JP2009167751A - Inflow forecasting system, inflow forecasting method and program - Google Patents

Inflow forecasting system, inflow forecasting method and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make possible easy forecast about the inflow of water into a water storage facility. <P>SOLUTION: The information on a weather track record is stored in a database 40 on the weather track record for every date, and the information on weather track record includes the track record value of the inflow, a track record value of a rainfall, and a track record value of snowfall. In the inflow model 1 stored in a model memory unit 31, a rainfall P1<SB>t</SB>and the difference between an inflow F<SB>t-1</SB>and an equilibrium inflow μ<SB>1</SB>are made description variables, and the amount of an increase ΔF<SB>t</SB>in the inflow is made an objective variable. An inflow model estimate part 23 conducts a regression analysis based on the track record value of the inflow model 1, the track record value of the inflow model 1, and the inflow model 1. Thus, regression coefficients α<SB>1</SB>, β<SB>1</SB>, and β<SB>2</SB>are estimated. An inflow forecast part 26 forecasts the inflow based on the information on the weather track record and the inflow model 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、貯水施設への水の流入量を予測するシステム、方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a system, method, and program for predicting the amount of water flowing into a water storage facility.

ダム等の貯水施設における水位管理や河川の防災対策などのために、貯水施設への水の流入量や河川における水の流量(以下、これらを流入量という。)を予測することが行われている。例えば、特許文献1では、予報雨量の予報誤差の傾向を解析し、その結果を用いて予報雨量を修正し、現在の流量、現在の雨量、及び修正予報雨量を用いて将来の流量を予測している。
特開2006−92058号公報
For the purpose of water level management in river dam storage facilities and disaster prevention measures for rivers, the amount of water flowing into water storage facilities and the flow rate of water in rivers (hereinafter referred to as inflow) are being predicted. Yes. For example, in Patent Document 1, the trend of forecast error of forecast rainfall is analyzed, the forecast rainfall is corrected using the result, and the future flow is predicted using the current flow rate, the current rainfall, and the corrected forecast rainfall. ing.
JP 2006-92058 A

しかしながら、特許文献1では河川等の流入に影響を与える多くの地点の降雨量を観察し、降雨が流入量の計測地点に変化を生じさせる時間も考慮に入れて、過去の累積降雨量を説明変数として流入量を推計しており、複雑な推計が行われている。   However, Patent Document 1 describes the amount of rainfall accumulated in the past by observing the amount of rainfall at many points that affect the inflow of rivers, etc., and taking into account the time during which the rain causes a change at the point where the inflow is measured. The inflow is estimated as a variable, and a complicated estimation is made.

本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、貯水施設への水の流入量を容易に予測することのできる、流入量予測システム、流入量予測方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and provides an inflow amount prediction system, an inflow amount prediction method, and a program capable of easily predicting the inflow amount of water into a water storage facility. Objective.

上記課題を解決するための本発明のうち請求項1に記載の発明は、貯水施設への水の流入量を予測するシステムであって、所定期間ごとに、前記流入量の実績値及び降雨量の実績値を記憶するデータベースと、ある第1期間における前記降雨量、及び、前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを記憶するモデル記憶部と、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、を備えることとする。   The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problems is a system for predicting the amount of water flowing into a water storage facility, the actual value of the inflow and the amount of rainfall every predetermined period. Explain the difference between the amount of rainfall in a certain first period, the amount of rainfall in a certain first period, and the amount of inflow in the second period before the first period and the equilibrium inflow that is a predetermined constant And a model storage unit that stores a regression model having a target variable that is an increase amount of the inflow amount from the second period to the first period, the actual value of the inflow amount that is stored in the database, and the An inflow model estimation unit that performs regression analysis based on the actual value of rainfall and the regression model stored in the model storage unit, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables; A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is between, the actual value of the inflow amount in the period before the predetermined period from the prediction period is acquired from the database, and Applying the predicted value, the actual value of the inflow amount, and each regression coefficient to the regression model, the increase amount prediction unit for calculating the predicted value of the increase amount in the prediction period, and the actual value of the inflow amount An inflow amount predicting unit that adds the predicted value of the increase amount to calculate the predicted value of the inflow amount in the prediction period.

前記所定期間とは、例えば、1時間や1日などの単位期間である。前記所定期は、例えば、系列相関がない場合には1期とすることができる。また、前記所定期は、系列相関がある場合には、例えば、Prais-Winstein変換やコクラン・オーカット法により変数変換した期間の数とすることができる。   The predetermined period is a unit period such as one hour or one day. For example, the predetermined period may be one period when there is no series correlation. Further, when there is a series correlation, the predetermined period can be the number of periods subjected to variable conversion by, for example, Prais-Winstein conversion or the Cochran-Ocut method.

本発明の流入量予測システムによれば、流入量の実績値に基づいて、流入量を予測することができるので、降雨量のみに基づいて流入量を予測する場合に比べ、より容易かつ精度よく流入量の予測を行うことができる。   According to the inflow amount prediction system of the present invention, since the inflow amount can be predicted based on the actual value of the inflow amount, it is easier and more accurate than the case where the inflow amount is predicted based only on the rainfall amount. The amount of inflow can be predicted.

また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の流入量予測システムであって、前記データベースは、前記所定期間ごとに、融雪量の実績値をさらに記憶し、前記モデル記憶部に記憶される前記回帰モデルには、説明変数として、さらに前記第1期間における前記融雪量が含まれ、前記予測期間における前記融雪量の予測値を取得する予測融雪量取得部を備え、前記流入量モデル推計部は、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記融雪量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記回帰係数を推計することとする。   Moreover, invention of Claim 2 among this invention is an inflow amount prediction system of Claim 1, Comprising: The said database further memorize | stores the actual value of the amount of snowmelt for every said predetermined period, The regression model stored in the model storage unit includes, as an explanatory variable, the snowmelt amount in the first period, and further includes a predicted snowmelt amount acquisition unit that acquires a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period. The inflow amount model estimation unit includes the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the actual value of the snowmelt amount, and the regression stored in the model storage unit. Based on the model, regression analysis is performed and the regression coefficient is estimated.

この場合、融雪量の予測値を考慮して貯水施設への水の流入量を予測することができるので、降水量の予測のみに基づいて流入量を予測する場合に比べて、降水がなかった場合にも融雪により流入量が増加しうることを盛り込んで予測を行うことができる。したがって、より精度の高い予測を行うことができる。   In this case, the amount of water flowing into the water storage facility can be predicted in consideration of the predicted value of the amount of snowmelt, so there was no precipitation compared to the case where the amount of inflow was predicted based solely on the prediction of precipitation. Even in such a case, it is possible to predict that the inflow amount may increase due to melting snow. Therefore, more accurate prediction can be performed.

また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の流入量予測システムであって、前記データベースはさらに、気温の実績値及び積雪量の実績値を記憶し、前記モデル記憶部は、前記回帰モデルである流入量モデルに加えて、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶し、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、を備え、前記予測融雪量取得部は、前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出することとする。   Moreover, invention of Claim 3 among this invention is an inflow amount prediction system of Claim 2, Comprising: The said database further memorize | stores the actual value of temperature, and the actual value of snowfall, The said model In addition to the inflow model that is the regression model, the storage unit subtracts a constant indicating the temperature at which snow melting starts from the temperature in the first period, or sets a larger value of zero to the snow cover in the second period. A snowmelt amount model that is a regression model having the value multiplied by the amount and the rainfall amount in the first period as explanatory variables and the snowmelt amount in the first period as an objective variable is stored in the database. A regression analysis is performed based on the actual temperature value, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the snowmelt model stored in the model storage unit. A snowmelt amount model estimation unit that estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables, and a predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period, the predicted snowmelt amount acquisition unit, The actual value of the snow cover amount in the period before the predetermined period of the prediction period is acquired from the database, the predicted value of the temperature, the acquired actual value of the snow cover amount, the predicted value of the rainfall amount, and the snow melting amount Each explanatory variable related to the model is applied to the snow melting amount model to calculate a predicted value of the snow melting amount in the prediction period.

