JP2004234422A

JP2004234422A - Rainwater inflow prediction device

Info

Publication number: JP2004234422A
Application number: JP2003023280A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Tokimori; 孝一時盛; Hideki Fukushima; 秀樹福嶋; Kazuo Maeda; 和男前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately cope with the change of a raining condition, the change of a basin condition and the time of guerrilla heavy rain as well and to accurately predict a rainwater inflow. <P>SOLUTION: A rainwater inflow prediction device comprises: a plurality of prediction means 7a for outputting a rainwater inflow predicted value to a pumping well 6 on the basis of the rainfall amount data of rainwater rained inside an object area; a storage amount computing part 9 for computing the storage amount of the pumping well 6 and its trunk line on the basis of the measured value of the water level of the pumping well 6; a recorded inflow computing part 8 for computing a recorded inflow to the pumping well 6 on the basis of a discharge flow rate to the outside of a rainwater pump 4 and the storage amount; a predicted result judgement part 7c for judging the prediction means 7a of the highest prediction accuracy from the plurality of prediction means 7a on the basis of the value of the recorded inflow and the rainwater inflow predicted values outputted from the plurality of prediction means 7a; and a predicted result switching part 7b for outputting the rainwater inflow predicted value by the prediction means 7a judged by the predicted result judgement part 7c as an inflow predicted result. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は雨水流入量予測装置に関し、特に、下水道施設における、降雨時のポンプ運転制御や阻水扉開閉制御のために必要な雨水流入量を予測するための雨水流入量予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市化の進展による雨水の不浸透面積率の上昇に伴い、雨水排水施設への雨水流入量は年々増大し、流達時間も短くなる傾向にある。また、都市部のゲリラ豪雨も増加の傾向にあり、都市型水害の危険性が増大している。雨水排水ポンプを的確に運用して浸水を防止することが求められているが、雨水ポンプには様々な運転制約があり、降雨状況をもとに雨水の流入を予測・先取りした操作が必要となる。
【０００３】
従来、下水道施設の雨水排水ポンプの運転はポンプ井水位と運転台数との関係を設定し、それにしたがって運転する方法が一般的であるが、この方法では、ポンプ井水位のみで制御を行っているため、急激な雨水の流入に追従しにくく、実際には熟練オペレータが水位以外の情報から流入量を予想し、手動にて運転を行っている場合が多い。したがって、雨水排水ポンプの運転を効率よく行うためには、下水道施設への雨水の流入量を正確に演算することが非常に有効である。
【０００４】
これに対して、下水道施設に流入する雨水量を予測する手法として、従来からタンクモデル法や貯留関数法、ＲＲＬ法や修正ＲＲＬ法などが提案されている。これらの手法は、同定すべきモデルパラメータが非常に多く存在するが、そのパラメータは過去の降雨量や水位，流入実績値等を用いてオフラインで決定される場合が多い。この場合、オンラインでのパラメータ調整が行われていないため、降雨状況や幹線状況，浸透面積率の変化により実状に合わなくなることで、精度が悪くなるという問題がある。
【０００５】
また、タンクモデルやＡＲＭＡモデル，ＲＲＬモデルといった複数のモデルによる流入量予測演算を平行して実施し、その中で実績流入量との誤差が最も小さいモデルを予測モデルとして採用することで、複数のモデルを切り換えて予測精度を確保する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２６５５１３号公報
【０００７】
しかし、この特許文献１による手法でもモデルパラメータが適切に調整されなければ予測精度が悪くなるし、さらに複数のモデルについてパラメータ同定が必要となるという問題を含んでいる。
【０００８】
また、降雨状況等の変化に対応するために、パラメータをオンライン調整する手法として、自己回帰モデルを作成し、オンラインデータで自己回帰モデルのパラメータを調整する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−３２３５３号公報
【００１０】
しかし、この特許文献２によるオンラインデータでのパラメータ同定は、大量のオンラインデータを用いて行わなければ精度が悪い、あるいは降雨状況が急変した場合のパラメータ同定に遅れが発生するなどの問題があると考えられる。
【００１１】
また、複数の雨量計計測値を用いて流入量予測を行う方法も提案されているが、具体的手法の記載がなく、近年増加している都市部のゲリラ豪雨に対する明確な対策とはなっていない（例えば、特許文献３参照。）。
【００１２】
【特許文献３】
特開２０００−５６８３５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の技術では、実際の降雨状況の変化や流域状況の変化に対して精度よい雨水流入量予測ができない場合があるという問題点があった。
【００１４】
また、特に近年増加しているゲリラ豪雨時の流入量予測が精度よく行えない場合があるという問題点があった。
【００１５】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、降雨状況に応じた雨水流入量予測を行い、精度のよい雨水流入量予測を行う雨水流入量予測装置を得ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、対象区域に対して設けられた雨水ポンプを備えた所定のポンプ井に流入する雨水流入量を予測するための雨水流入量予測装置であって、上記対象区域内に降った雨水の降雨量データに基づいて上記ポンプ井への雨水流入量を予測するための同一の流入予測モデルを有し、当該流入予測モデルにおける互いに異なるパラメータが設定されて、上記ポンプ井への雨水流入量予測値を出力する複数の流入量予測手段と、上記ポンプ井の水位の計測値に基づいて、上記ポンプ井およびその幹線の貯留量を演算する貯留量演算手段と、上記ポンプ井に設けられている雨水ポンプによる外部へのポンプ吐出流量の計測値と上記貯留量演算手段から出力される上記貯留量とに基づいて、上記ポンプ井への実績流入量を演算する実績流入量演算手段と、上記実績流入量演算手段から出力される実績流入量の値と複数の上記流入量予測手段から出力される雨水流入量予測値とに基づいて、複数の上記流入量予測手段の中から最も予測精度のよい流入量予測手段を判定する予測結果判定手段と、予測結果判定手段によって判定された上記流入量予測手段による雨水流入量予測値を、流入量予測結果として出力する予測結果切換手段とを備えた雨水流入量予測装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る雨水流入量予測装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係る雨水流入量予測装置は、対象区域である処理場・ポンプ場１内の降雨量データに基づいて、処理場・ポンプ場１への雨水流入量を予測するためのものである。
【００１８】
