JP3005141B2 - Weather forecast system and neurocomputer control system - Google Patents

Weather forecast system and neurocomputer control system

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JP3005141B2
JP3005141B2 JP5136267A JP13626793A JP3005141B2 JP 3005141 B2 JP3005141 B2 JP 3005141B2 JP 5136267 A JP5136267 A JP 5136267A JP 13626793 A JP13626793 A JP 13626793A JP 3005141 B2 JP3005141 B2 JP 3005141B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、気象予測技術およびニ
ューロコンピュータ制御技術に関し、特に、気象庁をは
じめとする気象予報業務に適応して有効な技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a weather forecasting technique and a neuro-computer control technique, and more particularly to a technique effective for a weather forecasting service such as the Japan Meteorological Agency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の気象予測は、たとえば、各気象観
測地点から送られてきた気象情報(大気圧,温度,湿
度,風向,風速等)を基に、スーパーコンピュータを用
いて観測範囲内の将来の大気の状態(大気圧,熱量)を
計算し、予報官は、過去の経験に基づき、「晴れ」
「雨」等の具体的な天気を判断する、という方法が一般
的であった。最近では、気圧配置とその状況下の天気を
ニューロコンピュータに学習させておき、予想時点での
予測気圧配置をニューロコンピュータに入力して、その
時の気圧配置に対応した天気を出力させる研究が見られ
る。また、降雨確率は、コンピュータに「こういう大気
状態の時は過去の例では、これぐらい雨が降るという統
計情報」を出力させる。
2. Description of the Related Art Conventional weather prediction is performed by using a supercomputer based on weather information (atmospheric pressure, temperature, humidity, wind direction, wind speed, etc.) sent from each weather observation point. Calculates future atmospheric conditions (atmospheric pressure, calorific value), and the forecaster uses the past experience to determine "clear"
A method of judging a specific weather such as "rain" was generally used. Recently, a study has been conducted in which a neurocomputer learns the atmospheric pressure arrangement and the weather under the conditions, inputs the predicted atmospheric pressure arrangement at the predicted time to the neurocomputer, and outputs the weather corresponding to the atmospheric pressure arrangement at that time. . In addition, the rainfall probability causes the computer to output "statistical information that in such past atmospheric conditions, in the past, it would rain so much".

【0003】なお、上記従来技術に関連するものとして
は、 朝日新聞 '92.4.21「なんでもQ&A:天気
予報(1)」 特開平4−220758号公報の「時系列データの予
測および予測認識方法」 等の文献に開示された技術が存在する。
[0003] As related to the above-mentioned prior art, Asahi Shimbun '92 .4.21 "Anything Q & A: Weather Forecast (1)" Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-220758 discloses "Time series data prediction and prediction recognition." There are techniques disclosed in literature such as "Method".

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、次
の点について問題がある。
The above prior art has the following problems.

【0005】すなわち、まず第一に、過去の気圧配置と
その状況下の天気をニューロコンピュータに学習させて
おき、予想時点での予測気圧配置をニューロコンピュー
タに入力して、その時の天気を出力させる場合、例え
ば、移動性高気圧の中心部にある場合などは、「晴れ」
で問題ないが、複雑な気圧配置の場合や変化の激しい場
合、または、季節の変わり目の時期は、当る確率は大幅
に低下してしまう。
[0005] That is, first, the past atmospheric pressure arrangement and the weather under the situation are made to be learned by the neurocomputer, and the predicted atmospheric pressure arrangement at the predicted time is input to the neurocomputer, and the weather at that time is output. In the case, for example, when it is at the center of a mobile high pressure,
However, there is no problem, but the probability of hitting is greatly reduced in the case of a complex air pressure arrangement, in the case of a drastic change, or at the time of a seasonal change.

【0006】第二に、将来の大気の状態を推測するの
に、大気圧や熱量等のデータを用いて力学上の計算を行
う数値予報では、スーパーコンピュータ等の大型装置
や、計算を実行するための膨大なプログラムを必要とす
る。
[0006] Second, in numerical forecasting, in which dynamic calculations are performed using data such as atmospheric pressure and calorific value to estimate future atmospheric conditions, large devices such as supercomputers and calculations are executed. You need a huge program for.

【0007】第三に、降水確率を求めるのに、コンピュ
ータに「こういう大気状態の時は過去の例では、これぐ
らい雨が降るという統計情報」を出力させる場合、あら
ゆるケースに対応した統計情報を必要とし、そのため膨
大なデータを必要とする。
Third, in order to obtain the probability of precipitation, when the computer outputs "statistics that in the past, in the case of such atmospheric conditions, it would rain so much," statistical information corresponding to every case is output. Need, and therefore a huge amount of data.

【0008】第四に、上記のような大がかりな気象予測
システムでは、装置の大きさもさることながら、気象に
関する専門知識がないと、気象予測(以降の天気、降水
確率等)を行うことは困難である。よって、局地的気象
予測と言えども、専門業者などに依頼せざるを得ない。
Fourth, in the large-scale weather forecasting system as described above, it is difficult to perform weather forecasting (such as subsequent weather, precipitation probability, etc.) without specialized knowledge of weather, not to mention the size of the apparatus. It is. Therefore, even if it is a local weather forecast, it is necessary to ask a specialized trader.

【0009】本発明では、大気の気象状態は、時系列的
要因が強く、一般に大気は西から東へゆっくり移動し、
例外的な台風でも、移動、および大気状態には規則性が
ある事を利用して、 .ニューロコンピュータに、過去の気象情報(大気
圧,温度,湿度,風向,風速,降水確率,晴れる確率,
雪の確率,大雨の確率など)の変化を学習させ、次に以
前の時系列的な気象情報を入力し、以降の気象情報を推
測させることを目的とする。
In the present invention, the atmospheric weather condition is strongly time-series, and generally the atmosphere moves slowly from west to east,
By taking advantage of the fact that even in exceptional typhoons, movement and atmospheric conditions are regular. The neural computer stores past weather information (atmospheric pressure, temperature, humidity, wind direction, wind speed, precipitation probability, clearing probability,
The purpose is to learn changes in the probability of snow, the probability of heavy rain, etc.), then input previous time-series weather information, and infer subsequent weather information.

【0010】さらに、年間の大気状態の変化の様子を季
節要因ごとに学習、推測することで気象予測の精度を高
めることを目的とする。
It is a further object of the present invention to improve the accuracy of weather prediction by learning and estimating the state of changes in the atmospheric condition every year for each seasonal factor.

【0011】.全国版の気象情報の提供を受け、全国
版の気象を予測する以外に、気象を予測したい地域の気
象情報をニューロコンピュータの学習対象に追加するこ
とで、任意の地域の局地的予測を可能にすることを目的
とする。
[0011] In addition to predicting the nationwide version of the weather information provided by the nationwide version of the weather information, local weather prediction of any area can be performed by adding the weather information of the area where the weather is to be predicted to the learning target of the neurocomputer. The purpose is to.

【0012】さらに、任意の地域の局地的予測を行うの
に、「特定の地域」と「特定の地域の大気状態の変化の
様子」の相関関係が強いことを利用して、特定の地域の
気象観測を行うだけで、以降の気象予測を行うことを目
的とする。
Further, in making a local prediction of an arbitrary region, the fact that the correlation between the "specific region" and "the state of the change in the atmospheric state of the specific region" is strong, the specific region is used. It is intended to perform subsequent weather forecasts simply by performing weather observations.

【0013】.ニューロコンピュータが推測した第2
の気象情報(降水確率、晴れる確率、雪の確率、大雨の
確率など)を、しきい値の操作で”1”(肯定要因)、
または”0”(否定要因)に変換して、ニューロコンピ
ュータに入力する気象情報に関し、規則性が最も高い場
合から、規則性が最も低い場合までを数値化する仕組み
を用いて、入力気象情報の「時間的変化のフラクタル次
元」を調べ、前記第2の気象情報の肯定要因の当たる確
率を100%から0%で推測することを目的とする。
[0013] The second that neurocomputer guessed
Weather information (precipitation probability, sunny probability, snow probability, heavy rain probability, etc.) by threshold operation, "1" (positive factor),
Or, by converting the weather information input to the neurocomputer into a value of “0” (negative factor) and digitizing the case where the regularity is the highest to the case where the regularity is the lowest, the input weather information is converted. The purpose is to investigate "fractal dimension of temporal change" and estimate the probability of a positive factor of the second weather information from 100% to 0%.

【0014】また、本発明は、 .大がかりな装置、専門的な知識がなくても、的確に
気象予測を行うことを目的とする。
Further, the present invention provides: The purpose is to accurately perform weather forecasts without extensive equipment and specialized knowledge.

【0015】.ニューロコンピュータ(ニューロチッ
プの集合体、またはRISC等のCPUによる演算装置
等)とその制御装置から成るニューロボードをコンピュ
ータシステムに組み込み、そのオペレーティングシステ
ム上で、アプリケーションに対し、ニューロコンピュー
タを制御する個々のサブルーチンを提供することによ
り、例えば、本発明で述べる「気象予測システム」等、
ユーザが目的に応じ、ニューロコンピュータを制御する
様々な処理をアプリケーションに組み込めることを目的
とする。
[0015] A neurocomputer (an aggregate of neurochips or an arithmetic unit using a CPU such as RISC) and a neuroboard composed of its control device are incorporated in a computer system, and an individual system for controlling the neurocomputer is controlled by an application on an operating system. By providing a subroutine, for example, "weather forecast system" described in the present invention,
An object of the present invention is to allow a user to incorporate various processes for controlling a neurocomputer into an application according to the purpose.

【0016】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0018】すなわち、請求項1記載の発明は、気象観
測を行う複数の地点の大気状態を示す気象情報を複数の
時刻で収集し、前記複数の地点のうち、一ヶ所以上の地
点の一つ以上の気象情報を推測する気象予測システムで
あって、複数の第1の時刻で収集した気象観測を行う複
数の地点の大気状態を示す気象情報を前記気象予測シス
テムに入力する第1の制御手段と、ニューロコンピュー
タによって、前記気象情報に基づき学習情報を用いて前
記第1の時刻より後の第2の時刻の前記複数の地点のう
ち一ケ所以上の地点の気象情報を推測して出力する第2
の制御手段と、該第2の時刻の推測値と該第2の時刻の
観測値を比較して前記学習情報を更新する第3の制御手
段と、を備えたものである。
That is, according to the first aspect of the present invention, weather information indicating the atmospheric state of a plurality of points for performing weather observation is collected at a plurality of times, and one or more of the one or more points among the plurality of points are collected. A weather forecasting system for estimating weather information as described above, wherein a first control means for inputting weather information indicating atmospheric conditions at a plurality of points for performing weather observation collected at a plurality of first times to the weather forecasting system. And using a neural computer to estimate and output weather information at one or more points among the plurality of points at a second time after the first time using learning information based on the weather information. 2
And third control means for comparing the estimated value at the second time and the observed value at the second time to update the learning information.

【0019】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の気象予測システムにおいて、前記気象予測システム
は、大気状態を分類した複数のパターンを識別する第4
の制御手段と、前記パターン毎に、ニューロコンピュー
タが大気状態の変化の様子を学習して学習情報を作成す
る第5の制御手段とを備え、前記第2の制御手段は、前
記パターンに対応した学習情報を用いて気象情報の推測
を行うものである。
According to a second aspect of the present invention, in the weather forecasting system of the first aspect, the weather forecasting system identifies a plurality of patterns for classifying the atmospheric condition.
Control means, and for each of the patterns, a fifth control means for generating a learning information by learning a state of a change in the atmospheric condition by a neurocomputer, wherein the second control means corresponds to the pattern This is to estimate weather information using learning information.

