(57)【要約】【課題】  震源から離れた地域での津波や地震の大きさや到達時刻を正確に提示すること。【解決手段】  地震予測データ11をデータ解析装置110が受け取り、データ解析装置110が地震予測データ11をもとにして津波データベース111を参照して津波予報データ113として津波地域A、時刻T、大きさSを算出し、この津波予報データ113をもとにして、処置通知装置114が通知先データベース115を参照して通知すべき連絡先4を判定して、この連絡先4に津波警報データ116を通信手段により自動的に通知する。【選択図】      図１
2018081066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震予測データ11をデータ解析装置110が受け取り、データ解析装置110が地震予測データ11をもとにして津波データベース111を参照して津波予報データ113として津波地域A、時刻T、大きさSを算出し、この津波予報データ113をもとにして、処置通知装置114が通知先データベース115を参照して通知すべき連絡先4を判定して、この連絡先4に津波警報データ116を通信手段により自動的に通知することを特徴とする地震対処システム。
【請求項２】
地震予測データ11をデータ解析装置210が受け取り、データ解析装置210が通知先データベース215を参照して通知先位置データを取得して地震シミュレーションモデルを使用して地震予報データ213を算出し、この地震予報データ213もとにして、処置通知装置214が通知先データベース215に登録された連絡先5に地震予報データ213を通信手段により自動的に通知することを特徴とする地震対処システム。
【請求項３】
請求項１において、津波データベース111の代わりに津波シミュレーションモデルを使用する地震対処システム。
【請求項４】
請求項１における地震予測データ11を受信した後に、地震予報取り消し指令12を受信した場合に、津波警報データ116を発していた連絡先4に対して津波警報解除指令を発する
地震対処システム。
【請求項５】
請求項２における地震予測データ11を受信した後に、地震予報取り消し指令12を受信した場合に、地震警報データ216を発していた連絡先5に対して地震警報解除指令を発する
地震対処システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震発生の予測情報をもとにして、地震により発生する人的、経済的損失を最小限にできるシステムや方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震はここで説明するまでもなく、地殻に生じた歪み・応力が限界に達したときに開放されるエネルギーによって発生する。地震予測はこの歪み・応力が何時、どこで限界に達するかを予測することにほかならない。この地殻の歪み・応力により発生する電磁的現象を研究することも行われている。その他さまざま地震前兆現象の研究がある。地震発生前の電磁現象が地球成層圏のさらに上空の電離層に影響を及ぼすという文献がある。
【０００３】
また、出願済の特許として、特願２０１６−１０２５９７（地震発生予測装置、地震発生予測方法及びコンピータプログラム）がある。
【０００４】
これら文献は、地震の前兆として電離層の電子密度が変化するという研究結果に基づくものであり、その電離層の電子密度変化をGPS(Global Positioning System)を利用して測定する。GPSはもともと米国の衛星であり、現在は各国で同様の衛星を運用しているため、それらをGNSS(Global Navigation Satellite System)と総称して、現在さまざまな分野で利用されている。代表的なものは自動車のナビゲーションシステムである。GNSSでは複数のGNSS衛星からの電波信号を受信機で受けて、その電波信号により受信機の置かれた地球上での三次元的な位置を特定できる。この技術については既に一般的なものとなっているのでここでは説明を省略する。上記の電離層の電子数の測定は、GNSS衛星の発する電波の伝搬速度が電離層の電子密度により、また電波の周波数により微妙に変化することを利用している。
【０００５】
ところで、このような方法によって地震の発生を予測できると、その予測に基づいて地震の発生に備えることができる。それは、どのくらい時間的に前に予測できるか、どの地域に被害が予想されるか、どの程度の規模の被害を想定できるかによって、対処の仕方は様々なものがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Kosuke Heki、「Ionospheric electron enhancement preceding the 2011 Tohoku-Oki earthquake」、Geophys. Res. Lett. 2011、38,L17312、DOI:10.1029/2011GL047908
