JP2003108909A - Short-term prediction system - Google Patents

Short-term prediction system

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JP2003108909A
JP2003108909A JP2001303867A JP2001303867A JP2003108909A JP 2003108909 A JP2003108909 A JP 2003108909A JP 2001303867 A JP2001303867 A JP 2001303867A JP 2001303867 A JP2001303867 A JP 2001303867A JP 2003108909 A JP2003108909 A JP 2003108909A
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JP
Japan
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observation
prediction
period
time
short
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JP2001303867A
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Japanese (ja)
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Noriyasu Honma
規泰 本間
Kenichi Yoshihara
健一 吉原
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Tohoku Electric Power Co Inc
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short-term prediction system predicting a change of a prediction term on the basis of a plurality of observation results of an observation term in the past as to a continuously varying phenomenon in a short term. SOLUTION: An m+1 unit time before the prediction term to be predicted in the future is used as the observation term. Among the observation results in the past, observation results of n pieces of observation terms having similar characteristics with the observation term are represented by Q1-Qn. Observation results of the observation terms after a M time unit from these observation results Q1 to Qn are represented by R1 to Rn. Assuming that a change during a term 0<t<=0 as the prediction term of X(t) is decided by a change during a term X(t) duration - T0 <=t<=0 if T1 is comparatively small, an observation result having similar characteristics to a change in the term X(t) duration -T0 <=t<=0 is extracted from the observation results in the past, and the n pieces of the observation results Q1 to Qn are obtained. From the extracted observation results, a change in the prediction term is predicted by computing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、連続して変化する
現象の短期予測方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short-term prediction method for continuously changing phenomena.

【0002】[0002]

【技術的背景】1)数学的手法による予測技術について 自然現象は、地球の公転に依存する気象の月変化や月の
公転に依存する潮の干満のように周期性をもつ現象と、
数日間の気象変化のような周期性のない現象に大別され
る。このうち、周期性のある現象の問題の効率的な解決
に適用できると思われる数学の理論としては、時系列の
理論、マルコフ過程の理論が考えられる。しかし、周期
性のない現象については、現状ではこの種の問題の解決
のための適用方法の理論はない。 2)短期予報技術について 数値予報は、予測地域における3次元格子点ごとの気象
的な量の時間変化を、流体力学、熱力学その他の物理学
の法則を用いて計算したものである。この計算は、領域
モデルと呼ばれる数値予報を基礎とし、これに統計的に
求めた数値計算の結果と実際の天気や気温等との関係式
を使って作成されている。よく利用されている数値予報
は、MOS(Model Output Statistics)とPPM(Perfec
t Prog.Methods)がある。前者は、数値予報で予想され
た気象要素の値と実際に観測された気象要素の値や晴れ
や曇りなどの気象要素で表すことのできない天気を表す
ために用いられる指数との間の統計的関係式を作成し、
日々の予想値をこの関係式に代入して、最終的な気象要
素の値や天気を表すために用いられる指数を予測する方
法である。後者は、実況値(あるいは数値予報の初期
値)とそれに対応する気象要素の値や天気を表すために
用いられる指数の間の統計的関係式を作成しておき、日
々の予想値をこの関係式に代入して最終的な気象要素の
値や天気を表すために用いられる指数を予測する方法で
ある。MOSの場合は、数値予報の系統的な誤差が自動
的に修正されるという利点があり、PPMより精度が高
い。
[Technical background] 1) Prediction technology using mathematical methods Natural phenomena are phenomena that have periodicity, such as monthly changes in weather that depend on the Earth's revolution, and tides that depend on the Moon's revolution.
It is broadly divided into non-periodic phenomena such as weather changes for several days. Among these, as the mathematical theory that can be applied to the efficient solution of the problem of the periodic phenomenon, the theory of time series and the theory of Markov process can be considered. However, for the phenomenon without periodicity, there is currently no theory of application method for solving this kind of problem. 2) Short-term forecasting technology Numerical forecasting is a calculation of the time-based change in meteorological quantities for each three-dimensional grid point in the forecasted area, using fluid dynamics, thermodynamics, and other laws of physics. This calculation is based on a numerical forecast called an area model, and is created using the relational expression between the statistically obtained numerical calculation results and the actual weather and temperature. Commonly used numerical forecasts are MOS (Model Output Statistics) and PPM (Perfec
t Prog. Methods). The former is the statistical value between the value of the weather element predicted by the numerical forecast and the value of the actual observed weather element or the index used to represent the weather that cannot be expressed by the weather element such as sunny or cloudy. Create a relational expression,
It is a method of substituting the daily expected value into this relational expression and predicting the value of the final meteorological element and the index used to represent the weather. In the latter, a statistical relational expression between the actual value (or the initial value of the numerical forecast) and the value of the corresponding meteorological element or the index used to express the weather is prepared, and the daily expected value is calculated using this relationship. This is a method of predicting the value of the final meteorological element and the index used to represent the weather by substituting it into the formula. In the case of MOS, there is an advantage that the systematic error of the numerical forecast is automatically corrected, and the accuracy is higher than that of PPM.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法に使用
される統計的関係式には、数値予報の予想値を説明変数
とする重相関回帰式があるが、このとき使用される方法
に従えば、少なくとも過去2〜3年の数値予報の蓄積が
必要となり、数値予報モデルのレベルアップに即応でき
ない。また、手法としてカルマン・フィルター及びニュ
ーラル・ネットワークが用いられる。これらの方法は、
数値予報に基づいて求められた天気を表すために用いら
れる指数と実際の天気を対比して、自動的に統計的関係
式を修正する学習機能を備えている。このため、数カ月
程度で新しいモデルに対応できるが、大気の場が学習し
た期間の状況から大きく変動した場合、新しい状況を充
分に学習し終わるまで、一時的に精度が低下する恐れが
ある。さらに、数値予報出力の精度向上、MOSなどの
統計的天気への翻訳の精度の向上等、上述の方式で予報
の精度を高めるためには問題が多々ある。本発明は、上
記の点に鑑みなされたもので、新しく時系列の推定法を
考案し、上記従来の問題点を解決し、気象の場合であれ
ば、例えば72時間後までの気温、風向、風速、気圧、
湿度等の変化を同時に予測する方法を提供することを目
的とする。
As the statistical relational expression used in the above-mentioned conventional method, there is a multiple correlation regression expression in which an expected value of a numerical forecast is used as an explanatory variable. In that case, it is necessary to accumulate numerical forecasts for at least the past two to three years, and it is not possible to immediately respond to upgrading the numerical forecast model. In addition, Kalman filter and neural network are used as the method. These methods are
It is equipped with a learning function that automatically corrects the statistical relational expression by comparing the actual weather with the index used to represent the weather obtained based on the numerical forecast. Therefore, a new model can be dealt with within a few months, but if the atmospheric field fluctuates significantly from the situation during the learned period, the accuracy may temporarily decrease until the new situation is sufficiently learned. Further, there are many problems in improving the accuracy of the forecast by the above-mentioned method, such as improving the accuracy of numerical forecast output and improving the accuracy of translation into statistical weather such as MOS. The present invention has been made in view of the above points, devises a new time series estimation method, solves the above conventional problems, and in the case of weather, for example, the temperature, wind direction up to 72 hours later, Wind speed, barometric pressure,
It is an object of the present invention to provide a method for simultaneously predicting changes in humidity and the like.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、短期間の連続的に変化する現象を、過去
の複数の観測期間の観測結果をもとに予測期間の変動の
予測を行う短期予測システムであって、過去の観測結果
から、観測期間(−mt<t≦0:tは単位時
間)の観測結果Q及び予測期間と対応する期間の観測結
果Rの組の観測結果をSとし、複数(n個)のSの各単
位時間tごとの観測結果を行列X(t)として記憶
する記憶手段と、前記記憶された観測結果の各Sごとの
行ベクトルXα(t)の対応する単位時間ごとの平均
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for measuring a phenomenon that continuously changes for a short period of time based on observation results of a plurality of past observation periods, It is a short-term prediction system that performs prediction, and from the past observation results, the observation result Q of the observation period (-mt 0 <t i ≤ 0: t 0 is a unit time) and the observation result R of the period corresponding to the prediction period A storage means for storing a set of observation results as S, and an observation result for each unit time t 0 of a plurality (n) of S as a matrix X (t i ), and for each S of the stored observation results. Average of the corresponding row vectors X α (t i ) per unit time

