自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号 191 -206（2021 ）新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果
鈴木 博人1・宮腰 寛之2・山本 俊六3・是永 将宏3・鈴木 亘4・青井 真4

Earthquake Early Warning for Shinkansen Utilizing
Ocean Bottom Seismometer and its eﬀect
Hiroto SUZUKI1, Hiroyuki MIYAKOSHI2, Shunroku YAMAMOTO3,
Masahiro KORENAGA3, Wataru SUZUKI4 and Shin AOI4
Abstract
It is important for high-speed trains to early slow down and stop in the event of anearthquake. Shinkansen system is equipped with an earthquake early warning (EEW) systemthat transmits warnings based on seismometer observations. In recent years, an ocean bottom
seismometer (OBS) observation network has been installed offshore in the Pacific Ocean.
Subduction-zone earthquakes, such as the 2011 oﬀ the Paciﬁc coast of Tohoku Earthquake,may be detected earlier if OBS can be utilized for the EEW system. Therefore, we developed
a method to utilize OBS for the EEW system, in which we proposed a method of setting an
OBS threshold value and a method of preventing false warnings. Furthermore, we evaluated its
intended eﬀects. The East Japan Railway Company started utilizing OBS in the Boso oﬀshore
area in November 2017, and in the oﬀshore area between Ibaraki and Kushiro in January 2019.
キーワード：早期地震検知，海底地震計，新幹線，距離減衰，増幅
Key words:

earthquake early warning, ocean bottom seismometer, Shinkansen, distance attenuation, ampliﬁcation

1

3

東日本旅客鉄道株式会社 JR 東日本研究開発センター
East Japan Railway Company, Research and Development
Center
2 東日本旅客鉄道株式会社 JR 東日本研究開発センター
防災研究所（現在：東日本旅客鉄道株式会社 千葉支社
千葉土木技術センター）
East Japan Railway Company, Disaster Prevention
Research Laboratory, Research and Development Center(Current: Chiba Branch Office, Chiba Civil Engineering
Center)4

191

公益財団法人鉄道総合技術研究所 鉄道地震工学研究センター
Railway Technical Research Institute, Center for Railway
Earthquake Engineering Research
国立研究開発法人防災科学技術研究所 地震津波火山
ネットワークセンター
National Research Institute for Earth Science and Disaster
Resilience, Network Center for Earthquake, Tsunami andVolcano192

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

1 ．はじめに

海底地震計を新幹線における早期地震検知に利用

地震の多い日本の鉄道にとって，地震対策は重することができれば，太平洋沖で発生する地震を

要な自然災害対策の一つである。鉄道では地震対

海岸地震計よりも震源の近くで検知することがで策として，耐震設計や耐震補強などのハード対策

き，より早く列車を減速・停止できると期待されと，列車運転規制や早期地震検知などのソフト対る。

策を行ってきた。列車運転規制1）は，線路沿線にそこで，S-net の海底地震計を新幹線における設置された地震計の観測値に基づいて運転中止や早期地震検知に利用するために，海底地震計での速度規制を実施するものである。早期地震検知2）

地震の検知方法，列車を緊急停止させる警報を出は，線路沿線や線路から離れたより震源に近い地

力する制御基準値，警報の誤警報防止，および列点に設置された地震計で観測される地震情報を利車を緊急停止させる区間である制御区間の検討を用して，線路に主要動が到達する前に列車を減速・行った。その上で，早期地震検知に海底地震計を停止させるものである。

利用した場合の効果を検証した。

高速で走行する新幹線では，地震の発生を早期に検知して，列車を減速・停止させる早期地震検2 ．早期地震検知システムの概要

知は極めて重要である。東日本旅客鉄道株式会社

新幹線早期地震検知システム3）は，図 1 のよう（以下，JR 東日本とする）の東北，上越，北陸新に地震発生時に線路沿線や線路から離れた地点に

幹線には，早期地震検知に用いる地震計として，おける地震計で観測される地震情報に基づいて，

線路沿線に設置された沿線地震計，沿線から離れ線路に主要動が到達する前に列車を減速・停止さた内陸部に設置された内陸地震計，および海岸部せるシステムである。このシステムの地震計には，に設置された海岸地震計がある3）。この中で海岸線路沿線に設置された沿線地震計，沿線から離れ地震計は，2011年の東北地方太平洋沖地震のようた内陸部に設置された内陸地震計，および海岸部な海域で発生する地震をより早く検知するためにに設置された海岸地震計がある。沿線地震計は，海岸部に設置された地震計である。一方で，国立

線路沿線の変電所に設置され，運転中止や速度規研究開発法人防災科学技術研究所（以下，NIED制といった地震時の列車運転規制に用いられるととする）では，関東から北海道にかけての太平洋

ともに，早期地震検知にも利用されている。内陸沖で発生する地震を広域かつ多点でリアルタイ

地震計は2004年の新潟県中越地震のような直下型

ムで観測するために日本海溝海底地震津波観測

地震をより早く検知するために内陸部に，海岸地網（以下，S-net とする）を整備した4, 5）。S-net の

震計は2011年の東北地方太平洋沖地震のような海

図1

新幹線早期地震検知システムの概要と S-net の海底地震計の接続方法

193

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）域で発生する地震をより早く検知するために海岸される。JR 加速度は早期地震検知システムに利部に設置された地震計で，早期地震検知に利用さ用され，SI 値は列車運転規制に利用される。

れている。なお，JR 東日本の東北，上越，北陸

早期地震検知には，P 波検知と S 波検知の 2 つ

新幹線では，図 2 のように沿線地震計が85地点，の機能がある。P 波検知2）では，地震計で観測さ内陸地震計が30地点，海岸地震計が20地点に設置れた P 波初動データからマグニチュードと震央されている3）。早期地震検知では，これらの地震

位置（震央距離と方位）といった地震諸元が推定計で予め定めた基準以上の地震情報が得られるとされ，その情報を基に鉄道構造物に被害をおよぼ警報が出力されて，変電所からの送電が停止されす恐れのある範囲に警報が出力される。警報が出る。送電が停止すると，新幹線車両が停電を検知

力される範囲は JR 加速度80 gal 以上の強震動がして緊急ブレーキが動作することで新幹線が緊急発生すると推定される範囲に概ね相当し8），この停止する。なお，緊急停止後において，沿線地震

