特許 7109120 地震動を検出するための検出装置及びその検出結果に基づいて地震動の強度を予測するための予測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-21

(45)【発行日】2022-07-29

(54)【発明の名称】地震動を検出するための検出装置及びその検出結果に基づいて地震動の強度を予測するための予測装置

(51)【国際特許分類】

   G01V 1/00 20060101AFI20220722BHJP

   G01V 1/28 20060101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

G01V1/00 D

G01V1/28

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021197716

(22)【出願日】2021-12-06

【審査請求日】2021-12-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515047884

【氏名又は名称】株式会社ミエルカ防災

(74)【代理人】

【識別番号】110000316

【氏名又は名称】特許業務法人ピー・エス・ディ

(72)【発明者】

【氏名】松尾 勇二

(72)【発明者】

【氏名】晝間 實

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２１５２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９７６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２９８４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７６５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７１３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ １／００ － ９９／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて、Ｐ波を検出するためにＰ波の観測点に配置されるＰ波検出装置であって、
観測点において所定の範囲内に設けられる複数の地震計と、
前記複数の地震計の各々によって計測される所定時間間隔である素区間ごとの複数の実時間計測データを用いて、Ｐ波の検出を判定するための判定値を算出する算出部と、
前記判定値に基づいてＰ波が検出されたかどうかを判定する判定部と、
前記判定部でＰ波が検出されたと判定されたときに、Ｓ波を予測するために用いられるＰ波データを外部に送信する通信部と
を備え、
前記判定値は、前記素区間における複数の実時間計測データの標準偏差と、第１のしきい値との差に基づいて求められ、
前記第１のしきい値は、平常時に前記素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの標準偏差を複数の前記素区間にわたって平均した平均値を用いて求められる、
Ｐ波検出装置。

【請求項2】

初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて、Ｐ波を検出するためにＰ波の観測点に配置されるＰ波検出装置であって、
観測点において所定の範囲内に設けられる複数の地震計と、
前記複数の地震計の各々によって計測される所定時間間隔である素区間ごとの複数の実時間計測データを用いて、Ｐ波の検出を判定するための判定値を算出する算出部と、
前記判定値に基づいてＰ波が検出されたかどうかを判定する判定部と、
前記判定部でＰ波が検出されたと判定されたときに、Ｓ波を予測するために用いられるＰ波データを外部に送信する通信部と
を備え、
前記判定値は、前記素区間における複数の実時間計測データの平均値と、第２のしきい値との差に基づいて求められ、
前記第２のしきい値は、平常時に前記素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの平均値を複数の前記素区間にわたって平均した平均値と、平常時に前記素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの標準偏差を複数の前記素区間にわたって平均した平均値とを用いて求められる、
Ｐ波検出装置。

【請求項3】

初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて、Ｐ波を検出するためにＰ波の観測点に配置されるＰ波検出装置であって、
観測点において所定の範囲内に設けられる複数の地震計と、
前記複数の地震計の各々によって計測される所定時間間隔である素区間ごとの複数の実時間計測データを用いて、Ｐ波の検出を判定するための判定値を算出する算出部と、
前記判定値に基づいてＰ波が検出されたかどうかを判定する判定部と、
前記判定部でＰ波が検出されたと判定されたときに、Ｓ波を予測するために用いられるＰ波データを外部に送信する通信部と
を備え、
前記判定値は、前記複数の地震計間で求められた前記素区間の複数の実時間計測データの相関係数と、第３のしきい値との差に基づいて求められ、
前記第３のしきい値は、前記複数の地震計間で求められた平常時の複数の実時間時計測データの相関係数を用いて定められる、
Ｐ波検出装置。

【請求項4】

Ｐ波の直前に発生するＰ波と関連する先行破壊地震動を検出し、その先行破壊地震動をＰ波と区別する先行破壊フィルタをさらに含む、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＰ波検出装置。

【請求項5】

前記判定部において地震動が検出されたと判定されたときに、地震動の検出の判定を第１の個数の素区間について繰り返し、前記第１の個数の素区間で連続して地震動が検出（仮検知）された場合、
前記先行破壊フィルタは、
前記第１の個数の素区間にわたって、各素区間における複数の実時間計測データの平均値を求め、２つの素区間の平均値の差分偏差を計算し、２つの差分偏差の移動平均として求めた値である先行破壊指標を算出し、
前記第１の個数の素区間内における任意の判定区間において、負の値の先行破壊指標が第２の個数以上の素区間で連続して現れたときに、検出された地震動は先行破壊地震動であると判定する、
請求項４に記載のＰ波検出装置。

【請求項6】

Ｐ波の直前に発生するＰ波とは無関係の微小イベントを検出し、その微小イベントをＰ波と区別する微小イベントフィルタをさらに含む、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のＰ波検出装置。

【請求項7】

前記判定部において地震動が検出されたと判定されたときに、地震動の検出の判定を第１の個数の素区間について繰り返し、前記第１の個数の素区間で連続して地震動が検出（仮検知）された場合、
前記微小イベントフィルタは、
前記第１の個数の素区間の各々における複数の実時間計測データの平均値の移動平均値を算出し、
前記移動平均値と、予め定められた微小イベントしきい値との差を算出し、
前記差が正のときに、Ｐ波が検出されたものと判定する、
請求項６に記載のＰ波検出装置。

【請求項8】

初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて、主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて、検出されたＰ波に基づいてＳ波を予測するためのＳ波予測装置であって、
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のＰ波検出装置から送信されたＰ波データを受信する通信部と、
前記Ｐ波データに基づいて、到達するＳ波の強度を予測するＳ波予測部と、
を備えるＳ波予測装置。

【請求項9】

前記Ｓ波予測部は、
前記Ｐ波データを送信した地点におけるＳ波の強度を予測するための、予め定められたＳ波予測関数を受け取るように構成され、
前記Ｐ波データと、前記Ｓ波予測関数と、前記Ｐ波データを送信した地点と前記Ｓ波予測装置の地点との間の距離減衰とに基づいて、前記Ｐ波データを受信した地点におけるＳ波の強度を予測する、
請求項８に記載のＳ波予測装置。

【請求項10】

前記Ｓ波予測装置の位置を計測する位置計測部と、
計測された前記位置とＰ波を検出したＰ波検出装置の位置とに基づいて、前記Ｓ波が到達するまでの猶予時間を算出する猶予時間算出部と
をさらに備える、請求項８又は請求項９に記載のＳ波予測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地震動検出予測技術に関する。より具体的には、本発明は、初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて、主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて、複数の地震計を用いてＰ波を検出するＰ波検出装置、及び、Ｐ波検出装置によって検出されたＰ波に基づいてＳ波の強度を予測するＳ波予測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地震の発生を予知することは極めて困難である。そのため、地震発生直後に、多数の地震観測点で観測する地震の観測情報を基に、地震の発生時刻、震源位置及び規模の情報を算出し、これらの情報から予測される主要動の到達時刻や強度を未到達地域に報知する地震速報システムなどが提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１（特開２０１５－２５７１４号公報）には、震源近くの地域の建物に設けられた地震計の情報に基づいて警報を発するとともに、震度や被災状況に応じた地震対応を行うためのオンサイト警報に連動する災害時警報連動システムが開示されている。このシステムは、建物に設置され、地震計と通信可能に接続される各種家電機器と、全国各地の地震計と通信可能に接続され、当該全国各地の地震計の地震情報を集約するセンターサーバとを含むものとして構成されている。