【0020】また、請求項3記載の発明は、気象予測プ
ログラムの実行およびデータ処理を行う演算ユニットと
前記気象予測プログラムが格納されるメモリと前記演算
ユニットとメモリとを接続する内部バスとを備えた情報
処理装置と、ニューロコンピュータと、前記情報処理装
置の内部バスに接続され、前記ニューロコンピュータの
制御を行うニューロコンピュータ制御装置とを有するニ
ューロボードとを備えたニューロコンピュータ制御シス
テムにおいて、前記ニューロコンピュータ制御装置は、
気象観測を行う複数の時刻に複数の地点で収集した気象
情報を前記気象予測プログラムを実行している情報処理
装置から受け取り、前記気象情報に基づく、学習情報を
用いた前記第1の時刻より後の第2の時刻の前記複数の
地点のうちの一ケ所以上の地点の気象情報の推測と、該
第2の時刻の推測値と該第2の時刻の観測値との比較に
よる前記学習情報の更新を制御するものである。
Further, the invention according to claim 3 comprises an arithmetic unit for executing a weather forecasting program and performing data processing, a memory storing the weather forecasting program, and an internal bus connecting the arithmetic unit and the memory. A neuro-computer comprising a neuro-board having an information processing device, a neuro-computer, and a neuro-computer controller connected to an internal bus of the information processing device for controlling the neuro-computer. The control device is
Receives weather information collected at a plurality of points at a plurality of times at which a weather observation is performed from an information processing apparatus executing the weather prediction program, and, based on the weather information, after the first time using learning information. Estimating the weather information at one or more points of the plurality of points at the second time, and comparing the learning information by comparing the estimated value at the second time with the observation value at the second time. It controls updating.

【0021】また、請求項4記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の気象予測システム、または請求項3記載の
ニューロコンピュータ制御システムにおいて、複数の時
刻に、複数の地点で、観測、および推測される気象情報
をのうち必要な気象情報を、ニューロコンピュータの入
力用、および出力用の各ニューロンに割り当てる第1の
段階と、任意の時刻以前の複数の時刻に複数の地点で、
および、時刻以降の一つ以上の時刻に一つ以上の地点で
観測された気象情報の内容を、ニューロコンピュータに
入力する第2の段階と、任意の時刻以前の気象情報の内
容を基に、ニューロコンピュータが推測した任意の時刻
以後の気象情報の内容と、任意の時刻以後に観測された
気象情報の内容との誤差をフィードバックして、ニュー
ロコンピュータが使用している学習情報(結合荷重、し
きい値)を更新する操作を、誤差が十分小さくなるまで
繰返す第3の段階と、学習情報を用いて、ニューロコン
ピュータに、現時刻以前の複数の時刻の各地点の気象情
報を入力することで、現時刻以降の各地点の必要な気象
情報を出力させる第4の段階と、からなる制御動作を行
う第7の制御手段を有する第1の機能、ニューロコンピ
ュータに、気象情報のうち必要な気象情報の観測を行う
少なくとも一ヶ所以上の各地点毎に単独で、地点の大気
状態の変化の様子を学習させる第8の制御手段と、ニュ
ーロコンピュータに、各地点の大気状態の変化に対応し
た、各地点の中から選択した任意の地点の大気状態の変
化の様子を学習させる第9の制御手段と、第8の制御手
段の学習結果を用いて、各地点毎に、ニューロコンピュ
ータに、地点の現時刻以前の複数の時刻の気象情報を入
力して、現時刻以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻
の必要な気象情報を出力させる第10の制御手段と、第
9の制御手段の学習結果を用いて、当該第9の制御手段
で選択した任意の地点毎に、ニューロコンピュータに、
第10の制御手段の出力結果を入力し、現時刻以降の少
なくとも一つ以上の異なる時刻の必要な気象情報を出力
させる第11の制御手段と、からなる第2の機能、ニュ
ーロコンピュータに、気象情報のうち必要な気象情報の
観測を行う任意の地点の気象情報の変化の様子を一気象
情報毎に単独で学習させる第12の制御手段と、ニュー
ロコンピュータに、任意の地点の各気象情報の変化に対
応した、任意の地点の各気象情報の中から選択した一気
象情報の変化の様子を学習させる第13の制御手段と、
第12の制御手段の学習結果を用いて、各気象情報毎
に、任意の地点の現時刻以前の少なくとも一つ以上の異
なる時刻の一気象情報を入力して、現時刻以降の少なく
とも一つ以上の異なる時刻の一気象情報を出力させる第
14の制御手段と、第13の制御手段の学習結果を用い
て、当該第13の制御手段で選択した任意の一気象情報
毎に、ニューロコンピュータに、第14の制御手段の出
力結果を入力し、任意の地点の現時刻以降の少なくとも
一つ以上の異なる時刻の一気象情報を出力させる第15
の制御手段と、からなる第3の機能、の中の少なくとも
一つの機能を有するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the weather forecasting system according to the first or second aspect, or in the neuro-computer control system according to the third aspect, observation and estimation are performed at a plurality of times and at a plurality of points. A first step of allocating necessary weather information to the input and output neurons of the neurocomputer, and a plurality of points at a plurality of times before an arbitrary time,
And, the second stage of inputting the content of weather information observed at one or more points at one or more times after the time to the neurocomputer, based on the content of weather information before any time, By feeding back the error between the content of the weather information after the arbitrary time estimated by the neurocomputer and the content of the weather information observed after the arbitrary time, the learning information (connection weight, The third step of repeating the operation of updating the threshold value) until the error is sufficiently small, and by inputting weather information of each point at a plurality of times before the current time into the neurocomputer using the learning information. A fourth function of outputting necessary weather information at each point after the current time, and a first function having a seventh control means for performing a control operation. The eighth control means for learning the state of the change in the atmospheric state of each point independently for each of at least one or more points where the necessary weather information is observed, and the neuro computer, The ninth control means for learning the state of the change in the atmospheric state at an arbitrary point selected from the respective points corresponding to the change, and the neuron for each point using the learning result of the eighth control means. Tenth control means for inputting weather information at a plurality of times before the current time of a point to a computer and outputting necessary weather information at at least one or more different times after the current time, and ninth control means Using the learning result of the means, the neurocomputer for each arbitrary point selected by the ninth control means,
A second function, comprising: an output result of the tenth control means, and an eleventh control means for outputting necessary weather information at at least one or more different times after the current time. Twelfth control means for learning independently the change of weather information at an arbitrary point where necessary weather information is observed among the information for each weather information; A thirteenth control means for learning a state of change of one piece of weather information selected from each piece of weather information at an arbitrary point corresponding to the change,
Using the learning result of the twelfth control means, for each piece of weather information, input one piece of weather information of at least one or more different times before the current time at an arbitrary point, and at least one or more pieces of weather information after the current time. The fourteenth control means for outputting one weather information at different times and the learning result of the thirteenth control means, for each arbitrary weather information selected by the thirteenth control means, a neuro computer, An output result of the fourteenth control means is inputted, and one weather information of at least one or more different times after the present time at an arbitrary point is output.
And at least one of the third functions of the control means.

【0022】また、請求項5記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の気象予測システム、または請求項3記載の
ニューロコンピュータ制御システムにおいて、ニューロ
コンピュータに、気象観測を行う任意の地点で、気象情
報で降水確率、晴れる確率、雪の確率、大雨の確率等の
気象情報のうち一気象情報の変化の様子を学習させる第
16の制御手段と、第16の制御手段による学習結果を
用いて、ニューロコンピュータに地点での現時刻以前の
複数の時刻の一気象情報を入力して、現時刻以降の一つ
以上の時刻の一気象情報を出力させる第17の制御手段
と、入力気象情報のカオス性を調べ、第17の制御手段
で出力した気象情報の当たる確率を推測する第18の制
御手段とからなる第4の機能、第18の制御手段におい
てニューロコンピュータが出力した気象情報を、しきい
値の操作で、”1”、または”0”に変換し、気象情報
を肯定要因と否定要因に切分け、データの規則性が最も
高い場合から、規則性が最も低い場合までを数値化する
仕組みを用いて、入力気象情報の時間的変化のフラクタ
ル次元を調べ、推測気象情報の肯定要因、または否定要
因の当たる確率を100%から50%の間の値で求め、
気象情報の肯定要因、または否定要因の当たる確率を1
00%から0%の間の値で求める第19の制御手段と第
16および第17の制御手段とからなる第5の機能、第
18の制御手段においてニューロコンピュータが出力し
た気象情報を、気象情報の肯定要因に対する発火率と
し、データの規則性が最も高い場合から、規則性が最も
低い場合までを数値化する仕組みを用いて、入力気象情
報の時間的変化のフラクタル次元を調べて、推測気象情
報の肯定要因の当たる確率を100%から50%の間の
値で求め、発火率と推測気象情報の肯定要因の当たる確
率の積を気象情報として求める第20の制御手段と第1
6および第17の制御手段とからなる第6の機能、の中
の少なくとも一つの機能を備えたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a weather forecasting system according to the first or second aspect, or the neurocomputer control system according to the third aspect, wherein the neurocomputer is provided with a weather forecast at an arbitrary point for performing weather observation. Using a learning result of the sixteenth control means and a learning result of the sixteenth control means, the information learns a state of change of one weather information among weather information such as a probability of precipitation, a probability of clearing, a probability of snow, a probability of heavy rain, and the like. Seventeenth control means for inputting one weather information at a plurality of times before the current time at a point to the neurocomputer and outputting one weather information at one or more times after the current time, and chaos of the input weather information A fourth function consisting of an eighteenth control means for examining the probability of hitting the weather information output by the seventeenth control means. The weather information output by the data is converted into "1" or "0" by threshold operation, and the weather information is divided into positive factors and negative factors. The fractal dimension of the temporal change of the input weather information is examined by using a mechanism that quantifies the case where the regularity is the lowest, and the probability that the positive or negative factor of the estimated weather information falls between 100% and 50%. Calculated by the value of
The probability of a positive or negative factor in weather information being 1
Fifth function consisting of nineteenth control means and sixteenth and seventeenth control means obtained by a value between 00% and 0%, the weather information output by the neurocomputer in the eighteenth control means is converted into weather information The firing rate for the affirmative factor is calculated, and the fractal dimension of the temporal change of the input weather information is examined using a mechanism that quantifies the case where the regularity of the data is the highest to the case where the regularity of the data is the lowest. The twentieth control means and the first control means determine the probability of the positive factor of the information as a value between 100% and 50%, and obtain the product of the firing rate and the probability of the positive factor of the estimated weather information as the weather information.
And a sixth function comprising a sixth control means and a seventeenth control means.

【0023】[0023]

【作用】上記した本発明の気象予測システムおよびニュ
ーロコンピュータ制御システムの作用の一例を示せば以
下の通りである。
The following is an example of the operation of the above-described weather forecasting system and neuro-computer control system of the present invention.

【0024】(1)気象予測システムI(請求項1,
2,4に記載の気象予測システム、および請求項1,4
に記載の第1、第2、第7の制御手段) 本システムは、ニューロコンピュータに複数の観測地点
の大気状態の変化の様子を学習させ、各観測地点の現時
刻以前の時系列的な気象情報を入力して、各観測地点の
現時点以後の一つ以上の異なる時刻の気象情報を推測さ
せるもので、図4に示す「気象予測システムIにおける
ニューロコンピュータ基本モデル」、および図5に示す
「ニューロコンピュータ入出力の関係の一例を示す説明
図」を用いて説明する。
(1) Weather forecasting system I
A weather forecast system according to claim 2 or claim 4, and a weather forecast system according to claim 1.
First, second, and seventh control means described in (1) The present system allows the neurocomputer to learn the state of changes in the atmospheric state at a plurality of observation points, and obtain time-series weather information before the current time at each observation point. The information is input to infer weather information at one or more different times after the present time at each observation point. The "neurocomputer basic model in the weather forecasting system I" shown in FIG. 4 and the "neural computer basic model shown in FIG. An explanatory diagram showing an example of the relationship between neurocomputer input and output "will be used.

