(57)【要約】  【課題】地震時の建物の被災状況を精度よく評価することができる地震被災状況評価プログラムを提供する。  【解決手段】  建物の地震被災状況を評価するためコンピュータ10を、対象建物Ａ及び複数の地震観測点Ｃの位置13、19が含まれる対象地域Ｒの地図14とその建物Ａの地震動に対する損傷率関数16とを記憶する記憶手段12、対象地域Ｒの工学的基盤１の地震動距離減衰式21と表層地盤２の地震動増幅率分布22とを設定する地震動特性設定手段20、各観測点Ｃの地震動観測値Ｉと地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとを地震情報として入力する入力手段25、その地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂと地震動距離減衰式21及び増幅率分布22とから対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐを算出する地震動分布算出手段30、その地震動分布Ｐと建物Ａの位置13及び損傷率関数16とから建物Ａの被災状況Ｑを算出する被災状況算出手段35、地図14と地震動分布Ｐと被災状況Ｑとを出力する出力手段40として機能させる。【選択図】      図１
2008039446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の地震被災状況を評価するためコンピュータを、評価対象建物及び複数の地震観測点の位置が含まれる対象地域の地図とその建物の地震動に対する損傷率関数とを記憶する記憶手段、前記対象地域の工学的基盤の地震動距離減衰式と表層地盤の地震動増幅率分布とを設定する地震動特性設定手段、前記各観測点の地震動観測値とその地震の規模及び震源位置とを地震情報として入力する入力手段、前記地震情報と前記地震動距離減衰式及び増幅率分布とから対象地域の地表の地震動分布を算出する地震動分布算出手段、前記対象地域の地表の地震動分布と前記建物の位置及び損傷率関数とから建物の被災状況を算出する被災状況算出手段、並びに前記対象地域の地図と地表の地震動分布と建物の被災状況とを出力する出力手段として機能させる地震被災状況評価プログラム。
【請求項２】
請求項１のプログラムにおいて、前記地震動分布算出手段により、前記各観測点の地震動観測値と前記表層地盤の地震動増幅率とから各観測点下方の基盤地震動を算出し、前記各観測点下方の基盤地震動と前記地震動距離減衰式と前記地震の規模及び震源位置とから対象地域の各観測点間の基盤地震動分布を算出し、前記対象地域の基盤地震動分布と前記表層地盤の地震動増幅率分布とから対象地域の地表の地震動分布を算出してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項３】
請求項２のプログラムにおいて、前記地震動特性設定手段により対象地域を所定大きさの区画に分けて区画毎に表層地盤の地震動増幅率を設定し、前記地震動分布算出手段により各区画下方の基盤地震動をその区画に隣接する３つの観測点下方の基盤地震動から補間して対象地域の基盤地震動分布を算出してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項４】
請求項３のプログラムにおいて、前記隣接する観測点の地震動観測値が欠値である場合に、前記地震動分布算出手段により前記地震の規模及び震源位置と前記地震動距離減衰式とから前記欠値の観測点下方の基盤地震動を算出してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項５】
請求項４のプログラムにおいて、前記出力手段により、前記欠値の観測点を識別可能に出力してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項６】
請求項１から５の何れかのプログラムにおいて、前記地震動特性設定手段により、前記各観測点における過去の地震動観測値とその過去の地震の規模及び震源位置とから対象地域の工学的基盤の地震動距離減衰式を設定し、その地震動距離減衰式と各観測点の過去の地震動観測値との差から各観測点近傍の表層地盤の地震動増幅率を求めてなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項７】
請求項１から６の何れかのプログラムにおいて、前記地震動特性設定手段により対象地域の工学的基盤の地震動距離減衰式と表層地盤の地震動増幅率分布とを震源深さ別に設定し、前記地震動分布算出手段により震源位置の深さに応じた地震動距離減衰式及び地震動増幅率分布に基づき対象地域の地表の地震動分布を算出してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項８】
