(57)【要約】【課題】より短時間で、より高精度に、直下型地震の発生を検出し、警報を出力することができる直下型地震発生検出システムを提供する。【解決手段】上下動と水平動とを含む振動を検出し、検出した振動を検出信号として出力する振動検出器１１と、検出された振動のうちの上下動が、予め設定された判断時間（０．５秒）が経過する前に、予め設定された閾値（１０（Ｇａｌ））を超えたか否かを判断するＣＰＵ２３（判断手段）と、上下動が閾値（１０（Ｇａｌ））を超えたと判断された場合に、その上下動と、これに同期した水平動との比が、予め設定された設定値（１．５）を超えたか否かを判断するＣＰＵ２３（直下型地震判断手段）と、上下動と、この上下動に同期した水平動との比が、設定値（１．５）を超えたと判断された場合に、警報情報を警報装置３０に出力させるＣＰＵ２３（出力制御手段）と、を備えた振動計測システム１とする。【選択図】図１
2006234480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動と水平動とを含む振動を検出し、検出した振動を検出信号として出力する振動検出器と、
前記振動検出器により検出された前記振動のうちの上下動が、予め設定された判断時間が経過する前に、予め設定された閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって、前記上下動が前記閾値を超えたと判断された場合に、その上下動と、当該上下動に同期した水平動との比が、予め設定された設定値を超えたか否かを判断する直下型地震判断手段と、
前記直下型地震判断手段によって、前記上下動と、当該上下動に同期した水平動との比が、前記設定値を超えたと判断された場合に、警報情報を警報出力手段に出力させる出力制御手段と、
を備えることを特徴とする直下型地震発生検出システム。
【請求項２】
上下動を含む振動を検出し、検出した振動を検出信号として出力する振動検出器と、
前記振動検出器により検出された前記振動のうちの上下動が、予め設定された判断時間が経過する前に、予め設定された閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって、前記上下動が前記閾値を超えたと判断された場合に、その上下動が、予め設定された設定時間継続して、前記閾値を超えたか否かを判断する直下型地震判断手段と、
前記直下型地震判断手段によって、前記上下動が、前記設定時間継続して前記閾値を超えたと判断された場合に、警報情報を警報出力手段に出力させる出力制御手段と、
を備えることを特徴とする直下型地震発生検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型地震発生検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震発生時に地震動の強度を測定する方法としては、例えば、地震計から連続して出力される加速度データを順次記録し、所定の時間毎に所定の時間範囲の時系列データからＳＩ値を算出し、これをデータ処理することによって地震動の強度を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、その他にも、地震波の初動３秒程度の波形から、震央距離とマグニチュードを推定する機能（所謂、早期検知アルゴリズムを用いた機能）が搭載された地震計によって、早期に地震動の強度を測定する方法等が知られている。
【０００３】
ところで、地震発生時に震源から地球内部を伝播する地震動は、伝播速度が速く、初期微動に対応する縦波であるＰ波（Primary  wave）と、伝播速度がやや遅く、主震動に対応する横波であるＳ波（Secondary  wave）の２種類の波で構成されている。
また、地震は、海底で発生する海洋型地震と、内陸の浅いところを震源とする直下型地震の大きく２種類に分類され、陸地から離れた位置を震源とする海洋型地震では、Ｐ波が到達して初期微動が発生した後、暫くしてからＳ波が到達して主震動が発生するが、陸地の真下を震源とする直下型地震では、震源付近において、Ｐ波が到達して初期微動が発生してからすぐにＳ波が到達して主震動が発生することが知られている。従って、特に直下型地震の発生時には特に警戒を要する主震動を引き起こすＳ波が到達する前に、Ｐ波を検出することによって、できるだけ早期に地震警報を出力する必要がある。
【特許文献１】特開平１０−１２３２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の地震計は、初期微動ではなく、主に、主震動を検出してなる仕組みであるため、直下型地震の場合、主震動を引き起こすＳ波が到達した後に、地震警報が出力される場合が多かった。
