地震预测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地震预测装置，其利用修正的麦加利地震烈度作为表示地震晃动大小的地震动指标，在地震动的初期震动阶段对地震晃动的大小进行预测。
【背景技术】
[0002]现在已知有对地震晃动的大小实时进行测定的装置(专利文献I)。
[0003]该装置检测地震动3个方向(上下、东西、南北)的加速度分量，对这些加速度分量进行矢量合成从而对加速度进行计算，根据该加速度计算对地震晃动的大小进行表示的指标值，由此对地震晃动的大小实时进行测定。
[0004]此外，现在还已知有在地震动的初期震动阶段对地震晃动的大小进行预测的装置(专利文献2) ο
[0005]上述地震动3个方向的加速度分量中，上下方向的加速度分量具有的性质为:其数值大于其他加速度分量。
[0006]因此，该装置检测地震动的上下方向的加速度分量，对表示与该加速度分量相对应的地震晃动大小的指标值进行计算，由此来预测地震晃动的大小。
[0007]此外，上述专利文献1、2所记载的发明是在日本创造的发明，因此均使用日本气象厅出示的地震烈度作为地震动指标。
[0008]但是，作为地震动指标，国际上则使用修正的麦加利地震烈度(MM1:Modif iedMercalli Intensity)，而上述专利文献1、2所记载的装置无法直接在国外进行使用。
[0009]因此，当在国外使用上述专利文献1、2所记载的各装置时，可以考虑将地震动指标从日本气象厅出示的地震烈度置换成丽I，但是由于丽I是根据人的体感或对地震后受害情况的调查来规定的地震动指标，因此，其不太适合仪器测定，上述的置换并非容易。
[0010]另一方面，也有一些提案建议在仪器测定中使用该MMI。
[0011]例如，Wald等提议了从地震动的加速度或速度来推断MMI指标值的方法(非专利文献I)，此外，在日本国内，中村也提议了使用MMI作为地震动指标来对地震晃动的大小进行实测的方法(非专利文献2)。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本专利第4472769号公报
[0015]专利文献2:日本特开第2009-68899号公报
[0016]非专利文献
[0017]非专利文献1: “Relat1nships between Peak Ground Accelerat1n, PeakGround Velocity, and Modified MercalIi Intensity in California”DavidJ.Wald,Vincent Quitoriano,Thomas H.Heaton, and Hiroo Kanamori, EarthquakeSpectra, Vol.15, N0.3, Aug.1999
[0018]非专利文献2:《对合理的地震动指标值的探讨-以DI值为中心的地震动指标间的关系》中村丰，2003年，土木学会地震工学论文集
【发明内容】
_9] 发明要解决的问题
[0020]然而，虽然每一个提议均使用MMI作为地震动指标，但是无论哪一个提议都没有达成对地震晃动的大小进行预测。
[0021]此外，可以认为:地震对填土等土构筑物或木造建筑物等这些固有周期较长的构筑物所造成的损害程度与地震动速度之间的相关性高。
[0022]因此，即使要对具有需要警戒大小的地震的发生提前进行预测，在多使用填土等土构筑物的铁路等，虽然希望进行考虑到地震动速度的预测，但是该想法是否可行也并不明确。
[0023]因此，本发明第I方面的地震预测装置使用丽I作为地震动指标，在地震动的初期震动阶段，考虑到地震动的速度而对地震晃动的大小提前进行预测。
[0024]解决问题的技术方案
[0025]本发明第I方面的地震预测装置具备:上下加速度获取部(10、S10)、上下速度计算部(12、S14)、以及预测值计算部(16、S14)。
[0026]如果检测地震动的传感器开始对地震动进行检测，则上下加速度获取部(10、S10)从传感器依次获取表示地震动上下方向加速度分量的上下加速度信息。
[0027]上下速度计算部(12、S14)根据上下加速度获取部获取的上下加速度信息，对地震动的上下方向的速度分量依次进行计算。
[0028]预测值计算部(16、S14)将由上下速度计算部依次计算出的速度分量的绝对值中最大的绝对值作为最大速度值(Vumax)，使用下列预测公式来计算以修正的麦加利地震烈度的指标值对地震晃动的大小进行表示的预测值(MMIvp)。