範囲に含まれる線路区間に対して変電所からの送計の観測値が運転中止基準値を超過した場合は運電が停止され，新幹線が緊急停止する。この線路

転中止，その値が運転中止基準値未満かつ速度規区間を制御区間と呼び，P 波検知では制御区間が制基準値以上の場合は速度規制が実施される。ま地震のマグニチュードと震央位置によって変化す

た，沿線地震計の観測値が速度規制基準値未満のる。S 波検知2）は，地震計で観測された JR 加速度

場合は，通常運転で運転が再開される。

が予め定めた制御基準値を超過したときに警報がJR 東 日 本 の 地 震 計 で は， 加 速 度 と SI 値6）

出力される。S 波検知による警報範囲は，地震計（Spectral Intensity）が出力される。なお，加速度ごとに予め定められており，制御区間は固定であは鉄道構造物の被害との相関を良くするために，る。一般的に，P 波検知は，S 波検知よりも警報

通過帯域0.05〜 5 Hz のバンドパスフィルタを適を早く出力できることが期待される。

用した加速度 （以下，JR 加速度とする）が出力
7）3 ．日本海溝海底地震津波観測網の概要
NIED では，千葉県から北海道にかけての太平洋沖に地震計と津波計からなる S-net を整備した 4, 5）。この観測網では，150地点の地震計と津波計を全長約5,500 km の光海底ケーブルで結び，
リアルタイムの観測が行われている。観測網は，
図 2 のように日本海溝の内側に房総沖（S1），茨城・福島沖（S2），宮城・岩手沖（S3），三陸沖北部（S4），釧路・青森沖（S5），外側に海溝軸外側（アウターライズ，S6）の 6 つのサブシステムで構成されている。海底地震計のケーブル上での設置間隔は，海溝軸内側では30 km，外側では60 km 間
隔であり，観測網としては海溝軸直交方向に30km 間隔，平行方向に60 km 間隔のメッシュ状になるべくなるように配置されている。

4 ．海底地震計を用いた早期地震検知
図2

JR 東日本の沿線地震計，内陸地震計，および海岸地震計と，NIED による海底地
震計と陸上局の設置位置

S-net の海底地震計は，新幹線における早期地
震検知では，2011年の東北地方太平洋沖地震のようなプレート境界で発生する大地震をより早期に

194

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

検知することを主目的に利用する。そこで，このフセットフィルタが追従しきれていない場合や後ような利用を念頭に，海底地震計での地震の検知者が発生した場合には，海底地震計で観測され方法，列車を緊急停止させる警報を出力する制御る地震動の JR 加速度は一般的に実際よりも過大

基準値，警報の誤警報防止，および列車を緊急停になると考えられる。これによって，検知される

止させる区間である制御区間の検討を行った。

地震が増加する可能性がある一方で，安全性が損
なわれることは少ないと考えられる。そこで，海4. 1

地震の検知方法の選択

底地震計の傾動や揺動が海底地震計で観測される

海底地震計による早期地震検知に用いる地震のJR 加速度に与える影響は考慮しないことにした。

検知方法は，以下に記載する宮腰ら による検討
9）に基づいて S 波検知とした。鉄道における早期

4. 2

制御基準値の設定

地震検知の方法には，前述のように P 波検知と S

S-net の海底地震計は，新幹線沿線から離れた波検知がある。このうち，P 波検知は地震波の初海底に設置されている。地震動は伝播距離に応じ動の微弱な震動を利用することから，より早く警て減衰することから，震源に近い海底地震計で観報を出力できる一方で，事前に海底地震計が記録測される地震動は線路沿線に比べて大きくなる。

するノイズの特性や P 波の初動部分の特性を把

また，東北地方の太平洋沖の海底には軟弱な地盤握する必要がある。したがって，海底地震計のデーが堆積していることが知られており11），海底地震タを蓄積して，これらの特性について検証を重ね計で観測される地震動は海底の軟弱地盤により増た上で P 波検知の実現性を検討することが望ま

幅される12, 13）。そこで，図 3 に示すように海底地しいとした。一方で，S 波検知は強震動を対象に震計による S 波検知の制御基準値は，伝播によするため，ノイズが警報に影響をおよぼす可能性

る地震動の減衰と海底の軟弱地盤による地震動のが比較的低いと考えられる。また，S-net のよう増幅を考慮して設定することにし，地震動の減衰な密な観測網では，海底地震計の近傍で発生したを考慮した基準値と海底地盤による地震動の増幅

大地震を検知することが主な目的であるため，P倍率の乗算値とすることにした。前述のように早波と S 波の走時差は陸上に比べて小さく，陸上

期地震検知の P 波検知では，JR 加速度が80gal 以の地震計ほど P 波検知の優位性は高くない。そ上と推定される範囲に警報が出力される。これかのため，海底地震計の観測データが少ない現段階

ら，海底地震計による S 波検知の制御基準値は，では，海底地震計による地震の検知方法は S 波

線路沿線で JR 加速度80gal に相当する海底地震検知が望ましいとした。これから，海底地震計に計の設置位置における JR 加速度とすることにしよる早期地震検知には，S 波検知を用いることにた。

した。なお，海底地震計での JR 加速度は，海底
地震計で観測された加速度を漸化式フィルタでリ
アルタイムでオフセットを除去した上で，通過帯
域0.05〜 5 Hz のバンドパスフィルタを適用した
3 成分を合成することで求めている。
S-net の海底地震計のようなインライン式の海底地震計では，強震動によって地震計の姿勢角が変化する傾動や，強震動によって地震計の筐体が振動するように僅かに回転する揺動が発生する場
合があることが知られている10）。観測される加速度波形に，前者はオフセットとして，後者はノイズとして現れる。前者が発生したときに前述のオ

図3

海底地震計による S 波検知の制御基準値の考え方

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）195（1）地震動の減衰を考慮した基準値を基に，地震動の減衰を考慮した海底地震計の基伝播による地震動の減衰を考慮した海底地震

準値を設定した。

計の基準値の設定方法について検討した。この初めに，太平洋沖における東北新幹線の線路か

基準値は，図 3 に示すように，線路沿線の JR 加らの距離とプレート上面の深さの関係をモデル化

速度が80 gal の場合の震源における地震のマグニした。海底地震計の位置におけるプレート上面のチュードを地震動の距離減衰式を用いて推定し，深さは，この深さに関する研究事例14-16）を基に作そのときの海底地震計の設置位置における JR 加

