(57)【要約】【課題】地震ノイズ判定処理時にノイズを検出したと判定された後に地震が発生した場合でも、その地震を確実に検出すること。【解決手段】地震ノイズ判定処理において、加速度センサがノイズに起因する加速度を検出したと判定された場合には、加速度センサによって検出された加速度の値が報知基準値を超えるか否かを判定し、その加速度の値が報知基準値を超えるときには、その加速度が地震波に起因する加速度なのかノイズに起因する加速度なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行する。すなわち、加速度センサによって過去に検出された所定数（５０サンプル）の加速度の値を基に上下方向の振幅（Ｖ）と水平方向の振幅（Ｈ）の比（Ｖ／Ｈ）を計算し、そのうち最も大きい値が予め設定された設定値（一定値）を超えたら、加速度センサがノイズに起因する加速度を検出したと判定する（ノイズ判定）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震波に起因する振幅を検出可能な振幅検出手段と、
前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ判定処理を実行する判定手段と、
前記振幅検出手段が地震波に起因する振幅を検出したと前記判定手段によって判定された場合において前記振幅の値が報知基準値を超えるときにその旨を報知する報知手段と、
を備える地震計であって、
前記判定手段は、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと自らが判定した場合に、その後前記振幅検出手段によって検出された振幅の値が前記報知基準値を超えるときには、前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行すること
を特徴とする地震計。
【請求項２】
請求項１に記載の地震計において、
前記判定手段は、前記地震ノイズ再判定処理として、前記振幅検出手段によって過去に検出された所定数の振幅の値を基に上下方向の振幅と水平方向の振幅の比を計算し、そのうちの最も大きい値が設定値を超えたら、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することを特徴とする地震計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の地震計において、
前記判定手段は、前記地震ノイズ再判定処理として、前記振幅検出手段によって過去に検出された所定数の振幅の値のばらつき程度が設定値未満であるときに、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することを特徴とする地震計。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の地震計において、
前記判定手段は、前記地震ノイズ再判定処理として、前記振幅検出手段によって過去所定時間内に検出された振幅の差分の最大値が設定値を超えたら、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することを特徴とする地震計。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の地震計において、
前記報知手段は、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと前記判定手段によって判定された場合に、その後前記振幅検出手段によって検出された振幅の値が前記報知基準値を超えるときには、その旨を報知することを特徴とする地震計。
【請求項６】
地震波に起因する振幅を検出可能な振幅検出手段によって検出された振幅の値がトリガレベルを超えたか否かを判断し、前記振幅値が前記トリガレベルを超えたと判断された場合に、前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ判定処理を実行し、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定した場合に、その後前記振幅検出手段によって検出された振幅の値が報知基準値を超えるときには、前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行することを特徴とする地震ノイズ再判定方法。
【請求項７】
請求項１〜４の何れかに記載の地震計における判定手段および判断手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震波を観測し、警報の要不要を判断する地震計に関し、特に、検出した振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震計における地震検知の仕組みは、簡単に言えば、ある値（トリガレベル）よりも大きな揺れを検知した場合に地震検知（トリガ）とする、というものである（図６参照）。
【０００３】
