JP2019095240A - 水位予測方法、水位予測プログラム及び水位予測装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の水位予測方法の処理手順を図1に示す。本開示の水位予測方法をコンピュータに実行させるための水位予測プログラムを、コンピュータにインストールすることにより、本開示の水位予測方法を実行することができる。
本開示の訓練データ抽出の処理手順を図2及び図3に示す。ステップE1及びステップE2については、いずれか一方のステップの処理を実行すればよい。
本開示の評価データ抽出の処理手順を図10に示す。ステップE11及びステップE12については、いずれか一方のステップの処理を実行すればよい。本開示の評価データ抽出の処理手順は、本開示の訓練データ抽出の処理手順と、ほぼ同様である。
本開示の水位予測方法の予測結果を図11に示す。図11では、以下の(1)〜(4)の視点に基づいて、多摩川、鈴鹿川、佐波川、渡川及び山国川を選定している。
(1)河川の特徴(長さ及び傾斜等)が異なる、(2)雨量データの欠損が少ない、(3)水位に反映されにくい積雪が少ない、(4)水位予測を困難にするダムがない又は少ない。
多摩川:訓練期間=2008〜2013、2015年、評価期間=2014年
鈴鹿川:訓練期間=2008〜2015年、評価期間=2016年
佐波川:訓練期間=2008〜2015年、評価期間=2016年
渡川:訓練期間=2009〜2015年、評価期間=2016年
山国川:訓練期間=2008〜2015年、評価期間=2016年
C1:全結合入力レイヤ
C2:全結合隠れレイヤ
C3:活性関数レイヤ
C4:全結合出力レイヤ
Claims (11)
- 水位予測地点及びある時刻の水位の学習に必要な、前記水位予測地点及び当該時刻の水位との相関が高い雨量及び水位の訓練データを抽出する訓練データ抽出ステップと、
ニューラルネットワークを用いて、前記水位予測地点及び当該時刻の水位との相関が高い抽出された雨量及び水位の訓練データを学習する訓練データ学習ステップと、
を順に備えることを特徴とする水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、前記水位予測地点の水位との相関が高い水位の訓練データとして、前記水位予測地点の水位の訓練データを抽出し、前記水位予測地点の水位との相関が高い雨量の訓練データとして、前記水位予測地点の周辺の地形に基づいて、前記水位予測地点の上流域の雨量の訓練データを抽出する
ことを特徴とする、請求項1に記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、前記水位予測地点の水位との相関が高い水位の訓練データとして、前記水位予測地点の水位の訓練データと、前記水位予測地点より上流地点の水位の訓練データと、を抽出し、前記水位予測地点の水位との相関が高い雨量の訓練データとして、前記水位予測地点の周辺の地形及び前記上流地点の周辺の地形に基づいて、前記上流地点の上流域を除く前記水位予測地点の上流域の雨量の訓練データを抽出する
ことを特徴とする、請求項1に記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、学習対象として水位ピーク期間の水位の訓練データを抽出する際に、抽出される水位の訓練データの個数が削減されすぎず、水位不変動期間の水位の訓練データが抽出されないように、水位ピーク判別閾値を設定する
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、学習対象として水位ピーク期間の水位の訓練データを抽出する際に、前記水位ピーク期間の全体が抽出され、水位不変動期間の水位の訓練データが抽出されないように、水位ピーク時刻のまわりの水位ピーク抽出幅を設定する
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、ある時刻の水位との相関が高い雨量の訓練データとして、当該時刻より以前の所定雨量期間の雨量の訓練データを抽出する際に、雨量の訓練データと水位の訓練データとの相関が最適化されるような、雨量の訓練データと水位の訓練データとの間のシフト時間を、前記所定雨量期間として設定する
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、ある時刻の雨量の訓練データとして、当該時刻より以前の所定累加期間の雨量の訓練データの累加結果を採用する際に、前記シフト時間を施された雨量の訓練データと水位の訓練データとの相関が飽和するような、各時刻の雨量の訓練データにおける雨量の訓練データの累加期間を、前記所定累加期間として設定する
ことを特徴とする、請求項6に記載の水位予測方法。 - 前記訓練データ抽出ステップでは、ある時刻の水位との相関が高い水位の訓練データとして、当該時刻より過去の所定水位期間の水位の訓練データを抽出する際に、水位の訓練データの上昇傾向又は下降傾向が持続する時間を、前記所定水位期間として設定する
ことを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の水位予測方法。 - 前記水位予測地点及びある時刻の水位の予測に必要な、前記水位予測地点及び当該時刻の水位との相関が高い雨量及び水位の評価データを抽出する評価データ抽出ステップと、
前記ニューラルネットワークを用いて、前記水位予測地点及び当該時刻の水位との相関が高い抽出された雨量及び水位の評価データに基づいて、前記水位予測地点及び当該時刻の水位を予測する水位予測ステップと、
を前記訓練データ学習ステップの後に順に備える
ことを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の水位予測方法。 - 請求項1から9のいずれかに記載の水位予測方法をコンピュータに実行させるための水位予測プログラム。
- 請求項10に記載の水位予測プログラムをインストールされた水位予測装置。
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