本発明の雨水流入量予測装置の説明を行う前に、まず、はじめに、予測対象の処理場・ポンプ場１の説明を簡単に行う。ビルや家屋等のための下水道施設が設けられた排水区域に降った雨水は、自然流下によって、下水管６ａを通ってポンプ井６に流入する。処理場・ポンプ場１では、雨水ポンプ４を運転して、集まった雨水を河川に放流する。一般に、処理場・ポンプ場では、雨水を自然流下によって集めるために、河川水位よりも低いところにポンプ井６および雨水ポンプ４を設けているため、流入雨水を適切に処理しなければ処理場・ポンプ場１自体が浸水してしまうと同時に、万一、雨水ポンプ４による放流が停止した場合には、排水区域内の浸水を引き起こし、付近の住民に多大な損害を与える恐れがある。このため、処理場・ポンプ場１においては、雨水ポンプ４の適切な運転制御を行うことが非常に重要なこととなっている。
【００１９】
次に、本発明の雨水流入量予測装置の説明を行う。本実施の形態に係る雨水流入量予測装置は、図１に示すように、流入量予測部７と、実績流入量演算部８と、貯留量演算部９と、ポンプ制御部１０とから構成されている。
【００２０】
ここで、流入量予測部７は、内部に、複数の流入量予測手段７ａ（１，２，・・・，ｎ）と、これらすべての流入量予測手段７ａに接続されている予測結果切換部７ｂおよび予測結果判定部７ｃとが設けられている。この構成により、流入量予測部７は、処理場・ポンプ場１内に設けられた雨量計２で計測された降雨量データに基づいて複数の流入量予測手段７ａで雨水流入量予測値を演算し、後述する実績流入量演算部８からの実績流入量値に基づき、どの予測手段７ａが最も精度がよいか（すなわち、雨水流入量予測値と実績流入量値との差が最も小さいのはどれか）を予測結果判定部７ｃで判定し、その結果を受け取った予測結果切換部７ｂが最も精度のよい予測手段７ａの結果を雨水流入量予測値として出力するものである。
【００２１】
実績流入量演算部８は、処理場・ポンプ場１内に設けられ、ポンプ井６に集められた雨水を河川に対して放流する雨水ポンプ４の吐出流量を計測するポンプ吐出流量計５の計測値（すなわち、実際に河川に放流された雨水の量）と、後述する貯留量演算部９の出力（すなわち、ポンプ井６と幹線の現在の貯留量）とに基づいて（すなわち、ポンプ吐出流量計測値＋貯留量の変化量に基づいて）、実際にポンプ井６に流入した雨水の量を示す実績雨水流入量を演算し、その結果を予測結果判定部７ｃに出力するものである。
【００２２】
貯留量演算部９は、処理場・ポンプ場１内に設けられたポンプ井６の水位を計測する水位計３の計測値に基づき、ポンプ井６および幹線の貯留量を演算し、その結果を実績流入量演算部８に出力するものである。
【００２３】
ポンプ制御部１０は、予測結果切換部７ｂからの出力に基づき、雨水ポンプ４に対して運転／停止指令を出力するものである。
【００２４】
次に、本実施の形態に係る雨水流入量予測装置の動作について説明する。まず、雨量計２による排水区域に降った雨水の降雨量データに基づき、複数ある流入量予測手段７ａで、ポンプ井６への雨水流入量予測値が演算され、その結果が予測結果判定部７ｃと予測結果切換部７ｂへ出力される。また、ポンプ井６の水位計３の計測値に基づき、貯留量演算部９でポンプ井６および幹線の貯留量を演算し、その結果を実績流入量演算部８へ出力する。実績流入量演算部８は、ポンプ吐出流量計５の計測値と貯留量演算部９の出力に基づき、実績雨水流入量を演算し、その結果を予測結果判定部７ｃへ出力する。予測結果判定部７ｃは、複数ある予測手段７ａの予測値と実績流入量演算部８の演算結果とを比較し、最も精度のよい予測手段７ａを判定して、その結果を予測結果切換部７ｂへ出力する。予測結果切換部７ｂは、予測結果判定部７ｃからの出力を参照して、複数ある予測手段７ａのうちの１つからの予測値を雨水流入量予測値としてポンプ制御部１０へ出力し運転制御を行う。
【００２５】
なお、ここで、複数の予測手段７ａは、同一の予測モデル式を用いているが、例えば、少雨、中雨、豪雨等の降雨状況によって流達時間や不浸透面積率などの予測モデルパラメータが変化することを考慮して、降雨の状況によってそのパラメータの値を切り換えることができるように予測手段７ａを複数個設けて、互いに異なるパラメータを設定しておくようにし、予測結果判定部７ｃにより、そのときの降雨の状況に合った精度よく予測できている予測手段７ａを選定するようにしている。なお、予測手段７ａの各パラメータの値は、過去の実績データ等を基に設定するようにする。また、予測モデル式としては、例えば、タンクモデル、ＡＲＭＡモデル、ＡＲＭＡＸモデル、ＲＲＬモデル、修正ＲＲＬモデル等の公知の方法のいずれも用いることができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の雨水流入量予測装置によれば、降雨状況に応じた雨水流入量予測を行えるので、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、実績流入量演算部８への入力の一つを流量計５として雨水ポンプ４の吐出量を求めたが、流量計５の代わりにポンプ井６の水位計３の計測値を入力として用いて、演算により雨水ポンプ４のポンプ吐出量を求めるようにしてもよく、その場合も、同様の効果が得られる。
【００２８】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る雨水流入量予測装置の構成を示す図である。なお、図１に示す上述の実施の形態１と同一部分および相当部分については同一符号を付して示し、ここではその説明は省略する。
【００２９】
本発明の実施の形態２に係る雨水流入量予測装置は、図１に示す実施の形態１の構成に、パラメータ自動生成部１１とパラメータ更新判定部１２とを追設したものである。パラメータ自動生成部１１は、雨量計２のデータおよび実績流入量演算部８からの実績流入量値に基づき、複数ある予測手段７ａのモデルパラメータを自動的に生成するものである。また、パラメータ更新判定部１２は、雨量計２のデータに基づき、複数ある予測手段７ａの現状のモデルパラメータとパラメータ自動生成部１１が生成したモデルパラメータでの雨水流入量予測演算を常時実行し、実績流入量演算部８からの実績流入量値との比較により、パラメータの更新要否の判定を行い、パラメータの更新が必要な予測手段７ａが存在した場合に、パラメータ自動生成部１１が生成した更新用の当該モデルパラメータを、該当する予測手段７ａに対して出力するものである。なお、図２においては、パラメータ更新判定部１２から流入量予測手段７ａへの信号線は１本しか記載されていないが、これは図を簡略化させるためであり、実際には、すべての流入量予測手段７ａに対して信号線がそれぞれ設けられていることとする（他の図も同様である。）。
【００３０】
本実施の形態に係る雨水流入量予測装置の動作について説明する。パラメータ更新判定部１２では、雨量計２のデータに基づき複数ある予測手段７ａの現状のモデルパラメータでの雨水流入量予測演算が常時実行される。また同時に、パラメータ自動生成部１１が生成したモデルパラメータでの雨水流入量予測演算も常時実行される。すなわち、降雨状況のグループ毎に、現状のモデルパラメータと更新候補のモデルパラメータでの雨水流入量予測演算が実行されている。そして降雨状況のグループ毎に、実績流入量演算部８からの実績流入量値と、現状のモデルパラメータと更新候補のモデルパラメータでの雨水流入量予測演算値とを比較し、更新候補のモデルパラメータでの雨水流入量予測演算値の精度が現状のモデルパラメータでの雨水流入量予測演算値の精度を上回れば、パラメータを更新するという判定を行い、パラメータを入れ替える。なお、パラメータの更新判定は定期的に実行してもよいし、運転員等の指示により実行してもよい。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係る雨水流入量予測装置によれば、降雨状況や幹線状況、浸透面積率の変化に合わせて、モデルパラメータを自動更新することができるので、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００３２】
実施の形態３．
図３は、本実施の形態に係る、上述の実施の形態２の変形例を示す部分構成図である。なお、図２に示す上述の実施の形態２と同一部分および相当部分については、同一符号を付して示し、ここではその説明は省略する。また、図３においては、流入量予測部７のみを記載しているが、他の構成については、図２と同じであるため、そちらを参照されたい。
【００３３】
本実施の形態に係る雨水流入量予測装置は、上述の図２に示す実施の形態２の構成に、処理場・ポンプ場１内および排水区域内の降雨量データを計測する雨量計２ａ，２ｂ（図示省略、図２の雨量計２を参照のこと。）を追設した点と、流入量予測部７内に降雨量変換部７ｄを追設した点とが異なっている。降雨量変換部７ｄは複数の降雨量データを用いて雨水流入量予測演算用降雨量を別途算出するものである。なお、雨量計２ａ，２ｂは、雨量計２と同じ動作をするものであり、従って、複数の雨量計を排水区域内に設けて、複数の場所で降雨量データを得ることとする。
【００３４】
降雨量変換部７ｄは、このようにして得られた複数の降雨量データから一定の算式によって雨水流入量予測演算用の降雨量を算出する。複数の降雨量データをそれぞれｒ１、ｒ２、・・・、ｒｉ、複数の降雨量データの所定の期間における各々の平均値を、ｒ１アンダーバー、ｒ２アンダーバー、・・・、ｒｉアンダーバー、雨水流入量予測演算用降雨量をｒｙとすると、雨水流入量予測演算用降雨量の演算式は、例えば次の２例のようになる。
【００３５】
【数１】

