JP7097586B2 - 地震速報システム - Google Patents

Description

本発明は、地震速報システムに関する。

近年、地震が発生したときに生じるＰ波（初期微動）を検出し、Ｓ波（主要動）の挙動を予測する研究が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１８０７２３号公報

特許文献１に開示された地震の主要動判定方法では、地震計は、判定対象地点に設置されたものである。そのため、複数の地震計にてＰ波をそれぞれ検出することを想定してシステムを構成したものではない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、地震速報情報を迅速かつ高精度に出力することを可能とする地震速報システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するものであって、本発明の一実施形態に係る地震速報システムは、
複数の地震計と、
前記複数の地震計に接続されて、当該複数の地震計による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する１又は複数の地震監視装置とを備える。

本発明の一実施形態に係る地震速報システムによれば、地震監視装置が、複数の地震計による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する。そのため、地震速報情報を迅速かつ高精度に出力することができる。

第１の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す全体構成図である。 第１の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示すブロック図である。 地震監視装置３がＰ波検出地震計の数に応じて地震速報情報の生成処理を実行する動作の一例を示すフローチャートである。 地震監視装置３がＰ波検出地震計の数に応じて地震速報情報の生成処理を実行する動作の一例を示すフローチャート（図３の続き）である。 地震監視装置３がＰ波検出地震計を特定した後に外部機関４から外部速報情報を受信した場合の動作の一例を示すフローチャートである。 地震監視装置３が外部機関４から外部速報情報を受信した後にＰ波検出地震計を特定した場合の動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す全体構成図である。 第２の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す概略配置図である。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す全体構成図である。

地震速報システム１は、複数の地震計２と、複数の地震計２に接続されて、当該複数の地震計２による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する地震監視装置３とを備える。

また、地震速報システム１には、ネットワーク６を介して外部の地震観測機関４（以下、「外部機関４」という）と、地震速報配信装置５とが接続される。ネットワーク６は、有線通信又は無線通信により各種のデータや信号を通信するものであり、任意の通信規格が用いられる。

外部機関４は、例えば、気象庁の地震活動等総合監視システムや国立研究開発法人防災科学技術研究所の高感度地震観測網（Ｈｉ－ｎｅｔ）等である。外部機関４は、全国各地に配置された地震観測点での地震観測記録に基づいて外部速報情報を出力する。気象庁における地震観測点の配置間隔は４０ｋｍ程度であり、国立研究開発法人防災科学技術研究所における地震観測点の配置間隔は２５ｋｍ程度である。

地震速報配信装置５は、地震監視装置３から地震速報情報を受信するとともに、外部機関４から外部速報情報を受信し、それらの地震速報情報及び外部速報情報を所定の配信先に配信する。

地震速報情報は、例えば、地震の発生時刻、震源の位置を示す震源位置（緯度、経度、深さ）、地震の規模を示す地震規模（例えば、マグニチュード等）、震源位置周辺の各地点又は各地域にて予測されるＳ波（主要動）の強度及び到達時刻とを含む。Ｓ波の強度は、例えば、最大加速度や最大震度に換算されたものでもよい。また、外部速報情報は、地震速報情報と類似の情報を含み、少なくとも震源位置を含む。

複数の地震計２は、所定の配置間隔を空けるようにして分散して配置される。複数の地震計２の配置密度は、外部機関４における地震観測点の配置密度よりも高くするのが好ましい。複数の地震計２の配置間隔は、一律であることを必須としないが、例えば、５～１５ｋｍ程度が好ましく、さらに１０ｋｍ程度がより好ましい。

複数の地震計２は、例えば、通信網７を構成する複数の基地局７０にそれぞれ設置される。基地局７０は、地上に設置された鉄塔タイプ、ビルやマンションの屋上に設置された屋上設置タイプ、電柱等に取り付けられた電柱設置タイプ、車両等に設置可能な移動式タイプ又は可搬式タイプ等のいずれでもよい。通信網７は、無線の通信網及び有線の通信網のいずれでもよいし、これらを組み合わせたものでもよい。

なお、複数の地震計２は、基地局７０以外の任意の構造体又は任意の移動体に設置することが可能である。地震計２は、例えば、通信網７を構成する基地局若しくは施設、通信網７を提供する事業者に関連する建物、又は、通信網７を利用する利用者に関連する建物に設置されてもよい。通信網７を構成する施設としては、例えば、交換機、ルータ、サーバ等の通信機器が設置されたネットワークセンタの建屋、中継器が設置された中継所の建屋等が挙げられる。通信網７を提供する事業者に関連する建物としては、例えば、データセンタの建屋、事業者が所有又は入居する建物等が挙げられる。通信網７を利用する利用者に関連する建物としては、例えば、利用者の住宅等が挙げられる。また、任意の構造体は、事業者や利用者との関連性は必須ではなく、例えば、住宅用、商業用、公共用、工業用等の各種用途で用いられる建物や施設でもよいし、地震計２を設置するための専用の構造体でもよい。任意の移動体は、通信網７と通信可能な移動体であればよく、例えば、後述の無線通信機器８でもよい。