また前述の早期検知アルゴリズムの機能を備えた地震計によっても、振動検出開始時から約３秒間の時間を必要としており、より短時間での地震警報の出力が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、より短時間で、より高精度に、直下型地震の発生を検出し、警報を出力することができる直下型地震発生検出システムを提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、直下型地震発生検出システムにおいて、上下動と水平動とを含む振動を検出し、検出した振動を検出信号として出力する振動検出器と、前記振動検出器により検出された前記振動のうちの上下動が、予め設定された判断時間が経過する前に、予め設定された閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって、前記上下動が前記閾値を超えたと判断された場合に、その上下動と、当該上下動に同期した水平動との比が、予め設定された設定値を超えたか否かを判断する直下型地震判断手段と、前記直下型地震判断手段によって、前記上下動と、当該上下動に同期した水平動との比が、前記設定値を超えたと判断された場合に、警報情報を警報出力手段に出力させる出力制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、直下型地震発生検出システムにおいて、上下動を含む振動を検出し、検出した振動を検出信号として出力する振動検出器と、前記振動検出器により検出された前記振動のうちの上下動が、予め設定された判断時間が経過する前に、予め設定された閾値を超えたか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって、前記上下動が前記閾値を超えたと判断された場合に、その上下動が、予め設定された設定時間継続して、前記閾値を超えたか否かを判断する直下型地震判断手段と、前記直下型地震判断手段によって、前記上下動が、前記設定時間継続して前記閾値を超えたと判断された場合に、警報情報を警報出力手段に出力させる出力制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、振動に含まれる上下動が、所定時間内に所定の閾値に達し、且つ、当該振動の上下動と水平動の比が所定の設定値を超えることにより、当該振動が直下型地震特有の振動であると判断されて、警報が出力されることとなる。
従って、直下型地震が発生したか否かの判断に要する時間として、上下動が所定の閾値に達するまでの時間があれば足りることとなり、短時間で地震の発生を検出することができる。
また、所定の設定値を基準として、上下動と水平動の比から直下型地震の発生に係る判断を行うことができるため、振動検出開始時に大きく上下方向に振動してなる直下型地震特有の振動を抽出し、例えばノイズパルスのような、上下動のみならず、水平方向の振動成分をも備える振動を警報出力対象から排除することができることとなり、直下型地震の発生を高精度で検出し、警報を出力することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、振動に含まれる上下動が、所定時間内に所定の閾値に達し、且つ、当該振動の上下動が所定の時間継続して所定の閾値を超えることにより、当該振動が直下型地震特有の振動であると判断されて、警報が出力されることとなる。
従って、直下型地震が発生したか否かの判断に要する時間として、上下動が所定の閾値に達した後所定の時間があれば足り、より短時間で地震の発生を検出することができ、警報を出力することができる。
また、上下動が、所定の時間継続して所定の閾値を超えているか否かの判断を行うことによって、振動検出開始後一定時間内においては下降することなく上昇し続ける地震動特有の振動のみを抽出し、例えばノイズパルスのような、発生後直ぐに消滅し、或いは減衰して消滅する振動を警報出力対象から排除することができることとなり、直下型地震の発生を高精度で検出し、警報を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［実施形態1］
以下、図面を参照して本発明の実施形態１について詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１１】
図１は直下型地震発生検出システムとしての振動計測システム１の内部構成を示すブロック図である。振動計測システム１は、振動を検出する振動検出器１１と、この振動検出器１１と通信回線Ｎ１を介して接続されたデータ処理装置２０と、このデータ処理装置２０と通信回線Ｎ２を介して接続された警報出力手段としての警報装置３０と、等を備えている。
【００１２】
振動検出器１１は、別個の地点にそれぞれ設置され、上下動と水平動とを含む振動を検出し、検出した振動（例えば、加速度）に比例した電気信号（アナログ信号）を、検出信号（加速度信号）としてデータ処理装置２０に出力する加速度計である。振動検出器１１は、東西（X）方向、南北（Ｙ）方向、上下（Ｚ）方向の、各３方向の振動の大きさを示す電気信号（アナログ信号）をそれぞれ同期させて検出する。
【００１３】
データ処理装置２０は、振動検出器１１の動作制御を行うと共に、振動検出器１１によって出力されたアナログの加速度信号をデジタル信号としての地震動データ（加速度データ）に変換してデータ処理を行い、警報装置３０に、警報情報を出力させるための指示を送信する装置である。
以下、振動検出器１１によって検出されたアナログ信号を「加速度信号」と称し、当該加速度信号が、データ処理装置２０によってデジタル信号に変換された後を「加速度データ」と称する。
【００１４】
データ処理装置２０は、アンプフィルタモジュール２１、・・・と、Ａ／Ｄ変換器２２、・・・、と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４と、記憶部２５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２６と、タイマ部２７と、表示部２８と、Ｉ／Ｆ部２９と、等を備えている。
【００１５】