ある気温以上では気温が上昇するほど融雪量は多くなり、また降雨によっても雪は溶かされるので、気温、積雪量及び降雨量を説明変数として、融雪量を回帰させることができる。一般的に気温や降雨量は気象予報の手法を用いて容易に予測することが可能であり、これらの容易に取得可能な気温や降雨量の予測値と、積雪量の実績値とに基づいて、融雪量を予測することができるので、融雪量そのものの予測が困難である場合にも対応することができる。   Above a certain temperature, the amount of snow melt increases as the temperature rises, and the snow melts due to rain. Therefore, the amount of snow melt can be regressed using the temperature, the amount of snow and the amount of rainfall as explanatory variables. In general, temperature and rainfall can be easily predicted using a weather forecasting method. Based on these easily obtainable predicted values of temperature and rainfall, and actual values of snow cover. Since the snow melting amount can be predicted, it is possible to cope with the case where it is difficult to predict the snow melting amount itself.

また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の流入量予測システムであって、前記データベースはさらに、降雪量の実績値を記憶し、前記融雪モデル推計部は、前記積雪量モデルに含まれる前記積雪量の説明変数に、式
前記第1期間における積雪量=max(前記第1期間における前記降雪量+前記第2期間における前記積雪量−前記第1期間における前記融雪量,0)
を代入したモデルを回帰分析することにより、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての前記回帰係数を推計することとする。
Moreover, invention of Claim 4 among this invention is an inflow amount prediction system of Claim 3, Comprising: The said database further memorize | stores the actual value of snowfall, The said snow melting model estimation part is the following. The explanatory variable of the snow cover amount included in the snow cover model is represented by the formula: snow cover amount in the first period = max (the snow fall amount in the first period + the snow cover amount in the second period−the snow cover amount in the first period). Snow melting, 0)
The regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model is estimated by performing regression analysis on the model in which is substituted.

また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の流入量予測システムであって、前記データベースには、前記降雨量の実績値に代えて、降水量の実績値が記憶されており、前記予測期間における前記降水量の予測値を取得する予測降水量取得部と、前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、を備え、前記予測降雨量取得部は、前記気温の予測値が所定の気温を超えている場合に前記降水量を前記降雨量とし、前記気温の予測値が前記所定の気温以下である場合には前記降雨量を0とすることとする。   Moreover, invention of Claim 5 among this invention is an inflow amount prediction system of Claim 1, Comprising: It replaces with the actual value of the said rainfall, and the actual value of the precipitation is stored in the said database. A predicted precipitation amount acquisition unit that is stored and that acquires a predicted value of the precipitation amount in the prediction period; and a predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period, the predicted rainfall amount The acquisition unit sets the precipitation as the rainfall when the predicted value of the temperature exceeds a predetermined temperature, and sets the rainfall as 0 when the predicted value of the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. I decided to.

また、本発明うち請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の流入量予測システムであって、前記データベースは、前記降雨量の実績値に代えて、降水量の実績値を記憶し、前記データベースはさらに、気温の実績値及び降雪量の実績値を記憶し、前記気温、及び前記降水量を説明変数とし、前記降雪量を目的変数とした回帰モデルである降雪モデル、並びに前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記降水量の実績値、及び前記降雪量の実績値に基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する降雪モデル推計部と、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値のそれぞれについて、前記気温がδ以下の場合には、前記降雪モデルに前記推計した回帰係数と前記気温の実績値及び前記降水量の実績値とを前記降雪モデルに適用して算出した値を推計降雪量とし、前記気温がδより高い場合には0を前記推計降雪量としたときに、前記降雪量の実績値と前記推計降雪量との誤差が最も小さくなる前記δを前記所定の気温として決定する降雪気温推計部と、を備えることとする。   Further, the invention according to claim 6 of the present invention is the inflow amount prediction system according to claim 5, wherein the database stores the actual value of precipitation instead of the actual value of the rainfall. The database further stores an actual value of temperature and an actual value of snowfall, a snowfall model that is a regression model using the temperature and precipitation as explanatory variables, and the snowfall as an objective variable, and the database A snowfall model estimation unit that performs regression analysis based on the actual temperature value, the precipitation actual value, and the snowfall actual value stored in the memory, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables; When the temperature is less than or equal to δ for each of the actual temperature values stored in the database, the estimated regression coefficient, the actual temperature value, and the previous The value calculated by applying the actual precipitation value to the snowfall model is the estimated snowfall amount, and when the temperature is higher than δ, the estimated snowfall amount is 0. A snow temperature estimation unit that determines the δ as the predetermined temperature that minimizes an error from the estimated snow amount.

また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、貯水施設への水の流入量を予測するシステムであって、所定期間ごとに、前記流入量の実績値、降雨量の実績値、気温の実績値、及び積雪量の実績値を記憶するデータベースと、ある第1期間における前記降雨量、前記第1期間における融雪量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルである流入量モデル、及び、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶するモデル記憶部と、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記推計した回帰係数を前記融雪量モデルに適用して、前記所定期間ごとの前記融雪量の理論値を算出し、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、及び前記降雨量の実績値、前記算出した融雪量の理論値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記流入量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記流入量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出する予測融雪量取得部と、前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記融雪量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記流入量モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、を備えることとする。   Further, the invention according to claim 7 of the present invention is a system for predicting the inflow amount of water into the water storage facility, and for each predetermined period, the actual value of the inflow amount, the actual value of the rainfall amount, the temperature A database that stores actual values of snow and actual values of snow cover, the amount of rainfall in a certain first period, the amount of snow melt in the first period, and the amount of inflow in a second period before the first period from the first period And an inflow model, which is a regression model with the increase in the inflow from the second period to the first period as an objective variable, A value obtained by subtracting a constant indicating the temperature at which snow melting starts from the temperature in the first period or a larger value of zero and the amount of snow in the second period and the amount of rainfall in the first period As an explanatory variable, the first period A model storage unit for storing a snowmelt amount model, which is a regression model having the snowmelt amount as an objective variable, an actual value of the temperature, an actual value of the snow cover, and an actual value of the rainfall stored in the database. And a snowmelt amount model estimating unit that performs regression analysis based on the snowmelt amount model stored in the model storage unit and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model, and the database Applying the actual temperature value, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the estimated regression coefficient stored in the snowmelt amount model, The theoretical value is calculated, the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the theoretical value of the calculated snow melting amount, and the model description An inflow model estimation unit that performs regression analysis based on the inflow model stored in the unit and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the inflow model, and a prediction that is a prediction target period A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a period, a predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period, and the snow cover amount in the period before the predetermined period of the prediction period Obtained from the database, the predicted value of the temperature, the obtained actual value of the snow cover, the predicted value of the rainfall, and the respective explanatory variables related to the snow melt model are stored in the snow melt model. And applying a predicted snowmelt amount acquisition unit for calculating a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period, and an actual value of the inflow amount in a period before the predetermined period from the prediction period. A predicted value of the rainfall amount, a predicted value of the snowmelt amount, an actual value of the inflow amount, and the regression coefficient are obtained from the database, and the prediction of the increase amount in the prediction period is applied to the inflow amount model. An increase amount prediction unit that calculates a value; and an inflow amount prediction unit that calculates a predicted value of the inflow amount in the prediction period by adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount. And

この場合、気温、降雨量、及び積雪量を説明変数とする融雪量モデルを用いて融雪量の理論値を算出し、その融雪量を考慮して、貯水施設への水の流入量を予測することができる。したがって、融雪量の測定値などを気象庁や民間気象会社などから取得することができない場合でも、一般的に取得が容易な気温や降雨量の予測値と積雪量の実績値とに基づいて融雪量の予測値を算出することができる。これにより、融雪量の予測値が容易に取得できない場合にも、降水がなかった場合にも融雪により流入量が増加しうることを盛り込んで、貯水施設への水の流入量の予測を行うことが可能となり、精度の高い流入量の予測を実現できる。   In this case, the theoretical value of the amount of snowmelt is calculated using a snowmelt amount model with temperature, rainfall, and snow cover as explanatory variables, and the amount of water flowing into the water storage facility is predicted in consideration of the amount of snowmelt. be able to. Therefore, even if measured values of snowmelt cannot be obtained from the Japan Meteorological Agency or private weather companies, etc., the amount of snowmelt is generally based on the predicted values of temperature and rainfall that are easy to obtain and the actual value of snow cover. The predicted value can be calculated. This makes it possible to predict the inflow of water into the water storage facility, taking into account that the inflow can increase due to snow melting, even if the predicted value of the amount of snow melt cannot be easily obtained or when there is no precipitation. Therefore, it is possible to predict the inflow amount with high accuracy.