地震計２は、地震による地震波を検出可能な検出手段として、例えば、加速度センサで構成される。地震計２は、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）で加速度センサによる加速度検出値を計測し、その加速度検出値を地震波観測データとして地震監視装置３に逐次出力する。なお、地震計２は、少なくとも鉛直方向の加速度を計測することが好ましいが、水平方向の加速度をさらに計測するものでもよい。また、地震計２は、複数種類のセンサ（例えば、加速度センサと角速度センサ等）を組み合わせたものでもよい。

地震監視装置３は、地震波観測データとして、地震計２により所定のサンプリング周期で観測された地震波の時系列データを取得し、当該時系列データを解析することにより地震速報情報の生成処理を実行する。また、地震監視装置３は、外部機関４から外部速報情報を受信可能に構成される。なお、地震監視装置３の具体的な構成及び動作は後述する。

図２は、第１の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示すブロック図である。

通信網７は、地震計２が設置された基地局７０の他に、例えば、中継器７１及び交換設備７２等から構成される。なお、図２では、図面の簡略化のため、基地局７０及び中継器７１を１つずつ示すが、１つの中継器７１には複数の基地局７０が接続され、１つの交換設備７２には複数の中継器７１が接続される。

基地局７０は、無線通信機器８との間で各種のデータを送受信するアンテナ無線機７００と、中継器７１との間で各種のデータを送受信する通信制御部７０１とを備える。通信制御部７０１は、基地局７０に設置された地震計２から地震波観測データを受信し、中継器７１に送信する。

中継器７１は、基地局７０との間で各種のデータを送受信する通信制御部７１０を備える。通信制御部７１０は、基地局７０から受信したデータのうち、無線通信機器８を送信元とするデータを交換設備７２に送り、地震計２を送信元とするデータ（地震波観測データ）を地震監視装置３に送る。なお、図２では、地震波観測データは、中継器７１を介して地震監視装置３に送られるものとして示されているが、基地局７０から地震監視装置３に送られてもよいし、交換設備７２を介して地震監視装置３に送られてもよい。

無線通信機器８は、任意の電子機器で構成される。無線通信機器８は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートＰＣ等でもよいし、車両やロボット等の制御装置でもよい。

地震監視装置３は、例えば、汎用又は専用のコンピュータで構成される。地震監視装置３は、具体的なハードウェア構成として、図２に示すように、ＨＤＤ、ＳＤＤ、メモリ等により構成される記憶部３０と、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサにより構成される制御部３１と、外部機器（外部機関４、地震速報配信装置５及び通信網７等）との間の通信インターフェースとして機能する通信部３２とを備える。

記憶部３０は、地震計管理情報３００と、地震監視プログラム３０１とを記憶する。

地震計管理情報３００には、複数の地震計２を識別する地震計ＩＤに対して、地震計２の設置位置と、その設置位置における代表的な地震深度を示す代表的地震深度とが対応付けられて記録される。地震計管理情報３００は、地震計２が新設された場合には、新設の地震計２に対して新たな地震計ＩＤが割り当てられて、新設の地震計２の設置位置と代表的地震深度が地震計管理情報３００に登録される。

制御部３１は、記憶部３０に記憶された地震監視プログラム３０１を実行することにより、地震波観測データ受信処理部３１０、フィルタ処理部３１１、Ｐ波検出部３１２、外部速報情報受信処理部３１３、生成処理部３１４、及び、出力処理部３１５として機能する。

地震波観測データ受信処理部３１０は、各地震計２からそれぞれ出力された地震波観測データを所定のサンプリング周期で逐次受信する。そして、地震波観測データ受信処理部３１０は、新たに受信した地震波観測データを、過去の所定の期間に受信した地震波観測データに付加することで、地震波の時系列データを作成する。

その際、各地震計２から受信した地震波観測データには、いずれの地震計２で観測されたデータであるかを特定するための情報として、例えば、地震計ＩＤがそれぞれ含まれる。そのため、地震波観測データ受信処理部３１０は、その地震計ＩＤを参照して、地震計２毎に上記の時系列データをそれぞれ作成し、後段のフィルタ処理部３１１及びＰ波検出部３１２に送ることで、フィルタ処理部３１１及びＰ波検出部３１２は、複数の時系列データを並列的に処理する。

フィルタ処理部３１１は、地震波観測データとして地震波の時系列データを取得し、当該時系列データに対して所定の環境ノイズを低減するためのフィルタ処理を実行する。フィルタ処理は、所定の帯域のノイズを低減するために、例えば、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ又はローパスフィルタでもよいし、これらを適宜組み合わせたものでもよい。