アンプフィルタモジュール２１、・・・は、各振動検出器１１から常時送信される加速度信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器２２へ出力するアンプである。ここで、アンプフィルタモジュール２１、・・・は、所定の周波数帯域の信号、例えば、地震波を濾波して、Ａ／Ｄ変換器２２、・・・へ出力する。この地震波の検出は、地震波の特徴である、周波数が低く、かつ振幅の大きい振動波のみを濾波することによって実現する。また、振動検出器１１からは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の振動に係る加速度信号が送信されるが、それぞれの信号を増幅して出力する。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換器２２、・・・は、アンプフィルタモジュール２１、・・・によって増幅された、加速度に応じた加速度信号を、デジタル信号である加速度データに変換し、ＣＰＵ２３に出力する。
【００１７】
ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６に格納されているＩＰＬ（Initial Program Loader）プログラム（図示省略）や各種プログラム等を実行して、処理データをＲＡＭ２４内のワークメモリエリアに格納するとともに、処理データを表示部２８に表示させる。
ここで、処理データとしては、例えば、加速度データから算出した震度データや、ＳＩ値データ、最大加速度データ、及びこれらのデータに基づいて作成される警報情報データ等がある。
【００１８】
また、ＣＰＵ２３は、処理データに基づいて、警報情報を出力させるための指示を、通信回線Ｎ２を介して警報装置３０に送信する。
【００１９】
ＲＡＭ２４は、アンプフィルタモジュール２１等を介して振動検出器１１から出力される加速度データを格納するリングバッファや、データ処理等の各種処理に係る各種データを格納するメモリエリアを形成している。
【００２０】
記憶部２５は、処理データを記憶するための記憶媒体（図示省略）を有しており、記憶手段として機能する。具体的には、例えば、記憶媒体には、閾値データ２５１、判断時間データ２５２、設定値データ２５３、などが記憶される。
この記憶媒体は磁気的、光学的な記憶媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。また、この記憶媒体は記憶部２５に固定的に設けられたもの、若しくは着脱自在に装着されるものであり、ハードディスクドライブやメモリカード等の何れの媒体であってもよい。
【００２１】
閾値データ２５１は、例えば、図２に示す閾値２５１ａであって、ＣＰＵ２３が、直下型地震が発生したか否かを判断するための加速度の値（以下、「加速度値」という。）を意味する。加速度値は振動の大きさ（即ち、揺れの速さ）を表す数値であって、本実施形態においては、閾値２５１ａは、１０（Ｇａｌ）である。
【００２２】
判断時間データ２５２は、例えば、図２に示す判断時間２５２ａであって、ＣＰＵ２３が、直下型地震が発生したか否かを判断するための閾値２５１ａに、振動の加速度値が達するまでに許容される時間を表す数値である。本実施形態においては、判断時間２５２ａは、０．５（秒）である。
【００２３】
ここで、地震動について説明する。
地震動は、上下震動を引き起こす縦波（以下、「Ｐ波」という）と、水平震動を引き起こす横波（以下、「Ｓ波」という。）によって構成されており、地震が発生すると、そのエネルギーは地震動（地震波）となって地中の震源から地表に伝播する。このとき、まず伝播速度の速いＰ波が地表に到達して微細な揺れ（初期微動）をもたらし、次いでＰ波よりもやや伝播速度の遅いＳ波が地表に到達して大きな揺れ（主震動）をもたらす。
このとき、地表の振動検出地点が震源に近いほど、地表で検出されるＰ波の加速度の上昇率が急激になる。
従って、判断時間２５２ａが経過する前に、加速度値が閾値２５１ａに達する振動は、Ｐ波の加速度の上昇率が急激であって直下型地震である可能性が高いと判断することができる。
本実施形態においては、判断時間である０．５秒が経過する前に、加速度が、閾値である１０（Ｇａｌ）以上上昇する振動を、直下型地震の発生による振動である可能性が高いと判断する。
【００２４】
尚、閾値２５１ａとしては、１０（Ｇａｌ）に限られるものではなく、好適な数値を用いることができる。
さらに、地表で検出されるＰ波の加速度の上昇率が急激である程、直下型地震である可能性が高くなる。従って、より震源が近い（より直下型である可能性の高い）振動のみを検出するためには、判断時間２５２ａを短めに設定し、逆に、遠方を震源とする振動も検出するためには、判断時間２５２ａを長めに設定してもよい。
尚、判断時間２５２ａとしては、０．５秒に限られるものではなく、適宜好適な時間とすることができるが、検出される振動の大きさは、閾値２５１ａと判断時間２５２ａとの相対関係で決定されるため、これを加味しつつ、適切な数値とすることが好ましい。
【００２５】
設定値データ２５３は、例えば、振動が備える上下方向（例えば、Ｚ方向）の加速度値と、これに同期した水平方向（例えば、Ｘ、Ｙ方向）の加速度値の比（以下、「加速度比」という。）を表す数値である。本実施形態においては、加速度比の設定として、例えば、上下動が水平動（Ｘ又はＹ方向）の約１．５（倍）とした。尚、加速度比はこれに限られず、適宜設定することができる。
【００２６】
ここで、加速度比について説明する。
地震動以外の原因で発生し、振動検出器１１によって検出される振動としては、例えば、外部からの電波によって発生した電磁的ノイズパルスや、振動検出器１１周辺での落下物の存在による物理的ノイズパルス、その他の電気的ノイズパルスなど、上下動と水平動とによって構成される振動が挙げられる。これらのノイズパルスは発生後直ぐに消滅するか、若しくは発生後一定時間をかけて減衰して消滅する。
