地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法
【課題】 不確かな地震終息判定による値の漸増を防ぐことができる地震動の指標を算出する地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法を提供する。
【解決手段】 計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置１において、地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段４と、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段５と、を有するＣＡＶ算出手段２と、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段６と、時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段７と、を有する時間窓算出手段３と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置１において、地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段４と、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段５と、を有するＣＡＶ算出手段２と、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段６と、時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段７と、を有する時間窓算出手段３と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動を計測し、その計測値から地震動の指標を算出する地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、日本では、女川、志賀及び柏崎刈羽等の原子力発電所が地震動により相次いで緊急停止している。日本では、地震動の加速度が各サイトで設定した閾値を超えると、原子力発電所を緊急停止させることになっている。
【０００３】
しかしながら、地震動は、高周波数成分が卓越すると、エネルギとしては大きくないにも関わらず、大加速度が観測されることがある。例えば、女川、志賀原子力発電所は連続運転しても支障がなかったと考えられている。そのため、現在、加速度の代わりとなる安定的な指標が模索されている。
【０００４】
米国では、ＮＲＣ（原子力規制当局）が、ＣＡＶが閾値０．１６Ｇｓを超えた場合に原子力発電所を緊急停止させることを推奨しており、ＩＡＥＡ（国際原子力機関）は、このＣＡＶ（ Cumulative Absolute Velocity ）を加速度に代わる指標として採用しようと検討している。ここで、ＣＡＶとは、加速度波形の絶対値がある閾値を超えた場合に逐次積分する値である（非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】「平成１８年度原子力施設等の耐震性評価技術に関する試験及び調査、原子炉施設の地震後の影響評価に係る報告書」、独立行政法人 原子力安全基盤機構、平成１９年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の地震では、本震の後に余震の地震動が到達し、逐次加算を行うＣＡＶは永久に漸増してゆく。したがって、本震で設定した規制値を超えなくても後から来る余震で規制値を越えてしまう恐れがある。このために、地震の終息判定を行い、一つの地震が終わったと判断したら計算をリセットする方法もあるが、地震が頻発した場合等には終息判定が行える保証がない。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために、不確かな地震終息判定による値の漸増を防ぐことができる地震動の指標を算出する地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の地震動指標算出装置は、計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置において、地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段と、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段と、を有するＣＡＶ算出手段と、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段と、時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段と、を有する時間窓算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記積分手段は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求めることを特徴とする。
【００１０】
また、前記加算手段は、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出することを特徴とする。
【００１１】
また、前記加算手段は、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記加算手段は、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにするリアルタイム演算手段を有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の地震動指標算出装置を用いた地震動指標算出システムは、前記地震動指標算出装置を駆動する電源装置と、地震動を測定するセンサを有し、前記地震動指標算出装置に地震動の加速度を出力する計測装置と、前記前記地震動指標算出装置の算出した地震動指標が所定の閾値を超えた場合、外部に出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の地震動指標算出方法は、計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出方法において、地震動の加速度データを時系列にするステップと、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるステップと、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するステップと、時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記加速度の絶対値の時間積分を求めるステップは、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求めることを特徴とする。
【００１６】
また、前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出することを特徴とする。
【００１７】
また、前記時間窓内に含まれるサンプル値を加算するステップは、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップでは、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
