JPH11118937A - 地震データ伝送方法及び地震データ伝送機能付き地震計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地震動の立ち上がり時刻を遅延時間の制御に利
用することで、データの欠損の防止と、緊急性の高い地
震の伝送遅れの最小化を図る。 【解決手段】地震波形の立ち上がりを検知して、その時
刻Ｔ１を記憶するとともに、一定のトリガレベルＴＬを
超えた大きさの地震動を検知したときに、上記地震波形
の立ち上がり時刻Ｔ１から予め設定した時間ｔ０だけ遡
った時刻Ｔ０以降の地震データをセンタ収集装置へ伝送
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震動の観測デー
タ（地震データ）を収集する地震データ収集システムに
用いて好適な、地震データ伝送方法及び地震データ伝送
機能付き地震計に関する。

【０００２】

【従来の技術】大地震発生時には、被害が広域に及ぶた
め、被害状況をいち早く掴むことが災害軽減のために重
要となる。このための方策として、地震後即座に地震デ
ータを収集し、その収集データに基づいて被害推定を行
う手法が用いられる。

【０００３】さて、地震データを収集する地震データ収
集システムでは、ある定められた大きさ以上の地震動を
観測した場合に、そのデータを自動送信する地震データ
伝送機能を持つ地震計が用いられるのが一般的である。
このような地震計では、常にある時間長の最新の地震動
観測データ（地震波形データ）を記録しておき、地震動
レベル（地震波形データのレベル）がある基準値を超え
た場合のみ、そのデータをセンタ収集装置（センタ局）
に送信する地震データ伝送方法を用いている。

【０００４】従来、この種の地震データ伝送方法におい
ては、地震波形データを地震の発生時から欠損すること
なく送るために、地震動レベルが基準値を超えた部分か
らではなく、送信するデータに一定時間の遅延処理を行
い、地震動の立ち上がり部分からのデータも含めてセン
タ収集装置に送信している。例えば、図５において、時
刻Ｔ１で地震動レベルが所定の基準値であるトリガレベ
ルＴＬを超えたとすると、その時刻Ｔ１から予め定めら
れた時間（遅延時間）ｔ０だけ遡った時刻Ｔ０のデータ
から記録あるいは送信を開始する。

【０００５】このような地震データ伝送方法を適用した
地震データ収集システムのメリットは、地震発生時のみ
データ伝送を行えば良いため、専用回線ではなくて一般
公衆回線が使用可能となり、専用回線を用いる場合に比
べてはるかに少ない通信費用でデータ収集できることに
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、地震動のレ
ベルの最大値は、地震動到達時より遅れた時刻で発生す
るのが一般的である。したがって、データを記録、送信
するためのトリガ（図５の時刻Ｔ１のタイミング）は、
地震動の立ち上がりから遅れて発生する。よって、デー
タを欠損なく記録、送信するには、地震動の立ち上がり
以降のデータを抜けなく送信すれば良いが、そのために
必要な図５における時刻（送信トリガ時刻）Ｔ１を基準
とする遅延時間ｔ０の最適値は一定ではなく、地震動毎
に異なる。

【０００７】例えば、小さな地震動の場合には初期微動
時間が長いために、地震波が到達してから、データ送信
のトリガがかかるまでに比較的長い時間が必要となる。
この場合、データ伝送時のデータ欠損を避けるには、例
えば３０秒程度の比較的長い遅延時間を設定する必要が
生じる。これに対し、大きな地震動の場合には、地震発
生後直ちにデータ送信のトリガがかかるため、短い遅延
時間で済む。

【０００８】したがって、送信トリガ時刻（Ｔ１）を基
準とする固定の遅延時間（ｔ０）を用いる従来の技術で
は、当該遅延時間（ｔ０）として（上記した３０秒程度
の）大きな値を設定するならば、緊急性の高い大きな地
震が発生した場合には、地震発生直後に送信のトリガが
かかるにも拘らず、データ送信に同様な時間遅れを招く
ことになる。これに対し、小さな値の遅延時間（ｔ０）
を設定するならば、大きな地震が発生した場合の上記の
問題は生じないものの、初期微動時間が長い比較的小さ
な地震の発生時には、データ送信のトリガがかかるまで
に長時間を要することから、データの欠損が生じる。