一方、地震動は、伝播速度の速い上下震動（P波）が先に地表に到達し、振動検出器１１によって検出されるため、初期に検出される振動は、上下動によって構成される。
従って、地震動なのか、若しくは地震動以外の振動なのかを加速度比（具体的には、例えば、水平方向の加速度に対する上下方向の加速度の比）を用いて判断することができる。
本実施形態においては、加速度比が設定値である１．５を超える振動を、直下型地震を原因とする振動だと判断する。
【００２７】
ＲＯＭ２６は、ＣＰＵ２３によって起動時に実行されるＩＰＬプログラム（図示省略）や、各種データ処理プログラムの他、ＩＰＬプログラムやデータ処理プログラムに係る各種初期設定値等を格納する。
具体的には、ＲＯＭ２６は、判断プログラム２６１、直下型地震判断プログラム２６２、出力制御プログラム２６３等を格納する。
【００２８】
判断プログラム２６１は、振動検出器１１によって検出された振動のうち、上下動、即ち、上下方向の加速度値が、予め設定された判断時間２５２ａが経過する前に、予め設定された閾値２５１ａを超えたか否かを判断するためのプログラムであって、ＣＰＵ２３は、当該判断プログラム２６１を実行することによって判断手段として機能する。
具体的には、ＣＰＵ２３は、アンプフィルタモジュール２１等を介して振動検出器１１から出力され、ＲＡＭ２４に格納される加速度データから上下方向の加速度値を取得し、記憶部２５に記憶されてなる閾値データ２５１より閾値２５１ａを取得して、加速度値と閾値２５１ａとを比較して、加速度値が閾値２５１ａよりも大きいか否かを判断する。
さらに、ＣＰＵ２３は、記憶部２５に記憶された判断時間データ２５２から判断時間２５２ａを取得し、ＲＡＭ２４に格納されるカウントデータ（後述する）から経過時間を取得し、判断時間２５２ａと経過時間を比較して、経過時間が判断時間２５２ａを超えた場合に、判断時間２５２ａが経過したと判断する。
【００２９】
直下型地震判断プログラム２６２は、ＣＰＵ２３によって、上下動が閾値２５１ａを超えたと判断された場合に、振動の上下動、即ち、上下方向の加速度値と、この上下動に同期した水平動、即ち、水平方向の加速度値との比(加速度比)が、予め設定された設定値（１．５）を超えたか否かを判断するためのプログラムであって、ＣＰＵ２３は、当該直下型地震判断プログラム２６２を実行することによって直下型地震判断手段として機能する。
具体的には、ＣＰＵ２３は、アンプフィルタモジュール２１等を介して振動検出器１１から出力され、ＲＡＭ２４に格納される加速度データから、それぞれ水平方向の加速度値及び上下方向の加速度値を取得し、水平方向の加速度値に対する上下方向の加速度値の比、即ち、加速度比を取得する。
一方、記憶部２５に記憶されてなる設定値データ２５３より設定値を取得して、加速度比と設定値とを比較し、加速度比が設定値よりも大きいか否かを判断する。
【００３０】
出力制御プログラム２６３は、ＣＰＵ２３によって、上下動、即ち、上下方向の加速度値が閾値データ２５１より取得される閾値２５１ａを超えていると判断され、且つ、上下動と水平動の比、即ち、加速度比が設定値データ２５３から取得される設定値を超えていると判断された場合に、直下型地震が発生したと判断して、警報情報を警報装置３０に出力させるためのプログラムであって、ＣＰＵ２３は、当該出力制御プログラム２６３を実行することによって、出力制御手段として機能する。
具体的には、ＣＰＵ２３は、警報装置３０の音声出力部３２（後述する）から警報情報として、所定の音声を出力させるための音声信号を送信し、警報装置３０の表示部３３（後述する）に警報情報として、所定の警報表示を表示するための表示信号を送信する。
【００３１】
また、ＣＰＵ２３は、振動検出器１１より入力された加速度データに基づいて、ＲＯＭ２６に格納される所定のプログラムを実行し、当該加速度データから取得される加速度値が閾値２５５ａ（例えば、１．０（Ｇａｌ））を超えるか否かを判断し、加速度値が１．０（Ｇａｌ）を超える場合には、地震動の検出を開始すると判断し、タイマ部２７にカウント動作を開始させるための所定の指示を出力する。
【００３２】
タイマ部２７は、ＣＰＵ２３から所定の指示が入力されることにより、カウント動作を開始し、振動検出開始時から経過した時間（以下、「経過時間」という。）をカウントする。具体的には、タイマ部２７はＣＰＵ２３からの指示に従ってカウント動作を開始し、一定のタイミングで経過時間を取得する。さらに、取得した経過時間をＲＡＭ２４に出力し、ＲＡＭ２４の所定の領域、例えば、ワークメモリエリアにカウントデータとして格納する。
【００３３】
表示部２８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等により構成され、ＣＰＵ２３によりデータ処理された処理データを表示する。
【００３４】
Ｉ／Ｆ部２９は、振動検出器１１や警報装置３０との間で信号やデータを入出力／送受信するためのインターフェイスであり、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートやＲＳ−４８５Ｃ端子をはじめとするシリアル入出力端子、パラレル入出力端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準じた赤外線通信装置等が備えられ、有線または無線通信手段により振動検出器１１や警報装置３０と接続することが可能である。通信回線Ｎ１、Ｎ２は、有線であっても無線であってもよく、例えば、電話回線、通信ケーブル等により構成されている。