成された太平洋プレートの形状の数値データ17）を

速度を推定することで設定した。ここで，新幹線利用した。図 5 には，海底地震計から東北新幹線における早期地震検知において，海底地震計で検の線路までの最短距離，つまり線路と直交する両知すべき地震は，2011年の東北地方太平洋沖地震

者間の距離と海底地震計の位置におけるプレートのようなプレート境界で発生する大地震としたこ

上面の深さの関係を示す。この図によると，これとから，震源は図 3 および図 4 に示すように日本らの関係は，房総沖サブシステム（S1）南部，房海溝から沈み込む太平洋プレートと陸側のプレー

総沖サブシステム（S1）北部から三陸沖北部サブトの境界（以下，プレート上面とする）に位置すシステム（S4），および釧路・青森沖サブシステ

ると仮定する。

ム（S5）の 3 つに区分される。図中には，最小二地震動の減衰を考慮した海底地震計の基準値

乗法により求めたこれらの関係の一次回帰直線をは，東北新幹線の線路から10 km 離れるごとに設示した。一次回帰直線の傾きから，線路に直交す定することにし，10 km ごとの基準値を一般化しる方向でのプレート上面の傾斜角は，房総沖サた。以下では，10 km ごとに設定した海底地震計

ブシステム（S1）南部が約30度，房総沖サブシスの仮想位置における基準値を算出する。ここで，テム（S1）北部から三陸沖北部サブシステム（S4）震源はプレート上面に位置すると仮定したことかが約10度，釧路・青森沖サブシステム（S5）が約

ら，震源の深さは陸地に近づくにしたがって深く

5 度である。

なる。そこで，初めに新幹線の線路からの距離に

次に，線路沿線の JR 加速度が80 gal の場合に，応じた震源の深さ，つまりプレート上面の深さをモデル化した。次に，海底地震計の受持ち範囲を定めた上で，線路沿線の JR 加速度が80 gal の場
合に，海底地震計の設置位置における JR 加速度を推定した。そして，この推定された JR 加速度

図5

図4

地震動の距離減衰を考慮した海底地震計の制御基準値の設定方法の概要．上段は断面図，下段は平面図

S-net の海底地震計の東北新幹線の線路からの距離とその位置におけるプレート上面の深さとの関係．房総沖サブシステム（S1），茨城・福島沖サブシステム（S2），宮城・岩手沖サブシステム（S3），三陸沖
北部サブシステム（S4），釧路・青森沖サブシステム（S5）の場合．図中の直線は最小二乗法により求めた一次回帰直線．

196

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

海底地震計の設置位置における JR 加速度を推定するにあたって，海底地震計の受持ち範囲を設定する。海底地震計の受持ち範囲とは，その範囲内
で地震が発生したときに，当該の海底地震計が最も早く警報を出力することを期待する範囲である。したがって，この受持ち範囲は厳密には海底地震計の設置位置を母点としてボロノイ分割された範囲となる。ただし，海底地震計の受持ち範囲
をボロノイ分割した範囲とすると，海底地震計ごとに受持ち範囲の大きさが異なることになり，その扱いが煩雑になる。これに加えて，S-net の海底地震計が概ね等間隔で配置されていること，海底地震計の受持ち範囲は海域全体を隙間なく埋める必要がある一方で，範囲が重複することは許容できることから，この範囲は同じ大きさの長方形で統一することにした。なお，この範囲以外で発生した地震であっても，海底地震計の制御基準値

図6

S-net の房総沖サブシステム（S1）における海底地震計の配置（計画時）とその受持ち範囲．

を超過した場合には警報が出力される。
海底地震計の受持ち範囲とする長方形をモデル

衰を考慮した海底地震計の基準値の一般化にあ

化するにあたって，実際の海底地震計の配置につたって，図 4 の上図に示すようにプレート上面にいて調べた。海底地震計は，日本海溝の海溝軸内平行とした。新幹線の線路から10 km 離れるごと

側では海溝軸直交方向に30 km 間隔，平行方向にに設定する海底地震計の仮想位置におけるこの深60 km 間隔のメッシュ状になるべくなるように配さは，図 5 に示した新幹線の線路からの距離とプ置されている4, 5）。このように配置された海底地

レート上面の深さの関係式から求まる深さとし震計に対して，海底地震計の受持ち範囲として，

た。また，プレート上面の傾斜角は，前述の 3 つ

海底地震計とその海底地震計から東北新幹線の線の区分ごとの値とした。したがって，海底地震計

路の最も近い地点を結ぶ直線に直交する長方形をの受持ち範囲は，平面が図 4 の下図に示すような設定した。このような長方形で海域全体を隙間な長方形で，断面が上図に示すようにプレート上面

く埋めるためには，図 6 に示した房総沖サブシに平行な範囲となる。

ステム（S1）の例のように，海底地震計とその海海底地震計の受持ち範囲は，東北新幹線の線路

底地震計から線路の最も近い地点を結ぶ直線と直から10 km 離れるごとに設定する海底地震計の仮

交方向に海底地震計を中心に90 km，平行方向に

想位置に，海底地震計の位置を中心にした平面的30 km が必要であった。そこで，海底地震計の受に90×30 km の長方形をプレート上面に投影した持ち範囲は，海底地震計の位置を中心にした平面

範囲として設定する。そして，この範囲に図 4 に的に90×30 km の長方形とすることにした。した示すように，水平距離で 1 km 刻みで仮想震源をがって，地震動の減衰を考慮した海底地震計の基設定する。仮想震源は，海底地震計の仮想位置準値の一般化にあたって，海底地震計の受持ち範

ごとに，31×91地点の2,821地点を設定する。そ囲は，図 4 の下図に示すように，線路と平行方向

して，各々の仮想震源の位置に対して，線路沿に90 km，直交方向に30 km の長方形を設定する

線における JR 加速度が80 gal となる地震のマグことにした。

ニチュードを算出する。この算出にあたっては，

海底地震計の受持ち範囲の断面は，地震動の減式（1）に示す是永ら18）による JR 加速度の最大値

197

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）（PGAJR）に対する距離減衰式を用いた。
log(PGAJR)＝0.54624M ＋0.0058D －0.00332X ＋
0.00176−log(X＋0.00492×100.5M)（1）
ここで，M は地震のマグニチュード，D は震源の深さ（km），X は断層最短距離（km）である。
なお，この算出にあたっては，断層の長さとマグ
ニチュードとの相似則19）による断層面がプレート
上面に広がるものとして，断層面から線路までの最短距離を震源距離とした。この算出されたマグ
ニチュードを用いて，海底地震計の仮想位置における JR 加速度を是永ら18）を用いて算出する。そ図7

