低コスト地震動計測センサシステム開発

プロジェクト概要

本プロジェクトでは、低コストのMEMS加速度センサとラズベリーパイを組み合わせた地震動計測ユニット「SeisBox」を開発・運用し、建物の地震時挙動をリアルタイムでモニタリングするシステムの研究を行っています。

地震後の初動対応において、建物の揺れの状況を分かりやすく把握できるようにすることで、施設管理者の迅速な判断を支援することを目指しています。

主な機能

• ▶ 地震動検出・震度相当値推定：低コストセンサの計測波形から揺れの大きさをリアルタイムに推定
• ▶ 建物の揺れの見える化：建物内の複数フロアで計測を行い、揺れの状況を分かりやすく可視化する手法を研究
• ▶ 平常時モニタリング：センサの稼働状態と常時微動の監視を継続実施

アルゴリズム研究

センサネットワークから得られるデータを活用し、以下の機械学習アルゴリズムを開発しています。

• ▶ 地震検知（オートエンコーダ）：高ノイズ環境下での地震動をオートエンコーダで検知し、誤報を低減
• ▶ P波・S波検出（R2AU-Net）：転移学習を活用したR2AU-Netによるフェーズピッキング（Precision 99.9%）
• ▶ リアルタイム震度予測（LSTM・GNN）：LSTMを用いたリアルタイムの震度相当値推定に加え、観測点間の関係を学習するグラフニューラルネットワーク（GNN）を用いた手法も開発中
• ▶ 3D建物ハザード可視化：国土交通省Plateauデータを活用した三次元建物ハザードマップの生成

横浜市内での実証

Code for YOKOHAMAとの連携のもと、横浜市内の公共施設5か所・ボランティア家庭6か所・企業1か所にセンサを設置し、市民参加型の地震センサネットワークを構築・運用しています（横浜市立大学 地域貢献事業 2021–2024年度）。

また、横浜市立大学キャンパス内にセンサ表示端末を設置し、リアルタイムの地震波形をキャンパスで常時公開しています。市民向けアイデアコンテストを通じてネットワーク拡充のアイデアを募るなど、地域との連携活動も行っています。

共同研究先

• ▶ 株式会社西松建設