時空間地震動のリアルタイム予測に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07455187
• 研究機関: 武蔵工業大学
• 研究代表者: 星谷 勝 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (30061518)
• 研究分担者: 丸山 収 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (50209699) ; 野田 茂 鳥取大学, 工学部, 助教授 (80135532)
• キーワード: Kriging / Conditional Simulation / Earthquake Wave Propagation / Stochastic Interpolation / Conditional Non-Gaussian Field. / Kalman Filter / Identification

研究概要

本研究は、地震発生と同時に地震動の記録を内外挿して地震動の地域的分布を推定するための補間法(条件付確率場)の開発をした。その際、地震波動場の性質や地盤条件の場所的な分布は、これらの情報に介在する不確実性とその支配方程式を評価することでアルゴリズムの中に含めることができた。このアルゴリズムは、確率場が線形・非線形あるいは定常・非定常によらず適用可能で工学的に応用性に富むものである。
先ず、条件付確率場の理論を用いて地震センサーの最適配置を求めるための評価手法を開発している。ここでは正規確率場から発展して一般的非正規確率場における、観測値を条件とする推定理論並びに効率的なシミュレーション法を導き、補間に関する基本的な問題を解決している。最大地動は対数正規分布に適合することが知られているので、特に対数正規分布の補間は詳細にわたり検討し、正規、対数正規の両確率場については、シンプル、ユニバーサルおよびベイズ補間の関係を総合的に分析している。
開発した手法は単に補間問題に有効であるだけでなく、システムモデルと組み合わせることにより実際面で役立つシステム応答の事後評価にも用いることができる。
以上の理論を用いると、地震波動ノリアルタイム予測が可能となる。そして、時々刻々得られる複数地点の記録を用いた未観測地点での時系列地震動のリアルタイム予測の方法を提案した。

研究成果

• [文献書誌] Hoshiya, M.and Yoshida, I: "Identification of conditional stochastic caussian field, Journal of Engineering Mechanics" A.S.C.E. Vol.122, NO.2. 101-108 (1996)
• [文献書誌] 吉田,郁政・豊田,耕一・星谷,勝: "時間更新を考慮した逆解析と観測点配置の評価指数" 土木学会論文集. No.543, I-36. 271-280 (1996)
• [文献書誌] Hoshiya, M・Noda, S・Inada, H: "Estimation of conditional non-Gaussian translation stochastic field" Journal of Engineering Mechanics, A.S.C.E. Vol.123 No.4(to appear). (1998)
• [文献書誌] Yamazaki, F・Noda, S・Meguro, K: "Developments of early earthquake damage assessment systems in Japan" ICOSSAR'97. (in printing). (1997)
• [文献書誌] 星谷,勝・野田,茂・稲田,裕: "観測情報に基づく条件付非正規確率場の推定理論の誘導" 土木学会論文集. No.570 I-40. 209-225 (1997)
• [文献書誌] 丸山,収・鈴木,誠: "構造設計における確率場のモデル推定とそのばらつき" 構造工学論文集. Vol.43A. 537-544 (1997)