【0025】気象観測、および気象予測を行う時刻T
(t0)に対応した各観測地点L(j)毎の入力用の気象
情報Fin (t0,j, i0)(一例としてFin (i0):大気
圧,温度,湿度,風向,風速)、および出力用の気象情
報Fout (t1,j,i1)(一例としてFout (i1):大
気圧,温度,湿度,風向,風速,降雨確率,晴れる確
率)をニューロコンピュータの入力層の各ニューロンN
in(t0,j,i0)、および出力層のニューロンNout
(t1,j,i1)に割り当てておき、各地観測点で実際に
観測され、情報処理装置(以降ホストと称す)が収集し
た観測済み気象情報Fin (t0,j,i0)を、観測可能範
囲の上下限を[0]から[1]までの実数となるよう、
シグモイド関数を用いて変換し、さらに2n 倍した値を
気象実測情報Hin (t0,j,i0)とし、 .まず、異なる時刻(例えば、24,12,6時間
前、および現時点)に観測した各々の観測地点の気象情
報を気象実測情報にデータ変換してニューロコンピュー
タの入力層に入力し、学習情報(ニューロコンピュータ
の中間層、出力層における各ニューロのしきい値、およ
び複数のシナプスに記憶されている結合係数)を用い
て、以降(例えば6,12,24時間後)の各々の観測
地点の気象状態を推測させ、気象推測情報Hout (t1,
j,i1)として出力層より出力させ、次に、前記気象推
測情報Hout に対し、実際に該当時刻に観測した気象情
報Fin (t1,j,i1)を気象実測情報Hinに変換したも
のをニューロコンピュータの出力層に入力することで
「前記気象推測情報Hout (t1,j,i1)と前記気象実
測情報Hin (t1,j,i1)との誤差」が最小になるよう
に前記学習情報を更新し、 .項番を繰り返すことで気象の変化の様子(1事
象)を学習させ、さらに、別の時刻における複数の「気
象の変化の様子」(n事象)についても学習させ、 .各観測地点からホストに送られてきた、例えば、2
4,12,6時間前、および現時点の気象情報Fin (t
0:k0〜k1,j,i0)を気象実測情報Hin (t0,j,
0)に変換し、ニューロコンピュータの入力層に入力
し、前記学習情報を用いて、以降の気象状態を推測さ
せ、気象推測情報Hout (t1,j,i1)として出力層よ
り出力させ、気象情報Fout (t1:k1〜k2,j,i
1)に変換することで、例えば6,12,24時間後の各
観測地点L(j)での気象情報を推測する。
Time T for performing weather observation and weather forecast
(t 0) weather information F in the input of each observation point L (j) corresponding to (t 0, j, i 0 ) (F in (i 0 as an example): atmospheric pressure, temperature, humidity, wind direction , Wind speed) and weather information F out (t 1 , j, i 1 ) for output (for example, F out (i 1 ): atmospheric pressure, temperature, humidity, wind direction, wind speed, rainfall probability, clearing probability) Each neuron N in the input layer of the computer
in (t 0 , j, i 0 ) and the output layer neuron N out
(t 1 , j, i 1 ), and the observed weather information F in (t 0 , j, i 0 ) that is actually observed at each observation point and collected by an information processing device (hereinafter referred to as a host) So that the upper and lower limits of the observable range are real numbers from [0] to [1].
Transformed using the sigmoid function, a further 2 n multiplied by the value a meteorological measured information H in (t 0, j, i 0),. First, the weather information of each observation point observed at different times (for example, 24, 12 and 6 hours before and at the present time) is converted into weather measurement information and input to the input layer of the neurocomputer, and the learning information (neuro Using the computer's hidden layer, the threshold value of each neuron in the output layer, and the coupling coefficient stored in a plurality of synapses, the weather condition of each observation point thereafter (for example, after 6, 12, 24 hours) Is estimated, and the weather estimation information H out (t 1 ,
j, i 1) is outputted from the output layer as then the relative weather estimation information H out, was observed actually relevant time weather information F in (t 1, j, i 1) weather actual information H in Is input to the output layer of the neurocomputer to obtain an error between the weather estimation information H out (t 1 , j, i 1 ) and the weather measurement information H in (t 1 , j, i 1 ). Is updated to minimize the learning information; By repeating the item numbers, the state of weather change (one event) is learned, and further, a plurality of "states of weather change" (n events) at different times are learned. For example, 2 sent from each observation point to the host
4,12,6 hours ago, and the current weather information F in (t
0: k0~k1, j, i 0 ) weather actual measurement information H in (t 0, j,
i 0 ), input to the input layer of the neurocomputer, and infer the subsequent weather condition using the learning information, and output from the output layer as weather estimation information H out (t 1 , j, i 1 ). And the weather information F out (t 1 : k1 to k2, j, i
By converting to 1 ), weather information at each observation point L (j) after 6, 12, and 24 hours is estimated, for example.

【0026】以上により、 .ニューロコンピュータに、過去の気象情報を学習さ
せ、次に以前の時系列的な気象情報を入力することで、
以降の気象情報を推測させることが可能になる。
From the above,. By having the neurocomputer learn past weather information, and then input previous time-series weather information,
The subsequent weather information can be estimated.

【0027】.本発明では、気象情報の観測、および
予測地点が任意に設定できるため、全国版の気象情報の
提供を受け、全国版の気象を予測する以外に、気象を予
測したい地域の気象情報をニューロコンピュータの学習
対象に追加することで、任意の地域の局地的予測が可能
である。
[0027] In the present invention, since observation and prediction points of weather information can be arbitrarily set, a nationwide version of weather information is provided. By adding it to the learning target, local prediction of an arbitrary region is possible.

【0028】.ニューロコンピュータの学習対象に、
降水確率、晴れる確率、雪の確率、大雨の確率のうち、
少なくとも一つ以上の気象情報を追加することで、これ
らの情報も予測可能となる。
[0028] The target of neuro computer learning,
Probability of precipitation, probability of sunny, probability of snow, probability of heavy rain,
By adding at least one or more weather information, such information can also be predicted.

【0029】.本発明による気象予測システムの運用
に、気象に関する専門的知識は不要である。
[0029] The operation of the weather forecasting system according to the present invention does not require specialized knowledge on weather.

【0030】(2)季節要因の判別(請求項1に記載の
第3の制御手段、請求項2に記載の第4、第5の制御手
段) ニューロコンピュータに大気状態の変化とその季節要因
の関係を学習させ、時系列的な気象情報を入力して、現
在の大気状態の季節要因を推測させ、季節要因に対応し
た学習情報(大気状態の変化の様子の学習結果)を用い
て、気象予測を行う。
(2) Judgment of Seasonal Factors (Third Control Means According to Claim 1, Fourth and Fifth Control Means According to Claim 2) The neurocomputer sends a change in atmospheric state and a change in seasonal factors. Learning the relationship, inputting time-series weather information, estimating the seasonal factors of the current atmospheric condition, and using the learning information corresponding to the seasonal factors (learning results of changes in atmospheric conditions) Make predictions.

【0031】大気状態の変化の様子を、春,梅雨,夏,
台風,秋,秋の長雨,冬等の季節要因を学習の対象と
し、学習、および推測する前処理として、 .気象観測、および気象予測を行う時刻T (t0)に対
応した各観測地点L(j)毎の前記入力用の気象情報F
in (t0,j,i0)をニューロコンピュータの入力層の各
ニューロンNin (t0,j,i0)、および春,梅雨,夏,
台風,秋,秋の長雨,冬等の各季節要因を出力層のニュ
ーロンNout (季節要因)に割り当てておき、異なる時
刻(例えば、24,12,6時間前、および現時点)に
観測した各々の観測地点の気象情報を、気象実測情報に
データ変換しニューロコンピュータの入力層に入力し、
季節要因判別用学習情報(ニューロコンピュータの中間
層、出力層における各ニューロのしきい値、および複数
のシナプスに記憶されている結合係数で)を用いて、前
記気象情報に対する季節要因を、[0]から[1]まで
の実数で出力層より出力(判断)させ、次に、前記気象
情報に対する最も適切な季節要因を正解[1]、該当し
ない季節要因は[0]として、ニューロコンピュータの
出力層に入力することで「ニューロコンピュータが判断
した前記季節要因と、正解として出力層に入力した前記
季節要因との誤差」が最小になるようにニューロコンピ
ュータが使用している学習情報を更新し、 .項番を繰り返すことで、気象の変化に対応する季
節要因(1事象)を学習させ、さらに、別の時刻におけ
る複数の「気象の変化に対応する季節要因」(n事象)
についても学習させ、 .実際に気象情報を推測する際の前処理として、各観
測地点からホストに送られてきた、例えば、24,1
2,6時間前、および現時点の気象情報Fin(t0:k0
〜k1,j,i)を気象実測情報Hin(t0,j,i)に
変換し、ニューロコンピュータの入力層に入力し、季節
要因判別用学習情報を用いて、前記気象情報に対する季
節要因を、[0]から[1]までの実数で出力層22の
各ニューロンNout (季節要因)より出力(判断)さ
せ、最も大きい値を出力したニューロンNout (季節要
因)に割り当てられた季節要因を、前記気象情報に対す
る季節要因として判定し、「季節要因別に気象の変化の
様子を学習して得られた学習情報」を基に、実際に、項
番(1)に従い、例えば6,12,24時間後の各観測
地点L(j)での気象情報Fout (t1:k1〜k2,
j,i)を推測する。
The state of the change in the atmospheric condition is shown in spring, rainy season, summer,
Seasonal factors such as typhoons, autumn, long rains in autumn, and winter are targeted for learning, and preprocessing for learning and estimating is as follows. The input weather information F for each observation point L (j) corresponding to the time T (t 0 ) at which weather observation and weather prediction are performed.
in (t 0 , j, i 0 ) is used for each neuron N in (t 0 , j, i 0 ) of the input layer of the neurocomputer, and for the spring, rainy season, summer,
Each seasonal factor such as typhoon, autumn, long rainfall in autumn, winter, etc. is assigned to the neuron N out (seasonal factor) in the output layer, and observed at different times (for example, 24, 12, 6 hours before and at the present time). The weather information of the observation point is converted into actual measurement information and input to the input layer of the neurocomputer.
Using the seasonal factor discriminating learning information (in the middle layer of the neurocomputer, the threshold value of each neuron in the output layer, and the coupling coefficient stored in a plurality of synapses), the seasonal factor for the weather information is represented by [0 ] From the output layer in real numbers from [1] to [1]. Next, the most appropriate seasonal factor for the weather information is correct [1], and the non-applicable seasonal factor is [0]. By updating the learning information used by the neurocomputer so that the `` error between the seasonal factor determined by the neurocomputer and the seasonal factor input to the output layer as a correct answer '' is minimized by inputting to the layer, . By repeating the item numbers, the seasonal factor (one event) corresponding to the change in weather is learned, and a plurality of “seasonal factors corresponding to the change in weather” at another time (n events)
To learn about. As preprocessing for actually estimating weather information, for example, 24, 1 sent from each observation point to the host
Weather information F in (t 0 : k0) two to six hours ago and the current time
~K1, j, converts i) weather actual measurement information H in (t 0, j, i) , the input to the input layer of the neural computer, by using the learning information for seasonal factors determine, seasonal factors for the weather Is output (determined) from each neuron N out (seasonal factor) of the output layer 22 with a real number from [0] to [1], and the season assigned to the neuron N out (seasonal factor) that has output the largest value is The factor is determined as a seasonal factor with respect to the weather information, and based on the “learning information obtained by learning the state of weather change for each seasonal factor”, for example, 6,12 , 24 hours later, weather information F out (t 1 : k1 to k2, at each observation point L (j))
j, i).

【0032】以上により、ニューロコンピュータの気象
に対する学習の範囲を「季節ごと」に限定でき、時系列
的に相関関係の強い気象状態を学習でき、以降の気象状
態を決め細かく推測でき、特に季節の変わり目での予測
精度が維持でき、威力を発揮できる。
As described above, the range of learning for the weather by the neurocomputer can be limited to “seasonal”, weather conditions having a strong correlation in a time series can be learned, and subsequent weather conditions can be determined and finely estimated. Prediction accuracy at the turn can be maintained, and the power can be demonstrated.

【0033】(3)ニューロコンピュータ制御システム
(請求項3に記載のニューロコンピュータ制御システム
および第6の制御手段) OS(オペレーティングシステム)上で動くアプリケー
ションに対し、OS上で、ニューロコンピュータを制御
する汎用的なサブルーチンを提供する。
(3) Neurocomputer Control System (Neurocomputer Control System and Sixth Control Means According to Claim 3) For an application running on an OS (Operating System), general-purpose for controlling the neurocomputer on the OS Provides a typical subroutine.