【０００９】以上のように、従来の技術にあっては、送
信トリガ時刻を基準とする遅延時間を適用していたた
め、遅延時間を短くすると、初期微動時間が長い中小地
震の発生時にデータの欠損が生じ、一方、遅延時間を長
くすると、緊急性のある大きな地震の発生時でもデータ
伝送時に遅延が生じ、地震後即座に地震データを収集す
ることができないという問題があった。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、地震動の立ち上がりを検知し
てその立ち上がり時刻を記憶しておき、データ送信のト
リガがかかった場合には、その地震動の立ち上がり時刻
を遅延時間の制御に利用することで、データの欠損の防
止と、緊急性の高い地震の伝送遅れの最小化が図れるよ
うにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の地震データ伝送
方法は、地震波形の立ち上がりを検知して、その時刻を
記憶するとともに、一定のトリガレベルを超えた大きさ
の地震動を検知したときに、上記地震波形の立ち上がり
時刻から予め設定した時間だけ遡った時刻以降の地震デ
ータをセンタ収集装置へ伝送することを特徴とする。

【００１２】このような地震データ伝送方法を適用する
地震データ伝送機能付きの地震計は、地震動を検知する
振動センサからなるセンサ部と、このセンサ部から送信
された地震波形データに基づいて地震波形データの立ち
上がり時刻（地震動の立ち上がり時刻）と送信トリガ判
定のための処理を逐次行う処理制御部と、この処理制御
部により送信トリガ時刻が検出された場合に、地震動立
ち上がり時刻から予め設定した時間だけ遡った時刻以降
の地震データの送信を行う通信部とにより構成すること
が可能である。

【００１３】また本発明は、センタ収集装置への地震デ
ータの伝送を、一定時間分の地震データ毎に当該データ
の時刻情報を含めて行うようにしたことをも特徴とす
る。また本発明は、センタ収集装置への地震データの伝
送に、ＩＳＤＮのパケットサービスにおける相手先固定
サービスを使用することをも特徴とする。

【００１４】本発明において、地震動発生に伴って地震
波形が立ち上がると、その立ち上がりが検知されて、図
４に示すような、その検知時刻、即ち地震波形（地震
動）立ち上がり時刻（Ｐ波立ち上がり検知時刻）Ｔ１が
求められ、記憶される。そして、時刻Ｔ１で立ち上がっ
た地震波形が一定のトリガレベル（基準値）ＴＬを超え
るようになり、そのことが送信トリガ判定処理で検知さ
れると、その検知時刻Ｔ２から地震データの送信が開始
される。

【００１５】ここで、地震データの送信を開始するに際
しては、先に記憶しておいた地震波形の立ち上がり時刻
Ｔ１から時間ｔ０（ｔ０は予め設定されているパラメー
タであり、ｔ０≧０）だけ遡った時刻Ｔ０、即ちＴ１−
ｔ０で示される時刻Ｔ０が、伝送するデータの送信先頭
時刻として決定される。この結果、時刻Ｔ０以降の地震
データが時刻Ｔ２からセンタ収集装置に送信されるよう
になる。

【００１６】以上により本発明においては、中小地震の
ように地震の初期微動時間が長いためにＴ１とＴ２との
時間間隔が大きな値となっても、地震動の立ち上がり部
分のデータを失うことなく、地震データを送信できる。
また、地震防災上緊急対応が必要となる大きな地震に対
しては、Ｔ１とＴ２とがほぼ同時刻になるため、殆ど時
間遅れを招くことなく、地震データを送信できる。

【００１７】また本発明においては、一定時間分の地震
データ毎に当該データの時刻情報を含めて伝送すること
により、センタ収集装置での地震波形と時刻との対応付
けが容易となり、解析精度が向上する。

