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在地震中守护了新干线安全的计算式是：
y=Bt·e-At
在东日本大地震中有1200处受损的东北新干线，目前已经全线恢复了运行。尽管轨道及设备严重受损，但运行中的车辆全部安全停车，虽遭遇了日本史上最大的地震，日本仍然保持了新干线乘客零伤亡的记录。这其中与2004年新潟县中越地震引发上越新干线脱轨事故后采用的计算公式y=Bt·e-At有非常密切的关系。
由初期微动的纵波可求出到震源之间距离的算式
1995年的阪神·淡路大地震之后，日本铁道技术综合研究所为了支援当时的早期地震报警系统“UrEDAS”，与气象厅进行了共同研究。UrEDAS系统可检测出地震的初期微震（P波），并在主震（S波）到来之前发出警报，通知列车及时刹车。该系统有两点需要改进，一点是由振动预测震级的算法，另一点是地震仪的网络化。
UrEDAS的算法是，观测P波3秒钟，并由P波的主要周期计算出震级。这是因为P波周期和震级有相关关系。但地震规模较大时，断层的破坏长达十几秒甚至几十秒，因此只以3秒钟作判断，则其后即使摇晃加剧也无法应对。 （图片）
图1：为了近似算出P波的振幅，需要确定算式中的两个系数（A和B）。 （图片）
图2：算式由直线与衰减的指数函数组成。系数B表示纵波斜率，系数A表示持续时间。最初，技术人员认为A比较重要，但后来发现B对预测震央距离及规模更为重要。 技术人员着眼于P波最初1～2秒的信息来预测之后的情况，探寻是否存在能大致适用于振幅变化的计算公式（图1），但未能找到。就在准备放弃的时候，铁道综研的一名技术人员想出了一个简单的办法，就是“将纵波的直线与衰减指数函数相结合”（图2）。纵波斜率与震中距离之间有着密切的关系（图3）。 （图片）
图3：在约300个实例中，B值与震中距离成反比关系。也就是说，如果能够确定B，就能确定震中距离。因震中距离、振幅与震级之间相互关联，所以可按照振幅计算出震级。 如果能先测出震中距离，就能在观测振幅的同时，随时计算震级并不断更新。由于斜率限定在一定范围内，因此还可通过计算异常值，提高抗干扰性。
（图片）
图4：设置在铁路沿线变电所的地震仪。为了防备断电，仍在使用从东海道新干线开业时就开始使用的倒立摆机械式振动检测装置（右下方壳体）。 上越新干线脱轨事故发生之后，2005年JR东日本在改进系统的同时，在新干线沿线增设了地震仪，使原来的地震仪平均间隔从20km减小到了13km（图4）。并且将地震仪联网，当距离震中较近的地震仪检测到P波并判断地震影响较大时，会通知邻近的地震仪。也就是说，能够抢在P波之前发出警报*。
* 地震仪安装在新干线沿线的变电所，会在发生地震时停止送电。当列车检测到停电时，会自动利用空气压力紧急刹车。除了变电所之外，东北新干线还在轨道之外的太平洋沿岸安装了地震仪，这种沿海地震仪在2005年以前就已经存在了。
新干线之所以未发生乗客死亡事故，并非只因技术实力强，还得益于好运气。但随着技术的不断发展，依赖运气的比例则肯定会越来越低。（记者：木崎 健太郎）
5/11/2011
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