このような地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法により、不確かな地震終息判定による値の漸増を防ぐことができる。また、いち早く施設で設定された規制値を超えたかを知ることができる。さらに、地震動の記憶容量や演算量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の地震動指標算出装置及びそれを用いた地震動指標算出システムの主要構成を示す図である。図中、１は地震動指標算出装置、２はＣＡＶ算出手段、３は時間窓算出手段、１０は地震動指標出力システム、１１は計測装置、１２は通信装置、１３は表示装置、１４は警報装置、１５は時刻校正部、１６は電源部、１７は電源、１８は蓄電池である。
【００２１】
地震動指標算出装置１は、計測装置１１で計測された加速度等をＣＡＶ算出手段２及び時間窓算出手段３に入力することで、地震動の指標を算出し、出力する。地震動指標算出装置１の詳細については後述する。
【００２２】
地震動指標出力システム１０は、地震動指標算出装置１を有し、地震動指標算出装置１に種々の信号を入出力することで、システムを構築したものである。
【００２３】
計測装置１１は、地震動を測定するセンサ１１ａと、センサ１１ａで測定した地震動をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１１ｂと、を有し、地震動指標算出装置１に地震動の信号を送信するものである。
【００２４】
通信装置１２は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標を、通信回線を介して、原子力発電所等の他のシステムや装置に出力するものである。特に、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合に、緊急に出力されるように設定されることが好ましい。なお、通信装置１２は、外部からの信号を入力する機能も有し、遠隔操作等を行うことができるように設定されていることが好ましい。
【００２５】
表示装置１３は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標を、表示器を介して外部に表示する装置である。特に、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合には必ず表示するように設定されることが好ましい。
【００２６】
警報装置１４は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合に、警報を出力するものである。
【００２７】
なお、通信装置１２、表示装置１３及び警報装置１４で出力手段を構成する。
【００２８】
時刻校正部１５は、ＧＰＳ信号や回線等を通じて正確な時刻を得て、地震動指標算出装置１内の時刻を正確に設定するものである。
【００２９】
電源部１６は、商用電源や蓄電池１８からの電源をまとめた電源装置１７からの電源を受ける部分である。
【００３０】
なお、これらの計測装置１１、通信装置１２、表示装置１３、警報装置１４、時刻校正部１５、電源部１６等は、地震動指標算出装置１と一体に形成されても、別体に形成されてもよい。
【００３１】
次に、地震動指標算出装置１の第１実施形態について説明する。図２は、ＣＡＶ算出手段２の構成を示す図、図３は、時間窓算出手段３の構成を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、ＣＡＶ算出手段２は、地震動加速度時系列取得手段４と、積分手段５と、を有し、非特許文献１で示したＣＡＶを算出するものであるが、第１実施形態のＣＡＶ算出手段２は、閾値を設けないＣＡＶ（非特許文献１中の式（１）に対応、以下、オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）と言う）を算出する。
【００３３】
地震動加速度時系列取得手段４は、地震動の加速度データを時系列にするものである。積分手段５は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるものである。
【００３４】
図３に示すように、時間窓算出手段３は、時間窓設定手段６と、加算手段７と、を有する。
【００３５】
時間窓設定手段６は、地震動指標を算出する際の所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するものである。加算手段７は、時間窓内に含まれるサンプル値を加算する手段である。なお、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して逐次算出するとより効率が良く好ましい。
【００３６】
次に、地震動加速度データから第１実施形態の地震動指標を算出する手順について説明する。図４は、第１実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ステップ１で、図５に示すような計測装置１１が計測した地震動加速度データをＡＤ変換したデジタル信号の時系列をa[i](i=0,1,2,3,…) とする（ＳＴ１）。ここで、デジタル値のサンプリング間隔は、Δtとする。実際の値としては、例えば、0.01s等である。
【００３８】
次に、ステップ２で、１サンプル区間での加速度の絶対値の時間積分s[i]を求めた後、ｎ番目の加速度サンプル値が得られた時点でのオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）を求める（ＳＴ２）。
【００３９】
ＣＡＶ計算では離散的な加速度データの間は直線で補間されるものとする。このとき１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分をs[i]とすれば、図６及び図７に示すように、以下の式（１）及び式（２）のようになる。
a[i-1]とa[i]が同符号の場合、
s[i]=(|a[i-1]|+|a[i]|)・Δt/2 ・・・（１）
a[i-1]とa[i]が異符号の場合、
s[i]=(a[i-1]・a[i-1]+a[i]・a[i])/(|a[i-1]|+|a[i]|)・Δt/2 ・・・（２）
なお、i≦0 の時は、s[i]=0とする。
【００４０】
したがって、ｎ番目の加速度サンプル値が得られた時点でのオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）は、以下の式（３）で求められる。
【数１】
【００４１】
式（３）のままでは、オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値は、無限に大きくなってしまう。これを避けるために、時間窓を設けて、その時間窓に含まれる値のみを加算し、時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）を求める。
【００４２】
まず、ステップ３で、時間窓を設定する（ＳＴ３）。
【００４３】
Ｔ秒間の時間窓に対応するサンプル数をＮとすれば（N=T・p、ここでpは1秒間に含まれる加速度データのサンプル数、例えば、Δt=0.01 ならp=100）である。
【００４４】
次に、ステップ４で、時間窓に含まれるサンプル値を加算する（ＳＴ４）。
【００４５】
ステップ３及びステップ４の工程は、以下の式（４）で表される。
【数２】
【００４６】
なお、より効率的に算出するには、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して以下の式（５）で示すように、逐次算出すると好ましい。
CAVot[n] = CAVot[n-1]+s[n]-s[n-N] ・・・（５）
【００４７】
図８は、式（３）によって求められるオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値、図９は、式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値を示す。
【００４８】