請求項１から７の何れかのプログラムにおいて、前記記憶手段に液状化が発生する地震動の大きさを記憶し、前記被災状況算出手段に前記対象地域の地表の地震動分布から液状化発生の有無を判定する液状化判定手段を含めてなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項９】
請求項１から８の何れかのプログラムにおいて、前記地図に対象地域の建物密度分布を含め、前記損傷率関数に出火率を含め、前記被災状況算出手段により前記対象地域の地表の地震動分布と前記建物の位置と前記建物密度分布と前記損傷率関数及び出火率とから建物内の人的被害状況を算出してなる地震被災状況評価プログラム。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかのプログラムにおいて、前記入力手段に、前記地震情報を広域ネットワーク経由で受信する通信手段を含めてなる地震被災状況評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震被災状況評価プログラムに関し、とくに地震の揺れによる建物の被災状況を精度よく評価するためのプログラムに関する。本発明のプログラムは、実際の地震発生時における緊急対応策や地震を想定した事業継続計画、関連施設の耐震化計画等を策定する際の判断材料を提供するために利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
複数の関連施設（事業所・工場・倉庫等）及び従業員を有する企業等では、地震発生直後の関連施設や従業員の実際の被災状況が確認できない時点において、地震被災に対する緊急対応策を作成することが必要となる場合がある。また最近では、地震等の緊急事態に遭遇した場合でも事業資産の損害を最小限に止めつつ事業の継続又は早期復旧を可能とするため、平常時に行うべき活動（防災活動、耐震補強等）を含む事業継続計画（Business Continuity Plan）を構築することが求められ、そのために地震発生時の関連施設や従業員の被災状況を予測することが求められる場合がある。このような地震発生時の被害状況を把握・予測する手法として、従来から国・地方自治体等の公共団体において地震防災マップの作成が進められている（非特許文献１参照）。
【０００３】
図１３は、地域毎の地震による揺れの強さを表す地震防災マップ（揺れやすさマップ）の作成作業の流れ図の一例を示す。一般に地震による揺れの強さは、地震の規模、地震の発生地点（震源）からの伝播経路（距離等）、表層地盤の３つの要件によって相違することが知られている。地震防災マップでは、例えば図１２に示すように地震波が伝播する地中深部の硬い工学的基盤１とその上に堆積した柔らかい表層地盤２とからなる層状の地盤構造モデルを想定し、震源から離れた地点まで工学的基盤１上を伝播する地震動を推定し、次いでその地点の表層地盤２の影響を加える２段階の計算によって各地点の地表面の地震動の強さを推定する。工学的基盤１を伝播する地震波は表層地盤２内を伝播する間に増幅され、同じ地域でも表層地盤２の硬さや構成によって地表の揺れの強さは大きく異なる。従って、地表の地震動を詳細に推定するためには、地域内の表層地盤２の違いを詳細に設定することが重要となる。
【０００４】
図１３の流れ図では、先ずステップS201において対象地域を詳細な揺れの違いが把握できる程度の区画に分けるメッシュの大きさを設定し、ステップS202において各メッシュ区画の揺れを定めるデータ（表層地盤に関わるデータ、地震に関わるデータ）を収集する。次いでステップS203において、収集した表層地盤に関わるデータに基づき、メッシュ区画毎に表層地盤モデル（表層地盤２における地震動の速度増幅率Ｇ）を設定する。例えばボーリング孔でＰＳ検層を実施しているメッシュ区画では、その検層結果のＳ波速度構造から表層地盤２の増幅率Ｇを設定することができる。また、地域の標高Ｈ、主要河川等からの距離Ｄ等のメッシュ区画における微地形区分とＳ波速度（表層30ｍの平均Ｓ波速度であるAVS30）との関係を表す様々な経験式が提案されており（例えば(1)式）、ＰＳ検層等が実施されていないメッシュ区画では、その経験式に基づき表層地盤２の増幅率Ｇを設定することができる。(1)式においてａ、ｂ、ｃは各微地形区分毎の係数、σは各微地形区分毎の標準偏差を示す。(2)式は、表層30ｍの平均Ｓ波速度（AVS30）と、工学的基盤１のＳ波最大速度（PGV600）に対する表層地盤２の増幅率Ｇとの関係を表す経験式の一例を表す。
【０００５】
またステップS204において、収集した地震に関わるデータに基づき、地域周辺の海溝型地震、活断層の分布状況、全国どこでも起こりうる直下型地震等から想定される地震のパラメータ（地震の規模Ｍ、震源の深さDep、震源最短距離Ｘ等）を設定し、ステップS205においてその地震のパラメータと工学的基盤１の最大速度（工学的基盤のＳ波最大速度であるPGV600）との関係を表す経験式（例えば(3)式）を用いて工学的基盤での地震動を推定する。(3)式においてｃは係数、ｋは粘性減衰、Mwはモーメントマグニチュード（地震の規模Ｍ）を示す。ステップS206において、ステップS203で設定した表層地盤２の増幅率ＧとステップS205で推定した工学的基盤１の地震動速度（PGV600）とを組み合わせ、例えば(4)式及び(5)式の経験式を用いてメッシュ区画毎の地表の最大速度Ｖ及び震度Ｉを計算する。(5)式においてａ、ｂは係数を示す。
