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公開番号2024162658
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078392
出願日2023-05-11
発明の名称地震動評価モデル生成方法、地震動評価モデル生成装置、地震動評価方法、及び、地震動評価装置
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01V 1/30 20060101AFI20241114BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数の地震動諸特性パラメータの間における相互関係性を簡易かつ適切に反映させて、地震動指標を高精度で評価・予測することを可能とする地震動評価モデル生成方法を提供する。
【解決手段】地震動評価モデル生成方法は、地震動諸特性パラメータ群に含まれる第1の地震動諸特性パラメータ群に基づいて、地震動データのクラスタ分析を行うことにより、複数の地震動データにクラスタ識別パラメータをそれぞれ付与するクラスタ分析工程と、地震動諸特性パラメータ群に含まれる第2の地震動諸特性パラメータ群及びクラスタ識別パラメータを特徴量とし、地震動波形から得られる地震動指標を目的変数として、特徴量及び目的変数で構成される学習用データを複数取得する取得工程と、複数の学習用データに基づいて、特徴量及び目的変数の相関関係を機械学習により学習することにより、機械学習の学習済みモデルとして地震動評価モデルを生成する生成工程とを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
コンピュータを用いて機械学習により地震動評価モデルを生成する地震動評価モデル生成方法であって、
地震による地震動波形と、当該地震動波形が得られたときの複数種類の地震動諸特性パラメータからなる地震動諸特性パラメータ群とを関連付けた地震動データを複数記憶するデータベースを参照し、前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる第１の地震動諸特性パラメータ群に基づいて、前記地震動データのクラスタ分析を行うことにより、複数の前記地震動データにクラスタ識別パラメータをそれぞれ付与し、前記データベースに記憶するクラスタ分析工程と、
前記データベースから、前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる第２の地震動諸特性パラメータ群及び前記クラスタ識別パラメータを特徴量とし、前記地震動波形から得られる地震動指標を目的変数として、前記特徴量及び前記目的変数で構成される学習用データを複数取得する取得工程と、
前記取得工程にて取得された複数の前記学習用データに基づいて、前記特徴量及び前記目的変数の相関関係を前記機械学習により学習することにより、前記機械学習の学習済みモデルとして前記地震動評価モデルを生成する生成工程と、を含む、
地震動評価モデル生成方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記クラスタ分析工程は、
複数の前記地震動データにおける前記第１の地震動諸特性パラメータ群を前記地震動諸特性パラメータ毎に標準化又は正規化し、次元削減を行うことで得られた次元削減後の特徴パラメータ群に基づいて、複数の前記地震動データに前記クラスタ識別パラメータをそれぞれ付与する、
請求項１に記載の地震動評価モデル生成方法。
【請求項３】
前記第１の地震動諸特性パラメータ群と、前記第２の地震動諸特性パラメータ群とは、互いに重複する前記地震動諸特性パラメータを含まない、
請求項１に記載の地震動評価モデル生成方法。
【請求項４】
前記第１の地震動諸特性パラメータ群と、前記第２の地震動諸特性パラメータ群とは、互いに重複する前記地震動諸特性パラメータを一部に含む、
請求項１に記載の地震動評価モデル生成方法。
【請求項５】
コンピュータを用いて、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の地震動評価モデル生成方法により生成された前記地震動評価モデルに基づいて、前記地震動の特性を評価する地震動評価方法であって、
予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群を受け付ける受付工程と、
前記受付工程にて受け付けられた前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる前記第１の地震動諸特性パラメータ群に基づいて前記クラスタ識別パラメータを付与するクラスタ付与工程と、
前記受付工程にて受け付けられた前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる前記第２の地震動諸特性パラメータ群、及び、前記クラスタ付与工程にて付与された前記クラスタ識別パラメータを、前記特徴量として前記地震動評価モデルに入力することにより当該地震動評価モデルから出力される前記目的変数に基づいて、前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に対応する前記地震動指標を予測する予測工程と、を含む、
地震動評価方法。
【請求項６】
コンピュータであって、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の地震動評価モデル生成方法に含まれる各工程を実行する制御部を備える、
地震動評価モデル生成装置。
【請求項７】
コンピュータであって、
請求項５に記載の地震動評価方法に含まれる各工程を実行する制御部を備える、
