(57)【要約】      （修正有）【課題】リアルタイム地震危険度予測方法において、１）震源情報の高精度・高速度決定の方法２）ユーザー側でのリアルタイム高精度地震危険度推定の方法（以下「高度化着未着法」という）を提供する。【解決手段】地震波観測データにより震源位置、震源強度、震源時刻を推定し危険度を予測するリアルタイム地震危険度予測方法であって、複数の観測点からの地震波観測データのうち速度ＶPのＰ波の地震波が検知された少なくとも１個以上の地震波観測データと前記地震波が検知されていない他の地震波観測データを用いて震源位置の推定を行う高度化着未着法と、ユレダス法あるいはその他の地震波観測データにより震源要素を求める方法とを、両結果の重みつき平均をするなどして組み合わせることにより、震源の位置を推定し、あるいはその信頼限界を求める。【選択図】図５
2010101903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震波観測データにより震源位置、震源強度、震源時刻を推定し危険度を予測するリアルタイム地震危険度予測方法であって、
複数の観測点からの地震波観測データのうち速度ＶP のＰ波の地震波が検知された少なくとも１個以上の地震波観測データと前記地震波が検知されていない他の地震波観測データを用いて震源位置の推定を行う高度化着未着法と、ユレダス法あるいはその他の地震波観測データにより震源要素を求める方法とを、両結果の重みつき平均をするなどして組み合わせることにより、震源の位置を推定し、あるいはその信頼限界を求めることを特徴とするリアルタイム地震危険度予測方法。
【請求項２】
地震観測網からの地震波観測データと、特定サイトあるいはその近傍に設置した現地地震計の観測データにより、請求項１記載の高度化着未着法の原理を応用して、震源又は震央位置、地震の規模（マグニチュード）、震源時刻の全て又は一部を推定しあるいは地震観測網からの震源情報を使って、特定サイトにおける危険度を求めることを特徴とするリアルタイム地震危険度予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
地震観測網が密度、範囲において一定の水準にあって、地震データが即時的（リアルタイム）あるいは準リアルタイムで収集されている環境で、地震の発生後かつ地震波が到達するまでにその情報をユ―ザーに伝え、地震の早期警報あるいは自動防災措置を行うためのリアルタイム地震危険度予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
全国地震観測網からの小数点での観測データに基づいて、リアルタイムで震源要素の全部または一部を決定する方法については、代表的にユレダス法（鉄道総研報告１９巻３号、ｐｐ１〜１２）および、着未着法（特許第３４６３６７７号公報参照）、さらにはグリッドリサーチ法などが提案され、実証試験も行われている。前者の特徴は、観測点が一点のデータから震央、マグニチュード、震源時の情報が求まることであり、後者では、２ケ所以上の観測点デ―タから震央、マグニチュード、震源時が求まることである。特定のサイトでの地震危険度の推定に当たっては、地震波伝搬に関する走時表と経験的に知られた地震波の減衰式を用いて、到達時間と地震の大きさ（最大加速度、最大速度、震度など）を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１４２８１号公報
【非特許文献１】鉄道総研報告１９巻３号、ｐｐ１〜１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなリアルタイム地震危険度予測方法において、特定のユーザーがその地震危険度を十分に早くかつ精確に推定し、当該の対象物の保全に供するためには、従来の方法では十分とは言えない面があり、その改善の方法が求められている。地震の発生と共に、一定の密度をもった地震観測網からリアルタイム地震情報が発信され始める。これ等の情報を主に用いて、高信頼度が要求される緊急対応自動的制御などに供するため、特定のユーザーがその地震危険度を、より早く、十分な精度で、かつ、精度の範囲を明示して推定できるシステムが必要とされている。
【０００５】
ユレダス法の特徴は、検測点が一点の地震波形から震源の情報が求める。この方法では、精度がやや低いこと、震源の深さが求まらないという課題がある。また、着未着法では、迅速性に優れており、２観測点以上のデータを用いて相当に高い精度で震源パラメータが求められるが、２個以上のデータの到達を待つ必要があること、推定解の精度が不明であることが課題である。