【0004】

また、本出願の出願人は、特許文献２に開示される地震警報システムを提案している。この地震警報システムは、建物や事業所内の敷地内に３つ以上の地震計を設け、これらの地震計で計測されたデータ信号間の相関係数に基づいてＰ波の検出判定を行うとともに、Ｐ波の検出地点から受信したＰ波データに基づいてＳ波の強度を予測し、これに基づいて報知を行うように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－２５７１４号公報

【文献】特許第６８８７３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示されたシステムを含む従来のシステムにおいては、各地震計は、相当程度の距離が離れて分散設置されていることが想定されているので、これらの地震計からの情報をセンターサーバなどに集約したとしても、初期微動を発生させるＰ波を迅速かつ精度高く検出することが難しかった。

【0007】

また、従来のシステムは、複数の地震計からの情報をセンターサーバに集約し、複数の地震計からの情報に基づいて、当該センターサーバで主要動を発生させるＳ波の到来を予測したとしても、膨大な地震計のデータ処理に時間を要し、緊急警報を発することができるようなものではない。

【0008】

特許文献２に提案される技術は、特許文献１に開示されたシステムを含む従来のシステムと比較して、迅速かつ高精度にＰ波を検出することができる有用な技術である。しかし、近年、特に首都圏における発生確率の高まりが懸念されている直下型地震への対応を考慮すると、より迅速かつ高精度な地震動予測技術が求められている。

【0009】

本発明は、Ｐ波をより迅速かつ高精度に検出することができるとともに、検出したＰ波に基づいてＳ波の強度を予測することができる地震動検出予測システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムにおいて用いられる、Ｐ波を検出するためにＰ波の観測点に配置されるＰ波検出装置を提供する。Ｐ波検出装置は、複数の地震計と、Ｐ波の検出を判定するための判定値を算出する算出部と、判定値に基づいてＰ波が検出されたかどうかを判定する判定部と、判定部でＰ波が検出されたと判定されたときに、Ｓ波を予測するために用いられるＰ波データを外部に送信する通信部とを備える。Ｐ波の検出を判定するための判定値は、複数の地震計の各々によって計測される所定時間間隔（本明細書においては「素区間」という）ごとの複数の実時間計測データを用いて算出される。

【0011】

一実施形態においては、判定値は、複数の実時間計測データの標準偏差を用いて求められる。別の実施形態においては、判定値は、複数の実時間計測データの平均偏差を用いて求められる。さらに別の実施形態においては、判定値は、複数の地震計間における複数の実時間計測データの相関関数を用いて求められる。判定は、これらの組み合わせを用いて求めてもよい。

【0012】

Ｐ波検出装置は、Ｐ波の直前に発生するＰ波と関連する先行破壊地震動を検出し、その先行破壊地震動をＰ波と区別する先行破壊フィルタをさらに含むことが好ましい。また、Ｐ波検出装置は、Ｐ波の直前に発生するＰ波とは無関係の微小イベントを検出し、その微小イベントをＰ波と区別する微小イベントフィルタをさらに含むことが好ましい。

【0013】

本発明は、初期微動を発生させるＰ波を検出するとともに、検出したＰ波に基づいて、主要動を発生させるＳ波を予測する地震動検出予測システムに用いられる、検出されたＰ波に基づいてＳ波を予測するためのＳ波予測装置も提供する。Ｓ波予測装置は、上述のＰ波検出装置から送信されたＰ波データを受信する通信部と、Ｐ波データに基づいて、到達するＳ波の強度を予測するＳ波予測部とを備える。

【0014】

Ｓ波予測装置は、移動体とすることもでき、その場合にはさらに、Ｓ波予測装置の位置を計測する位置計測部と、計測された位置とＰ波を検出したＰ波検出装置の位置とに基づいて、Ｓ波が到達するまでの猶予時間を算出する猶予時間算出部とをさらに備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る地震動検出予測システムは、建物内や事業所の敷地内に設けられる複数の地震計に基づいてＰ波の検出判定を行うとともに、Ｐ波の検出地点から受信したＰ波データに基づいてＳ波の強度を予測するように構成されている。したがって、本発明に係る地震動検出予測システムによれば、初期微動を発生させるＰ波を迅速かつ精度高く検出することが可能となるとともに主要動に関する緊急警報を迅速に発することができる。また、本発明に係る地震動検出予測システムは、地震前に発生する、地震とは無関係の微小イベントや地震に関連する先行破壊をＰ波と区別するためのフィルタを備えているため、Ｐ波の見逃し及び過小評価を防止し、より正確にＰ波の検出判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る地震動検出予測システムにおけるメインシステムの設置例を示す模式図である。

【図2】地震動検出予測システムにおけるメインシステムの設置イメージを示す図である。

【図3A】地震動検出予測システムの概要を示すブロック図であり、メインシステムのそれぞれがＰ波検出装置及びＳ波予測装置として機能する。

【図3B】メインシステムのデータ処理部の機能を示すブロック図である。

【図4】地震動検出予測システムにおける基本的な処理のフローチャートであり、（ａ）はメインシステムがＰ波検出処理を行うときのフローチャートを示し、（ｂ）はメインシステムがＳ波予測処理を行うときのフローチャートである。

【図5】地震計による計測データの一例を示す。

【図6】地震動検出予測システムのメインシステムがＰ波検出装置として機能する場合において、標準偏差を指標として用いてＰ波の検出判定を行うための処理のフローチャートである。

【図7】地震動検出予測システムのメインシステムがＰ波検出装置として機能する場合において、平均偏差を指標として用いてＰ波の検出判定を行うための処理のフローチャートである。

【図8】地震動検出予測システムのメインシステムがＰ波検出装置として機能する場合において、相関係数を指標として用いてＰ波の検出判定を行うための処理のフローチャートである。