フィルタ処理部３１１は、例えば、地震計２の設置位置における設置環境情報及び気象情報に基づいて、フィルタ処理の有無又はフィルタパラメータ（周波数帯域等）を変更してもよい。設置環境情報は、地震計２が設置された環境がノイズ（振動）の発生に影響を与える任意の情報であり、例えば、地震計２が設置された建物の構造や高さを示す情報、又は、その建物周辺の状況として、例えば、車両通行量、道路工事や建築工事の有無を示す情報である。気象情報は、地震計２が設置された環境の気象状態がノイズ（振動）の発生に影響を与える任意の情報であり、例えば、風速を示す情報である。

Ｐ波検出部３１２は、地震波観測データとして地震波の時系列データを取得し、当該時系列データに基づいてＰ波を検出し、その検出した結果を生成処理部３１４に送る。

具体的には、Ｐ波検出部３１２は、サンプリング周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）よりも長い監視期間（例えば、１００ｍｓｅｃ）に観測された地震波に基づくＰ波指標値が所定の第１閾値を超える場合、当該監視期間を地震仮候補期間と判定する。次に、Ｐ波検出部３１２は、地震仮候補期間が所定の数だけ連続する場合、その連続する一連の地震仮候補期間を地震候補期間に設定する。そして、Ｐ波検出部３１２は、その地震候補期間に観測された地震波に基づくＰ波指標値が所定の第２閾値を超える場合、当該地震候補期間においてＰ波を検出したと判定する。Ｐ波指標値は、例えば、平均強度や最大強度として算出される。

外部速報情報受信処理部３１３は、外部機関４から外部速報情報を受信したか否かを監視し、外部機関４から外部速報情報を受信した場合には、その受信した外部速報情報を生成処理部３１４に送る。

生成処理部３１４は、Ｐ波検出部３１２が地震波観測データに基づいてＰ波を検出した場合、複数の地震計２のうち当該地震波観測データを出力した地震計２をＰ波検出地震計として順次特定する。

そして、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計を特定したとき、地震計ＩＤに基づいて地震計管理情報３００を参照することで当該Ｐ波検出地震計の設置位置を取得する。また、生成処理部３１４は、Ｐ波を検出したときの地震波の時系列データから当該Ｐ波検出地震計が検出したＰ波の検出強度及び検出時刻を取得する。その結果、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計の設置位置と、当該Ｐ波検出地震計が検出したＰ波の検出強度及び検出時刻とを含むＰ波観測情報を取得し、当該Ｐ波観測情報に基づいて地震速報情報の生成処理を実行することで、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。

その際、生成処理部３１４は、その特定したＰ波検出地震計の数に応じて地震速報情報の生成処理を実行する。また、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計の数が増加する度に生成処理を実行するとともに、Ｐ波検出地震計の数が所定の数（本実施形態では「６」）を超えた場合には、Ｐ波検出地震計の一部による地震波観測データに基づいて生成処理を実行する。これらの場合の生成処理の詳細は後述する（図３、図４参照）。

また、生成処理部３１４は、外部速報情報受信処理部３１３が外部機関４から外部速報情報を受信した場合、外部速報情報を受信したタイミングと、Ｐ波検出地震計を特定したタイミングとの前後関係に応じて生成処理を実行することで、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。

具体的には、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計を特定した後に、外部機関４から外部速報情報を受信した場合には、その受信した時点におけるＰ波検出地震計による地震波観測データと、当該外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて生成処理を実行する。一方、生成処理部３１４は、外部機関４から外部速報情報を受信した後に、Ｐ波検出地震計を新たに特定した場合には、その特定した時点におけるＰ波検出地震計による地震波観測データと、当該外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて生成処理を実行する。これらの場合の生成処理の詳細は後述する（図５、図６参照）。

出力処理部３１５は、生成処理部３１４が生成処理を実行することで地震速報情報を生成した場合、当該地震速報情報を地震速報配信装置５に出力（送信）する出力処理を実行する。その結果、地震速報情報は、地震速報配信装置５により所定の配信先に配信され、各配信先にてそれぞれ利用される。

地震速報情報の利用形態は、各種の形態を採用することができる。例えば、地震速報情報が、通信網７を介して無線通信機器８に配信されて、通知画面や通知音によりユーザに通知されてもよい。また。地震速報情報が、道路、鉄道等の交通管制システムや発電所、プラント、工場、ビル等の管理システム等に配信されて、各種装置の緊急停止制御に利用されてもよい。さらに、地震速報情報が、住宅や店舗等に配信されて、ガス利用装置の緊急停止制御に利用されてもよい。

次に、上記構成を有する地震速報システム１（特に地震監視装置３）の動作について図３乃至図６を参照しながら説明する。

図３及び図４は、地震監視装置３がＰ波検出地震計の数に応じて地震速報情報の生成処理を実行する動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００において、複数の地震計２は、地震による地震波（主にＰ波）を観測すべく、所定のサンプリング周期で観測した地震波観測データを地震監視装置３にそれぞれ出力する。