その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。   Other problems and solutions to be disclosed by the present application will be made clear by the embodiments of the invention and the drawings.

本発明によれば、貯水施設への水の流入量を容易に予測することができる。   According to the present invention, it is possible to easily predict the amount of water flowing into a water storage facility.

以下、本発明の一実施形態に係る流入量予測システム10について説明する。
本実施形態の流入量予測システム10は、ダムなどの貯水施設に河川から流入する水量(以下、流入量という。)を予測する。流入量予測システム10は、過去の降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量を、後述する統計モデルを用いて回帰分析することにより回帰係数を推計し、気温及び降水量の予測値(例えば、気象予報による予報値を採用することができる。)と、推計した回帰係数とを統計モデルに適用して流入量を予測する。なお、流入量の予測は一日単位で行うものとする。
Hereinafter, an inflow amount prediction system 10 according to an embodiment of the present invention will be described.
The inflow amount prediction system 10 of the present embodiment predicts the amount of water flowing into a water storage facility such as a dam from a river (hereinafter referred to as the inflow amount). The inflow forecasting system 10 estimates a regression coefficient by performing regression analysis on past precipitation, snowfall, snow cover, snowmelt, and inflow using a statistical model to be described later, and predicts predicted temperatures and precipitations. (For example, a forecast value from a weather forecast can be adopted.) And the estimated regression coefficient are applied to a statistical model to predict the inflow. In addition, the inflow amount is predicted on a daily basis.

図1〜3は、流入量の変化を示すグラフである。降水や融雪などがない場合にも、例えば山林などからの滲出によって、所定の流入量は存在する。したがって、降水や融雪がないと、流入量は所定の均衡値(以下、均衡流入量という。)に逓減していく(図1)。これに対し、降水があると、それに応じて流水量は一時的に増加するが、降水が止むとともに、再度均衡流入量に向けて逓減を始める(図2)。一方、気温が上昇すると融雪が発生し、それに応じて流水量も増加するが、融雪は降水に比べて流入量に与える影響の変化が緩やかである(図3)。これは、例えば冬季から春季に向けての時期などにおいて、平均気温が上昇している場合に、継続的に融雪が発生するような場合である。   1 to 3 are graphs showing changes in the inflow amount. Even when there is no precipitation or snowmelt, there is a predetermined inflow due to, for example, oozing from a forest. Therefore, if there is no precipitation or snowmelt, the inflow will gradually decrease to a predetermined equilibrium value (hereinafter referred to as equilibrium inflow) (Fig. 1). On the other hand, when there is precipitation, the amount of water flowing temporarily increases accordingly, but the precipitation stops and begins to decrease again toward the equilibrium inflow (Fig. 2). On the other hand, when the temperature rises, snow melts and the amount of water flowing increases accordingly, but the effect of snow melt on the inflow is more gradual than that of precipitation (Fig. 3). This is a case where, for example, snow melting continuously occurs when the average temperature rises during the period from winter to spring.

そこで、本実施形態では、降水量、融雪量及び均衡流入量に着目し、流入量を算出する回帰モデルを用いて流入量を予測する。本実施形態の流入量予測システム10は、過去の気温や降水量などの気象データの実績値と後述する回帰モデルとに基づいてパラメータを推計し、推計したパラメータと、例えば気象予報などにより求められる気温の予測値(以下、予測気温という。)及び降水量の予測値(以下、予測降水量という。)とを回帰モデルに適用して流入量の予測値を算出する。以下、詳細について説明する。   Therefore, in this embodiment, paying attention to precipitation, snowmelt, and balanced inflow, the inflow is predicted using a regression model that calculates the inflow. The inflow prediction system 10 of the present embodiment estimates parameters based on actual values of weather data such as past temperature and precipitation and a regression model described later, and is obtained by the estimated parameters and, for example, weather forecasts. A predicted value of inflow is calculated by applying a predicted value of temperature (hereinafter referred to as predicted temperature) and a predicted value of precipitation (hereinafter referred to as predicted rainfall) to the regression model. Details will be described below.

==システム構成==
本実施形態では、流入量予測システム10は、1台のコンピュータにより構成されることを想定している。図4は、本実施形態の流入量予測システム10のハードウェア構成を示す図である。流入量予測システム10は、CPU11、メモリ12、記憶装置13、入力装置14及び出力装置15を備える。記憶装置13は、各種のプログラムやデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ、CD−ROMドライブなどである。CPU11は、記憶装置13に記憶されているプログラムをメモリ12に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。入力装置14は、ユーザからデータの入力を受け付ける、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置15は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
== System configuration ==
In the present embodiment, it is assumed that the inflow rate prediction system 10 is configured by a single computer. FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration of the inflow amount prediction system 10 of the present embodiment. The inflow amount prediction system 10 includes a CPU 11, a memory 12, a storage device 13, an input device 14, and an output device 15. The storage device 13 stores various programs and data, for example, a hard disk drive, a flash memory, a CD-ROM drive, or the like. The CPU 11 implements various functions by reading the program stored in the storage device 13 into the memory 12 and executing it. The input device 14 is a keyboard, mouse, touch panel, microphone, or the like that accepts data input from the user. The output device 15 is, for example, a display, a printer, or a speaker that outputs data.

図5は、本実施形態の流入量予測システム10のソフトウェア構成を示す図である。本実施形態の流入量予測システム10は、降雪気温推計部21、融雪量モデル推計部22、流入量モデル推計部23、予測気温取得部24、予測降水量取得部25、流入量予測部26、モデル記憶部31、パラメータ記憶部32、及び気象実績データベース40を備えている。   FIG. 5 is a diagram illustrating a software configuration of the inflow amount prediction system 10 of the present embodiment. The inflow prediction system 10 according to the present embodiment includes a snowfall temperature estimation unit 21, a snowmelt model estimation unit 22, an inflow model estimation unit 23, a predicted temperature acquisition unit 24, a predicted precipitation acquisition unit 25, an inflow prediction unit 26, A model storage unit 31, a parameter storage unit 32, and a weather record database 40 are provided.

なお、降雪気温推計部21、融雪量モデル推計部22、流入量モデル推計部23、予測気温取得部24、予測降水量取得部25及び流入量予測部26は、流入量予測システム10のCPU11が、記憶装置13に記憶されているプログラムをメモリ12に読み出して実行することにより実現される。   The snowfall temperature estimation unit 21, the snowmelt amount model estimation unit 22, the inflow amount model estimation unit 23, the predicted temperature acquisition unit 24, the predicted precipitation amount acquisition unit 25, and the inflow amount prediction unit 26 are executed by the CPU 11 of the inflow amount prediction system 10. This is realized by reading the program stored in the storage device 13 into the memory 12 and executing it.

気象実績データベース40には、気象の各種実績値を含む情報(以下、気象実績情報という。)の履歴が記憶される。図6は、気象実績データベース40に記憶される気象実績情報の構成例を示す図である。同図に示すように、気象実績情報には、日付に対応付けて、気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量が含まれている。気温は、一日の平均気温である。降水量、降雪量、融雪量は一日の降水量、降雪量、融雪量の累積値である。積雪量は、その日に観測された積雪量である。流入量は、一日にダムなどの貯水施設に流入した水量の累計値である。気温、降水量、降雪量及び積雪量は、例えば、気象庁や民間気象会社などが提供するデータである。流入量は、貯水施設において測定した測定値である。流入量は、例えば、河川を管理する自治体などが提供する河川の流量の測定値としてもよい。融雪量は、気象庁や民間気象会社、測量会社などが測定したものであってもよいし、後述するモデルにより計算した値を実績値として記録するようにしてもよい。   The weather record database 40 stores a history of information (hereinafter referred to as weather record information) including various kinds of record values of weather. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of weather performance information stored in the weather performance database 40. As shown in the figure, the weather result information includes temperature, precipitation, snowfall, snow cover, snowmelt, and inflow in association with the date. The temperature is the average daily temperature. Precipitation, snowfall and snowmelt are cumulative values of daily precipitation, snowfall and snowmelt. The snow cover is the snow cover observed on that day. The inflow is the cumulative amount of water that has flowed into a water storage facility such as a dam per day. The temperature, precipitation, snowfall, and snow cover are data provided by, for example, the Japan Meteorological Agency or a private weather company. The inflow is a measured value measured at the water storage facility. The inflow amount may be, for example, a measurement value of a river flow rate provided by a local government that manages the river. The amount of snowmelt may be measured by the Japan Meteorological Agency, a private weather company, a surveying company, or the like, or a value calculated by a model described later may be recorded as an actual value.