【００３６】
式（１）はそれぞれの雨量計２，２ａ，２ｂを同等に扱い演算用降雨量を求める場合であり、式（２）は、降雨量の大きなデータに、より重みを持たせて演算用降雨量を求める場合である。求めた演算用降雨量は複数ある予測手段７ａに入力され、雨水流入量予測値が演算される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態による雨水流入量予測装置によれば、複数の雨量計の計測値によって、１箇所の雨量計では検出できなかった近年増加している都市部の局所的なゲリラ豪雨を検出し、それに適した雨水流入量予測を行うことができるので、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００３８】
実施の形態４．
図４は、本実施の形態に係る、上述の実施の形態２の他の変形例を示す構成図である。なお、図２に示す上述の実施の形態２と同一部分および相当部分については同一符号を付して示し、ここではその説明は省略する。また、図４においては、流入量予測部７のみを記載しているが、他の構成については、図２と同じであるため、そちらを参照されたい。
【００３９】
本実施の形態に係る雨水流入量予測装置は、上述の図２に示す実施の形態２の流入量予測部７内において、予測結果判定部７ｃを削除し、降雨状態判定部７ｅを設けた点と、予測結果切換部７ｂにおける演算で必要な重みを決定するための重み決定部７ｆを追設した点が異なる。これにより、本実施の形態における流入量予測部７は、処理場・ポンプ場１内および排水区域内の複数の雨量計２，２ａ，２ｂのデータに基づき、雨水流入量予測値を演算する複数の予測手段７ａと、処理場・ポンプ場１内および排水区域内の複数の雨量計２，２ａ，２ｂのデータから降雨状態を判定しその結果を出力する降雨状態判定部７ｅと、降雨状態判定部７ｅから出力される判定結果に基づき複数の予測手段７ａのいずれかを選定して、流入量予測部７の雨水流入量予測値として出力する予測結果切換部７ｂとから構成される。
【００４０】
以上の構成で、複数の雨量計２，２ａ，２ｂのデータに基づき複数ある予測手段７ａで雨水流入量予測値が演算され、その結果が予測結果切換部７ｂへ出力される。一方、降雨状態判定部７ｅでは複数の雨量計２，２ａ，２ｂのデータに基づき降雨状態が判定され、予測結果切換部７ｂへ出力される。予測結果切換部７ｂは降雨状態判定部７ｅからの出力を参照して、複数ある予測手段７ａの出力のうちの１つを雨水流入量予測値としてポンプ制御部１０へ出力する。
【００４１】
ここで、降雨状態判定部７ｅは、複数の雨量計２，２ａ，２ｂのデータを用いて排水区域内の降雨量の偏りを判定する。また、複数ある予測手段７ａは、排水区域内の降雨量の偏りによって雨水流入量予測モデル式が変化することを考慮して、降雨量の偏りによってそのモデル式が異なるように構成されている。さらに複数ある予測手段７ａは、実施の形態１と同様、降雨状況によって流達時間や不浸透面積率などが変化することを考慮して、降雨量の大小によってそのパラメータが異なるようにも構成される。すなわち、（降雨量の偏りによるモデル式の数）×（流達時間や不浸透面積率などが変化することによるパラメータの数）の分の予測手段７ａが用意されることとなる。
【００４２】
複数の降雨量データをそれぞれｒ１、ｒ２、・・・、ｒｉ、それぞれの降雨量データ毎に使用する雨水流入量予測モデル式関数をそれぞれｆ１（ｒ）、ｆ２（ｒ）、・・・、ｆｉ（ｒ）、それぞれのモデル式の重みをａ１、ａ２、・・・、ａｉ、予測結果切換部７ｂの出力をｙとすると、雨水流入量予測演算結果は、例えば次のようになる。
演算式：ｙ＝ａ１・ｆ１（ｒｌ）＋ａ２・ｆ２（ｒ２）＋・・・＋ａｉ・ｆｉ（ｒｉ）
【００４３】
【表１】