しかし、常時地動を監視していると、瞬間的に通常時よりも大きな揺れとなり地震検知となったり、震動レベルは大きいものの、明らかに地震動とは特徴の異なる雑振動に対して地震検知となったりする。また、発生頻度は少ないものの、電気的なノイズにより、地面は揺れていないにもかかわらず、地震計側では大きな揺れを検知する状態になることもある。地震以外の原因で地震検知状態になった場合、最悪の場合には基準値を超え、地震が発生していないにもかかわらず警報が出てしまう。このような誤警報を防ぐため、トリガの段階でなるべく早くに地震かノイズかを見分ける（以下地震ノイズ判定）必要がある。
【０００４】
なお、従来の地震ノイズ判定方法としては特許文献１に示される方法などがある。この方法では、関数フィッティング法に基づいて、解析対象となる地震動であるかノイズであるかを簡便に、かつ自動的に識別することができる地震動識別方法及びそのための装置を提供している。
【０００５】
具体的には、地震計から得られる地震波初動部分の波形形状をパラメータが数個の簡易な関数Ｙ（ｔ）＝Ｂ・ｔ×ｅｘｐ（−Ａ・ｔ）でフィッティングすることで定量化し、これによって得られた前記初動部分の形状パラメータＡ，Ｂに閾値ＴＡ，ＴＢを設定し、この設定された閾値ＴＡ，ＴＢを有するフィッティングしたデータに基づいて、地震動であるか、それ以外のノイズであるかを自動的に識別する。
【特許文献１】特開２００５−１００４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、振幅検出手段がノイズに起因する加速度などの振幅を検出したと判定手段が判定した後に地震が発生する場合があり、このような場合に従来の地震ノイズ判定方法では、振幅検出手段がその地震波に起因する振幅を検出していても、判定手段がその地震波に起因する振幅を認知できないおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、地震ノイズ判定処理時にノイズを検出したと判定された後に地震が発生した場合でも、その地震を確実に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る地震計は、地震波に起因する振幅を検出可能な振幅検出手段と、前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ判定処理を実行する判定手段と、前記振幅検出手段が地震波に起因する振幅を検出したと前記判定手段によって判定された場合において前記振幅の値が報知基準値を超えるときにその旨を報知する報知手段と、を備える地震計であって、前記判定手段は、前記振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと自らが判定した場合に、その後前記振幅検出手段によって検出された振幅の値が前記報知基準値を超えるときには、前記振幅検出手段によって検出された振幅が地震波に起因する振幅なのかノイズに起因する振幅なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行することを特徴とする。
【０００９】
なお、報知基準値とは、振幅検出手段が地震波に起因する振幅を検出した場合にその旨を報知するか否かを判定する際に基準となる値であり、予め実験等によって設定される。
【００１０】
このように構成すれば、地震ノイズ判定処理時にノイズを検出したと判定された後に地震が発生した場合でも、その地震を確実に検出することができる。
【００１１】
この場合、上述の地震ノイズ再判定処理の具体例としては次のようなものが考えられる。このように構成すれば、地震ノイズ判定処理時に地震のノイズを検出したと判定された後に地震が発生した場合でも、その地震をより確実に検出することができる。
【００１２】
（イ）判定手段が、地震ノイズ再判定処理として、振幅検出手段によって過去に検出された所定数の振幅の値をもとに上下方向の振幅（Ｖ）と水平方向の振幅（Ｈ）の比（Ｖ／Ｈ）を計算し、そのうち最も大きい値が設定値を超えたら、振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することが考えられる（請求項２）。なお、設定値とは、センサによって検出された振幅がノイズに起因するか否かを判定する際に基準となる値であり、予め実験等によって設定される。
【００１３】
このような地震ノイズ再判定処理によれば、特に、実際の地震では考えられないような、上下動だけに偏った振動となるノイズに対して、従来の判定方法と比較して著しく早期にノイズと判定を下すことができる。
【００１４】
（ロ）また、判定手段が、地震ノイズ再判定処理として、振幅検出手段によって過去に検出された所定数の振幅の値のばらつき程度が設定値未満のときに、振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することが考えられる（請求項３）。
【００１５】
このような地震ノイズ再判定処理によれば、実際の地震では考えられないような基線ずれ波形に対して、従来の判定方法と比較して著しく早期にノイズと判定を下すことができる。
【００１６】
（ハ）また、判定手段が、地震ノイズ再判定処理として、振幅検出手段によって過去所定時間内に検出された振幅の差分の最大値が設定値を超えたら、振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定する処理を実行することが考えられる(請求項４)。
【００１７】
このような地震ノイズ再判定処理によれば、特にトリガ後に、実際の地震では考えられないような急激な振幅の増加を伴う電気的なノイズ等に対して、従来の判定方法と比較して著しく早期にノイズと判定を下すことができる。