モデル記憶部31には、気象実績情報に基づく各種の統計モデルが記憶され、パラメータ記憶部32には、モデル記憶部31に記憶されているモデルに適用される回帰係数や定数などのパラメータが記憶される。モデル記憶部31には、降水量の統計モデル(以下、降水量モデル1という。)、降雪量の統計モデル(以下、降雪量モデル2という。)、積雪量の統計モデル(以下、積雪量モデル3という。)、融雪量の統計モデル(以下、融雪量モデル4という。)、及び前日からの流入量の増加量に係る統計モデル(以下、流入量モデル5という。)が記憶される。パラメータ記憶部32には、降雨が降雪に変わる気温(以下、降雪気温という。)δ、均衡流入量μ、融雪が始まる気温μ、回帰係数α〜α、β、βがパラメータ記憶部32に記憶される。なお、均衡流入量μ及び融雪が始まる気温μについては、所定の定数として、予めパラメータ記憶部32に記憶されているものとする。 Various statistical models based on weather performance information are stored in the model storage unit 31, and parameters such as regression coefficients and constants applied to the models stored in the model storage unit 31 are stored in the parameter storage unit 32. Is done. The model storage unit 31 includes a precipitation statistical model (hereinafter referred to as precipitation model 1), a snowfall statistical model (hereinafter referred to as snowfall model 2), and a snowfall statistical model (hereinafter referred to as snowfall model). 3), a statistical model of snowmelt (hereinafter referred to as snowmelt model 4), and a statistical model (hereinafter referred to as inflow model 5) relating to the increase in inflow from the previous day. In the parameter storage unit 32, the temperature (hereinafter referred to as the snow temperature) δ at which the rain changes to snow, the equilibrium inflow amount μ 1 , the temperature μ 2 at which snow melting starts, and the regression coefficients α 1 to α 3 , β 1 , β 2 are stored. It is stored in the parameter storage unit 32. It is assumed that the equilibrium inflow amount μ 1 and the temperature μ 2 at which snow melting starts are stored in the parameter storage unit 32 in advance as predetermined constants.

なお以下の説明において、日付tにおける気温、降水量、降雪量、積雪量、融雪量及び流入量をそれぞれ、T、P、S、D、M及びFとする。前日からの流入量の増加量をΔFtとする。気温Ttがδより高い場合の降水量をP1、気温Tがδ以下である場合の降水量をP2とする。 In the following description, the temperature at the date t, rainfall, snowfall, snowfall, snowmelt and inflow respectively, and T t, P t, S t , D t, M t , and F t. Let ΔFt be the increase in the inflow from the previous day. The precipitation when the temperature Tt is higher than δ is P1 t , and the precipitation when the temperature T t is δ or less is P2 t .

降水量モデル1は、降水量Pが、降雪気温δを境に、P1またはP2となることを示すモデルであり、次式で表される。

Figure 2009167751
降雪量モデル2は、気温Tがδ以下である場合の降水量P2tを説明変数とし、降雪量Stを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
Figure 2009167751
積雪量モデル3は、積雪量Dが、前日までの積雪量Dt−1に当日の降雪量Sを加え、そこから融雪量Mを引いたものに一致するという関係を示すモデルであり、次式で表される。
Figure 2009167751
融雪量モデル4は、気温Tから融雪が始まる気温μを減じた値に積雪量Dを乗じた値と、P1とを説明変数とし、融雪量Mを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
Figure 2009167751
融雪量モデル4において、気温Tがμよりも低ければ第1項は0になり、前日までの積雪量Dt−1が0であれば融雪量Mは0になる。
流入量モデル5は、均衡流入量μから前日の流入量Ft−1を減じた値と、当日の気温Tがδより高い場合の降水量P1と、当日の融雪量Mとを説明変数とし、流入量の増加量ΔFを目的変数とした回帰モデルであり、次式で表される。
Figure 2009167751
Precipitation Model 1, precipitation P t is, the boundary of snow temperature [delta], is a model that indicates that the P1 t or P2 t, is expressed by the following equation.
Figure 2009167751
The snowfall model 2 is a regression model in which the precipitation P2t when the temperature T t is equal to or less than δ is an explanatory variable and the snowfall St is an objective variable, and is represented by the following equation.
Figure 2009167751
Snowfall model 3, snow accumulation D t is a model showing the relationship of addition of the day of snowfall S t in snowfall D t-1 of the previous day, matches therefrom minus snowmelt M t Yes, it is expressed by the following formula.
Figure 2009167751
The snow melting amount model 4 is a regression model in which a value obtained by subtracting the temperature μ 2 at which the snow melting starts from the temperature T t is multiplied by the snow accumulation amount D t , P1 t is an explanatory variable, and the snow melting amount M t is an objective variable. And is represented by the following equation.
Figure 2009167751
In the snowmelt amount model 4, the first term is 0 if the temperature T t is lower than μ 2 , and the snowmelt amount M t is 0 if the snow accumulation amount D t−1 up to the previous day is 0.
Inflow model 5, a value obtained by subtracting the inflow F t-1 of the previous day from equilibrium inflow mu 1, and precipitation P1 t where temperature T t of the day is higher than [delta], and the day of snowmelt M t Is an regression variable, and an inflow increase ΔF t is a target variable, which is expressed by the following equation.
Figure 2009167751

降雪気温推計部21は、降水量モデル1及び気象実績情報に基づいて降雪気温δを推計し、推計した降雪気温δをパラメータ記憶部32に登録する。なお、降雪気温推計部21によるδの推計処理の詳細については後述する。   The snowfall temperature estimating unit 21 estimates the snowfall temperature δ based on the precipitation model 1 and the weather record information, and registers the estimated snowfall temperature δ in the parameter storage unit 32. The details of the process of estimating δ by the snowfall temperature estimating unit 21 will be described later.

また、降雪気温推計部21は、各日付tについて、日付tに対応する気象実績情報を気象実績データベース40から読み出し、読み出した気象実績情報の降水量及び気温と、上記推計した降雪気温δを前記降水量モデル1に適用してP2を算出する。降雪気温推計部21は、気象実績情報、P2、及び降雪量モデル2に基づいて回帰分析を行い、回帰変数γを推計する。降雪気温推計部21は、推計した回帰変数γをパラメータ記憶部32に登録する。 Moreover, the snowfall temperature estimation part 21 reads the weather performance information corresponding to the date t from the weather performance database 40 for each date t, the precipitation amount and temperature of the read weather performance information, and the estimated snowfall temperature δ are described above. P2 t is calculated by applying it to precipitation model 1. The snowfall temperature estimation unit 21 performs a regression analysis based on the weather performance information, P2 t , and the snowfall amount model 2 to estimate the regression variable γ. The snowfall temperature estimation unit 21 registers the estimated regression variable γ in the parameter storage unit 32.

融雪量モデル推計部22は、積雪量モデル3を融雪量モデル4に代入した式

Figure 2009167751
を回帰分析して、回帰係数α及びαを推計する。融雪量モデル推計部22は、推計した回帰係数α及びαをパラメータ記憶部32に登録する。 The snow melting amount model estimation unit 22 is an equation in which the snow accumulation amount model 3 is substituted into the snow melting amount model 4.
Figure 2009167751
And regression coefficients α 2 and α 3 are estimated. The snowmelt amount model estimation unit 22 registers the estimated regression coefficients α 2 and α 3 in the parameter storage unit 32.