【０００６】
［数１］
Log（AVS30）＝ａ＋ｂ・LogＨ＋ｃ・LogＤ±σ   …………………………………(1)
LogＧ＝1.83＋0.66Log（AVS30）±0.16  ……………………………………………(2)
Log（PGV600）＝0.58・Mw＋0.0038・Dep−1.29＋ｃ
−Log（Ｘ＋0.0028・100.50Mw）−ｋ・Ｘ  …………………………(3)
Ｖ＝Ｇ・（PGV600）   …………………………………………………………………(4)
Ｉ＝ａ＋ｂ・LogＶ  ……………………………………………………………………(5)
【０００７】
ステップS207において、例えばメッシュ区画毎に計算された活断層地震の震度、海溝型地震の震度、直下型地震の震度をそれぞれ重ね合わせ、最大となる震度を最終的なメッシュ区画の震度として採用した地震防災マップを作成する。また非特許文献１は、メッシュ区画毎に建築年度別の建物棟比率（木造・非木造別）等の建物データを作成し、建物棟（木造・非木造別）毎に地震による揺れの大きさに応じて被害の生じる確率（損傷確率）を設定することにより、メッシュ区画毎の地表の最大速度Ｖ又は震度Ｉから区画毎の建物被害量を算出して地震防災マップ（危険度マップ）を作成することを提案している。例えば企業等では、このような地震防災マップから地震発生時の関連施設、従業員住居等の被災状況を把握し、地震発生直後の緊急対応策や平常時の事業継続計画の策定に利用することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３６２３１１公報
【特許文献２】特許第３１０５４５０号公報
【特許文献３】特許第３４６７２６６号公報
【非特許文献１】内閣府防災担当「地震防災マップ作成のすすめ  参考資料・地震防災マップ作成技術資料」2005年3月、インターネット＜http://www.jaea.go.jp/04/tisou/nenpou/houkoku15.html＞
【非特許文献２】若松加寿江ほか「日本の地形・地盤デジタルマップ」東京大学出版会、2005年11月21日、pp.40-65
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した地震防災マップは、地域における地震時の揺れの大きさ、建物被害量等を詳細に示すことが可能であり、地域の防災意識の向上を図り、住宅等の耐震化補強の促進に役立つことが期待されている。しかし、実際の地震動は地震防災マップにおいて解析的にシミュレーションしたものとかなり差が生じる場合が多く、今までに発生した地震被災状況においても建物の全壊棟数、焼失棟数、死亡者数等の被災・被害状況の推定にオーダー違いの誤差が生じることが経験されている。企業等における地震発生時の緊急対応策や事業継続計画の策定に利用するためには、地震防災マップの精度を向上させ、実際の被災・被害状況に即したものとする必要がある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、地震時の建物の被災状況を精度よく評価することができる地震被災状況評価プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、地震が発生した数分後から気象庁等より順次発表される緊急地震速報等の地震情報を用いて地震の被災・被害状況の精度を高めることに注目した。ただし、そのような地震情報は地震の規模、震源位置、各観測点の震度情報等を含むものの、震度計が設置された散在的な観測点の震度しか発表されない。上述したように地震動の大きさは表層地盤２の硬さや構成によって大きなばらつきを生じるので、観測点から離れた企業の関連施設や従業員住宅の実際の被災状況を地震情報のみから詳細に把握することは難しい。本発明者は、各観測点における地震動を表層地盤２の地震動増幅率を用いて工学的基盤１に落とし、工学的基盤１上で線形補間したのち、再び表層地盤２の地震動増幅率を用いて地表の地震動を求める方法によれば、観測点における実際の震度を用いて観測点から離れた地点の建物の被災状況を精度よく推定することができるとの知見を得た。本発明は、その知見に基づく研究開発の結果、完成に至ったものである。
【００１２】