【００１８】
また、請求項５のように、報知手段が、振幅検出手段がノイズに起因する振幅を検出したと判定手段によって判定された場合に、その後振幅検出手段によって検出された振幅の値が報知基準値を超えるときには、その旨を報知することが考えられる。
【００１９】
このように構成すれば、地震ノイズ判定処理時にノイズを検出したと判定された後に地震が発生した旨を報知することができる。
【００２０】
なお、請求項７に示すように、請求項１〜４の何れかに記載の地震計における判定手段および判断手段は、コンピュータを機能させるプログラムとして実現できる。したがって、本発明は、プログラムの発明として実現できる。また、このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として本プログラムを記録しておき、ＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んで用いても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
【００２２】
図１は本実施形態の地震計１の概略構成図である。
【００２３】
［１．地震計１の構成の説明］
図１に示すように、地震計１は、加速度センサ１０および地震計処理部２０を備える。
【００２４】
加速度センサ１０は地震動の３成分（上下、南北、東西）の加速度を計測し、その計測した加速度値をアナログの信号としてＡ／Ｄ変換部２０へ出力する。
【００２５】
なお、加速度センサ１０は振幅検出手段に該当する。
【００２６】
地震計処理部２０は、波形処理機能部２１と、地震判定機能部２２と、警報判断機能部２３と、を有する。
【００２７】
波形処理機能部２１は、加速度センサ１０から出力されたアナログの信号をデジタルの信号に変換するとともに、図示しないタイマーから出力された時刻情報をタイムスタンプとして信号に付加し、地震判定機能部２２へ出力する。
【００２８】
地震判定機能部２２は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路であるＩ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインなどで構成される。ＣＰＵは、ＲＯＭおよびＲＡＭに記憶された制御プログラムおよびデータにより制御を行なう。ＲＯＭは、プログラム格納領域とデータ記憶領域とを有している。プログラム格納領域には制御プログラムが格納され、データ記憶領域には制御プログラムの動作に必要なデータが格納されている。また、制御プログラムは、ＲＡＭ上にてワークメモリを作業領域とする形で動作する。
【００２９】
このように構成された地震判定機能部２２は、波形処理機能部２１から出力された信号に基づき、後述する地震判定処理を実行し、その処理結果を警報判断機能部２３へ出力する。
【００３０】
なお、地震判定機能部２２は判定手段および判断手段に該当する。
【００３１】
警報判断機能部２３は、地震判定機能部２２と同様に、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路であるＩ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインなどで構成され、地震判定機能部２２による地震判定結果を外部の他の装置・システム・人等に出力する。
【００３２】
なお、警報判断機能部２３は報知手段に該当する。
【００３３】
［２．地震判定処理の説明］
次に、地震計１の地震計処理部２０が実行する地震判定処理を、図２のフローチャートおよび図３を参照して説明する。なお、図３は地震ノイズ判定処理を示す説明図である。
【００３４】
本処理は、地震計１が通電状態にある際に実行される。
【００３５】
まず、地震動の加速度値を取得する（Ｓ１１０）。具体的には、加速度センサ１０が、３成分（上下、南北、東西）の加速度値を常時計測しており、地震計処理部２０の波形処理機能部２１が、加速度センサ１０から出力されたアナログの信号をデジタルの信号に変換し、変換後の信号に対して加速度波形フィルタ処理を実行する。この処理によってフィルタ処理後の加速度値が算出される（Ｓ１２０）。さらに、波形処理機能部２１が、フィルタ処理後の加速度値に対して図示しないタイマーから出力された時刻情報をタイムスタンプとして信号に付加し、地震判定機能部２２へ出力する。
【００３６】
続いて、地震判定機能部２２が、波形処理機能部２１から出力された信号に基づき、加速度センサ１０によって検出された加速度の値がトリガレベルを超えたか否かを判断する（Ｓ１３０）。なお、トリガレベルとは、加速度センサ１０によって検出された加速度の監視を開始する時期を判断するために設定される値であり、予め実験等によって設定される。加速度センサ１０によって検出された加速度の値がトリガレベルを超えていないと判断された場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、加速度センサ１０によって検出された加速度の監視を行う必要がないと判断して上述のＳ１１０に移行する。一方、加速度センサ１０によって検出された加速度の値がトリガレベルを超えたと判断された場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、加速度センサ１０によって検出された加速度の監視を行う必要があると判断し、加速度センサ１０によって検出された加速度が地震波に起因する加速度なのかノイズに起因する加速度なのかを判定する地震ノイズ判定処理を実行する（Ｓ１４０）。なお、地震ノイズ判定処理については公知技術に従うのでここでは詳細な説明は省略する。