流入量モデル推計部23は、流入量モデル5及び気象実績情報に基づいて回帰係数α、β、及びβを推計する。具体的には、流入量モデル推計部23は、各日付tについて、降水量モデル1、δ及び日付tに対応する気象実績情報の降水量に基づいてP1を算出し、各日付tの気象実績情報と、対応するP1を用いて、流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α、β、及びβを推計する。気象実績情報に融雪量がない場合は,日付t−1の積雪量と日付tのその他の気象情報を用いて,融雪量モデル4を用いて算出したMを用いて,流入量モデル5を回帰分析し、回帰係数α、β、及びβを推計することもできる。流入量モデル推計部23は、推計した回帰係数α、β、及びβをパラメータ記憶部32に登録する。 The inflow amount model estimation unit 23 estimates the regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 based on the inflow amount model 5 and the weather performance information. Specifically, the inflow amount model estimation unit 23 calculates P1 t for each date t based on the precipitation amount of the precipitation model 1, δ, and the weather performance information corresponding to the date t, and the weather on each date t. The inflow model 5 is subjected to regression analysis using the actual information and the corresponding P1 t , and regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 are estimated. If there is no snowmelt amount in the actual weather information, the inflow amount model 5 is calculated using M t calculated using the snowmelt amount model 4 using the snow cover amount on the date t-1 and other weather information on the date t. It is also possible to estimate regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 by performing regression analysis. The inflow model estimation unit 23 registers the estimated regression coefficients α 1 , β 1 , and β 2 in the parameter storage unit 32.

予測気温取得部24は、気温の予測値(以下、予測気温という。)を取得する。予測気温取得部24は、例えば、ユーザから予測気温の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測気温を取得するようにしてもよい。また、予測気温取得部24は、気象実績情報に基づいて気温の予測を行うようにしてもよい。この場合、例えば、一般的な気温の予測に用いられる統計モデルをモデル記憶部31に記憶しておき、予測気温取得部24がその統計モデルと気象実績情報とに基づいて回帰分析を行ってパラメータを推計し、推計したパラメータと気象実績情報とを統計モデルに適用して予測気温を算出することができる。   The predicted temperature acquisition unit 24 acquires a predicted temperature value (hereinafter referred to as a predicted temperature). For example, the predicted temperature acquisition unit 24 may receive an input of the predicted temperature from the user, or may access the computer of the Japan Meteorological Agency or a private weather company to acquire the predicted temperature. Moreover, you may make it the estimated temperature acquisition part 24 estimate temperature based on weather performance information. In this case, for example, a statistical model used for general temperature prediction is stored in the model storage unit 31, and the predicted temperature acquisition unit 24 performs regression analysis based on the statistical model and the actual weather information to set the parameter The estimated temperature can be calculated by applying the estimated parameters and the weather performance information to the statistical model.

予測降水量取得部25は、降水量の予測値(以下、予測降水量という。)を取得する。予測降水量取得部25は、例えば、ユーザから予測降水量の入力を受け付けてもよいし、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスして予測降水量を取得するようにしてもよい。また、予測降水量取得部25は、予測気温取得部24と同様に、気象実績情報に基づいて降水量の予測を行うようにしてもよい。   The predicted precipitation acquisition unit 25 acquires a predicted value of precipitation (hereinafter referred to as predicted precipitation). For example, the predicted precipitation acquisition unit 25 may receive an input of predicted precipitation from a user, or may access a computer of the Japan Meteorological Agency or a private weather company to acquire the predicted precipitation. In addition, the predicted precipitation amount acquisition unit 25 may predict the precipitation amount based on the weather performance information, similarly to the predicted temperature acquisition unit 24.

流入量予測部26は、予測気温取得部24が取得した予測気温、予測降水量取得部25が取得した予測降水量、降雪気温推計部21が推計したパラメータ、気象実績情報、及び流入量モデル5を用いて、流入量の予測値(以下、予測流入量という。)を算出する。なお、予測流入量の算出処理の詳細については後述する。   The inflow amount prediction unit 26 includes the predicted temperature acquired by the predicted temperature acquisition unit 24, the predicted precipitation acquired by the predicted precipitation acquisition unit 25, the parameters estimated by the snowfall temperature estimation unit 21, weather performance information, and the inflow amount model 5. Is used to calculate the predicted value of the inflow amount (hereinafter referred to as the predicted inflow amount). Details of the predicted inflow calculation process will be described later.

以下、本実施形態の流入量予測システムにおける処理の詳細について説明する。   Hereinafter, details of processing in the inflow amount prediction system of the present embodiment will be described.

==推計処理==
まず、降雪気温推計部21による降雪気温δの推計処理について説明する。図7は、降雪気温推計部21による降雪気温δの推計処理の流れを示す図である。
== Estimation processing ==
First, the process for estimating the snowfall temperature δ by the snowfall temperature estimation unit 21 will be described. FIG. 7 is a diagram showing the flow of the process for estimating the snowfall temperature δ by the snowfall temperature estimation unit 21.

まず、降雪気温推計部21は、気象実績データベース40から降雪量が0より大きい気象実績情報を取得する(S501)。これにより、図8に示すように、気象実績データベース40に記憶されている気象実績情報のうち、降雪量が0より大きいもののみが抽出される。
次に、降雪気温推計部21は、抽出した気象実績情報に基づき、モデル
降雪量=a×気温+b×降水量
を回帰分析して、回帰係数a及びbを推計する(S502)。
降雪気温推計部21は、気温がδ以下の場合には「a×気象実績情報の気温+b×気象実績情報の降水量」、気温がδより高い場合には「0」を推計降雪量として、推計降雪量と気象実績情報の降雪量との差を2乗した値が最小になるδを算出する(S503)。
First, the snowfall temperature estimation part 21 acquires the weather performance information whose snowfall amount is larger than 0 from the weather performance database 40 (S501). Thereby, as shown in FIG. 8, only the snowfall amount larger than 0 is extracted among the weather performance information stored in the weather performance database 40.
Next, the snowfall temperature estimation unit 21 performs regression analysis of the model snowfall amount = a × temperature + b × precipitation amount based on the extracted weather record information, and estimates regression coefficients a and b (S502).
The snowfall temperature estimation unit 21 sets “a × weather performance information temperature + b × weather performance information precipitation” when the temperature is δ or less, and “0” as the estimated snowfall when the temperature is higher than δ. Δ that minimizes the value obtained by squaring the difference between the estimated amount of snowfall and the amount of snowfall in the weather information is calculated (S503).

降雪気温推計部21は、例えば、所定範囲の気温を所定ステップごとに増加させたδについて、図9に示すように、各気象実績情報について、気温がδより高ければ、上記回帰係数aを気温に乗じた値と、上記か域係数bを降水量に乗じた値とを合計して推計降雪量として算出し、推計降雪量と気象実績情報の降雪量との差を2乗した値を誤差の2乗として算出していき、誤差の2乗が最も小さくなったものをδとして決定することができる。なお、上記誤差の2乗が最も小さくなるように上記δを決定する処理については、一般的な統計手法を利用することが可能である。   For example, as shown in FIG. 9, the snowfall temperature estimation unit 21 sets the regression coefficient a to the temperature if the temperature is higher than δ for each meteorological record information as shown in FIG. The sum of the value multiplied by the above and the value obtained by multiplying the above-mentioned area coefficient b by the amount of precipitation is calculated as the estimated snowfall, and the value obtained by squaring the difference between the estimated snowfall and the snowfall in the weather information is an error. Can be determined as δ, and the one with the smallest error square can be determined as δ. A general statistical method can be used for the process of determining δ so that the square of the error is minimized.

降雪気温推計部21は、上記のようにして決定したδを、パラメータ記憶部32に登録する(S504)。
以上のようにして融雪気温δが決定される。
The snowfall temperature estimation unit 21 registers δ determined as described above in the parameter storage unit 32 (S504).
The snow melting temperature δ is determined as described above.

==流入量の予測処理==
次に、流入量の予測について説明する。図10は、本実施形態の流入量予測システム10における流入量予測処理の流れを示す図である。なお、図10の処理では、日付tが予測対象となる日付であるものとしている。
== Inflow prediction process ==
Next, prediction of the inflow amount will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating a flow of the inflow amount prediction process in the inflow amount prediction system 10 of the present embodiment. In the process of FIG. 10, it is assumed that the date t is the date to be predicted.