【００４４】
上表にあるｆ１（ｒ１），ｆ２（ｒ２）…ｆｉ（ｒｉ）がそれぞれ複数ある予測手段７ａに相当し、重み算出式が重み決定部７ｆ内の演算式で、判定条件式が降雨状態判定部７ｅの判定式となり、演算式が予測結果切換部７ｂでの演算式となる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態に係る、実施の形態２の変形例の雨水流入量予測装置によれば、複数の雨量計の計測値によって、１箇所の雨量計では検出できなかった近年増加している都市部のゲリラ豪雨を検出し、それに適した雨水流入量予測を行うことができるので、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００４６】
実施の形態５．
図５は、本実施の形態に係る、上述の実施の形態２のさらなる他の変形例を示す部分構成図である。なお、図２に示す上述の実施の形態２と同一部分および相当部分については同一符号を付して示し、ここではその説明は省略する。また、図５においては、パラメータ自動生成部１１のみを記載しているが、他の構成については、図２と同じであるため、そちらを参照されたい。
【００４７】
本実施の形態による雨水流入量予測装置は、図２に示す実施の形態２のパラメータ自動生成部１１が、処理場・ポンプ場１内および排水区域内の雨量計２のデータに基づき、降雨をいくつかのパターンに分類する降雨分類部１１ａと、降雨分類部１１ａと実績流入量演算部８のデータからモデルパラメータを算出するパラメータ算出部１１ｂと、パラメータ算出部１１ｂの算出結果を格納し適切なタイミングでパラメータ更新判定部１２ヘパラメータを出力するパラメータ格納部１１ｃとから構成されている点が異なる。
【００４８】
以上の構成で、降雨分類部１１ａは、雨量計２のデータに基づき降雨状況を数パターンに分類する。例えば、降雨強度がある一定値以上をある一定時間連続で継続すれば、それを降雨の開始と判定し、また降雨強度がある一定値以下をある一定時間連続で継続すれば降雨終了と判定して、降雨期間を決定する。次に降雨期間中の平均降雨量，ピーク降雨強度，総降雨量，降雨強度別累積時間率曲線の重心などのデータの組合せで、降雨状況の種類を区分し降雨状況のグループを生成しておく。降雨強度別累積時間率曲線の例を図７に示す。そして雨量計２のデータを用いて降雨を各降雨状況のグループに分けて蓄積し、蓄積されたデータと雨水流入量予測モデル式からパラメータ算出部１１ｂで各グループのモデルパラメータを逆算して算出する。パラメータの算出は定期的に実行してもよいし、運転員等の指示により実行してもよい。パラメータ算出部１１ｂで算出されたパラメータは、パラメータ格納部１１ｃに格納され、実施の形態１に記載の方法にてパラメータ更新判定部１２へ出力される。
【００４９】
以上のように、本実施の形態による雨水流入量予測装置によれば、降雨状況を適切に分類し、それぞれのモデルパラメータを自動生成することができるので、モデルパラメータ作成の省力化が図れるとともに、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００５０】
実施の形態６．
図６は、本実施の形態に係る、上述の実施の形態２のさらなる変形例を示す部分構成図である。なお、図２に示す上述の実施の形態２と同一部分および相当部分については同一符号を付して示し、ここではその説明は省略する。なお、図６においては、雨水流入量予測装置の構成の一部分のみを記載しているが、他の構成については、図２と同様であるため、図２を参照されたい。
【００５１】
本実施の形態による雨水流入量予測装置は、図２に示す実施の形態２の構成において、雨量計２として降雨積算計２ｃと降雨強度計２ｄとを設置し、さらに降雨データ切換部１３を追設した点が異なる。降雨積算計２ｃは積算降雨量を、降雨強度計２ｄは降雨強度をそれぞれ計測する雨量計であり、降雨データ切換部１３は降雨状況に応じて使用する降雨量データとして降雨積算量と降雨強度を切り換えるものである。
【００５２】
降雨データ切換部１３は、超豪雨時には降雨積算計２ｃのデータを、少雨時には降雨強度計２ｄのデータを使用するように切り換える。例えば、時間積算降雨量あるいは降雨強度が５０ｍｍを越えたら降雨積算計２ｃの降雨積算量を、５０ｍｍを下回れば降雨強度を、流入量予測用の降雨データとして、流入量予測部７やパラメータ自動生成部１１やパラメータ更新判定部１２へ出力する。これにより、超豪雨時での降雨強度計測不能や少雨時の降雨積算計の計測遅れによる流入量予測用の降雨データの欠測が防止される。
【００５３】
本実施の形態による雨水流入量予測装置によれば、超豪雨時での降雨強度計測不能と少雨時の降雨積算計の計測遅れによる流入量予測用の降雨データの欠測が防止されるので、常に精度のよい雨水流入量予測が実現できる。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は、対象区域に対して設けられた雨水ポンプを備えた所定のポンプ井に流入する雨水流入量を予測するための雨水流入量予測装置であって、上記対象区域内に降った雨水の降雨量データに基づいて上記ポンプ井への雨水流入量を予測するための同一の流入予測モデルを有し、当該流入予測モデルにおける互いに異なるパラメータが設定されて、上記ポンプ井への雨水流入量予測値を出力する複数の流入量予測手段と、上記ポンプ井の水位の計測値に基づいて、上記ポンプ井およびその幹線の貯留量を演算する貯留量演算手段と、上記ポンプ井に設けられている雨水ポンプによる外部へのポンプ吐出流量の計測値と上記貯留量演算手段から出力される上記貯留量とに基づいて、上記ポンプ井への実績流入量を演算する実績流入量演算手段と、上記実績流入量演算手段から出力される実績流入量の値と複数の上記流入量予測手段から出力される雨水流入量予測値とに基づいて、複数の上記流入量予測手段の中から最も予測精度のよい流入量予測手段を判定する予測結果判定手段と、予測結果判定手段によって判定された上記流入量予測手段による雨水流入量予測値を、流入量予測結果として出力する予測結果切換手段とを備えた雨水流入量予測装置であるので、降雨状況の変化や流域状況の変化およびゲリラ豪雨時等の種々の降雨状況に応じた、精度よい雨水流入量予測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る雨水流入量予測装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る雨水流入量予測装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態２の変形例による雨水流入量予測装置の構成を示した部分構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２の変形例による雨水流入量予測装置の構成を示した部分構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２の変形例による雨水流入量予測装置の構成を示した部分構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２の変形例による雨水流入量予測装置の構成を示した部分構成図である。
【図７】降雨強度別累積時間率曲線の例を示した説明図である。
【符号の説明】
１処理場・ポンプ場、２，２ａ，２ｂ雨量計、２ｃ降雨積算計、２ｄ降雨強度計、３水位計、４雨水ポンプ、５流量計、６ポンプ井、７流入量予測部、７ａ流入量予測手段、７ｂ予測結果切換部、７ｃ予測結果判定部、７ｄ降雨量変換部、７ｅ降雨状態判定部、７ｆ重み決定部、８実績流入量演算部、９貯留量演算部、１０ポンプ制御部、１１パラメータ自動生成部、１１ａ降雨分類部、１１ｂパラメータ算出部、１１ｃパラメータ格納部、１２パラメータ更新判定部、１３降雨データ切換部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rainwater inflow prediction device, and more particularly to a rainwater inflow prediction device for predicting rainwater inflow required for pump operation control and water blocking door opening / closing control during rainfall in a sewerage facility.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the rate of rainwater impermeability increases due to urbanization, the amount of rainwater flowing into rainwater drainage facilities has been increasing year by year, and the time required for rainwater to flow has been decreasing. In addition, guerrilla downpours in urban areas are also increasing, and the danger of urban floods is increasing. It is required to operate rainwater drainage pumps properly to prevent inundation.However, rainwater pumps have various operational restrictions, and it is necessary to predict and predict the inflow of rainwater based on rainfall conditions. Become.
[0003]
Conventionally, the operation of a stormwater drainage pump in a sewage facility is generally performed by setting the relationship between the pump well water level and the number of operating pumps and operating in accordance with the relationship. In this method, control is performed only by the pump well water level. Therefore, it is difficult to follow the sudden inflow of rainwater. In practice, a skilled operator often estimates the amount of inflow from information other than the water level and operates manually. Therefore, in order to efficiently operate the rainwater drainage pump, it is very effective to accurately calculate the amount of rainwater flowing into the sewerage facility.
[0004]
On the other hand, a tank model method, a storage function method, an RRL method, a modified RRL method, and the like have been conventionally proposed as methods for predicting the amount of rainwater flowing into a sewerage facility. In these methods, there are a large number of model parameters to be identified, but the parameters are often determined off-line using past rainfall, water level, actual inflow value, and the like. In this case, since the parameter adjustment is not performed online, there is a problem that accuracy is deteriorated because the parameter does not match the actual condition due to a change in the rainfall condition, the trunk line condition, and the penetration area ratio.
[0005]
In addition, a plurality of models, such as a tank model, an ARMA model, and an RRL model, are used to perform inflow amount prediction calculations in parallel, and a model having the smallest error from the actual inflow amount is adopted as the prediction model. There has been proposed a method of switching models to secure prediction accuracy (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-265513
[0007]
However, even with the method according to Patent Document 1, if the model parameters are not properly adjusted, the prediction accuracy deteriorates, and furthermore, there is a problem that parameter identification is required for a plurality of models.
[0008]
In addition, as a method of adjusting parameters online in order to cope with changes in rainfall conditions and the like, a method has been proposed in which an autoregressive model is created and parameters of the autoregressive model are adjusted using online data (for example, Patent Document 1). 2).
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2001-32353 A
[0010]
However, parameter identification based on online data according to Patent Document 2 has a problem that accuracy is poor unless a large amount of online data is used, or that there is a delay in parameter identification when rainfall conditions change suddenly. Conceivable.
[0011]
In addition, although a method of predicting inflow using multiple rain gauge measurement values has been proposed, there is no description of a specific method, and it is a clear countermeasure against the guerrilla downpour that has been increasing in urban areas in recent years. No (for example, see Patent Document 3).
[0012]
[Patent Document 3]
JP-A-2000-56835
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional technique has a problem that it may not be possible to accurately predict a rainwater inflow amount with respect to a change in an actual rainfall condition or a change in a basin condition.
[0014]
In addition, there has been a problem that it is sometimes difficult to accurately predict the inflow amount during guerrilla heavy rain, which has been increasing in recent years.
[0015]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a rainwater inflow prediction device that performs rainwater inflow prediction according to rainfall conditions and performs accurate rainwater inflow prediction. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a rainwater inflow prediction device for predicting a rainwater inflow flowing into a predetermined pump well provided with a rainwater pump provided for a target area, wherein the rainwater inflow into the target area is provided. It has the same inflow prediction model for predicting rainwater inflow into the pump well based on the rainfall data, and different parameters in the inflow prediction model are set to predict rainwater inflow into the pump well. A plurality of inflow rate predicting means for outputting a value, a storage amount calculating means for calculating a storage amount of the pump well and its main line based on a measured value of a water level of the pump well, and a storage means provided in the pump well. An actual inflow amount calculating means for calculating an actual inflow amount into the pump well based on a measured value of a pump discharge flow rate to the outside by the rainwater pump and the storage amount output from the storage amount calculating means; And, based on the value of the actual inflow amount output from the actual inflow amount calculation means and the predicted rainwater inflow amount output from the plurality of inflow amount prediction means, Prediction result determination means for determining an inflow rate prediction means with good prediction accuracy, and prediction result switching means for outputting a rainwater inflow rate prediction value by the inflow rate prediction means determined by the prediction result determination means as an inflow rate prediction result; It is a rainwater inflow prediction device provided with.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to Embodiment 1 of the present invention. The rainwater inflow prediction device according to Embodiment 1 of the present invention predicts the rainwater inflow to the treatment plant / pump station 1 based on the rainfall data in the treatment plant / pump plant 1 which is the target area. belongs to.
[0018]
Before describing the rainwater inflow rate prediction device of the present invention, first, a description of the treatment plant / pump plant 1 to be predicted will be briefly provided. Rainwater that has fallen into a drainage area provided with sewerage facilities for buildings, houses, and the like flows into the pump well 6 through a sewer pipe 6a by natural flow. In the treatment plant / pump station 1, the rainwater pump 4 is operated to discharge the collected rainwater to the river. Generally, in a treatment plant / pump station, a pump well 6 and a rainwater pump 4 are provided at a place lower than a river water level in order to collect rainwater by natural flow. If the pumping station 1 itself is flooded and the discharge by the rainwater pump 4 is stopped at the same time, the flooding in the drainage area may be caused, causing a great deal of damage to nearby residents. For this reason, in the treatment plant / pumping station 1, it is very important to appropriately control the operation of the rainwater pump 4.
[0019]