【図9】Ｐ波検出装置における先行破壊フィルタの処理を示すフローチャートである。

【図10】Ｐ波検出装置における微小イベントフィルタの処理を示すフローチャートである。

【図11】Ｐ波検出装置におけるＰ波検出処理の具体的な一例を示すフローチャートである。

【図12】Ｓ波予測装置において、Ｓ波の強度の予測を行う処理を示すフローチャートである。

【図13】本発明の別の実施形態に係る移動体型Ｓ波予測装置の概要を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明は、初期微動を発生させるＰ波を迅速かつ高精度に検出するとともに、検出したＰ波に基づいて主要動を発生させるＳ波の強度を予測する地震動検出予測システムを提供する。地震動検出予測システムは、初期微動を発生させる地震動であるＰ波（Primary wave）を複数の地震計を用いて迅速かつ高精度に検出し、検出されたＰ波に基づいて、主要動を発生させる地震動であるＳ波（Secondary wave）を予測することができる。

【0018】

地震動検出予測システムは、さらに、当該地震を引き起こす破壊が生じる直前に発生する場合がある、当該地震と関係する先行破壊による地震動を検出し、この地震動をＰ波と区別することができる。地震動検出予測システムは、さらにまた、当該地震の直前に独立して発生する場合がある、当該地震とは無関係の微小イベントによる地震動を検出し、この地震動をＰ波と区別することができる。このように、先行破壊及び微小イベントによる地震動を検出し、これらの地震動をＰ波と区別することによって、Ｐ波の検出をより確実なものとすることができる。

【0019】

［地震動検出予測システムの概要］
図１は、本発明の一実施形態に係る地震動検出予測システムにおけるメインシステムの設置例を示す模式図である。本発明の実施形態に係る地震動検出予測システム１は、３つの地震計が建物内や事業所の敷地内に設けられ、これらの３つの地震計からの計測データに基づいて、Ｐ波の検出判定などを実行する。本実施形態では、図１に示されるように第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３からなる３つの地震計が設置される例を示しているが、これに限定されるものではなく、設置される地震計の数は複数であればよく、２つでも４つ以上でもよい。ただし、Ｐ波の検出について複数の地震計による多数決判定を行う場合には、地震計の数は奇数であることが好ましい。

【0020】

また、本実施形態では、第１地震計１０１及び第２地震計１０２が建物内に設置され、第３地震計１０３が、建物が属する敷地に設置される例を示しているが、設置方法はこれに限定されるものではない。ただし、３つの地震計は、建物が属する敷地内（建物内も含む）にある程度の距離を離しつつ設置されていることが好ましい。地震計を近接させて配置すると、例えば、近隣道路を走行するトラックなどの振動を複数の地震計が共に計測して、Ｐ波検出に支障をきたす場合がある。地震計の間の適切な距離は、地震計を設置する建物や敷地に応じて適宜設定されるが、例えば、３０ｍ～１００ｍ程度が想定される。

【0021】

地震動検出予測システム１において、第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３と、それらの地震計によって計測されるデータを処理するシステムとを、メインシステム１００という。図２は、本発明の実施形態に係る地震動検出予測システム１のメインシステム１００の設置イメージを示す図であり、メインシステム１００がＡ地点、Ｂ地点、Ｃ地点、・・・・に設置された状態を表している。

【0022】

本実施形態における地震動検出予測システム１は、メインシステム１００が上記のように各地に配置され、それぞれのメインシステム１００がネットワークを介して互いに通信を行うことができるように構成されている。そのため、Ｐ波を検出したメインシステム１００が、計測したＰ波データを、他のメインシステム１００に送信することができる構成となっている。このとき、各メインシステム１００では、３つの地震計１０１、１０２、１０３で計測される計測データを用いてＰ波検出判定を行うので、迅速で精度の高いＰ波検出を行うことが可能となる。

【0023】

図３Ａは、本発明に係る地震動検出予測システム１の概要を示すブロック図であり、例えば複数のメインシステム１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００ＸがネットワークＮを介して互いに接続された状態を示す。図３Ａにおいては、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点、・・・、Ｘ地点に設置されているメインシステムをそれぞれ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘとする。これらの構成は同様のものであるので、ここでは１つのメインシステム１００Ａについてのみ説明する。

【0024】

本発明に係る地震動検出予測システム１で用いられるメインシステム１００Ａにおいては、１つの地点において、適切な距離で間隔を空けて設置される第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３を有している。第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されたデータ（それぞれの地震計の計測データ信号をＳ１、Ｓ２、Ｓ３とする）は、データ処理部１１０に送信される。メインシステム１００Ａにおけるデータ処理部１１０は、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理装置である。第１地震計１０１、第２地震計１０２、第３地震計１０３によって計測されたデータは、データ処理部１１０によって処理されるようになっている。

【0025】

図３Ｂは、データ処理部１１０の機能を示すブロック図である。データ処理部１１０は、算出部、判定部及び予測部を有し、さらに、微小イベントフィルタ及び先行破壊フィルタを有する。それぞれの詳細な機能は、後述される。

【0026】

データ処理部１１０は、図示されているデータ処理部１１０と接続される各構成と協働して動作する。また、本発明に係る地震動検出予測システム１における種々の制御処理は、データ処理部１１０内のＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムをＣＰＵが実行することによって実現されるものである。

【0027】

データ処理部１１０には、例えばハードディスクやソリッドステートドライブなどの記憶部１２０が接続されている。この記憶部１２０には、Ｓ波の強度を予測するために用いられるＳ波予測関数Ｆを格納することができる。さらに、記憶部１２０には、地震動検出予測システム１の動作に必要なプログラム、初期データ、中間処理時のデータ等や、施設情報（施設名、位置情報（緯度、経度）等）、サイト情報（地盤増幅度、平均的直下型地震の深さ等）を格納することができ、データ処理部１１０が各種データ等を参照できるようになっている。Ｐ波の計測データに基づいてＳ波の波形の強度を導くために用いられるＳ波予測関数Ｆは、各地点に依存するものであるので、記憶部１２０には、各地点でのそれぞれのＳ波予測関数Ｆを格納することができる。例えば、Ａ地点であれば、Ａ地点におけるＳ波予測関数ＦＡが、Ｂ地点であれば、Ｂ地点におけるＳ波予測関数ＦＢが、・・・というように、各地点におけるＳ波予測関数Ｆが予め準備され、記憶部１２０に格納することができる。

【0028】

また、データ処理部１１０には、無線又は有線によって外部との通信を可能にする通信部１５０が接続されている。通信部１５０は、データ処理部１１０から転送されるデータを、外部のネットワークＮを介して自機ではないメインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信することができるようになっている。また、通信部１５０は、外部のネットワークＮを介して自機ではないメインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘから送信されてくるデータを受信し、受信したデータをデータ処理部１１０に送信することができるようになっている。

【0029】

［地震動検出予測システムにおける処理］
次に、本発明に係る地震動検出予測システム１における処理について説明する。
地震動検出予測システム１は、地震動の計測、Ｐ波を検出したことの判定処理、及びＰ波データに基づくＳ波の強度予測処理を行うことができる。Ｐ波を検出したことの判定処理を行う際には、微小イベント及び／又は先行破壊による地震動を検出して、これらの地震動をＰ波と区別するための処理を行うこともできる。