【非特許文献２】Takuya Iwata, Ken Umeno、「Correlation Analysis for Pre-seismic Total Electron Content Anomalies around the 2011 Tohoku-Oki Earthquake」、Journal of Geophysical Research - Space Physics、September 2016、Volume 121・ Issue 9 、P.8969-8984、DOI：10.1002/2016JA023036
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した地震の予測情報をもとにして地震への事前対処システムを構築することを目的として、震源から離れた地域での津波や地震の大きさや到達時刻を提示することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、地震予報装置からの予測情報をもとにして、地震によって発生する津波の大きさ、および地震の揺れの大きさ(震度)を知識データベースもしくはシミュレーションモデル(計算式)をもとにして被害が予想される該当地域ごとに発信し、これに基づく対処システムにより産業、行政、医療などそれぞれの分野において最優先となる手立てを実行させる。
【０００９】
本発明では、地震予報をもとに地震発生前に被害予測地域に対して地震情報を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記により地震に伴って生ずる被害を、それぞれの分野に応じて最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明の第１の実施形態の構成図
【図２】本発明の第１の実施形態の津波データベース111の構成図
【図３】本発明の第１の実施形態のデータ解析装置110を説明する図
【図４】本発明の第１の実施形態の通知先データベース115の構成図
【図５】本発明の第１の実施形態の処置通知装置114の構成図
【図６】本発明の第2の実施形態の構成図
【図７】本発明の第2の実施形態の通知先データベース215の構成図
【図８】本発明の第2の実施形態の解析装置210の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
（実施例１）（請求項１に対応）
本発明の第１の実施形態の構成を図1に示す。本発明とは別に提供されている地震予報装置1は上述したように様々な予測手段により構成されて地震予測データ11を発生する。
【００１３】
地震予測データ11は、地震の発生場所(震源)とその規模(マグニチュード)と発生までの見込み時間とをひとまとめにしている。この地震予測データ11のみでは、それによりどこで津波の被害が想定されるかはわからない。本発明の第一の実施の形態は、この地震予測データ11をデータ解析装置110が受け取り、データ解析装置110が地震予測データ11をもとにして津波データベース111を参照して津波地域A、時刻T、大きさSを算出し津波予報データ113とする。この津波予報データ113をもとにして、処置通知装置114が通知先データベース115を参照して通知すべき連絡先4を判定して、この連絡先4に津波警報データ116を通信手段により自動的に通知する。ここで、津波データベース111は図2のように過去に発生した地震をもとに構成され、震源(北緯,東経)、規模(マグニチュードM)、津波影響海域番号を主要なデータとして記録している。ここで津波被害海域番号とは、日本周辺の海域を区切って番号をつけたもので、1:北海道東方、2:東北太平洋、3:関東東南、4:西日本太平洋、5:九州南のように、あらかじめ定義されている。
【００１４】
データ解析装置110の構成動作を図3に示す。
地震予測データ11でマグニチュードが7.5以下では津波被害は少ないので、7.5以上の場合に、i(津波データベース111の順番)を先頭の1からスタートする(1100)。X0は予測された地震とi番目の地震との距離差の比較の初期値であり、最小値を見つけるため十分に大きな値としておく。ここで予測された地震が、過去に発生した地震のどれに距離的に一番近いかを捜すため、津波データベース111のi番目のデータを読み込み(1101)、地震予測データ11の震源(E,N)と、i番目の津波データベース111の震源(Ei,Ni)の距離差Xiを計算する(1102)。