[0029]预测公式为:MMIvp= a vlog10 (Vumax) + β V。
[0030]其中，α V以及β V为:对过去发生的多次地震，将各个地震的地震动所示出的上下方向速度分量的绝对值中最大的绝对值作为解释变量(X)，将以修正的麦加利地震烈度对各个地震晃动的大小进行表示的指标值作为因变量(Y)，通过回归分析而预先计算出的回归系数。
[0031]例如，若使用K-NET作为对过去发生的地震进行记录的数据库来进行回归分析(参照图2)，则为Y = 3.671og10X+3.72，因此上述预测公式的α v可以为3.67，β v可以为3.72。
[0032]此外，根据Wald等的非专利文献I的提议，在将地震动速度的绝对值中最大的绝对值作为Vmax的情况下，通过使用下列计算公式，能够求算以修正的麦加利地震烈度对该地震晃动的大小进行表示的计算值(MMIv)。
[0033]计算公式:MMIv= a log10(Vmax) + P。
[0034]该计算公式中的α为3.47，β为2.35。
[0035]并且，如果对由该预测公式和计算公式所求导的预测值(MMIvp)和计算值(MMIv)进行比较，则如图5Β所示可知:在地震的初期震动阶段，预测值(MMIvp)比计算值(MMIv)
上升得早。
[0036]所以，如果利用本发明的地震预测装置，使用MMI作为地震动指标，在地震的初期震动阶段便能够对该地震晃动的大小提前进行预测。
[0037]此外，本发明的地震预测装置考虑到地震动的速度而对该地震晃动的大小进行预测。
[0038]因此，本发明的地震预测装置最适合作为例如在填土等土构筑物多的铁路等中的地震动预测装置。
[0039]所以，如果利用本发明的地震预测装置，当地震发生时，能够利用列车自动停车装置提前使列车停车，从而能够抑制由于填土等倒塌而使列车翻车等事故。
[0040]并且，本发明的地震预测装置由于使用丽I作为地震动指标，因此能够进行国际上都易于理解的地震预测。
[0041]接下来，如本发明第2方面的地震预测装置，除第I方面的地震预测装置的构成之夕卜，还具备对调整系数(γν)进行调整的调整系数设定部(22)，并且作为预测公式，可以使用下列添加有该调整系数(Y V)的预测公式。
[0042]预测公式为:MMIvp= a vlog1Q (Vumax) + β V+γ V。
[0043]当使用本发明的地震预测装置对地震晃动的大小进行预测并进行警报时，作为用户方面的要求，例如预想有以下2个要求。
[0044]一个要求可以考虑为如下情形，S卩，即使预测不准也可以，当预测到发生有会引起具有需要警戒大小的晃动的地震时，无论会引起具有需要警戒大小的晃动的地震是否实际正在发生，全部都希望进行警报的情形，即，希望提高警报成功率的情形。
[0045]另一个要求可以考虑为如下情形，S卩，当发生有会引起具有需要警戒大小的晃动的地震时即使存在没有进行警报的情形也可以，在未发生会引起具有需要警戒大小的晃动的地震时希望不要进行警报的情形，即，希望降低无效警报比率的情形。在此，无效警报是指对小晃动的敏感警报。
[0046]因此，本发明的地震预测装置，在预测公式内添加γ V而对要计算的预测值(MMIvp)的大小进行调整，从而能够应对上述2个要求。
[0047]例如，使警报基准值为丽I的5.5等级，当使γ V为-1时，如图8所示，无效警报比率接近0%，反之，当使γν为I时，警报成功率接近100%。
[0048]S卩，当使γV为I时，如果预测发生有会引起具有需要警戒大小的晃动的地震，贝IJ无论会引起具有需要警戒大小的晃动的地震是否实际正在发生，都必定会进行警报。
[0049]另一方面，当使γν为-1时，当会引起具有需要警戒大小的晃动的地震发生时虽然存在没有进行警报的情形，但是在未发生会引起具有需要警戒大小的晃动的地震时，则不会进行警报。
[0050]因此，如果利用本发明的地震预测装置，除本发明第I方面的地震预测装置的效果之外，还能进行符合用户要求的预测。
[0051]接下来，如本发明第3方面的地震预测装置，可以具备警报部(18、S22?S24)，该警报部(18、S22?S24)对通过预测值计算部计算出的预测值(MMIvp)和预先规定的警报基准值进行比较，当预测值(MMIvp)超过警报基准值时，会进行警报。
[0052]该地震预测装置仅在预测值(MMIvp)超过预先规定的警报基准值的情况下才会进行警报，因此能够抑制在不需要进行警报的地震发生时无谓地进行警报。
[0053]此外，如本发明第4方面的地震预测装置，可以具备地震发生判断部(20)，该地震发生判断部(20)根