シリーズ「新・強震観測の最新情報」（第 17 回）東京ガスの超高密度リアルタイム地震防災システム
SUPREME の概要
東京ガス（株）防災・供給部

田村健・水上清二・土師正聖

1．はじめに

3．地震時の安全確保の仕組み

東京ガスでは 1,000 万件を超えるお客さまがいつでも安地震発生時には，被害が大きな地域へのガス供給を速や心して安全に都市ガスを利用できるよう，ガスの安定供給かに停止し，火災などによる二次災害を防止することが重と保安の確保に努めている．こうした取り組みは，大規模要である．地震時は，まず建物内の安全を確保し，被害が地震が発生した場合も例外ではなく，過去に発生した地震大きい地域は面的にガスの供給を停止することで，お客さの教訓を受けて地震に強い設備形成を進めるとともに，地まの安全を確保している．

震時の二次災害防止に向けた取り組みを進めている．その建物内の安全確保

代表的なものとして，東京ガスでは超高密度リアルタイム

3.1

地震防災システム（Super-dense Realtime Monitoring of

地震時の建物内でのガスによる二次災害を防止するた

Earthquakes : SUPREME）を開発・導入した1）．本稿では，

め，お客さま宅に設置してあるマイコンメーター（ガスメー

都市ガス供給の流れと地震時の安全確保の仕組みについてター）には震度 5 程度以上の揺れで安全装置が作動し，自述べた後，SUPREME の概要を紹介する．

動的にガス供給を遮断する機能がある．この感震遮断機能
により，お客さま宅内へのガス供給を停止し安全を確保す

2．都市ガス供給の流れる．なお，安全が確認された後は，面的にガス供給を停止

都市ガスは，高圧，中圧，低圧と主に 3 段階の圧力で供していない場合は，お客さまの簡単な復帰操作によりガス給されており，LNG 基地から高圧で送出されたガスはガの供給を再開することができる．

バナステーションで 1 MPa 未満の中圧に減圧される．中被害が大きい地域の安全確保

圧ガスは，地域冷暖房やコージェネレーションなどの工業

3.2用・商業用に利用され，一部のガスは昼夜間の需給調整のマイコンメーターより上流側については，被害が大きいためにガスホルダーに貯蔵される．その後，中圧ガスは地地域のガス供給を面的に停止することで安全を確保する．

区ガバナで減圧されて低圧ガスとなり，網の目のように埋被害が小さい地域へはガスの供給を継続することも重要で設された 5 万 km 超の低圧ガス導管網を通じて一般のご家あるため，地震時のガス供給停止範囲を最小限とすべく，庭へと供給される（図 1）．

低圧のガス導管網はあらかじめ 300 以上のブロックに分割されている．地震時は，ブロック単位でガスの供給を停止

図 1

都市ガス供給の流れ

NL-1-12し，安全を確保する．

4.1

SI センサー（地震計）

東京ガスでは，地震時の迅速な供給停止措置などによるSUPREME では，地区ガバナに設置された SI センサー

安全確保を目的として SUPREME を開発し，2001 年からと供給指令センター間の通信により，地震時にも SI 値，1）導入している ．

最大加速度，ガバナ遮断状況，液状化警報状況等の遠隔監視・制御を可能としている．

4．SUPREME の概要

SI センサーは，センサー内部に SI 値を計算する機能を

SUPREME は，東京ガスの供給区域内にある約 4,000 基12の地区ガバナに設置された SI センサー*（約 1 km に 1 基）有する地震計で，速度応答スペクトルを周期 0.1，0.4，0.7，1.0，1.5，2.0，2.5 秒の 7 点で近似計算し，SI 値を算出する．

を使った地震防災システムである．超高密度のデータ収集
感震・遠隔遮断機能と遠隔操作による地区ガバナの遠隔遮断機能に加え，地震4.2時のガス管被害推定機能や液状化推定機能を備えている．