【００１５】
この計算は、
Xi=√{(N-Ni)2+(E-Ei)2}
のように、緯度、経度の差による。Xi < Xi-1  のように前回との比較により(1103)、小さいiのときにこのiをiminとする(1104)ことで、データベース全体を検索して最小となるiを得る(1106)。
【００１６】
iminが検索されたところで、予測される地震のMとimin番目のMiとを比較して、その差が0.3以内のときに、応じて予想最大津波高さを、
H = Hi * A(M-Mi)  
により計算する(1108)。ここで、Hiが最も近い地震の最大津波高さ、AはMの違いによる津波高さへの影響度を数値としたものである。
【００１７】
これらの結果、imin番目の津波被害海域番号、最大津波H、地震予測時刻Tを津波予報データ113として出力する(1109)。津波データベース111の最後まで達していない場合はiを一つ加算更新する(1107)しデータ読み込み部1101に戻る。
【００１８】
次に、処置通知装置114が参照する通知先データベース115を図4に示す。ここで通知先データベース115には津波被害のありうる地域について位置、海域、通知先を登録する。
【００１９】
処置通知装置114の構成、動作を図5に示す。通知先データベース115の先頭から検索開始するので、まずはj=1とする(1140)。通知先データベース115のj番目のデータを読み込み、海域番号をajとする(1141)。このajが津波予報データ113が含む海域番号に該当するかどうかを調べて該当する場合(1142,1143)は(yes)と判定する。
【００２０】
該当しない場合(no)は、jをカウントアップして次の連絡先データを読み込む(1141)。ajが該当する場合(yes)は、予測された地震の震源との距離差Ljを以下のように計算する(1144)。
Lj=C*√{(N-Nj)2+(E-Ej)2}/360
ここで、Cは地球の360°に対応する平均周長とする。
【００２１】
津波の到達予想時刻を以下のように計算する(1145)。
Tj=T+Lj/w
ここでTは地震予測データ11で提供される地震発生予想時刻であり、wは海面を津波が伝搬するスピードを表す。
【００２２】
津波予報データ113に含まれる最大高さHと上記計算結果のLj  と Tj  とを津波警報データ116とし、j番目の連絡先の電話やメールにより自動で津波警報データ116を通信回線3により通知する(1146)。通知先データベース115が最後まで検索されていない場合は、順番を一つ加算更新して(1147)、データ読み込み部1141に戻る。
【００２３】
なお、該当しない場合でも通知先データベース115で参考通知がyesで指定されているなら参考情報として地震・津波発生情報をj番目の連絡先に通知する。
【００２４】
本発明の実施例では、津波警報データ116を受信後に、連絡先4の安全管理者はこの津波警報データ116を受信して担当範囲での避難の必要性を判定して、必要な関係者に対して直ちに避難対処指示を行う。
【００２５】
ここで避難対処とは、
1)海岸に面した住民に対して安全地域に避難させること
2)船舶が流されないよう係留処置すること
3)大型船舶にあっては、津波の影響を受けないよう海岸線から十分に離し沖合に移動すること
4)海岸線を走る列車に対して、速やかに海岸線から離れる、または海岸線に近づかないようにすること
5) 海岸線に沿う道路において、人や車の通行を禁止とする通行止め処置を行うこと
6)海からの浸水を防ぐために水門を閉鎖する
7)施設の運転を停止して浸水により危険物の発生やオイルの流出を防ぐ
8)電路を遮断して電気の短絡による火災発生を防ぐ
【００２６】
その他、本発明においては様々な津波に対する避難、安全処置を行うための時間的余裕があり、効果的に津波による被害の極小化を図ることができる。
【００２７】
［第２の実施形態］（実施例2）（請求項2に対応）
図6は本発明の第２の実施形態の構成を示す。地震予測データ11をデータ解析装置210が受け取り、データ解析装置210が通知先データベース215より通知先位置データ214を取得して地震シミュレーションモデルを使用してその通知先での震度予報データと到達予測時間とを地震予報データ213として算出し、この地震予報データ213もとにして、処置通知装置216が通知先データベース215を参照して通知すべき連絡先5のアドレスデータ217を取得し、この連絡先5に地震予報データ213を通信手段により自動的に通知する。
通知先データベース215には図7に示すように地震情報の提供を希望する地域について位置(北緯、東経)、通知先アドレス等を予め登録しておく。
【００２８】