図９に示すように、式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値は、漸増を続けることがない。
【００４９】
次に、地震動指標算出装置１の第２実施形態について説明する。第２実施形態のＣＡＶ算出手段２及び時間窓算出手段３は、図２及び図３と同様の手段を有するが、方法が異なる。
【００５０】
図２に示すように、ＣＡＶ算出手段２は、地震動加速度時系列取得手段４と、積分手段５と、を有し、非特許文献１で示したＣＡＶを算出するものであるが、第２実施形態のＣＡＶ算出手段２は、閾値を設けたＣＡＶ（非特許文献１中の式（２）に対応、以下、標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）：standardized CAVと言う）を算出する。
【００５１】
地震動加速度時系列取得手段４は、地震動の加速度データを時系列にするものである。積分手段５は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間のうち、最大値が閾値ａ０を超える加速度の絶対値の積分を求めるものである。
【００５２】
図３に示すように、時間窓算出手段３は、時間窓設定手段６と、加算手段７と、を有する。
【００５３】
時間窓設定手段６は、地震動指標を算出する際の時間の範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するものである。加算手段７は、時間窓内に含まれるサンプル値を加算する手段である。なお、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して逐次算出するとより効率が良く好ましい。
【００５４】
次に、地震動加速度データから第２実施形態の地震動指標を算出する手順について説明する。図１０は、第２実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、ステップ１１で、図５に示すような計測装置１１が計測した地震動加速度データをＡＤ変換したデジタル信号の時系列をa[i](i=0,1,2,3,…) とする（ＳＴ１１）。ここで、デジタル値のサンプリング間隔は、Δtとする。実際の値としては、例えば、0.01s等である。
【００５６】
次に、ステップ１２で、１サンプル区間での加速度の絶対値の最大値が閾値ａ０（例えば、0.025G、G=1,000gal）を超える場合に、以下の式（６）に示すように、サンプル区間とは別の閾値判定区間に属するs[i]をすべて加算する（ＳＴ１２）。本実施形態では、閾値判定区間は、１秒とする。
【数３】
ここで、x[j]は、[(j-1)*p≦k≦j*p] とした場合、|a[k]|≧a0 となるa[k]が、
ある場合、
x[j] = 1
ない場合、
x[j]=0
とする。
【００５７】
すると、m秒目の加速度サンプル値が得られた時点での標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）は、式（７）として求められる。
【数４】
【００５８】
このように、標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）は閾値判定区間分けの関係から１秒毎の値となる。図１１は、Δt=0.2、a0=0.025Gとした場合の模式的な|a[i]|、s[i]、z[j]、CAVs[j]のグラフである。
【００５９】
しかしながら、式（７）から明らかなように、このままでは標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値は無限に大きくなり得る。これを避けるためには、時間窓を設けてその時間区間に含まれる値のみを加算するようにすればよい。
【００６０】
そこで、ステップ１３で、M秒の時間窓を設ける（ＳＴ１３）。
【００６１】
次に、ステップ１４で、ステップ１３で設定した時間区間に含まれる値のみを以下の式（８）に示すように加算する（ＳＴ１４）。
【数５】
【００６２】
なお、式（８）は、以下の式（９）に示すように、逐次的に計算すれば効率がよい。
CAVst[ｍ] = CAVst[ｍ-1]+z[m]-z[m-M] ・・・（９）
【００６３】
図１２は、式（７）によって求められる標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値、図１３は、式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を示す。
【００６４】
図１３に示すように、式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値は、漸増を続けることがない。
【００６５】
ここで、さらにリアルタイム性を持たせるためリアルタイム演算手段８を用いた算出方法について説明する。
【００６６】
式（９）の方法では、１秒毎に値を得ることができる。非特許文献１で定められた標準ＣＡＶは、地震が終了した後に値を求めるために考えられたもので、地震の最中に値を求める考慮はなされていない。このため、リアルタイム性を持たせるために、リアルタイム演算手段８を加算手段７に設け、加速度サンプル値が得られる毎にリアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値を得ることを考える。
【００６７】
式（９）で得られる値は、システムの停止などを行う規制値として用いられる重要なものであるため、加速度サンプル値が得られる毎に得られるリアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値は、毎秒値では式（９）で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、式（９）の値を超えないようにする。この際、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値は、滑らかに変化することが望ましい。
【００６８】
式（９）を見れば、時間窓内に加算される部分の処理と、時間窓から減算される部分の処理を行っていることがわかる。よって、この二つの部分をサンプリング毎の処理に対応させればよい。
【００６９】
まず、リアルタイム演算手段８による時間窓内に加算される部分の処理について説明する。この処理では、式（６）で求めたz[j]に換えて以下の式（１０）で示すw[i]を求める。
【数６】
ただし、q=int(i/p) とし、int(A)はAの整数部を表すものとする。
ここで、y[i]は、[p*q≦k≦i]、とした場合、 (|a[k]|≧a0) となるa[k]が、
ある場合、
y[i] = 1
ない場合、
y[i] = 0
とする。
【００７０】
式（１０）は、加速度が閾値ａ０を超え次第、過去にさかのぼって加算処理を行うことに相当する。図１４は、p=5とした場合の模式的なw[i]のグラフである。
【００７１】
次に、リアルタイム演算手段８による時間窓から減算される部分の処理について説明する。
【００７２】
時間窓から外れる部分の減算を行うには減算すべき値を記憶している必要がある。この減算をサンプル毎に行うために必要な記憶域はM=60、p=100 であれば6000サンプル分にもなり、値を記憶する領域が多く必要となる。このため、サンプリング毎ではなく、式（９）のように１秒毎に減算を行うと好ましい。これにより記憶領域はＭ個ですむ。
【００７３】
また、１秒毎に減算を行うのは、後述するように、式（９）で求められる値とサンプル毎に求められる値との整合性を図るためのものでもある。
【００７４】
以上をまとめると、加速度サンプル値a[i]が得られたときの、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）は、i = p*qの時（毎正秒）、時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）と同じなので、式（９）のＣＡＶｓｔを用いて、以下の式（１１）とする。