【０００６】
また、着未着法により当初それほど多くない複数の観測データを用いて震源地決定を行う場合、同時に異なる地点で発生した地震があった時には、同一の地震に属する地震波と見なされ、推定パラメータに大きな誤差が入る可能性がある。
リアルタイムで伝達される震源要素を使って、特定の場所における地震危険度（地震波到達時間、地震の強度）を十分に早くかつ精確に推定し、人命あるいは当該の対象物の保全に供するためには、従来の方法では十分とは言えない場合があり、その改善の方法が求められている。
本発明では、これらの問題を解決する方法を提示する。すなわち、リアルタイム地震危険度予測方法の課題を解決し、実用性を向上させるため、次の２項を提供する。
１）震源情報の高精度・高速度決定の方法
２）ユーザー側でのリアルタイム高精度地震危険度推定の方法（以下「高度化着未着法」という）
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、地震観測データ（観測網のデータと現地地震計データ）とリアルタイム震源情報を用いて、この課題を解決する方法を提示する。この目的を達成するため、本発明は、請求項１として、地震波観測データにより震源位置、震源強度、震源時刻を推定し危険度を予測するリアルタイム地震危険度予測方法であって、複数の観測点からの地震波観測データのうち速度ＶP のＰ波の地震波が検知された少なくとも１個以上の地震波観測データと前記地震波が検知されていない他の地震波観測データを用いて震源位置の推定を行う高度化着未着法と、ユレダス法あるいはその他の地震波観測データにより震源要素を求める方法とを、両結果の重みつき平均をするなどして組み合わせることにより、震源の位置を推定し、あるいはその信頼限界を求めることを特徴とし、地震観測網からの地震波観測データと、特定サイトあるいはその近傍に設置した現地地震計の観測データにより、請求項１記載の高度化着未着法の原理を応用して、震源又は震央位置、地震の規模（マグニチュード）、震源時刻の全て又は一部を推定しあるいは地震観測網からの震源情報を使って、特定サイトにおける危険度を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るリアルタイム地震危険度予測方法によれば、高度化着未着法によって一観測点データを用いて、震源要素を推定するとともにそれらの偏差を求めることにより、地震波が検知されてから迅速かつ、高精度で震源時刻および位置が求まる。さらにその精度を推定出来るので、地震危険度推定にあたり、信頼限界を知ることができる。また、ユレダス法と高度化着未着法による融合法によって、一つの観測データを用いて、高精度に震源の位置が、その信頼限界と共に決定できる。また、許容の値を基準として、ほぼ同時に２ケ所以上で観測された地震波が、同一の地震によるものであるか否かを判定することが可能である。また、現地地震計データと緊急地震速報を併用することで、遠地地震および直下型地震の場合に、高信頼度で任意の地点での地震危険度およびその信頼限界を推定でき、特定サイトの地震危険度を、高精度に推定することが可能であり、緊急地震速報の利活用に供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る地震観測網を示す図である。
【図２】図１に示した地震観測網による地震波の説明図である。
【図３】図２に示した地震波が一点で観測され時に、震源が存在できる範囲を求める方法の説明図である。
【図４】図２に示した地震波が一点（Ｓ0 ）で観測され時に、震源が存在できる範囲を近似的に求める為に擬似的な観測点（Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 ）による詳細な説明図である。
【図５】図４に示した近似観測点配置の場合の、震源存在領域推定の説明図である。
【図６】ユーザー側での地震危険度高精度推定方法についての詳細な説明図である。
【図７】図６に示した地震危険度の予測値の評価方法を示す説明図である。
【図８】地震の強度推定の評価グラフを示す説明図である。
