WO2012043993A2 - 지진의 누적절대속도 추정 장치 - Google Patents

지진의 누적절대속도 추정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지진의 누적절대속도 추정 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 지진의 누적절대속도 추정 장치는 지진을 감지하여 지진 측정값과 상기 지진 측정값 중 초당 최대 지진 측정값을 산출하는 지진계와, 상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 지진의 누적절대속도를 산출하는 지진감시서버를 포함한다.

Description

지진의 누적절대속도 추정 장치
본 발명은 지진의 누적절대속도 추정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지진통보 방법은 일정지역에 설치된 지진계를 사용하여 지진조기경보 및 신속지진피해통보를 포함한다. 지진조기경보는 지진 발생시 발생되는 P파를 근거로 지진을 통보한다. 이때, P파는 지진 발생시 발생되는 S파 보다 먼저 지진계에 감지될 수 있다. 따라서, 지진조기경보는 신속하게 지진발생 유무를 통보할 수 있다.
신속지진피해통보는 건물 및 시설 등에 인가되는 지진의 피해 가능성을 평가하여 통보한다. 신속지진피해통보는 지진계에서 감지되는 지진파의 크기를 근거로 지진의 피해 가능성을 평가한다. 이때, 신속지진피해통보는 지진계에서 감지되는 지진파 측정값을 누적하여 건물 및 시설 등에 인가되는 지진의 피해 가능성을 평가할 수 있다.
지진파를 누적하는 신속지진피해통보 방법은 지진계가 단위시간 동안 측정된 지진파 값을 샘플링하여 지진감시 서버에 전송한다. 이때, 지진계는 지반가속도를 측정하여 지진파 값을 얻을 수 있다. 또한, 지진계는 지반속도를 측정하여 지진파 값을 얻을 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 지진계가 지반가속도를 측정하여 지진파 값을 얻는 것을 중심으로 설명하기로 한다.
지진계는 단위시간 동안 지반가속도를 측정하여 얻은 지진파 값을 샘플링하여 지진감시 서버에 전송한다. 지진감시 서버는 샘플링된 지진파 값을 전송받아 합산하여 지진파의 누적절대속도를 산출한다.
이때, 지진감시 서버는 샘플링된 지진파를 기 설정된 시간 동안 전송받아 합산한다. 지진감시 서버는 기 설정된 시간이 지나면 맨 처음 전송받은 샘플링된 지진파 값을 버리고 새로운 샘플링된 지진파 값을 전송받아 합산한다.
지진감시 서버는,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000001
으로 지진파의 누적절대속도를 산출한다.
이때, k는 단위시간이고, N은 샘플링된 지진파 값을 합산하는 기 설정된 단위시간이고, ns 는 지진파 값의 샘플링 개수고,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000002
는 초당 최대 지진파값이고,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000003
는 초당 절대값의 최소값이며,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000004
는 샘플링된 지진파 값이다.
또한, i는
Figure PCTKR2011006623-appb-I000005
에 의해 산출된다. 이때, 단위시간은 초단위로 기 설정될 수 있다.
지진감시 서버에 의해 산출된 누적절대속도를 근거로 사용자는 건물 및 시설 등에 인가되는 지진의 피해를 측정할 수 있다. 사용자는 건물 및 시설 등에 인가되는 지진의 피해를 측정함으로써 건물 및 시설 등에 신속하게 후속조치를 취할 수 있다.
하지만, 종래의 누적절대속도를 산출하는 식은 샘플링된 지진파 측정값을 모두 합산해야 하기 때문에 누적절대속도의 계산량이 증가된다는 단점이 있었다.
또한, 종래의 누적절대속도를 산출하는 식은 여러 지역의 지진파 측정값을 하나의 지진감시서버를 통해 누적절대속도를 산출하기까지 시간이 오래 걸림으로써 건물 및 시설 등에 인가되는 지진의 피해 가능성을 평가하는데 시간이 많이 지연된다는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예들은 지진파의 누적절대속도를 신속하게 구하는 지진의 누적절대속도 추정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은, 지진을 감지하여 지진 측정값과 상기 지진 측정값 중 초당 최대 지진 측정값을 산출하는 지진계와, 상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 지진의 누적절대속도를 산출하는 지진감시서버를 포함하는 지진의 누적절대속도 추정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 지진감시서버가 초당 최대 지진 측정값만을 사용하여 지진의 누적절대속도를 산출함으로써 지진의 누적절대속도를 신속하게 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진의 누적절대속도 추정 장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 지진의 누적절대속도 추정 장치가 산출한 지진의 누적절대속도와 실제 지진의 누적절대속도를 비교한 데이터를 보여주는 데이터 테이블이다.