図１のブロック図及び図２の流れ図を参照するに、本発明による地震被災状況評価プログラムは、建物の地震被災状況を評価するためコンピュータ10を、評価対象建物Ａ及び複数の地震観測点Ｃの位置13、19が含まれる対象地域Ｒの地図14とその建物Ａの地震動に対する損傷率関数16とを記憶する記憶手段12、対象地域Ｒの工学的基盤１（図１２参照）の地震動距離減衰式21と表層地盤２（図１２参照）の地震動増幅率分布22とを設定する地震動特性設定手段20、各観測点Ｃの地震動観測値Ｉとその地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとを地震情報として入力する入力手段25、その地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂと地震動距離減衰式21及び増幅率分布22とから対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐを算出する地震動分布算出手段30、対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐと建物Ａの位置13及び損傷率関数16とから建物Ａの被災状況Ｑを算出する被災状況算出手段35、並びに対象地域Ｒの地図14と地表の地震動分布Ｐと建物Ａの被災状況Ｑとを出力する出力手段40として機能させるものである。
【００１３】
好ましくは図３の流れ図に示すように、地震動分布算出手段30により、各観測点Ｃの地震動観測値Ｉと表層地盤２の地震動増幅率22とから各観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´を算出し（ステップS102）、各観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´と工学的基盤１の地震動距離減衰式21と地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとから対象地域Ｒの各観測点Ｃ間の基盤地震動Ｉ´の分布を算出し（ステップS103）、対象地域Ｒの基盤地震動Ｉ´の分布と表層地盤２の地震動増幅率22とから対象地域Ｒの地表地震動Ｉの分布を算出する（ステップS104）。望ましくは、地震動特性設定手段20により対象地域Ｒを所定大きさの区画Rj（図４参照）に分けて区画Rj毎に表層地盤２の地震動増幅率22を設定し、地震動分布算出手段30により各区画Rj下方の基盤地震動Ij´をその区画Rjに隣接する３つの観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´から補間して対象地域Ｒの基盤地震動分布Ｐを算出する。隣接する観測点Ｃの地震動観測値Ｉが欠値である場合は、その欠値の観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´を地震動分布算出手段30により地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂと工学的基盤１の地震動距離減衰式21とから算出することも可能である。この場合は、出力手段40により、欠値の観測点Ｃと他の観測点Ｃとを識別可能に出力することが望ましい。
【００１４】
更に好ましくは、地震動特性設定手段20により対象地域Ｒの工学的基盤１の地震動距離減衰式21と表層地盤２の地震動増幅率分布22とを震源深さ別に設定し、地震動分布算出手段30により震源位置Ｂの深さに応じた地震動距離減衰式21及び地震動増幅率分布22に基づき対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐを算出する。地震動特性設定手段20により、各観測点Ｃにおける過去の地震動観測値Ｉとその過去の地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとから対象地域Ｒの工学的基盤１の地震動距離減衰式21を設定し、その地震動距離減衰式21と各観測点Ｃの過去の地震動観測値Ｉとの差から各観測点Ｃ近傍の表層地盤２の地震動増幅率22を求めてもよい。
【００１５】
記憶手段12に液状化が発生する地震動の大きさ18を記憶し、被災状況算出手段35に対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐから液状化発生の有無を判定する液状化判定手段36を含めることができる。また、地図14に対象地域の建物密度分布15aを含め、損傷率関数16に出火率17を含め、被災状況算出手段35により対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐと建物Ａの位置13と建物密度分布15aと出火率17とから建物Ａ内の人的被害状況を算出することができる。更に入力手段25には、地震情報を広域ネットワーク経由で受信する通信手段26を含めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による地震被災状況評価プログラムは、評価対象建物Ａが含まれる対象地域Ｒ内の複数の観測点Ｃの地震動観測値Ｉとその地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとを地震情報として入力し、対象地域Ｒの工学的基盤１の地震動距離減衰式21と表層地盤２の地震動増幅率分布22と地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂとから対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐを算出し、その対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐを用いて建物Ａの被災状況Ｑを算出するので、次の顕著な効果を奏する。