図8は、前記のデータ解析装置210の構成と動作を示す。データ解析装置210は、まず、震源と通知先との距離を算定する。通知先データベース215の先頭から開始するので、i=1とする(2100)。震源と通知先との距離を計算するために通知先データベース215のi番目の位置データ214を読み込み、予測された地震との距離差Xiを以下のように計算する(2102)。
Xi=C*√{(N-Ni)2+(E-Ei)2}/360
ここで、Cは地球一周の360°に対応する地球の平均周長とする。
【００２９】
この距離を用いて通知先での地震の大きさを地震シミュレーションモデルにより算定する(2103)。ここで、地震シミュレーションモデルは理論的、もしくは実験的に作成した計算式であり簡易的な計算式とするか、または厳密な三次元地球力学モデルの有限要素法計算とすることもできる。この例では、過去データにより作成した簡易モデルを、例えば、次の引用文献で示される計算式を使用する。
【００３０】
[引用文献] 翠川、大竹;「地震動強さの距離減衰式にみられるバラツキに関する基礎的分析」, 日本地震学会論文集  第3巻,第1号,2003
より、
logA=b-log(X+C) -χ*X     (D<=30km)
logA=b+0.6*log(1.7D+C)-1.6*log(X+C) -χ*X      (D>30km)
C=0.006*100.5Mw
b=a*Mw+h*D+d*S+e  (典型値：a=0.59 、  h=0.0023 、d=0.08 、 e=0.02 、S=0.3)
【００３１】
上記の式により地震の大きさMwと震源からの距離X(前記Xi)を与えると加速度Aが算出さされる。加速度A[cm/s2]と地震の震度Sとの関係は振動周波数が関連するので単純ではないが、一般的に被害の大きい振動周期(１秒)を仮定すると、気象庁からも公開されている下記のデータを使用して、
http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/kyoshin/kaisetsu/comp.htm
震度Siは次のようになる。 
0.6 <震度１ <= 2 < 震度２ < = 6  < 震度３ <=  20 
< 震度４ <=  60 < 震度５弱 <=  110 < 震度５強 <= 200
< 震度６弱 < = 320 <震度６強 <=  600 < 震度７
【００３２】
地震の到達予想時刻は以下のように計算する(2103)。
Ti=T+Xi/w
ここでTは地震予測データ11で提供される地震発生予想時刻であり、wは地中を地震波が伝搬するスピードを表す。
【００３３】
上記計算結果のXi  とSiと Ti  とiとを地震予報データ213として処置通知装置216に出力する。次にiが最後かどうかを判定し(2105)、最後でない場合はiを一つ加算して通知先データベース読み込み部2101に戻る。iが最後であれば終了する。
処置通知装置216は、通知先データベース215からi番目の通知先のアドレス217を取得して電話やメール等により自動で地震警報データ213を通信回線3により通知する。
【００３４】
本発明の実施例では、地震警報データ213を受信後に、連絡先5において安全管理者は地震による被害が想定される場合に担当範囲の関係者に対して直ちに避難・安全対処指示を行う。
【００３５】
ここで避難・安全対処とは、
1)建物被害の想定される住民に対して避難場所に避難させること
2)電車、バス、車など運行中の交通手段に対して地震の危険個所から離れて安全な場所に退避させること
3)エレベータ、遊園地観覧車などの動作中の乗り物は、これに乗車中の人が退避可能なところで停止させること、また新たに乗り込むことを禁止すること
4)地震振動検出による操業中の設備の緊急停止は設備に対する負担が大きく障害を発生する危険性が高いが、地震発生前警報によれば時間的余裕があるので通常停止操作により安全な停止を行う
5) 高速走行中の鉄道車両(例えばJR新幹線)も、この地震前の緊急停止警報によれば時間的な余裕をもって急ブレーキを用いずに速度低下を行う
6) 危険物取扱施設においては、稼働中の設備に蓄えられた危険物の回収をこの安全対処指令により行い、外部に流出させることがないよう安全処置を行う 
【００３６】
その他、本発明においては様々な地震に対する避難、安全処置を行うための時間的余裕があり、効果的に地震による被害の極小化を図ることができる。
【００３７】
［第３の実施形態］（実施例3）（請求項3に対応）
第1の実施形態では、過去の地震により発生した津波の記録から作成した津波データベース111を使用して、予測される地震により発生する津波被害を予測しているが、本実例では、津波シミュレーションモデルを使用して地震により発生する津波の大きさを計算する。
【００３８】