予測気温取得部24は、予測気温Tを取得する(S601)。予測降水量取得部25は、予測降水量Pを取得する(S602)。上述したように、予測気温取得部24及び予測降水量取得部25は、例えば、ユーザからデータの入力を受け付けたり、気象庁や民間気象会社のコンピュータにアクセスしてデータを取得することにより、TやPを取得することができる。 The predicted temperature acquisition unit 24 acquires the predicted temperature Tt (S601). Predicted rainfall obtaining unit 25 obtains the predicted rainfall P t (S602). As described above, the prediction temperature acquisition unit 24 and the predicted rainfall obtaining unit 25 is, for example, and receives the input data from a user, by acquiring the data by accessing the JMA and private meteorological office computer, T t And P t can be acquired.

流入量予測部26は、パラメータ記憶部32からδを読み出し(S603)、降水量モデル1にδ、T及びPを適用してP1を算出する(S604)。すなわち、予測気温Tがδより大きければP1=Pとなり、Tがδ以下であればP1=0となる。 The inflow amount prediction unit 26 reads δ from the parameter storage unit 32 (S603), and calculates P1 t by applying δ, T t and P t to the precipitation model 1 (S604). That is, P1 t = P t if the predicted temperature T t is greater than δ, and P1 t = 0 if T t is less than or equal to δ.

流入量予測部26は、パラメータ記憶部32から、α〜α、β、β、μ、μを読み出す(S605)。流入量予測部26は、気象実績データベース40から、前日t−1に対応する気象実績情報を読み出し、読み出した気象実績情報の積雪量をDt−1とし(S606)、読み出した気象実績情報の流入量をFt−1とする(S607)。 The inflow amount prediction unit 26 reads α 1 to α 3 , β 1 , β 2 , μ 1 , and μ 2 from the parameter storage unit 32 (S605). The inflow prediction unit 26 reads the weather record information corresponding to t-1 on the previous day from the weather record database 40, sets the snow cover amount of the read weather record information as D t-1 (S606), The inflow amount is set to F t-1 (S607).

流入量予測部26は、融雪量モデル4に、α、T、μ、Dt−1、α、P1を代入して、融雪量の予測値Mを算出し(S608)、流入量モデル5に、α、μ、Ft−1、β、P1、β、Mを代入して流入増加量の予測値ΔFを算出する(S609)。流入量予測部26は、Ft−1にΔFを加算して、予測流入量Fを算出する(S610)。 The inflow amount prediction unit 26 substitutes α 2 , T t , μ 2 , D t−1 , α 3 , and P1 t into the snow melting amount model 4 to calculate a predicted value M t of the snow melting amount (S608). Then, α 1 , μ 1 , F t−1 , β 1 , P 1 t , β 2 , and M t are substituted into the inflow amount model 5 to calculate a predicted value ΔF t of the inflow increase amount (S609). The inflow amount prediction unit 26 adds ΔF t to F t−1 to calculate a predicted inflow amount F t (S610).

以上のようにして、本実施形態の流入量予測システム10によれば、予測気温及び予測降水量と、気象実績情報とに基づいて、降水量及び融雪量を考慮した流入量の予測を行うことができる。降水がなかい場合にも融雪により流入量は増加するため、融雪量を考慮して流入量の予測を行うことで、予測の精度を向上することができる。   As described above, according to the inflow amount prediction system 10 of the present embodiment, the inflow amount is predicted in consideration of the precipitation amount and the snowmelt amount based on the predicted temperature, the predicted precipitation amount, and the weather performance information. Can do. Even when there is no precipitation, the amount of inflow increases due to snow melting, so the prediction accuracy can be improved by predicting the amount of inflow taking into account the amount of snow melting.

また、本実施形態の流入量予測システム10によれば、融雪量は、降水量及び気温から算出することができる。降水量及び気温の予測は、気象予報の手法として様々な手法が存在し、容易に入手可能である。したがって、融雪量の予測が困難である場合でも、容易に取得可能な降水量や気温の予測値に基づいて融雪量の予測を行うことで、融雪量を考慮した流入量の予測を容易に実現することができる。   Moreover, according to the inflow amount prediction system 10 of the present embodiment, the snowmelt amount can be calculated from the precipitation amount and the temperature. Prediction of precipitation and temperature has various methods as weather forecasting methods and is easily available. Therefore, even if it is difficult to predict the amount of snowmelt, it is possible to easily predict the inflow amount in consideration of the amount of snowmelt by predicting the amount of snowmelt based on the easily obtained precipitation and temperature predicted values. can do.

また、上記流入量モデル5では、第1項を均衡流入量と流入量との差であるものとして、均衡流入量を考慮に入れているので、単に流入量を説明変数とする場合に比べ、より精度の高い流入量予測を行うことができる。   Also, in the inflow model 5 described above, the first term is the difference between the balanced inflow and the inflow, and the balanced inflow is taken into account. Compared to the case where the inflow is simply used as an explanatory variable, More accurate inflow prediction can be performed.

なお、本実施形態の流入量予測システムでは、ダムなどの貯水施設に河川から流入する水量についての予測を行うものとしたが、河川を流れる水量の予測を行うシステムにも容易に適用することができる。この場合、河川の上流域における気温や降水量の予報値及び実績値などを取得及び記録するものとする。   In the inflow amount prediction system of the present embodiment, the amount of water flowing into the water storage facility such as a dam is predicted from the river. However, the inflow amount prediction system can be easily applied to a system that predicts the amount of water flowing through the river. it can. In this case, the forecast value and the actual value of the temperature and precipitation in the upstream area of the river shall be acquired and recorded.

また、本実施形態では、均衡流入量μ及び融雪が始まる気温μについては、予めパラメータ記憶部32に記憶されているものとしたが、これに限らず、過去の気象実績情報に基づいて当てはまりのよい値を推計するようにしてもよい。 In the present embodiment, the equilibrium inflow amount μ 1 and the temperature μ 2 at which snow melting starts are stored in the parameter storage unit 32 in advance. However, the present invention is not limited to this, and based on past weather record information. A good value may be estimated.

また、貯水施設が降雪や積雪の少ない地域に存在する場合などには、流入量モデル5は融雪量Mを考慮しないようにしてもよい。この場合流入量モデル5は、次式で表される。

Figure 2009167751
Further, when the water storage facility exists in an area where there is little snowfall or snowfall, the inflow amount model 5 may not consider the snowmelt amount M. In this case, the inflow model 5 is expressed by the following equation.
Figure 2009167751

また、本実施形態の各回帰モデルについて、誤差項に系列相関があるような場合には、降雪気温推計部21がPrais-Winstein変換やコクラン・オーカット法によりパラメータを推計するようにしてもよい。この場合、例えば、コクラン・オーカット法により流入量モデル5のパラメータを推計する場合、残差をεとし、説明変数Xt*=X−ρXt−1として(すなわち、Ft*=F−ρFt−1、P1t*=P1−ρP1t−1、Mt*=M−ρMt−1などとして)、流入量モデル5を式のようにすることができる。

Figure 2009167751
上記式(5”)を変形すると次式となる。
Figure 2009167751
In addition, for each regression model of the present embodiment, when there is a series correlation in the error term, the snow temperature estimation unit 21 may estimate the parameters by the Prais-Winstein transform or the Cochrane / Aucut method. In this case, for example, when the parameters of the inflow model 5 are estimated by the Cochrane-Aucut method, the residual is ε t and the explanatory variable X t * = X t −ρX t−1 (that is, F t * = F t −ρF t−1 , P1 t * = P1 t −ρP1 t−1 , M t * = M t −ρM t−1, and the like), and the inflow amount model 5 can be expressed as an equation.
Figure 2009167751
When the above equation (5 ″) is modified, the following equation is obtained.
Figure 2009167751

上記のようにして、残差εに系列相関がなくなるn期前まで遡って式変形を行った流入量モデル5を求めることができる、その他のモデルについても同様に、誤差項に系列相関がなくなるようにパラメータを推計することができる。上記のようにして残差εの系列相関がなくなるn期遅れのモデルをモデル記憶部31に記憶しておき、n期遅れのモデルを用いて流入量を予測することにより、残差項に系列相関がある場合にも、適切なパラメータの推計を行うことが可能となり、適切なパラメータを用いて精度よく流入量を予測することができる。 As described above, it is possible to obtain the inflow amount model 5 in which the equation modification is performed retroactively until the n period before the series correlation disappears in the residual ε t. Parameters can be estimated so that they disappear. As described above, an n-phase delay model in which the series correlation of the residual ε t disappears is stored in the model storage unit 31, and the inflow amount is predicted using the n-phase delay model, whereby a residual term is obtained. Even when there is series correlation, it is possible to estimate an appropriate parameter, and it is possible to accurately predict the inflow amount using the appropriate parameter.