地震時の二次災害防止のためには，被害が大きい地域のガス供給を即座に停止しなければならない．このため，地区ガバナには SI センサーに連動して作動する感震遮断装置が設置されており，大きな揺れを観測した場合は地区ガバナの遮断装置が作動しガス供給を自動停止する．
しかし，ブロック内では地区ガバナがガス導管により相互に接続されているため，感震遮断した地区ガバナと未遮断の地区ガバナがブロック内に混在すると都市ガスの供給は継続されてしまう（図 4 左）．そのため，被害が大きいブロック内の地区ガバナ全てを SUPREME により遠隔操作で遮断することで，ブロック内のガス供給を停止する（図4 右）．
SUPREME が構築される前は，社員が地区ガバナに出動して停止操作をする必要があり，大規模地震発生時の供給停止に概ね 40 時間を要すると想定されていた．このSUPREME を活用することで，供給停止までの時間は約10 分間にまで大幅に短縮された．

図 2

 災ブロックのイメージ（ブロック数は 2021 年
防3 月現在）図 34.3

被害推定機能SUPREME は，感震・遠隔遮断機能に加えて低圧ガス

SI センサー概要図（提供：アズビル（株））

NL-1-13

図 6

図 4

ブロック供給停止のイメージ

図 5

SI 値算出プロセスのイメージ

SUPREME で観測した加速度波形（千葉市美浜区）

導 管 の 被 害 推 定 や 液 状 化 推 定 の 機 能 を 有 し て お り，おける SI 値分布を算出することで SI センサーが無い場所

SUPREME によってガス導管の被害や液状化の発生が推でも 50 m メッシュの超高密度で SI 値を推定できる．これ

定された地域でもガスの供給を停止する場合がある．

らの情報に基づき，高精度で各種被害推定を行っている2）,3）．

各種被害推定を行う上では，地盤情報が重要となるが，低圧ガス導管の被害推定については，過去の地震におけ

SUPREME には東京ガスが独自に作成した地質分類図と供るガス管被害データから東京ガスが独自に作成した被害推給エリア内の約 6 万本のボーリングデータが収納されてい定式を活用しており，SUPREME で計算された地表面 SIる．これらのデータを活用することで，ボーリング 1 本単値，液状化層厚，微地形区分などのデータに基づき被害推位でのマイクロゾーニングが可能となっており，基盤面に定を行っている．

NL-1-14また，PL 値*2 を算出することで液状化の範囲を推定することも可能となっている．さらに，実際に液状化が発生

296．https://doi.org/10.2208/jscej.2003.738_283
2）石田栄介・末冨岩雄・塚本博之・猪股渉・濱中亮・

した場合は地盤が大きく動き低圧ガス導管が破損する恐れ

乗藤雄基・安田があるため，SUPREME は観測された地震の加速度波形

沖地震の際に即時推定した液状化危険度分布の検証，を解析することで，液状化発生の有無を警報で知らせる機

土木学会論文集 A1（構造・地震工学），第 68 巻，第 4

能をもっている．図 6 に，東北地方太平洋沖地震の際に液号（地震工学論文集第 31-b 巻），I_268-I_273．https:

状化被害のあった千葉市美浜区で観測された加速度波形を//doi.org/10.2208/jscejseee.68.I_268

示す．

3）猪股進，2012，2011 年東北地方太平洋

渉・乗藤雄基・石田栄介・塚本博之・山崎文雄，2013，東日本大震災における東京ガスの設備被害の概5．おわりに況と超高密度地震観測情報に基づく低圧ガス導管被害

東京ガスでは，マイコンメーターによる感震遮断によっ推定の精度検証，日本地震工学会論文集

第 13 巻，て建物内の安全を確保するとともに，高密度に配置された

第 2 号（特集号），37-44．https://doi.org/10.5610/jaee.