도 3은 지진의 누적절대속도 추정 장치가 산출한 지진의 누적절대속도와 실제 지진의 누적절대속도를 비교한 데이터를 보여주는 그래프이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지진의 누적절대속도 추정 장치(100)를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 지진의 누적절대속도 추정 장치(100)는 지진계(110)를 포함한다. 지진계(110)는 지진이 발생되는 것을 감지하여 지진 측정값을 발생시킬 수 있다.
이때, 지진계(110)는 지진의 지반가속도를 측정하여 상기 지진 측정값을 얻을 수 있다. 또한, 지진계(110)는 지진의 지반속도를 측정하여 상기 지진 측정값을 얻을 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 지진계(110)가 지반가속도를 측정하여 상기 지진 측정값을 얻는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
지진계(110)는 지진의 지반가속도를 측정하여 상기 지진 측정값을 발생시킬 수 있다. 지진계(110)는 지진이 발생될 수 있는 예상 지역에 배치될 수 있다. 또는, 지진계(110)는 건물 또는 시설 등에 인접하도록 배치될 수 있다. 따라서, 지진계(110)는 상기 지진 측정값을 용이하게 발생시킬 수 있다.
지진의 누적절대속도 추정 장치(100)는 지진감시서버(120)를 포함한다. 지진감시서버(120)는 지진계(110)로부터 상기 지진 측정값을 전달받을 수 있다. 이때, 지진감시서버(120)는 지진계(110)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 특히, 지진감시서버(120)는 지진계(110)와 원격통신망으로 연결될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 지진감시서버(120)와 지진계(110)가 상기 원격통신망으로 연결된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
지진감시서버(120)는 지진계(110)와 상기 원격통신망으로 연결될 수 있다. 지진감시서버(120)는 데이터 통신에 의해 지진계(110)로부터 상기 지진 측정값을 전달받을 수 있다. 지진감시서버(120)는 전달받은 상기 지진 측정값을 사용하여 지진의 누적절대속도(Cumulative Absolute Velocity, CAV)를 산출할 수 있다.
이때, 지진계(110)는 지반가속도를 측정하여 상기 지진 측정값을 산출할 수 있다. 지진계(110)는 상기 지진 측정값을 단위시간을 기준으로 샘플링할 수 있다.
지진계(110)는 샘플링된 상기 지진 측정값을 절대화할 수 있다. 지진계(110)는 절대화된 상기 지진 측정값 중 단위시간마다 최대 지진 측정값을 산출할 수 있다.
예를 들어, 단위시간은 1초 단위로 설정될 수 있다. 지진계(110)는 상기 지진 측정값을 1초 단위로 샘플링할 수 있다. 지진계(110)는 매초마다 샘플링된 상기 지진 측정값 중 상기 최대 지진 측정값을 산출한다.
지진계(110)는 상기 지진 측정값 및 상기 초당 최대 지진 측정값을 지진감시서버(120)로 송신할 수 있다. 또는, 지진계(110)는 상기 초당 최대 지진 측정값만 지진감시서버(120)로 송신할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 지진계(110)가 상기 초당 최대 지진 측정값만 지진감시서버(120)로 송신하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
지진계(110)는 상기 초당 최대 지진 측정값만 지진감시서버(120)로 송신할 수 있다. 따라서, 지진계(110)가 지진감시서버(120)에 상기 초당 최대 지진 측정값을 송신하는 동안 상기 원격통신망에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
지진감시서버(120)는 지진계(110)로부터 상기 초당 최대 지진 측정값을 수신할 수 있다. 지진감시서버(120)는 상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 지진의 누적절대속도를 산출할 수 있다.
지진감시서버(120)는 지진의 누적절대속도를 산출하여 지진의 누적절대속도를 통보단말기(E)에 전송할 수 있다. 이때, 통보단말기(E)는 지진계(110)가 설치된 지역에 배치될 수 있다. 따라서, 지진감시서버(120)는 지진계(110)가 설치된 지역에 지진의 누적절대속도를 전송할 수 있다.
지진감시서버(120)가 지진의 누적절대속도를 산출하는 공식은 다음과 같이 표시된다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000006
(1)
여기서,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000007
은 상기 초당 최대 지진 측정값이고,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000008
는 지진 측정값의 최소값이고, A 및 B는 지진계수이고, k는 시간이고, N은 상기 초당 최대 지진 측정값을 합산하는 기 설정된 시간을 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000009
는
Figure PCTKR2011006623-appb-I000010
와
Figure PCTKR2011006623-appb-I000011
를 비교할 수 있다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000012
는
Figure PCTKR2011006623-appb-I000013
이
Figure PCTKR2011006623-appb-I000014
보다 작으면
Figure PCTKR2011006623-appb-I000015
을 지진의 누적절대속도를 합산할 때 제외시킬 수 있다. 이때,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000016
는 사용자에 의해 임의로 정해질 수 있다.
