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Innovators 100 Series Vol.21 藤原 法之

海底地震/津波観測の進化をサポートする案内人

2015年3月31日

Vol.21 CHAPTER1 海底地震/津波観測の進化をサポートする案内人 藤原 法之NECネッツエスアイ キャリアソリューション事業本部 サービスプラットフォーム事業部 海洋エンジニアリング部 担当部長 理学博士: 藤原 法之

深海数千mの海底の変化を高精度に観測。発生した地震や津波が陸地に到達する前に光の速さで観測データを地上へ送信。警報発令や地震発生メカニズムの学術的研究など、人々の安全な暮らしに貢献する海底地震/津波観測システムのさまざまな開発に携わってきた藤原 法之。海底ケーブル敷設の苦労や裏話、高信頼性へのこだわり、海底資源開発につながる未来の話など、ふだん人々の目に触れることのない海底観測システムについて、「深く」語ります。

通信と防災。2つの役割を担う光海底ケーブル

―光海底ケーブルとはどんなモノか。わかりやすく教えてください。

写真:藤原法之 氏

藤原:ひと言で言えば、海底に設置して光の速さでデジタル信号を伝送する海底用のケーブルのことです。

光海底ケーブルの中には、2本で1対の光ファイバが3対、4対などで通っています。その外側には光ファイバを海底面下の水圧から保護し、ケーブルに接続するさまざまな装置を動かす電気を供給するための金属層があります。

さらにその外側をポリエチレン樹脂で覆ったり、頑丈な鉄線を巻きつけ、しっかりガードします。ポリエチレン樹脂でガードした直径20㎜位の光海底ケーブルは、1,500m以上の深海に敷設します。一方で浅い海には、漁業器具などによる損傷や切断を防ぐため鉄線を巻いた太い光海底ケーブルを敷設します。

光海底ケーブルは、世界中で共有する膨大な情報をやりとりする通信ケーブルとしての役割を果たしています。また、光海底ケーブルを活用して、海底における地震や津波の観測を行い、防災や減災のために役立てています。

―初めに、世界をつなぐ海底通信ケーブルの概要について聞かせてください。

藤原:国際電話の音声データ、フェイスブックやツイッター、YouTube、Ustreamなど、世界中を行きかうデジタル情報の99%を担っているのが海底通信ケーブルで、南極を除くすべての大陸がつながっています。世界の国々を最短距離で結ぶ光海底ケーブルは遅延が少なく、現地からの中継映像なども、ほぼリアルタイムで送受信ができます。光海底ケーブルは通信衛星に比べて天候などの影響を受けにくく、また送受信できるデータ容量が大きいのが特長です。

光海底ケーブルの分野でNECグループは、これまで地球5周分、約20万kmにおよぶ敷設実績があり、アジア太平洋地域ではNo.1、世界においてもビッグ3の地位を誇っています。最近私たちが手がけている光海底ケーブルは、通信速度が60テラビット/秒。1秒間でDVD約1,800枚分の情報を送ることができます。

地震・津波の到達前に、観測データを入手

―では、光海底ケーブルを活用した観測システムについて、教えてください。

写真:藤原法之 氏

藤原:光海底ケーブルを活用した海底地震/津波観測システムの最も重要な役割は、日本列島の沖合のどこで、どれくらいの規模の地震や津波が発生したのかをいち早く正確に検知し、その情報を地震の揺れや津波が実際に陸地へ到達する前に地上に伝えることです。これによって、より早い警報の発令や事前にガス栓を閉めるなどの防災対策が可能になります。

簡単に言うと、100kmの沖合で地震が発生した場合、陸地に地震波が到達して私たちが実際に最初の揺れを感じるまで約15秒程度かかると言われています。海底地震/津波観測システムが地震を発生現場で検知してリアルタイムで地上へデータを送信することで、地震の揺れを感じる前に警報を発令することができるようになります。

つまり、光海底ケーブルを使った観測システムを海底に設置することで、私たちは地震の揺れが実際に到達する前に数秒から数十秒という時間的猶予を手にすることができるのです。