【００３５】
警報装置３０は、データ処理装置２０より送信された指示に基づいて警報情報を出力する。警報装置３０は、例えば、制御部３１や音声出力部３２、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示部３３等を備えて概略構成される。
警報装置３０の制御部３１は、データ処理装置２０から送信された音声信号を音声に変換し、音声出力部３２が備えるスピーカ（図示省略）等から出力する。また、制御部３１は、データ処理装置２０から送信された表示信号の指示に従って所定の表示を表示部３３に表示するなどして、警報装置３０の各種動作設定を行う。
【００３６】
次に、図３のフローチャートを用いて、振動計測システム１による警報出力処理について説明する。尚、当該警報出力処理が実行される際には、予め、図示しない入力部より、閾値データ２５１、判断時間データ２５２、及び設定値データ２５３がデータ処理装置２０に入力され、記憶部２５に記憶されている。
【００３７】
警報出力処理は、まず、振動検出器１１が振動を検出することにより開始される（ステップＳ１）。
【００３８】
振動検出器１１が振動（加速度）を検出すると、振動検出器１１は、検出した加速度を加速度信号としてデータ処理装置２０に出力する（ステップＳ２）。
【００３９】
データ処理装置２０は、入力された加速度信号を、アンプフィルタモジュール２１、Ａ／Ｄ変換器２２を介してデジタルの加速度データに変換し（ステップＳ３）、ＣＰＵ２３に出力する。ＣＰＵ２３は一時的に加速度データをＲＡＭ２４に格納する。
【００４０】
ステップＳ４では、ＣＰＵ２３はＲＯＭ２６から所定のプログラムを読み出し、ＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開して実行することにより、記憶部２５に記憶される所定のデータから閾値（１．０（Ｇａｌ））を取得し、ＲＡＭ２４から加速度データを読み出して上下方向の加速度値を取得し、当該加速度値が閾値である１．０（Ｇａｌ）を超えているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００４１】
ＣＰＵ２３が、加速度値が閾値である１．０（Ｇａｌ）を超えていると判断すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から所定のプログラムを読み出し、ＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開して実行することにより、タイマ部２７にカウント動作の開始を指示した上で、さらに処理を実行するためにステップＳ５に移行する。
【００４２】
一方、ステップＳ４において、ＣＰＵ２３が、加速度値が閾値である１．０（Ｇａｌ）を超えていないと判断すると（ステップＳ４；Ｎｏ）、ＣＰＵ２３は警報を出力せずに本処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ５では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から判断プログラム２６１を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、記憶部２５に記憶される閾値データ２５１を読み出して閾値（１０（Ｇａｌ））を取得し、ＲＡＭ２４から加速度データを読み出して上下方向の加速度値を取得し、当該加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００４４】
ＣＰＵ２３が、加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えていると判断すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２３はさらに処理を実行するためステップＳ７に移行する。
【００４５】
一方、ステップＳ５において、ＣＰＵ２３が、加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えていないと判断すると（ステップＳ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ２３はステップＳ６に移行する。
【００４６】
ステップＳ６では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から判断プログラム２６１を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、記憶部２５に記憶される判断時間データ２５２を読み出して判断時間（０．５秒）を取得し、ＲＡＭ２４からカウントデータを読み出して経過時間を取得し、経過時間が判断時間である０．５秒を経過しているか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００４７】
ＣＰＵ２３が、経過時間が判断時間である０．５秒を経過していないと判断すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、ＣＰＵ２３は、加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えているか否かを判断するために再びステップＳ５に戻る。
【００４８】