예를 들어,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000017
이
Figure PCTKR2011006623-appb-I000018
보다 크면,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000019
는 1이 될 수 있다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000020
이
Figure PCTKR2011006623-appb-I000021
보다 작거나 같으면
Figure PCTKR2011006623-appb-I000022
는 0이 될 수 있다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000023
이
Figure PCTKR2011006623-appb-I000024
보다 작거나 같으면
Figure PCTKR2011006623-appb-I000025
은 지진의 누적절대속도를 합산할 때 제외될 수 있다. 따라서, 지진감시서버(120)가 상기 지진의 누적절대속도를 계산하는 계산량을 줄일 수 있다.
또한, 지진 계수 A, B는 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure PCTKR2011006623-appb-I000026
Figure PCTKR2011006623-appb-I000027
Figure PCTKR2011006623-appb-I000028
(2)
식 (2) 및 지진 데이터에 의해 산출되는 x, y를 근거로 지진 계수는 산출될 수 있다. 이때, 상기 지진 데이터는 지진 측정값을 포함할 수 있다. 상기 지진 측정값을 근거로 y값은 산출될 수 있다.
또한, 상기 지진 데이터는 상기 초당 최대 지진 측정값을 포함할 수 있다. 상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 x값은 산출될 수 있다. 지진 계수는 산출된 y 및 x값의 상관관계에 의해 산출될 수 있다.
산출된 지진 계수는 지진감시서버(120)가 지진의 누적절대속도를 산출하기 전에 식 (1) 에 대입될 수 있다.
예를 들어, 2005년 일본 후쿠오카 북서 해안 지역에서 발생된 지진을 근거로 지진의 누적절대속도 추정 장치(100)가 산출한 상기 지진의 누적절대속도와 실제 지진의 누적절대속도를 비교하기로 한다.
이때,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000029
는 0.025g로 기 설정될 수 있다. N은 30으로 기 설정될 수 있다. 또한, 미국 엔지에이(NGA, Next Generation Attenuation) 거리감쇠식 개발 프로젝트에 활용된 강진 자료를 근거로 x 및 y가 산출되어 A는 -0.45127이고 B는 0.97325로 기 설정될 수 있다.
도 2는 지진의 누적절대속도 추정 장치(100)가 산출한 지진의 누적절대속도와 실제 지진의 누적절대속도를 비교한 데이터를 보여주는 데이터 테이블이다. 도 3은 지진의 누적절대속도 추정 장치(100)가 산출한 지진의 누적절대속도와 실제 지진의 누적절대속도를 비교한 데이터를 보여주는 그래프이다.
이때,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000030
는 후쿠오카 북서 해안 지역의 지진 데이터를 근거로 산출된 실제 지진의 누적절대속도를 나타낼 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000031
는 후쿠오카 북서 해안지역의 지진 데이터를 근거로 지진의 누적절대속도를 추정 장치(100)가 산출한 지진의 누적절대속도를 나타낼 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면,
Figure PCTKR2011006623-appb-I000032
와
Figure PCTKR2011006623-appb-I000033
의 오차가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 지진의 누적절대속도 산출 장치(100)에 의해 산출된 지진의 누적절대속도를 사용하여 건물 또는 설비 등에 인가된 지진의 누적절대속도를 산출할 수 있다.
또한, 지진의 누적절대속도 산출 장치(100)는 상기 초당 최대 지진의 측정값만 사용하여 지진의 누적절대속도를 산출하기 때문에 지진의 누적절대속도의 계산량을 줄일 수 있다.
지진의 누적절대속도 산출 장치(100)는 누적절대속도의 계산량이 줄어듬으로써 통보단말기(E)에 지진의 누적절대속도를 신속하게 전송할 수 있다. 누적절대속도가 통보단말기(E)에 신속하게 전송됨으로써 지진의 피해 가능성이 신속하게 평가될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 지진을 감지하여 지진 측정값과 상기 지진 측정값 중 초당 최대 지진 측정값을 산출하는 지진계와,
    상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 지진의 누적절대속도를 산출하는 지진감시서버를 포함하는 지진의 누적절대속도 추정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지진감시서버는,
    상기 초당 최대 지진 측정값은
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000034
    이고, 지진 측정값의 최소값은
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000035
    이고, 지진 계수는 A, B이고, 시간은 k이고, 상기 초당 최대 지진 측정값을 합산하는 기 설정된 시간을 N 이라고 하면, 상기 절대누적속도 CAV를
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000036
    으로 산출하는 지진의 누적절대속도 추정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지진 계수는,
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000037
    이고,
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000038
    이면, 지진 데이터를 근거로
    Figure PCTKR2011006623-appb-I000039
    에 의해 산출되는 지진의 누적절대속도 추정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지진 데이터는 상기 지진 측정값과 상기 초당 최대 지진 측정값을 포함하는 지진의 누적절대속도 추정 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 y는 상기 지진 데이터의 상기 지진 측정값에 의해 산출되고,
    상기 x는 상기 지진 데이터의 상기 초당 최대 지진 측정값을 근거로 산출되는 지진의 누적절대속도 추정 장치.
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