고,
    Figure 112012075705360-pat00060
    이면, 지진관측자료를 근거로
    Figure 112012075705360-pat00061
    를 만족하는 A 및 B를 산출하여 상기 지진계수를 설정하는 지진측정방법.
  13. 삭제
  14. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성하는 지진계; 및
    상기 지진신호를 이용하여 상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 이용하여 지진규모 및 지진거리를 측정하는 분석부를 포함하고,
    상기 분석부는
    Figure 112013119456970-pat00062
    를 이용하여 상기 누적절대속도를 계산하는 것으로서, 여기서, CAV는 누적절대속도,
    Figure 112013119456970-pat00063
    ,
    Figure 112013119456970-pat00064
    , t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 지진파의 예상지속시간, ns는 단위시간당 지반가속도의 샘플링수인 지진측정장치.
  15. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성하는 지진계; 및
    상기 지진신호를 이용하여 상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 이용하여 지진규모 및 지진거리를 측정하는 분석부를 포함하고,
    상기 분석부는
    Figure 112013119456970-pat00065

    를 이용하여 상기 지진규모를 계산하는 것으로서, 여기서, 상기 As는 최대지반가속도, Vs30은 지표에서부터 지하30m까지의 평균전단파속도, M은 지진규모이고, 상기 d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, M0 및 M1은 지진관측자료를 이용하여 설정하는 지진측정장치.
  16. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성하는 지진계; 및
    상기 지진신호를 이용하여 상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 이용하여 지진규모 및 지진거리를 측정하는 분석부를 포함하고,
    상기 분석부는
    Figure 112013119456970-pat00066
    의 거리감쇠식을 이용하여 상기 지진거리를 계산하는 것으로서, 여기서, R은 지진거리, M은 지진규모, As는 최대지반가속도인 지진측정장치.
  17. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하여 지진신호를 생성하는 지진계; 및
    상기 지진신호를 이용하여 상기 지진파 파형의 최대값인 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV: Cummulative Absolute Velocity)를 측정하고, 상기 최대지반가속도(As) 및 누적절대속도(CAV)를 이용하여 지진규모 및 지진거리를 측정하는 분석부를 포함하고,
    상기 분석부는
    Figure 112013119456970-pat00067
    , 여기서,
    Figure 112013119456970-pat00068
    , t는 시간, ath는 기준지반가속도, N은 상기 지진파의 예상지속시간을 이용하여, 상기 초당 최대값 구간적산값(BSPGA)를 계산하고,
    Figure 112013119456970-pat00069
    , 여기서, CAV는 누적절대속도, A 및 B는 지진계수를 이용하여, 상기 초당 최대값 구간적산값으로부터 상기 누적절대속도를 산출하는 지진측정장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 분석부는
    Figure 112012075705360-pat00070
    이고,
    Figure 112012075705360-pat00071
    이면, 지진관측자료를 근거로,
    Figure 112012075705360-pat00072
    를 만족하는 A 및 B를 산출하여 상기 지진계수를 설정하는 지진측정장치.
  19. 지진에 의하여 발생하는 지진파를 감지하는 지진파 감지단계;
    상기 지진파의 수평일축성분에 의한 지반가속도를 샘플링한 후, 최대지반가속도값을 추출하는 최대지반가속도추출단계;
    상기 샘플링된 지반가속도 및 지진규모계산모델에 따라 설정되는 기준지반가속도를 이용하여, 상기 지진파의 누적절대속도를 계산하는 누적절대속도계산단계;
    상기 지진규모계산모델에 따라 계수가 설정되는 경험식에 상기 최대지반가속도 및 누적절대속도를 대입하여 상기 지진의 지진규모를 계산하는 지진규모계산단계; 및
    상기 지진규모가 계산되면, 기 설정된 거리 감쇠식을 이용하여 상기 지진의 지진거리를 계산하는 지진거리계산단계를 포함하는 지진측정방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 지진규모계산단계는
    상기 계산된 지진규모가 0 이상의 실수(實數)가 아니면, 상이한 기준지반가속도 또는 경험식의 계수값을 가지는 지진규모계산모델을 적용하여 상기 지진규모를 계산하는 지진측정방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 지진규모계산단계는
    서로 다른 지진규모계산모델에 의하여 계산된 지진규모 중 0 이상의 실수인 지진규모가 적어도 2이상 있으면, 상기 계산된 지진규모 중에서 최소값을 상기 지진규모로 선택하는 지진측정방법.
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