【００１７】
（イ）各観測点Ｃの実際の地震動観測値Ｉを用いて対象地域Ｒの面的な地震動分布Ｐを算出し、その地震動分布Ｐに基づき対象地域Ｒ内の建物Ａの被災状況Ｑを算出するので、震源情報のみから地震動分布Ｐを算出した場合に比して実際に即した建物Ａの被害状況Ｑを評価することができ、被害状況Ｑの評価精度の向上を図ることができる。
（ロ）また、各観測点Ｃの地震動観測値Ｉを単に線形補間するのではなく、対象地域Ｒの表層地盤２の地震動増幅率分布22を考慮して補間するので、実際に即した精度の高い対象地域Ｒの地震動分布Ｐを得ることができる。
（ハ）気象庁等からの緊急地震速報・震度情報その他の地震情報を利用することで、地震発生直後に対象地域内の建物の被災状況、建物内の人的被害状況等を短時間のうちに精度よく評価することが可能であり、企業等の緊急対応策の策定への有効利用が期待できる。
（ニ）また、気象庁等の地震情報において地震動観測値Ｉが欠値の観測点Ｃが存在する場合でも、震源情報から欠値の観測点Ｃの地震動観測値Ｉを推定することができる。
（ホ）また、対象地域で想定される海溝型地震、活断層地震、直下型地震等のシナリオ地震情報（各観測点Ｃでの想定計測値Ｉ等）を入力することにより、対象地域Ｒ内の建物Ａ（企業の事業拠点や従業員の自宅等）の被災状況Ｑを精度よく評価することも可能であり、企業等における事業継続計画の構築に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明のプログラムを内蔵したコンピュータ10のブロック図の一例を示し、図２は本発明による処理の流れ図の一例を示す。以下、図１のブロック図及び図２の流れ図を参照して本発明の地震被災状況評価プログラムを説明する。先ず図２のステップS001において、評価対象建物Ａの位置13が含まれる対象地域Ｒの地図14を記憶手段12に記憶する。例えば上述した震防災マップの場合と同様に、対象地域Ｒを詳細な揺れの違いが把握できる程度の大きさのメッシュ区画Rj（例えば１km〜50ｍ四方の区画）に分けた地理情報システム（ＧＩＳ）の地図14を用いることができる。このような地図14は、例えば関東地方全体というような広域（例えば１km四方の区画）から建物単位で認識できる町丁目（例えば50ｍ四方の区画）までの必要な範囲を適宜選択して表示することができ、本発明における対象地域Ｒの地震動分布Ｐ及び建物Ａの被災状況Ｑを分かりやすく表示するのに適している。
【００１９】
図示例の地図14には、評価対象建物Ａの位置13と共に、震度計が設置された複数の地震観測点Ｃの位置19を含める。例えば気象庁等の地震情報で発表される観測点Ｃの位置19（緯度及び経度）を地図14上にプロットする。図６は、地図14上にプロットした観測点Ｃを示す。また図示例の地図14には、メッシュ区画Rj毎の微地形区分15（例えば標高Ｈ、傾斜Ｓ、主要河川等からの距離Ｄ、先第三系・第三系の山地・丘陵からの距離Dm等）と建物密度分布15a（各メッシュ区画Riにおける木造・ＲＣ造・Ｓ造等の建物種別毎の棟数等）とが記録されている。微地形区分15は、後述する表層地盤２の地震動増幅率分布22を各メッシュ区画Rjに設定する際に用いる。また建物密度分布15aは、各メッシュ区画Rjにおける建物Ａ内の人的被害状況を算出する際に用いる。
【００２０】
次いでステップS002において、地震動特性設定手段20により、対象地域Ｒの工学的基盤１の地震動距離減衰式21と、表層地盤２の地震動増幅率分布22（各メッシュ区画Rjの増幅率Ｇ又は後述の相対震度ＩR）とを設定する。地震動距離減衰式21として上述した(3)式の経験式を用いることも可能であるが、対象地域Ｒに一層適したものとするため、例えば図５に示すように、対象地域Ｒ内の各観測点Ｃにおける過去の地震動観測値（震度）Ｉとその過去の地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとから対象地域Ｒの地震動距離減衰式21を求めて用いてもよい。図５では、対象地域Ｒ内の各観測点Ｃにおいて観測された過去の地震の震源域を地域毎及び震源深さ毎に層別したうえで、震度と震源距離Ｘとの２次元平面にプロットされた各観測点Ｃの地震動観測値Ｉを回帰分析することにより、例えば(11)式のような震源距離Ｘと地震の規模Ｍ（気象庁マグニチュードMj＝モーメントマグニチュードMw＋0.171）とを変数とする地震動距離減衰式21を震源深さDep別に求めている。(11)式は地震動速度（PGV600）ではなく震度Ｉ´の距離減衰を示すものであるが、地震動速度と震度とは(5)式で換算することができ、(3)式と同様に工学的基盤１の地震動距離減衰式21として用いることができる。