CAVhs[i] = CAVst[q] ・・・（１１）
【００７５】
それ以外のときは、毎秒値以外では、式（９）の値を超えないように、まず、以下の式（１２）を求める。
CAVhs0[i]=CAVst[q]-z[q-M+1]+w[i] ・・・（１２）
【００７６】
また、毎正秒の直後（p*q+1番目のサンプリング時）に値が減少し、その後w[i]の加算により増加することで、値が鋸状に変化することを防ぐために、値が式（１１）で計算される直前の正秒時（p*q番目のサンプリング時）の値を下回る場合は、その値に保持した以下の式（１３）を採用する。
CAVhs[i]=max[CAVhs0[i],CAVst[q]] ・・・（１３）
ここでmax[A,B]はA,Bのうち大きい方を表すものとする。
【００７７】
もしくは、式（１２）と式（１３）は、以下の式（１４）のように表すこともできる。
CAVhs[i]=CAVst[q]+max[0,w[i]-z[q-M+1]] ・・・（１４）
【００７８】
p=5とした場合、式（１４）の計算結果の模式的なグラフを図１５に示す。なお、z[q-M+1]の減算を式（１２）のようにp*q+1番目のサンプリング時点から行わないと、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）が式（９）によって定義される時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を超えることがあり得る。
【００７９】
式（１１）、式（１４）によれば毎正秒では式（９）の方法と値が一致し、かつ、途中で式（９）の値を上回ることがない。つまり正式に定義された方法と一致した値を得ながら、正式な方法より早いタイミングで閾値判定ができる。さらに値の変動が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の地震動指標算出装置及びそれを用いた地震動指標算出システムの主要構成を示す図である。
【図２】ＣＡＶ算出手段の構成を示す図である。
【図３】時間窓算出手段の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートを示す図である。
【図５】計測装置が計測した地震動加速度データを示す図である。
【図６】a[i-1]とa[i]が同符号の場合の１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分を示す図である。
【図７】a[i-1]とa[i]が異符号の場合の１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分を示す図である。
【図８】式（３）によって求められるオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値を示す図である。
【図９】式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値を示す図である。
【図１０】第２実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートを示す図である。
【図１１】模式的な|a[i]|、s[i]、z[j]、CAVs[j]を示す図である。
【図１２】式（７）によって求められる標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値を示す図である。
【図１３】式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を示す図である。
【図１４】模式的なw[i]を示す図である。
【図１５】式（１４）の計算結果の模式的なグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…地震動指標算出装置、２…ＣＡＶ算出手段、３…時間窓算出手段、４…地震動加速度時系列取得手段、５…積分手段、６…時間窓設定手段、７…加算手段、１０…地震動指標出力システム、１１…計測装置、１２…通信装置、１３…表示装置、１４…警報装置、１５…時刻校正部、１６…電源部、１７…電源、１８…蓄電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動を計測し、その計測値から地震動の指標を算出する地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、日本では、女川、志賀及び柏崎刈羽等の原子力発電所が地震動により相次いで緊急停止している。日本では、地震動の加速度が各サイトで設定した閾値を超えると、原子力発電所を緊急停止させることになっている。
【０００３】
しかしながら、地震動は、高周波数成分が卓越すると、エネルギとしては大きくないにも関わらず、大加速度が観測されることがある。例えば、女川、志賀原子力発電所は連続運転しても支障がなかったと考えられている。そのため、現在、加速度の代わりとなる安定的な指標が模索されている。
【０００４】
米国では、ＮＲＣ（原子力規制当局）が、ＣＡＶが閾値０．１６Ｇｓを超えた場合に原子力発電所を緊急停止させることを推奨しており、ＩＡＥＡ（国際原子力機関）は、このＣＡＶ（ Cumulative Absolute Velocity ）を加速度に代わる指標として採用しようと検討している。ここで、ＣＡＶとは、加速度波形の絶対値がある閾値を超えた場合に逐次積分する値である（非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】「平成１８年度原子力施設等の耐震性評価技術に関する試験及び調査、原子炉施設の地震後の影響評価に係る報告書」、独立行政法人 原子力安全基盤機構、平成１９年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の地震では、本震の後に余震の地震動が到達し、逐次加算を行うＣＡＶは永久に漸増してゆく。したがって、本震で設定した規制値を超えなくても後から来る余震で規制値を越えてしまう恐れがある。このために、地震の終息判定を行い、一つの地震が終わったと判断したら計算をリセットする方法もあるが、地震が頻発した場合等には終息判定が行える保証がない。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために、不確かな地震終息判定による値の漸増を防ぐことができる地震動の指標を算出する地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の地震動指標算出装置は、計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置において、地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段と、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段と、を有するＣＡＶ算出手段と、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段と、時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段と、を有する時間窓算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記積分手段は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求めることを特徴とする。
【００１０】
また、前記加算手段は、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出することを特徴とする。
【００１１】