このシミュレーションモデルは理論的、もしくは実験的に作成した計算式であり簡易的な計算式とするとか、厳密な三次元地球力学モデルの有限要素法計算とすることもできる。
【００３９】
[非特許文献3]  気象庁  験震時報第76巻（2013）161〜164頁
「Microsoft Excel を用いた津波シミュレーションプログラム(TSUNAMIdeEXCEL)の開発」    http://www.jma.go.jp/jma/kishou/books/kenshin/vol76p161.pdf
[非特許文献4]  国立研究開発法人  海洋研究開発機構
「スパコンで高解像度津波浸水解析のリアルタイム化に成功」
https://www.jamstec.go.jp/hpci-sp/research_results/tsunami_n2.html
これらの公知技術を利用することで、最大津波高さを算定し、以降は第1の実施形態で述べたところと同じなので省略する。
【００４０】
これにより、最大津波高さを算定し、以降は第1の実施形態で述べたところと同じなので省略する。
【００４１】
［第4の実施形態］（実施例4）（請求項4に対応）
請求項１における地震予報データ11を受信した後に、地震予報取り消し指令12を受信した場合に、津波警報データ116を発していた連絡先4に対して津波警報解除指令を発する。
【００４２】
この津波警報解除指令は、地震予報装置1から発せられるか、または予測時刻を一時間超えても津波が襲来しない場合に処置通知装置214が発する。本発明の実施例によれば、地震予報データ11が誤報だった場合に復帰処置が可能となる。
【００４３】
［第5の実施形態］（実施例5）（請求項5に対応）
請求項2における地震予報データ11を受信した後に、地震予報取り消し指令12を受信した場合に、地震警報データ216を発していた連絡先5に対して地震警報解除指令を発する地震対処システム。この地震警報解除指令は、地震予報装置1から発せられるか、または予測時刻を一時間超えても地震が襲来しない場合に処置通知装置214が発する。本発明の実施例によれば、地震予報データ11が誤報だった場合に復帰処置が可能となる。
【符号の説明】
【００４４】
１…地震予報装置                    3…通信回線
4…連絡先                           5…連絡先
11…地震予測データ                 100…本発明の実施例1の地震対処システム
110…データ解析装置                111…津波データベース
112…津波データ                    113…津波予報データ
114…処置通知装置                  115…通知先データベース
116…津波警報データ                200…本発明の実施例2の地震対処システム
210…データ解析装置                213…地震予報データ
214…通知先位置データ              215…通知先データベース
216…処置通知装置                  217…通知先アドレスデータ
1100…初期設定部                  1101…データ読み込み部
1102…距離差計算部                1103…最小値比較部
1104…最小値設定部                1105…最後判定部
1106…最小値決定部                1107…データ順更新部
1108…津波高さ算定部              1109…警報出力部
1140…初期設定部                  1141…データ読み込み部
1142…海域番号比較部              1143…海域番号判定部
1144…距離差計算部                1145…到達予想時刻計算部
1146…警報出力部                  1147…データ順更新部
2100…初期設定部                  2101…通知先データ読み込み部
2102…距離差計算部                2103…震度計算部
2104…警報出力部                  2105…最終判定部
2106…データ順更新部
【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】
2018081066.tif 000007
【図６】
2018081066.tif 000008
【図７】
2018081066.tif 000009
【図８】
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