【図９】図８に示した地震強度推定の評価グラフの余裕時間に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に実施例1 〜４を示す。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る地震観測網の例を示す図である。図１に例示するように、日本全国に観測点数Ｎの観測網が一定のレベルに整備されているとする。例として高感度地震観測網（Ｈｉ−ｎｅｔ）や気象庁の津波地震早期検知システム、多機能型地震観測網を想定する。Ｈｉ−ｎｅｔでは、現在約８００点の観測点がある。間隔は約２０ｋｍであるが、北海道と本州の間に津軽海峡があり、そこでは測点の密度は小さいなど観測点密度は一様ではない。又、海の測点数は、現在、若干であるに過ぎない。
【００１２】
地震観測データは連続的に一定時間幅（Ｈｉ−ｎｅｔでは１秒）のパケットで伝送されてくるので、図２に例示するように、パケット単位で地震の到達した測点の到着時間が読み取られ、震源パラメータ（位置、震源時）が推定される。又、振幅から地震の規模を示すマグニチュードが推定される。
【００１３】
この発明では、小数点のデータから、震源パラメータを推定する新たな方法を提示する。なお、パケット毎の伝送データの場合の取り扱いは、連続伝送の一つの特殊ケースとして扱えるので、ここでは連続的に伝送されているとする。
【００１４】
地震波が検知された時刻をｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、・・・ｔN とし、その測点をＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、・・・ＳN する（図２）。Ｎは測点の数である。Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、・・・の位置ベクトルを〈ｒ1 〉、〈ｒ2 〉、〈ｒ3 〉、・・・とする。以下同様に、〈〉はベクトルを表す。簡単の為に観測点が水平地表面上にあると仮定し、座標系は３次元直角座標とする。水平面上にｘ、ｙ軸をとり、鉛直上方にｚ軸の正方向をとる。
【００１５】
震源の位置を〈Ｒ〉、震源時をｔ0 とする。地震波の速度をＰ波に対してはＶP 、Ｓ波に対してはＶS とする。ここでは簡単のため一様媒質と仮定し、概ねＶP を６ｋｍ／ｓ、ＶS を３．６ｋｍ／ｓとする。
（１）１点検測（ｔ1 ≦ｔ＜ｔ2 ）の場合
一定の基準で当該イベントが地震によるものと判定されたとする。この判定方法そのものが一つの重要な課題であるが、本稿では取り扱わない。時間がｔ1 から第２の観測点に検知される時刻ｔ2 までの区間で震源のパラメータが、どのように推定されるかを調べる。任意の時刻ｔ∈（ｔ1 、ｔ2 ）では、震源位置ベクトルを〈Ｒ〉として以下の条件が成り立つ。
【００１６】
｜〈Ｒ〉−〈ｒ1 〉｜／ＶP ＝ (ｔ1 −ｔ0)              （１−１）
｜〈Ｒ〉−〈ｒ2 〉｜／ＶP ＞ (ｔ−ｔ0)                （１−２）
・・・・・・・・・・・・・・・・
｜〈Ｒ〉−〈ｒi 〉｜／ＶP ＞ (ｔ−ｔ0)                （１−ｉ）
・・・・・・・・・・・・・・・・
式（１−１）、（１−ｉ）から、
｜〈Ｒ〉ー〈ｒi 〉｜−｜〈Ｒ〉−〈ｒ1 〉｜＞Δｔ・ＶP   （２）
ｔ−ｔ1 ＝Δｔ
２≦ｉ≦Ｎ
となる。すなわち、測点Ｓi と測点Ｓ1 を焦点とする双曲面Ｃi1の、測点Ｓ1 を内部に含む双曲面
【００１７】
【数１】
2010101903.tif 000003
【００１８】
の内側に震源があることになる（図３参照）。ここで座標軸を、点Ｓi とＳ1 を結ぶ線をｘi 軸とし、それに直交して鉛直線上にｚ軸、さらに右手示になるようにｙi 軸をとる。原点Ｏi は、点Ｓ1 と点Ｓi を結ぶ線の中点とする。
【００１９】
この場合、式(3) のａ、ｂは、
｜〈ｒi 〉−〈ｒ1 〉｜＝２ｌi1
ａ＝ＶP ・Δｔ                                        （４）
【００２０】
【数２】
2010101903.tif 000004
【００２１】
となる。双曲面Ｃi1の当該片葉がｘ軸と交わる点の座標は、（−ａ、０、０）である。ｔ＝ｔ1 の時にはａ＝０で、Ｃi1は平面（Ｘ＝０）となり、震源が点Ｓ1 、Ｓi の対称面（Ｘ＝０）の点Ｓ1 側の領域（Ｄi1）にあることが言える。任意の観測点Ｓi に関しても、同じような制限が課されるので、震源の存在可能領域はＤi1（ｉ＝２、・・・）の共通領域である角柱の内部にあることになる。この場合、深さに関しては、地震活動から知られる制限を使うことになる。Δｔが大きくなると、Ｃi1はより鋭い曲面となり、点Ｓ1 に向かって移動すると共に収縮し、震源の存在できる領域Ｄi1は小さくなる。