【数9】 を計算する手段と、求めた平均値と各観測結果との差の
関係を求めるために
[Equation 9] To calculate the relationship between the calculated mean value and the difference between each observation result

【数10】 を計算する手段と、予測期間に時刻tについて、W
i,jを相互に関係付ける連立方程式
[Equation 10] And W for the time t k in the prediction period.
simultaneous equations that correlate i and j

【数11】 を解いて、各係数A,A,・・・,Aを求める手
段と、連立方程式の解を用いて、予測期間の時刻t
おける値Y(t)を
[Equation 11] Solve, respective coefficients A 0, A 1, · · ·, means for determining the A m, using a solution of the simultaneous equations, the value Y (t k) at time t k of the prediction period

【数12】 で求める手段とを備え、得られたy(t)を予測期間
における予測値として出力することを特徴とする短期予
測システムである。前記観測結果は、定常的に観測が行
われている複数の観測地点で観測されている気象、海象
及び地象の少なくとも1つの状態とすることができる。
上述の短期予測システムをコンピュータ・システムに実
現させることができるプログラムやこのプログラムを格
納した記録媒体や、上述の短期予測システムで行ってい
る方法も本発明である。
[Equation 12] In the short-term prediction system, the obtained y (t k ) is output as a prediction value in the prediction period. The observation result can be at least one state of meteorology, sea state, and geography observed at a plurality of observation points where observation is constantly performed.
The present invention also includes a program that enables a computer system to implement the short-term prediction system described above, a recording medium that stores the program, and a method performed by the short-term prediction system described above.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施形態を詳細に説明する。なお、本明細書全体を通じ
て、上付添字T付きベクトルは、転置ベクトルを表す。
本発明による短期予測方法は、通常のコンピュータ・シ
ステムを用いて実行している。図1は、本発明の短期予
測方法を実装するためのハードウェアの構成例を示すブ
ロック図である。図1において、処理装置本体20中に
CPU22、メモリ24、各インターフェース28およ
びインターフェース28の1つと接続されているディス
ク等の補助記憶装置26を備えている。また、インター
フェース28を介して、入力装置(キーボード等)3
0、出力装置(ディスプレイ等)40と接続されてい
る。本発明のシステムは、補助記憶装置26に本発明の
機能を実現するプログラムとして格納され、入力装置3
0からの指示により起動されると、メモリ24上にロー
ドされ、CPU22で実行される。実行結果は、ディス
プレイやプリンタ等の出力装置40に出力される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Throughout this specification, the vector with the superscript T represents a transposed vector.
The short-term prediction method according to the present invention is executed by using a general computer system. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of hardware for implementing the short-term prediction method of the present invention. In FIG. 1, the processing device main body 20 includes a CPU 22, a memory 24, each interface 28, and an auxiliary storage device 26 such as a disk connected to one of the interfaces 28. In addition, an input device (keyboard or the like) 3 via the interface 28
0, connected to an output device (display or the like) 40. The system of the present invention is stored in the auxiliary storage device 26 as a program that realizes the functions of the present invention, and the input device 3
When activated by an instruction from 0, it is loaded on the memory 24 and executed by the CPU 22. The execution result is output to the output device 40 such as a display or a printer.

【0006】図2は、本発明の短期予測方法に用いるた
め、過去の観測結果の抽出を説明する図である。例とし
て、気象情報を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図2において、図2(a)に示す時間軸上で、現在は1
2月4日である。さて、将来の予測しようとする予測期
間の前のm+1単位時間を観測期間とし、図2(b)に
示している過去の観測結果の中の、その観測期間と類似
の特性を持つ過去のn個の観測期間の観測結果をQ
,・・・,Q、それらの後M単位時間の観測期間
の観測結果をR,R,・・・,R、これらをまと
めた観測結果をS,S,・・・,Sとし、観測地
点数をd、観測する自然現象をp種とする。このとき、
各Sについて時刻tにおける状態を表すベクトルX
(t)を、pd次元ベクトル
FIG. 2 is a diagram for explaining extraction of past observation results for use in the short-term prediction method of the present invention. An embodiment of the present invention will be described using weather information as an example.
In FIG. 2, on the time axis shown in FIG.
February 4th. Now, let m + 1 unit time before the prediction period to be predicted in the future be the observation period, and in the past observation results shown in FIG. 2B, the past n with similar characteristics to the observation period. The observation result for each observation period is Q 1 ,
Q 2, ···, Q n, R 1 observation result of the observation period of M unit time after them, R 2, ···, R n , S 1 observation results summarized these, S 2, · .., S n , the number of observation points is d, and the natural phenomenon to be observed is p species. At this time,
A vector X representing the state at time t for each S
(T) is a pd-dimensional vector