【0030】

図４は、本発明の実施形態に係る地震動検出予測システム１の処理のフローチャートを示す図である。図４（ａ）は、複数のメインシステム１００のうち、Ｐ波の検出を行うメインシステム１００（例えば、メインシステム１００Ａ）の処理であり、図４（ｂ）は、Ｐ波を検出したメインシステム１００からのＰ波データに基づいてＳ波の強度予測を行うメインシステム１００（メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘ）の処理である。本発明に係る地震動検出予測システム１を構成する全てのメインシステム１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘは、いずれも、図４の処理を実行することができ、図４（ａ）の処理を実行するときには、メインシステム１００は、Ｐ波の検出を行うＰ波検出装置として機能し、図４（ｂ）の処理を実行するときには、メインシステム１００は、Ｓ波の予測を行うＳ波予測装置として機能する。

【0031】

（Ｐ波検出判定）
図４（ａ）において、例えば震源地に最も近いメインシステム１００Ａで、Ｐ波の検出処理が開始される（Ｓ４ａ－１）。次に、Ｓ４ａ－２において、３つの地震計１０１、１０２、１０３の各々で地震動が計測される。地震動は、図５に示されるように、第１地震計１０１の波形はＳ１、第２地震計１０２の波形はＳ２、第３地震計１０３の波形はＳ３のように検出される。一般に、各地震計においては、例えばＳ１の波形に示されるように、通常はランダムノイズの波形が検出され、次に地震の発生に伴ってＰ波の波形が検出され、その後、Ｓ波が開始される。本発明においては、Ｐ波の発生を、より早い時点で高精度に検出し、Ｐ波データに基づいてＳ波の強度を推測することができる。各地震計１０１、１０２、１０３におけるデータＳ１、Ｓ２、Ｓ３のサンプリング周波数は、一般に１００Ｈｚ又は２００Ｈｚとすることができるが、これに限定されるものではなく、本発明におけるＰ波の検出判定に用いることが可能な任意の周波数とすることができる。本明細書においては、任意の周波数でサンプリングされたそれぞれの計測データＳ１、Ｓ２、Ｓ３を「実時間計測データ」という。

【0032】

各地震計１０１、１０２、１０３においては、平常時にはランダムノイズが計測されており、地震が発生するとＰ波が計測され始める。メインシステム１００Ａでは、ｓ４ａ－３において、各地震計１０１、１０２、１０３の計測値に基づいてＰ波の検出判定が行われる。Ｐ波の検出判定は、所定の指標を用いて算出された判定値を用いて行うことが可能であり、所定の指標として、標準偏差、平均偏差、若しくは相関係数、又はこれらの組み合わせを用いることができる。指標は、所定の時間間隔ごとの複数の実時間計測データを用いて算出される。本明細書においては、この所定の時間間隔を「素区間」という。１つの素区間のサイズは、測定の信頼性とＰ波判定の信頼性の観点から、好ましくは０．０５秒から０．２秒であることが好ましいが、これに限定されるものではない。素区間のサイズが小さいと、平均化される実時間計測データの個数が少なくなり、個々の実時間計測データの変動がＰ波の検出精度に影響を与えやすくなる。一方、素区間のサイズが大きいと、素区間に含まれる実時間計測データの数が多くなるため処理時間が長くなり、迅速なＰ波の検出確定に時間がかかる場合がある。

【0033】

例えば、素区間のサイズが０．１秒、地震計のサンプリング周波数が１００Ｈｚの場合であれば、１つの素区間における実時間計測データの個数は１０個であり、素区間のサイズが０．０５秒、地震計のサンプリング周波数が１００Ｈｚの場合であれば、１つの素区間における実時間計測データの個数は５個である。それぞれの指標を用いてＰ波の検出を判定する方法は、後述する。

【0034】

このように、本発明においては、地震計の実時間計測データそのものではなく、１つの素区間にわたって取得された複数の実時間計測データを平均化して扱い、さらに複数の素区間のデータを平均化して扱うことによって、実時間計測データをそのまま処理した場合におけるデータの変動によって生じる可能性のある予測震度のばらつきを低減し、予測の高速化及び高精度化を実現することができる。

【0035】

Ｐ波が検出されたと判定された場合には、メインシステム１００Ａは、計測されたＰ波データを、ネットワークＮを介してメインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信する（ｓ４ａ－６）。Ｐ波データは、少なくとも、計測されたＰ波の生データを含む。送信されるＰ波データとして、限定されるものではないが、例えば３つの地震計１０１、１０２、１０３のうち平穏時のノイズレベルが中間の値で推移する地震計によって計測されたデータを選択することができる。メインシステム１００Ａから送信するデータは、Ｐ波データに限定されるものではなく、例えば、メインシステム１００Ａにおいて予測されたＳ波の強度を含むものであってもよい。送信データに含まれるＳ波の強度は、本明細書において後述される方法と同様の方法で予測された強度であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、公知の方法によって予測された強度であってもよい。

【0036】

なお、地震動検出予測システム１が先行破壊フィルタ及び微小イベントフィルタを含む場合には、Ｐ波検出判定（ｓ４ａ－３）の後に、地震動の仮検知（ｓ４ａ－４）判定及び地震確定（ｓ４ａ－５）判定が行われることが好ましい。これらの詳細は、後述される。

【0037】

（標準偏差を利用する判定）
Ｐ波の検出を判定するための一つの実施形態では、実時間計測データの標準偏差を判定の指標として用いる。図６は、標準偏差を指標として用いてＰ波の検出判定を行う処理のフローチャートである。この実施形態においては、Ｐ波の検出判定は、素区間における複数の実時間計測データの標準偏差σ［素区間］と第１のしきい値ＬＴ１との差として求められる判定値に基づいて、行うことができる。第１のしきい値ＬＴ１は、平常時に素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの標準偏差を複数の素区間にわたって平均した平均値σ０１に定数Ｋをかけて算出される。

【0038】

３つの地震計１０１、１０２、１０３のそれぞれにおいては、平常時にランダムノイズが計測されており、計測されたそれぞれのランダムノイズのデータはデータ処理部１１０に送られている。データ処理部１１０に設けられる算出部は、それぞれの地震計のランダムノイズデータを用いて、素区間ごとに求められた複数のランダムノイズデータの標準偏差を複数の素区間にわたって平均した平均値σ０１を求める。σ０１は、例えば、素区間ごとに求められた複数のランダムノイズデータの標準偏差を、限定されるものではないが例えば１００秒間（素区間のサイズが０．１秒の場合は、１０００個の素区間に相当する）にわたって平均することによって、算出される。σ０１は、常時更新されることが好ましい。