【００３７】
続いて、上述の地震ノイズ判定処理（Ｓ１４０）において、加速度センサ１０が地震波に起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１４５：ＮＯ）、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるか否かを判定する（Ｓ１５０）。なお、警報レベルとは、加速度センサ１０が地震波に起因する加速度を検出した場合にその旨を報知するか否かを判定する際に基準となる値であり、予め実験等によって設定される。なお、警報レベルは特許請求の範囲の「報知基準値」に相当する。加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、警報を発すべきレベルの地震が発生したと判断して、その旨を報知（警報出力）し（Ｓ１６０）、Ｓ１１０に戻る。一方、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えないときには（Ｓ１５０：ＮＯ）、地震が発生したが警報を発すべきほどのレベルではないと判断して、そのままＳ１１０に戻る。
【００３８】
一方、上述の地震ノイズ判定処理（Ｓ１４０）において、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるか否かを判定する（Ｓ１７０）。加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えないときには（Ｓ１７０：ＮＯ）、地震ではなくノイズなので警報を発する必要はないと判断して、そのままＳ１１０に戻る。一方、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、地震が発生している可能性があるために加速度センサ１０によって検出された加速度の監視を行う必要があると判断し、加速度センサ１０によって検出された加速度が地震波に起因する加速度なのかノイズに起因する加速度なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行する（Ｓ１８０）。なお、本実施形態では、地震ノイズ再判定処理として次のような処理を実行する。
【００３９】
すなわち、地震ノイズ再判定処理として、図３に例示するように、加速度センサ１０によって過去に検出された所定数の加速度の値を基に上下方向の振幅（Ｖ）と水平方向の振幅（Ｈ）の比（Ｖ／Ｈ）を計算し、そのうち最も大きい値が設定値を超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定する処理を実行する。より具体的には、Ｓ１５０にて加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、その時点を閾値超過タイミング（図３参照）として、閾値超過タイミングから所定時間経過後の再判定タイミングに判定を行う。なお、本実施形態では、他の手法を並行して実施する場合に再判定のタイミングが重複しないように、所定時間を０．１ｓに設定されている。また、本実施形態では、地震発生時に遡るために上述の所定数を数値「５０」に設定し、加速度センサ１０によって過去に検出されたサンプル数５０個の加速度の値を基に上下方向の振幅（Ｖ）と水平方向の振幅（Ｈ）の比（Ｖ／Ｈ）を計算し、そのうち最も大きい値が予め設定した一定値（設定値）を超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定するようにしている。なお、一定値とは、加速度センサ１０によって検出された加速度がノイズに起因するか否かを判定する際に基準となる値であり、予め実験等によって設定される。本実施形態では一定値は数値「３０」に設定されている。
【００４０】
続いて、上述の地震ノイズ再判定処理（Ｓ１８０）において、加速度センサ１０が地震波に起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、警報を発すべきレベルの地震が発生したと判断して、上述のＳ１６０に移行してその旨を報知（警報出力）し、Ｓ１１０に戻る。一方、上述の地震ノイズ再判定処理（Ｓ１８０）において、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、地震ではなくノイズなので警報を発する必要はないと判断して、そのままＳ１１０に戻る。
【００４１】
［３．実施形態の効果］