以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。   Although the present embodiment has been described above, the above embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

降水がない場合の流入量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of inflow when there is no precipitation. 降水がある場合の流入量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of inflow when there is precipitation. 融雪がある場合の流入量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of inflow when there is snow melting. 本実施形態の流入量予測システム10のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the inflow amount prediction system 10 of this embodiment. 本実施形態の流入量予測システム10のソフトウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the software structure of the inflow amount prediction system 10 of this embodiment. 気象実績情報の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of weather performance information. 降雪気温推計部21による降雪気温δの推計処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the estimation process of the snowfall temperature (delta) by the snowfall temperature estimation part. 降雪量が0より大きい気象実績情報を抽出することを説明する図である。It is a figure explaining extracting the weather performance information larger than 0 snowfall. ある降雪気温δについて推計降雪量および誤差の2乗を計算した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated the estimated snowfall amount and the square of an error about a certain snowfall temperature (delta). 流入量予測処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of an inflow amount prediction process.

符号の説明Explanation of symbols

10 流入量予測システム
11 CPU
12 メモリ
13 記憶装置
14 入力装置
15 出力装置
21 降雪気温推計部
22 融雪量モデル推計部
23 流入量モデル推計部
31 モデル記憶部
32 パラメータ記憶部
40 気象実績データベース
10 Inflow prediction system 11 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Memory 13 Storage device 14 Input device 15 Output device 21 Snowfall temperature estimation part 22 Snow melting amount model estimation part 23 Inflow amount model estimation part 31 Model storage part 32 Parameter storage part 40 Weather results database

Claims (9)