【００２１】
［数２］
Ｉ´＝−4.79・LogＸ＋1.32Mj＋4.79  ………………………………………………(11)
Ｉ＝Ｉ´＋ＩR  …………………………………………………………………………(12)
Log（AVS30）＝ａ＋ｂ・LogＨ＋ｃ・LogDm＋ｄ・LogＳ±σ  ……………………(13)
【００２２】
またステップS002において、地震動増幅率分布22として上述した(1)式の経験式を用いることも可能であるが、より全国均一な評価を可能とするため、例えば(13)式の経験式（非特許文献２参照）を用いて各メッシュ区画Rjの微地形区分（標高Ｈ、傾斜Ｓ、山地・丘陵からの距離Dm）15から地震動増幅率分布22を設定することができる。例えば(13)式の経験式と(2)式とから、メッシュ区画Rj毎の表層地盤２の地震動増幅率Ｇを求めて設定する。
【００２３】
更にステップS002において、図５のように各観測点Ｃの過去の地震動観測値Ｉから工学的基盤１の地震動距離減衰式21（(11)式）を求めている場合は、その地震動距離減衰式21の評価震動Ｉ´と各観測点Ｃの過去の地震動観測値Ｉとの差である相対震度ＩRを求め、その相対震度ＩRを各観測点Ｃ近傍のメッシュ区画Riの揺れ易さを表す指標として地震動増幅率分布22に含めることができる（(12)式）。(12)式の相対震度ＩRは、観測点Ｃのないメッシュ区画Rjについて求めることはできないが、観測点Ｃの実際の地震動観測値Ｉに基づくものであり、(1)式や(13)式等に比しメッシュ区画Riの表層地盤２の揺れ易さを精確に表している。好ましくは、過去の複数の地震動観測値Ｉと地震動距離減衰式21の評価震度Ｉ´との差の平均値として相対震度ＩRを求める。各観測点Ｃのメッシュ区画Riの相対震度ＩRを求めておくことにより、例えば地震動観測値Ｉが欠値の観測点Ｃが存在する場合であっても、地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂと(11)式及び(12)式とから欠値の地震動観測値Ｉを精度よく推定することが可能となる。なお、(5)式によりメッシュ区画Riの評価震動Ｉ´及び相対震度ＩRを地震動速度Ｖに換算し、それらの地震動速度Ｖの倍率からメッシュ区画Riの表層地盤２の地震動増幅率Ｇを求めることも可能である（(2)式参照）。
【００２４】
ステップS003において、入力手段25により、対象地域Ｒの各観測点Ｃの地震動観測値Ｉとその地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとを入力する。例えば図示例のように入力手段25に通信手段26を含め、気象庁の発表する緊急地震速報等の地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂを広域ネットワーク経由で本発明のプログラムに入力することができる。図６は、入力された各観測点Ｃの地震動観測値Ｉの一例を示す。ステップS006において、地震動分布算出手段30により、入力された地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂと地震動距離減衰式21及び増幅率分布22とから対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐ（観測点Ｃのないメッシュ区画を含む各メッシュ区画Rjの地震動）を算出する。なお、図２のステップS004〜S005については後述する。
【００２５】
図３は、図２のステップS006における地表地震動分布Ｐの算出処理の詳細な流れ図を示す。図３のステップS101では例えば各観測点Ｃの観測震度Ｉを入力して地表面の最大速度Ｖを算出し（(5)式参照）、ステップS102において、その地表面の最大速度Ｖと観測点Ｃのメッシュ区画Rjの地震動増幅率Ｇとから各観測点Ｃ下方の工学的基盤１の基盤地震動Ｉ´（工学的基盤１の最大速度、(4)式のPGV600）を算出する。ステップS101〜S102において、各観測点Ｃの観測震度Ｉとその観測点Ｃのメッシュ区画Rjの相対震度ＩRとから各観測点Ｃ下方の工学的基盤１の基盤地震動Ｉ´を求めてもよい（(12)式参照）。次いでステップS103において、各観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´と、工学的基盤１の地震動距離減衰式21（(3)式又は(11)式参照）と、ステップS003において入力した地震の規模Ｍ及び震源位置Ｂとから、対象地域Ｒの各観測点Ｃ間の基盤地震動Ｉ´の分布を算出する。
【００２６】