【0034】本システムは、情報処理装置のOS上で、
アプリケーションに対し、ニューロコンピュータを制御
する個々の処理、例えば、基本的機能である「学習処
理」、「推測処理」、またはニューロコンピュータの
モード設定である「学習対象のニューロンの割当
て」、「学習情報の初期化」、「入出力層、および
中間層のニューロン数の決定」等をサブルーチンとして
提供する。
This system runs on the OS of the information processing device,
For each process that controls the neurocomputer for the application, for example, "learning process" or "guessing process" which is a basic function, or "allocation of neurons to be learned" which is a mode setting of the neurocomputer, "learning information" And "determination of the number of neurons in the input / output layer and the intermediate layer" are provided as subroutines.

【0035】一方、アプリケーションは、プログラムを
実行していく過程で、必要に応じ、上記コマンドをOS
に対し発行する(サブルーチンをOS上で起動)。
On the other hand, in the course of executing the program, the application sends the above command to the OS as necessary.
(A subroutine is started on the OS).

【0036】前記コマンドを契機として、OSは、ニュ
ーロコンピュータ制御システムにアプリケーションの要
求を伝え、ニューロコンピュータ制御システムは、前記
要求に対し必要に応じ、ニューロコンピュータを制御す
るための制御情報を準備し、ニューロコンピュータに命
令を実行する様に要求する。ニューロコンピュータ制御
システムは、ニューロコンピュータの前記命令に対する
終了報告を待って、OSに終了報告をすると共に、必要
に応じ、アプリケーション、またはOSに提供すべき情
報を所定の場所に格納する。前記終了報告を契機とし
て、OSはアプリケーションへの終了報告、またはニュ
ーロコンピュータ制御システムの要求を実行する。
In response to the command, the OS transmits a request for an application to the neurocomputer control system, and the neurocomputer control system prepares control information for controlling the neurocomputer as required for the request, Requests the neurocomputer to execute the instructions. The neurocomputer control system waits for an end report for the instruction of the neurocomputer, reports the end to the OS, and stores information to be provided to the application or the OS in a predetermined location as necessary. Upon the completion report, the OS executes a completion report to the application or a request from the neurocomputer control system.

【0037】以上により、情報処理装置は、「ニューロ
コンピュータが接続されたニューロコンピュータ制御装
置」を内部バス、または標準インターフェイスで接続す
ることにより、ニューロコンピュータ制御システムがO
S上で提供するサブルーチンをアプリケーションプログ
ラムに組み込むことで、ニューロコンピュータを使った
処理を実行できる。
As described above, the information processing apparatus is connected to the "neurocomputer control device to which the neurocomputer is connected" by the internal bus or the standard interface.
By incorporating a subroutine provided on S into an application program, processing using a neurocomputer can be executed.

【0038】(4)気象予測システムII(請求項1,
2,4に記載の気象予測システムおよび請求項4に記載
の第8、第9、第10、第11の制御手段) 本システムは、ニューロコンピュータに、気象観測を行
う各地点毎に単独で大気状態の変化の様子を学習させ、
更に、各地点の大気状態の変化に対する特定の地点の大
気状態の変化の様子を学習させ、各観測地点の現時刻以
前の異なる時刻の気象情報を入力して、特定地点の現時
刻以後の一つ以上の異なる時刻の気象情報を推測させる
もので、図13に示す「気象予測システムIIにおけるニ
ューロコンピュータ基本モデル」を用いて説明する。
(4) Weather forecast system II (claim 1,
The weather forecasting system according to any one of claims 2 and 4, and the eighth, ninth, tenth, and eleventh control means according to claim 4. Learn how the state changes,
Further, by learning the state of the change of the atmospheric state of a specific point with respect to the change of the atmospheric state of each point, the weather information of each observation point at a different time before the current time is input, and the one after the current time of the specific point is input. This is for estimating weather information at two or more different times, and will be described with reference to a "neurocomputer basic model in weather forecast system II" shown in FIG.

【0039】.任意の観測地点L(0)で、少なくと
も一つ以上の異なる時刻T (t0)に観測、および推測さ
れる前記気象情報のうち必要な気象情報を、ニューロコ
ンピュータの入力層、および出力層の各ニューロンに割
り当て、 .前記地点L(0)で、任意の時刻T (t0)以前、お
よび前記時刻T (t0)以降の少なくとも一つ以上の異な
る時刻に、観測された前記気象情報の内容を、ニューロ
コンピュータに入力して、前記地点L(0)における大
気状態の変化の様子を学習させ、 .項番〜を気象観測を行う少なくとも一つ以上の
地点L(j)で実行し、 .項番〜を実行した前記各地点L(j)で、ニュ
ーロコンピュータの出力層に割り当てた各気象情報のう
ち必要な気象情報を入力層に割り当て、前記任意の地点
L(0)の前記気象情報のうち必要な気象情報を出力層
に割り当て、 .項番〜を実行した各地点L(j)で任意の時刻
T (t0)以後の少なくとも一つ以上の異なる時刻に観測
された前記気象情報の内容、および項番で割り当てた
前記任意の地点L(0)の前記任意の時刻T (t0)以後
の少なくとも一つ以上の異なる時刻に観測された前記気
象情報の内容をニューロコンピュータに入力し、項番
〜を実行した各地点L(j)の大気状態の変化に対す
る前記任意の地点L(0)の大気状態の変化の様子を学
習させ、 .項番〜を、気象予測を必要とする地点L (j1)
で実行し、 .項番の学習結果を用いて、前記各地点L(j)毎
に、ニューロコンピュータに、現時刻T (t1)以前の少
なくとも一つ以上の異なる時刻の前記各地点での気象情
報を入力することで、現時刻T (t1)以降の必要な気象
情報を出力させ、 .項番の学習結果を用いて、前記各地点L (j1)毎
に、ニューロコンピュータに、項番の出力結果を入力
し、前記各地点L (j1)の現時刻T (t1)以降の必要な
気象情報を出力させる。
[0039] At any observation point L (0), at least one or more different times T (t 0 ), the necessary weather information of the weather information observed and estimated is transmitted to the input layer and the output layer of the neurocomputer. Assigned to each neuron,. In the point L (0), an arbitrary time T (t 0) before, and at least one different time of the time T (t 0) and later, the observed content of the weather information, the neuro-computer To learn the state of the change of the atmospheric state at the point L (0); Executing the item numbers at at least one or more points L (j) for performing weather observation; At each of the points L (j) where the item numbers are executed, necessary weather information among the respective weather information allocated to the output layer of the neurocomputer is allocated to the input layer, and the weather information at the arbitrary point L (0) is allocated. Assign the required weather information to the output layer. The contents of the weather information observed at at least one or more different times after an arbitrary time T (t 0 ) at each point L (j) where the item number is executed, and the arbitrary point assigned by the item number The contents of the weather information observed at least at one or more different times after the arbitrary time T (t 0 ) of L (0) are input to the neurocomputer, and the respective points L (j ) Learn the state of the change in the atmospheric condition at the arbitrary point L (0) with respect to the change in the atmospheric condition in step. Item No. to the point L (j 1 ) requiring weather forecast
Run with. Using the learning result of the item number, weather information at each of the points at at least one or more different times before the current time T (t 1 ) is input to the neurocomputer for each of the points L (j). As a result, necessary weather information after the current time T (t 1 ) is output, Using learning result of No., for each said each point L (j 1), the neuro-computer inputs the output of No., wherein each point L (j 1) the current time T (t 1) after the Required weather information is output.

【0040】以上により、項番(1)に加え、学習、推
測の演算を行うのに、学習情報の入替え、気象情報のニ
ューロンへの割当ては頻繁に発生するものの、小規模の
ニューロン構成で実現可能で、ニューロコンピュータの
汎化能力が強化できる。
As described above, in addition to the item number (1), learning and guessing calculations are performed. In this case, replacement of learning information and assignment of weather information to neurons occur frequently, but are realized with a small-scale neuron configuration. It is possible to enhance the generalization ability of the neurocomputer.

【0041】(5)気象予測システムIII (請求項1,
2,4に記載の気象予測システムおよび請求項4に記載
の第12、第13、第14、第15の制御手段) 本システムは、任意の観測地点に関し、ニューロコンピ
ュータに、各気象情報毎に、前記一気象情報のみの変化
の様子を学習させ、更に、各気象情報の変化に対する特
定の気象情報の変化の様子を学習させ、現時刻以前の異
なる時刻の気象情報を入力して、現時刻以後の一つ以上
の異なる時刻の特定の気象情報を推測させるもので、図
14に示す「気象予測システムIII におけるニューロコ
ンピュータ基本モデル」を用いて説明する。
(5) Weather forecasting system III
The weather forecasting system according to any one of claims 2 and 4, and the twelfth, thirteenth, fourteenth, and fifteenth control means according to claim 4) The present system provides a neural computer with respect to any observation point for each weather information. Learning the state of change of only one piece of weather information, further learning the state of change of specific weather information with respect to each change of weather information, and inputting weather information at a different time before the current time, This is for estimating specific weather information at one or more different times thereafter, and will be described with reference to a "neurocomputer basic model in weather forecast system III" shown in FIG.

【0042】.任意の地点で、少なくとも一つ以上の
異なる時刻に観測、および推測される前記気象情報のう
ちの一気象情報F (i0)を、ニューロコンピュータの入
力層、および出力層の各ニューロンに割り当て、 .前記地点で、任意の時刻T (t0)以前、および前記
時刻T (t0)以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻に
観測された前記一気象情報F (i0)の内容を、ニューロ
コンピュータに入力し、前記地点における前記一気象情
報F (i0)の変化の様子を学習させ、 .項番〜を気象観測を行う少なくとも一つ以上の
前記各一気象情報F (i0)で実行し、 .項番でニューロコンピュータの出力層に割り当て
た各気象情報F(i)のうち必要な気象情報を入力層に
割り当て、前記各気象情報F(i)の中から選択した一
気象情報F (i1)を出力層に割り当て、 .前記地点で、任意の時刻T (t0)以後の少なくとも
一つ以上の異なる時刻に観測された前記各気象情報F
(i)の内容、および前記時刻T (t0)以降の少なくと
も一つ以上の異なる時刻に観測された前記一気象情報F
(i1)の内容を、ニューロコンピュータに入力し、各気
象情報F(i)の変化に対する前記一気象情報F (i1)
の変化の様子を学習させ、 .項番〜を、気象予測を必要とする前記各一気象
情報F (i1)について実行し、 .項番の学習結果を用い、前記各一気象情報F
(i)毎に、ニューロコンピュータに、現時刻T (t1)
以前の少なくとも一つ以上の異なる時刻に観測された前
記一気象情報F(i)の内容を入力することで、現時刻
T (t1)以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻の前記
一気象情報F(i)を出力させ、 .項番の学習結果を用い、前記各気象情報F (i1)
毎にニューロコンピュータに、項番の出力結果を入力
し、現時刻T (t1)以降の一気象情報F (i1)を出力さ
せる。
[0042] At any point, at least at one or more different times, one weather information F (i 0 ) of the weather information observed and estimated is assigned to each neuron of an input layer and an output layer of a neurocomputer, . At the point, the contents of the one weather information F (i 0 ) observed before any time T (t 0 ) and at least one or more different times after the time T (t 0 ) are stored in a neurocomputer. To learn the state of change of the one weather information F (i 0 ) at the point, Performing the item numbers with at least one or more of each of the weather information F (i 0 ) for performing weather observation; The required weather information among the weather information F (i) allocated to the output layer of the neurocomputer in the item number is allocated to the input layer, and one of the weather information F (i 1 ) selected from the weather information F (i) is selected. ) Is assigned to the output layer, and. At each point, each of the weather information F observed at at least one or more different times after an arbitrary time T (t 0 )
(I) and the one weather information F observed at at least one or more different times after the time T (t 0 )
The contents of (i 1 ) are input to the neurocomputer, and the one weather information F (i 1 ) corresponding to the change of each weather information F (i)
Learn the state of change. Performing the item numbers ( 1 ) to ( 4 ) for each piece of the weather information F (i 1 ) requiring the weather forecast; Each of the weather information F
For each (i), the current time T (t 1 ) is stored in the neurocomputer.
By inputting the contents of the one weather information F (i) observed at least at one or more different times before, the one weather information at at least one or more different times after the current time T (t 1 ) is input. Output F (i); Using the learning result of the item number, each of the weather information F (i 1 )
A neuro-computer for each, enter the output of No., to output the current time T (t 1) after one weather information F (i 1).

