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진원지 인근 지진 조기 경보를 위한 선착 P파 다중 탐지 시스템 개발
Development of Earthquake Early Warning System nearby Epicenter based on P-wave Multiple Detection 원문보기

한국지반신소재학회논문집 = Journal of the Korean Geosynthetics Society, v.18 no.4, 2019년, pp.107 - 114  

이태희 (Future Infrastructure Research Center, Department of Infrastructure Safety Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) ,  노진석 (Institute of Technology, Doit Co., LTD.) ,  홍승서 (Department of Infrastructure Safety Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology) ,  김영석 (Department of Infrastructure Safety Research, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology)

초록
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본 논문에서는 진원지 주변에서 빠르고 정확한 지진 조기 경보를 수행하기 위한 선착 P파 다중 탐지 시스템과 이를 구동하기 위한 지진파 초동 탐지 및 경보 알고리즘을 개발하였다. 공용 중인 5개소(포항지역 4개소)의 건축물을 선정하여 개발한 계측 시스템을 설치하였고, 지반 진동을 실시간 모니터링하며 실증시험을 진행하였다. 실증 모니터링 중 2019년 9월 26일 포항 지역에서 규모 2.3의 지진이 발생하였다. 포항지역에 설치된 총 4개소의 시스템 중 3개소에서 P파 초동 탐지 알고리즘이 작동되어 지진동 이벤트로 기록되었다. 진원지로부터 5.5 km로 가장 가까운 계측소는 지진 발생 후 1.2초 후 P파 초동이 감지되었으며, P파 도달 후 약 1.02초 후 S파가 도달하여 다소의 경보시간을 제공해주었다. P파가 탐지된 3곳의 최대 가속도는 각각 6.28gal, 6.1gal, 5.3gal로 기록되었으며, 이벤트 경보 발령을 위한 최대 지반 가속도의 임계값(25.1gal)을 초과하지 않아 경보 알고리즘이 작동하지 않았다. 향후 지속적인 모니터링 및 분석을 통해 추가 검증이 이루어진다면 국내 실정에 맞는 실효성 높은 지진 경보 시스템으로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the P-wave multiple detection system for the fast and accurate earthquake early warning nearby the epicenter was developed. The developed systems were installed in five selected public buildings for the validation. During the monitoring, a magnitude 2.3 earthquake occurred in Pohang o...

주제어

표/그림 (9)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 단일 관측점에서도 빠르고 신뢰할 수 있는 지진 조기 경보를 제공하기 위한 알고리즘과 시스템을 개발하였다. 개발한 알고리즘과 시스템의 성능을 검증하기 위하여 5개의 공용 건축물을 실험 대상으로 선정하였다.
  • 본 논문에서는 진원지 인근의 단일 계측소에서 빠르고 신뢰도 높게 지진을 사전 경보하기 위하여 지진파 초동 탐지 알고리즘과 경보 알고리즘을 개발하고, 이들을 탑재한 지진 사전 경보 시스템을 제작하였다. 실증시험을 위해 5개의 공용 건축물을 선정하여 개발된 장치를 설치하였으며, 이를 운용하여 실시간 모니터링을 진행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
보통 큰 지진의 활동 특성은 어떠한가? 대부분의 큰 지진은 판의 경계부에서 주로 발생한다고 알려져 있으며, 판의 경계 내부에 위치하고 있는 우리나라는 지진 활동이 비교적 드물고 발생 규모도 크지 않을 것으로 여겨졌다. 그러나 지난 2016년 9월 경주에서 규모 5.
지진 조기 경보의 문제점은 무엇이가? 그러나, 지진에 의한 강한 지반 진동을 감지하여 지진경보를 제공하는 방식은 지진을 감지한 관측소 주변이 이미 사전 경보 없이 강한 지반 진동을 겪는 상태이므로 지진을 사전 경보 할 수 없는 큰 영역(Blind zone)이 필연적으로 발생한다는 근본적인 문제를 가지고 있다. 이 영역을 최소화하기 위한 방안으로 P파 정보를 이용하여 목표 지역의 지진 진도를 예측하고 경보하는 방식이 제안 되었다(Nakamura, 1988).
지진 조기 경보(Earthquake Early Warning, EEW)의 특성은 무엇인가? 지진 조기 경보(Earthquake Early Warning, EEW)의 개념은 1868년 San Francisco Bay 동쪽의 Hayward 단층에서 지진이 발생한 이후 제안되었다. Cooper(1868)는 지진 진동을 감지하면 전신 케이블(Telegraph cables)을 통하여 도시로 신호를 전달한 후 특정 종소리를 울려 알리는 경보시스템을 고안하였다. 이 방식은 당시에는 구현되지 못하였지만, 강한 지반 진동을 감지하여 지진 에너지보다 먼저 도시에 신호를 전달한다는 지진 조기 경보의 기초 개념을 제공하였다. 이후 약 100년이 지난 후 1960년대 일본에서 철도 궤도를 따라 지진계를 배치하여 지반 진동의 강도가 일정치를 초과하면 열차의 전원이 자동으로 차단되는 시스템을 개발하면서 지진 조기 경보 시스템이 현실화되기 시작하였다. Nakamura(1984)는 해상에서 발생하는 대규모 지진을 미리 파악 할 수 있도록 해안을 따라 지진계를 배치하여 관측 네트워크를 형성하면 내륙 주요 도시에서 추가적인 경고 시간을 얻을 수 있을 것으로 발 표하였다. 멕시코에서 SAS(Seismic Alert System)라는 이름으로 최초로 적용되었고, 해안을 따라 설치한 계측기로부터 멕시코 시티로 향하는 지진파를 감지하여 60초 이내의 경보신호를 지속적으로 제공하고 있다(Espinosa-Aranda et al.,1995).
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참고문헌 (6)

  1. Allen, R. V. (1982), "Automatic phase-pickers: their present use and future prospects", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol.72, No.6B, pp.S225-S242. 

  2. Cooper, J. D. (1868), Earthquake indicator, San Francisco Daily Evening Bulletin, 3rd November. 

  3. Espinosa-Aranda, J. M., Jimenez, A., Ibarrola, G., Alcantar, F., Aguilar, A., Inostroza, M. and Maldonado, S. (1995), "Mexico City Seismic Alert System", Seismological Research Letters, Vol.66, pp.42-52. 

  4. Kanamori, H. (2005), "Real-time seismology and earthquake damage mitigation", Annual Review of Earth and Planetary Sciences, Vol.33, pp.195-214. 

  5. Nakamura, Y. (1984), "Development of earthquake earlywarning system for the Shinkansen", Proc. of the Japanese National Committee of the International Association of Earthquake Engineering, pp.224-238. 

  6. Nakamura, Y. (1988), "On the urgent earthquake detection and alarm system (UrEDAS)", Proc. of the 11th World Conference on Earthquake Engineering, paper no.2134. 

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