Next, the rainwater inflow amount prediction device of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the rainwater inflow prediction device according to the present embodiment includes an inflow prediction unit 7, an actual inflow calculation unit 8, a storage calculation unit 9, and a pump control unit 10. ing.
[0020]
Here, the inflow amount prediction unit 7 includes therein a plurality of inflow amount prediction units 7a (1, 2,..., N) and a prediction result switching unit connected to all of these inflow amount prediction units 7a. 7b and a prediction result determination unit 7c. With this configuration, the inflow amount prediction unit 7 calculates a rainwater inflow amount prediction value by a plurality of inflow amount prediction means 7a based on rainfall amount data measured by the rainfall meter 2 provided in the treatment plant / pumping station 1. Then, based on the actual inflow amount value from the actual inflow amount calculating section 8 described later, which predicting means 7a has the highest accuracy (that is, the difference between the rainwater inflow amount predicted value and the actual inflow amount value is the smallest) Is determined by the prediction result determination unit 7c, and the prediction result switching unit 7b receiving the result outputs the result of the prediction unit 7a with the highest accuracy as the rainwater inflow amount prediction value.
[0021]
The actual inflow calculation unit 8 is provided in the treatment plant / pumping station 1 and measures a pump discharge flow meter 5 that measures a discharge flow rate of a rainwater pump 4 that discharges rainwater collected in a pump well 6 to a river. Based on the value (ie, the amount of rainwater actually discharged to the river) and the output of the storage amount calculating unit 9 described later (ie, the current storage amount of the pump well 6 and the main line) (ie, the pump discharge flow rate) The calculated actual rainwater inflow indicating the amount of rainwater actually flowing into the pump well 6 is calculated based on the measured value + the amount of change in the stored amount, and the result is output to the prediction result determination unit 7c.
[0022]
The storage amount calculation unit 9 calculates the storage amount of the pump well 6 and the main line based on the measurement value of the water level gauge 3 that measures the water level of the pump well 6 provided in the treatment plant / pump station 1, and calculates the result. This is output to the actual inflow amount calculation unit 8.
[0023]
The pump control unit 10 outputs an operation / stop command to the rainwater pump 4 based on the output from the prediction result switching unit 7b.
[0024]
Next, the operation of the rainwater inflow amount prediction device according to the present embodiment will be described. First, a plurality of inflow rate predicting means 7a calculates a predicted value of rainwater inflow into the pump well 6 based on rainfall data of rainwater that has fallen into the drainage area by the rain gauge 2, and the result is used as a prediction result determination unit 7c. Is output to the prediction result switching unit 7b. Further, based on the measured value of the water level gauge 3 of the pump well 6, the storage amount calculation unit 9 calculates the storage amounts of the pump well 6 and the trunk line, and outputs the result to the actual inflow amount calculation unit 8. The actual inflow calculation unit 8 calculates the actual rainwater inflow based on the measured value of the pump discharge flow meter 5 and the output of the storage amount calculation unit 9, and outputs the result to the prediction result determination unit 7c. The prediction result determination unit 7c compares the prediction values of the plurality of prediction units 7a with the calculation results of the actual inflow amount calculation unit 8, determines the prediction unit 7a with the highest accuracy, and outputs the result to the prediction result switching unit 7b. Output to The prediction result switching unit 7b refers to the output from the prediction result determination unit 7c and outputs a prediction value from one of the plurality of prediction units 7a as a rainwater inflow amount prediction value to the pump control unit 10 to control the operation. I do.
[0025]
Here, the plurality of prediction means 7a use the same prediction model formula. For example, the prediction model parameters such as the delivery time and the impervious area rate depend on the rainfall conditions such as light rain, moderate rain, and heavy rain. In consideration of the change, a plurality of prediction means 7a are provided so that the values of the parameters can be switched depending on the rainfall conditions, and different parameters are set in advance. The prediction means 7a that can accurately predict the rainfall situation at that time is selected. The value of each parameter of the prediction means 7a is set based on past actual data and the like. In addition, as the prediction model formula, for example, any of known methods such as a tank model, an ARMA model, an ARMAX model, an RRL model, and a modified RRL model can be used.
[0026]
As described above, according to the rainwater inflow amount prediction device of the present embodiment, it is possible to predict the rainwater inflow amount according to the rainfall situation, so that it is possible to always accurately predict the rainwater inflow amount.
[0027]
In the present embodiment, the discharge amount of the rainwater pump 4 is obtained by using one of the inputs to the actual inflow amount calculation unit 8 as the flow meter 5, but instead of the flow meter 5, the water level meter 3 of the pump well 6 is used. Using the measured value as an input, the pump discharge amount of the rainwater pump 4 may be obtained by calculation, and in this case, the same effect is obtained.
[0028]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to Embodiment 2 of the present invention. The same and corresponding parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0029]
The rainwater inflow estimation device according to the second embodiment of the present invention is obtained by adding an automatic parameter generation unit 11 and a parameter update determination unit 12 to the configuration of the first embodiment shown in FIG. The parameter automatic generation unit 11 automatically generates a plurality of model parameters of the prediction means 7a based on the data of the rain gauge 2 and the actual inflow amount value from the actual inflow amount calculation unit 8. In addition, the parameter update determination unit 12 constantly executes a rainwater inflow amount prediction calculation using the current model parameters of the plurality of prediction units 7a and the model parameters generated by the parameter automatic generation unit 11, based on the data of the rain gauge 2. By comparing with the actual inflow amount value from the actual inflow amount calculation unit 8, it is determined whether or not the parameter needs to be updated. When there is the prediction unit 7a that needs to update the parameter, the automatic parameter generation unit 11 generates the parameter. The model parameter for update is output to the corresponding prediction means 7a. In FIG. 2, only one signal line from the parameter update determination unit 12 to the inflow amount prediction means 7a is shown, but this is for the sake of simplification of the drawing. It is assumed that signal lines are provided for the quantity estimating means 7a (the same applies to other figures).
[0030]
The operation of the rainwater inflow estimation device according to the present embodiment will be described. The parameter update determination unit 12 always executes a rainwater inflow prediction calculation using the current model parameters of the plurality of prediction units 7a based on the data of the rain gauge 2. At the same time, a rainwater inflow amount prediction calculation using the model parameters generated by the automatic parameter generation unit 11 is always executed. That is, the rainwater inflow amount prediction calculation is performed using the current model parameters and the update candidate model parameters for each group of the rainfall conditions. Then, for each group of the rainfall conditions, the actual inflow amount value from the actual inflow amount calculation unit 8 is compared with the current model parameter and the rainwater inflow amount prediction calculation value with the update candidate model parameter, and the model parameter of the update candidate is compared. If the accuracy of the predicted rainwater inflow calculation value in step S1 exceeds the precision of the predicted rainwater inflow calculation value in the current model parameters, it is determined that the parameter should be updated, and the parameter is replaced. The parameter update determination may be performed periodically, or may be performed according to an instruction from an operator or the like.
[0031]
As described above, according to the rainwater inflow estimation device according to the present embodiment, the model parameters can be automatically updated according to changes in the rainfall condition, the trunk line condition, and the infiltration area ratio, so that the accuracy is always high. Rainwater inflow prediction can be realized.
[0032]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a partial configuration diagram showing a modification of the above-described second embodiment according to the present embodiment. The same and corresponding parts as those in the above-described second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here. Although only the inflow amount prediction unit 7 is illustrated in FIG. 3, the other configuration is the same as that of FIG.
[0033]
The rainwater inflow predicting apparatus according to the present embodiment is different from the configuration of the second embodiment shown in FIG. 2 in that the rain gauges 2a and 2b for measuring rainfall data in the treatment plant / pumping station 1 and the drainage area. The difference is that an additional illustration (not shown, see the rain gauge 2 in FIG. 2) is added and a rainfall conversion unit 7d is additionally installed in the inflow estimation unit 7. The rainfall amount conversion unit 7d separately calculates a rainfall amount for rainwater inflow estimation calculation using a plurality of rainfall amount data. The rain gauges 2a and 2b operate in the same manner as the rain gauge 2. Therefore, a plurality of rain gauges are provided in the drainage area to obtain rainfall data at a plurality of locations.
[0034]
The rainfall conversion unit 7d calculates the rainfall for the rainwater inflow prediction calculation from a plurality of rainfall data obtained in this way by a certain formula. R1, r2,..., Ri, respectively, a plurality of rainfall data, and r1 underbar, r2 underbar,. Assuming that the rainfall for calculation is ry, the calculation formula of the rainfall for rainwater inflow prediction calculation is, for example, as in the following two examples.
[0035]
(Equation 1)