【００２２】
【数３】
2010101903.tif 000005
【００２３】
すなわち、震源位置〈Ｒ〉の推定精度が高くなる。
Ｄi1（ｔ) （ｉ＝２、・・・、Ｎ）の共通領域をＤ1(ｔ) とする、
【００２４】
【数４】
2010101903.tif 000006
【００２５】
地震発生域をＤ(t) と考える。Ｄ(t) は鉛直方向には、地表面Z ＝０と、最大震源深度ｄm とで挟まれる領域で、水平方向は、地震発生帯で区切られるとして良い。従って全測点（ｉ＝２、・・・、Ｎ）の検測結果を使って、震源位置〈Ｒ〉の存在領域Ｄ1(ｔ) は、
【００２６】
【数５】
2010101903.tif 000007
【００２７】
と表され、
【００２８】
【数６】
2010101903.tif 000008
【００２９】
Ｄ1(ｔ) は、３次元の立体領域となる。Ｄ1(ｔ) を実用的に必要な精度で推定するには、点Ｓ1 を囲み、最も小さな多角形をなす測点群、例えばＮ＝４を考えれば十分である。時刻ｔにおける震源位置〈Ｒ〉（ｔ) の推定値を、立方領域Ｄ1(ｔ) の重心と定める。
【００３０】
【数７】
2010101903.tif 000009
【００３１】
信頼限界〈σ〉＝（σx 、σy 、σz ）は、
【００３２】
【数８】
2010101903.tif 000010
【００３３】
【数９】
2010101903.tif 000011
【００３４】
【数１０】
2010101903.tif 000012
【００３５】
と定めることができる。
【００３６】
地震活動度の空間分布Ｓ（〈ｒ〉) がわかっているとすれば、それに比例する重みを使って、より合理的な推定値を定義することもできる。
【００３７】
【数１１】
2010101903.tif 000013
【００３８】
信頼限界は、
【００３９】
【数１２】
2010101903.tif 000014
【００４０】
【数１３】
2010101903.tif 000015
【００４１】
【数１４】
2010101903.tif 000016
【００４２】
と定義できる。震源時ｔ0 は、地震波速度が一定の場合には、
ｔ1 −ｔ0 ＝｜〈Ｒ〉−〈ｒ1 〉｜／ＶP 
により求まり、層構造の場合には、走時表を使って求めることができる。
一方、読み取り誤差δｔ1 による震源位置推定誤差は以下のように見積られる。
【００４３】
式（８）において、
【数１５】
2010101903.tif 000017
ｔ1 →ｔ1 ＋δｔ1 
とする、
【００４４】
いま、
Ｄ1 + （ｔ) ＝Ｄ（ｔ｜ｔ1 ＋δｔ1 ）
とすると、
δｔ1 ＞０
の時には、
【００４５】
【数１６】
2010101903.tif 000018
Ｄ1 +  (ｔ) ⊂Ｄ1(ｔ) 
【００４６】
となる。このときの震源位置の推定値を〈Ｒ〉+ （ｔ) とすると、
【００４７】
【数１７】
2010101903.tif 000019
【００４８】
となる。〈Ｒ〉と〈Ｒ〉+ の差の絶対値で、読み取り誤差による推定誤差Δ〈Ｒ〉を定める、
【００４９】
【数１８】
2010101903.tif 000020
【００５０】
【数１９】
2010101903.tif 000021
【００５１】
【数２０】
2010101903.tif 000022
【００５２】
となる。
（２）２点検測（ｔ2 ≦ｔ＜ｔ3 ）の場合
ｔが大きくなり２番目の観測点Ｓ2 にも地震動が到達した後、３番目の点Ｓ3 に到達する前までの時間帯を対象にする。
【００５３】
この時間帯では、震源は、
【００５４】
【数２１】
2010101903.tif 000023
【００５５】
なる曲面Ｃ12上にある。
推定値を求める前に、ｔ＝ｔ2 で測点Ｓ2 にＰ波（初微動）が検出されたことの妥当性の検証を行う。点Ｓ2 がないとして、点Ｓ1 での検測、Ｓ3 、Ｓ4 ・・・では未到着であるとすると、震源の存在できる領域は
【００５６】
【数２２】
2010101903.tif 000024
【００５７】
であり、点Ｓ1 がないとして、点Ｓ2 のみの検測とした場合の震源の存在できる領域は、
【００５８】
【数２３】
2010101903.tif 000025
【００５９】
となる。
【００６０】
Ｄ1 ′（ｔ）とＤ2 ′（ｔ）が共通集合をもたないとき、
【数２４】
2010101903.tif 000026