【数13】 で表す。ただし、i=−m,・・・,−1,0,1,
2,・・・,Mである。これは、時刻tにおける各地点
の、着目している気象の状態を同時に表すものである。
例えば、金沢、東京、仙台での気温と湿度を考えるもの
とすれば、観測地点数d=3、自然現象種p=2とな
る。図2に12月1日と12月4日の情報として図示し
たように、(x1,1(t),x1,2(t))は時刻
tにおける金沢の温度と湿度、(x2,1(t),x
2,2(t))は時刻tにおける東京の温度と湿度、
(x3,1(t),x3,2(t))は時刻tにおける
仙台の温度と湿度を表す。X(t)は、これらを総合的
に表す6次元行ベクトルである。
[Equation 13] It is represented by. However, i = -m, ..., -1, 0, 1,
2, ..., M. This represents the state of the weather of interest at each point at time t at the same time.
For example, when considering the temperature and humidity in Kanazawa, Tokyo, and Sendai, the number of observation points is d = 3, and the natural phenomenon type p = 2. As illustrated in FIG. 2 as information on December 1st and December 4th, (x 1,1 (t), x 1,2 (t)) is the temperature and humidity of Kanazawa at time t, and (x 2 , 1 (t), x
2, 2 (t)) is the temperature and humidity of Tokyo at time t,
(X 3,1 (t), x 3,2 (t)) represent the temperature and humidity of Sendai at time t. X (t) is a 6-dimensional row vector that comprehensively represents these.

【0007】X(t)の予測期間である0<t≦T
の変化は、Tが比較的小さいときは、X(t)の期間
−T≦t≦0での変化で決定されるものと仮定し、X
(t)の期間−T≦t≦0での変化と類似の特性を持
つ観測結果を過去の観測結果から抽出し、観測結果
,Q,・・・,Qのn個とする。なお、類似の
特性を持つ過去の観測結果の選択に関しては、類似性は
厳密なものでなくてもよく、観測値の推移が少しでも類
似する観測結果や、同一時期の観測結果でもよい。抽出
は、パターン・マッチングで類似性を検出することで行
ってもよいし、単に観測期間と同じ時期を指定すること
で行ってもよい。
The change in the prediction period of X (t), 0 <t ≦ T 1 , is determined by the change in the period of X (t) −T 0 ≦ t ≦ 0 when T 1 is relatively small. Is assumed to be
Observation results having characteristics similar to those in the period (t) −T 0 ≦ t ≦ 0 are extracted from past observation results, and n observation results Q 1 , Q 2 , ..., Q n are obtained. To do. Regarding the selection of past observation results having similar characteristics, the similarity does not have to be strict, and the observation results in which the transitions of the observed values are slightly similar or the observation results at the same time may be used. The extraction may be performed by detecting the similarity by pattern matching, or may be performed simply by specifying the same period as the observation period.

【0008】図3は、抽出した観測結果の整理を説明す
るための図である。図3(a)において、まず、抽出し
た観測結果Q,Q,・・・,Qに、各々の期間M
の後の予測期間である0<t≦Tに対応する観測結果
,R,・・・,Rを加え、まとめてS
,・・・,Sとする。すると、観測期間からその
後の予測期間までの観測期間t=it(i=−m,
・・・,−1,0,1,2,・・・,M)に対応する、
過去の観測期間の観測結果X(t)をまとめた行列
(図3(b)参照)が得られるので、これを用いて予測
を行う。ただし、図3において、tは単位時間であ
り、t−m=−T,t=Tとする。
FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement of the extracted observation results. In FIG. 3A, first, in the extracted observation results Q 1 , Q 2 , ..., Q n , each period M
Observations R 1, R 2 corresponding to 0 <t ≦ T 1 is the prediction period after, ..., and R n In addition, collectively S 1,
Let S 2 , ..., S n . Then, the observation period t i = it 0 (i = −m,
..., -1, 0, 1, 2, ..., M),
Because observations X (t i) the combined matrix of the past observation period (see FIG. 3 (b)) is obtained, the prediction is performed using the same. However, in FIG. 3, t 0 is a unit time, and t −m = −T 0 and t M = T 1 .

【0009】図4は、整理した観測結果を利用して、予
測を行うための処理を説明するフローチャートである。
予測を行うために、X(t)の上述の−T≦t≦T
の期間での観測結果の変化の“習性”を調べ、それをも
とに予測を行っている。以下に処理手順を図4のフロー
チャートに従って詳しく説明する。図4において、ま
ず、上述に説明したように、観測結果S,S,・・
・,Sに対応する、時刻tにd地点で観測されたp
種の観測結果をまとめた行ベクトルX(t)を求める
(S102)。次に、行ベクトルX(t)から、この
n事例の各要素の平均を要素とする行ベクトルであるバ
ーX(t)を
FIG. 4 is a flow chart for explaining a process for making a prediction using the arranged observation results.
To make the prediction, the above-mentioned −T 0 ≦ t ≦ T 1 of X (t).
The "habit" of the change in the observation results during the period is investigated and the prediction is made based on that. The processing procedure will be described in detail below with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 4, first, as described above, the observation results S 1 , S 2 , ...
., P corresponding to S n , observed at point d at time t i
A row vector X (t i ) that summarizes the observation results of the seeds is obtained (S102). Next, from the row vector X (t i ), a bar vector X (t i ) which is a row vector whose element is the average of each element of the n cases is obtained.

【数14】 で求める(S104)。ただし、Xα(t)は、過去
の観測事例から抽出された、予測前の観測期間の観測結
果と類似の特性を持つ事例n個のうちのα番目の事例に
おける時刻t(i=−m,・・・,−1,0,1,
2,・・・,M)の状態を表すベクトルである。
[Equation 14] (S104). However, X α (t i ) is the time t i (i = i) in the α-th case out of n cases extracted from past observation cases and having similar characteristics to the observation result in the observation period before prediction. -M, ...,-1,0,1,
2, ..., M) are vectors representing the states.

