気象庁の配信情報を利用した早期地震警報システム
地震発生時に鉄道の安全を確保することを目的として、気象庁が配信している緊急地震速報やPLUM法情報を利用した早期地震警報システムを実用化しました。
１．緊急地震速報を利用した早期地震警報システム
本システム1)では、専用回線等で気象庁（気象業務支援センター）から受信した緊急地震速報電文の地震諸元（震央距離、震央方位、マグニチュード）の推定情報に基づいて、M-Δ法や地震動予測式等により運転規制範囲の決定・警報出力判断を行います。
このシステムは、緊急地震速報の受信、電文解釈、運転規制範囲の決定等の各機能をモジュール化し、それらの機能変更を容易にしたことで、鉄道事業者のニーズに応じて様々に構成することを可能にしました（図1）。現在では多くの鉄道事業者において、単独のシステムとして、あるいは鉄道事業者の持つ既存の早期地震警報システムと組み合わせた形で利用されています。
なお、緊急地震速報の処理手法や活用方法について、2000年頃から気象庁と鉄道総研とで共同での研究開発を行いました。鉄道分野で培われた早期地震警報のノウハウが、広く国民の生命を守るための情報にも活用されています。
２．PLUM法による震度予測情報を利用した早期地震警報システム
上記の緊急地震速報は点震源を仮定しているため、大規模地震では震源域の広がりなどを反映できず、各地の揺れの大きさを過小予測する場合があるという技術的課題を有しています。実際に2011年東北地方太平洋沖地震では、震源から遠く離れた関東地方でも強い揺れが観測されましたが、緊急地震速報ではそれを予測できず関東地方に対して警報を適切に発表できなかったという事例がありました1)。このような技術的課題を克服することを目的として、震源情報の推定を介さない震度予測手法である「PLUM法」が考案され2),3)、2018年より気象庁から配信されています。PLUM法では、気象庁の地震観測点の地中（Vs = 600 m/sの工学的基盤面）における揺れの大きさ（リアルタイム震度）が提供されます。地震観測点の周辺（PLUM法の有効距離：半径30km）では同じような揺れが発生する、という考えに従い、地盤増幅度を考慮した上で対象地点の揺れの大きさを予測する手法です（図2）。
地震解析研究室では、このPLUM法情報の鉄道用早期地震警報システム4)での活用法を提案しています。事前に、鉄道沿線の地表でどの程度の強さ以上で揺れたら運転規制するかという値と、鉄道沿線周辺の気象庁地震観測点ごとの受け持ち範囲（地震観測点を中心とした半径30km範囲）を設定します。さらに、鉄道沿線の地盤増幅度を考慮して、気象庁地震観測点における警報しきい値を設定します。鉄道沿線の地盤増幅度は場所により異なるため、受け持ち区間内の地盤増幅度の最大値を採ることとします（図3）。地震発生時には、気象庁から受信した気象庁観測点の揺れの大きさがこのしきい値を超過した場合に警報を出力します。
PLUM法情報は、現在、複数の鉄道事業者の早期地震警報システムで利用されています。PLUM法情報の活用により、見逃しのない確実な警報出力が可能になるとともに、沿線近傍で発生する地震に対しては、沿線地震計によるS波警報や緊急地震速報のみを利用する場合よりも数秒程度早く警報出力できる可能性があり、安全性向上効果が期待できます。
関連ページ
参考文献
- 芦谷公稔，佐藤新二，岩田直泰，是永将宏，中村洋光：鉄道の地震警報システムにおける緊急地震速報の活用，物理探査，Vol.60，No.5，pp.387-397，2007.
- 気象庁：PLUM法について（※）
- Kodera, Y., Yamada, Y., Hirano, K., Tamaribuchi, K., Adachi, S., Hayashimoto, N., Morimoto, M., Nakamura, M. and Hoshiba, M.: The Propagation of Local Undamped Motion (PLUM) Method: A Simple and Robust Seismic Wavefield Estimation Approach for Earthquake Early Warning, Bulletin of Seismological Society of America, Vol. 108, No. 2, pp. 983-1003, doi: 10.1785/0120170085, 2018.
- 森脇美沙，岩田直泰，前原有，野辺亮太郎，猪口忠明：地震時列車運転制御におけるPLUM法情報の活用，鉄道工学シンポジウム論文集，Vol.26，pp.233-238，2022.
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