一方、ＣＰＵ２３は、経過時間が判断時間である０．５秒を経過していると判断すると（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、警報を出力せずに本処理を終了する。
【００４９】
ステップＳ７では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から直下型地震判断プログラム２６２を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、記憶部２５に記憶される設定値データ２５３を読み出して設定値（１．５）を取得し、ＲＡＭ２４から上下方向の加速度値とこれに同期した水平方向の加速度値を読み出して加速度比を算出し、算出された加速度比が設定値（１．５）を超えているか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００５０】
ＣＰＵ２３が、算出された加速度比が設定値（１．５）を超えていると判断すると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２３は次処理を行うためにステップＳ８に移行する。
【００５１】
一方、ステップＳ７において、ＣＰＵ２３が、算出された加速度比が設定値（１．５）を超えていないと判断すると（ステップＳ７；Ｎｏ）ＣＰＵ２３は検出された地震動が、例えば、ノイズパルスなどの、警報出力を必要としないものであると判断して、警報を出力することなく本処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ８では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から出力制御プログラム２６３を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、警報情報を出力させるための指示を警報装置３０に送信する（ステップＳ８）。
【００５３】
警報装置３０の制御部３１は、ＣＰＵ２３から送信された指示に従って、音声出力部３２及び表示部３３を介して所定の警報を出力し（ステップＳ９）、本処理を終了する。
【００５４】
以上に説明した振動計測システム１によっては、振動に含まれる上下方向の加速度値が、判断時間である０．５秒以内に閾値である１０（Ｇａｌ）に達し、且つ、加速度比が設定値（１．５）を超えることにより、当該振動が直下型地震特有の振動であると判断されて、警報が出力されることとなる。これにより、閾値である１０（Ｇａｌ）以上の振動が発生したと判断するために要する時間として、上下方向の加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）に達するまでの時間（最長でも０．５秒）があれば足りることとなり、短時間で地震の発生を検出することができる。
また、設定値である（１．５）を基準として、加速度比から直下型地震の発生に係る判断を行うことができるため、振動検出開始時に大きく上下方向に振動してなる直下型地震特有の振動を抽出し、例えばノイズパルスのような、上下方向のみならず、水平方向の振動成分をも備える振動を警報出力対象から排除することができることとなり、直下型地震の発生を高精度で検出し、警報を出力することができる。
【００５５】
［実施形態２］
次いで、本発明を実施するための実施形態２の振動計測システム１００について説明する。図４は、直下型地震発生検出システムとしての振動計測システム１００の内部構成を示すブロック図である。振動計測システム１００を説明するにあたって、実施形態１の振動計測システム１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
振動計測システム１００は、振動を検出する振動検出器１１と、この振動検出器１１と通信回線Ｎ１を介して接続されたデータ処理装置２００と、このデータ処理装置２００と通信回線Ｎ２を介して接続され、警報出力手段として機能する警報装置３０と、等を備えている。
【００５６】
データ処理装置２００は、振動検出器１１の動作制御を行うと共に、振動検出器１１によって出力されたアナログの加速度信号をデジタルの地震動データ（加速度データ）に変換してデータ処理を行い、警報装置３０に、警報情報を出力させるための指示を送信する装置である。
【００５７】
データ処理装置２００は、アンプフィルタモジュール２１、・・・と、Ａ／Ｄ変換器２２、・・・、と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４と、記憶部２２５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２６と、タイマ部２７と、表示部２８と、Ｉ／Ｆ部２９と、等を備えている。
【００５８】
記憶部２２５は、処理データを記憶するための記憶媒体（図示省略）を有しており、記憶手段として機能する。具体的には、例えば、記憶媒体には、閾値データ２５１、判断時間データ２５２、設定時間データ２５４、などが記憶される。
この記憶媒体は磁気的、光学的な記憶媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。また、この記憶媒体は記憶部２２５に固定的に設けられたもの、若しくは着脱自在に装着されるものであり、ハードディスクドライブやメモリカード等の何れの媒体であってもよい。
【００５９】