【0010】求めた平均値と観測事例との差の関係を求
めるため、−m≦i,j≦Mについて、時刻tにおけ
る観測結果X(t)の平均値であるバーX(t)と
の差の行列の転置行列を、時刻tにおけるX(t
の平均値であるバーX(t)との差の行列に掛けて得
られる値の事例ごとの値Wi,j
To obtain the relationship between the difference between the obtained average value and the observed case, bar X (t i ) which is the average value of the observation result X (t i ) at time t i for −m ≦ i, j ≦ M. ) And the transposed matrix of the matrix of the difference is X (t j ) at time t j
The value W i, j for each case of the value obtained by multiplying the matrix of the difference with the bar X (t j ) that is the average value of

【数15】 で求める(S106)。ただし、Xα(t)は、過去
の観測事例から抽出された、予測前の観測期間の観測結
果と類似の特性を持つ事例n個のうちのα番目の事例に
おける時刻t(i=−m,・・・,−1,0,1,
2,・・・,M)の状態を表すベクトルである。
[Equation 15] (S106). However, X α (t i ) is the time t i (i = i) in the α-th case out of n cases extracted from past observation cases and having similar characteristics to the observation result in the observation period before prediction. -M, ...,-1,0,1,
2, ..., M) are vectors representing the states.

【0011】得られたWi,jは、観測結果X(t
の平均値であるバーX(t)との差とX(t)の平
均値であるバーX(t)との差の関係、即ち平均値と
の差で表した観測結果の変化の“習性”を表す。従っ
て、予測期間の時刻tに対応する過去の観測結果Rの
平均値との差とその前の観測期間の時刻t−m,t−m
+1,・・・,tにおける観測結果Qの平均値との差
の関係Wk,−m,W ,−m+1,・・・,Wk、0
は、Wi,jを相互に関係付ける連立方程式
The obtained W i, j is the observation result X (t i ).
Average value in the form of the relationship of the difference between the bar X (t i) the difference between the average value of X (t j) of that bar X (t j), that observations changes in expressed by the difference between the average value Represents the "habit" of. Therefore, the difference between the average value of the past observation results R corresponding to the time t k of the prediction period and the times t −m and t −m of the previous observation period.
, Relation of difference with the average value of the observation result Q at + 0 , ..., T 0 W k, −m , W k , −m + 1 , ..., W k, 0
Is a system of equations that correlate W i, j

【数16】 で表すことができる。ただし、Wi,jは上述の式
(3)で算出した値である。なお、tは予測期間のう
ちのk番目の時刻(k=1,2,・・・,M)である。
[Equation 16] Can be expressed as However, W i, j is a value calculated by the above equation (3). In addition, t k is the k-th time of the forecast period (k = 1,2, ···, M ) is.

【0012】この連立方程式を解いて、一次結合の係数
,A,・・・,Aを求める(S108)。得ら
れたA,A,・・・,Aは、予測期間の時刻t
に対する、前の観測期間の時刻t,t−1,・・・,
−mにおける観測結果の平均値との差の影響の度合の
推定値である。従って、これを予測期間及びその前の観
測期間の観測結果に掛けると、予測期間の時刻tにお
ける平均値との差の予測結果が得られ、それに平均値を
加えると最終的な予測結果が得られる。最終的に、予測
期間の前の観測期間の時刻t(−m≦l≦0)毎に、
連立方程式の解AをX(t)のバーX(t)との
差の行列の転置行列に掛けて和を求めて、これに対応す
る過去の観測結果の平均を表す行ベクトルバーX
(t)の転置行列を加えて得られる行列Y(t)の
転置行列を
[0012] by solving the simultaneous equations, the coefficients of the linear combination A 0, A 1, ···, determine the A m (S108). The obtained A 0 , A 1 , ..., Am are the time t k of the prediction period.
, The time t 0 , t −1 , ..., Of the previous observation period.
It is an estimated value of the degree of influence of the difference from the average value of the observation results at t− m . Therefore, when this is multiplied by the observation result of the prediction period and the observation period before that, the prediction result of the difference from the average value at the time t k of the prediction period is obtained, and the final prediction result is obtained by adding the average value to it. can get. Finally, every time t l (−m ≦ l ≦ 0) of the observation period before the prediction period,
The solutions A l of simultaneous equations calculates the sum over the transposed matrix of a matrix of the differences between the X bar X (t l) of (t l), row vector bar represents the average of past observations corresponding thereto X
A transposed matrix of (t k) of the transposed matrix were added resulting matrix Y (t k)

【数17】 で求める(S110)。ただし、m+1個のmpd×m
pd行列A(t),A(t),・・・,A
(t)は、上述の式(4)で算出した値である。ま
た、tは予測期間のうちのk番目の時刻(k=1,
2,・・・,M)である。以上の計算により得られる行
列Y(t)の要素が、予測期間の時刻tにおける予
測値である。
[Equation 17] (S110). However, m + 1 mpd × m
pd matrix A 0 (t k ), A 1 (t k ), ..., A
m (t k ) is a value calculated by the above equation (4). In addition, t k is the k-th time of the forecast period (k = 1,
2, ..., M). The element of the matrix Y (t k ) obtained by the above calculation is the predicted value at the time t k of the prediction period.

【0013】さらに、p=1,d=1の場合、各時刻t
における観測値と予測値の誤差は平均0、分散σ
の正規分布になり、それぞれの誤差は独立になると仮定
すると、信頼係数1−α(0<α<1)の信頼帯は、図
5に示す2つの折れ線A,B
Further, when p = 1 and d = 1, each time t
error of the observed and predicted values of k are mean 0, variance sigma k 2
Assuming that each error is independent of each other and the error is independent, the confidence band of the confidence coefficient 1-α (0 <α <1) is two polygonal lines A and B shown in FIG.

【数18】 によって囲まれる領域となる。ただし、lはα点と呼ば
れ、正規分布の場合は、1−αが95%のとき、1.9
6である。なお、図5は、p=1,d=1の場合を示し
ている。
[Equation 18] It becomes the area surrounded by. However, l is called an α point, and in the case of normal distribution, 1.9 is obtained when 1-α is 95%.
It is 6. Note that FIG. 5 shows a case where p = 1 and d = 1.

【0014】観測期間と予測期間の設定により、計算の
省略やより長期の予測が可能である。例えば、図6のよ
うに観測期間と予測期間の間を空ける(図6では2日空
けている)と、観測期間の直後の予測を行わずに済むの
で、少ない計算量でより先の予測を行うことが可能であ
る。この場合、観測期間と予測期間の間は短いほど予測
精度は高いが、観測期間の影響が予測期間に及ぶ範囲で
あれば、この予測方法が適用できる。
By setting the observation period and the prediction period, it is possible to omit the calculation and make a longer-term prediction. For example, when the observation period and the prediction period are separated from each other as shown in FIG. 6 (two days are left apart in FIG. 6), the prediction immediately after the observation period does not have to be performed, so that the prediction with a smaller calculation amount can be performed earlier. It is possible to do. In this case, the shorter the distance between the observation period and the prediction period, the higher the prediction accuracy, but this prediction method can be applied as long as the influence of the observation period extends to the prediction period.