また、前記加算手段は、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、前記加算手段は、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにするリアルタイム演算手段を有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の地震動指標算出装置を用いた地震動指標算出システムは、前記地震動指標算出装置を駆動する電源装置と、地震動を測定するセンサを有し、前記地震動指標算出装置に地震動の加速度を出力する計測装置と、前記前記地震動指標算出装置の算出した地震動指標が所定の閾値を超えた場合、外部に出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の地震動指標算出方法は、計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出方法において、地震動の加速度データを時系列にするステップと、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるステップと、所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するステップと、時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、前記加速度の絶対値の時間積分を求めるステップは、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求めることを特徴とする。
【００１６】
また、前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出することを特徴とする。
【００１７】
また、前記時間窓内に含まれるサンプル値を加算するステップは、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップでは、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
このような地震動指標算出装置、それを用いた地震動指標算出システム及び地震動指標算出方法により、不確かな地震終息判定による値の漸増を防ぐことができる。また、いち早く施設で設定された規制値を超えたかを知ることができる。さらに、地震動の記憶容量や演算量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の地震動指標算出装置及びそれを用いた地震動指標算出システムの主要構成を示す図である。図中、１は地震動指標算出装置、２はＣＡＶ算出手段、３は時間窓算出手段、１０は地震動指標出力システム、１１は計測装置、１２は通信装置、１３は表示装置、１４は警報装置、１５は時刻校正部、１６は電源部、１７は電源、１８は蓄電池である。
【００２１】
地震動指標算出装置１は、計測装置１１で計測された加速度等をＣＡＶ算出手段２及び時間窓算出手段３に入力することで、地震動の指標を算出し、出力する。地震動指標算出装置１の詳細については後述する。
【００２２】
地震動指標出力システム１０は、地震動指標算出装置１を有し、地震動指標算出装置１に種々の信号を入出力することで、システムを構築したものである。
【００２３】
計測装置１１は、地震動を測定するセンサ１１ａと、センサ１１ａで測定した地震動をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１１ｂと、を有し、地震動指標算出装置１に地震動の信号を送信するものである。
【００２４】
通信装置１２は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標を、通信回線を介して、原子力発電所等の他のシステムや装置に出力するものである。特に、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合に、緊急に出力されるように設定されることが好ましい。なお、通信装置１２は、外部からの信号を入力する機能も有し、遠隔操作等を行うことができるように設定されていることが好ましい。
【００２５】
表示装置１３は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標を、表示器を介して外部に表示する装置である。特に、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合には必ず表示するように設定されることが好ましい。
【００２６】
警報装置１４は、地震動指標算出装置１で算出された地震動指標が予め定められた閾値を超えた等の場合に、警報を出力するものである。
【００２７】
なお、通信装置１２、表示装置１３及び警報装置１４で出力手段を構成する。
【００２８】
時刻校正部１５は、ＧＰＳ信号や回線等を通じて正確な時刻を得て、地震動指標算出装置１内の時刻を正確に設定するものである。
【００２９】
電源部１６は、商用電源や蓄電池１８からの電源をまとめた電源装置１７からの電源を受ける部分である。
【００３０】
なお、これらの計測装置１１、通信装置１２、表示装置１３、警報装置１４、時刻校正部１５、電源部１６等は、地震動指標算出装置１と一体に形成されても、別体に形成されてもよい。
【００３１】
次に、地震動指標算出装置１の第１実施形態について説明する。図２は、ＣＡＶ算出手段２の構成を示す図、図３は、時間窓算出手段３の構成を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、ＣＡＶ算出手段２は、地震動加速度時系列取得手段４と、積分手段５と、を有し、非特許文献１で示したＣＡＶを算出するものであるが、第１実施形態のＣＡＶ算出手段２は、閾値を設けないＣＡＶ（非特許文献１中の式（１）に対応、以下、オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）と言う）を算出する。
【００３３】
地震動加速度時系列取得手段４は、地震動の加速度データを時系列にするものである。積分手段５は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるものである。
【００３４】
図３に示すように、時間窓算出手段３は、時間窓設定手段６と、加算手段７と、を有する。
【００３５】
時間窓設定手段６は、地震動指標を算出する際の所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するものである。加算手段７は、時間窓内に含まれるサンプル値を加算する手段である。なお、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して逐次算出するとより効率が良く好ましい。
【００３６】
次に、地震動加速度データから第１実施形態の地震動指標を算出する手順について説明する。図４は、第１実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ステップ１で、図５に示すような計測装置１１が計測した地震動加速度データをＡＤ変換したデジタル信号の時系列をa[i](i=0,1,2,3,…) とする（ＳＴ１）。ここで、デジタル値のサンプリング間隔は、Δtとする。実際の値としては、例えば、0.01s等である。
【００３８】
次に、ステップ２で、１サンプル区間での加速度の絶対値の時間積分s[i]を求めた後、ｎ番目の加速度サンプル値が得られた時点でのオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）を求める（ＳＴ２）。
【００３９】
ＣＡＶ計算では離散的な加速度データの間は直線で補間されるものとする。このとき１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分をs[i]とすれば、図６及び図７に示すように、以下の式（１）及び式（２）のようになる。