次に、ステップＳ２００において、地震監視装置３の地震波観測データ受信処理部３１０は、各地震計２から所定のサンプリング周期で地震波観測データを逐次受信することで地震波の時系列データを作成する。そして、Ｐ波検出部３１２が、フィルタ処理部３１１によるフィルタ処理後の地震波の時系列データを解析することでＰ波の検出の有無を監視する。

ここでは、図３に示すように、震源Ｅ１にて地震が発生したものとして説明すると、ステップＳ２１０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ａから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出する。そして、生成処理部３１４が、当該地震計２Ａを第１のＰ波検出地震計２Ａとして特定する。次に、ステップＳ２１２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａの数が１つである場合には、地震速報情報を出力するための準備処理を実行する。生成処理部３１４は、準備処理として、例えば、第１のＰ波検出地震計２Ａの周辺に位置する地震計２に対する解析処理を優先的に実行する。

次に、第１のＰ波検出地震計２Ａを特定してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２２０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｂから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出する。そして、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｂを第２のＰ波検出地震計２Ｂとして特定する。次に、ステップＳ２２２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ、２Ｂの数が２つである場合には、地震速報情報を出力するための準備処理を実行する。生成処理部３１４は、準備処理として、例えば、第１及び第２のＰ波検出地震計２Ａ、２Ｂの周辺に位置する地震計２に対する解析処理を優先的に実行する。

次に、第２のＰ波検出地震計２Ｂを特定してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２３０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｃから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｃを第３のＰ波検出地震計２Ｃとして特定する

そして、ステップＳ２３２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｃの数が３つである場合には、生成処理として、３つのＰ波観測情報と、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｃが設置された地域における代表的地震深度とに基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２３２の処理内容について説明する。３つのＰ波観測情報は、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃの各々にてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報であり、具体的には、Ｐ波検出地震計の設置位置と、当該Ｐ波検出地震計が検出したＰ波の検出強度及び検出時刻とを含む。例えば、第１のＰ波検出地震計２Ａに対するＰ波観測情報は、第１のＰ波検出地震計２Ａの設置位置と、当該第１のＰ波検出地震計２Ａが検出したＰ波の検出強度及び検出時刻とを含む。

また、代表的地震深度は、例えば、生成処理部３１４が地震計管理情報３００を参照することで第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃに対する代表的地震深度が取得され、それらの平均値として算出される。そのため、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｃの数が３つの場合でも、代表的地震深度を仮の震源深さとして扱うことで震源位置（緯度、経度）を算出する。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃの各設置位置における最大加速度と、震央距離（震源位置と設置位置との距離）と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波（主要動）の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度（Ｐ波伝搬速度Ｖｐ＝６．１ｋｍ／ｓ、Ｓ波伝搬速度Ｖｓ＝３．６ｋｍ／ｓ）とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波（主要動）の到達時刻を予測する。なお、最大加速度計算式や距離減衰式は、過去の地震による地震動を解析、評価することで得られた既往の評価式を用いればよい。

上記のようにして、ステップＳ２３２において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、より早期の時点で地震速報情報を出力することができる。

次に、第３のＰ波検出地震計２Ｃを特定してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２４０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｄから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｄを第４のＰ波検出地震計２Ｄとして特定する。

そして、ステップＳ２４２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｄの数が４つである場合には、生成処理として、４つのＰ波観測情報に基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２４２の処理内容について説明する。４つのＰ波観測情報は、ステップＳ２３２における３つのＰ波観測情報に、第４のＰ波検出地震計２ＤにてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報を加えたものである。したがって、生成処理部３１４は、代表的地震深度を用いることなく震源深さも未知なパラメータとして、４つのＰ波観測情報に基づいて震源位置（緯度、経度、深さ）を算出する。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄの各設置位置における最大加速度と、震央距離と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２４２において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、ステップＳ２３２で出力したものより高精度な地震速報情報を出力することができる。なお、ステップＳ２４２では、マグニチュードの推定を省略してもよく、その場合には、ステップＳ２３２で推定したマグニチュードを用いればよい。

次に、第４のＰ波検出地震計２Ｄを特定してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２５０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｅから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｅを第５のＰ波検出地震計２Ｅとして特定する。

そして、ステップＳ２５２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｅの数が５つである場合には、生成処理として、５つのＰ波観測情報に基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２５２の処理内容について説明する。５つのＰ波観測情報は、ステップＳ２４２における４つのＰ波観測情報に、第５のＰ波検出地震計２ＥにてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報を加えたものである。したがって、生成処理部３１４は、５つのＰ波観測情報に基づいて震源位置（緯度、経度、深さ）を算出する。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第５のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｅがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１乃至第５のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｅの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１乃至第５のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｅの各設置位置における最大加速度と、震央距離と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２５２において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、ステップＳ２４２で出力したものより高精度な地震速報情報を出力することができる。なお、ステップＳ２５２では、マグニチュードの推定を省略してもよく、その場合には、ステップＳ２３２又はＳ２４２で推定したマグニチュードを用いればよい。