図４は、図３のステップS103における基盤地震動Ｉ´の分布の算出方法の一定を示したものである。同図に示すように、任意のメッシュ区画Rj下方の基盤地震動Ij´は、その区画Rjを囲むように隣接する３つの観測点Ｃ下方の基盤地震動Ｉ´から補間法により算出することができる。例えば図示例の３つのメッシュ区画R1下方の基盤地震動I1´は、その区画R1よりも震源距離が短い２つの隣接観測点C1、C2の基盤地震動Ｉ´と、その区画R1よりも震源距離が長い１つの隣接観測点C3の基盤地震動Ｉ´とから、地震動距離減衰式21に基づき補間することができる。また同様に、メッシュ区画R2下方の基盤地震動I2´も、その区画R2に隣接する３つの観測点C3、C4、C5下方の基盤地震動Ｉ´から、地震動距離減衰式21に基づき補間することができる。例えば、このような補間法により算出した基盤地震動Ｉ´をメッシュ区画Rj毎に重ね合わせ、そのうち最大のものを各メッシュ区画Rjの基盤地震動Ｉ´として選択する。
【００２７】
図３のステップS104は、算出した対象地域Ｒの基盤地震動Ｉ´の分布から、メッシュ区画Rj毎の地震動増幅率Ｇを用いて、対象地域Ｒの地表地震動Ｉの分布Ｐを算出する処理を示す。すなわち、ステップS103で求めた各メッシュ区画Rj下方の基盤地震動Ｉ´（PGV600）を(4)式及び(5)式へ代入することにより、各メッシュ区画Rjの地表地震動Ｉを算出する。図３の流れ図によれば、各観測点Ｃの実際の地震動観測値Ｉを単に線形補間するのではなく、各メッシュ区画Rjの表層地盤２の地震動増幅率Ｇを考慮しつつ補間して地表地震動Ｉの分布を求めるので、実際に即した対象地域Ｒの地震動分布Ｐを算出することができる。図７は、この流れ図により作成した地震動分布Ｐの一例を示す。
【００２８】
なお、地震が大規模であるほど発表される地震情報Ｉ、Ｍ、Ｂの入手に時間がかかり、とくに震源域近傍の震度情報は停電や通信障害等のために長時間得られない状況が想定される。このように地震動観測値Ｉが欠値の観測点Ｃがある場合に、欠値のまま補間処理を行って対象地域Ｒの地震動分布Ｐを算出すると、震源域における地震動分布Ｐが過小評価されてしまう可能性がある。観測点Ｃの位置19が既知であれば、各観測点Ｃにおける地震動観測値Ｉが欠値であるか否かは容易に判断できる。従って、図３の流れ図による補間処理を行う前に、図２のステップS004〜S005に示すように、欠値の観測点Ｃの地震動観測値Ｉを推定して補うことが望ましい。
【００２９】
例えば図４において、震源位置Ｂの近傍の観測点C6、C7の地震動観測値Ｉが欠値である場合は、地震動分布算出手段30により、地震の震源位置Ｂ及び規模Ｍと工学的基盤１の地震動距離減衰式21とから欠値の観測点C6、C7下方の基盤地震動Ｉ´を求め（(3)式又は(11)式参照）、その観測点C6、C7のメッシュ区画Rjの地震動増幅率Ｇ又は相対震度ＩRを用いて欠値の地表地震動Ｉを推定することができる（(4)式又は(12)式参照）。ただし、図４の観測点C9のように地震動観測値Ｉが欠値であっても、その観測点C9よりも震源距離が短い２つの隣接観測点C8、C10の地震動観測値Ｉが入力された場合は、上述したステップS103の補間法によって補間すれば大きな過小評価の問題は生じない。従って図２のステップS004〜S005は、震源距離が短い２つの隣接観測点が存在しないような欠値の観測点Ｃに対してのみ適用すれば足りる。なお、欠値の観測点Ｃの基盤地震動Ｉ´又は地表地震動Ｉを推定した場合は、後述する出力手段40により、欠値の観測点Ｃと他の観測点Ｃとを識別可能に出力することが望ましい。このような識別可能な出力は、震源域における大規模災害を推定するために有用である。
【００３０】
再び図２の流れ図に戻り、ステップS008において、被災状況算出手段35により、対象地域Ｒの地表の地震動分布Ｐと建物Ａの位置13及び損傷率関数16とから、建物Ａの被災状況Ｑを算出する。例えば、建物Ａに木造・ＲＣ造・Ｓ造等の建物種類別情報を含めると共に、損傷率関数16として建物種類別の地表震度と全壊率との関数を用いることにより、被災状況算出手段35によって対象地域Ｒの地震動分布Ｐから対象建物Ａの全壊確率をメッシュ区画Rj毎に算出することができる。また、地図14に各メッシュ区画Rjの建物密度分布（建物種類別の総棟数）15aを含めることにより、メッシュ区画Rj毎の建物Ａの全壊棟数（＝全壊率×総棟数）を算出することができる。図８はそのように算出した昼間の事業所の被害状況（全壊頻度分布）Ｑの一例を示し、図９は夜間の従業者自宅の被害状況（全壊頻度分布）Ｑの一例を示す。更に、損傷率関数16に出火率（建物の全壊率と一般火気器具・電熱器具・電気機器や配線からの出火数との関係式）17を含めることにより、被災状況算出手段35によって対象地域Ｒの地震動分布Ｐからメッシュ区画Rj毎の建物Ａの焼失数（＝出火率×全壊棟数×焼失率）を算出することができ、建物Ａの全壊棟数と焼失数とからメッシュ区画Rj毎に建物Ａ内の人的被害状況を算出することも可能である。図１０は、そのように算出した対象地域Ｒの人的被害状況の一例を示す。