【００１８】また本発明においては、地震データの送信
に、ＩＳＤＮのパケットサービスにおける相手先固定サ
ービスを用いることにより、回線接続時間による遅れが
発生しないため、センタ収集装置においても殆ど遅れる
ことなくデータ収集可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に
係る地震データ伝送機能付き地震計を備えた地震データ
収集システムの全体構成を示すブロック図である。

【００２０】図１において、地震データ伝送機能付き地
震計１は、地震動を検知するセンサ部１１、センサ部１
１により検知された地震動の波形データ（地震波形デー
タ）をもとに地震動の立ち上がりを判定するための処理
と送信トリガを判定するための処理とを逐次行う処理制
御部１２と、この処理制御部１２による送信トリガ判定
処理でトリガ時刻が検出された場合に、地震動の立ち上
がり時刻から予め設定した時間ｔ０（ｔ０≧０）だけ遡
った時刻以降の地震データの送信を行う通信部１３とか
ら構成される。

【００２１】この地震計１は、一般公衆回線、例えばＩ
ＳＤＮ回線２を介して、地震データの収集を司るセンタ
収集装置３と接続される。なお図１では、地震計１は作
図の都合で１台だけ示されているが、実際には、必要な
観測点毎に設置され、それぞれの地震計１がＩＳＤＮ回
線２（公衆回線）を介してセンタ収集装置３に接続され
ることになる。

【００２２】図２は、地震計１の詳細な構成を示す。同
図において、センサ部１１は、地震動を検知してアナロ
グの地震波形データを出力する振動センサ１１０から構
成される。

【００２３】処理制御部１２は、センサ部１１（内の振
動センサ１１０）からの出力信号（アナログの地震波形
データ）に対する前処理（増幅、Ａ／Ｄ変換、フィルタ
処理）を行う前処理部１２１、地震波形データと地震動
の立ち上がり時刻とを一時記憶するためのバッファメモ
リ（記憶装置）１２２、及び演算部１２３から構成され
る。

【００２４】演算部１２３は、前処理部１２１による前
処理後のデータ（ディジタルの地震波形データ）をバッ
ファメモリ１２２に記録するとともに、当該データをも
とに地震動の立ち上がりを判定する処理と、地震動の大
きさが予め設定したトリガレベルＴＬを超えるか否かを
判定する送信トリガ判定処理とを逐次行う。また演算部
１２３は、地震動の立ち上がり（Ｐ波立上がり）を判定
した場合には、その時刻を地震動立ち上がり時刻（Ｐ波
立上がり検知時刻）としてバッファメモリ１２２に記憶
し、地震動がトリガレベルＴＬを超えたことを判定した
場合には、既に求まっている地震動立ち上がり時刻から
予め設定した時間ｔ０だけ遡った時刻以降の地震波形デ
ータをバッファメモリ１２２から取り出して通信部１３
に送る。

【００２５】通信部１３は、当該通信部１３がＩＳＤＮ
回線２を介してセンタ収集装置３と接続される本実施形
態では、通信処理部１３１、及びＩＳＤＮインタフェイ
ス１３２から構成されるＩＳＤＮ用通信ボードを組み込
んで実現される。ここでは通信部１３は、１秒分のデー
タを単位に逐次送信する。この送信には、ＩＳＤＮのＩ
ＮＳ−Ｐ（パケットサービス）における相手先固定サー
ビスが使用される。

【００２６】次に、図１の構成の地震データ収集システ
ムにおける地震計１の動作を、図３のタイミングチャー
トを適宜参照して説明する。まず、センサ部１１（内の
振動センサ１１０）は地震動を検知してその検知信号で
あるアナログの地震波形データを処理制御部１２に送
る。