[0036]
Equation (1) is a case in which the rain gauges 2, 2a, and 2b are treated equally and a calculation rainfall is obtained. Equation (2) is a calculation in which data having a large rainfall is given a greater weight. This is the case for determining the amount. The calculated amount of rainfall for calculation is input to a plurality of predicting means 7a, and a predicted value of rainwater inflow is calculated.
[0037]
As described above, according to the rainwater inflow prediction device according to the present embodiment, the local guerrillas in the urban area, which have been increasing in recent years and cannot be detected by one rain gauge, by the measurement values of the plurality of rain gauges. Storm rain can be detected and rainwater inflow prediction suitable for it can be performed, so that highly accurate rainwater inflow prediction can always be realized.
[0038]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating another modified example of the above-described second embodiment according to the present embodiment. The same and corresponding parts as in the above-described second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Also, in FIG. 4, only the inflow amount prediction unit 7 is described, but the other configuration is the same as that of FIG. 2, so please refer to that.
[0039]
The rainwater inflow rate prediction device according to the present embodiment differs from the inflow rate prediction section 7 of the second embodiment shown in FIG. 2 in that the prediction result determination section 7c is deleted and a rainfall state determination section 7e is provided. The difference is that a weight determining unit 7f for determining the weight necessary for the calculation in the prediction result switching unit 7b is additionally provided. Thereby, the inflow amount prediction unit 7 in the present embodiment calculates a plurality of rainwater inflow amount prediction values based on the data of the plurality of rain gauges 2, 2a, 2b in the treatment plant / pump station 1 and the drainage area. Prediction means 7a, a rainfall state determination unit 7e that determines a rainfall state from data of the plurality of rain gauges 2, 2a, 2b in the treatment plant / pump station 1 and the drainage area, and outputs the result, and a rainfall state determination A prediction result switching unit 7b that selects one of the plurality of prediction units 7a based on the determination result output from the unit 7e and outputs the selected prediction unit 7a as a rainwater inflow amount prediction value of the inflow amount prediction unit 7.
[0040]
With the above configuration, a plurality of predicting means 7a calculate a predicted value of rainwater inflow based on the data of the plurality of rain gauges 2, 2a, 2b, and the result is output to the prediction result switching unit 7b. On the other hand, the rain state determination unit 7e determines the rain state based on the data of the plurality of rain gauges 2, 2a, 2b, and outputs the result to the prediction result switching unit 7b. The prediction result switching unit 7b refers to the output from the rainfall state determination unit 7e and outputs one of the outputs of the plurality of prediction units 7a to the pump control unit 10 as a predicted rainwater inflow amount.
[0041]
Here, the rainfall state determination unit 7e determines the bias of the rainfall in the drainage area using the data of the plurality of rain gauges 2, 2a, 2b. The plurality of prediction means 7a are configured such that the rainwater inflow prediction model formula changes depending on the rainfall inflow in the drainage area, and that the model formula differs depending on the rainfall bias. Further, as in the first embodiment, the plurality of predicting means 7a are configured such that their parameters differ depending on the magnitude of rainfall, taking into account that the arrival time and the impervious area ratio change depending on the rainfall situation. You. That is, the prediction means 7a for (the number of model formulas due to the unevenness of the rainfall amount) × (the number of parameters due to the change in the arrival time or the impervious area ratio) is prepared.
[0042]
.., Ri, a plurality of rainfall data, and f1 (r), f2 (r),. (R), assuming that the weights of the respective model formulas are a1, a2,..., Ai, and the output of the prediction result switching unit 7b is y, the rainwater inflow amount prediction calculation result is, for example, as follows.
Arithmetic expression: y = a1 · f1 (rl) + a2 · f2 (r2) +... + Ai · fi (ri)
[0043]
[Table 1]

