pca-主成分分析法,日语版1003464

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1、特集論文特集：防災技術早期地震検知における地震諸元推定方法の精度および即時性向上野田　俊太＊　　山本　俊六＊　　佐藤　新二＊ImprovementofEarthquake-parameterEstimationforEarthquakeEarlyWarningShuntaNODAShunrokuYAMAMOTOShinjiSATOEarthquakeparametersarerapidlyestimatedfromsinglestationdataintheearthquakealarmsystemforShinkansen.Inthi

2、sestimation,epicenterlocationsareestimatedfromthePrincipleComponentAnalysis(PCA)andtheB-∆method.Inthispaper,weproposenewmethodstoimprovetheaccuracyandrapidnessofepicenterestimationbyintroducingvariabletimewindow,insteadoftheconventionalfixedtimewindow.Byusingthesemethods

3、,itisfoundthatestimationofback-azimuthbyPCAisimprovedbyabout30%and0.25secondsinaccuracyandrap-idnessrespectively,andestimationofepicentraldistancebytheB-∆methodcanbeimprovedbyabout1.3secondsinrapidness,comparedwiththeconventionalmethod.キーワード：早期地震検知，緊急地震速報，単独観測点処理，P波，B-∆法

4、，主成分分析１．はじめに2.1　震央方位推定の従来方法　従来方法では，記録によらず一定の長さに固定された　地震発生時の早期警報技術は近年発展を遂げており，タイムウィンドウ（以下，固定のタイムウィンドウ）で，現在は国内全ての新幹線でP波の早期地震諸元推定方法P波初動部分の三成分のパーティクルモーションの主軸を用いた地震警報システムが導入され１）２），また，多くを求め，震央方位を推定する。の路線で気象庁が発表する緊急地震速報３）が活用されて　具体的には，まず，観測された加速度波形を漸化式いる４）。フィルタにより変位波形に変換し，さらに中心周

5、波数が　これらのシステムでは，地震を検知した観測点が単独1Hzの漸化式フィルタで変位バンドパス波形を計算する。で地震諸元を推定する単独観測点処理が用いられてお次に自動検測手法により求められたP波の到達時刻からり，この処理においては主成分分析法５）を用いて震央方1.1秒間の変位バンドパス波形を対象に主成分分析を行位，B-∆法６）を用いて震央距離が推定される。ない，パーティクルモーションの主軸から震央方位を推　これらの方法は現時点でも実用上問題ない精度および定する（図1）。この1.1秒は記録によらず一定としてお即時性を持っていると考えられる

6、が，解析に使用する記り，本報告では上記したように固定のタイムウィンドウ録の時間の長さ（以下、タイムウィンドウ）を全記録でと呼ぶ。一定としていた従来方法に対して，記録毎にタイムウィンドウを変化させる方法を提案し，両者の方法の推定精㪥度もしくは即時性が更に向上することを示す。ਥゲ㔡ᄩᣇ૏２．震央方位推定および震央距離推定の従来方法　本章では，主成分分析を用いた震央方位推定，および㪮㪜B-∆法を用いた震央距離推定の従来方法について述べる。㪪図１　主成分分析法による震央方位の推定＊　防災技術研究部　地震防災研究室RTRIREPORTVol.25

7、,No.7,Jul.20117特集：防災技術2.2　震央距離推定の従来方法も認められる。　従来方法では，P波到着から1～2秒間のP波初動部　以上の結果を踏まえ，震央方位推定の精度を更に向上分の上下動成分のエンベロープ波形に関数させる方法を以下に試みる。yB=−texp(At)(1)3.2　固定のタイムウィンドウと誤差の関係　本研究では，まず主成分分析に使用する固定のタイムをフィッティングさせた時に求められる係数Bと震央距ウィンドウである従来の1.1秒を変化させることによっ離∆の高い相関性を利用して，係数Bから∆を推定する。て精度を評価し

8、た。2.1に示す通り，従来方法ではタイム　具体的には，まず，観測された加速度波形に中心周波ウィンドウは1.1秒で固定となっている。これは従来方法数が10Hzの漸化式フィルタをかけて加速度バンドパスを定めた当