【0043】以上により、項番(4)に加え、特定地域
の気象観測を行うだけで、その地域の気象予測が可能、
つまり、他の地域と独立して予測が可能なため、他の地
域の気象情報の収集をしなくて済み、小規模のニューロ
構成で実現が可能である。
As described above, in addition to the item number (4), the weather forecast of a specific area can be made only by performing the weather observation of that area.
In other words, since prediction can be made independently of other regions, it is not necessary to collect weather information of other regions, and realization can be realized with a small-scale neuro configuration.

【0044】(6)気象予測システムIV(請求項5に記
載の気象予測システムおよび第16、第17、第18、
第19、第20の制御手段) 本システムは、降水確率、晴れる確率等の気象情報の予
測に関し、ニューロコンピュータに入力する時系列デー
タのカオス性(規則性)を調べ、そのデータが予測しや
すいか否かを数値化することで、前記入力情報に対しニ
ューロコンピュータの推測が当たる確率から、ニューロ
コンピュータが推測する気象情報の肯定要因(例えば、
晴れる、雨が降る等)、または否定要因(そうでない)
に対する当たる確率を求めるもので、図15および図1
6に示す「気象予測システムIVにおけるニューロコンピ
ュータ基本モデル」を用いて説明する。
(6) Weather forecasting system IV (weather forecasting system according to claim 5 and the sixteenth, seventeenth, eighteenth,
Nineteenth and twentieth control means) The present system checks the chaos (regularity) of time-series data input to a neurocomputer regarding prediction of weather information such as the probability of precipitation and the probability of clearing, and the data is easy to predict. By quantifying whether or not this is the case, the positive factor of the weather information estimated by the neurocomputer (for example,
Sunny, rainy, etc.) or negative (otherwise)
15 and FIG. 1 and FIG.
This will be described using “neurocomputer basic model in weather forecasting system IV” shown in FIG.

【0045】.任意の地点で、少なくとも一つ以上の
異なる時刻に観測、および予測される前記気象情報のう
ち一気象情報を、ニューロコンピュータの入力用、およ
び出力用の各ニューロンに割り当てると共に、 .任意の時刻以前、および前記時刻以降の少なくとも
一つ以上の異なる時刻に、前記地点で観測された前記気
象情報の内容を、例えば、降水確率の場合、測定時間中
において、肯定要因である雨が降れば”1”、否定要因
である雨が降らない場合には”0”としてニューロコン
ピュータに入力し、ニューロコンピュータの出力データ
を”0”から”1”までの値になる様に設定し、また、
教師情報は、入力データと同様に”0”、または”1”
のいずれかとして、任意の地点での前記気象情報の変化
の様子を学習させ、下記項番,のいずれかを実行す
る。
[0045] Assigning one of the weather information observed and predicted at at least one or more different times at any point to each neuron for input and output of the neurocomputer; Before any time, and at least one or more different times after the time, the content of the weather information observed at the point, for example, in the case of precipitation probability, during the measurement time, rain is a positive factor If it falls, it is input to the neurocomputer as "1", and if it does not rain as a negative factor, it is input to the neurocomputer as "0", and the output data of the neurocomputer is set to a value from "0" to "1". Also,
The teacher information is “0” or “1” as in the input data.
As one of the above, the state of the change of the weather information at an arbitrary point is learned, and one of the following item numbers is executed.

【0046】.(請求項5に記載の第17、第18、
第19の制御手段)(i)前記学習結果を用いて、ニュ
ーロコンピュータに、前記地点での現時刻以前の少なく
とも一つ以上の異なる時刻の前記気象情報を入力して、
以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻の前記気象情報
を推測させ、しきい値の操作で、”1:肯定要因(雨が
降る)”、または”0:否定要因(雨が降らない)”の
いずれかに変換し、 (ii)ニューロコンピュータに入力した前記時系列的な
気象情報の集合体に関し、フラクタル解析を行い、規則
性が最も高い場合(フラクタル次元G=”1”)から、
規則性が最も低い場合(フラクタル次元G=”2”)ま
でを100から50までの値に数値化する仕組みを用い
て、「入力情報に対しニューロコンピュータの推測が当
たる確率」を求め、ニューロコンピュータが推測する降
水確率、晴れる確率等の気象情報の肯定要因、または否
定要因の当たる確率を100%から50%の間の値で求
め、さらに、肯定要因の当たる確率を100%から0%
の間の値で算出する。
[0046] (The seventeenth, eighteenth,
Nineteenth control means) (i) using the learning result, inputting the weather information at at least one or more different times before the current time at the point into the neurocomputer,
The weather information at at least one or more different times thereafter is estimated, and by operating the threshold, “1: a positive factor (rain falls)” or “0: negative factor (rain does not fall)” (Ii) Fractal analysis is performed on the set of time-series weather information input to the neurocomputer, and when the regularity is the highest (fractal dimension G = “1”),
Using a mechanism for digitizing the case where the regularity is the lowest (fractal dimension G = “2”) to a value from 100 to 50, the “probability that the neurocomputer guessed the input information” is obtained. The probability of a positive factor or negative factor of weather information, such as the probability of precipitation and the probability of clearing, which is estimated by is calculated from a value between 100% and 50%, and the probability of a positive factor is calculated from 100% to 0%.
Calculate with the value between

【0047】.(請求項5記載の第17、第18、第
20の制御手段)(i)前記学習結果を用いて、ニュー
ロコンピュータに、前記地点での現時刻以前の少なくと
も一つ以上の異なる時刻の前記気象情報を入力して、以
降の少なくとも一つ以上の異なる時刻の前記気象情報を
推測させ、これを気象情報の肯定要因に対する発火率と
し、 (ii)ニューロコンピュータに入力した前記時系列的な
気象情報の集合体に関し、フラクタル解析を行い、規則
性が最も高い場合(フラクタル次元G=”1”)から、
規則性が最も低い場合(フラクタル次元G=”2”)ま
でを100から50までの値に数値化する仕組みを用い
て、「入力情報に対しニューロコンピュータの推測が当
たる確率」を求め、ニューロコンピュータが推測する降
水確率、晴れる確率等の気象情報の肯定要因の当たる確
率を100%から50%の間の値で求め、 (iii)現時刻以降の各「前記推測気象情報の肯定要因の
当たる確率」と「前記発火率」との積を求め、これを気
象情報として出力する。
[0047] (Seventeenth, eighteenth, and twentieth control means according to claim 5) (i) Using the learning result, a neural computer instructs the neurocomputer to at least one or more different times before the current time at the point. Inputting information, causing the weather information at at least one or more different times thereafter to be inferred, and using this as a firing rate for a positive factor of the weather information; (ii) the time-series weather information input to the neurocomputer; Fractal analysis is performed on the aggregate of, and when the regularity is the highest (fractal dimension G = "1"),
Using a mechanism for digitizing the case where the regularity is the lowest (fractal dimension G = “2”) to a value from 100 to 50, the “probability that the neurocomputer guessed the input information” is obtained. The probability of a positive factor of weather information, such as the probability of precipitation and the probability of clearing, is estimated from a value between 100% and 50%, and (iii) the probabilities of the positive factors of the above-mentioned estimated weather information after the current time. Is multiplied by the "firing rate", and this is output as weather information.

【0048】以上により、項番(5)に加え、ニューロ
コンピュータに入力する時系列データのカオス性(規則
性)を調べ、そのデータが予測しやすいか否かを数値化
してニューロコンピュータの推測が当たる確率を求める
ことで、降水確率、晴れる確率等の気象情報を明示する
ことが可能となる。
As described above, in addition to the item number (5), the chaos (regularity) of the time series data input to the neurocomputer is examined, and whether or not the data is easy to predict is quantified to estimate the neurocomputer. By obtaining the probability of hitting, it is possible to specify weather information such as the probability of precipitation and the probability of clearing.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0050】(実施例1) (1)気象情報の定義 気象情報 : 第1の気象情報、および第2の気
象情報 第1の気象情報 : 大気状態(大気圧,温度,湿度,
風向,風速) 第2の気象情報 : 天気(降水確率,晴れる確率,雪
の確率,大雨の確率) (2)情報処理装置基本構成 図1は、本発明を情報処理装置の気象予測システムに適
応した場合の一実施例を示すブロック図であり、 (2−1)情報処理装置本体部1(以降、ホスト1と称
す)は、プログラムの実行、およびデータ処理を行う演
算ユニット3、ホスト内部バス4、およびディスク装置
5を基本構成とする。
Embodiment 1 (1) Definition of Weather Information Weather Information: First Weather Information and Second Weather Information First Weather Information: Atmospheric Condition (atmospheric pressure, temperature, humidity,
(Wind direction, wind speed) Second weather information: Weather (precipitation probability, sunny probability, snow probability, heavy rain probability) (2) Basic configuration of information processing device FIG. 1 shows the present invention applied to a weather prediction system of an information processing device. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. (2-1) The information processing apparatus main unit 1 (hereinafter referred to as host 1) includes an arithmetic unit 3 for executing programs and performing data processing, and a host internal bus. 4 and the disk device 5 as a basic configuration.