房総沖サブシステム（S1）北部から三陸沖北部サブシステム（S4）の場合の東北
新幹線の線路からの距離に応じた地震動の減衰を考慮した基準値と，その基準値に海底の軟弱地盤による増幅倍率1.9を乗じた値

して，海底地震計の仮想位置ごとに，2,821地点の仮想震源の中で，JR 加速度が最小値となる場

くなると考えられる。また，震源が陸地に近い場合を抽出する。

合には，プレート上面より下部で発生する地震

このようにして，線路から10 km 離れるごとには，震源から海岸地震計までと海底地震計までと設定した海底地震計の仮想位置において，海底地の距離の差が小さいことから，海岸地震計による震計の受持ち範囲内に設定した仮想震源の中で，P 波検知で警報が出力されることが期待される。

線路沿線における JR 加速度を80 gal としたとき

よって，震源の位置をプレート上面とすることは，に，海底地震計における JR 加速度が最小値とな

海底地震計で検知すべき地震をプレート境界で発る場合が抽出される。この抽出された値を，線路生する大地震としたことに加えて，上記のことかから10 km ごとの地点における距離減衰を考慮しら妥当と考えた。

た海底地震計の基準値とする。図 7 には，房総沖
サブシステム（S1）北部から三陸沖北部サブシス（2）海底地盤による地震動の増幅効果

テム（S4）の場合を例に，線路から10 km ごとの海底の軟弱地盤による地震動の増幅倍率につい地点における地震動の減衰を考慮した海底地震計て検討した。宮腰ら12）や林元・干場13）によると，の基準値を示す。

海底地震計で観測された地震動の S 波の増幅特性

なお，海底地震計で観測される地震動は，震央は陸域の場合と大きく異なる。宮腰ら12）は，東京

位置が同じ場合に，一般的にプレート上面で発生

大学地震研究所の釜石沖の海底地震計とその周辺する地震に比べて，これより上部で発生する地震の陸域の参照点における最大加速度を比較して，で大きく，下部で発生する地震で小さくなる。よっ海底地震計が陸域の参照点に比べて平均的に大きて，プレート上面より上部で発生する地震は，プ

い傾向にあるとした。これには，東北地方の太平

レート上面で発生する地震に比べて，海底地震計

洋沖の海底に存在する軟弱地盤11）による地震動ので検知されやすいと考えられる。一方で，これよ増幅の影響が推察される。

り下部で発生する地震は検知されにくいと考えら

海底の軟弱地盤による地震動の増幅倍率を求れる。ただし，震源が陸地から遠い場合には，震めるにあたって，陸域で観測された多数の JR 加源から海底地震計までの距離に対する震源から新速度の最大値を用いて作成された是永ら18）による幹線の線路までの距離の比が小さいことから，海距離減衰式を利用した。増幅倍率は，震源が海底地震計で観測される地震動の差は相対的に小さ底地震計の受持ち範囲にある地震を用いて，海198

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

底地震計で観測された JR 加速度と是永ら18）によ共通の増幅倍率として用いることにした。

る距離減衰式で推定される海底地震計の地点における JR 加速度との比から算出した。この算出（3）制御基準値の設定

は，2016年 3 月から2017年 6 月に発生したマグ

海底地震計による S 波検知の制御基準値は，前ニチュード5.0以上の地震を S-net の海底地震計の述のように地震動の減衰を考慮した基準値に海底

データセット20）から抽出して行った。その結果，の軟弱地盤による地震動の増幅倍率1.9を乗じた37の地震の46事例が抽出され，その頻度分布を図ものとした。図 7 には，房総沖サブシステム（S1）8 に示す。増幅倍率は，対数での幾何平均が0.286，

北部から三陸沖北部サブシステム（S4）の場合を実数では1.9倍となる。ただし，個々の増幅倍率

例に，東北新幹線の線路から10 km ごとの地点にはばらついている。Kodaira et al. 11）によると，東おける地震動の減衰を考慮した海底地震計の基準

北地方の太平洋沖の海底に存在する軟弱地盤の厚値に海底の軟弱地盤による地震動の増幅倍率1.9

さは場所によって異なっている。そのため，海底を乗じた値を示す。海底地震計の S 波検知の制

地震計の地点による増幅倍率の差異は軟弱地盤の御基準値は，図 7 に示したような地震動の減衰を厚さの違いなどよって生じていることが推察され考慮した海底地震計の基準値に海底の軟弱地盤にる。

よる地震動の増幅倍率1.9を乗じた値の一の位を

林元・干場13）は，海底の軟弱地盤による地震動

切り捨てた上で，線路から10 km ごとの地点からの増幅がマグニチュードの推定に与える影響を軽10 km 以遠までの範囲の値とした。図 9 には，こ減するために，地震動の上下動変位振幅を用いたのようにして設定した房総沖サブシステム（S1）マグニチュードの推定方法を提案している。一方

南部，房総沖サブシステム（S1）北部から三陸沖

で，海底の軟弱地盤が地震動の加速度に与える影

北部サブシステム（S4），および釧路・青森沖サ

響の除去方法や，これによる加速度の増幅倍率とブシステム（S5）の制御基準値を示す。このよう軟弱地盤の厚さとの関係は解明されていない。まに制御基準値に差異が生じるのは，新幹線の線路

た，抽出した37の地震の震源は地域的な偏りが大に直交する方向における太平洋プレートの沈み込

きく，受持ち範囲内で大きな地震が発生していな

む角度の違いによって，線路からの距離が同じで

い海底地震計も多数存在する。そのため，海底地あってもプレート上面の深さが異なることに主に震計による観測データが少ない現状では，これら起因する。なお，プレート上面の傾斜角自体の差の解明は今後の課題として，まずは地震動の増幅

異が制御基準値に与える影響は小さかった。

倍率の平均値である1.9倍を全ての海底地震計で

図8

海底の軟弱地盤による地震動の増幅倍率
の頻度分布

図9

東北新幹線の線路からの距離に応じた海底地震計の S 波検知の制御基準値

199

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

4. 3

誤警報防止

過し，かつもう 1 地点において誤警報防止の基準

海底地震計の制御基準値は前節のように設定し値とした JR 加速度 5 gal を超過した場合とした。

たが， 1 地点のみの情報では，この基準値を超過するノイズによって誤警報が出力されるおそれが

4. 4

制御区間

ある。誤警報を防止するために， 1 地点の海底地

海底地震計により列車を緊急停止させる制御区

震計が前節の制御基準値を超過し，かつもう 1 地

間は，既存の S 波検知と同様に固定とすること

点における観測値が一定の基準値を超過した場合にし，既存の海岸地震計の制御区間を活用するこに警報を出力することにした。2017年 6 月から 7とにした。遠方の海域で発生した大地震では，強月における房総沖サブシステム（S1）の全22地点