a[i-1]とa[i]が同符号の場合、
s[i]=(|a[i-1]|+|a[i]|)・Δt/2 ・・・（１）
a[i-1]とa[i]が異符号の場合、
s[i]=(a[i-1]・a[i-1]+a[i]・a[i])/(|a[i-1]|+|a[i]|)・Δt/2 ・・・（２）
なお、i≦0 の時は、s[i]=0とする。
【００４０】
したがって、ｎ番目の加速度サンプル値が得られた時点でのオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）は、以下の式（３）で求められる。
【数１】
【００４１】
式（３）のままでは、オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値は、無限に大きくなってしまう。これを避けるために、時間窓を設けて、その時間窓に含まれる値のみを加算し、時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）を求める。
【００４２】
まず、ステップ３で、時間窓を設定する（ＳＴ３）。
【００４３】
Ｔ秒間の時間窓に対応するサンプル数をＮとすれば（N=T・p、ここでpは1秒間に含まれる加速度データのサンプル数、例えば、Δt=0.01 ならp=100）である。
【００４４】
次に、ステップ４で、時間窓に含まれるサンプル値を加算する（ＳＴ４）。
【００４５】
ステップ３及びステップ４の工程は、以下の式（４）で表される。
【数２】
【００４６】
なお、より効率的に算出するには、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して以下の式（５）で示すように、逐次算出すると好ましい。
CAVot[n] = CAVot[n-1]+s[n]-s[n-N] ・・・（５）
【００４７】
図８は、式（３）によって求められるオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値、図９は、式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値を示す。
【００４８】
図９に示すように、式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値は、漸増を続けることがない。
【００４９】
次に、地震動指標算出装置１の第２実施形態について説明する。第２実施形態のＣＡＶ算出手段２及び時間窓算出手段３は、図２及び図３と同様の手段を有するが、方法が異なる。
【００５０】
図２に示すように、ＣＡＶ算出手段２は、地震動加速度時系列取得手段４と、積分手段５と、を有し、非特許文献１で示したＣＡＶを算出するものであるが、第２実施形態のＣＡＶ算出手段２は、閾値を設けたＣＡＶ（非特許文献１中の式（２）に対応、以下、標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）：standardized CAVと言う）を算出する。
【００５１】
地震動加速度時系列取得手段４は、地震動の加速度データを時系列にするものである。積分手段５は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間のうち、最大値が閾値ａ０を超える加速度の絶対値の積分を求めるものである。
【００５２】
図３に示すように、時間窓算出手段３は、時間窓設定手段６と、加算手段７と、を有する。
【００５３】
時間窓設定手段６は、地震動指標を算出する際の時間の範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するものである。加算手段７は、時間窓内に含まれるサンプル値を加算する手段である。なお、時間窓に加えられるサンプルと、時間窓から外れるサンプルとに対応して逐次算出するとより効率が良く好ましい。
【００５４】
次に、地震動加速度データから第２実施形態の地震動指標を算出する手順について説明する。図１０は、第２実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、ステップ１１で、図５に示すような計測装置１１が計測した地震動加速度データをＡＤ変換したデジタル信号の時系列をa[i](i=0,1,2,3,…) とする（ＳＴ１１）。ここで、デジタル値のサンプリング間隔は、Δtとする。実際の値としては、例えば、0.01s等である。
【００５６】
次に、ステップ１２で、１サンプル区間での加速度の絶対値の最大値が閾値ａ０（例えば、0.025G、G=1,000gal）を超える場合に、以下の式（６）に示すように、サンプル区間とは別の閾値判定区間に属するs[i]をすべて加算する（ＳＴ１２）。本実施形態では、閾値判定区間は、１秒とする。
【数３】
ここで、x[j]は、[(j-1)*p≦k≦j*p] とした場合、|a[k]|≧a0 となるa[k]が、
ある場合、
x[j] = 1
ない場合、
x[j]=0
とする。
【００５７】
すると、m秒目の加速度サンプル値が得られた時点での標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）は、式（７）として求められる。
【数４】
【００５８】
このように、標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）は閾値判定区間分けの関係から１秒毎の値となる。図１１は、Δt=0.2、a0=0.025Gとした場合の模式的な|a[i]|、s[i]、z[j]、CAVs[j]のグラフである。
【００５９】
しかしながら、式（７）から明らかなように、このままでは標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値は無限に大きくなり得る。これを避けるためには、時間窓を設けてその時間区間に含まれる値のみを加算するようにすればよい。
【００６０】
そこで、ステップ１３で、M秒の時間窓を設ける（ＳＴ１３）。
【００６１】
次に、ステップ１４で、ステップ１３で設定した時間区間に含まれる値のみを以下の式（８）に示すように加算する（ＳＴ１４）。
【数５】
【００６２】
なお、式（８）は、以下の式（９）に示すように、逐次的に計算すれば効率がよい。
CAVst[ｍ] = CAVst[ｍ-1]+z[m]-z[m-M] ・・・（９）
【００６３】
図１２は、式（７）によって求められる標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値、図１３は、式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を示す。
【００６４】
図１３に示すように、式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値は、漸増を続けることがない。
【００６５】
ここで、さらにリアルタイム性を持たせるためリアルタイム演算手段８を用いた算出方法について説明する。
【００６６】
式（９）の方法では、１秒毎に値を得ることができる。非特許文献１で定められた標準ＣＡＶは、地震が終了した後に値を求めるために考えられたもので、地震の最中に値を求める考慮はなされていない。このため、リアルタイム性を持たせるために、リアルタイム演算手段８を加算手段７に設け、加速度サンプル値が得られる毎にリアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値を得ることを考える。
【００６７】