【００２７】処理制御部１２（内の前処理部１２１）
は、センサ部１１から送られた地震波形データに対する
増幅、Ａ／Ｄ変換、フィルタ処理からなる前処理を行
う。処理制御部１２（内の演算部１２３）は、この前処
理後の地震波形データ（ディジタルの地震波形データ）
をバッファメモリ１２２に記録する。このバッファメモ
リ１２２には、所定時間分（所定時間長）の地震波形デ
ータの記憶領域と、地震動立ち上がり時刻の記憶領域
（いずれも図示せず）とが確保されている。地震波形デ
ータ記憶領域は循環バッファとして用いられ、当該バッ
ファへの地震波形データの記録が一巡した後は、現在時
刻より所定時間前に記録されたデータは、現在の新たな
データに置き換えられる。つまりバッファメモリ１２２
（の地震波形データ記憶領域）には、地震波形データの
記録が一巡した後は、常に最新の所定時間分の地震波形
データが記録されることになる。

【００２８】処理制御部１２（内の演算部１２３）は、
バッファメモリ１２２に地震波形データを記録する際に
は、当該データの立ち上がり、つまり地震動の立ち上が
りを判定するための地震動立ち上がり判定処理と、当該
データがトリガレベルＴＬを超えるか否かを判定するた
めの送信トリガ判定処理とを行う。ここでは、地震動立
ち上がり判定処理と送信トリガ判定処理での感度を異な
るものとし、地震動立ち上がり判定には、送信トリガ判
定に比べて敏感なアルゴリズムあるいは判別レベルを採
用する。

【００２９】やがて、図３の例のように地震動が発生し
た結果、処理制御部１２（内の演算部１２３）での地震
動立ち上がり判定処理で、地震動の立ち上がり（Ｐ波立
上がり）が検知され、その検知した時刻Ｔ１が地震動立
ち上がり時刻（Ｐ波立上がり検知時刻）Ｔ１として求め
られたものとする。この場合、処理制御部１２（内の演
算部１２３）は、求めた地震動立ち上がり時刻Ｔ１をバ
ッファメモリ１２２の所定領域（地震動立ち上がり時刻
記憶領域）に記憶する。

【００３０】さて、時刻Ｔ１で地震動が立ち上がった後
も、処理制御部１２（内の演算部１２３）は、後続する
地震波形データをバッファメモリ１２２に記録するとと
もに、送信トリガ判定処理を逐次行う。その後、図３の
例のように、時刻Ｔ２で地震波形データ（地震動の大き
さ）がトリガレベルＴＬを超えたものとする。

【００３１】この場合、処理制御部１２（内の演算部１
２３）は、地震波形データがトリガレベルＴＬを超えた
ことを送信トリガ判定処理で判定する。すると処理制御
部１２（内の演算部１２３）は、送信トリガがかかった
ものと判断し、その時刻Ｔ２から通信部１３による地震
データ送信を開始させるために、次の動作を行う。

【００３２】まず処理制御部１２（内の演算部１２３）
は、バッファメモリ１２２に記録しておいた、先に検知
した地震動立ち上がり時刻Ｔ１を読み出して、伝送すべ
き地震データの送信先頭時刻Ｔ０をＴ０＝Ｔ１−ｔ０の
演算により決定する。つまり処理制御部１２（内の演算
部１２３）は、地震動立ち上がり時刻Ｔ１から予め設定
した時間ｔ０（ｔ０≧０）だけ遡った時刻を、地震デー
タ送信先頭時刻Ｔ０として決定する。

【００３３】次に処理制御部１２（内の演算部１２３）
は、決定した時刻Ｔ０以降のデータをバッファメモリ１
２２（の地震波形データ記憶領域）から時系列順に取り
出して通信部１３に送り、当該通信部１３による地震デ
ータ送信を開始させる。

【００３４】これを受けて通信部１３は、処理制御部１
２から送られたデータを、所定時間分（所定時間長）、
例えば１秒分のデータを単位に、ＩＳＤＮ回線２を介し
てセンタ収集装置３に逐次送信する。