【００３１】
ステップS009において、出力手段40により、ステップS006で算出した地表の地震動分布ＰとステップS008で算出した建物Ａの被災状況Ｑとを、対象地域Ｒの地図14と共にコンピュータ10のディスプレイ又はプリンタ等の出力装置11に出力する。例えば地理情報システム（ＧＩＳ）を用いた場合は、図７〜図１０に示すように様々な対象地域Ｒを適宜選択して表示することにより、企業等において地震発生直後の関連施設及び従業者の被災状況Ｑを精度よく評価することが可能となり、緊急対応策の策定等に有効に利用することができる。またステップS003において、気象庁の発表する緊急地震速報等に代えて想定される海溝型地震、活断層地震、直下型地震等のシナリオ地震情報（各観測点Ｃでの想定計測値Ｉ等）を入力することにより、図２の流れ図によりシナリオ地震時の関連施設及び従業者の被災状況Ｑを精度よく評価することも可能であり、本発明を企業等の事業継続計画の構築に利用することもできる。図１１は、立川断層のシナリオ地震を地震情報として入力した場合の対象地域Ｒの地震動分布Ｐの一例を示す。
【００３２】
こうして本発明の目的である「地震時の建物の被災状況を精度よく評価することができる地震被災状況評価プログラム」の提供を達成できる。
【００３３】
なお、図２の流れ図ではステップS007において各メッシュ区画Rjにおける液状化発生の有無を判断している。この場合は、記憶手段12に微地形区分15に応じて液状化が発生する地震動の大きさ（例えば地表の最大速度Ｖ）18を記憶し、被災状況算出手段35の液状化判定手段36により、対象地域Ｒのメッシュ区画Rj毎に地震動分布Ｐから液状化発生の有無を判定する。液状化が発生したと判定されたメッシュ区画Rjでは、液状化による建物Ａの全壊率を算出することにより、建物Ａの被災状況Ｑの評価精度を一層高めることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の地震被災状況評価プログラムの一実施例の機能ブロックである。
【図２】本発明の地震被災状況評価プログラムの流れ図の一例である。
【図３】図２の流れ図における地震動分布算出方法の詳細流れ図の一例である。
【図４】図３における地震動分布算出方法の説明図である。
【図５】本発明における対象地域の地震動特性設定方法の一例の説明図である。
【図６】本発明プログラムに入力する地震情報の一例の説明図である。
【図７】本発明プログラムで出力する対象地域の地表地震動分布の一例である。
【図８】本発明プログラムで出力する建物の被災状況（昼）の一例である。
【図９】本発明プログラムで出力する建物の被災状況（夜）の一例である。
【図１０】本発明プログラムで出力する人的被害状況の一例である。
【図１１】シナリオ地震（立川断層地震）を地震情報として入力した場合に本発明プログラムが出力する対象地域の地表地震動分布の一例である。
【図１２】工学的基盤とその上に堆積した表層地盤とからなる層状の地盤構造モデルの説明図である。
【図１３】従来の地震防災マップの作成作業の流れ図の一例である。
【符号の説明】
【００３５】
１…工学的基盤                    ２…表層地盤
10…コンピュータ                  11…出力装置
12…記憶手段                      13…建物位置
14…地図                          15…微地形区分
15a…建物密度分布
16…損傷率関数                    17…出火率
18…液状化が発生する地震動の大きさ
19…観測点位置                    20…地震動特性設定手段
21…地震動距離減衰式              22…地震動増幅率分布
25…入力手段                      26…通信手段
30…地震動分布算出手段            35…被災状況算出手段
36…液状化判定手段                40…出力手段
Ｇ…各メッシュ区画の増幅率        Ｒ…対象地域
Rj…メッシュ区画
【図１】
2008039446.tif 000003
【図２】
2008039446.tif 000004
【図３】
2008039446.tif 000005
【図４】
2008039446.tif 000006
【図５】
2008039446.tif 000007
【図６】
2008039446.tif 000008
【図７】
2008039446.tif 000009
【図８】
2008039446.tif 000010
【図９】
2008039446.tif 000011
【図１０】
2008039446.tif 000012
【図１１】
2008039446.tif 000013
【図１２】
2008039446.tif 000014
【図１３】
2008039446.tif 000015