式（９）で得られる値は、システムの停止などを行う規制値として用いられる重要なものであるため、加速度サンプル値が得られる毎に得られるリアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値は、毎秒値では式（９）で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、式（９）の値を超えないようにする。この際、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）の値は、滑らかに変化することが望ましい。
【００６８】
式（９）を見れば、時間窓内に加算される部分の処理と、時間窓から減算される部分の処理を行っていることがわかる。よって、この二つの部分をサンプリング毎の処理に対応させればよい。
【００６９】
まず、リアルタイム演算手段８による時間窓内に加算される部分の処理について説明する。この処理では、式（６）で求めたz[j]に換えて以下の式（１０）で示すw[i]を求める。
【数６】
ただし、q=int(i/p) とし、int(A)はAの整数部を表すものとする。
ここで、y[i]は、[p*q≦k≦i]、とした場合、 (|a[k]|≧a0) となるa[k]が、
ある場合、
y[i] = 1
ない場合、
y[i] = 0
とする。
【００７０】
式（１０）は、加速度が閾値ａ０を超え次第、過去にさかのぼって加算処理を行うことに相当する。図１４は、p=5とした場合の模式的なw[i]のグラフである。
【００７１】
次に、リアルタイム演算手段８による時間窓から減算される部分の処理について説明する。
【００７２】
時間窓から外れる部分の減算を行うには減算すべき値を記憶している必要がある。この減算をサンプル毎に行うために必要な記憶域はM=60、p=100 であれば6000サンプル分にもなり、値を記憶する領域が多く必要となる。このため、サンプリング毎ではなく、式（９）のように１秒毎に減算を行うと好ましい。これにより記憶領域はＭ個ですむ。
【００７３】
また、１秒毎に減算を行うのは、後述するように、式（９）で求められる値とサンプル毎に求められる値との整合性を図るためのものでもある。
【００７４】
以上をまとめると、加速度サンプル値a[i]が得られたときの、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）は、i = p*qの時（毎正秒）、時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）と同じなので、式（９）のＣＡＶｓｔを用いて、以下の式（１１）とする。
CAVhs[i] = CAVst[q] ・・・（１１）
【００７５】
それ以外のときは、毎秒値以外では、式（９）の値を超えないように、まず、以下の式（１２）を求める。
CAVhs0[i]=CAVst[q]-z[q-M+1]+w[i] ・・・（１２）
【００７６】
また、毎正秒の直後（p*q+1番目のサンプリング時）に値が減少し、その後w[i]の加算により増加することで、値が鋸状に変化することを防ぐために、値が式（１１）で計算される直前の正秒時（p*q番目のサンプリング時）の値を下回る場合は、その値に保持した以下の式（１３）を採用する。
CAVhs[i]=max[CAVhs0[i],CAVst[q]] ・・・（１３）
ここでmax[A,B]はA,Bのうち大きい方を表すものとする。
【００７７】
もしくは、式（１２）と式（１３）は、以下の式（１４）のように表すこともできる。
CAVhs[i]=CAVst[q]+max[0,w[i]-z[q-M+1]] ・・・（１４）
【００７８】
p=5とした場合、式（１４）の計算結果の模式的なグラフを図１５に示す。なお、z[q-M+1]の減算を式（１２）のようにp*q+1番目のサンプリング時点から行わないと、リアルタイム標準ＣＡＶ（ＣＡＶｈｓ）が式（９）によって定義される時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を超えることがあり得る。
【００７９】
式（１１）、式（１４）によれば毎正秒では式（９）の方法と値が一致し、かつ、途中で式（９）の値を上回ることがない。つまり正式に定義された方法と一致した値を得ながら、正式な方法より早いタイミングで閾値判定ができる。さらに値の変動が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の地震動指標算出装置及びそれを用いた地震動指標算出システムの主要構成を示す図である。
【図２】ＣＡＶ算出手段の構成を示す図である。
【図３】時間窓算出手段の構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートを示す図である。
【図５】計測装置が計測した地震動加速度データを示す図である。
【図６】a[i-1]とa[i]が同符号の場合の１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分を示す図である。
【図７】a[i-1]とa[i]が異符号の場合の１サンプル区間（時間（i-1）・Δt からi・Δt）での加速度の絶対値の時間積分を示す図である。
【図８】式（３）によって求められるオリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏ）の値を示す図である。
【図９】式（５）によって求められる時間窓設定オリジナルＣＡＶ（ＣＡＶｏｔ）の値を示す図である。
【図１０】第２実施形態の地震動指標算出方法を示すフローチャートを示す図である。
【図１１】模式的な|a[i]|、s[i]、z[j]、CAVs[j]を示す図である。
【図１２】式（７）によって求められる標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓ）の値を示す図である。
【図１３】式（９）によって求められる時間窓設定標準ＣＡＶ（ＣＡＶｓｔ）の値を示す図である。
【図１４】模式的なw[i]を示す図である。
【図１５】式（１４）の計算結果の模式的なグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…地震動指標算出装置、２…ＣＡＶ算出手段、３…時間窓算出手段、４…地震動加速度時系列取得手段、５…積分手段、６…時間窓設定手段、７…加算手段、１０…地震動指標出力システム、１１…計測装置、１２…通信装置、１３…表示装置、１４…警報装置、１５…時刻校正部、１６…電源部、１７…電源、１８…蓄電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置において、
地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段と、
時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段と、
を有するＣＡＶ算出手段と、
所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段と、
時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段と、
を有する時間窓算出手段と、
を備えた
ことを特徴とする地震動指標算出装置。
【請求項２】
前記積分手段は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求める
ことを特徴とする請求項１に記載された地震動指標算出装置。
【請求項３】
前記加算手段は、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された地震動指標算出装置。
【請求項４】
前記加算手段は、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行う
ことを特徴とする請求項２に記載された地震動指標算出装置。
【請求項５】
前記加算手段は、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにするリアルタイム演算手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載された地震動指標算出装置。