写真:気象庁様:御前崎沖ケーブルの陸揚げ風景
(御前崎沖:気象庁様)

写真海底に設置された海底地震計
(御前崎沖:気象庁様)

―NECグループが手がけた海底地震/津波観測システムについて、もう少し具体的に聞かせてください。

藤原:海底地震/津波観測システムは、発生した地震/津波の規模や場所の情報提供や到達する地震/津波の予報を目的にしたものと、地震や津波の発生メカニズムを解明する学術的研究を目的にしたものと大きく2つに分かれます。

海底地震/津波観測システムは光海底ケーブル、海底地震計、津波計(水圧計)、陸上端局装置などで構成され、目的に合わせて塩分濃度計や流向・流速計、地中温度計、海底カメラなど、さまざまな観測装置が接続されます。こうしたいろいろな観測装置(センサ)は発生した地震や津波の検知だけでなく、海中の多彩な環境変化と地震や津波の発生の関連性などを読み解く研究に役立てられます。

地震計や津波計を約30~50km間隔で直接接続(インライン方式)した光海底ケーブルは、長さ100~200kmにおよび、最深で数千mの深海に敷設されます。そして測定された観測データは、アナログ/デジタル信号変換や電気/光変換を行い、光海底ケーブルを介してデータの品質を劣化させることなく24時間フルタイムで陸上局へ送信されます。

―海底地震/津波観測システムにおけるNECグループの実績は、どんなものがありますか。

藤原:海底地震/津波観測システムの分野では、1979年に静岡県・御前崎で稼働開始した気象庁様のシステムを皮切りに、現在日本で稼働している9つのシステムやいま進行中のプロジェクトを含めて、NECグループはほとんどのシステムに携わっています。

図NECケーブル式海底地震/津波観測システム設置位置

数百気圧の深海で、安定して稼働する信頼性

―NECグループの強みとは何ですか。

藤原:NECグループには、光海底ケーブルをはじめ、光信号を増幅する中継器、海底地震計/津波計(水圧計)など、さまざま機器を開発製造して装置化する技術力があります。また、システム構築における高度なSI力、海洋調査からケーブル敷設、動作確認までのトータルなサポート力も私たちの強みです。

お客さまが最も重視しているのがシステムとしての高信頼性です。海底地震/津波観測システムは、何十年もの長い期間にわたりトラブルなく安定した稼働が要求されます。数千mにおよぶ深海では、一度敷設したら修理やメンテナンスもままなりません。そのため、使用する電気部品は多数の同一部品の中から何度もチェックやスクリーニングを行い、高信頼度の回路として採用できる部品を選び出しています。

さらに、回路設計は万一の時にも安心な冗長構成(一部が故障しても運用を継続できるようにした構成)にするほか、回路基板のハンダ付けでは技能検定をクリアした熟練スタッフのみが担当します。また、組み上がった回路類は厳密にその特性を検査し、さらに振動試験なども繰り返します。これらを合格した回路類は、最終的に地震計/津波計装置として組立てられます。こうした工程はすべてクリーンルーム内で行います。このように、NECグループでは装置や機器開発・製造において徹底した品質管理を行っています。私たちが手がけた海底地震/津波観測システムは、深海の低温でかつ数百気圧もの環境のもとで、システムの設置以来、安定して観測を継続する高信頼性を誇っているのです。

―海底地震/津波観測システム事業における藤原さんの役割とは何ですか?

写真:藤原法之 氏

藤原:公的機関や学術分野など、さまざまなお客さまと直に接して要望やニーズを伺ったり、コンサルティングなどを行うのが私の主な仕事です。

さらに、プロジェクトがスタートすると技術面や工程、進捗管理、コストや納期の管理など、プロジェクトマネージャ的な役割も担っています。ひとつのシステム開発には、年単位の長い期間と膨大なコストがかかります。プロジェクトが順調に進んでお客さまへ無事にシステムを納入するその時まで、気を抜くことはできませんね。

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