次に、第５のＰ波検出地震計２Ｅを特定してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２６０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｆから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｆを第６のＰ波検出地震計２Ｆとして特定する。

そして、ステップＳ２６２において、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｆの数が６つである場合には、生成処理として、Ｐ波を最後に検出したＰ波検出地震計２ＦにおけるＰ波観測情報と、当該Ｐ波検出地震計２Ｆを除く他のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｅのうち震源位置に近い順に抽出した４つのＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄにおける４つのＰ波観測情報とに基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２６２の処理内容について説明する。震源位置（緯度、経度、深さ）は、５つのＰ波観測情報が既知であれば算出可能である。そのため、ステップＳ２６２では、第６のＰ波検出地震計２ＦにてＰ波が新たに観測されたときの最新のＰ波観測情報を優先的に用いるとともに、震源位置に近くＰ波の検出強度が大きいと考えられる第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２ＤにてＰ波が観測されたときの４つのＰ波観測情報とを用いるものとした。したがって、生成処理部３１４は、このような５つのＰ波観測情報に基づいて震源位置（緯度、経度、深さ）を算出する。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第４及び第６のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄ、２Ｆがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１乃至第４及び第６のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄ、２Ｆの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１乃至第４及び第６のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄ、２Ｆの各設置位置における最大加速度と、震央距離と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２６２において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、計算効率を考慮しつつも最新のＰ波観測情報を取り込むことで、より高精度な地震速報情報を出力することができる。なお、ステップＳ２６２では、マグニチュードの推定を省略してもよく、その場合には、ステップＳ２３２、Ｓ２４２又はＳ２５２で推定したマグニチュードを用いればよい。また、ステップＳ２６２では、Ｐ波検出地震計の一部による地震波観測データとして、Ｐ波を最後に検出したＰ波検出地震計２ＦにおけるＰ波観測情報と、当該Ｐ波検出地震計２Ｆを除く他のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｅのうち震源位置に近い順に抽出した４つのＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄにおける４つのＰ波観測情報と用いたが、上記とは異なる条件に従って選択されたＰ波観測情報を用いるようにしてもよい。

なお、ステップＳ２６２以降においても時間が経過することでＰ波検出地震計の数は増加するが、地震監視装置３は、Ｐ波検出地震計の数が７つ以上である場合には、ステップＳ２６２と同様に生成処理を実行することで地震速報情報を出力してもよいし、生成処理を実行しなくてもよい。

以上のように、地震監視装置３は、Ｐ波検出地震計の数に応じて地震速報情報の生成処理を実行する。各ステップＳ２３２、Ｓ２４２、Ｓ２５２、Ｓ２６２の処理内容についての説明で述べたように、各時点におけるＰ波検出地震計の数により、地震速報情報の生成処理の各種計算に利用できるＰ波観測情報の数が異なる。このような状況に対して、地震監視装置３は、Ｐ波検出地震計の数に応じて各時点における生成処理の各種計算方法を適宜選択することで、各時点で取得済みのＰ波観測情報を有効利用して地震速報情報を出力することができる。

また、地震監視装置３は、Ｐ波検出地震計の数が増加する度に生成処理を実行することで地震速報情報を順次出力する。図３、図４で示すように、時間の経過に伴ってＰ波検出地震計の数が増加すると、地震速報情報の生成処理の各種計算に利用できるＰ波観測情報の数が増加し、地震速報情報の精度もより向上する。したがって、地震監視装置３は、早期の地震速報情報の出力を実現しつつ、より高精度な地震速報情報を順次出力することにより、地震速報情報を迅速かつ高精度に出力することができる。

図５は、地震監視装置３がＰ波検出地震計を特定した後に外部機関４から外部速報情報を受信した場合の動作の一例を示すフローチャートである。図５では、地震監視装置３が、図３に示すステップＳ２３０にて第３のＰ波検出地震計２Ｃを特定し、それに続けてステップＳ２３２にて地震速報情報を出力した後に、外部機関４から外部速報情報を受信した場合について説明する。

まず、ステップＳ３００において、外部機関４が外部速報情報を送信すると、外部速報情報受信処理部３１３がその外部速報情報を受信する。そして、ステップＳ２３４において、生成処理部３１４は、その外部速報情報を受信した時点における３つのＰ波観測情報と、当該外部速報情報に含まれる震源位置（緯度、経度、深さ）とに基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２３４の処理内容について説明する。３つのＰ波観測情報は、ステップＳ２３２と同様に、第１乃第３のＰ波検出地震計２Ａ～２ＣにてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報である。また、ステップＳ２３２では、代表的地震深度を用いて震源位置（緯度、経度）を算出したが、ステップＳ２３４では、代表的地震深度を用いずに、外部速報情報に含まれる震源位置（緯度、経度、深さ）にて代用する。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１乃至第３のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｃの各設置位置における最大加速度と、震央距離（代用した震源位置と設置位置との距離）と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、代用した震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２３４において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、外部機関４による外部速報情報の震源位置を取り込むことで、より高精度な地震速報情報を出力することができる。