【0039】

しきい値ＬＴ１は、上記の平均値σ０１に定数Ｋをかけたもの、すなわち、
ＬＴ１＝Ｋ×σ０１
とすることができる。定数Ｋは、過去の地震データから求められる経験値であり、例えば１．５～２．０の数値を採用することができるが、これに限定されるものではない。Ｋの値は、システム管理者が任意に決定することができる。

【0040】

地震が発生した場合、Ｐ波検出判定処理が開始される（ｓ６－１）。算出部は、各地震計１０１、１０２、１０３から送られてきたそれぞれの複数の実時間計測データを用いて、各地震計１０１、１０２、１０３ごとに１つの素区間における複数の実時間計測データの標準偏差σ［素区間］を求める。なお、σ［素区間］を求める前に、各地震計のデータについて、周知の方法でドリフト補正が行われることが好ましい。算出部は、このσ［素区間］と、平常時のしきい値ＬＴ１との差Ｄ１、
Ｄ１＝σ［素区間］－ＬＴ１
を算出する（ｓ６－２）。差データＤ１は、データ処理部１１０に設けられる判定部に送られる。

【0041】

判定部は、差データＤ１が正の値であるか負の値であるかに基づいて、差データＤ１が正の値であれば判定値１を生成し、負の値であれば判定値０を生成する。判定部は、３つの地震計１０１、１０２、１０３のそれぞれの判定値を用いて、多数決判定を行う（ｓ６－３）。すなわち、３つの地震計１０１、１０２、１０３のうち、判定値１となった地震計が１台の場合は、当該素区間においてはＰ波は検出されていないと判定され、次の素区間において同様の判定が行われる（ｓ６－３のＮＯ）。一方、３つの地震計１０１、１０２、１０３のうち、判定値１となった地震計が２台以上の場合は、当該素区間においてＰ波が検出されたと判定される（ｓ６－４）。Ｐ波が検出されたと判定された場合（図４（ａ）に示されるように、必要に応じて仮検知及び地震確定の判定の後）には、上述のとおり、計測されたＰ波データを、ネットワークＮを介して、メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信することができる（図４のｓ４ａ－７）。

【0042】

（平均偏差を利用する判定）
次に、Ｐ波の検出を判定するための別の実施形態では、実時間計測データの平均偏差を判定の指標として用いる。図７は、平均偏差を指標として用いてＰ波の検出判定を行う処理のフローチャートである。この実施形態においては、Ｐ波の検出判定は、素区間における複数の実時間計測データの平均値Ｚ［素区間］と第２のしきい値ＬＴ２との差として求められる判定値に基づいて、行うことができる。第２のしきい値ＬＴ２は、平常時に素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの平均値を複数の素区間にわたって平均した平均値Ｚ０と、平常時に素区間ごとに求められた複数の実時間計測データの標準偏差σ０２に定数Ｋをかけた値とを用いて、算出される。

【0043】

データ処理部１１０の算出部は、平常時のそれぞれの地震計において、素区間ごとに求められた複数の実時間計測データ（ランダムノイズデータ）の平均値を複数の素区間にわたって平均した平均値Ｚ０を求める。Ｚ０は、例えば、素区間ごとに求められた複数のランダムノイズデータの平均値を１００秒間（例えば、素区間のサイズが０．１秒の場合は、１０００個の素区間に相当する）にわたって平均することによって算出される。また、算出部は、それぞれの地震計のランダムノイズデータを用いて、σ０２を求める。σ０２は、常時更新されることが好ましい

【0044】

しきい値ＬＴ２は、上記のＺ０、σ０２、及び定数Ｋを用いて、
ＬＴ２＝Ｚ０＋Ｋ×σ０２
とすることができる。なお、定数Ｋについては上述のとおりである。

【0045】

地震が発生した場合、Ｐ波検出判定処理が開始される（ｓ７－１）。算出部は、各地震計１０１、１０２、１０３から送られてきたそれぞれの複数の実時間計測データを用いて、各地震計１０１、１０２、１０３ごとに１つの素区間における複数の実時間計測データの平均値Ｚ［素区間］を求める。なお、Ｚ［素区間］を求める前に、各地震計のデータについて、周知の方法でドリフト補正が行われることが好ましい。算出部は、このＺ［素区間］と、平常時のしきい値ＬＴ２との差Ｄ２、
Ｄ２＝Ｚ［素区間］－ＬＴ２
を算出する（ｓ７－２）。差データＤ２は、データ処理部１１０に設けられる判定部に送られる。

【0046】

判定部は、差データＤ２が正の値であるか負の値であるかに基づいて、差データＤ２が正の値であれば判定値１を生成し、負の値であれば判定値０を生成する。判定部は、３つの地震計１０１、１０２、１０３のそれぞれの判定値を用いて、多数決判定を行う（ｓ７－３）。多数決判定については、図６を用いて上述したとおりである。Ｐ波が検出されたと判定された場合（ｓ７－４）（図４（ａ）に示されるように、必要に応じて仮検知及び地震確定の判定の後）には、上述のとおり、計測されたＰ波データを、ネットワークＮを介して、メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信することができる（図４のｓ４ａ－７）。

【0047】

（相関係数を利用する判定）
Ｐ波の検出を判定するためのさらに別の実施形態では、複数の地震計間における所定時間間隔の複数の実時間計測データについての相関関数を指標として用いる。この実施形態においては、Ｐ波の検出判定は、地震計１０１、１０２、１０３間で求められた素区間における複数の実時間計測データの相関係数ｒ１２、ｒ２３、ｒ３１と、第３のしきい値ＬＴ３との差として求められる判定値に基づいて、行うことができる。第３のしきい値ＬＴ３は、地震計１０１、１０２、１０３間で求められた平常時の複数の実時間時計測データの相関係数Ｃ０１２、Ｃ０２３、Ｃ０３１に基づいて、定められる。しきい値ＬＴ３は、例えば０．５～１．０の数値を採用することができるが、これに限定されるものではなく、過去の地震データや経験値等に基づいてシステム管理者が任意に決定することができる。図８は、相関係数を指標として用いてＰ波の検出判定を行う処理のフローチャートである。

【0048】

データ処理部１１０の算出部は、３つの地震計１０１、１０２、１０３の複数のランダムノイズデータを用いて、それぞれ２つの地震計間の相関係数Ｃ０１２、Ｃ０２３、Ｃ０３１を求める。すなわち、地震計１０１と地震計１０２との間の平常時の相関係数Ｃ０１２、地震計１０２と地震計１０３との間の平常時の相関係数Ｃ０２３、及び、地震計１０３と地震計１０１との間の平常時の相関係数Ｃ０３１を算出する。平常時の相関係数は、例えば、１００秒間のランダムノイズデータを用いて算出される。