SI センサーと SUPREME の感震・遠隔遮断機能や各種被13.2_37

害推定機能を活用することで，地震時の二次災害防止を実現している．なお，SUPREME で取得した地震データは，*1   SI センサー：G.W. Housner によって提唱された地震公共性の高い機関を中心に有償提供している．

動 に よ る 建 物 の 被 害 へ の 影 響 を 表 す SI（SpectralIntensity）値を測定するセンサー．SI 値は，一般的参考文献な建物の固有周期（0.1〜2.5 秒）の速度応答スペクト

1）清水善久・石田栄介・磯山龍二・山崎文雄・小金丸健
一・中山

ルの積分値から求められる．
2

渉，2003，都市ガス供給網のリアルタイム*   PL 値：地盤の液状化危険度を表す指標．PL≧5 で液地震防災システム構築及び広域地盤情報の整備と分状化危険度がやや高い，PL＞15 で高いことを表す．

析・活用，土木学会論文集，第 738 号 /Ⅰ-64，283-（第 18 回）超高層建築の強震観測とモニタリング
工学院大学
はじめに久田嘉章

計などのアナログ式の加速度計が用いられ，データ回収や本報告では，東京都新宿駅西口超高層ビル街に位置するデジタル化に多大な労力を要したが，1980 年代にはデジ超高層建築の強震観測・モニタリングシステム，および，タル式強震計やマグネティックテープ（MT）等による大民間による建築物の強震観測の現状や課題を紹介する．

容量のデータ収録が可能になり，1990 年代にはネットワー
ク回線を利用したオンラインでのデータ収録が行われ，最超高層建築と強震観測・モニタリングシステム

近では MEMS 加速度センサーなどにより安価かつ容易に1968 年竣工の霞が関ビルに代表される超高層建築は強震データが得られるようになった．さらに 1990 年代後

1970 年代より多数建設され，多くの建物で強震観測が行半あたりから建物内に多数のセンサーを配置し，リアルタわれている．しかしながら，大半が民間建築であり，記録

イムに建物の構造性能の健全性を診断する構造ヘルスモニを公開して耐震対策の向上に活用される機会は殆ど無いのタリングが実施されるようになった．一方，2003 年十勝が現状である．超高層建築は柔構造であり，短周期の激し沖地震（M8.0）の際，苫小牧市の石油タンクでスロッシ

い強震動に対しては高次モードでしなやかに変形することングによる延焼火災が発生し，長周期地震動の存在と超高で地震荷重を分散させることが可能である．一方，制振ダ層建築への影響が改めて広く社会的に認知された．特にンパーを設置していない場合，一般に減衰が非常に小さい

2011 年東日本大震災では，超高層建築の大きな揺れと室ため，長周期地震動による 1 次モードでの共振の可能性が内被害や混乱の様子が SNS などのメディアで広く知られ懸念されている．そのため大地震時の建物の応答性状と耐るようになった．このため，構造ヘルスモニタリングシス

震性能を確認することを目的として，当初より超高層建築

テムは，現在ではリアルタイムな建物や館内の被害推定をで強震観測が行われていた．当時は高価な SMAC 型強震行い，適切な災害対応を支援するための被災度判定・災害

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対応支援システムとしても広く活用されている．現在，多6 階から地上屋上 29 階の屋上階まで計 40 チャンネルの加くの建物で強震観測が行われていると思われるが，残念な速度センサーが鉄骨の梁端部に設置され，風向・風圧計のがらその貴重な記録が公開され，広く社会で活用される仕データの 2 チャンネルと合わせて，手動あるいは地震のト組みがないのが現状である．

リガーにより，学内 LAN を経由して MT 収録装置に保存されるシステムであった．システムの維持管理とデータ活工学院大学新宿校舎における強震観測・モニタリングシス用のために工学院大学と 4 社の建設会社による研究会を立テムとデータの公開

ちあげ，会員に対してデータを公開してきた．

1）-3）

著者が勤める工学院大学新宿校舎（鉄骨造地上 29 階，2000 年に研究会は終了し，それ以降は獲得した様々な1989 年竣工）と，隣接するエステック情報ビル（鉄骨造

研究費などで維持管理している．2008 年には収録システ

地上 28 階，1992 年竣工）は竣工当初より強震・強風観測ムを一新し，図 3 に示すように，センサーの設置階の簡易を行っている．図 1 に地震計の配置図，表 1 に観測システ

