鉄道における
地震防災システム開発の
現状と今後の展望
２０１１年１０月４日
（株）ＡＮＥＴ
CAE POWER 2011
セッション F 「耐震・防災へのシミュレーション活用」
本日の報告内容
１．鉄道における早期地震防災システム
の開発経緯
２．鉄道における緊急地震速報の活用状況
３．東北地方太平洋沖地震時の緊急地震速報
４．緊急地震速報の
さらなる活用促進に向けた展望
鉄道の地震防災
地震に対して乗客の安全を確保すること
耐震設計・耐震補強
耐震性のチェック
事前に
列車運転制御
運転規制
地震警報システム
地震発生時に
1995年兵庫県南部地震 による新幹線橋台の崩壊鉄道の地震警報システムの研究開発経緯
1960
1970
1980
1990
2000
2010
海岸線検知
システム
表示用
地震計
1982～コンパクト
ユレダス
1998～制御用
感震器
1965～ 制御用 感震器 変電所・対震ハット早期警報
用地震計
緊急地震
速報
2006～ 2004～ 早期警報用地震計ユレダス
1992～早期地震警報システムの開発経緯
年代
基礎
研究
応用
研究
実用化
2000
2005
2010
早期地震諸元推定方法 鉄道総研・気象庁共同研究（2000～2004） ユレダス 早期地震警報システム実用化 2004 九州新幹線 2005 東海道新幹線 2007 山陽新幹線 東北・上越・長野新幹線 2006 緊急地震速報配信開始 緊急地震速報システム実用化 （JR在来線、民鉄線等） 早期警報用地震計（新幹線システム） 緊急地震速報システム 補助金テーマ：早期地震検知・警報システム の高度化に関する研究（2006～2008）単独観測点による早期地震警報の原理
鉄道 早期警報用地震計 震央 マグニチュードに 応じた影響範囲 警報発信主要動到達前に警報
◇震央距離Δ、方位θ、マグニチュードMを推定 ◇震央位置とマグニチュードから影響範囲を推定 Δ Ｍ Θ Ｐ 波検知 2～3秒 Ｓ波 （主要動） Ｐ波 早期警報用地震計緊急地震速報の概要
発生直後
約5秒後
20秒程度
数10秒後
Ｓ波 Ｐ波 Ｓ波 Ｐ波 Ｓ波 Ｓ波 Ｐ波 Ｐ波 気象庁 １観測点による 震源と規模の推定 ２～３点による 震源と規模の推定 予測震度 ３～５点による 震源と規模の推定 予測精度向上 地震発生 多点による 震源と規模の推定 震度実況予測精度が
逐次向上
緊急地震速報に用いられる地震観測網
▲
：気象庁（約200点）
鉄道における緊急地震速報の利用イメージ
気象庁・ 配信事業者 専用回線 IP-VPNなど 受信・警報判定 システム 地震 列車無線装置 独自の早期地震 検知システム STOP ! 衛星通信 受信装置指令デスク 緊急地震速報の受信装置 配信会社 運輸司令所 専用線 stop 列車無線
鉄道における活用事例１
自動通報装置 警報発令時 自動通報装置：ON 列車無線 警報発令時 通常時緊急地震速報に関するアンケート調査
■
時 期 ： 2008年5月
■
対 象 ： 鉄道技術推進センタ第1種会員（C会員除く：167社）
■
方 法 ： 郵送によるアンケート送付・回収（有効回答77％）
■
導入会社 ： 地上回線利用：２２社 衛星通信利用：６社
未導入事業者の導入予定
21.9% はい 21.9％ いいえ 10.4％ 分からない （検討中含む） 67.7％未導入事業者の
約90％
が
導入に関して検討
その他 情報の信頼性 維持管理コスト 初期導入コスト 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 割合 (%)導入に当たっての検討課題
初期導入コスト 維持管理コスト 情報の信頼性 その他 0 20 40 60 80 割合（％） 旅客への伝達 旅客の動向 セキュリティ など鉄道総研殿実施
鉄道事業者懇談会（ＡＮＥＴ顧客）
■ 実施月日：2010年2月
■ 参加事業者：22社
■ 実施内容：導入事例、緊急地震速報精度向上の研究事例等の紹介
列車停止以外の鉄道での利活用に関する意見交換 など
アンケート調査：今後検討したい項目 （複数回答可）
■発報条件 の追加・変更 ■駅職員への伝達 ■駅構内利用客 への伝達 ■駅関連設備の 制御(ｴﾚﾍﾞｰﾀ等) 検討中 検討予定 検討予定なし 導入済 検討中・予定 検討予定なし 導入済 検討中・予定 検討予定なし 導入済 検討中・予定 検討予定なし 8 7 14 2 9 18 5 5 18 4 6 19鉄道における利活用の現状
１.
2010年末現在で
鉄道事業者約５０社
が導入。
JR、大手民鉄、準大手民鉄、公営鉄道は約８割が導入。
２.