【0049】

地震が発生した場合、Ｐ波検出判定処理が開始される（ｓ８－１）。算出部は、各地震計１０１、１０２、１０３から送られてきたそれぞれの複数の実時間計測データを用いて、地震計１０１、１０２、１０３のうちの２つの地震計間のそれぞれについて、１つの素区間における複数の実時間計測データの相関係数ｒ１２、ｒ２３、ｒ３１を求める。なお、相関係数を求める前に、各地震計のデータについてドリフト補正が行われることが好ましい。算出部は、これらの相関係数ｒ１２、ｒ２３、ｒ３１と、平常時のしきい値ＬＴ３との差、
Ｄ１２＝ｒ１２－ＬＴ３
Ｄ２３＝ｒ２３－ＬＴ３
Ｄ３１＝ｒ３１－ＬＴ３
を算出する（ｓ８－２）。差データＤ１２、Ｄ２３、Ｄ３１は、データ処理部１１０に設けられる判定部に送られる。

【0050】

判定部は、差データＤ１２、Ｄ２３、Ｄ３１が正の値であるか負の値であるかに基づいて、差データＤ１２、Ｄ２３、Ｄ３１が正の値であれば判定値１を生成し、負の値であれば判定値０を生成する。判定部は、３つの判定値を用いて多数決判定を行う（ｓ８－３）。３つの判定値のうち１つの判定値のみが１の場合は、当該素区間においてはＰ波は検出されていないと判定され、次の素区間において同様の判定が行われる（ｓ８－３の「ＮＯ」）。一方、３つの判定値のうち2つの判定値が１の場合（ｓ８－３の「ＹＥＳ」）は、当該素区間においてＰ波が検出されたと判定される（Ｓ８－４）。Ｐ波が検出されたと判定された場合（図４（ａ）に示されるように、必要に応じて仮検知及び地震確定の判定の後）には、上述のとおり、計測されたＰ波データを、ネットワークＮを介して、メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信することができる（図４のｓ４ａ－７）。

【0051】

（先行破壊フィルタ）
地震の発生の際には、地震発生の直前に地殻に小さな破壊（先行破壊）が発生することがわかっている。この先行破壊に起因する地震動は、本震と関連するものであるが、Ｐ波の検出及び判定の観点からは障害となる可能性がある。具体的には、こうした先行破壊が発生した場合、先行破壊による地震動を真のＰ波と見誤ったり、Ｐ波の大きさを真の大きさより過小に評価し、結果としてＳ波の過小評価に繋がったりするおそれがある。そこで、地震動検出予測システム１は、先行破壊に伴って生じる地震動である先行破壊地震動をＰ波と区別して、除去するための先行破壊フィルタを含むことが好ましい。

【0052】

先行破壊フィルタは、先行破壊指標を用いて、計測された地震動が先行破壊地震動であるかどうかを判定する。先行破壊指標として、各素区間における複数の実時間計測データの平均値を求め、２つの素区間の平均値の差分偏差を計算し、２つの差分偏差の移動平均として求めた値を用いることができる。先行破壊の判定を行うための素区間の所定個数（第１の個数）は限定されるものではなく、先行破壊判定の迅速性と信頼性を勘案して、適宜設定することができる。

【0053】

図９は、先行破壊フィルタによって先行破壊の判定を行う処理のフローチャートである。先行破壊フィルタは、まず、各地震計１０１、１０２、１０３で地震動を検出したときに、上述のいずれかの方法（図４（ａ）～図８を用いて説明した方法）によるＰ波の検出判定と同様の方法で、地震動の検出が行われる。素区間において、３つの地震計１０１、１０２、１０３のうち判定値１となった地震計が２台以上の場合（多数決判定）は、当該素区間において地震動が「仮検知」されたと判定される。この処理が、所定個数（第１の個数）の素区間にわたって実施される。

【0054】

所定個数（第１の個数）の素区間で連続して地震動が仮検知されたと判定された場合に、その地震動は「地震候補」となり（ｓ９－２）、以下の処理が行われる。所定個数の素区間で処理が行われる中で、先行破壊フィルタは、各素区間の実時間計測データを用いて先行破壊指標を算出し（ｓ９－３）、所定個数の素区間の後半の素区間（「判定区間」という）において、負の値の先行破壊指標が予め定められた個数（第２の個数）以上の素区間で現れたかどうかを求め（ｓ９－４）、負の値が連続して現れたときには、先行破壊フィルタはその地震動が先行破壊による地震動であると判定する（ｓ９－５）。なお、判定区間数及び先行破壊地震動と判定するための素区間数は、限定されるものではない。これらの素区間数は、先行破壊判定の迅速性と信頼性を勘案して、適宜設定することができる。

【0055】

（微小イベントフィルタ）
大きな地震においては、地震発生前にその地震とは独立の微小地震が付随することが多い。特に、震央がＰ波の検出判定を行う地点に近い、いわゆる直下型地震の場合には、地震の前に大きさが数ガル、継続時間が数秒の小さな地震が発生し、この地震動がＰ波の検出及び判定の障害となる可能性がある。具体的には、こうした微小地震が発生した場合、微小地震による地震動を真のＰ波と見誤ったり、Ｐ波の大きさを真の大きさより過小に評価し、結果としてＳ波の過小評価に繋がったりするおそれがある。そこで、地震動検出予測システム１は、この微小地震による地震動である微小イベント地震動をＰ波と区別して除去するための微小イベントフィルタを含むことが好ましい。

【0056】

図１０は、微小イベントフィルタによって微小イベントの判定を行う処理のフローチャートである。微小イベントフィルタでは、所定個数の素区間におけるデータを用いて、微小イベントの判定を行う。所定個数は、上述の先行破壊の判定を行うための素区間の個数（第１の個数）と同じ数とすることができる。微小イベントの判定を行うための素区間の所定個数は限定されるものではなく、微小イベント判定の迅速性と信頼性を勘案して、適宜設定することができる。

【0057】

まず、上述の先行破壊の場合と同様に、各地震計１０１、１０２、１０３で地震動を検出したときに、上述のいずれかの方法（図４（ａ）～図８を用いて説明した方法）によるＰ波の検出判定と同様の方法で、地震動の検出が行われる。素区間において、３つの地震計のうち判定値１となった地震計が２台以上の場合（多数決判定）は、当該素区間において地震動が「仮検知」されたと判定される。この処理が、所定個数（第１の個数）の素区間にわたって実施される。

【0058】

所定個数（第１の個数）の素区間において連続して地震動が仮検知された場合にはその地震動は「地震候補」となり（ｓ１０－２）、以下の処理、すなわち「地震確定判定」が行われる。まず、３台の地震計のうち任意に選択された１台の地震計、あるいは３台の地震計を用いて、微小イベントの判定に用いる微小イベント指標値Ｚ１０を算出する（ｓ１０－３）。微小イベント指標値Ｚ１０は、所定個数（第１の個数）の素区間の各々における複数の実時間計測データの平均値を、素区間ごとにずらして平均した値（すなわち、素区間の移動平均値）である。選択する地震計は、例えば３台の地震計のうち平常時のランダムノイズのレベルが中央値のものを選択することができるが、これに限定されるものではない。

