[S-CG59] 地震動・地殻変動・津波データの即時把握・即時解析・即時予測

[SCG59-02] 地震計設置地点環境と早期地震諸元推定結果の関係に関する検討

*丹羽 健友¹、岩田 直泰¹、山本 俊六¹ (1.公益財団法人　鉄道総合技術研究所)

キーワード：早期地震警報、地震諸元推定、地震計設置地点特性、ノイズレベル、AVS30

地震時に鉄道施設や列車の安全性が懸念される場合、可能な限り早く列車を停止させる地震防災システムが稼動している。このシステムに導入されている早期警報用地震計は、P波を自動で検知し、その初動数秒の情報から地震諸元（震央距離、震央方位、マグニチュード）を推定し、必要に応じて警報を出力する機能を有している。鉄道総研では、地震諸元推定の精度向上に向けて新しいアルゴリズムの開発を行った（岩田ほか，2016）。本研究では、早期地震諸元推定の更なる精度向上を目的として、地震計設置地点の環境が地震諸元の推定結果に与える影響について検討した。ここでは地震計設置地点特性を表す指標として、その地点の静穏性を表すと考えられるP波トリガ前のノイズレベルおよびその地点の表層地盤の固さを表すと考えられるAVS30（地表から深さ30mまでの地盤の平均S波速度）を採用した。

検討には、マグニチュードは2.5～9、震源深さは146km以浅の条件を満たす868地震を用いた。これらの地震を対象に、防災科学技術研究所のK-NETにおいて震央距離が200km以内となる地震波形データを抽出し、20723波形のデータセットを構築した。早期警報用地震計における地震諸元推定では遠方の地震を対象としないことから、震央距離200km以内を対象範囲とした。

はじめに、P波トリガ前2秒間のデータのRMSをノイズレベルとして定義し、ノイズレベルと地震諸元推定誤差の関係について整理した。P波検測は、ノイズレベルが小さいほど小さくなる傾向があり、ノイズレベルが大きいほど、P波の自動検測が目視検測よりも早くなる傾向が見られた。震央距離は、ノイズレベルが大きいほど過小推定する傾向がある。震央方位は、ノイズレベルが小さいほど推定誤差が小さくなる傾向が見られた。変位に基づくマグニチュードは、P波前のノイズレベルの影響をほとんど受けない。これはマグニチュードが振幅の最大値によって決定されるためである。

次に、AVS30を表層地盤の固さを表す指標として用い、AVS30と地震諸元推定誤差の関係について整理した。AVS30はK-NETのPS検層情報から、司・翠川(1999)の方法に従い算出した。P波検測は、AVS30の大小により推定結果に差異が見られないことから、表層地盤の固さの影響を受けにくいと考えられる。震央距離は、AVS30が小さいほど過小推定する傾向があったが、その程度は小さい。震央方位は、AVS30が大きいほど推定誤差が小さくなる傾向があった。マグニチュードについては、AVS30と推定誤差には相関がないことを確認した。

以上より、ノイズレベルが小さく雑振動が少ない静穏な環境で、AVS30が大きい表層地盤が比較的固い地点の方が、早期地震諸元の推定精度が向上することが示された。早期警報用地震計の設置地点を選定する際には、静穏かつ固い表層地盤の地点を優先することが適切と考える。

謝辞
本検討では、国立研究開発法人防災科学技術研究所のK-NETの地震記録と地盤情報を使用させて頂きました。記して感謝します。