震度（最大速度振幅からの換算値）と，層間変形角（センムの仕様，図 2 に 2011 年東北地方太平洋沖地震における強震観測記録の例を示す．地中 100 m のボアホールと地下

図 2
図 1

工学院大学とエステック情報ビルの立面と地震計の配置図
表 12 011 年東北地方太平洋沖地震時の工学院大学における加速度記録（NS 方向）．地震計設置高さ順に上下に並べて表示．記録の上の（ ）内の数値は最大加速度

工学院大学・エステック情報ビルの旧強震観測システム（株式会社東京測振：1990～）

設置場所

地中 100 m ボアホール，および，建物鉄⾻の梁端部（図 1 参照）

サーボ型加速度計

SA-175CT（⽔平），SA-176CT（上下）

A/D 変換16 bitサンプリング100 Hz測定レンジ

0.04〜1000 cm/s2

測定周波数範囲

0.1〜30 Hz

加速度計増幅器

SAG-12，PCS-1025

デジタル収録装置

SAMTAC-160-24（MT 収録装置：2008 年まで）
LS-7000（2008 年以降）

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サー間の変位波形からの平均層間変形角）をリアルタイム

2011 年東日本大震災を契機に，構造モニタリングによで表示する被災度判定システムを試験的に導入した．図 2

る即時被災度判定・災害対応支援システムの有効性が広くは 2011 年東日本大震災時にシステムが稼働したときの加認識されるようになり，それ以降に新築される超高層建築

速度波形であり，図 3 は，それを用いた被災度判定システの多くにシステムが導入されている．本学とエステック情ムの最終判定画面である．波形記録より継続時間が 5 分間

報ビルでもその有効性が認識され，新規の商用システムに以上も続いたこと，上層階ほど加速度が大きいが，波形のよる運用を開始した．しかしながら，震災後 10 年が経過し，前半では中間階で加速度が小さくなっており，主に 2 次

エステック情報ビルでは現在もシステムを継続しているモードで揺れていたこと，波形の後半では高層階ほど加速が，大学では経費削減により運用を停止している．一方，度が大きい 1 次モードで揺れていたこと，などが分かる．

著者らによる表 1 のシステムも老朽化により現在では運用

一方，被災度判定システムより，層間変形角から最大でもを停止しており，2020 年からは株式会社エイツーの協力

1/300 程度以下であり，構造的な被害がないこと，簡易震を頂き，表 2 に示す新しいシステムで強震観測を継続して度から低層階では震度 4 と小さいが，中層から高層階ではいる．なお，ここで紹介した強震観測データは著者の研究

震度 5 強～6 弱と大きくなっており，室内被害の可能性が室の web page（http://kouzou.cc.kogakuin.ac.jp）より公あること，が地震直後に分かった．写真 1 は当時の室内被開している．

害の様子であるが，高層階に実際に被害が発生しており，推定結果に対応していた．大半の家具の転倒防止対策はおわりに行っていたが，持ち込まれた本棚が固定されておらず転倒

強震観測は，いつ来るか分からない大地震に備えて永年が生じた．またシステム天井の天井板が数カ所で落下し，にわたる維持管理とシステム更新に多大な労力を必要とす

固定していないキャスター付きのコピー機が大きく移動しる．本システムも多くの方々や機関の協力を頂きながら何た．さらに非常用エレベータのメインロープ等が絡まり，とか継続しているが，著者の力不足により研究成果の点で損傷が発生したために約 3 か月間使用できなくなった．モ

は苦戦中である．一方，社会貢献として，強震観測データ

ニタリングシステムにより構造的な被害はなく，低層階はや地震による被害写真なども原則として全て公開してい無被害と判断され，施設担当職員により実際に館内の安全る．公共施設を含めて強震記録や地震時の被害写真などをを確認した後，速やかに新宿駅周辺の帰宅困難者を 1 階と公開している超高層建築の例は恐らく他にはない．一般建地階に約 700 名受け入れることができた．