[0044]
F1 (r1), f2 (r2)... Fi (ri) in the above table each correspond to a plurality of predicting means 7a, the weight calculation formula is an arithmetic formula in the weight determining unit 7f, and the determination condition formula is the rainfall state determination. The calculation formula is the determination formula of the unit 7e, and the calculation formula is the calculation formula of the prediction result switching unit 7b.
[0045]
As described above, according to the rainwater inflow rate prediction device according to the modification of the second embodiment according to the present embodiment, the increase in recent years which cannot be detected by one rain gauge due to the measured values of the plurality of rain gauges Since it is possible to detect guerrilla downpours in urban areas and predict rainwater inflow suitable for it, it is possible to always accurately predict rainwater inflow.
[0046]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a partial configuration diagram showing still another modified example of the above-described second embodiment according to the present embodiment. The same and corresponding parts as those of the above-described second embodiment shown in FIG. Although only the automatic parameter generation unit 11 is shown in FIG. 5, the other configuration is the same as that of FIG.
[0047]
In the rainwater inflow estimation device according to the present embodiment, the parameter automatic generation unit 11 according to the second embodiment shown in FIG. 2 performs the rainfall based on the data of the rain gauge 2 in the treatment plant / pump station 1 and the drainage area. A rain classifier 11a for classifying into several patterns, a parameter calculator 11b for calculating model parameters from the data of the rain classifier 11a and the actual inflow calculation unit 8, and a calculation result of the parameter calculator 11b which are stored and appropriately stored. The difference lies in the configuration including a parameter storage unit 11c that outputs a parameter to the parameter update determination unit 12 at a timing.
[0048]
With the above configuration, the rainfall classification unit 11a classifies the rainfall situation into several patterns based on the data of the rain gauge 2. For example, if the rainfall intensity continues for a certain value or more continuously for a certain period of time, it is determined that the rain has started.If the rainfall intensity is not more than a certain value for a certain time continuous, it is determined that the rain has ended. To determine the rainfall period. Next, a combination of data such as the average rainfall during the rainfall period, the peak rainfall intensity, the total rainfall, and the center of gravity of the cumulative time rate curve according to the rainfall intensity is classified into the types of the rainfall conditions to generate a group of the rainfall conditions. . FIG. 7 shows an example of the cumulative time rate curve by rainfall intensity. Using the data from the rain gauge 2, the rainfall is divided into groups for each rainfall condition and accumulated, and the accumulated data and the rainwater inflow rate prediction model formula are used to calculate the model parameters of each group by back calculation using the parameter calculation unit 11b. . The calculation of the parameter may be performed periodically, or may be performed according to an instruction of an operator or the like. The parameters calculated by the parameter calculator 11b are stored in the parameter storage 11c and output to the parameter update determiner 12 by the method described in the first embodiment.
[0049]
As described above, according to the rainwater inflow rate prediction device according to the present embodiment, it is possible to appropriately classify rainfall conditions and automatically generate each model parameter, thereby saving labor in model parameter creation, Accurate prediction of rainwater inflow can always be realized.
[0050]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a partial configuration diagram showing a further modification of the above-described second embodiment according to the present embodiment. The same and corresponding parts as in the above-described second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Although FIG. 6 shows only a part of the configuration of the rainwater inflow amount prediction device, other configurations are the same as those in FIG.
[0051]
The rainwater inflow predicting apparatus according to the present embodiment has a rainfall integrator 2c and a rainfall intensity meter 2d as the rainfall gauge 2 in the configuration of the second embodiment shown in FIG. The difference is that they are set. The rainfall accumulator 2c is a rainfall meter that measures the accumulated rainfall, and the rainfall intensity meter 2d is a rainfall meter that measures the rainfall intensity. The rainfall data switching unit 13 calculates the rainfall accumulation amount and the rainfall intensity as rainfall data to be used according to the rainfall situation. Switching.
[0052]
The rainfall data switching unit 13 switches so as to use the data of the rainfall integrator 2c during extremely heavy rainfall and to use the data of the rainfall intensity meter 2d during light rainfall. For example, if the time-integrated rainfall or rainfall intensity exceeds 50 mm, the rainfall integrated amount of the rainfall integrator 2c is used, and if it falls below 50 mm, the rainfall intensity is used as rainfall data for inflow forecasting. Output to the unit 11 and the parameter update determination unit 12. As a result, it is possible to prevent the rainfall intensity measurement during the super heavy rainfall and the lack of the rainfall data for the inflow estimation due to the measurement delay of the rainfall integrator during the light rainfall.
[0053]
According to the rainwater inflow prediction device according to the present embodiment, it is possible to prevent rainfall intensity measurement during super heavy rainfall and to prevent rainfall data for inflow prediction due to measurement delay of the rain integrator during low rainfall, Accurate prediction of rainwater inflow can always be realized.
[0054]
【The invention's effect】
The present invention is a rainwater inflow prediction device for predicting a rainwater inflow flowing into a predetermined pump well provided with a rainwater pump provided for a target area, wherein the rainwater inflow into the target area is provided. It has the same inflow prediction model for predicting rainwater inflow into the pump well based on the rainfall data, and different parameters in the inflow prediction model are set to predict rainwater inflow into the pump well. A plurality of inflow rate predicting means for outputting a value, a storage amount calculating means for calculating a storage amount of the pump well and its main line based on a measured value of a water level of the pump well, and a storage means provided in the pump well. An actual inflow amount calculating means for calculating an actual inflow amount into the pump well based on a measured value of a pump discharge flow rate to the outside by the rainwater pump and the storage amount output from the storage amount calculating means; And, based on the value of the actual inflow amount output from the actual inflow amount calculation means and the predicted rainwater inflow amount output from the plurality of inflow amount prediction means, Prediction result determination means for determining an inflow rate prediction means with good prediction accuracy, and prediction result switching means for outputting a rainwater inflow rate prediction value by the inflow rate prediction means determined by the prediction result determination means as an inflow rate prediction result; Since it is a rainwater inflow predicting apparatus provided with, the rainwater inflow prediction can be performed with high accuracy in accordance with various rain conditions such as a change in a rainfall condition, a change in a basin condition, and a guerrilla downpour.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a rainwater inflow amount prediction device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a rainwater inflow amount prediction device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a partial configuration diagram illustrating a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial configuration diagram showing a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial configuration diagram showing a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial configuration diagram showing a configuration of a rainwater inflow amount prediction device according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a cumulative time rate curve by rainfall intensity.
[Explanation of symbols]
1 treatment plant / pumping station, 2, 2a, 2b rainfall gauge, 2c rainfall totalizer, 2d rainfall intensity meter, 3 water level gauge, 4 rainwater pump, 5 flowmeter, 6 pump wells, 7 inflow prediction unit, 7a inflow Prediction means, 7b prediction result switching unit, 7c prediction result determination unit, 7d rainfall amount conversion unit, 7e rainfall state determination unit, 7f weight determination unit, 8 actual inflow amount calculation unit, 9 storage amount calculation unit, 10 pump control unit, 11 automatic parameter generation unit, 11a rain classification unit, 11b parameter calculation unit, 11c parameter storage unit, 12 parameter update determination unit, 13 rain data switching unit.