【0015】また、図7に示すように、予測結果を順次
観測期間に組み入れて、図4のフローチャートで示した
手順を繰り返すことにより、より先の予測を行うことが
可能である。図7において、予測期間をMt、観測期
間をmtとしている。図7では、M=3、m=3、単
位時間t=1日の場合を示している。図7では、まず
予測として、上述の処理により、観測期間(12月1
日から12月4日まで)から、予測期間(12月5日か
ら12月7日)の予測を行ったことを示している。次
に、その先の予測期間(12月8日から12月10日ま
で)の予測を行う場合、観測期間として12月4日から
12月7日までであるが、観測結果として前に予測した
予測期間(12月5日から12月7日)の予測結果も組
み入れて、予測を行っている(予測)。予測におい
ても、予測期間である12月11日から12月13日の
予測を行うのに、予測した結果を同様に用いている。こ
の場合、予め長めの観測期間と予測期間を設定して、A
(t),・・・,A(t)を式(4)により求
めておき、式(5)のバーX(t)とX(t)−バ
ーX(t)(−m≦l≦0)を新しい値に置き換えて
計算すると、計算の省略が可能である。
Further, as shown in FIG. 7, it is possible to carry out further prediction by sequentially incorporating the prediction results into the observation period and repeating the procedure shown in the flowchart of FIG. In FIG. 7, the prediction period is Mt 0 and the observation period is mt 0 . FIG. 7 shows a case where M = 3, m = 3, and unit time t 0 = 1 day. In FIG. 7, first, as a prediction, the observation period (December 1
It shows that the prediction for the prediction period (December 5 to December 7) is performed from the date to December 4). Next, when predicting the future prediction period (from December 8 to December 10), the observation period is from December 4 to December 7, but the observation result was previously predicted. The prediction is performed by incorporating the prediction results of the prediction period (December 5th to December 7th) (prediction). Also in the prediction, the predicted result is similarly used to perform the prediction from December 11 to December 13, which is the prediction period. In this case, set a long observation period and prediction period in advance, and
0 (t k ), ..., A m (t k ) are obtained by the expression (4), and the bar X (t k ) and X (t 0 ) −bar X (t l ) of the expression (5) are obtained. The calculation can be omitted by replacing (-m ≦ l ≦ 0) with a new value.

【0016】また、図8に示すように、予測結果を順次
観測期間に追加して、図4に示した処理手順を繰り返す
ことにより、より先の予測を行うことが可能である。図
8において、予測期間はMt、観測期間はm
,mである。単位期間tは1日であ
る。図8に示すように、まず、予測で、上述した処理
を行うことで、予測期間(図8では12月5日から12
月7日まで)の予測を求める。つぎに、図8(b)に示
すように、求めた予測期間の予測を観測期間の観測結果
として組み入れて、その先の予測期間(図8では12月
8日から12月10日まで)について、再度同様にして
予測を行う(予測)。これにより、予測の予測結果
を予測の予測結果に反映することができる。同様にし
て、図8(c)に示すように、予測を反映して、その
先の予測期間(12月11日から12月13日まで)の
予測も行うことができる。この場合、予め長めの観測
期間と予測期間を設定してA(t),・・・,A
(t)を式(4)により求めておき、バーX(t
(式(5)参照)とX(t)−バーX(t)(−m
≦l≦0)を新しい値に置き換えて計算すると、計算の
省略が可能である。
Further, as shown in FIG. 8, it is possible to make a further prediction by sequentially adding prediction results to the observation period and repeating the processing procedure shown in FIG. In FIG. 8, the prediction period is Mt 0 , the observation period is m 1 t 0 ,
m 2 t 0 and m 3 t 0 . The unit period t 0 is one day. As shown in FIG. 8, first, by performing the above-described process in the prediction, the prediction period (from December 5 to 12 in FIG.
Forecast (until the 7th of the month). Next, as shown in FIG. 8B, the prediction of the obtained prediction period is incorporated as the observation result of the observation period, and the prediction period after that (from December 8 to December 10 in FIG. 8) , And the same prediction is performed again (prediction). Thereby, the prediction result of the prediction can be reflected in the prediction result of the prediction. Similarly, as shown in FIG. 8C, the prediction can be reflected and the prediction for the subsequent prediction period (from December 11 to December 13) can be performed. In this case, a long observation period and prediction period are set in advance, and A 0 (t k ), ..., Am
(T k ) is obtained by the equation (4), and the bar X (t k ) is obtained.
(See formula (5)) and X (t 0 ) -bar X (t 1 ) (-m
By replacing ≦ l ≦ 0) with a new value, the calculation can be omitted.

【0017】[0017]

【実施例】具体的な事象に、上述の処理を適用した例を
以下に説明する。12月29日3時から1月1日0時ま
での気温、風向、風速、湿度を金沢、東京、仙台等15
地点で観測した結果を使って、1月1日3時から1月3
日24時まで3時間おきに予測する場合を例にする。し
たがって、72時間前からのデータを用いて72時間後
までを3時間毎に予測することになる。この場合、気象
情報の種類pは4種類で、地点dは15である。最初
に、15地点に番号を付ける。また、予測をしようとす
る気象、すなわち、温度、風向、風速、湿度に番号を付
ける。単位時間は3時間とする。先の記号に合わせる
と、t=3i,(i=−23,・・・,0,・・・,
24)である。したがって、観測時刻はt−23=−6
9(時),・・・,t=0(時)であり、予測時刻は
=3(時),・・・,t24=72(時)と表され
る。ここで、1年を次のようにわける。 1月 1日〜 1月15日 1月16日〜 1月31日 2月 1日〜 2月14日 2月15日〜 2月28日 (または 29日) ・・・ 12月16日〜12月31日 これは、図3のSに対応するものである。
EXAMPLE An example in which the above processing is applied to a specific event will be described below. The temperature, wind direction, wind speed, and humidity from 2:00 on December 29 to 0:00 on January 1 are 15 such as Kanazawa, Tokyo, Sendai, etc.
Using the result of observation at the point, from 3:00 on January 1 to January 3
For example, a case of predicting every 3 hours until 24:00 will be taken as an example. Therefore, the data from 72 hours before is used to predict up to 72 hours after every 3 hours. In this case, there are four types of weather information p and 15 points d. First, number the 15 points. In addition, numbers are attached to the weather to be predicted, that is, temperature, wind direction, wind speed, and humidity. The unit time is 3 hours. According to the above symbols, t i = 3i, (i = −23, ..., 0, ...,
24). Therefore, the observation time is t −23 = −6
9 (hours), ..., t 0 = 0 (hours), and the predicted time is represented as t 1 = 3 (hours), ..., t 24 = 72 (hours). Here, one year is divided as follows. January 1st-January 15th January 16th-January 31st February 1st-February 14th February 15th-February 28th (or 29th) ... December 16th-12th 31st of the month This corresponds to S in FIG.