次に、外部速報情報を受信してから所定の時間が経過すると、ステップＳ２４０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ｄから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ｄを第４のＰ波検出地震計２Ｄとして特定する。

そして、ステップＳ２４４において、生成処理部３１４は、外部速報情報を受信した後にＰ波検出地震計の数が増加した場合の生成処理として、４つのＰ波観測情報と、外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２４４の処理内容について説明する。４つのＰ波観測情報は、ステップＳ２４２と同様に、第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２ＤにてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報である。

そして、生成処理部３１４は、第１乃至第４のＰ波検出地震計２Ａ～２Ｄがそれぞれ検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｄの各設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、Ｐ波検出地震計２Ａ～２Ｄの各設置位置における最大加速度と、震央距離（代用した震源位置と設置位置との距離）と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ１で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、代用した震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２４４において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、外部機関４による外部速報情報とともに最新のＰ波観測情報を取り込むことで、ステップＳ２３４で出力したものより高精度な地震速報情報を出力することができる。ステップＳ２４４では、マグニチュードの推定を省略してもよく、その場合には、ステップＳ２３４で推定したマグニチュードを用いればよい。

なお、ステップＳ２４４以降においても時間が経過することでＰ波検出地震計の数は増加するが、その場合には、地震監視装置３は、ステップＳ２４４と同様に、Ｐ波検出地震計による地震波観測データと外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて生成処理を実行することで地震速報情報を出力する。

図６は、地震監視装置３が外部機関４から外部速報情報を受信した後にＰ波検出地震計を特定した場合の動作の一例を示すフローチャートである。図６では、地震監視装置３が、外部機関４から外部速報情報を受信した後に、図３に示すステップＳ２１０にて第１のＰ波検出地震計２Ａを特定する場合について説明する。また、ここでは、図６に示すように、複数の地震計２から離れた位置を震源Ｅ２とする地震が発生したものとして説明する。

まず、ステップＳ３００において、外部機関４が外部速報情報を送信すると、外部速報情報受信処理部３１３がその外部速報情報を受信する。その後、ステップＳ２１０において、Ｐ波検出部３１２が、地震計２Ａから出力された地震波の時系列データを解析することでＰ波を検出し、生成処理部３１４が、当該地震計２Ａを第１のＰ波検出地震計２Ａとして特定する。

そして、ステップＳ２１４において、生成処理部３１４は、外部速報情報を受信した後にＰ波検出地震計の数が増加したときの生成処理として、１つのＰ波観測情報と、外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて、地震速報情報を生成し、出力処理部３１５が、その地震速報情報を出力する。

ここで、ステップＳ２１４の処理内容について説明する。１つのＰ波観測情報は、第１のＰ波検出地震計２ＡにてＰ波が観測されたときのＰ波観測情報である。また、図３に示すステップＳ２１２では、準備処理を実行したが、ステップＳ２１４では、外部速報情報に含まれる震源位置（緯度、経度、深さ）を代用することで生成処理を実行する。

そして、生成処理部３１４は、第１のＰ波検出地震計２Ａが検出したＰ波の検出強度と、所定の最大加速度計算式とを用いて、第１のＰ波検出地震計２Ａの設置位置における最大加速度を推定する。次に、生成処理部３１４は、第１のＰ波検出地震計２Ａの設置位置における最大加速度と、震央距離（代用した震源位置と設置位置との距離）と、所定の距離減衰式とを用いて、震源Ｅ２で発生した地震の規模としてマグニチュードを推定し、そのマグニチュードから各地点又は各地域におけるＳ波の強度を予測する。さらに、生成処理部３１４は、代用した震源位置と、公知の走時表又は地震波の伝播速度とを用いて、各地点又は各地域におけるＳ波の到達時刻を予測する。

上記のようにして、ステップＳ２１４において、生成処理部３１４が、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む地震速報情報を生成する。これにより、地震監視装置３は、外部機関４による外部速報情報の震源位置を取り込むことで、より高精度な地震速報情報を出力することができる。

なお、ステップＳ２１４以降においても時間が経過することでＰ波検出地震計の数は増加するが、その場合には、地震監視装置３は、ステップＳ２１４と同様に、Ｐ波検出地震計による地震波観測データと外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて生成処理を実行することで地震速報情報を出力する。

以上のように、本実施形態に係る地震速報システム１によれば、地震監視装置３が、複数の地震計２による地震波観測データに基づいて地震速報情報を迅速かつ高精度に出力することができる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す全体構成図である。図８は、第２の実施形態に係る地震速報システム１の一例を示す概略配置図である。

第１の実施形態に係る地震速報システム１は、複数の地震計２に接続された１つの地震監視装置３を備えるものとして説明した。これに対し、第２の実施形態に係る地震速報システム１は、複数の地震計２に接続された複数の地震監視装置３を備えるものである。