Claims

A rainwater inflow prediction device for predicting a rainwater inflow flowing into a predetermined pump well provided with a rainwater pump provided for a target area,
The same inflow prediction model for predicting the amount of rainwater inflow to the pump well based on the rainfall data of the rainwater falling in the target area, different parameters in the inflow prediction model are set, A plurality of inflow rate prediction means for outputting a rainwater inflow rate prediction value to the pump well,
Based on the measured value of the water level of the pump well, storage amount calculation means for calculating the storage amount of the pump well and its trunk line,
The result of calculating the actual inflow amount into the pump well based on the measured value of the pump discharge flow rate to the outside by the rainwater pump provided in the pump well and the storage amount output from the storage amount calculation means. Inflow amount calculating means;
Based on the value of the actual inflow amount output from the actual inflow amount calculation means and the predicted rainwater inflow amount output from the plurality of inflow amount prediction means, the most accurate prediction among the plurality of inflow amount prediction means is performed. Prediction result determination means for determining a good inflow amount prediction means,
A rainwater inflow prediction device, comprising: a prediction result switching unit that outputs a predicted value of rainwater inflow by the inflow prediction unit determined by the prediction result determination unit as an inflow prediction result.

2. The rainwater inflow rate prediction device according to claim 1, wherein the plurality of inflow amount prediction means has an inflow prediction model configured so that parameters thereof vary depending on a rainfall situation. 3.

Based on the value of the actual inflow amount output from the actual inflow amount calculation means and the rainfall amount data in the target area, a parameter of an update candidate in the inflow prediction model of the plurality of inflow amount prediction means is generated. An automatic parameter generation unit,
Based on the rainfall amount data in the target area, the current parameters of the plurality of inflow amount prediction means and the rainwater inflow amount prediction calculation with the update candidate parameters are performed, and are output from the actual inflow amount calculation means. 3. The rainwater inflow predicting device according to claim 1, further comprising a parameter update determining unit that determines whether parameter updating is necessary based on the comparison with the actual inflow.

The rainfall data in the target area is a plurality of data measured at a plurality of locations in the target area,
A rainfall conversion means for calculating a rainfall for rainwater inflow estimation calculation by averaging the plurality of rainfall data by a predetermined calculation and outputting the result to the plurality of inflow prediction means is further provided. The rainwater inflow predicting device according to any one of claims 1 to 3.

The rainfall data in the target area is a plurality of data measured at a plurality of locations in the target area,
Rainfall state determination means for determining a rainfall state in the target area based on the plurality of rainfall amount data,
Based on the rainfall state determination result output from the rainfall state determination means, an inflow amount prediction means that satisfies a predetermined condition set in advance from among the plurality of inflow amount prediction means is determined. The rainwater inflow rate prediction device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a prediction result switching unit that outputs the output of (1) as an inflow amount prediction result.

The parameter automatic generation means classifies rainfall conditions based on the rainfall amount data in the target area, automatically generates parameters for each classified rainfall, and automatically generates the parameters into several groups for each rainfall condition. The rainwater inflow prediction device according to any one of claims 1 to 5, wherein the rainwater inflow prediction device performs classification.

The rainfall data in the target area is obtained by measuring the integrated rainfall and the rainfall intensity,
The rainfall data switching unit for switching rainfall amount data to be used to one of the integrated rainfall amount and the rainfall intensity according to a rainfall situation, is further provided. Rainwater inflow prediction device.