【００６１】
この時には、Ｓ1 またはＳ2 のＰ波観測に誤りがあったことになる。どれが誤りであるかは不明である。
【００６２】
判定する方法として、地震動による粒子運動の方向と許容領域と測点との相対関係から予想される粒子運動面との整合性を調べることが考えられる。また、Ｐ波か否かについても、粒子運動の極性を使うことが出来る。なお、この粒子運動対照法の確実度を定量化しておくことも必要である。
【００６３】
Ｄ1 ′（ｔ）とＤ2 ′（ｔ）が交わるとき、
【数２５】
2010101903.tif 000027
【００６４】
この場合には、震源の存在可能な領域が、
【００６５】
【数２６】
2010101903.tif 000028
【００６６】
と推測される。震源位置の推定値としては、領域Ｄ12の重心と定める。また、信頼限界として、領域Ｄ12の広がりで定義する。
（３）３点検測の場合
前項２で述べた方法を順次拡張して行くことで、３点Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 検測の条件での、震源位置の推定ができる。３点以上になると条検測の妥当性の判定に多数決法も導入できる。
（４）データ収集が断続的に行われる場合
地震のデータが一定の時間Δｔごとのフレーム伝送によって収集される場合には、任意の時間での決定ではなく、ｔ＝Δｔ、２Δｔ、３Δｔ・・・・・という時間ごとに決定することになるのみで、これまでの導き方に変更はない。
（５）簡便な計算法
実用に供するために簡易な計算の方法を呈示する。点Ｓ0 を囲む４つの測点からなる四辺形Ｓ1 ′Ｓ2 ′Ｓ3 ′Ｓ4 ′の近似長方形をＳ1 Ｓ2 Ｓ3 Ｓ4 とする（図４参照）。図４は、平面図である。ここで近似長方形Ｓ0 とＳ1 のデータから、曲面Ｃ01の左葉のｘ軸負側に震源が制限される。Ｃ01を表現する式は、
【００６７】
【数２７】
2010101903.tif 000029
【００６８】
また、Ｃ02を表現する式は、
【００６９】
【数２８】
2010101903.tif 000030
【００７０】
となる。ここで、
【００７１】
【数２９】
2010101903.tif 000031
【００７２】
【数３０】
2010101903.tif 000032
【００７３】
【数３１】
2010101903.tif 000033
【００７４】
二つの双曲面Ｃ01、Ｃ02のＺ＝０（地表）上の交点Ｐ+ 012 、Ｐ- 012 の座標を求める（図5 参照）。
【００７５】
【数３２】
2010101903.tif 000034
【００７６】
【数３３】
2010101903.tif 000035
【００７７】
但し、二つの解の内
−ｌ02＜Ｘ＜ｌ01
の方を選ぶ。式（１８ａ）、（１８ｂ）から
【００７８】
【数３４】
2010101903.tif 000036
【００７９】
ここで、ｌ01＝ｌ02の時には、Ｘ＝０となる。又ｂ＝ｂ′であるので、双曲面Ｃ01、Ｃ02は合同となる。この時は、Ｃ01、Ｃ02で囲まれる領域の重心のＸ方向はＳ0 のＸ座標と一致する。
【００８０】
【数３５】
2010101903.tif 000037
【００８１】
【数３６】
2010101903.tif 000038
【００８２】
となる。他の解は、Ｘ＜−ｌ02でこれは使わない。式（１８ａ）にＸ02を入れて求まるｙの値を±Ｙ02とする。ＸZ 面で対応する点は（Ｘ012 、−Ｙ02）である。一般の場合には、式（１９）の二つの解Ｘ1 、Ｘ2 （Ｘ1 ＜Ｘ2 ）の内、Ｘ2 を使う。このＸ2 を式（１８ａ）に代入して求められるｙをＹ2 とする。この領域Ｃ01Ｃ02重心のＸ座標をＸとする。
【００８３】
【数３７】
2010101903.tif 000039
【００８４】
積分は台形公式（台形数３ー４個）で求める。範囲は、
【００８５】
【数３８】
2010101903.tif 000040
【００８６】
同じようにＳ3 、Ｓ4 に対する曲面Ｃ03Ｃ04から決まる領域Ｃ03Ｃ04の重心のＹ座標をＹ(m) とする。
【００８７】
【数３９】
2010101903.tif 000041
【００８８】
【数４０】
2010101903.tif 000042
【００８９】
（Ｘ(m) 、Ｙ(m) ）を領域Ｃ01Ｃ02Ｃ03Ｃ04の重心の水平方向の座標と近似できる。
Ｚ(m) については、
【００９０】
【数４１】
2010101903.tif 000043
【００９１】
【数４２】
2010101903.tif 000044