【0051】(2−2)ニューロボード2は、 (2−2−1)図2に示す気象予測システムアプリケー
ション30からOS31を通した要求に対し、入出力
層、中間層のニューロンの割当て、学習情報の初期化、
季節要因に対応した学習情報の切り替え、および学習の
ための最適化制御などのモード設定、ニューロコンピ
ュータ7の入出力情報のデータ変換、ニューロコンピ
ュータ7の学習、推測のための起動、およびニューロコ
ンピュータ7の処理結果の吸い上げを行うため、後述す
るプログラム「ニューロコンピュータ制御ドライバ3
3」を組み込んだニューロコンピュータ制御装置6、 (2−2−2)各観測値点で実際に観測される大気状態
(大気圧:860〜1060mb、温度:−50〜50
℃、湿度0〜100%、風向:E,S,W,Nまでを1
6分割、風速:0〜100m/s)、および天気(降水
確率、晴れる確率、雪の確率、大雨の確率:全て%)等
の気象情報をシグモイド関数を用いて’0’から’1’
の実数に入るように設定し、2n 倍した気象実測情報
(後述)に変換し、または気象実測情報と対応する気象
推測情報を前記気象情報に変換するのに、プログラマブ
ルなハード演算回路を組み込んだ入力層/出力層_対応
データ変換ボード11、 (2−2−3) .図4に示すように、外部よりニューロン数の設定が
可能な入力層20、中間層21、出力層22、およびお
手本入力層(実体は出力層22)により構成され、入力
層20は一方向ラッチから成る入力部8を、出力層22
は、双方向ラッチから成る出力部9を通して外部と接続
され、入力部8、出力部9、およびニューロコンピュー
タの制御パラメータを書き替える制御パラメータ部10
は、実際には一つのポートで構成され、外部からの制御
信号で機能を切り替えることができ、 .ニューロコンピュータ制御装置6により、ニューロ
ボード内部バス15を介して入力層20の各ニューロン
に、各観測地点で実際に観測された気象情報に該当する
気象実測情報(後述)を入力されると、初期設定、また
はニューロコンピュータ7自らが更新した学習情報を基
に、気象推測情報(’0’から’1’までの値を2n
した実数:後述)を算出し、出力層22の各ニューロン
より出力し、更に、前記出力情報(推測値)に対する教
師情報(ニューロコンピュータ7への前記入力データ)
を出力層22に入力されると、バックプロパゲーション
則に基づき、出力層22の各ニューロンの出力と教師情
報との誤差、および前記誤差を逆伝播して求めた中間層
21の各ニューロンの出力誤差を最小にするように学習
情報を更新することで気象状態の変化の様子を学習する
ニューロコンピュータ7、 (2−2−4)ニューロコンピュータ7の中間層21、
出力層22における各ニューロンの「複数のシナプス結
合の係数」、および各ニューロンに対応した「しきい
値」は学習情報として、図6に示す中間層行列(中間層
シナプス係数/しきい値から成る行列)、出力層行列
(出力層シナプス係数/しきい値から成る行列)で表現
でき、「学習情報」を学習情報カレントラッチ14と
ディスク装置5との間で転送するためのバッファ、学
習情報のワークエリアまたは、学習、および推測の演
算を分割して行う場合の途中結果の一時退避エリアとし
て利用する学習情報メモリ13、 (2−2−5)ニューロコンピュータ7内部に設けら
れ、現在使用している学習情報(各ニューロンの「しき
い値と複数のシナプス結合の係数」)をカレント的に格
納する学習情報カレントラッチ14、 (2−2−6)学習情報メモリ13と学習情報カレント
ラッチ14、または学習情報メモリ13とディスク装置
5との間で「学習情報」を転送する学習情報メモリドラ
イバ12より構成され、一実施例として、ニューロボー
ド2は、メモリボードのようなスロット方式で情報処理
装置本体部1に挿入することができ、この結果、ニュー
ロコンピュータ制御装置6はホスト内部バス4に直接、
またはホスト内部バス標準インターフェイス4aで接続
され、演算ユニット3は、ニューロコンピュータ制御
装置6または入力層/出力層_対応データ変換ボード1
1の図示しない内部メモリにコマンド、および添付情報
を書き込み、ニューロコンピュータ制御装置6の終了
報告を契機として、前記内部メモリに書き込まれた終了
報告、添付情報を読み取ることができる仕掛けを持ち、
学習情報(図6に示す中間層21の各ニューロンの「し
きい値と複数のシナプス結合の係数」、および出力層2
2の各ニューロンの「しきい値と複数のシナプス結合の
係数」)の転送時、学習情報メモリドライバ12は、 .ニューロコンピュータ制御装置6の要求に対し、デ
ィスク装置5、および学習情報メモリ13を駆動して、
ディスク装置5<-->ニューロコンピュータ制御装置6
(スルー)<-->学習情報転送バス16<-->学習情報メモ
リドライバ12(スルー)<-->学習情報メモリ13の経
路でデータを転送し、 .ニューロコンピュータ7の要求に対し、学習情報カ
レントラッチ14<-->学習情報メモリドライバ12(ス
ルー)<-->学習情報メモリ13の経路でデータを転送す
る仕掛けを持つ。
(2-2) The neuro board 2 assigns the neurons of the input / output layer and the intermediate layer and learns in response to the request through the OS 31 from the weather forecast system application 30 shown in FIG. Initialize information,
Switching of learning information corresponding to seasonal factors, mode setting such as optimization control for learning, data conversion of input / output information of neurocomputer 7, learning of neurocomputer 7, activation for estimation, and neurocomputer 7 In order to download the processing result of the above, a program “neurocomputer control driver 3” described later is used.
(2-2-2) Atmospheric conditions actually observed at each observation point (atmospheric pressure: 860 to 1060 mb, temperature: -50 to 50)
° C, humidity 0-100%, wind direction: 1 for E, S, W, N
Weather information such as 6 divisions, wind speed: 0 to 100 m / s), and weather (precipitation probability, sunny probability, snow probability, heavy rain probability: all%) are converted from '0' to '1' using a sigmoid function.
A programmable hardware operation circuit is incorporated to convert the actual weather information to 2 n times and convert it into weather information (to be described later), or to convert weather forecast information corresponding to weather information into weather information. Input layer / output layer_corresponding data conversion board 11, (2-2-3). As shown in FIG. 4, the input layer 20 includes an input layer 20, an intermediate layer 21, an output layer 22, and a model input layer (actually, an output layer 22) from which the number of neurons can be set from the outside. The input unit 8 composed of
Is connected to the outside through an output unit 9 composed of a bidirectional latch, and has an input unit 8, an output unit 9, and a control parameter unit 10 for rewriting control parameters of the neurocomputer.
Is actually composed of a single port, and its function can be switched by an external control signal. When the neurocomputer controller 6 inputs weather measurement information (described later) corresponding to weather information actually observed at each observation point to each neuron of the input layer 20 via the neuroboard internal bus 15, Based on the setting or the learning information updated by the neurocomputer 7 itself, weather estimation information (real number obtained by multiplying the value from '0' to '1' by 2 n : described later) is calculated. Output, and further, teacher information (the input data to the neurocomputer 7) for the output information (estimated value)
Is input to the output layer 22, the error between the output of each neuron of the output layer 22 and the teacher information based on the back propagation rule, and the output of each neuron of the intermediate layer 21 obtained by back-propagating the error. A neurocomputer 7 that learns how the weather condition changes by updating the learning information so as to minimize the error; (2-2-4) an intermediate layer 21 of the neurocomputer 7;
The “coefficients of a plurality of synaptic connections” of each neuron and the “threshold value” corresponding to each neuron in the output layer 22 are composed of an intermediate layer matrix (intermediate layer synaptic coefficient / threshold value) shown in FIG. Matrix), an output layer matrix (a matrix composed of output layer synaptic coefficients / thresholds), a buffer for transferring “learning information” between the learning information current latch 14 and the disk device 5, and a buffer for learning information. A learning information memory 13 which is used as a work area or a temporary save area for intermediate results when learning and estimation calculations are performed in a divided manner; (2-2-5) provided in the neurocomputer 7 and Learning information current latch 14, which currently stores learning information (“threshold value and coefficients of a plurality of synaptic connections” of each neuron), (2-2-6) The neuro-board 2 includes a learning information memory 13 and a learning information current latch 14 or a learning information memory driver 12 for transferring “learning information” between the learning information memory 13 and the disk device 5. It can be inserted into the information processing device main unit 1 by a slot method like a memory board, and as a result, the neurocomputer control device 6 is directly connected to the host internal bus 4.
Alternatively, the arithmetic unit 3 is connected by the host internal bus standard interface 4a, and the neural computer controller 6 or the input layer / output layer_corresponding data conversion board 1
1 has a mechanism capable of writing a command and attached information to an internal memory (not shown) and reading the end report and attached information written in the internal memory in response to an end report from the neurocomputer control device 6;
Learning information (“threshold value and coefficients of a plurality of synaptic connections” of each neuron in the intermediate layer 21 shown in FIG.
When the “threshold value and the coefficients of a plurality of synaptic connections” of each neuron of FIG. In response to the request from the neurocomputer control device 6, the disk device 5 and the learning information memory 13 are driven,
Disk device 5 <-> Neuro computer controller 6
(Through) <-> learning information transfer bus 16 <-> learning information memory driver 12 (through) <-> transfer data through the path of learning information memory 13, In response to a request from the neurocomputer 7, there is a mechanism for transferring data through the path of the learning information current latch 14 <-> learning information memory driver 12 (through) <-> learning information memory 13.

【0052】(3)情報処理装置ソフトウェア構成(第
6の制御手段) 図2は、本発明の情報処理装置ソフトウェアの機能分
担、およびインターフェイスの一例を示す説明図であ
り、下記より構成される。
(3) Information processing device software configuration (sixth control means) FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the function allocation of the information processing device software of the present invention and an interface.

【0053】(A) 気象予測システムアプリケーション3
0(以降、気象予測AP30と称す) .ホスト1に移植され、気象情報を観測するための観
測地点、および観測すべき気象情報項目を設定し、必要
な気象情報を各種手段で収集し、 .OS31に対し、「ニューロコンピュータ7に気象
状態の変化の様子を学習し、以降の気象状態を推測す
る」ように要求し、処理結果を吸い上げディスプレイ、
記憶装置、またはプリンタ等に出力する。
(A) Weather forecasting system application 3
0 (hereinafter, referred to as weather forecast AP30). It is transplanted to the host 1 and sets an observation point for observing weather information and a weather information item to be observed, collects necessary weather information by various means,. The OS 31 is requested to “learn the state of change of the weather condition to the neurocomputer 7 and infer the subsequent weather condition”, and downloads the processing result to the display.
Output to a storage device or a printer.

【0054】(B) ニューロコンピュータドライバ32
(制御プログラム:以降、OS31と称す) .ホスト1が内蔵するOS31に組み込まれ、 .気象予測AP30のニューロコンピュータ7に対す
る要求(コマンド発行)をそのままニューロコンピュー
タ制御ドライバ33に伝送し、 .ニューロコンピュータ7の処理結果をニューロコン
ピュータ制御ドライバ33より吸い上げ、気象予測AP
30に伝送することで、気象予測AP30とニューロコ
ンピュータ制御ドライバ33との論理インターフェイス
として機能し、 .ニューロコンピュータ制御ドライバ33の学習情報
転送要求に対し、ディスク装置5と学習情報メモリ13
の間でデータ転送を許可する。
(B) Neuro computer driver 32
(Control program: hereinafter referred to as OS 31). .. Incorporated in the OS 31 incorporated in the host 1, The request (command issuance) of the weather forecast AP 30 to the neurocomputer 7 is transmitted as it is to the neurocomputer control driver 33, and. The processing result of the neurocomputer 7 is downloaded from the neurocomputer control driver 33, and the weather prediction AP
30 function as a logical interface between the weather forecast AP 30 and the neurocomputer control driver 33,. The disk device 5 and the learning information memory 13 respond to the learning information transfer request of the neurocomputer control driver 33.
Allow data transfer between.

【0055】(C) ニューロコンピュータ制御ドライバ3
3(制御プログラム:以降、ニューロコンピュータ制御
ドライバ33、またはニューロコンピュータ制御装置6
と称す) .ニューロコンピュータ制御装置6内に内蔵され、 .OS31上で、気象予測AP30に対し、ニューロ
コンピュータ7を制御する「学習、推測、モード設定な
どの個々の処理」をサブルーチンとして提供し、 .学習対象である気象情報を入出力層の各ニューロン
に割り当て、以降、管理し、 .学習法の選択、学習推測の為の演算式、および制御
パラメータの設定、学習情報の初期化を行い、 .学習の単位である季節要因に対応し、学習情報メモ
リドライバ12を制御して、対応する学習情報に切り換
え、 .ニューロコンピュータ7の入出力に関し、入力層/
出力層_対応データ変換ボード11を制御して、前記気
象情報から気象実測情報へ、または気象推測情報から前
記気象情報へデータ変換し、 .気象予測AP30の要求に応じ、ニューロコンピュ
ータ7に対し、学習、推測をするように要求し、 .ニューロコンピュータ7の処理結果を吸い上げ、そ
のままOS31に開放し、 .学習精度(推測結果とお手本との誤差の低減)、お
よび学習実行速度(誤差が収束するまでの学習回数の低
減)を高めるための学習の最適化制御を行う。
(C) Neurocomputer control driver 3
3 (control program: hereinafter, neuro-computer control driver 33 or neuro-computer control device 6
). Embedded in the neurocomputer controller 6; On the OS 31, the weather prediction AP 30 is provided with a subroutine "individual processing such as learning, estimation, mode setting, etc." for controlling the neurocomputer 7, as a subroutine. The weather information to be learned is assigned to each neuron in the input / output layer, and subsequently managed. Select a learning method, set an arithmetic expression for learning estimation, control parameters, and initialize learning information. The learning information memory driver 12 is controlled to switch to the corresponding learning information according to the seasonal factor which is the unit of learning,. Regarding input / output of the neurocomputer 7, an input layer /
Controlling the output layer_corresponding data conversion board 11 to convert data from the weather information to actual weather information or from weather estimation information to the weather information; In response to the request of the weather forecast AP 30, the neuro computer 7 is requested to perform learning and estimation. The processing result of the neurocomputer 7 is downloaded and released to the OS 31 as it is. Optimization control of learning is performed to increase learning accuracy (reduction of the error between the estimation result and the model) and learning execution speed (reduction of the number of times of learning until the error converges).