設定時間データ２５４は、例えば、図２に示す設定時間２５４ａであって、ＣＰＵ２３によって直下型地震が発生したか否かを判断するために必要な時間を表す数値である。具体的には、設定時間は、加速度値が閾値２５１ａに達した時点から測定される所定の時間であって、本実施形態においては、加速度値が１０（Ｇａｌ）に達した時点から０．５（秒）である。
尚、設定時間２５４ａとしては０．５秒に限定されることはなく、適宜好適な時間とすることができる。
【００６０】
ＲＯＭ２２６は、ＣＰＵ２３によって起動時に実行されるＩＰＬプログラム（図示省略）や、各種データ処理プログラムの他、ＩＰＬプログラムやデータ処理プログラムに係る各種初期設定値等を格納する。
具体的には、ＲＯＭ２２６は、判断プログラム２６１、直下型地震判断プログラム２６４、出力制御プログラム２６５等を格納する。
【００６１】
直下型地震判断プログラム２６４は、ＣＰＵ２３によって、上下動、即ち、上下方向の加速度値が閾値２５１ａを超えたと判断された場合に、その上下動が、予め設定された設定時間２５４ａ継続して、予め設定された閾値２５１ａを超えているか否かの判断を行うためのプログラムであって、ＣＰＵ２３は当該直下型地震判断プログラム２６４を実行することによって、直下型地震判断手段として機能する。
具体的には、ＣＰＵ２３は、アンプフィルタモジュール２１等を介して振動検出器１１から出力され、ＲＡＭ２４に格納される加速度データから上下方向の加速度値を取得し、記憶部２５に記憶されてなる閾値データ２５１より閾値２５１ａを取得して、加速度値と閾値２５１ａとを比較し、加速度値が閾値２５１ａよりも大きい場合に、加速度値が閾値２５１ａを超えていると判断する。
さらに、ＣＰＵ２３は、記憶部２２５に記憶された設定時間データ２５４から設定時間２５４ａを取得し、ＲＡＭ２４に格納される第２のカウントデータ（後述する）から第２の経過時間（後述する）を取得し、設定時間２５４ａと第２の経過時間を比較して、第２の経過時間が設定時間２５４ａを超えた場合に、設定時間２５４ａが経過したと判断する。
【００６２】
出力制御プログラム２６５は、ＣＰＵ２３によって、上下動、即ち、上下方向の加速度値が閾値データ２５１より取得される閾値２５１ａを超えていると判断され、且つ、上下方向の加速度値が、設定時間２５４ａ継続して、閾値２５１ａを超えたと判断された場合に、直下型地震が発生したと判断して、警報情報を警報装置３０に出力させるためのプログラムであって、ＣＰＵ２３は、当該出力制御プログラム２６５を実行することによって、出力制御手段として機能する。
具体的には、ＣＰＵ２３は、警報装置３０の音声出力部３２から警報情報としての所定の音声を出力させるための音声信号を送信し、警報装置３０の表示部３３に、警報情報としての所定の警報表示を表示するための表示信号を送信する。
【００６３】
また、ＣＰＵ２３は、加速度値が閾値２５１ａに達したと判断すると、ＲＯＭ２６に格納される所定のプログラム（図示省略）に基づいて、タイマ部２７のカウンタをクリアして、再度新たにカウント動作を開始させるための所定の指示をタイム部２７に出力する。
当該指示を入力したＣＰＵ２３は、カウントをクリアした上で、新たにカウンタ動作を開始して、加速度値が閾値２５１ａに達してから経過した時間である、第２の経過時間を一定のタイミングで取得する。さらに、取得した第２の経過時間をＲＡＭ２４に出力し、ＲＡＭ２４の所定の領域に第２のカウントデータとして格納する。
【００６４】
次に、図５のフローチャートを用いて、振動計測システム１００による警報出力処理について説明する。尚、当該警報出力処理が実行される際には、予め、図示しない入力部より、閾値データ２５１、判断時間データ２５２及び設定時間データ２５４が、データ処理装置２００に入力され、記憶部２２５に記憶されている。
また、ステップＳ１〜ステップＳ６までの処理は実施形態１と同様のため説明を省略する。
【００６５】
ステップＳ１０７では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２２６から所定のプログラム（図示省略）を読み出しＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開して実行することにより、タイマ部２７のカウンタをクリアして、再度新たにカウント動作を開始させるための所定の指示を入力して、ステップＳ１０８に移行する。
【００６６】
ステップＳ１０８では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２２６から直下型地震判断プログラム２６４を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、記憶部２２５に記憶される閾値データ２５１を読み出して閾値である１０（Ｇａｌ）を取得し、ＲＡＭ２４から加速度データを読み出して上下方向の加速度値を取得し、上下方向の加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
【００６７】
ＣＰＵ２３が、上下方向の加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えていると判断すると（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２３は次処理を行うためにステップＳ１０９に移行する。
【００６８】
一方、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２３が、上下方向の加速度値が閾値である１０（Ｇａｌ）を超えていないと判断すると（ステップＳ１０８；Ｎｏ）ＣＰＵ２３は検出された振動が、例えば、ノイズパルスなどの、警報出力を必要としないものであると判断して、警報を出力することなく本処理を終了する。