【００９２】
として、絶対値の小さい方をＺ(m) とする。
【００９３】
【数４３】
2010101903.tif 000045
【００９４】
小さい値を与える領域をＣ0iＣ0(i+1)とすると、この間の最深点座標がＹ0i(i+1) であり、Z の範囲を
【００９５】
【数４４】
2010101903.tif 000046
【００９６】
とすることが出来る。Ｙ0i(i+1) が地震活動度深度ｈＳを越えるときは、不定扱いとする。
（６）境界点の場合
点Ｓ0 の周囲点４つの内１つまたは２つが欠けている場合である。この時には欠けた点の方向での震源の存在領域の制限に当たっては、地震活動から知られる範囲の知識を使う。以上のように、震源位置の最大値および、分散を求めることで、一観測点データによる、震源時刻および位置が求まる（高度化着未着法）。その結果、リアルタイム地震危険度の予測の高速度・高精度化が可能となる。
【実施例２】
【００９７】
ユレダス法と高度化着未着法のハイブリッド（融合）法による一つの観測データを用いた震源パラメータの推定方法を説明する。ユレダス法では、地震波の震央到達方向θと、震央距離Δが求まる。これ等の推定誤差をｄθ，ｄΔとする。これから計算される震源の位置を〈Ｒu 〉、確率分布をＰｒｏｂ（〈Ｒu 〉）とする。一方、高度化着未着法による震源の推定位置を〈Ｒa 〉とし、確率分布をＰｒｏｂ（〈Ｒa 〉）とする。なお、この分布は、ユレダス法では、測定におけるデータのＳ／Ｎ（信号対雑音）比などによって決まり、少数着未着法では、主として観測点数および、場所の関数となる。
ハイブリット法では、ユレダス法と高度化着未着法との結果を重みつき平均で推定する。すなわち、
〈Ｒh 〉 =λ〈Ｒa 〉＋（1 −λ）〈Ｒu 〉              （２６）
ここで、正数λは、両方法に対する重みであり、確率分布から求められる値である。
ユレダス法と高度化着未着法との確率分布の分散を、それぞれΔu ，ΔA とすると、重みλを、例えば、以下のように定める。
λ＝Δu -1／（Δu -1＋ΔA -1）                        （２７）
震源時間についても、同様な方法で推定する。
以上説明したように、ユレダス法と高度化着未着法によるハイブリッド法によって、一つの観測データを用いて、高精度に震源の位置が決定できる。
【実施例３】
【００９８】
次に、同一の地震によるものであるか否かの判定方法について説明する。
高度化着未着法では、二つ以上の観測データまたは、通常の地震観測では、３点以上の地震観測であるから、その際、データが同一の地震に対応するか否かを、確かめておくことが必要となる。ここでは、その方法を提示する。
同一の地震によるものであるか否かの判定は、第１の実施形態、あるいは第２の実施形態の方法を、地震波を新たな観測点で検知する度に行う。すなわち、第一の測点データによる震源位置、震源時間を（〈Ｒ1 〉，ｔ01）、第二の測点による震源位置、時間を（〈Ｒ2 〉，ｔ02）とする。二つのベクトルの差を
｜Δ〈Ｒ〉｜＝｜〈Ｒ1 〉−〈Ｒ2 〉｜＋ＶP ｜ｔ01−ｔ02｜  （２８）
と定め、許容の値｜Δ〈Ｒ〉｜s と比較して、
｜Δ〈Ｒ〉｜≦｜Δ〈Ｒ〉｜s ；のときに同一地震            （２９ａ）
｜Δ〈Ｒ〉｜＞｜Δ〈Ｒ〉｜s ；のときに異なる地震          （２９ｂ）
と判定する。｜ΔＲ｜s は、それぞれの方法による誤差を基準として、式（２８）にならって、決めるものとする。統計的検定（帰無仮説）を行って判定してもよい。
３点以上になったときは、多数法を占めるグループに入るか否かを判定する。
以上説明したように、許容の値｜ΔＲ｜s を基準として、ほぼ同時に２ケ所で検測された、同一の地震によるものであるか否かを判定することが可能である。
【実施例４】
【００９９】
次に、リアルタイムで特定サイトの地震危険度を推定する方法を説明する。
４．１危険度推定方法
図６は、危険度推定方法の説明図である。図６に示す例では、地震の震央Ｓ（符号１）とユーザーＵ（符号６（Ｕ））が、ある程度離れている場合（観測網の平均的間隔をＬとして、３Ｌ〜４Ｌ）について説明する。
【０１００】