未導入事業者（中小民鉄の約8割）へのアンケート調査実施。
導入への課題は
導入および維持コスト
。
３．
システムの機能や信頼性はコストとトレードオフの関係。
システムの
コストパフォーマンス
を見極めることが重要。
５．
誤報やシステム不具合などで、乗客などの緊急地震速報への
信頼性が低下するのを危惧
。
４．
導入事業者のうちの約４割は、列車停止以外の活用を検討。
優先順位は、
駅職員へ伝達＞駅利用客へ伝達≧駅設備の制御
。
発生：2011年３月11日14:46
震源：牡鹿半島沖 約130km
震源深さ：約24km
規模：マグニチュード
９.０
(Mw)
最大震度：
７
(宮城県栗原市)
震央
観測された震度
気象庁HPより東北地方太平洋沖地震の概況
東北地方太平洋沖地震 本震の震度予測精度
緊急地震速報による予測震度分布
130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚ 0 1 2 3 4 5 6 7 Intensity×
Mj 8.1実測震度分布
予測震度３～４ 130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚ 130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚ 筑波大・八木准教授 による断層域 実測震度３～６強×
Mw 9.0青森県 岩手県 宮城県 福島県 茨城県 千葉県 ① ② ③
本震の地震動波形に見られるフェーズの特徴
大きな断層破壊が
宮城県沖で発生
東北日本全体に地
震波が到達
約50秒後に、再び
宮城県沖で大きな
断層破壊が発生
２つの破壊に引き
続き、３つ目の断
層破壊が茨城県沖
で発生
茨城県から福島県
に大きな地震波が
到達
３つ目の破壊で関
東でも大きな揺れ
を観測
100秒 加速度波形（東西動）実測震度分布
130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚ 130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚×
Mw 9.0震源モデルによる震度予測分布
震源モデルによる本震の震度予測精度
130˚ 135˚ 140˚ 145˚ 35˚ 40˚ 45˚ 0 1 2 3 4 5 6 7 Intensity 京大（釜江・川辺）モデル ５つのアスペリティ（主破壊）超巨大地震の複雑な断層破壊現象のリアルタイムな識別が課題
①Mw 7.9 ②Mw 8.2 ③Mw 7.4 ④Mw 7.5 ⑤Mw 7.5 ×× × × × 予測震度３～６強緊急地震速報による不的確な予報・警報
不的確な予報・警報の原因は主に以下の２つ。
■ 停電や通信回線途絶のため使用可能な地震計が減少
■ 同時に発生した地震を分離処理できず１つの地震と判断
本震後の余震や誘発地震に対して、震源位置や予測震度が不的確
な緊急地震速報を配信
同一地震として処理
地震Ａを地震計②が検知と誤認 震源距離200Km， 地震動：大 気象庁 地震Ａ ○○県沖 M5.0 最大震度３ データ① 地震計① 地震Ｂ △△中部 M5.8 最大震度４（一部地域） データ② 地震計②不的確な緊急地震速報
○○県沖 M7.5 最大震度５強 （広範囲で震度４以上）緊急地震速報による不的確な予報・警報
不的確な予報・警報の原因は主に以下の２つ。
■ 停電や通信回線途絶のため使用可能な地震計が減少
■ 同時に発生した地震を分離処理できず１つの地震と判断
本震後の余震や誘発地震に対して、震源位置や予測震度が不的確
な緊急地震速報を配信
平成23年3月11日～4月24日
緊急地震速報（警報） 70回
不的確な警報 44回
（同時発生：32回，停電等：12回）
【気象庁発表資料による】
東北地方太平洋沖地震 緊急地震速報の課題
３．通信ネットワークの強化
○地震計や通信インフラの被災
→ 余震の予報・警報が一部配信不能
技術的課題の克服
１．連動型巨大地震の震度予測精度の向上
○点震源を仮定した震度予測の限界
２．同時多発余震・誘発地震の的確な分離
○ほぼ同時発生の複数震源の自動識別・分離の限界
○震源推定精度低下による震度予測精度の低下
→ 不的確な予報・警報を配信
緊急地震さらなる活用促進に向けた展望
２．付加価値
３．低コスト
１．高信頼性
さらなる活用促進に向けた展望
１．高信頼性
■ 受信端末、配信の信頼性の維持、向上
気象庁ガイドラインの遵守
「緊急地震速報を適切に利用するために 必要な受信端末の機能及び配信能力に 関するガイドライン」 （2011年3月）■ 緊急地震速報の特徴や限界等の正しい理解のための啓蒙
鉄道事業者（乗客含む）が正しく理解
→ 過剰な期待、失望の軽減
■ 震源情報の推定および地震動の予測精度の向上
運転規制判断に用いる地震動指標の予測精度向上
学協会における即時地震情報研究の維持・向上
■ 東方地方太平洋沖地震における課題への対応
技術的課題の克服
さらなる活用促進に向けて
２．付加価値
■ 常時も利用可能な情報や機能
気象庁 気象業務 支援センタ 電文 インター ネット LAN ２次配信 会社 ○○地区に大雨警報 震度４ ２４秒後 現場事務所 PCにポップアップ 接点スイッチ 地震 注意！ 大雨警報 発令！ 作業現場緊急地震速報と気象情報（注意報・警報）をセットで配信
→ ＥＱ＋
■ 被害推定～地震後の運転再開まで支援する機能
■ 地震防災に関する総合コンサルティング
さらなる活用促進に向けた展望
３．低コスト
■ 受信端末、配信コストの低廉化
信頼性とのコストパフォーマンスを考慮して今後とも各社検討・開発
高出力・低周波数の衛星通信・放送の活用
→ Ｓバンド衛星放送撤退
→ 設備は公共で（民間では維持管理困難）
高機能携帯端末の活用
→ 移動体通信手段として機能検討中
■ リースを活用した初期導入コストの低減
■ クラウドコンピューティングを活用した事業者システムの簡素化
社内通信 回線 列車無線 基地局 列車停止 運転再開 沿線地震計 Ａ鉄道・運輸司令所 気象庁 気象業務支援センタ 鉄道地震防災 情報センタ（仮） Ａ鉄道 監視端末 鉄道沿線地震計の情報集約 緊急地震速報受信 鉄道沿線の警報判定・通報 地震後の点検範囲を通報 地震情報データベース 沿線地震計の維持管理 Ｂ鉄道 各鉄道間で情報の 共有・有効利用 情報の受信・監視 のみで装置簡素化 緊急地震速報