（１）このように本実施形態の地震計１によれば、上述の地震ノイズ判定処理（Ｓ１４０）において、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が報知基準値を超えるか否かを判定し（Ｓ１７０）、加速度センサ１０によって検出された加速度の値が報知基準値を超えるときには（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、加速度センサ１０によって検出された加速度が地震波に起因する加速度なのかノイズに起因する加速度なのかを判定する地震ノイズ再判定処理を実行する（Ｓ１８０）。なお、地震ノイズ再判定処理として、加速度センサ１０によって過去に検出された所定数の加速度の値を基に上下方向の振幅（Ｖ）と水平方向の振幅（Ｈ）の比（Ｖ／Ｈ）を計算し、そのうち最も大きい値が設定値を超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定する。
【００４２】
このことにより、地震ノイズ判定処理時にノイズを検出したと判定された後に地震が発生した場合でも、その地震を確実に検出することができる。
【００４３】
（２）また、本実施形態の地震計１によれば、上述の地震ノイズ再判定処理（Ｓ１８０）において、加速度センサ１０が地震波に起因する加速度を検出したと判定された場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、その旨を報知（警報出力）するので（Ｓ１６０）、地震ノイズ判定処理時に地震のノイズを検出したと判定された後に地震が発生した旨を報知することができる。
【００４４】
［４．他の実施形態］
以上、本発明の一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、以下のような様々な態様にて実施することが可能である。
【００４５】
（１）上記実施形態の地震ノイズ再判定処理として次のような処理を代わりに実行してもよいし、並行して実行してもよい。
【００４６】
（１−１）地震ノイズ再判定処理として、図４に例示するように、加速度センサ１０によって過去に検出された所定数の加速度の値のばらつき程度が設定値未満であるときに、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定する処理を実行するようにしてもよい。具体的には、加速度の上下方向の成分（Ａｃｃ３）から加速度の上下方向の成分の移動分散（σ３）を算出し、設定時間が経過するまでの間に、σ３の値が予め設定された基準値を上回る回数を示すばらつき程度（Ｃｓｉｇ）が設定値未満であるならば、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定し、一方、ばらつき程度（Ｃｓｉｇ）が設定値以上であるときに、加速度センサ１０が地震波に起因する加速度を検出したと判定する。なお、基準値、設定時間および設定値については予め実験等によって設定される。本実施形態では、基準値が数値「０．１」に設定され、設定時間が０．５ｓに設定され、設定値が数値「１０」に設定されている。
【００４７】
（１−２）地震ノイズ再判定処理として、図５に例示するように、加速度センサ１０によって過去所定時間内に検出された加速度の差分の最大値が設定値を超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定する処理を実行するようにしてもよい。具体的には、Ｓ１５０にて加速度センサ１０によって検出された加速度の値が警報レベルを超えるときには（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、その時点を警報判断タイミング（図８参照）として、警報判断タイミングから所定時間経過後の再判定タイミングに判定を行う。なお、本実施形態では、他の手法を並行して実施する場合に再判定のタイミングが重複しないように、所定時間を０．１ｓに設定されている。そして、再判定タイミングから所定時間（本実施形態では１．０ｓ）遡り、再判定タイミングから過去１秒間の間に検出された加速度の差分の最大値を算出し、その算出した差分の最大値が設定値を超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定する。一例を挙げると、加速度センサ１０によって再判定タイミング直前１秒間に検出された加速度の差分の最大値が閾値２５０ｇａｌを超えたら、加速度センサ１０がノイズに起因する加速度を検出したと判定するといった具合である。
【００４８】
（２）上記実施形態では、加速度に基づいて地震ノイズ再判定を行っているが、これには限られず、加速度以外にも速度や変位などの振幅を有する検出値または検出値に基づく計算値に基づいて地震ノイズ再判定を実行するようにしてもよい。このようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態の地震計の概略構成図である。
【図２】本実施形態の地震計が実行する処理を説明するフローチャートである。
【図３】本実施形態の地震ノイズ再判定処理を示す説明図である。
【図４】他の実施形態の地震ノイズ再判定処理（１）を示す説明図である。
【図５】他の実施形態の地震ノイズ再判定処理（２）を示す説明図である。
【図６】従来の地震検知方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…地震計、１０…加速度センサ、２０…地震計処理部、２１…波形処理機能部、２２…判定機能部、２３…警報判断機能部
【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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