ある防災緊急対応を行うのに必要な最小時間をＴa （ａｌｌｏｗｅｄ  ｔｉｍｅ）とし、準備に要する時間をＴP （ｐｒｅｐａｒａｔｏｒｙ  ｔｉｍｅ）とする。Ｔa はほぼ１〜数秒、ＴP は１０秒前後と考えてよい。というよりこのような特性を有する機器がリアルタイム地震情報の活用に適すると思われる。ユーザーは、主要動の到達前T a に緊急制御を行い、ＴP より前に予備操作を開始する。予備操作は何段階かに分かれていても良い。但し、直近で地震が発生する場合には、到達前情報が、最小時間Ｔa より小さいことがあることに注意するべきである。このような場合には、ユーザーサイド（特定サイト）の地震計データを参照し緊急処置を取ることとなる。
以下、処理方法を説明する。但し全ての観測データが融合して扱える場合を例としてあげるが、ユーザーサイドの地震計データが独立に扱う必要がある時も、ほぼ同様な考え方で処理できる。
【０１０１】
図７は、危険度（震源値、時間）の算定アルゴリズムを示す図である。図７に示すように、観測データ、震源情報が逐次送達されてくるものとする。ユーザーゾーン（注意ゾーンＰz 、動作ゾーンＲz ）にあるデータをユーザー領域データＤ（ｕ）として、以下、図７の危険度（震源値、時間）の算定アルゴリズムを４種類（Ａ〜Ｄ）について説明する。なお、それがネットワークのものであることもあり、又ユーザーサイドのものであることもあるが、マージされているものとする。こうすることによって公用のデータと、ユーザーの固有のデータを統一的に活用できる。
Ａ．センターからｉ番目の震源情報Ｐi が出されたとする。その確度がＰｒｏｂ（Ｐi ）である。その時の危険度（地震強度、余裕時間）を算定する。それらをまとめてＲi とし、確立分布をＰｒｏｂ（Ｒi ）とする。
【０１０２】
Ｂ．Ｐ波がＰz に到達する予定の時刻まで：
発信される情報のチェックを送信側のアルゴリズムと独立な算出方法で行う。すなわち、広域データＤ（ｒ）とユーザー領域データＤ（ｕ）を使って、推定震源パラメーターの妥当性を検定する。
（１）変更が必要でないとき：
このときは、確かにまだＰ波がＰz に到達していないとして良いので、準備的行動を取るか否か待機する体制となる。但し、安全サイドを重視する場合では、準備的行動を取る選択もある。
（２）変更が必要となったとき：
Ｐ波が既にＰz に到達しているか、または当該地震以外の原因で当該測点にトリガーがかかったことになる。当該トリガーが妥当であるか否かを次の方法で判定する。
(1) 近傍の測点に既に地震Ｐ波が到達しているか否か
(2) 予想される地震強度か否か
(3) 見かけ速度に矛盾がないか
(4) 波形データが有る場合に質点の運動方向が震源方向と矛盾がないか
【０１０３】
Ｃ．Ｐ波がＰz に入った時：
パラメータをチェック、補正する（例えば、特許第３７５５１３１号公報参照）。なお、特許第３７５５１３１号公報では、ユーザ側のデータを用いて補正するとしているが、本発明ではユーザー側と広域観測データとを統一的に扱ってより正しい補正を期す。前提として、測定条件を把握しておく必要がある。
（ａ）観測が正しく行われているか否か。
（ｂ）バックグランドノイズレベルの特性を常時調べる。
この上で、Ｐ波がＰz に入ったことの真偽を検定し、その確度を求める。予め定めた確度の、閾値以上で真であるとすれば、Ｐ波がＰz に入ったことと判定する。
【０１０４】
（ｃ−１）Ｐz 内一点検測のとき：
推定Ｐ波振幅との比較：
推定値との整合性が真と判定されれば、この検測を真とする。偽となった場合には、Ｐz に検測されたイベントと、当該地震は、同一でないとする。
【０１０５】
（ｃ−２）Ｐz 内２点検測のとき：
(1) 推定Ｐ波振幅との比較
(2) 前述の整合性の判定
これらの判定を双方とも使って総合的に行う。（ｃ−１）の場合と同様に、イベントの同一性がないと判定された場合には、別扱いとなる。Ｐz 内の地震データから求められる危険度Ｒi が一定の閾値以上なら準備操作信号を出す。この操作は、補正震源パラメータを用いて、Ｐ波が動作ゾーンＲz に入ると思われる時間まで行う。
【０１０６】
（ｃ−３）別イベントの時：
同時に２つ以上の地震が発生したことになる。Ｐz 内の地震データのみを用い、先に提示した少数データによる震源パラメータの推定を行なって、危険度Ｒi が一定の閾値以上なら余裕時間を勘案して、準備操作信号単独または緊急制御も殆ど同時に出す。
【０１０７】
Ｄ．Ｐ波が危険領域Ｒz （図６の７）に入った後：
Ｒz 内の二つ以上測点で検知され、地震危険度及び確度が一定レベル以上の時には、制御開始信号を出す。
以上、方法Ａ〜ＤをＳ波がＲz に到達するまで繰り返す。
４．２ユーザーサイドの地震観測網