【0018】次に、Sでの予測を行うため、図3で説明
したようにデータを整理する。なお、データは10分毎
に得られるものとする。前年12月29日3時の30分
前後に得られた温度、風向、風速、湿度の平均値をすべ
ての観測地点について計算する。したがって、時刻t
−23のとき第j地点(j=1,・・・,15)での状
態は、(xj,1(t−23),x
j,2(t−23),xj,3(t−23),xj,4
(t−23))である。また、時刻t−23における観
測値全体のベクトルX(t−23)は
Next, in order to perform the prediction in S, the data is arranged as described in FIG. The data shall be obtained every 10 minutes. The average values of temperature, wind direction, wind speed, and humidity obtained around 30 minutes on December 29 of the previous year at 3:00 are calculated for all the observation points. Therefore, time t
At −23, the state at the j-th point (j = 1, ..., 15) is (x j, 1 (t −23 ), x
j, 2 (t- 23 ), xj , 3 (t- 23 ), xj, 4
(T- 23 )). In addition, the vector X (t- 23 ) of all the observed values at time t- 23 is

【数19】 で表すことができる。その他の時刻でも同様に考える。
次に、平均値であるバーX(t)および“共分散”W
i,jを上述の式(2)および式(3)により求める。
ここでは、過去20年のデータがあるので、データを次
のように整理する。過去20年のデータそれぞれに対し
て上の方式で計算をする。すなわち、第α年(=1,・
・・,20)に対して上と同様な計算によりXα(t)
を求める。 12月29日3時のデータからXα(t−23)を算出
する。 12月29日6時のデータからXα(t−22)を算出
する。 ・・・ 1月1日0時のデータからXα(t)を算出する。 1月1日3時のデータからXα(t)を算出する。 ・・・ 1月3日24時のデータからXα(t24)を算出す
る。
[Formula 19] Can be expressed as Consider the same at other times.
Then, the mean bar X (t i ) and the “covariance” W
i and j are obtained by the above equations (2) and (3).
Here, since there is data for the past 20 years, the data is organized as follows. The above method is used to calculate the data for each of the past 20 years. That is, the α year (= 1, ...
.., 20) and X α (t) is calculated by the same calculation as above.
Ask for. X α (t −23 ) is calculated from the data at 3:00 on December 29. X α (t −22 ) is calculated from the data at 6:00 on December 29. ... X α (t 0 ) is calculated from the data at 0:00 on January 1st. X α (t 1 ) is calculated from the data at 3:00 on January 1st .・ ・ ・ X α (t 24 ) is calculated from the data at 24:00 on January 3rd.

【0019】その後、上で得られた20年分のデータに
対応するXα(t−23),・・・,Xα(t),・
・・,Xα(t24)(α=1,・・・,20)の各t
(k=−23、・・・,0,・・・,24)における
平均値
After that, X α (t− 23 ), ..., X α (t 0 ), ... Corresponding to the data for 20 years obtained above.
.., each t of X α (t 24 ) (α = 1, ..., 20)
Average value at k (k = −23, ..., 0, ..., 24)

【数20】 を計算する。ただし、αは第α年(=1,2,・・・,
20)を示す。これは各観測地点での気温、風向、風
速、湿度の平均値を総合的に示すベクトルである。
[Equation 20] To calculate. However, α is the α year (= 1, 2, ...,
20) is shown. This is a vector that comprehensively shows the average values of the temperature, wind direction, wind speed, and humidity at each observation point.

【0020】Wi、jを求めるため、To determine W i, j ,

【数21】 を計算する。次に、“平均”バーX(t)、“共分
散”Wi,jを求めるため、上述の方法を使って、次の
各期間に対応するバーX(t),Wi,jを計算す
る。 ・前年12月29日3時から1月3日24時に対応する
バーX(t),Wi, を求めて、バーX(1)(t
),Wi,j (1)とおく。 ・前年12月30日3時から1月4日24時に対応する
バーX(t),Wi,jを求めて、バーX(2)(t
),Wi,j (2)とおく。 ・前年12月31日3時から1月5日24時に対応する
バーX(t),Wi,jを求めて、バーX(3)(t
),Wi,j (3)とおく。 ・・・・・・ ・1月10日3時から1月15日24時に対応するバー
X(t),Wi,jを求めて、バーX
(15)(t),Wi,j (15)とおく。
[Equation 21] To calculate. Then, to obtain the "mean" bar X (t k ), the "covariance" W i, j , using the method described above, the bar X (t k ), W i, j corresponding to each of the following periods : To calculate.・ The bar X (t k ), W i, j corresponding to 3:00 on December 29th to 24:00 on January 3rd in the previous year is obtained, and the bar X (1) (t
k ), W i, j (1) . -Determine bar X (t k ), W i, j corresponding to 3:00 on December 30th to 24:00 on January 4th, and calculate bar X (2) (t
k ), W i, j (2) . -Determine bar X (t k ), W i, j corresponding to 3 o'clock on December 31st to 24:00 on January 5th, and obtain bar X (3) (t
k ), W i, j (3) . ..... bar X (t k ), W i, j corresponding to 3:00 on January 10th to 24:00 on January 15th, is obtained.
Put the (15) (t k), W i, j (15).

【0021】次に、上で得られたバーX
(1)(t),Wi,j (1)等を使って
Next, the bar X obtained above
(1) using (t k ), W i, j (1), etc.

【数22】 を計算し、これを式(3)で必要とされたバーX
(t)、Wi,jとする。なお、上式において、1日
づつずらして移動平均をとって、バーX(t)および
i,jとしているのは、各々の値を安定化するためで
ある。
[Equation 22] And calculate this as the bar X required in equation (3).
(T k ) and W i, j . In the above formula, the bar X (t k ) and W i, j are obtained by shifting the moving average by one day and stabilizing the respective values.