【００６９】
さらに、ステップＳ１０９では、ＣＰＵ２３は、ＲＯＭ２６から読み出した直下型地震判断プログラム２６４に従って、記憶部２２５に記憶される設定時間データ２５４を読み出して設定時間（０．５秒）を取得し、ＲＡＭ２４から第２のカウントデータを読み出して第２の経過時間を取得し、第２の経過時間が設定時間である０．５秒を経過しているか否かを判断する（ステップＳ１０９）。
【００７０】
ＣＰＵ２３は、第２の経過時間が設定時間である０．５秒を経過していないと判断すると（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、ＣＰＵ２３は、再びステップＳ１０８に戻る。
【００７１】
ＣＰＵ２３は、第２の経過時間が設定時間である０．５秒を経過していると判断すると（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、ＲＯＭ２６から出力制御プログラム２６５を読み出してＲＡＭ２４の所定の作業領域に展開し、これに従って、警報情報を出力させるための指示を警報装置３０に送信する（ステップＳ１１０）。
【００７２】
警報装置３０の制御部３１は、ＣＰＵ２３から送信された指示に従って、音声出力部３２及び表示部３３を介して所定の警報を出力し（ステップＳ１１１）、本処理を終了する。
【００７３】
以上に説明した振動計測システム１００によっては、振動に含まれる上下方向の加速度値が、設定時間である０．５秒以内に閾値である１０（Ｇａｌ）に達し、且つ、当該振動の上下方向の加速度値が、閾値である１０（Ｇａｌ）に達してから設定時間である０．５秒の間継続して閾値である１０（Ｇａｌ）を超えることにより、当該振動が直下型地震特有の振動であると判断されて、警報が出力されることとなる。従って、直下型地震が発生したか否かの判断に要する時間として、上下方向の加速度値が、所定の閾値である１０（Ｇａｌ）に達した後、設定時間である０．５秒があれば足り、より短時間で地震の発生を検出することができる。
また、上下方向の加速度値が、閾値である１０（Ｇａｌ）に達してから、設定時間である０．５秒の間継続して閾値である１０（Ｇａｌ）を超えているか否かの判断を行うことによって、振動検出開始後一定時間内においては下降することなく上昇し続ける地震動特有の振動のみを抽出し、例えばノイズパルスのような、発生後直ぐに消滅し、或いは減衰して消滅する振動を警報出力対象から排除することができることとなり、直下型地震の発生を高精度で検出し、警報を出力することができる。
【００７４】
尚、振動計測システム１は、振動検出器１１、データ処理装置２０及び警報装置３０が一箇所に設けられていても良く、また別々の場所に設置されていても構わない。振動計測システム１００も同様である。
【００７５】
また、従来の地震計に、当該振動計測システム１又は振動計測システム１００の機能を組み込むこととしても構わない。この場合、地震動発生に係る判断を、当該振動計測システム１又は振動計測システム１００の機能と、従来の通常検知機能の２段階で行うことができるため、発生した地震が直下型地震であるか否かに係らず警報が出力されることとなって、警報出力の精度を向上させることができる。
さらに、従来の地震計に、当該振動計測システム１又は振動計測システム１００の機能と、早期検知アルゴリズムの機能を付加することとしてもよい。この場合、地震動発生に係る判断を、まず、当該振動計測システム１又は振動計測システム１００の機能で行い、次いで早期検知アルゴリズムの機能で行い、さらに従来の通常検知機能によって行うこととなる。従って、地震動発生について３段階で判断することとなり、判断の精度をさらに向上させることができる。また、警報を段階的に出力することも可能となり、非常に有効な地震計とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１に置ける振動計測システム１の内部構成を示すブロック図である。
【図２】振動計測システム１及び図４に示す振動計測システム１００による各種判断基準を説明するための説明図である。
【図３】振動計測システム１による警報出力処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２における振動計測システム１００の内部構成を示すブロック図である。
【図５】振動計測システム１００による警報出力処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１、１００  振動計測システム（地震動発生検出システム）
１１  振動検出器
２０、２００  データ処理装置
２３  ＣＰＵ
２４  ＲＡＭ
２５、２２５  記憶部
２５１  閾値データ
２５１ａ  閾値
２５２  判断時間データ
２５２ａ  判断時間
２５３  設定値データ
２５４  設定時間データ
２５４ａ  設定時間
２５５ａ  閾値
２６、２２６  ＲＯＭ（判断手段、直下型地震判断手段、出力制御手段）
２６１  判断プログラム
２６２、２６４  直下型地震判断プログラム
２６３、２６５  出力制御プログラム
２７  タイマ部
３０  警報装置（警報出力手段）
【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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