震動が広域に広がるおそれがあることから，海底の海底地震計における電気的・物理的ノイズを調地震計の制御区間は，当該海底地震計から最も近べた。その結果，JR 加速度で 3 gal を超過したイ

い海岸地震計の制御区間と，その両隣の海岸地震

ベントは，全て気象庁が発表した地震の発生時刻

計の制御区間とした。

と対応するもので，海底地震計の電気的・物理的したがって，ある海底地震計で地震動が制御基ノイズに起因して JR 加速度が 3 gal 以上になる

準値を超過し，かつもう 1 地点において誤警報防

ことはなかった。そこで，誤警報防止の基準値を止の基準値を超過すると，制御基準値を超過した

JR 加速度で 5 gal に設定することにした。

海底地震計から最も近い海岸地震計の制御区間と次に，誤警報防止機能による警報出力の遅延の

その両隣の海岸地震計の制御区間に警報が出力さ有無について調べた。2016年 3 月から2017年 6 月れる。これが海底地震計による警報の第 1 報であに S-net の海底地震計で観測されたマグニチューる。その後，時間の経過とともに，最も近い海岸

ド5.5以上の地震について，海底地震計で制御基地震計が異なる海底地震計において，地震動が制準値を超過した時刻と誤警報防止の基準値 5 gal

御基準値を超過した場合には，警報の第 2 報としを超過した時刻との時間差を調べた。その結果，てその海岸地震計と両隣の海岸地震計の制御区間

表 1 に示すように，マグニチュード 6 以上の事例に警報が出力される。その後，最も近い海岸地震

では両者の時間差がほとんどないのに対して，マ計が追加されるごとに，警報の出力が追加される。

グニチュード 6 以下の事例では数秒の差が認めら

なお，JR 東日本の新幹線において，S-net の海れた。この期間に発生した地震の事例数は少ない

底地震計を利用した早期地震検知の警報を出力すが，マグニチュードが小さい地震ほど両者の時間る区間は東北新幹線の全線と上越新幹線の太平洋差が大きくなる傾向が示唆される。しかし，海底側の一部区間である。

地震計の早期地震検知への利用は大地震対策であることから，誤警報防止の基準値を JR 加速度で

4. 5

海底地震計情報の伝送と警報発令

S-net の海底地震計による観測データは，図 1

5 gal とすることは妥当と考えた。
これから，海底地震計による S 波検知によるおよび図 2 に示すように，海底ケーブルの端部に警報の出力は，ある海底地震計が制御基準値を超設置された 5 つの NIED の陸上局に集約される。

表1

2016年 3 月から2017年 6 月に発生したマグニチュード5.5以上の地震の諸元と，海底地震計で制御基準値を超過した時刻と誤警報防止の基準値5gal を超過した時刻との時間差

発生日時

震源位置

震源の深さ
（km）

マグニチュード 警報との時間差
（Mj）
（秒）

線路沿線での最大 JR 加速度（gal）

2016/11/22 5：59

福島県沖

24.5

7.4

＋0.17

2016/11/24 6：23

福島県沖

23.8

6.2

±0.00

141.9
33.4

2017/ 1 / 5 2：53

福島県沖

26.5

5.6

＋4.39

19.8

200

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

そして，集約されたデータが JR 東日本の新幹線規制が実施されたのは，陸地に近い 3 つの地震の

早期地震検知システムのサーバに伝送される。こみである。このような地震では，海底地震計によのデータはリアルタイムで伝送することになる

る早期地震検知の効果は一般的に現れにくいと考が，観測データの全てを伝送するには，大容量のえられる。しかし，このような地震であっても効通信回線を整備する必要がある。そこで，NIED

果があることが分かった。ここでは，早期地震検の陸上局において観測されたデータにフィルタ等

知システムに海底地震計を利用する前に発生したを施して JR 加速度に変換した上で， 1 秒間の最2016年11月22日の福島県沖の M7.4の地震，およ大値を 1 秒ごとに伝送することにした9）。

び利用開始後に発生した2021年 2 月13日の福島県

新幹線早期地震検知システムのサーバでは，伝沖の M7.3の地震と2021年 3 月20日の宮城県沖の送されてきた海底地震計の JR 加速度が 1 地点に

M6.9の地震について，地震の検知時刻や警報範

おいて制御基準値を超過し，かつもう 1 地点で誤囲を調べた。なお，各地震の諸元は気象庁一元化

警報防止の基準値を超過した場合に警報が出力さ処理震源リストの値を示す。

れる。警報は，図 1 のように沿線地震計経由で変電所に伝送されて，変電所からの送電が停止され

5. 1

2016年11月22日の福島県沖の地震

2016年11月22日 5 時59分に福島県沖の深さ24.5る。

km で発生した M7.4の地震について，新幹線早5 ．海底地震計の効果

期地震検知システムによる警報の出力，海岸の観JR 東日本では，新幹線早期地震検知システム

測データ，および海底地震計のアーカイブデー

において，S-net の房総沖サブシステム（S1）をタ20）を用いて早期地震検知に海底地震計を利用し2017年11月 1 日，茨城・福島沖サブシステム（S2）た場合の効果を検証した。この地震の震源は，図から青森・釧路沖サブシステム（S5）までを2019

10のように陸地に近い。また，震源はプレート上

年 1 月25日に利用開始した。以下では，新幹線早面より上部に位置する。なお，この地震では沿線

期地震検知システムによる警報の出力，海岸地震

地震計によって速度規制が発令されたが，新幹線計と海底地震計の観測データ，および海底地震計の構造物に被害は発生していない。図10にはこののアーカイブデータ を用いて，海底地震計を早地震の震源と各地震計の位置，図11には海底地震

期地震検知に利用した場合の効果を検証した。

計と海岸地震計で観測された JR 加速度の絶対値

20）

海底地震計による早期地震検知の効果は，一般の時系列を示す。この地震では，図11に示すよう的に震源が陸地から遠いほど，震源の深さが浅いに，震源距離が約25 km の茨城・福島沖サブシス