【0059】

この微小イベント指標値Ｚ１０と、微小イベントしきい値ＳＴとの差Ｄ４、
Ｄ４＝Ｚ１０－ＳＴ
が算出される（ｓ１０－４）。微小イベントしきい値ＳＴは、予め定めた数値を地震動検出予測システム１に与えておいてもよく、必要に応じて管理者が任意に変更することができるようにしておいてもよい。

【0060】

微小イベントフィルタは、差データＤ４が正の値であるか負の値であるかに基づいて、差データＤ４が正の値であれば判定値１を生成し、０又は負の値であれば判定値０を生成する（ｓ１０－５）。判定値１が生成されたときに、この地震動は真のＰ波である、すなわちＰ波が検出された（地震確定）と判定される（ｓ１０－７）。Ｐ波が検出されたと判定された場合には、計測されたＰ波データを、ネットワークＮを介して、メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘに送信することができる（図４のｓ４ａ－６）。一方、判定値０が生成されたとき、すなわち差データＤ４が０又は負の値であるときには、この地震動は微小イベントによる地震動でありＰ波ではないと判定される（ｓ１０－６）。

【0061】

以上のように、本発明に係る地震動検出予測システム１では、複数の地震計で計測されるデータから算出された指標を用いるとともに、微小振動を真のＰ波と区別することによって、より迅速で高い精度の検出を行い、検出されたＰ波の計測データを、他のメインシステム１００に送信し、他のメインシステム１００でのＳ波強度の予測に資するようにしている。

【0062】

（典型的な地震判定処理の例）
図１１には、上述の各方法を組み合わせた典型的なＰ波検出判定処理のフローチャートを示す。この例では、０．０１秒単位で測定された実時間計測データを用いている。ある素空間における実時間計測データの有無を確認後、実時間計測データの素区間平均を算出する。この例では素空間のサイズは０．１秒である。

【0063】

次に、素区間平均を利用して素区間判定を行う。素区間判定は、上述のとおり、実時間計測データの標準偏差としきい値とを比較する方法、実時間計測データの平均偏差としきい値とを比較する方法、又は３つの地震計間の実時間計測データの相関係数としきい値とを比較する方法のいずれか又はこれらの組み合わせを用いて行うことができる。３つの地震計１０１、１０２、１０３のそれぞれにおいて指標がしきい値を上回るかどうかを判定し、３つの地震計１０１、１０２、１０３のうち上回った地震計の数が２つ以上であれば、当該素区間でＰ波が仮検知されたと判定される。

【0064】

その後も素区間判定を繰り返し、連続して１０個の素区間で仮検知と判定されたときには、その地震動は地震候補となる。このとき、１０番目の素区間の時点で、地震候補が先行破壊であるかどうかが判定される。先行破壊の判定は、先行破壊指標（差分偏差の移動平均）を用いて上述のとおり行われる。先行破壊は、仮検知から先行破壊判定までの間で１回しか実施しないので、既に先行破壊を実施していれば、次のステップに進む。現在の地震候補が先行破壊と判定された場合には、最初の仮検知から開始する。

【0065】

現在の地震候補が先行破壊ではないと判定された場合、又は既に先行破壊判定が行われている場合には、地震候補が微小イベントであるかが判定される。微小イベントの判定は、微小イベント指標（１０素区間の移動平均）を用いて上述のとおり行われる。現在の地震候補が微少イベントではないと判定された場合には、現在の地震候補は真の地震であると判定され、地震確定となる。地震確定と判定されたときには、３台の地震計１０１、１０２、１０３のうち中間の値の地震計の計測結果をＰ波の強度とする。なお、地震計は３台に限定されるものではなく、例えば、２台の地震計が用いられている場合は、値が大きい方の地震計の測定結果をＰ波の強度とし、１台の場合はその地震計の値をＰ波の強度とすることもできる。４台以上の地震計が用いられている場合も、適宜の方法でＰ波の強度を確定することができる。Ｐ波の強度は、１０番目の素区間における実時間計測データの平均値である。

【0066】

（Ｓ波強度予測）
次に、Ｐ波を検出したメインシステム１００以外のメインシステム１００で行われるＳ波強度の予測に関する処理について説明する。図４（ｂ）は、上述のように、Ｐ波を検出したメインシステム１００Ａ（ここでは、メインシステム１００Ａは、Ｐ波検出装置として機能している）からのＰ波データに基づいてＳ波の強度予測を行うメインシステム１００（メインシステム１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘ）が実行する処理のフローチャートである。これらの１００Ｂ、１００Ｃ、・・・、１００Ｘは、Ｓ波の予測を行うＳ波予測装置として機能する。以下、メインシステム１００ＢがＳ波の予測を行うＳ波予測装置であるものとして説明する。

【0067】

図４（ｂ）において、ｓ４ｂ－１でＳ波の検出処理が開始される。次に、メインシステム１００Ｂは、ｓ４ｂ－２において、Ｐ波を検出したメインシステム１００Ａから送信されてきたＰ波のデータを受信する。メインシステム１００ＢがＰ波のデータを受信すると、ｓ４ｂ－３において、メインシステム１００Ｂのデータ処理部１１０の予測部が、受信したＰ波データと距離減衰式とを用いてＳ波の強度を予測する。予測されたＳ波の強度がしきい値以上の場合には、メインシステム１００Ｂは、ｓ４ｂ－４において、強度のレベルに応じて警報を報知する。予測されたＳ波の強度がしきい値より小さい場合には、警報を報知することなく処理を終了する（ｓ４ｂ－５）。

【0068】

図１２は、Ｓ波の強度を予測するとともに、警報を報知するかどうかを判断する処理のフローチャートである。図１２において、処理が開始され（ｓ１２－１）、ｓ１２－２でＰ波データを受信すると、メインシステム１００Ｂは、ｓ１２－３で、Ｐ波が検出された地点Ａにおける予め定められたＳ波予測関数Ｆを取得する。このＳ波予測関数Ｆは、Ｐ波の計測データからＳ波の強度を予測するために用いられるものであり、限定されるものではないが、例えばメインシステム１００の地点ごとにＰ波の強度とＳ波の強度との比として、過去の地震データの解析から求めておくことができる。Ｓ波予測関数Ｆは、メインシステム１００ＡからＰ波とともに送信されてもよく、予めメインシステム１００Ｂの記憶部１２０に格納されたデータを読みだしてもよい。例えばメインシステム１００Ａが自らの地震計で検出したＰ波からＳ波を予測する場合には、自分のシステム内に保存しているＳ波予測関数を用いてＳ波を予測することができる。あるいは、メインシステム１００Ｂが、メインシステム１００Ａからネットワーク経由で受信したＰ波に基づいてＳ波を予測する場合には、メインシステム１００Ａが検出したＰ波と供に送信されてくるＳ波予測関数を用いてＳ波を予測することができる。メインシステム１００Ｂは、ｓ１２－４において、取得したＳ波予測関数ＦをＰ波の計測データに乗じることによって、Ｐ波検出地点ＡでのＳ波の強度Ｓ_Ａを予測する。