【0056】(D) ニューロコンピュータ制御マイクロプ
ログラム34(以降、ニューロコンピュータ制御プログ
ラム34、またはニューロコンピュータ7と称す) ニューロコンピュータ制御ドライバ33の要求に対し、
ニューロコンピュータ7を制御して、 .学習、推測のための後述する演算をストレ−ト、も
しくは分割して実行し、 .演算式、および制御パラメータの変更等のモード設
定し、 .学習の単位である季節要因に対応し、学習情報を切
り換え、また、ニューロコンピュータ制御プログラム3
4(ニューロコンピュータ7)は、ニューロコンピュー
タ制御ドライバ33(ニューロコンピュータ制御装置
6)の起動指令に従い、図3に示す一連の演算処理を実
行し、演算結果を所定の場所に格納するものとする。
(D) Neurocomputer control microprogram 34 (hereinafter referred to as neurocomputer control program 34 or neurocomputer 7) In response to a request from the neurocomputer control driver 33,
By controlling the neurocomputer 7,. Execute the later-described operations for learning and guessing in a straight or divided manner. Set the mode, such as changing arithmetic expressions and control parameters. The learning information is switched according to the seasonal factor which is the unit of learning, and the neuro computer control program 3
4 (neurocomputer 7) executes a series of arithmetic processing shown in FIG. 3 in accordance with a start command of the neurocomputer control driver 33 (neurocomputer control device 6), and stores the arithmetic result in a predetermined location.

【0057】なお、推測命令、および学習命令で用いる
演算式〜式は、項番(4−2)「ニューロコンピュ
ータが学習、推測処理で行う演算」で詳述する。
The arithmetic expressions used in the inference instruction and the learning instruction will be described in detail in item No. (4-2) “Operations Performed by Learning and Estimation Processes by Neurocomputer”.

【0058】(4)気象予測システムIで使用するニュ
ーロコンピュータ7に対する基本モデル (4−1)基本モデルの構成 図4は、気象予測システムIにおけるニューロコンピュ
ータの基本モデルを示したもので、「複数の観測地点の
大気の変化の様子」を学習させ、各観測地点の現時刻以
前の時系列的な気象情報を入力し、各観測地点の現時刻
以降の一つ以上の異なる時刻の気象情報を推測させるシ
ステムである。
(4) Basic Model for Neurocomputer 7 Used in Weather Forecasting System I (4-1) Configuration of Basic Model FIG. 4 shows a basic model of a neurocomputer in the weather forecasting system I. At the observation point at the observation point '', input the time-series weather information before the current time at each observation point, and obtain the weather information at one or more different times after the current time at each observation point. It is a system to make a guess

【0059】まず、気象観測を行う時刻T (t0)(t0:
任意の時刻k0に対し、24、18、12、6時間前、
および現時点k0)に対応した各観測地点L(j)ごと
の気象情報Fin (t0,j,i0)を入力層のニューロンN
in (t0,j,i0)に割り当てる。また、気象予測を行う
時刻T (t1)(t1:任意の時刻k0に対し、6、12、
24時間時間後)に対応した各観測地点L(j)ごとの
気象情報Fout (t1,j,i1)を出力層のニューロンN
out (t1,j,i1)に割り当てる。入力層20,中間層
21および出力層22のニューロン数の最適化について
は、項番(6)の「ニューロン数の決定処理」で後述す
る。
First, the time T (t 0 ) (t 0 :
24, 18, 12, 6 hours before any time k0,
And weather information F in (t 0 , j, i 0 ) for each observation point L (j) corresponding to the current time k0) and the neuron N in the input layer.
in (t 0 , j, i 0 ). In addition, the time T (t 1 ) (t 1 ) for performing the weather forecast is 6, 12,
24 hours later), the weather information F out (t 1 , j, i 1 ) for each observation point L (j) corresponding to the output layer neuron N
out (t 1 , j, i 1 ). The optimization of the number of neurons in the input layer 20, the intermediate layer 21, and the output layer 22 will be described later in the item No. (6) “Determining the number of neurons”.

【0060】(4−2)ニューロコンピュータ7が学
習、推測処理で行う演算 ニューロコンピュータ7で行う学習、および推測の為の
演算は、以下に示す演算式[式]から[式]を用い
る。なお、前記演算式は、本発明を簡単に説明するた
め、株式会社オーム社発行、菊池豊彦著「入門ニューロ
コンピュータ」(第1版第1刷発行)のシート89、お
よびシート91に掲載されている演算式を引用した。
(4-2) Operations Performed by the Neurocomputer 7 in Learning and Estimation Processing The arithmetic operations for learning and estimation performed by the neurocomputer 7 use the following arithmetic expressions [Expressions] to [Expressions]. The above arithmetic expressions are described in sheets 89 and 91 of "Introductory Neurocomputer" (published by 1st edition, 1st edition) by Toyohiko Kikuchi, published by Ohm Co., Ltd. in order to briefly explain the present invention. Quoted arithmetic expressions.

【0061】また、上記式から式までの演算処理
は、機械的に実行可能であり、扱う量が多いことを考慮
し、ニューロコンピュータ7(専用のデジタルニューロ
ンチップの集合体、またはマルチプロセッサによる並列
処理)で行うことにする。
In consideration of the fact that the arithmetic processing from the above equations to the equations can be executed mechanically and the amount to be handled is large, the neurocomputer 7 (a collection of dedicated digital neuron chips or a parallel processing by a multiprocessor) is used. Processing).

【0062】なお、入出力層に割り当てる気象情報Fin
(t0,j,i0)、および気象情報Fout (t1,j,i1)
のデータ量が、入出力層のニューロン数を超える場合、
特に、中間層、および出力層出力計算(式)における
「シナプス結合の係数Wji」と「ニューロンjへの入力
値Xi 」との積Wjii 、および中間層誤差計算(
式)における「出力層の誤差計算式δk 」と「シナプス
結合の係数Wkj」との積δk kjの演算を何回かに分け
て行うことで対処する。
[0062] It should be noted that, weather information F in to be assigned to the input and output layer
(t 0 , j, i 0 ) and weather information F out (t 1 , j, i 1 )
Is larger than the number of neurons in the input / output layer,
In particular, the product W ji X i of “coefficient W ji of synaptic connection” and “input value X i to neuron j” in the output calculation (formula) of the hidden layer and the output layer, and the calculation of the hidden layer error (
This is dealt with by calculating the product δ k W kj of the “output layer error calculation expression δ k ” and the “synaptic coupling coefficient W kj ” in the expression several times.

【0063】(A)個々のニューロンにおける入出力特
性を定める非線形関数として次式で示す「シグモイド関
数」を用い出力のダイナミックレンジを[0.1]区間
の任意の実数とする。ここで、シグモイド関数F(X)
として F(X)=(1/2)(1+tanh(X/U0 )) ・・・式 ここで X :入力値 U0 :シグモイド関数の傾き係数 (B)中間層、および出力層のニューロンからの出力、
出力層における誤差のフィードバック、および出力層の
誤差に対する中間層の誤差のフィードバックに下記式を
用いる。
(A) The dynamic range of the output is set to an arbitrary real number in the [0.1] section by using a “sigmoid function” represented by the following equation as a nonlinear function that determines the input / output characteristics of each neuron. Here, the sigmoid function F (X)
F (X) = (1/2) (1 + tanh (X / U 0 )) where X: input value U 0 : slope coefficient of sigmoid function (B) From neurons in the intermediate layer and output layer Output,
The following formula is used for the feedback of the error in the output layer and the feedback of the error in the intermediate layer with respect to the error in the output layer.

【0064】[中間層、および出力層出力計算] X' j =F(Σi jii −Hj ) ・・・式 ここで、X' j :中間層21、および出力層22のニュ
ーロンからの出力値 Xi :ニューロンjへの入力値 Wji:シナプス結合の係数 Hj :ニューロンjのしきい値 F(X):シグモイド関数の近似値 よって、ニューロンの入出力は図6に示すようになる。
[Intermediate Layer and Output Layer Output Calculation] X ′ j = F (Σ i Wji X i −H j ) where X ′ j : neurons of the intermediate layer 21 and the output layer 22 X i : input value to neuron j W ji : synaptic connection coefficient H j : threshold value of neuron j F (X): approximation of sigmoid function Therefore, the input and output of the neuron are shown in FIG. Become like

【0065】[出力層誤差計算] δi =(2/U)(ti −Xi )Xi (1−Xi ) ・・・式 ここで、δi :出力層の誤差計算値 i :1,2,3・・n,層内のニューロンの個数 Xi :ニューロンjの出力値 ti :ニューロンjへのお手本情報(入力層への入力デ
ータ) U :出力用ニューロンへのシグモイド関数の傾き係数 [中間層誤差計算] δ' j =(Σk δk kj)Xj (1−Xj ) ・・・式 ここで、δ' j :中間層の誤差計算値 j :1,2,3・・m,層内のニューロンの個数 δk :出力層の誤差計算値 Wkj:シナプス結合の係数 Xj :中間層内の目的ニューロンからの出力値 (C)ホスト1の「大気状態の変化の様子」に対する学
習、つまり中間層、および出力層内の各ニューロンのシ
ナプス結合の係数Wji、およびしきい値Hj を最適な値
に修正するための下記バックプロパゲーション則を用い
る。
[Output Layer Error Calculation] δ i = (2 / U) (t i −X i ) X i (1−X i ) where δ i : error calculation value of output layer i: 1, 2, 3,... N, the number of neurons in the layer X i : output value of neuron j t i : model information to neuron j (input data to input layer) U: sigmoid function to neuron for output slope coefficient [intermediate layer error calculation] δ 'j = (Σ k δ k W kj) X j (1-X j) ··· formula where, δ' j: the intermediate layer error calculated j: 1, 2 , 3... M, the number of neurons in the layer δ k : calculated value of error in output layer W kj : coefficient of synaptic connection X j : output value from target neuron in hidden layer (C) “Atmospheric state” of host 1 learning for the manner of change ", that is the intermediate layer, and the coefficient of synaptic connections of each neuron in the output layer W ji, and threshold Used below backpropagation rule for modifying the H j to the optimum value.

【0066】 W' ji=αWji+βδj j ・・・式 H' j =α' Hj +β' δj ・・・式 ここで、α,α’,β,β’ :定数 W' ji:修正後のシナプス結合の係数 H' j :修正後のしきい値 δj :ニューロjの出力誤差値 Xj :ニューロjの出力値 (実施例2)次に、ニューロコンピュータ7の入出力に
ついて詳細に述べる。
W ′ ji = αW ji + βδ j X j formula H ′ j = α ′ H j + β ′ δ j formula where α, α ′, β, and β ′ are constants W ′ ji : Modified synaptic coupling coefficient H ' j : Modified threshold value δ j : Neuroj output error value X j : Neuroj output value (Embodiment 2) Next, input / output of neurocomputer 7 Details will be described.

【0067】まず、本発明では、ニューロコンピュータ
7を用いて、気象状態の変化の様子を学習させ、以前の
気象状態をもとに以降の気象状態を推測することを目的
としている。以下、気象予測制御について説明する。
First, an object of the present invention is to make the neurocomputer 7 learn how the weather condition changes, and to estimate the subsequent weather condition based on the previous weather condition. Hereinafter, the weather prediction control will be described.