ほど現れる。鈴木ら によると，2011年の東北地

テム（S2）の海底地震計 S2N13には S 波が，震源

方太平洋沖地震のときに，S-net の海底地震計が距離が約70 km のいわき海岸地震計に P 波が到達設置されていたとすると，S 波速度を3.5 m/s とする前に到達した。海底地震計 S2N13における仮定した場合に，海岸地震計に最も早く S 波が

JR 加速度が地震発生から約10秒後の5:59:56.35に到達する約27秒前に，震源に最も近い海底地震計

制御基準値を超過し，その0.17秒後の5:59:56.52にに S 波が到達すると試算している。また，P 波速

隣の海底地震計 S2N12における JR 加速度が誤警度を6.5 m/s と仮定すると，同様に海岸地震計に報防止の基準値を超過した。一方，いわき海岸地

P 波が到達する約10秒前に海底地震計に S 波が到

震計において P 波検知で警報が出力されたのは，達したと試算している。このように，海底地震計

地震発生から約22秒後の6:00:09.07である。したは太平洋沖の地震を早期に検知することが期待さがって，この地震では海底地震計が早期地震検知れる。

に導入されていれば，海岸地震計に比べて約12秒

21）

S-net の海底地震計の観測開始以降に，太平洋

早く警報を出力できた可能性がある。このように，沖の地震によって JR 東日本の新幹線で列車運転

震源が陸地に近い地震であっても，震源が浅けれ

201

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）ば，海岸地震計による P 波検知よりも，海底地5. 2震計による S 波検知が早く警報を出力できる場

2021年 2 月13日23時07分に福島県沖の深さ55.4

合があることが分かる。

2021年2月13日の福島県沖の地震

km で発生した M7.3の地震について，新幹線早図12には，この地震による東北新幹線における期地震検知システムによる警報の出力，海岸地震

速度規制区間，海岸地震計および海底地震計によ計と海底地震計の観測データを用いて検証した。

る地震検知時刻と警報範囲を示した。この地震でこの地震の震源は，図10に示すように陸地に近は海底地震計による S 波検知で，速度規制区間

い。また，震源はプレート上面より下部に位置すの全てに警報が出力されると考えられる。また，る。この地震では沿線地震計によって運転中止がこの地震において，海岸地震計では地震検知の第発令されるとともに，東北新幹線の構造物に被害

1 報から第 3 報までの警報が出力された。

が発生した。図10にはこの地震の震源と各地震計

なお，4.3節で示したように，この地震では海の位置，図13には海底地震計と海岸地震計で観測

底地震計 S2N13において制御基準値を超過したされた JR 加速度の絶対値の時系列を示す。この0.17秒後に，隣接する海底地震計 S2N12において地震では，震源距離が約86 km の金華山海岸地震

誤警報防止の基準値5 gal を超過している。この計において地震発生から約15秒後の23:08:06.09にため，この地震では誤警報防止機能による警報出P 波検知の第 1 報，その後23:08:08.09に P 波検知

力の遅延はわずかである。

の第 2 報が出力された。さらに，震源から最も近図10

2016年11月22日の福島県沖の M7.4の地
震，2021年 2 月13日 の 福 島 県 沖 の M7.3の 地 震， お よ び2021年 3 月20日 の 宮 城
県沖の M6.9の地震の震源，海底地震計，
海岸地震計，および沿線地震計の位置

図112016 年 11 月 22 日 に 福 島 県 沖 で 発 生 した M7.4 の 地 震 の 海 底 地 震 計（S2N12,
S2N13）といわき海岸地震計で観測された JR 加速度の絶対値の時系列と警報出力時刻．図中の矢印は，地震動が当該の基準値を超過した波形．

202

図12

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

2016年11月22日の福島県沖の M7.4の地震，2021年 2 月13日の福島県沖の M7.3の地震，および2021年
3 月20日の宮城県沖の M6.9の地震による東北新幹線の構造物に被害が発生した区間，運転規制区間，
海岸地震計および海底地震計による地震検知時刻と警報範囲．海岸地震計および海底地震計による地震検知の①，②，③はそれぞれ早期地震検知の第 1 ， 2 ， 3 報．

い震源距離が約56 km の茨城・福島沖サブシステ

地震計による P 波検知であるが，P 波検知で警報

ム（S2）の海底地震計 S2N02において，地震発生が出力されなかった一部の構造物に被害が発生しから約18秒後の23:08:09に観測値が制御基準値をた区間，および運転中止区間や速度規制区間に対超過して S 波検知で警報が出力された。震源がして海底地震計による S 波検知で最初に警報が陸地に近く深いこの地震では，海岸地震計による出力された。このように，この地震では海岸地震

P 波検知が海底地震計による S 波検知に比べて早計と海底地震計が補完し合って地震の早期検知がく警報が出力された。

できたといえる。

図12には，この地震による東北新幹線の構造物

なお，この地震では海底地震計 S2N02においてが被害を受けた区間，運転中止区間，速度規制区

制御基準値を超過する約 8 秒前に，隣接する海底間，海岸地震計および海底地震計による地震検知

地震計 S2N03において誤警報防止の基準値 5 gal

時刻と警報範囲を示した。この地震では，金華山を超過している。このため，この地震では誤警報

海岸地震計による P 波検知の第 1 報と第 2 報で防止機能による警報の出力の遅延はなかった。

構造物に被害が発生した区間および運転中止区間のほとんどに対して警報が出力されているが，一5. 3部の区間に対しては警報が出力されていない。こ2021年 3 月20日18時09分に宮城県沖の深さ59.5

2021年 3 月20日の宮城県沖の地震

れらの全ての区間に警報が出力されたのは海底地km で発生した M6.9の地震について，新幹線の震計による S 波検知の第 1 報で，速度規制区間

早期地震検知システムによる警報の出力，海岸地の全ての区間に警報が出力されたのは海底地震計

震計と海底地震計の観測データを用いて検証しによる S 波検知の第 2 報である。この地震ではた。この地震の震源は図10に示すように陸地に近最初に早期地震検知の警報が出力されたのは海岸

く，金華山海岸地震計が海底地震計よりも震源に203

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

図132021 年 2 月 13 日 に 福 島 県 沖 で 発 生 した M7.3 の 地 震 の 海 底 地 震 計（S2N02,
S2N03）と金華山海岸地震計で観測された JR 加速度の絶対値の時系列と警報出力時刻．図中の矢印は，地震動が当該の基準値を超過した波形．