【0022】m=23、M=24とおき、上の方法によ
り各k(k=1,2,・・・,24)に対し、次の24
個の式から成る連立方程式(式(4)参照)の解として
決定される24個の行列A(t),A(t),
・・・,A23(t)を求める。72時間後までの予
測を行うため、予測を始める前の24個の観測値を表す
行ベクトルをX(t−23),X(t−22),・・
・,X(t−1),X(t)と上で得られた24個の
行列A(t),A(t),・・・,A23(t
)を用いて行列Y(t)の転置行列を式(5)によ
り算出する。最後に、時点t,t,・・・,t24
におけるY(t),Y(t),・・・,Y
(t24)を計算する。ただし、
With m = 23 and M = 24, for each k (k = 1, 2, ..., 24) by the above method, the following 24
24 matrices A 0 (t k ), A 1 (t k ), which are determined as solutions of simultaneous equations (see equation (4))
..., determine the A 23 (t k). In order to perform the prediction until 72 hours later, the row vectors representing the 24 observation values before the prediction is started are X (t- 23 ), X (t- 22 ), ...
, X (t −1 ), X (t 0 ), and the 24 matrices A 0 (t k ), A 1 (t k ), ..., A 23 (t
k ) is used to calculate the transposed matrix of the matrix Y (t k ) according to equation (5). Finally, time points t 1 , t 2 , ..., T 24
, Y (t 1 ), Y (t 2 ), ..., Y in
Calculate (t 24 ). However,

【数23】 である。[Equation 23] Is.

【0023】以上の結果を使って72時間後まで予測す
る場合、例えば、東京ならば、次のように予測する。 ・1月1日3時の温度,風向,風速,湿度:y
2,1(t),y2,2(t),y
2,3(t),y2,4(t) ・1月1日6時の温度、風向、風速、湿度:y
2,1(t),y2,2(t),y
2,3(t),y2,4(t) ・・・ ・1月3日24時の温度、風向、風速、湿度:y2,1
(t24),y2,2(t24),y
2,3(t24),y2,4(t24) この場合、M=24であるから、l=3.1ととれば、
各σを推測することを考慮しても、信頼係数約70%
の信頼帯を得ることができる。1月1日3時から1月1
5日24時までの予測は、上で求めたA(t)とW
i,j(t)を使ってY(t)を計算する。例え
ば、1月2日3時から1月5日0時までのデータを使っ
て1月5日3時から1月8日24時までを予測するとき
はt−23を1月2日3時に対応させて考えればよい。
When using the above results to predict until 72 hours later, for example, in Tokyo, the following prediction is made.・ Temperature, wind direction, wind speed, humidity at 3:00 on January 1st: y
2,1 (t 1 ), y 2,2 (t 1 ), y
2,3 (t 1 ), y 2,4 (t 1 ) -Temperature, wind direction, wind speed, humidity at 6:00 on January 1st: y
2,1 (t 2 ), y 2,2 (t 2 ), y
2,3 (t 2 ), y 2,4 (t 2 ) ... Temperature, wind direction, wind speed and humidity at 24:00 on January 3rd: y 2,1
(T 24 ), y 2,2 (t 24 ), y
2,3 (t 24 ), y 2,4 (t 24 ) In this case, M = 24. Therefore, if l = 3.1,
Even considering the estimation of each σ i , the reliability coefficient is about 70%.
Can get the confidence band of. January 1st 3:00 to January 1st
The prediction up to 24:00 on the 5th is based on A i (t k ) and W obtained above.
Calculate Y (t i ) using i, j (t k ). For example, when using data from 2:00 on January 2 to 0:00 on January 5 to predict from 3:00 on January 5 to 2:00 on January 8, t- 23 is set to 2:00 on January 2 You can think of it in correspondence.

【0024】図9〜図11は上記手順を用いて、金沢、
東京、仙台の3地点における3時間毎の観測結果を使っ
て、1990年12月4日から同月15日の翌日の気温
を予測した結果をもとに作成した予測値と観測値を示す
表とグラフである。これらの図に示す結果では、金沢、
東京、仙台を同時に考えた予測値と観測地の間の誤差平
方平均の平方根(RMSE)は0.24であり、誤差が
1度を超えた(1.02度)のは288回行った予測の
中でただ1回であることを示している。
9 to 11 show the above-mentioned procedure in Kanazawa,
A table showing the predicted values and the observed values created based on the results of predicting the temperature of the next day from December 4, 1990 to December 15, 1990 using the observation results every three hours at three points in Tokyo and Sendai. It is a graph. In the results shown in these figures, Kanazawa,
The square root (RMSE) of the mean squared error (RMSE) between the predicted values and the observation points that considered Tokyo and Sendai at the same time was 0.24, and the error exceeded 1 degree (1.02 degree) was predicted 288 times. It shows that it is only once in.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明により、例えば、複数の地点にお
ける観測結果に基づき、短期間後に起こる自然現象を信
頼区間とともに予測できるため、従来の方法に比べて、
より高精度で実用的な予測がより少ない計算量で得られ
るという効果がある。本発明は、こうした自然現象の影
響を受ける各業種の対策に役立てる。
According to the present invention, for example, based on the observation results at a plurality of points, it is possible to predict a natural phenomenon occurring after a short period together with a confidence interval.
There is an effect that a more accurate and practical prediction can be obtained with a smaller calculation amount. The present invention is useful as a countermeasure for each industry affected by such a natural phenomenon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本システムが実装されるシステム構成図であ
る。
FIG. 1 is a system configuration diagram in which the present system is implemented.

【図2】予測期間、観測期間等を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a prediction period, an observation period, and the like.

【図3】過去の観測結果の整理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the arrangement of past observation results.

【図4】実施形態の処理を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of the embodiment.

【図5】本システムの予測結果の信頼性を示すための図
である。
FIG. 5 is a diagram showing the reliability of the prediction result of this system.

【図6】予測期間、観測期間の別の取り方を説明する図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another method of taking a prediction period and an observation period.

【図7】予測を組み込んでさらに予測を行うことを説明
する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating that prediction is incorporated and further prediction is performed.

【図8】予測を組み込んでさらに予測を行う他の場合を
説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating another case in which prediction is incorporated to make further prediction.

【図9】実際の観測結果を用いた予測の結果を示す表で
ある。
FIG. 9 is a table showing results of prediction using actual observation results.

【図10】実際の観測結果を用いた予測の結果を示す表
である。
FIG. 10 is a table showing results of prediction using actual observation results.