築に比べて超高層建築は高い耐震性を有しており，安全性

図 32011 年東北地方太平洋沖地震時の工学院大学（左）とエステック情報ビル（中）における被災度判定結果（簡易震度と層間変形角）と，結果の解説（右）写真 12011 年東北地方太平洋沖地震時の工学院大学内の室内被害用と帰宅困難者受入れの様子

NL-1-17表 2

工学院大学の新強震観測システム（株式会社エイツー：2020～）

設置場所

B2，1F，7F，14F，21F，28F の床⾯センサー

MEMS 加速度センサー

A/D 変換20 bitサンプリング200 Hz

測定レンジ±2G

測定周波数範囲

DC〜サンプリング 20%（40 Hz）

データ収録外付け SSD，外部データセンター（インターネット経由）を売りにしているため，「長周期地震動で大きく揺れた」，く帰宅困難者行動支援システムの社会実装（2013-2016，「室内に被害が発生した」などという事実はタブー視され，代表：慶応大学・三田教授）」の支援を頂き，東京測振，その証拠となる強震記録も一般に公開されることはない．

白山工業，富士電機，三菱総研，エイツーによる協力によ

巨大なスケールの超高層建築では 1～2 m 程度の大きな揺り実施しています．

れでも倒壊することは無いが，対策を怠れば室内の人間は参考文献

非常に危険な状況にさらされることは自明である．地震時には一般に高層階ほど大きく揺れ，負傷者や閉じ込め事故

1）星幸男・久田嘉章・山下哲郎・鱒沢

曜・島村賢太，が発生する可能性も高い．地震でエレベータは止まり，電2010，超高層建築における常時微動・人力加振・地震話回線も輻輳するため，低層階の警備員や外部の警察・消観測記録と 3 次元立体解析結果の比較検討による振防に連絡はできず，被害が出ても誰も助けに来ない状況に動性状評価に関する研究，日本地震工学会論文集，なる．従って超高層建築では，その安全性と危険性を正し

10，p. 2_73-2_88.

く理解し，まずは建物・設備機器の耐震・制振対策と館内

https://doi.org/10.5610/jaee.10.2_73の安全対策を推進することが重要である．次に，設置が義2）久保智弘・久田嘉章・相澤幸治・大宮憲司・小泉秀斗，

務化されている火災・煙探知機と同様に強震観測によるモ

2012，東日本大震災における首都圏超高層の被害調査

ニタリングシステムを導入し，火災を想定した避難訓練だとアンケート調査，日本地震工学会論文集，12，p.

けでなく，震災を想定した災害対応訓練を繰り返し行う必

5_1-5_20.

3）

要がある ．最後に，超高層建築の強震観測データは公共https://doi.org/10.5610/jaee.12.5_1の財産であることについて社会の理解を得て，公的な支援

3）久田嘉章，2011，第 4 回 超高層建築の震災対策，耐による観測の充実と維持管理，そしてデータ公開への制度

震 の 入 口 と 出 口 の 話 ─ 強 震 動 と 地 震 防 災 ─，化が強く望まれる．その際，日本と同様な地震災害の環境

SEINWEB，NTT ファシリティーズ総研下にあるカリフォルニア州の地盤・建物の強震観測プログ

https://www.sein21.jp/TechnicalContents/Hisada/ラムなどが大いに参考になると思う4）．

Hisada0104.aspx4）Anthony F. Shakal，2001，第 21 回 カリフォルニア

謝辞

強震観測プログラムと最近の発展，強震観測の最新情本報告で紹介した強震観測システムは，STEC 街区強震・報，日本地震学会ニュースレター，Vol. 13，No. 2，

強風振動研究会（工学院大学・淺沼組・安藤建設・戸田建50-54.

設・日本国土開発，1992～2000），工学院大学総合研究所・https://www.zisin.jp/publications/document03_21.

地震防災・環境研究センター（EEC，2001～2008），同・html（英語）

都市減災研究センター（UDM，2009～），JST 研究開発成https://www.zisin.jp/publications/document03_21j.

果実装支援プログラム「研究領域高層ビル耐震診断に基づhtml（日本語訳）

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