もし細分化された区間の長さ が小さければ
は
ほとんどの kでは0で,たまに点を含む区間で
1の値をとる時系列(0-1系列)と考えられる。
実際には点過程データは点を含む(つまり
となる)時刻
のみの系列
で表記される。このとき,ある時刻
の
分割区間が点を含むかどうかは,
となる条件付き確率
によって決まる。
この条件付き確率の極限的表現として,条件付き強度関数
が
次のように定義される。
ここで は時刻 t以前に発生した点事象の履歴
であり,
は
に対して高位の無限小,すなわち
を満たす量を示す。すなわち,簡単に言えば,無視できる程度に小さい量のことである。
強度 のとる値の大小につれて,微小区間
で
点事象が発生する確率が変化する。
この関数は時刻 t及びそれまでの履歴
の非負値関数である。
この関数は他のデータなどの情報に依存することも考えられる。
条件付き強度関数が与えられれば,これに対応する点過程が完全に決まる。
例えば
が履歴
に無関係で時刻 tだけの関数である場合は
非定常Poisson過程であり,
時刻 tにも無関係な定数のときは定常Poisson過程である。そして,
のように
(
は時刻 tより前にあって最後に発生した点の時刻)
だけの関数であれば,これは更新過程であることが証明できる。
関数
は2.1.2で述べた危険率に他ならない。
は予測問題に直接に関係している。すなわち現時刻を tとしたとき,
極めて近い将来
に点事象が発生する確率は,
定義式(2.6)によって近似的に
であり,
簡単な確率計算によれば[14],xだけ先の未来まで点事象が発生しない確率は,
となる。別の見方をすると,xだけ先の未来までに点事象が1回以上発生する確率は,
である。
以後,我々は更新過程を用いることとする。すなわち,条件付き強度関数 が
式(2.7)の形をしている場合を考え,
かつ時刻の原点を
にとる。
このとき,式(2.8)に関連して,
なる量を考える。これは,式(2.8)から類推すると, 次の地震(故障)が前回の地震(故障)発生時点から tまでは起こらない (逆に言えば,t以降に起こる)場合の確率を表している。 一般にこれを信頼度関数と呼んでいる。 なお,確率密度関数 f(t)は, 式(2.10)の微分によって
と表すことができる。
この信頼度関数を用いて,式(2.9)と同様に,
前回発生年からの経過時間 Tまで地震が発生していないという条件の下で,
T以後の時間 以内に
地震が発生する確率
は次のように求められる。
以後の議論で,各モデルの危険率・信頼度関数・分布の平均(以下, と記す)
などの特性値は重要な役割を果たす。
本報告で扱うモデルのこれらの特性値を表2.1にまとめておく。
表 2.1: 本報告で扱うモデルの危険率・信頼度関数・分布の平均
式(2.1)〜(2.5)から,
式(2.12)及び表2.1を用いることによって,
最新の地震発生から地震が発生せずに T年経過した時点で,
その後の 年間に地震が発生する確率
は,
以下の式(2.13)〜(2.17)のように求められる。
式(2.18)の は今後確率計算の過程で頻繁に出現するが,
この関数値は,正規分布表から,あるいは数値計算
で求めることができる。