地震動評価装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震動評価モデル生成方法、地震動評価モデル生成装置、地震動評価方法、及び、地震動評価装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、地震動の最大振幅（最大加速度・最大速度・最大変位）等の地震動指標を評価・予測する技術の一例として、主に全国の規模の大きな地震から得られた経験的知見に基づいて作成された地震動予測式が活用されてきた（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。一般に、地震動予測式は、地震動指標に大きく影響すると考えられる変数（地震動諸特性パラメータ）が用いられ、例えば、地震のマグニチュード、震源距離、震源深さ、評価地点の地盤特性等のように、４～６個程度の変数で説明された式として定義されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－３９４４６号公報
【非特許文献】
【０００４】
Nobuyuki Morikawa and Hiroyuki Fujiwara，A New Ground Motion Prediction Equation for Japan Applicable up to M9 Mega-Earthquake，Journal of Disaster Research，Vol.8，No.5，2013，p.878-888
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の地震動予測式の中には、震源断層の型（正断層型・逆断層型・横ずれ断層型）や地震のタイプ（内陸地殻内地震・プレート境界地震・スラブ内地震）によってカテゴライズされたものも提案されている。しかしながら、このように予めカテゴライズされる前の様々な地震動諸特性パラメータには、これまで十分に考慮されていなかった複数の地震動諸特性パラメータの間における相互関係性が存在する可能性がある。また、地震動諸特性パラメータには、震源特性に関するパラメータだけでなく、伝播特性、サイト特性、方位特性等の各種の諸特性に関するパラメータが含まれており、これまで着目されていなかった複数の地震動諸特性パラメータの間における相互関係性が存在する可能性がある。そのような特性を地震動指標の評価・予測に反映することができれば、地震動指標の予測結果のばらつきの低減につながる余地があるが、従来の地震動予測式に取り入れることは困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、複数の地震動諸特性パラメータの間における相互関係性を簡易かつ適切に反映させて、地震動指標を高精度で評価・予測することを可能とする地震動評価モデル生成方法、地震動評価モデル生成装置、地震動評価方法、及び、地震動評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一実施形態に係る地震動評価モデル生成方法は、
コンピュータを用いて機械学習により地震動評価モデルを生成する地震動評価モデル生成方法であって、
地震による地震動波形と、当該地震動波形が得られたときの複数種類の地震動諸特性パラメータからなる地震動諸特性パラメータ群とを関連付けた地震動データを複数記憶するデータベースを参照し、前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる第１の地震動諸特性パラメータ群に基づいて、前記地震動データのクラスタ分析を行うことにより、複数の前記地震動データにクラスタ識別パラメータをそれぞれ付与し、前記データベースに記憶するクラスタ分析工程と、
前記データベースから、前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる第２の地震動諸特性パラメータ群及び前記クラスタ識別パラメータを特徴量とし、前記地震動波形から得られる地震動指標を目的変数として、前記特徴量及び前記目的変数で構成される学習用データを複数取得する取得工程と、
前記取得工程にて取得された複数の前記学習用データに基づいて、前記特徴量及び前記目的変数の相関関係を前記機械学習により学習することにより、前記機械学習の学習済みモデルとして前記地震動評価モデルを生成する生成工程と、を含む。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る地震動評価モデル生成装置は、
コンピュータであって、上記地震動評価モデル生成方法に含まれる各工程を実行する制御部を備える。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係る地震動評価方法は、
コンピュータを用いて、上記地震動評価モデル生成方法により生成された前記地震動評価モデルに基づいて、前記地震動の特性を評価する地震動評価方法であって、
予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群を受け付ける受付工程と、
前記受付工程にて受け付けられた前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる前記第１の地震動諸特性パラメータ群に基づいて前記クラスタ識別パラメータを付与するクラスタ付与工程と、
前記受付工程にて受け付けられた前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に含まれる前記第２の地震動諸特性パラメータ群、及び、前記クラスタ付与工程にて付与された前記クラスタ識別パラメータを、前記特徴量として前記地震動評価モデルに入力することにより当該地震動評価モデルから出力される前記目的変数に基づいて、前記予測対象の前記地震動諸特性パラメータ群に対応する前記地震動指標を予測する予測工程と、を含む。
【００１０】
また、本発明の一実施形態に係る地震動評価装置は、
コンピュータであって、上記地震動評価方法に含まれる各工程を実行する制御部を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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