以上の結果を用いて、ユーザー地点Ｕに当該施設があり、この施設を地震から守るための地震観測網を設計する。ユーザー地点からＲz までの距離をρr ，Ｐz までの距離をρp とする。警戒時間をＴr ，準備時間をＴp とすると、
ρr ＝Ｖs ×Ｔr                                       （３０a ）
ρp ＝Ｖs ×Ｔp                                       （３０b ）
と定める。
大体の値は、Ｖs ＝３．6 ｋｍ／ｓ、Ｔr ＝１ｓとして、ρr は３．１ｋｍとなる。
そして、Ｐz に一定の地震計を配置して、公式発表データの検証を行うこととする。地震計Ｕを中心とする円形にかつ、方位角θで均等に並べるとする。正ｎ角形の頂点に配置すると、
ρr ／ρr ′＝ｃｏｓθ                                （３１）
θ＝２π／ｎ
となる。
たとえば、θ＝６０°とすると、ｎ＝６、ρr ／ρp ＝１／２となり、ρp ≒７．２ｋｍとなり、ほぼ合理的な距離に設置できる。ちなみに、ｎ＝4 では、ρp ＝∞と、ほとんど非実用的な距離になる。
このようにすると、任意の到来方向の地震到来に対して、少なくとも２点でのデータを使用して準備操作ができる。この場合の１点検測による予備時間Ｔp (1) は、
√3 ／２ｓｅｃ≦Ｔp (1) ≦１ｓｅｃ
また、２点検測による準備時間Ｔp (2) は、
０≦Ｔp (2) ≦√3 ／２ｓｅｃ
の範囲となる。
さらに、Ｔp (2) をＴp ′としたい場合には、Δρr ＝Ｔp ′×Ｖs だけ広げる。これに応じて、ρp はΔ２ρr だけ大きくする。なお、対象をシナリオ地震に限る場合には、当該地震の方向をカバーすればよいので、その分、必要な地震計の数は少なくなる。
【０１０８】
４．３地震危険度推定値の評価
推定値が妥当か否かの判定が必要になることが多い。それの基本となる考え方を説明する。図８は、地震の強度（通常は計測震度が使われるが、対象に応じて、パラメータが選択される）の推定の評価グラフを示す。図８に示す例では、計測震度を使っている。先の広いロート状の領域（Ｏａｂｃｄ）が合格の範囲としている。被害発生最小震度Ｉt m 以下の震度では、被害が無いという結果になればよいので、推定値がＯＡＢＣのなかに入れば合格と言うことになるが、最大無被害震度などは、対象によって異なること、被害が震度に依存することを考慮すれば、先の広いロート状の領域を合格範囲とする合理性はあるであろう。一方、図９は、地震危険度の予測値の評価グラフのうち、地震危険度Ｒの今ひとつの指標である余裕時間に関するものである。緊急防災対応を行うのに必要な最小時間（Ｔr ）、準備行動を取るのに必要な時間（Ｔp ）を使って、余裕時間の合否範囲の例を示している。
【０１０９】
正しい到達時間をＴ(t) とし、推定値をＴ(e) 、誤差をΔＴとすると、
Ｔ(e) ＝Ｔ(t) ＋ΔＴ                                  （３２）
となり、場合として３つが考えられる。
１）Ｔr ≧Ｔ(t) 
この場合には、主要動が到達するまでに終えたい操作を時間内に完了させることが出来ない。この場合には、対処として、対象システムの特性にあわせて、何も行わない、あるいは、完了しないまでも、制御を開始することが選択される。
２）Ｔp ≧Ｔ(t) ≧Ｔr ：
このケースでは、準備操作には間に合わないが、緊急操作を行うには、時間の余裕が有ることになる。推定の結果が閾値以上で有れば、緊急対応操作を行う。
３）Ｔ(t) ≧Ｔp 
このケースでは、準備操作も行える。推定の結果がそれぞれ閾値以上で有れば、準備操作および緊急対応操作を行う。
以上説明したように、入力された震源情報をリアルタイムに処理して、特定サイトの地震危険度を推定することが可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…震央、２〜５…震央近傍の地震波観測点、６（ｕ）…ユーザーの場所、７…緊急指令を出す時点の主要動の波面の包絡線（Ｒz ）、８…準備指令を出す時点の主要動の波面の包絡線（Ｏz ）、１０〜１５…ユーザー近傍の地震波観測点、２１…地震波観測点（最初の地震波到達点）、２２…ある時間の地震波が最初の観測点２１に到達した時の波面の位置、２３〜３２…地震波が未到達の観測点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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