JP6401003B2

JP6401003B2 - 単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法

Info

Publication number: JP6401003B2
Application number: JP2014203987A
Authority: JP
Inventors: 俊六山本; 直泰岩田; 将宏是永; 俊太野田
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-10-02
Also published as: JP2016075480A

Description

本発明は、単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法に関するものである。

従来、単独観測点の地震波を用いた地震警報方法としては以下に示すようなものがあった。

（１）地震波の振幅の規定値の超過に基づく方法（例えば、下記非特許文献１参照）
地震波のＰ波あるいはＳ波の振幅（加速度、速度、変位、震度、ＳＩ値など振幅に関連する指標）を常に監視し、その値が事前に定めた規定値を超過した際に警報を出力する。

（２）推定したマグニチュードに基づく方法（例えば、下記非特許文献２参照）
周波数成分の分析によりマグニチュードを推定し、その値が事前に定めた規定値を超過した際に警報を出力する。

（３）推定した震央とマグニチュードに基づく方法（例えば、下記非特許文献３，４参照）
Ｐ波データより震央とマグニチュードを推定し、これらの値から警報範囲を決定し、警報を出力する。

中村豊：国鉄における地震警報システム, 鉄道技研, Ｖｏｌ. ４２, Ｎｏ. １０, ｐｐ. ３７１−３７６, １９８５Ａｌｌｅｎ, Ｒ. ａｎｄＫａｎａｍｏｒｉ, Ｈ.:ＴｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣａｌｉｆｏｒｎｉａ, Ｓｃｉｅｎｃｅ, Ｖｏｌ. ３００, ｐｐ. ７８６−７８９, ２００３. Ｎａｋａｍｕｒａ, Ｙ.:Ｏｎｔｈｅｕｒｇｅｎｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍｓｙｓｔｅｍ (ＵｒＥＤＡＳ），Ｐｒｏｃ. ｏｆ９ｔｈＷｏｒｌｄＣｏｎｆ. ｏｎＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ, ｐｐ. ＶＩＩ６７３−ＶＩＩ６７８, １９９８. 岩橋寛臣，岩田直泰，佐藤新二，芦谷公稔：早期地震警報システムの実用化, 鉄道総研報告，Ｖｏｌ. １８，Ｎｏ. ９，ｐｐ. ２３−２８, ２００４Ｏｄａｋａ, Ｔ.,Ａｓｈｉｙａ, Ｋ.,Ｔｓｕｋａｄａ, Ｓ.,Ｓａｔｏ, Ｓ.,Ｏｈｔａｋｅ, Ｋ.,ａｎｄＮｏｚａｋａ, Ｄ. ：Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｑｕｉｃｋｌｙｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｅｐｉｃｅｎｔｒａｌｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｍａｇｎｉｔｕｄｅｆｒｏｍａｓｉｎｇｌｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｃｏｒｄｓ, ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＳｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａ, Ｖｏｌ. ９３, Ｎｏ. １, ｐｐ. ５２６−５３２, ２００３. 山本俊六, 野田俊太, 是永将宏：Ｐ波初動部の立ち上がり特性に着目した震央距離推定手法, 鉄道総研報告, Ｖｏｌ. ２６, Ｎｏ. ９, ｐｐ. ５−１０, ２０１２

従来の手法は、上記したように、「大きな揺れが観測された」あるいは「十分に大きなマグニチュードと推定された」時点で警報を出力するものである。いずれも警報に至るまでには断層破壊の拡大に伴う地震動の振幅の十分な増加、あるいは周波数成分の大きな変化を観測することが必要となる。断層破壊は有限の速度で進行するため、必然的に警報出力まで一定の時間“待つ”必要がある。特に早期地震警報の余裕時間が少ない近距離地震（震源距離・震央距離が近い地震）の場合、この“待ち時間”による余裕時間の損失の影響は大きい。

近距離地震においては、マグニチュードの大小によらず、ある程度の大きさ以上の揺れが観測される可能性が高く、近距離地震と判断されたタイミングで地震警報を出すことは十分に合理的と言える。

既に提案されている単独観点データに基づく震央距離推定手法であるＢ−Δ法（上記非特許文献５）、Ｃ−Δ法（上記非特許文献６）では極めて短い時間で震央距離を推定することが可能である。たとえば、上記Ｂ−Δ法では最短１秒程度、上記Ｃ−Δ法では０．５秒程度で震央距離が求められ、これらの時間は断層破壊が大地震に成長する時間に比べて十分に短い。

本発明は上記の方法で推定された震央距離が事前に定めた規定値より近い場合（あるいは震央距離に逆比例する係数Ｂまたは係数Ｃが事前に定めた規定値より大きい場合）に、近距離地震と見なし即座に警報を出力するものである。