【図11】実際の観測結果を用いた予測の結果を示すグ
ラフである。
FIG. 11 is a graph showing a result of prediction using actual observation results.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 健一 神奈川県逗子市山の根2−9−26 Fターム(参考) 5B056 BB01 BB02 BB62 HH00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenichi Yoshihara             2-9-26 Yamane, Zushi City, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5B056 BB01 BB02 BB62 HH00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 短期間の連続的に変化する現象を、過去
の複数の観測期間の観測結果をもとに予測期間の変動の
予測を行う短期予測システムであって、 過去の観測結果から、観測期間(−mt<t≦0:
は単位時間)の観測結果Q及び予測期間と対応する
期間の観測結果Rの組の観測結果をSとし、複数(n
個)のSの各単位時間tごとの観測結果を行列X(t
)として記憶する記憶手段と、 前記記憶された観測結果の各Sごとの行ベクトルX
α(t)の対応する単位時間ごとの平均 【数1】 を計算する手段と、 求めた平均値と各観測結果との差の関係を求めるために 【数2】 を計算する手段と、 予測期間の時刻tについて、Wi,jを相互に関係付
ける連立方程式 【数3】 を解いて、各係数A,A,・・・,Aを求める手
段と、 連立方程式の解を用いて、予測期間の時刻tにおける
値Y(t)を 【数4】 で求める手段とを備え、 得られたY(t)を予測期間における予測値として出
力することを特徴とする短期予測システム。
1. A short-term prediction system for predicting fluctuations of a prediction period based on observation results of a plurality of past observation periods for a phenomenon that changes continuously for a short period of time. the observation period (-mt 0 <t i ≦ 0 :
Let S be the observation result of a set of observation result Q of the observation result Q of the time period corresponding to the prediction period and the prediction period of t 0 )
Observations of S) for each unit time t 0 of the matrix X (t
i )) storage means for storing the row vector X for each S of the stored observation results
The average of the corresponding unit time of α (t i ) To find the means of calculating and the relationship of the difference between the obtained average value and each observation result, And a simultaneous equation for correlating W i, j with respect to the time t k of the prediction period Solve, respective coefficients A 0, A 1, · · ·, means for determining the A m, using a solution of the simultaneous equations, the value at time t k of the prediction period Y (t k) Equation 4 The In the short-term prediction system, the obtained Y (t k ) is output as a prediction value in the prediction period.
【請求項2】請求項1記載の短期予測システムにおい
て、前記観測結果は、定常的に観測が行われている複数
の観測地点で観測されている気象、海象及び地象の少な
くとも1つの状態であることを特徴とする短期予測シス
テム。
2. The short-term prediction system according to claim 1, wherein the observation result is at least one state of meteorology, sea state, and geography observed at a plurality of observation points where observation is regularly performed. A short-term prediction system characterized by being
【請求項3】請求項1又は2に記載の短期予測システム
をコンピュータ・システムに実現させることができるプ
ログラムを格納した記録媒体。
3. A recording medium that stores a program that enables a computer system to implement the short-term prediction system according to claim 1.
【請求項4】請求項1又は2に記載の短期予測システム
をコンピュータ・システムに実現させることができるプ
ログラム。
4. A program capable of causing a computer system to implement the short-term prediction system according to claim 1 or 2.
【請求項5】 短期間の連続的に変化する現象を、過去
の複数の観測期間の観測結果をもとに予測期間の変動の
予測を行う短期予測方法であって、 過去の観測結果から、観測期間(−mt<t≦0:
は単位時間)の観測結果Q及び予測期間と対応する
期間の観測結果Rの組の観測結果をSとし、複数(n
個)のSの各単位時間tごとの観測結果を行列X(t
)として記憶しており、 前記記憶された観測結果の各Sごとの行ベクトルX
α(t)の対応する単位時間ごとの平均 【数5】 を計算するステップと、 求めた平均値と各観測結果との差の関係を求めるために 【数6】 を計算するステップと、 予測期間の時刻tについて、Wi,jを相互に関係付
ける連立方程式 【数7】 を解いて、各係数A,A,・・・,Aを求めるス
テップと、 連立方程式の解を用いて、予測期間の時刻tにおける
値Y(t)を 【数8】 で求めるステップとを備え、 得られたY(t)を予測期間における予測値として出
力することを特徴とする短期予測方法。
5. A short-term prediction method for predicting fluctuations in a prediction period based on observation results of a plurality of past observation periods for a phenomenon that changes continuously for a short period of time. the observation period (-mt 0 <t i ≦ 0 :
Let S be the observation result of a set of observation result Q of the observation result Q of the time period corresponding to the prediction period and the prediction period of t 0 )
Observations of S) for each unit time t 0 of the matrix X (t
i ), the row vector X for each S of the stored observation results
The corresponding average of α (t i ) per unit time To calculate the relationship between the calculated mean value and the difference between each observation result and [Equation 6] And the simultaneous equations that correlate W i, j for the time t k of the prediction period Solve, respective coefficients A 0, A 1, · · ·, determining a A m, using a solution of the simultaneous equations, Equation 8] The value Y (t k) at time t k of the prediction period And a step of obtaining the obtained Y (t k ) as a prediction value in a prediction period.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502483A (en) * 2003-05-22 2007-02-08 パーシング インヴェストメンツ,エルエルシー Customer revenue forecast method and system
JP2008102115A (en) * 2006-09-21 2008-05-01 Toshiba Corp Weather forecasting system and weather forecasting method
JP2010128406A (en) * 2008-12-01 2010-06-10 Japan Science & Technology Agency Signal processing device and method
WO2016072474A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 エコノミックインデックス株式会社 Information processing device, method, and program
WO2016121202A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 日本電気株式会社 Prediction device, prediction method, and program
JP7458268B2 (en) 2020-08-21 2024-03-29 株式会社東芝 Information processing device, information processing method, computer program and information processing system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007502483A (en) * 2003-05-22 2007-02-08 パーシング インヴェストメンツ,エルエルシー Customer revenue forecast method and system
JP2008102115A (en) * 2006-09-21 2008-05-01 Toshiba Corp Weather forecasting system and weather forecasting method
JP2010128406A (en) * 2008-12-01 2010-06-10 Japan Science & Technology Agency Signal processing device and method
WO2016072474A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 エコノミックインデックス株式会社 Information processing device, method, and program
WO2016121202A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 日本電気株式会社 Prediction device, prediction method, and program
JP7458268B2 (en) 2020-08-21 2024-03-29 株式会社東芝 Information processing device, information processing method, computer program and information processing system

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