【００３５】ここで、地震発生、検知から送信までの時
間遅れは、地震動の立ち上がり後に直ちに送信トリガが
かかるような地震防災上緊急対応が必要となる大きな地
震に対しては、地震動立ち上がり時刻Ｔ１と送信トリガ
時刻Ｔ２とがほぼ同時刻になるため、遅延制御のための
パラメータである時間ｔ０と送信データ長だけでほぼ決
まる。したがって、ｔ０＝１秒、送信データ長を１秒と
すれば、緊急性の高い大きな地震に対しては、送信まで
の遅れは、２〜３秒程度で収まることになる。

【００３６】一方、中小の地震のように、地震の初期微
動時間が長くＴ１とＴ２との時間間隔が大きな値となる
地震に対しては、地震発生、検知から送信までの時間
は、緊急性の高い大きな地震に比べて、送信トリガがか
かる時間の遅れ分だけ遅くなるが、このような初期微動
時間が長い地震は地震防災上緊急性の低いものであるた
め、何ら問題とならない。しかも、Ｔ１とＴ２との時間
間隔が大きな値となっても、Ｔ１から時間ｔ０だけ遡っ
た時刻Ｔ０（＝Ｔ１−ｔ０）以降のデータが送信される
ことから、処理制御部１２のバッファメモリ１２２（の
地震波形データ記憶領域）の容量により決まる時間分の
データは、地震動立ち上がりからのデータ（地震発生時
の先頭データ）を欠損することなくセンタ収集装置３に
送信できる。

【００３７】このように本実施形態においては、緊急性
の高い大きな地震に対しては、Ｔ１とＴ２がほぼ同時刻
になるため、殆ど時間遅れなく地震データ伝送を行うこ
とができる。また、Ｔ１とＴ２との時間間隔が大きな値
となる地震に対しても、先頭データを失うことなく確実
なデータ収集を行うことが可能となる。

【００３８】さて本実施形態では、通信部１３は、処理
制御部１２（内の演算部１２３）から送られた地震デー
タをそのままセンタ収集装置３に送信するのではなく、
所定時間分（ここでは１秒分）の地震データ（パケッ
ト）を単位に、図３に示すように、そのデータの時刻情
報をタイムスタンプとして付加して送信している。この
時刻情報は、通信部１３が処理制御部１２（内の演算部
１２３）から地震データ送信先頭時刻Ｔ０を受け取るこ
とで、当該通信部１３において時刻Ｔ０を基準に所定時
間分の地震データ（パケット）毎に生成することができ
る。このように、時刻情報付きの地震データをセンタ収
集装置３に送信することで、センタ収集装置３では、た
とえ地震発生時刻と地震データの受信開始時刻との間に
ずれがあっても、地震波形と時刻との対応付けが容易と
なり、解析精度が向上する。なお、処理制御部１２（内
の演算部１２３）において、所定時間分の地震データ
（パケット）を単位とする時刻情報を生成して、その時
刻情報を含む地震データを通信部１３に送るようにして
も構わない。

【００３９】また本実施形態では、通信部１３は、処理
制御部１２を介してセンタ収集装置３に地震データを送
る送信方式として、ＩＳＤＮのＩＮＳ−Ｐ（パケットサ
ービス）における相手先固定サービス（相手固定接続サ
ービス）、つまり通信相手を固定して接続するサービス
を使用している。このサービスを使用した場合、回線接
続時間による遅れが発生しないことから、処理制御部１
２により通信部１３での地震データ送信開始の起動がか
けられると、ＩＳＤＮ回線２を介してのセンタ収集装置
３への地震データ伝送を直ちに行うことができる。この
ため専用回線を用いていないにも拘らず、緊急性の高い
大きな地震に対しては、地震センタ収集装置３側におい
ても、（通信部１３での地震動立ち上がりの検知から送
信開始までの時間遅れと同様に）ほぼ２〜３秒の遅れ
で、即ちほぼリアルタイムで地震データの収集を開始す
ることができる。