本発明は、上記状況に鑑みて、「待ち時間」を必要とせず、早期に地震警報を出力することができる単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法において、地震波のＰ波を検知し、単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＢ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｂを求め、前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｂが約２０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力することを特徴とする。

〔２〕単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法において、地震波のＰ波を検知し、単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＣ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｃを求め、前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｃが約１０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力することを特徴とする。

本発明によれば、近距離地震に対して、従来の手法より概ね早いタイミングで警報を出力することが可能となる。また従来の手法と組み合わせることにより、より確実で効果的な警報出力が可能となる。Ｂ―Δ法は現在複数の早期地震警報システムで活用されており、これらのシステムでは軽微なプログラム修正により、本発明を実施することができる。

本発明の実施例を示す単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法のフローチャートである。本発明の第１実施例を示すＰ波初動部の０．５秒のデータからＣ−Δ法で求めた係数Ｂと気象庁による震央距離の関係を示す図である。本発明の第２実施例を示すＰ波初動部の０．５秒のデータからＣ−Δ法で求めた係数Ｃと気象庁による震央距離の関係を示す図である。

本発明の単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法は、地震波のＰ波を検知し、単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＢ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｂを求め、前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｂが約２０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力する。また、本発明の単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法は、地震波のＰ波を検知し、単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＣ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｃを求め、前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｃが約１０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

近距離地震においては、マグニチュードの大小によらず、ある程度の大きさ以上の揺れが観測される可能性が高いため、近距離地震と判断されたタイミングで地震警報を出すことは十分に合理的と言える。

既に提案されている単独観測点データに基づく震央距離推定手法であるＢ−Δ法（上記非特許文献５参照）、Ｃ−Δ法（上記非特許文献６参照）では極めて短い時間で震央距離を推定することが可能である。たとえば、Ｂ−Δ法では最短１秒程度、Ｃ−Δ法では０．５秒程度で震央距離が求められ、これらの時間は断層破壊が大地震に成長する時間に比べて十分に短い。

そこで、本発明は、上記の方法で推定された震央距離が事前に定めた規定値より小さい場合（あるいは震央距離に逆比例する係数Ｂまたは係数Ｃが事前に定めた規定値より大きい場合）に、近距離地震と見なして、即座に警報を出力するものである。

図１は本発明の実施例を示す単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法のフローチャートである。

（１）まず、Ｐ波を検知する（ステップＳ１）。

（２）次に、Ｂ−Δ法、Ｃ−Δ法で震央距離（あるいは係数Ｂ、Ｃ）を求める（ステップＳ２）。

（３）次に、震央距離が規定値より小さい（あるいは係数Ｂ、Ｃが規定値より大きい）かをチェックする（ステップＳ３）。

（４）ステップＳ３の結果、ＹＥＳの場合には、警報は出力を出力し（ステップ４）、ＮＯの場合には、警報は出力しない（ステップ５）。

図２は本発明の第１実施例を示すＰ波初動部の０．５秒のデータからＣ−Δ法で求めた係数Ｂと気象庁による震央距離の関係を示す図である。

係数Ｂを利用する場合は、図２に示した震央距離と係数の関係などを参考に規定値を定める。規定値の例としては、例えば、震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｂは約２０以上の場合を近距離地震と判断する。

図３は本発明の第２実施例を示すＰ波初動部の０．５秒のデータからＣ−Δ法で求めた係数Ｃと気象庁による震央距離の関係を示す図である。

係数Ｃを利用する場合は、図３に示した震央距離と係数の関係などを参考に規定値を定める。規定値の例としては、例えば、震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｃは約１０以上の場合を近距離地震と判断する。

本発明によれば、近距離地震に対して、断層破壊が十分に拡大する（振幅が十分に増加する、周波数成分が大きく変化する、マグニチュードが大きく推定される）のを待つことなく、より早いタイミングで警報を出力することが可能となる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法は、推定された震央距離が事前に定めた規定値より小さい場合（あるいは震央距離に逆比例する係数Ｂまたは係数Ｃが事前に定めた規定値より大きい場合）に、近距離地震と見なし即座に警報を出力する単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法として利用可能である。

Claims

（ａ）地震波のＰ波を検知し、
（ｂ）単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＢ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｂを求め、
（ｃ）前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｂが約２０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力することを特徴とする単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法。
（ａ）地震波のＰ波を検知し、
（ｂ）単独観点データに基づく震央距離推定方法であるＣ−Δ法に基づき震央距離に逆比例する係数Ｃを求め、
（ｃ）前記震央距離２０ｋｍに対応する係数Ｃが約１０以上の場合を近距離地震と判断し、警報を出力することを特徴とする単独観測点の地震波を用いた近距離地震に対する早期警報方法。