貯水施設への水の流入量を予測するシステムであって、
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、及び降雨量の実績値を記憶するデータベースと、
ある第1期間における前記降雨量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、
前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、
を備えることを特徴とする流入量予測システム。
A system for predicting the amount of water flowing into a water storage facility,
A database for storing the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall for each predetermined period;
The difference between the rainfall amount in a certain first period and the inflow amount in the second period before the first period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable, and the second period from the second period to the second period. A model storage unit for storing a regression model whose objective variable is an increase amount of the inflow until one period;
Based on the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall stored in the database, and the regression model stored in the model storage unit, regression analysis is performed for each of the explanatory variables. An inflow model estimation unit for estimating a coefficient;
A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is a prediction target period;
The actual value of the inflow from the prediction period to the period before the predetermined period is acquired from the database, and the predicted value of the rainfall, the actual value of the inflow, and the regression coefficients are applied to the regression model. An increase amount prediction unit for calculating a predicted value of the increase amount in the prediction period;
An inflow amount prediction unit that calculates the predicted value of the inflow amount in the prediction period by adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount;
An inflow rate prediction system comprising:
請求項1に記載の流入量予測システムであって、
前記データベースは、前記所定期間ごとに、融雪量の実績値をさらに記憶し、
前記モデル記憶部に記憶される前記回帰モデルには、説明変数として、さらに前記第1期間における前記融雪量が含まれ、
前記予測期間における前記融雪量の予測値を取得する予測融雪量取得部を備え、
前記流入量モデル推計部は、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記融雪量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記回帰係数を推計すること、
を特徴とする流入量予測システム。
The inflow amount prediction system according to claim 1,
The database further stores the actual value of the amount of snow melt for each predetermined period,
The regression model stored in the model storage unit further includes the amount of snow melt in the first period as an explanatory variable,
A predicted snowmelt amount acquisition unit for acquiring a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period;
The inflow amount model estimation unit includes the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the actual value of the snowmelt amount, and the regression model stored in the model storage unit. Performing a regression analysis based on the above and estimating the regression coefficient,
An inflow prediction system characterized by
請求項2に記載の流入量予測システムであって、
前記データベースはさらに、気温の実績値及び積雪量の実績値を記憶し、
前記モデル記憶部は、前記回帰モデルである流入量モデルに加えて、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶し、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、
前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、
を備え、
前記予測融雪量取得部は、前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出すること、
を特徴とする流入量予測システム。
The inflow amount prediction system according to claim 2,
The database further stores an actual temperature value and an actual snow amount value,
In addition to the inflow model that is the regression model, the model storage unit subtracts a constant indicating the temperature at which snow melting starts from the temperature in the first period or a larger value of zero in the second period. Storing a snowmelt amount model which is a regression model having the value obtained by multiplying the amount of snow and the amount of rainfall in the first period as explanatory variables, and the amount of snowmelt in the first period as an objective variable;
Performing regression analysis based on the actual temperature value stored in the database, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the snowmelt model stored in the model storage unit, A snowmelt amount model estimation unit for estimating a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model;
A predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period;
With
The predicted snowmelt amount acquisition unit acquires the actual value of the snow cover amount in the period before the predetermined period of the prediction period from the database, the predicted value of the temperature, the actual value of the acquired snow cover amount, the rainfall amount Applying the predicted value of each and the explanatory variables related to the snowmelt amount model to the snowmelt amount model to calculate the predicted value of the snowmelt amount in the prediction period;
An inflow prediction system characterized by
請求項3に記載の流入量予測システムであって、
前記データベースはさらに、降雪量の実績値を記憶し、
前記融雪モデル推計部は、前記積雪量モデルに含まれる前記積雪量の説明変数に、式
前記第1期間における積雪量=max(前記第1期間における前記降雪量+前記第2期間における前記積雪量−前記第1期間における前記融雪量,0)
を代入したモデルを回帰分析することにより、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての前記回帰係数を推計すること、
を特徴とする流入量予測システム。
The inflow amount prediction system according to claim 3,
The database further stores the actual amount of snowfall,
The snow melting model estimation unit uses an expression of the snow accumulation amount included in the snow accumulation model as an expression variable: snow accumulation amount in the first period = max (the snowfall amount in the first period + the snow accumulation amount in the second period) -The amount of snow melt in the first period, 0)
Estimating the regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model by performing regression analysis of the model into which
An inflow prediction system characterized by
請求項1に記載の流入量予測システムであって、
前記データベースには、前記降雨量の実績値に代えて、降水量の実績値が記憶されており、
前記予測期間における前記降水量の予測値を取得する予測降水量取得部と、
前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、
を備え、
前記予測降雨量取得部は、前記気温の予測値が所定の気温を超えている場合に前記降水量を前記降雨量とし、前記気温の予測値が前記所定の気温以下である場合には前記降雨量を0とすること、
を特徴とする流入量予測システム。
The inflow amount prediction system according to claim 1,
In the database, instead of the actual rainfall value, the actual rainfall value is stored,
A predicted precipitation acquisition unit for acquiring a predicted value of the precipitation in the prediction period;
A predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period;
With
The predicted rainfall amount acquisition unit sets the precipitation amount as the rainfall when the predicted value of the temperature exceeds a predetermined temperature, and the rainfall when the predicted value of the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. Set the amount to 0,
An inflow prediction system characterized by
請求項5に記載の流入量予測システムであって、
前記データベースはさらに、気温の実績値及び降雪量の実績値を記憶し、
前記気温、及び前記降水量を説明変数とし、前記降雪量を目的変数とした回帰モデルである降雪モデル、並びに前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記降水量の実績値、及び前記降雪量の実績値に基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する降雪モデル推計部と、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値のそれぞれについて、前記気温がδ以下の場合には、前記推計した回帰係数と前記気温の実績値及び前記降水量の実績値とを前記降雪モデルに適用して算出した値を推計降雪量とし、前記気温がδより高い場合には0を前記推計降雪量としたときに、前記降雪量の実績値と前記推計降雪量との誤差が最も小さくなる前記δを前記所定の気温として決定する降雪気温推計部と、
を備えることを特徴とする流入量予測システム。
The inflow amount prediction system according to claim 5,
The database further stores an actual temperature value and an actual snowfall value,
A snowfall model that is a regression model with the temperature and the precipitation as explanatory variables, and the snowfall as an objective variable, and the actual value of the temperature stored in the database, the actual value of the precipitation, and the A snowfall model estimation unit that performs regression analysis based on the actual amount of snowfall, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables;
For each of the actual temperature values stored in the database, when the temperature is δ or less, the estimated regression coefficient, the actual temperature value, and the actual precipitation value are stored in the snowfall model. When the estimated snowfall amount is a value calculated by application, and 0 is the estimated snowfall amount when the temperature is higher than δ, the error between the actual value of the snowfall amount and the estimated snowfall amount is the smallest. A snow temperature estimating unit for determining δ as the predetermined temperature;
An inflow rate prediction system comprising:
貯水施設への水の流入量を予測するシステムであって、
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、降雨量の実績値、気温の実績値、及び積雪量の実績値を記憶するデータベースと、
ある第1期間における前記降雨量、前記第1期間における融雪量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルである流入量モデル、及び、前記第1期間における気温から融雪の始まる気温を示す定数を引いた値又はゼロの大きい方の値に、前記第2期間における前記積雪量を乗じた値と、前記第1期間における前記降雨量とを説明変数とし、前記第1期間における前記融雪量を目的変数とする回帰モデルである融雪量モデルを記憶するモデル記憶部と、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記融雪量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記融雪量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する融雪量モデル推計部と、
前記データベースに記憶されている前記気温の実績値、前記積雪量の実績値、前記降雨量の実績値、及び前記推計した回帰係数を前記融雪量モデルに適用して、前記所定期間ごとの前記融雪量の理論値を算出し、前記データベースに記憶されている前記流入量の実績値、及び前記降雨量の実績値、前記算出した融雪量の理論値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記流入量モデルに基づいて回帰分析を行い、前記流入量モデルに係る前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計する流入量モデル推計部と、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得する予測降雨量取得部と、
前記予測期間における前記気温の予測値を取得する予測気温取得部と、
前記予測期間の前記所定期前の期間における前記積雪量の実績値を前記データベースから取得し、前記気温の予測値、前記取得した積雪量の実績値、前記降雨量の予測値、及び前記融雪量モデルに係る前記各説明変数を、前記融雪量モデルに適用して、前記予測期間における前記融雪量の予測値を算出する予測融雪量取得部と、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記データベースから取得し、前記降雨量の予測値、前記融雪量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記流入量モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出する増加量予測部と、
前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、
を備えることを特徴とする流入量予測システム。
A system for predicting the amount of water flowing into a water storage facility,
For each predetermined period, a database that stores the actual value of the inflow, the actual value of the rainfall, the actual value of the temperature, and the actual value of the amount of snow;
The difference between the rainfall amount in a certain first period, the snowmelt amount in the first period, and the inflow amount in the second period before the predetermined period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable. , An inflow model that is a regression model with an increase in the inflow from the second period to the first period as an objective variable, and a constant indicating the temperature at which snow melting starts is subtracted from the temperature in the first period. A value obtained by multiplying the larger value or zero by the amount of snow in the second period and the amount of rainfall in the first period are explanatory variables, and the amount of snow melt in the first period is an objective variable. A model storage unit that stores a snowmelt amount model that is a regression model
Performing regression analysis based on the actual temperature value stored in the database, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the snowmelt model stored in the model storage unit, A snowmelt amount model estimation unit for estimating a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the snowmelt amount model;
Applying the actual temperature value, the actual snow accumulation value, the actual rainfall value, and the estimated regression coefficient stored in the database to the snow melting model, the snow melting for each predetermined period. The theoretical value of the amount is calculated, the actual value of the inflow amount stored in the database, the actual value of the rainfall amount, the theoretical value of the calculated snow melting amount, and the model storage unit An inflow model estimation unit that performs a regression analysis based on the inflow model, and estimates a regression coefficient for each of the explanatory variables related to the inflow model;
A predicted rainfall amount acquisition unit that acquires a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is a prediction target period;
A predicted temperature acquisition unit that acquires a predicted value of the temperature in the prediction period;
The actual value of the snow cover amount in the period before the predetermined period of the prediction period is acquired from the database, the predicted value of the temperature, the acquired actual value of the snow cover amount, the predicted value of the rainfall amount, and the snow melting amount Applying each of the explanatory variables related to the model to the snowmelt amount model, and calculating a predicted value of the snowmelt amount in the prediction period;
The actual value of the inflow amount in the period from the prediction period to the predetermined period is acquired from the database, the predicted value of the rainfall amount, the predicted value of the snowmelt amount, the actual value of the inflow amount, and each regression coefficient Applying to the inflow amount model, an increase amount prediction unit that calculates a predicted value of the increase amount in the prediction period;
An inflow amount prediction unit that calculates the predicted value of the inflow amount in the prediction period by adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount;
An inflow rate prediction system comprising:
貯水施設への水の流入量を予測する方法であって、
コンピュータが、
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、及び降雨量の実績値をメモリに記憶し、
ある第1期間における前記降雨量、及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを前記メモリに記憶し、
前記メモリに記憶されている前記流入量の実績値及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計し、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得し、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記メモリから取得し、前記降雨量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出し、
前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出すること、
を特徴とする流入量予測方法。
A method for predicting the amount of water flowing into a water storage facility,
Computer
For each predetermined period, the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall are stored in a memory,
The difference between the rainfall amount in a certain first period and the inflow amount in the second period before the first period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable, and the second period from the second period to the second period. Storing in the memory a regression model whose objective variable is the amount of increase in inflow up to one period;
The regression analysis is performed based on the actual value of the inflow amount and the actual value of the rainfall amount stored in the memory, and the regression model stored in the model storage unit, and the regression for each of the explanatory variables. Estimate the coefficient,
Get the predicted value of the rainfall in the forecast period, which is the forecast target period,
The actual value of the inflow from the prediction period to the period before the predetermined period is acquired from the memory, and the predicted value of the rainfall, the actual value of the inflow, and the regression coefficients are applied to the regression model. Calculating a predicted value of the increase amount in the prediction period,
Adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount to calculate the predicted value of the inflow amount in the prediction period;
An inflow rate prediction method characterized by
貯水施設への水の流入量を予測するためのプログラムであって、
コンピュータに、
所定期間ごとに、前記流入量の実績値、及び降雨量の実績値をメモリに記憶するステップと、
ある第1期間における前記降雨量及び前記第1期間から所定期前の第2期間における前記流入量と所定の定数である均衡流入量との差を説明変数とし、前記第2期間から前記第1期間までの前記流入量の増加量を目的変数とする回帰モデルを前記メモリに記憶するステップと、
前記メモリに記憶されている前記流入量の実績値、及び前記降雨量の実績値、並びに前記モデル記憶部に記憶されている前記回帰モデルに基づいて回帰分析を行い、前記説明変数のそれぞれについての回帰係数を推計するステップと、
予測対象の期間である予測期間における前記降雨量の予測値を取得するステップと、
前記予測期間から前記所定期前の期間における前記流入量の実績値を前記メモリから取得し、前記降雨量の予測値、前記融雪量の予測値、前記流入量の実績値、及び前記各回帰係数を前記回帰モデルに適用して、前記予測期間における前記増加量の予測値を算出するステップと、
前記流入量の実績値に前記増加量の予測値を加算して、前記予測期間における前記流入量の予測値を算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。
A program for predicting the amount of water flowing into a water storage facility,
On the computer,
Storing the actual value of the inflow and the actual value of the rainfall in a memory for each predetermined period;
The difference between the rainfall amount in a certain first period and the inflow amount in the second period before the predetermined period from the first period and the equilibrium inflow amount that is a predetermined constant is used as an explanatory variable, and the first period to the first period Storing, in the memory, a regression model whose objective variable is an increase in the amount of inflow until a period;
The regression analysis is performed based on the actual value of the inflow amount stored in the memory, the actual value of the rainfall amount, and the regression model stored in the model storage unit. Estimating a regression coefficient;
Obtaining a predicted value of the rainfall amount in a prediction period that is a period to be predicted;
The actual value of the inflow amount in the period before the predetermined period from the prediction period is acquired from the memory, the predicted value of the rainfall amount, the predicted value of the snowmelt amount, the actual value of the inflow amount, and each regression coefficient Applying to the regression model to calculate a predicted value of the increase in the prediction period;
Adding the predicted value of the increase amount to the actual value of the inflow amount to calculate the predicted value of the inflow amount in the prediction period;
A program for running
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