本実施形態に係る地震速報システム１は、図７、図８に示すように、複数の観測地域１０内に分散配置された複数の地震計２と、観測地域１０の各々に対応して設けられるとともに、その対応する観測地域１０内の複数の地震計２にそれぞれ接続されて、当該複数の地震計２による地震波観測データに基づいて地震速報情報をそれぞれ出力する複数の地震監視装置３と、複数の地震監視装置３に接続されて、複数の地震監視装置３から出力された地震速報情報を管理する管理装置９とを備える。なお、第２の実施形態に係る地震速報システム１の基本的な構成や動作は、第１の実施形態と同様であるため、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

管理装置９は、複数の地震監視装置３から出力（送信）された地震速報情報を、ネットワーク６を介して地震速報配信装置５に送信する。また、管理装置９は、外部機関４からネットワーク６を介して外部速報情報を受信すると、複数の地震監視装置３に送信する。

観測地域１０は、図８の例ではメッシュ状に区分されているが、観測地域１０を区分する手法は、上記の例に限られず、任意の手法を採用してもよい。例えば、観測地域１０は、全国を八地方区分に区分したものでもよいし、都道府県、市町村等の行政区域に従って区分したものでもよいし、行政区域とは関係なく任意の形状に区分したものでもよい。また、観測地域１０は、動的に変更可能であってもよい。さらに、観測地域１０内の地震計２の数や配置は、図８の例に限られず、適宜変更可能である。

複数の地震監視装置３の各々は、第１の実施形態に係る地震監視装置３と同様に構成され、図３乃至図６に示すフローチャートに従って動作する。なお、複数の地震監視装置３は、観測地域１０の各々に対応して設けられるものであるが、観測地域１０内に物理的に設置されている必要はなく、観測地域１０内の複数の地震計２による地震波観測データを取得可能であればよい。

以上のように、本実施形態に係る地震速報システム１によれば、複数の地震監視装置３を備えるため、地震速報情報の生成処理を分散して実行することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施形態では、地震監視装置３が、フィルタ処理部３１１及びＰ波検出部３１２を備えるものとして説明した。これに対し、例えば、地震計２に接続された観測データ処理装置（例えば、基地局７０に設置）が、フィルタ処理部３１１及びＰ波検出部３１２の少なくとも一方を備えるようにしてもよい。この場合には、地震監視装置３は、複数の地震計２による地震波観測データとして、フィルタ処理後の地震波の時系列データを受信してもよいし、Ｐ波を検出したことを示すＰ波検出情報を受信してもよい。なお、地震監視装置３又は観測データ処理装置は、フィルタ処理部３１１を備えなくてもよい。

上記実施形態では、地震監視プログラム３０１は、記憶部３０に記憶されたものとして説明したが、ＵＳＢメモリ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで記録されて提供されてもよいし、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供されてもよい。また、地震監視装置３は、制御部３１が地震監視プログラム３０１を実行することにより実現される各部の機能を、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のハードウェアで実現するものでもよい。

１…地震速報システム、２…地震計、２Ａ～２Ｆ…Ｐ波検出地震計、
３…地震監視装置、４…外部の地震観測機関（外部機関）、５…地震速報配信装置、
６…ネットワーク、７…通信網、８…無線通信機器、９…管理装置、１０…観測地域、
３０…記憶部、３１…制御部、３２…通信部、
７０…基地局、７１…中継器、７２…交換設備、
３００…地震計管理情報、３０１…地震監視プログラム、
３１０…地震波観測データ受信処理部、３１１…フィルタ処理部、３１２…Ｐ波検出部
３１３…外部速報情報受信処理部、３１４…生成処理部、３１５…出力処理部、
７００…アンテナ無線機、７０１…通信制御部、７１０…通信制御部

Claims (13)