図142021 年 3 月 20 日 に 宮 城 県 沖 で 発 生 した M6.9 の 地 震 の 海 底 地 震 計（S2N25,
S2N26）と金華山海岸地震計で観測された JR 加速度の絶対値の時系列と警報出力時刻．図中の矢印は，地震動が当該の基準値を超過した波形．

く警報が出力された。
近い。また，震源はプレート上面より下部に位置

図12には，この地震による東北新幹線におけるする。この地震では沿線地震計によって運転中止

運転中止区間，速度規制区間，海岸地震計およびと速度規制が発令されたが，新幹線の構造物に被海底地震計による地震検知時刻と警報範囲を示

害は発生していない。図10にはこの地震の震源とした。この地震では，金華山海岸地震計による P

各地震計の位置，図14には海底地震計と海岸地震波検知で運転中止区間と速度規制区間の多くに警計で観測された JR 加速度の絶対値の時系列を示

報が出力されたが，残りの区間に対して最初に警す。この地震では，震源からの距離が最も近く，報が出力されたのは海底地震計による S 波検知

震源距離が約63 km の金華山海岸地震計においての第 1 報である。この地震においても，最初に早地震発生から約13秒後の18:09:57.16に P 波検知で期地震検知による警報が出力されたのは海岸地震警報が出力された。さらに，海底地震計では震源計による P 波検知であるが，P 波検知で警報が出

距離が約73 km の宮城・岩手沖サブシステム（S3）

力されなかった一部の運転中止区間と速度規制区の海底地震計 S2N26において，地震発生から約間に対して海底地震計による S 波検知で最初に26秒後の18:10:05に観測値が制御基準値を超過し警報が出力された。このように，海底地震計よりて S 波検知で警報が出力された。震源が陸地にも海岸地震計の方が震源に近いこの地震において近く深いこの地震においても，海岸地震計によるも，海岸地震計と海底地震計が補完し合って地震P 波検知が海底地震計による S 波検知に比べて早の早期検知ができたといえる。

204

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

なお，この地震では海底地震計 S2N26におい

出力する方法とした。また，制御区間は，制御基て制御基準値を超過する約 7 秒前に，隣接する海準値を超過した海底地震計から最も近い海岸地震底地震計 S2N25において誤警報防止の基準値5gal

計の制御区間とその両隣の海岸地震計の制御区間を超過している。このため，この地震では誤警報とした。

防止機能による警報の出力の遅延はなかった。

海底地震計を地震の早期検知に利用した場合の効果を検証した。2016年11月22日の福島県沖の地

5. 4

海底地震計の効果のまとめ

海底地震計の早期地震検知の効果は，2011年の震のように，震源が陸地に近くても，震源が浅ければ，海底地震計による S 波検知が海岸地震計

東北地方太平洋沖地震のような震源が陸地からによる P 波検知より早く警報を出力できる場合

遠く浅い地震ほど大きいと一般的に考えられる。

があることが分かった。一方で，2021年 2 月13日

2016年11月22日の福島県沖の地震のように，震源の福島県沖の地震と2021年 3 月20日の宮城県沖のが陸地に近くても，震源が浅ければ，海底地震計

地震のように，震源が陸地に近く深い地震では，による S 波検知が海岸地震計による P 波検知よ海岸地震計による P 波検知が海底地震計による S

り早く警報を出力できる場合があることが分かっ

波検知より早く警報が出力された。しかし，海岸た。一方で，2021年 2 月13日の福島県沖の地震と地震計による P 波検知で警報が出力されなかっ2021年 3 月20日の宮城県沖の地震のように，震源た一部の構造物に被害が発生した区間や運転規制

が陸地に近く深い地震では，海岸地震計による P区間に対して海底地震計による S 波検知で最初

波検知が海底地震計による S 波検知より早く警報に警報が出力された。海底地震計の効果は，震源が出力された。しかし，海岸地震計による P 波が陸地から遠く浅い地震ほど大きいと一般的に考検知で警報が出力されなかった一部の構造物に被えられるが，震源が陸地に近くても，海底地震計

害が発生した区間や運転規制区間に対して海底地に早期地震検知の効果があることが分かった。こ震計による S 波検知で最初に警報が出力された。

れから，海岸地震計と海底地震計が補完し合うこ

このように震源が陸地に近く深い地震であってもとで，海域で発生する地震の早期検知の効果が向海底地震計に早期地震検知の効果があることが分上すると考えられる。このように，S-net の海底かった。これから，海岸地震計と海底地震計が補

地震計は太平洋沖で発生する地震の早期検知に既完し合うことで，海域で発生する地震の早期検知に効果を発揮しており，新幹線の安全性の向上にの効果が向上すると考えられる。

貢献しているといえる。
JR 東日本では，新幹線早期地震検知システム

6 ．まとめ
新幹線における早期地震検知に S-net の海底地に S-net の房総沖サブシステム（S1）を2017年11月 1 日に利用開始した。さらに，茨城・福島沖サ

震計を利用するために，海底地震計での地震の検ブシステム（S2）から青森・釧路沖サブシステム

知方法，列車を緊急停止させる警報を出力する制（S5）までを2019年 1 月25日に利用開始した。今

御基準値，警報の誤警報防止，および列車を緊急回導入した早期地震検知方法は，限られた海底地停止させる制御区間の検討を行った。海底地震計

震計の観測データに基づいて決定したものであによる地震検知方法には，S 波検知を採用した。

る。今後は，海底地震計の観測データを蓄積する

制御基準値は，伝播による地震動の減衰と海底地ことで，海底地震計による地震の検知方法や，海盤による地震動の増幅を考慮して設定する方法を

底の軟弱地盤による地震動の増幅倍率の精度を高開発した。誤警報防止の方法として，ノイズによめて，より適切な海底地震計の制御基準値の設定

る誤警報を防止するために， 1 地点の海底地震計方法の開発を進めて行きたいと考えている。さらが制御基準値を超過し，かつもう 1 地点におけるに，在来線の早期地震検知にも海底地震計を活用

値が誤警報防止の基準値を超過した場合に警報をする方法の開発を進めて行きたいと考えている。

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）謝辞
本研究では，国立研究開発法人防災科学技術研
究所と東日本旅客鉄道株式会社の地震計の観測値を利用しました。それぞれの機関において観測とデータの保存・整理に従事された方々に深く感謝申し上げます。また，一部の図の作成にはGeneric Mapping Tools22）を利用しました。