【0069】

メインシステム１００Ｂは、さらに、Ａ地点において強度Ｓ_Ａと予測されたＳ波がどのようにＢ地点に影響するかを、Ａ地点からＢ地点に向かう地振動の距離減衰から把握する。そこで、メインシステム１００Ｂは、ｓ１２－５において、予め定められ、好ましくはプログラムに組み込まれた、当業者に周知の距離減衰式を用いて地点Ａと地点Ｂとの間の距離減衰を計算し、ｓ１２－６において、計算した距離減衰と強度Ｓ_Ａとに基づいて、地点ＢにおけるＳ波の強度Ｓ_Ｂを算出する。

【0070】

強度Ｓ_Ｂが予測されると、メインシステム１００Ｂは、ｓ１２－７において、得られた強度Ｓ_Ｂと予め定められたしきい値ＴＨＳとを比較する。強度Ｓ_Ｂがしきい値ＴＨＳより小さければ、警報報知が行われることなく処理が終了する（ｓ１２－９）。強度Ｓ_Ｂがしきい値ＴＨＳ以上の場合には、メインシステム１００Ｂは、強度Ｓ_Ｂのレベルに応じて警報を報知部１３０で報知する（ステップｓ１２－８）。

【0071】

［Ｓ波予測装置を移動体に搭載した実施形態］
本発明に係る地震動検出予測システム１においては、さらに、Ｓ波予測装置を移動体に搭載して移動体型Ｓ波予測装置とすることによって、地震発生時の被害をより効果的に減少させることができるようになる。例えばラッシュアワーに大きな揺れ（Ｓ波）に突然襲われた場合、特に大都市においては甚大な被害が予測され、電車の高架や高速道路に震度６や震度７の地震が到来したときには、電車の脱線転覆、電車や車両の高架からの落下、車両の多重衝突などといった被害が想定される。Ｓ波予測装置を移動体に搭載し、地震情報を速報することによって、被災を軽減することができる。ここで、移動体には、電車や自動車だけでなく、例えば、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチなどの携帯電子機器も含まれる。

【0072】

図１３は、本発明の別の実施形態に係る移動体型Ｓ波予測装置２００の概要を示すブロック図である。移動体に搭載される移動体型Ｓ波予測装置２００は、例えばインターネットを介して各種データを受信するための通信部１５１と、ＧＰＳシステム等を利用して自身の位置を特定するための位置計測部１６１と、各種プログラム、初期データ及び予測結果等のデータ等、並びに必要に応じてＳ波予測関数Ｆを記憶する記憶部１２１と、予測結果に基づいて警報を発報する報知部１３１とを有する。移動体型Ｓ波予測装置２００は、例えば上述のメインシステム１００ＡがＰ波を検出すると、そのメインシステム１００ＡからのＰ波データを通信部１５１で受信する。移動体型Ｓ波予測装置２００は、データ処理部１１１の予測部において、受信したＰ波データと、Ｐ波を検出したメインシステム１００Ａの地点におけるＳ波予測関数Ｆと、予め定められ、好ましくはプログラムに組み込まれた当業者に周知の距離減衰式を用いて計算されたＡ地点から移動体までの距離減衰とに基づいて、自身の位置（Ｐ波データを受信した地点）におけるＳ波の強度を予測することができる。Ｓ波予測関数Ｆ、距離減衰式については、上述のメインシステムにおけるＳ波強度予測の部分で説明したとおりである。

【0073】

移動体型Ｓ波予測装置２００は、さらに、Ｓ波が到達するまでの猶予時間を算出する猶予時間算出部をデータ処理部１１１に有する。猶予時間算出部は、位置計測部１６１によって計測された自身の位置と、Ｐ波を検出したＰ波検出装置（例えば、メインシステム１００Ａ）の位置とを用いて、Ｓ波が移動体型Ｓ波予測装置２００の地点に到達するまでの予測される猶予時間を求める。猶予時間は、自身の位置とＰ波を検出したＰ波検出装置の位置とから求められた両者の間の距離Ｌを用いて、以下の式で表される。
Ｔ＝Ｌ／４－Ｌ／７－ａ
ここで、Ｐ波の伝達速度は７ｋｍ／ｓ、Ｓ波の伝達速度は４ｋｍ／ｓであり、ａは、Ｐ波検出装置においてＰ波を検出するのに要する時間である。移動体型Ｓ波予測装置２００は、予測されたＳ波の強度と猶予時間とを含む警報を報知部１３１で発報する。

【0074】

さらに別の実施形態において、移動体型Ｓ波予測装置２００は、気象庁の緊急地震速報を受信するように構成することもできる。緊急地震速報を受信したときには、Ｓ波予測部におけるＳ波強度の予測完了時刻と緊急地震速報の受信時刻のうちの早い方に基づいて、警報を報知部１３１で発報する。また、緊急地震速報を受信したときに、猶予時間算出部は、位置計測部１６１によって計測された自身の位置と、緊急地震速報に含まれる震源の位置とを用いて、Ｓ波が移動体型Ｓ波予測装置２００の地点に到達するまでの予測される猶予時間Ｔ’を求める。猶予時間Ｔ’は、自身の位置と緊急地震速報に含まれる震源の位置とから求められた両者の間の距離Ｌ’を用いて、上述のとおり求めることができる。移動体型Ｓ波予測装置２００は、Ｐ波を検出したＰ波検出装置の位置に基づいて計算された猶予時間Ｔと、緊急地震速報に含まれる震源の位置に基づいて計算された猶予時間Ｔ’とを比較して、より短い猶予時間を含む警報を報知部１３１で発報する。

【要約】

【課題】 Ｐ波をより迅速かつ高精度に検出することができるとともに、検出したＰ波に基づいてＳ波の強度を予測することができる地震動検出予測システムを提供する。
【解決手段】 地震動検出予測システムにおけるＰ波検出装置は、複数の地震計と、Ｐ波の検出を判定するための判定値を算出する算出部と、判定値に基づいてＰ波が検出されたかどうかを判定する判定部と、判定部でＰ波が検出されたと判定されたときに、Ｓ波を予測するために用いられるＰ波データを外部に送信する通信部とを備える。地震動検出予測システムにおけるＳ波予測装置は、上述のＰ波検出装置から送信されたＰ波データを受信する通信部と、Ｐ波データに基づいて、到達するＳ波の強度を予測するＳ波予測部とを備える。
【選択図】 図４

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】