1. 複数の地震計と、
   前記複数の地震計に接続されて、当該複数の地震計による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する１又は複数の地震監視装置とを備え、
   前記地震監視装置は、
   前記地震波観測データに基づいて、前記複数の地震計のうちＰ波を検出した前記地震計をＰ波検出地震計として順次特定し、
   その特定した前記Ｐ波検出地震計の数に応じて前記地震速報情報の生成処理を実行することで前記地震速報情報を出力する、
   地震速報システム。
2. 前記地震監視装置は、
   前記Ｐ波検出地震計の数が増加する度に前記生成処理を実行することで前記地震速報情報を順次出力する、
   請求項１に記載の地震速報システム。
3. 前記地震監視装置は、
   前記Ｐ波検出地震計の数が増加する度に前記生成処理を実行するとともに、前記Ｐ波検出地震計の数が所定の数を超えた場合には、前記Ｐ波検出地震計の一部による前記地震波観測データに基づいて前記生成処理を実行することで前記地震速報情報を順次出力する、
   請求項１又は請求項２に記載の地震速報システム。
4. 前記地震監視装置は、
   前記地震波観測データに基づいて前記Ｐ波検出地震計を特定したとき、当該Ｐ波検出地震計の設置位置と、当該Ｐ波検出地震計が検出した前記Ｐ波の検出強度及び検出時刻とを含むＰ波観測情報を取得し、当該Ｐ波観測情報に基づいて前記生成処理を実行することで、Ｓ波の強度及び到達時刻を含む前記地震速報情報を生成する、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の地震速報システム。
5. 前記複数の地震計として、少なくとも３つ以上の前記地震計を備え、
   前記地震監視装置は、
   前記Ｐ波検出地震計の数が３つである場合には、前記生成処理として、
   ３つの前記Ｐ波観測情報と、前記Ｐ波検出地震計が設置された地域における代表的地震深度とに基づいて、前記地震速報情報を生成する、
   請求項４に記載の地震速報システム。
6. 前記複数の地震計として、少なくとも５つ以上の前記地震計を備え、
   前記地震監視装置は、
   前記Ｐ波検出地震計の数が４つ又は５つである場合には、前記生成処理として、
   ４つ又は５つの前記Ｐ波観測情報に基づいて、前記地震速報情報を生成する、
   請求項４又は請求項５に記載の地震速報システム。
7. 前記複数の地震計として、少なくとも６つ以上の前記地震計を備え、
   前記地震監視装置は、
   前記Ｐ波を検出した前記地震計の数が６つ以上である場合には、前記生成処理として、
   前記Ｐ波を最後に検出した前記Ｐ波検出地震計における前記Ｐ波観測情報と、当該Ｐ波検出地震計を除く他の前記Ｐ波検出地震計のうち震源位置に近い順に抽出した４つの前記Ｐ波検出地震計における４つの前記Ｐ波観測情報とに基づいて、前記地震速報情報を生成する、
   請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の地震速報システム。
8. 複数の地震計と、
   前記複数の地震計に接続されて、当該複数の地震計による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する１又は複数の地震監視装置とを備え、
   前記地震監視装置は、
   外部の地震観測機関から外部速報情報を受信可能に構成されるとともに、
   前記地震波観測データに基づいて、前記複数の地震計のうちＰ波を検出した前記地震計をＰ波検出地震計として順次特定し、
   その特定した前記Ｐ波検出地震計の数に応じて前記地震速報情報の生成処理を実行することで前記地震速報情報を出力し、
   前記地震波観測データに基づいて前記Ｐ波検出地震計を特定した後に、前記地震観測機関から前記外部速報情報を受信した場合には、前記生成処理として、その受信した時点における前記Ｐ波検出地震計による前記地震波観測データと、当該外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて、前記地震速報情報を生成する、
   地震速報システム。
9. 前記地震監視装置は、
   前記地震観測機関から前記外部速報情報を受信した後に、前記Ｐ波検出地震計を新たに特定した場合には、前記生成処理として、その特定した時点における前記Ｐ波検出地震計による前記地震波観測データと、当該外部速報情報に含まれる震源位置とに基づいて、前記地震速報情報を生成する、
   請求項８に記載の地震速報システム。
10. 複数の地震計と、
    前記複数の地震計に接続されて、当該複数の地震計による地震波観測データに基づいて地震速報情報を出力する１又は複数の地震監視装置とを備え、
    前記地震計又は前記地震監視装置は、
    前記地震波観測データとして、前記地震計により所定のサンプリング周期で観測された地震波の時系列データを取得し、当該時系列データに基づいてＰ波を検出するＰ波検出部を備え、
    前記Ｐ波検出部は、
    前記サンプリング周期よりも長い監視期間に観測された前記地震波に基づくＰ波指標値が所定の第１閾値を超える場合、当該監視期間を地震仮候補期間と判定し、
    前記地震仮候補期間が所定の数だけ連続する場合、その連続する一連の前記地震仮候補期間を地震候補期間に設定し、
    前記地震候補期間に観測された前記地震波に基づくＰ波指標値が所定の第２閾値を超える場合、当該地震候補期間において前記Ｐ波を検出したと判定する、
    地震速報システム。
11. 前記複数の地震計は、
    複数の観測地域内に分散配置されており、
    前記複数の地震監視装置は、
    前記観測地域の各々に対応して設けられるとともに、その対応する前記観測地域内の前記複数の地震計にそれぞれ接続されて、当該複数の地震計による前記地震波観測データに基づいて前記地震速報情報をそれぞれ出力する、
    請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の地震速報システム。
12. 前記複数の地震計は、
    通信網を構成する基地局若しくは施設、
    前記通信網を提供する事業者に関連する建物、
    前記通信網を利用する利用者に関連する建物、又は、
    前記通信網と通信可能な移動体にそれぞれ設置された、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の地震速報システム。
13. 前記複数の地震計の配置密度は、
    外部の地震観測機関における地震観測点の配置密度よりも高い、
    請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の地震速報システム。
    
    

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