参考文献
1 ）堀込順一：JR 東日本における地震対策と運転規制概要，新線路，Vol.60，pp.59-61，2006．
2 ）岩橋寛臣・岩田直泰・佐藤新二・芦屋公稔：早期地震警報システムの実用化，鉄道総研報告，
Vol.18，No. 9，pp. 23-28，2004．
3 ）水野光一朗・大澤裕之・相沢文也：JR 東日本
における地震情報の活用−早期地震検知の取り
組み−，JREA（日本鉄道技術協会誌），Vol.61,
pp.42277-42280，2018．
4 ）植平賢司：日本海溝海底地震津波観測網，計測と制御，Vol. 53，No. 6，pp. 477-481，2014．
5 ）Aoi, S., Y. Asano, T. Kunugi, T. Kimura, K. Uehira,N. Takahashi, H. Ueda, K. Shiomi, T. Matsumotoand H. Fujiwara: MOWLAS: NIED obser vation
network for earthquake, tsunami and volcano,
Earth Planets Space, Vol.72, 126, 2020.
6 ）Housner, G. W.: Spectrum intensities of strongmotion ear thquakes, Proc. Symposium on
Ear thquake and Blast Ef fects on Str uctures,pp.20-36, 1952.
7 ）美藤恭久・中村 豊・富田健司：東海道・山陽新幹線における地震時ダウンタイム短縮化
対策，鉄道技術研究報告，Vol. 1294，pp. 1-38，
1985．
8 ）中村洋光・岩田直泰・芦屋公稔：地震時運転規制に用いる指標と鉄道被害の統計的な関係，鉄道総研報告，Vol. 19，No.10，pp. 11-17，2005．
9 ）宮腰寛之・山本俊六・祗園昭宏・神山真樹・他
谷周一・渡辺 篤・功刀 卓：鉄道の早期地震
警報への海底地震計情報活用に向けたデータ
処理，鉄道総研報告，Vol.29，No.1，pp.35-40，2015．
10）林元直樹・齋藤 潤・足達晋平・森本雅彦・本多誠一郎・小寺祐貴・干場充之・中村武史・功刀 卓：緊急地震速報への海底地震計の振幅情報の活用に向けた取り組み，日本地球惑星科学
連合2018年大会予稿集，SCG65-04，2018．

20511）Kodaira, S., Y. Nakamura, Y. Yamamoto, K.
Obana, G. Fujie, T. No, Y. Kaiho, T. Sato, and S.
Miura: Depth-varying structural characters in therupture zone of the 2011 Tohoku-oki earthquake,:
Geosphere, Vol.13, pp.1408-1424, 2017.
12）宮腰寛之・津野靖士・岩田直泰・山本俊六・酒井慎一・篠原雅尚：早期地震警報システムに海底地震計を利用するための基礎検討，日本地球惑 星 科 学 連 合2013年 大 会 予 稿 集，SSS23-P03，
2013．
13）林元直樹・干場充之 : 緊急地震速報における東南海海底地震計活用のための走時補正・マグニ
チュード補正の検討，験震時報，Vol.76，pp.6981，2013．
14）Kita, S., T. Okada, A. Hasegawa, J. Nakajima and
T. Matsuzawa: Anomalous deepening of a seismic
belt in the upper-plane of the double seismiczone in the Pacific slab beneath the Hokkaido
corner: Possible evidence for thermal shielding
caused by subducted forearc crust materials,
Earth Planet. Science Lett., Vol.290, pp.415-426,
2010.
15）Nakajima, J., and A. Hasegawa: Anomalous lowvelocity zone and linear alignment of seismicity
along it in the subducted Pacific slab beneath
Kanto, Japan: Reactivation of subducted fracturezone?, Geophys. Res. Lett., Vol.33, L16309, 2006.
16）Nakajima, J., F. Hirose, and A. Hasegawa:
Seismotectonics beneath the Tokyo metropolitanarea, Japan: Effect of slab-slab contact and overlap
on seismicity, J. Geophys. Res., Vol.114, B08309,
2009.
17）弘 瀬 冬 樹： プ レ ー ト の 形 状 の 数 値 デ ー タ，https://www.mri-jma.go.jp/Dep/sei/fhirose/
plate/PlateData.html，2021年 4 月 2 日．
18）是永将宏・岩田直泰・山本俊六・野田俊太・下野五月・小野友也：早期地震情報の利用を念頭に置いた距離減衰式の提案，土木学会第66回年次学術講演会，pp.961-962，2011．
19）宇津徳治：地震学，共立出版，286p.，1977．
20）National Research Institute for Ear th Scienceand Disaster Resilience, NIED S-net, National
Resear ch Institute for Ear th Science andDisaster Resilience 2019, https://doi:10.17598/
NIED.0007，2021年 4 月 2 日．
21）鈴木博人・宮腰寛之・山本俊六・青井 真・鈴
木 亘：東北・上越・北陸新幹線における 早期206

鈴木・宮腰・山本・是永・鈴木・青井：新幹線における海底地震計を利用した早期地震検知とその効果

地震検知システムの変遷と海底地震計の導入，
第9 回インフラ・ライフライン減災対策シンポ
ジウム講演集，pp.176-181，2019．
22）Wessel, P. and W. H. F. Smith: New, improved
version of Generic Mapping Tools released, EOS

要Trans AGU. 79, 579p, 1998.
（投 稿 受 理：令和 3 年 4 月 2 日
訂正稿受理：令和 3 年 7 月 2 日）

旨

高速鉄道では，地震発生時に速やかに列車を減速・停車させることが重要である。新幹線では，
線路沿線や線路から離れたより震源に近い地点に設置された地震計で観測される地震情報を利用して，線路に主要動が到達する前に列車を減速・停止させる早期地震検知システムが構築されている。近年，太平洋沖に海底地震計の観測網が整備された。海底地震計を早期地震検知シ
ステムに利用することができれば，東北地方太平洋沖地震などの沈み込み帯で発生する地震をより早く検知できると期待される。そこで，新幹線の早期地震検知システムに海底地震計を利用する方法を開発し，海底地震計のしきい値の設定方法や誤警報の防止方法を提案した。さらに，
海底地震計を早期地震検知システムに利用することの効果を検証した。JR 東日本では，房総沖のエリアの海底地震計を2017年11月 1 日に，茨城・福島沖から青森・釧路沖のエリアを2019年
1 月25日に利用開始した。