【００４０】以上に述べた地震計１（内の通信部１３）
からセンタ収集装置３への地震データ送信は、地震が終
了したと判定される時刻のデータまで行われる。この判
定は、地震計１内の処理制御部１２（に設けられた演算
部１２３）で行われる。明らかなように本実施形態で
は、地震終了時には地震データの収集が完了する。この
ため、地震後の輻輳などの影響を受けずに、信頼性の高
いデータ収集が可能となる。

【００４１】なお、前記実施形態では、地震計１（内の
通信部１３）からセンタ収集装置３へのデータ送信にＩ
ＳＤＮ回線２を用いた場合について説明したが、他の公
衆回線、例えばアナログ電話回線を用いるようにしても
構わない。但し、この場合には、相手先固定サービスが
使用できないため、回線接続時間による遅れが発生する
可能性がある。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、地
震動の立ち上がりを検知してその立ち上がり時刻を記憶
しておき、地震動のレベルがトリガーレベルを超えてデ
ータ送信のトリガがかかった場合には、先に記憶してお
いた地震動の立ち上がり時刻を遅延時間の制御に利用す
るようにしたので、防災上緊急性の高い大地震において
は、殆ど時間遅れを招くことなく地震データを収集でき
る。

【００４３】また本発明によれば、一定時間分の地震デ
ータ毎に当該データの時刻情報を含めて伝送することに
より、センタ収集装置での地震波形と時刻との対応付け
が容易となり、解析精度が向上する。

【００４４】また本発明によれば、地震データの送信に
ＩＳＤＮのパケットサービスにおける相手先固定サービ
スを用いることにより、専用回線を使用しないにも拘ら
ずに、特に防災上緊急性の高い大地震において、ほぼリ
アルタイムで地震データを収集することができる。この
ため、多点に地震計を配置した地震データ収集システム
において、運用コストを著しく低減して、実現性を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る地震データ伝送機能
付き地震計を備えた地震データ収集システムの全体構成
を示すブロック図。

【図２】図１中の地震計の詳細な構成を示すブロック
図。

【図３】同実施形態における地震計の動作を説明するた
めの地震データの送信タイミングを表すタイミングチャ
ート。

【図４】本発明で適用される地震データ伝送方法を説明
するための図。

【図５】従来の地震データ伝送方法を説明するための
図。

【符号の説明】

１…地震計（地震データ伝送機能付き地震計） ２…ＩＳＤＮ回線 ３…センタ収集装置 １１…センサ部 １２…処理制御部 １３…通信部 １２２…バッファメモリ（記憶装置）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地震波形の立ち上がりを検知して、その
   時刻を記憶するとともに、一定のトリガレベルを超えた
   大きさの地震動を検知したときに、前記地震波形の立ち
   上がり時刻から予め設定した時間だけ遡った時刻以降の
   地震データをセンタ収集装置へ伝送することを特徴とす
   る地震データ伝送方法。
2. 【請求項２】 一定時間分の地震データ毎に当該データ
   の時刻情報を含めて伝送することを特徴とする請求項１
   記載の地震データ伝送方法。
3. 【請求項３】 前記センタ収集装置への地震データの送
   信方式として、ＩＳＤＮのパケットサービスにおける相
   手先固定サービスを使用することを特徴とする請求項１
   又は請求項２記載の地震データ伝送方法。
4. 【請求項４】 地震動を検知する振動センサからなるセ
   ンサ部と、前記センサ部から送信された地震波形データ
   を記憶装置に記録するとともに、前記地震波形データの
   立ち上がりを判定してその立ち上がり時刻を前記記憶装
   置に記憶し、地震動の大きさが一定のトリガレベルを超
   えたときに、前記記憶装置に記憶されている地震波形デ
   ータ立ち上がり時刻から予め設定した時間だけ遡った時
   刻以降の地震波形データを前記記憶装置から取り出す処
   理制御部と、 前記処理制御部により取り出された地震波形データに基
   づいて送信用の地震データを生成してセンタ収集装置へ
   伝送する通信部とを具備することを特徴とする地震デー
   タ伝送機能付き地震計。