【請求項６】
前記地震動指標算出装置を駆動する電源装置と、
地震動を測定するセンサを有し、前記地震動指標算出装置に地震動の加速度を出力する計測装置と、
前記前記地震動指標算出装置の算出した地震動指標が所定の閾値を超えた場合、外部に出力する出力手段と
を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された地震動指標算出装置を用いた地震動指標算出システム。
【請求項７】
計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出方法において、
地震動の加速度データを時系列にするステップと、
時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるステップと、
所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するステップと、
時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップと、
を有する
ことを特徴とする地震動指標算出方法。
【請求項８】
前記加速度の絶対値の時間積分を求めるステップは、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求める
ことを特徴とする請求項７に記載された地震動指標算出方法。
【請求項９】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、
所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出する
ことを特徴とする請求項６又は請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【請求項１０】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、
所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行う
ことを特徴とする請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【請求項１１】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップでは、
加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにする
ことを特徴とする請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【請求項１】
計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出装置において、
地震動の加速度データを時系列にする地震動加速度時系列取得手段と、
時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求める積分手段と、
を有するＣＡＶ算出手段と、
所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定する時間窓設定手段と、
時間窓内に含まれるサンプル数分の区間毎の加速度の絶対値の時間積分を加算する加算手段と、
を有する時間窓算出手段と、
を備えた
ことを特徴とする地震動指標算出装置。
【請求項２】
前記積分手段は、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求める
ことを特徴とする請求項１に記載された地震動指標算出装置。
【請求項３】
前記加算手段は、所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された地震動指標算出装置。
【請求項４】
前記加算手段は、所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行う
ことを特徴とする請求項２に記載された地震動指標算出装置。
【請求項５】
前記加算手段は、加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにするリアルタイム演算手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載された地震動指標算出装置。
【請求項６】
前記地震動指標算出装置を駆動する電源装置と、
地震動を測定するセンサを有し、前記地震動指標算出装置に地震動の加速度を出力する計測装置と、
前記前記地震動指標算出装置の算出した地震動指標が所定の閾値を超えた場合、外部に出力する出力手段と
を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された地震動指標算出装置を用いた地震動指標算出システム。
【請求項７】
計測された地震の加速度から地震動指標を算出する地震動指標算出方法において、
地震動の加速度データを時系列にするステップと、
時系列作成時に設定したサンプリング間隔の１サンプル区間毎に加速度の絶対値の時間積分を求めるステップと、
所定の時間範囲と、その範囲内のサンプル数とを設定するステップと、
時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップと、
を有する
ことを特徴とする地震動指標算出方法。
【請求項８】
前記加速度の絶対値の時間積分を求めるステップは、時系列作成時に設定したサンプリング間隔とは別に設定した閾値判定時間内の加速度サンプル値の絶対値が１つでも所定の閾値を超えた場合に、前記閾値判定時間内の全加速度サンプル値の絶対値の積分を求める
ことを特徴とする請求項７に記載された地震動指標算出方法。
【請求項９】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、
所定時間内に時間窓に加えられる加速度サンプル値と、前記所定時間内に時間窓から外れる加速度サンプル値と、に対応して逐次算出する
ことを特徴とする請求項６又は請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【請求項１０】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップは、
所定の閾値を超えた加速度サンプル値が得られる毎に加算処理を行い、所定の時間毎に減算を行う
ことを特徴とする請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【請求項１１】
前記時間窓内に含まれる加速度サンプル値を加算するステップでは、
加速度サンプル値が得られる毎に得られる値が、毎秒値では前記時間窓算出手段で得られる値と同じになるものとし、かつ、毎秒値以外では、前記時間窓算出手段で得られる値を超えないようにする
ことを特徴とする請求項８に記載された地震動指標算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−８５３７１（Ｐ２０１０−８５３７１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７６３７（Ｐ２００８−２５７６３７）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（５０１１３８２３１）独立行政法人防災科学技術研究所 (29)
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（５０１１３８２３１）独立行政法人防災科学技術研究所 (29)
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