【0068】(5)気象情報の管理 一定時刻毎に各気象観測地点からホスト1の気象予測A
P30へ送られて来る気象情報は、一例として、 .大気状態を示す第1の気象情報F(i):(大気
圧:860〜1060mb:管理番号i=#1,温度:
−50〜50℃:#2,湿度0〜100%:#3,風
速:0〜100m/s:#4,以上は0から100で表
示;風向:東南西北を16分割したもので東を’0’東
北東を’93.75 ’で表示:#5,) .天気を示す第2の気象情報F(i):(降水確率:
#6,晴れる確率:#7,雪の確率:#8,大雨の確
率:全て%で表示:#9)とし、気象予測AP30は、
一例として、過去の気象情報のうち、1年間、または
「春,夏,秋,冬,梅雨等の季節(相関関係の強い気象
情報の集合体)」を単位として、また、前記気象情報
を、観測時刻の管理番号(一例として6時間を’1’と
する表示):(t0),気象観測地点の管理番号を
(j),気象情報の管理番号を(i)とし、各気象観測
地点L(j)で6時間おきに観測された気象情報F
in(t0,j,i0)を、観測時刻T(t0)、観測地点L
(j)、気象情報Fin(i)の階層構造形式になるよう
に、ディスク装置5で管理する。前記気象情報Fin(t
0,j,i0)はニューロコンピュータ7が「気象状態の変
化の様子」を学習するための学習およびお手本(教師)
データとして用い、最も最新のデータは以降の気象情報
を推測するのに用いる。
(5) Management of Weather Information The weather forecast A of the host 1 is obtained from each weather observation point at regular time intervals.
The weather information sent to P30 includes, for example,. First weather information F (i) indicating the atmospheric state: (atmospheric pressure: 860 to 1060 mb: control number i = # 1, temperature:
-50 to 50 ° C: # 2, Humidity 0 to 100%: # 3, Wind speed: 0 to 100 m / s: # 4, above: 0 to 100; Wind direction: East, south, west and north 0 'Northeast North is displayed as '93 .75': # 5). Second weather information F (i) indicating the weather: (Precipitation probability:
# 6, probability of sunny: # 7, probability of snow: # 8, probability of heavy rain: all displayed in%: # 9), and the weather forecast AP 30
As an example, in the past weather information, one year or “season (a collection of weather information having a strong correlation) such as spring, summer, autumn, winter, rainy season” as a unit, Observation time management number (for example, 6 hours is indicated as '1'): (t 0 ), management number of weather observation point is (j), management number of weather information is (i), each weather observation point Weather information F observed every 6 hours in L (j)
in (t 0 , j, i 0 ), the observation time T (t 0 ), the observation point L
(J), so that a hierarchy format weather information F in (i), managed by the disk apparatus 5. The weather information F in (t
0 , j, i 0 ) is a learning and model (teacher) for the neurocomputer 7 to learn “the state of change in weather conditions”.
The latest data is used to estimate future weather information.

【0069】気象予測AP30が収集しディスク装置5
に格納した気象情報をパラメータとして、ニューロコン
ピュータ制御装置6に気象情報の学習、推測を要求する
場合、ニューロコンピュータ制御装置6は入力層/出力
層_対応データ変換ボード11を制御して気象情報をシ
グモイド関数、 G(X)=(1/2)(1+tanh((X−s)/U1 )) ……’式 ここで、G(X):気象実測情報Hin(t0,j,i) X :気象情報Fin(t0,j,i) S :G(X)算出値補正係数 U1 :シグモイド関数の傾き係数 を用いて’0’から’1’の実数、かつ、シグモイド曲
線の近似的な直線部に入るように設定し、2n 倍した気
象実測情報(定義)に変換し、気象実測情報Hin(t0,
j,i0)とする。また、上記演算に対し、逆演算を行え
ば、例えば、気象実測情報Hin (t0,j,i0)を気象情
報Fin (t0,j,i0)に変換できる。
The weather forecast AP 30 collects and collects the data
When the learning and estimation of the weather information are requested to the neurocomputer controller 6 using the weather information stored in the as a parameter, the neurocomputer controller 6 controls the input layer / output layer_corresponding data conversion board 11 to convert the weather information. sigmoid function, G (X) = (1/2 ) (1 + tanh ((X-s) / U 1)) ...... ' equation where, G (X): weather Found information H in (t 0, j, i ) X: weather information F in (t 0, j, i) S: G (X) calculated value correction coefficient U 1: real number from using the slope coefficient of the sigmoid function '0''1' and, sigmoidal curve Is set so as to fall within the approximate straight line portion, and is converted into 2 n times weather measurement information (definition), and the weather measurement information H in (t 0 ,
j, i 0 ). Further, with respect to the operation, by performing the inverse operation, for example, it can be converted weather actual measurement information H in (t 0, j, i 0) weather information F in (t 0, j, i 0) to.

【0070】一方、ニューロコンピュータ7は時系列的
に入力層20の各ニューロンにセットした前記気象実測
情報Hin (t0,j,i0)(一例としてt0 =k0−4,
k0−3,k0−2,k0−1,k0(任意の時刻):
24,18,12,6時間前,任意の時刻を設定する
が、実際にはニューロン数の決定処理に基づく[後
述])を基に、任意の時刻(k0)以降の気象状態を推
測し、気象推測情報Hout (t1,j,i1)(一例として
1 =k0(任意の時刻)として、k0+1,k0+
2,k0+4:6,12,24時間後を設定するが、実
際にはニューロン数の決定処理に基づく[後述])を出
力層22の各ニューロンに出力する。この値は、ニュー
ロコンピュータ7の推測的中率が高ければ、任意の時刻
(k0)以降の気象実測情報Hin(t1,j,i1)とほぼ
一致する。
On the other hand, the neurocomputer 7 chronologically sets the weather information H in (t 0 , j, i 0 ) set in each neuron of the input layer 20 (for example, t 0 = k0-4,
k0-3, k0-2, k0-1, k0 (arbitrary time):
Arbitrary times are set 24, 18, 12, and 6 hours before. Actually, weather conditions after an arbitrary time (k0) are estimated based on a neuron number determination process (described later)). Weather estimation information H out (t 1 , j, i 1 ) (for example, assuming that t 1 = k0 (arbitrary time), k0 + 1, k0 +
2, k0 + 4: 6, 12, and 24 hours later, but actually outputs [described later] based on the process of determining the number of neurons to each neuron of the output layer 22. This value is higher guess predictive value of neural computer 7, an arbitrary time (k0) after weather actual information H in (t 1, j, i 1) to substantially coincide.

【0071】なお、図5に、推測処理におけるニューロ
コンピュータ入出力の関係の一例を示す。
FIG. 5 shows an example of the relationship between neuro computer inputs and outputs in the estimation process.

【0072】(6)ニューロコンピュータ初期設定 (6−1)ニューロン数の決定処理 以前の気象情報をニューロコンピュータに入力し、以降
の気象情報を推測させる場合、予想的中率を上げるた
め、「出力すべき推測時刻T (t1)の数N1 」(t1
k0,k0+1,K0+2,k+3にするのか、k0,k0+1,K0+2にするの
か)の決定に関し、「フラクタル次元解析」を導入す
る。フラクタル次元とは、時系列データの傾向が同じ間
は同じ次元数を持ち、次元数が大きいほど時系列データ
の変動が複雑なことを示す。時系列系データの場合、次
元数の値は’1’から’2’の間の値をとり、’2’に
近いほどデータが複雑な変動を示し予測が困難であるの
に対し、’1’に近いほど、予測の精度が高いことを示
す。
(6) Neurocomputer Initial Setting (6-1) Processing for Determining the Number of Neurons When the previous weather information is input to the neurocomputer and the subsequent weather information is guessed, "output" is used to increase the predictive accuracy. The number N 1 of guess times T (t 1 ) to be obtained ”(t 1
Regarding the determination of k0, k0 + 1, K0 + 2, k + 3 or k0, k0 + 1, K0 + 2), “fractal dimension analysis” is introduced. The fractal dimension indicates that the time series data has the same number of dimensions while the tendency is the same, and the larger the number of dimensions, the more complicated the fluctuation of the time series data. In the case of time-series data, the value of the number of dimensions takes a value between “1” and “2”, and the closer to “2”, the more complicated the data is and the more difficult it is to predict. The closer to ', the higher the accuracy of the prediction.

【0073】よって、フラクタル次元が’1’に近い場
合は推測が可能であるとして「出力すべき推測時刻T
(t1)の数N1 」を決定する。また、「入力すべき推測
時刻T(t0)の数N0 」は、理論上、「N0 =2*N1
−1」が最適とされる。
Therefore, when the fractal dimension is close to '1', it is determined that the guess is possible.
The number N 1 of (t 1 ) is determined. In addition, “the number N 0 of estimated input times T (t 0 ) to be input” is theoretically “N 0 = 2 * N 1”.
-1 "is optimal.

【0074】中間層の決定には、AIC(Akaike's Info
rmation Criterion)の導入により、中間層ニューロン数
の最適化を図る。ニューロ学習における定義は、 AIC=(学習対象数)*log (二乗誤差)+2*(中間層ニューロン数) ・・・式 二乗誤差=ΣU i ((1/2)|V i −W i |2 ) ・・・式 ここで、U:学習対象、 V:気象実測情報、 W:気象推測情報、 で、AIC値と、予測誤差には相関関係があり、AIC
の値が最小になる中間層ニューロン数と予測誤差を最小
にする中間層ニューロン数が一致する傾向にある。
For the determination of the intermediate layer, AIC (Akaike's Info
rmation Criterion) to optimize the number of hidden neurons. The definition in neuro-learning is: AIC = (number of learning targets) * log (square error) + 2 * (number of hidden neurons) Equation square error = ΣU i ((1/2) | V i −W i | 2 ) ... where, U: learning target, V: weather measurement information, W: weather estimation information, where AIC value and prediction error have a correlation, and AIC
There is a tendency that the number of hidden neurons that minimize the value of is the same as the number of hidden neurons that minimize the prediction error.

【0075】以上の背景を基に、気象予測AP30は、
学習対象群ごとの実測済気象情報Fin (t0,j,i0)を
パラメータとして付加して、「モード設定コマンド:入
出力層、および中間層ニューロン数の決定」を使って、
OS31を通し、ニューロコンピュータ制御装置6に対
し、ニューロコンピュータモデルにおける入力層20、
中間層21、出力層22の数を決定するように要求す
る。
Based on the above background, the weather forecast AP 30
It added measured for each learning object group already weather information F in (t 0, j, i 0) as a parameter: using the "mode setting command input and output layer, and the intermediate layer neurons number of decision"
The input layer 20 in the neurocomputer model is sent to the neurocomputer controller 6 through the OS 31.
A request is made to determine the number of intermediate layers 21 and output layers 22.

【0076】前記コマンドに対し、ニューロコンピュー
タ制御装置6は、出力すべき推測時刻T (t1)(t1
k0,k0+1,K0+2,k+3・・・)ごとにフラクタル次元を算出
し、値が’1’に近い(遠ざからない)「出力すべき推
測時刻T (t1)数」を求め、あらゆるケースで繰返し、
気象情報を推測するのに、統計的に最適な推測時刻 (t
1)数を決定し、同時に入力すべき実測時刻T (t0)数を
決める。
In response to the command, the neurocomputer controller 6 calculates the estimated time T (t 1 ) (t 1 ) to be output.
The fractal dimension is calculated for each of k0, k0 + 1, K0 + 2, k + 3,..., and the value is close to “1” (do not stay away) “Estimated time T (t 1 ) number to be output” And repeat in every case,
A statistically optimal estimation time (t
1 ) Determine the number and determine the number of actual measurement times T (t 0 ) to be input at the same time.

【0077】よって、入出力層のニューロン数は、以下
の通りとなる。
Therefore, the number of neurons in the input / output layer is as follows.

【0078】(入力層ニューロン数)=(入力すべき推
測時刻数t0 )*(観測地点数j0 )*(気象情報数i
0 ) (出力層ニューロン数)= (出力すべき推測時刻数
1 )*(推測地点数j1 )*(気象情報数i1 ) 次に、上記で算出した入出力層のニューロン数に気象実
測情報Hin (t0,j,i0)、および気象推測情報Hout
(t1,j,i1)を割り当てた状態で、中間層のニューロ
ン数をパラメータとして、前記二乗誤差(式)、続い
てAIC値(式)を算出し、AIC値が最小となる中
間層のニューロン数を、気象予測システムで使用するニ
ューロコンピュータモデルにおける中間層のニューロン
数とする。
(Number of input layer neurons) = (number of estimated times t 0 to be input) * (number of observation points j 0 ) * (number of weather information i
0 ) (the number of neurons in the output layer) = (the number of estimated times t 1 to be output) * (the number of estimated points j 1 ) * (the number of weather information i 1 ) actual measurement information H in (t 0, j, i 0), and weather estimation information H out
With (t 1 , j, i 1 ) assigned, the square error (expression) and then the AIC value (expression) are calculated using the number of neurons in the intermediate layer as a parameter, and the intermediate layer with the smallest AIC value is calculated. Is the number of neurons in the intermediate layer in the neurocomputer model used in the weather forecast system.

【0079】上記処理終了後、ニューロコンピュータ制
御装置6は、OS31を通して、気象予測AP30に終
了報告を行う際、下記情報を提供する。
After the above processing, the neurocomputer controller 6 provides the following information when reporting the end to the weather forecast AP 30 through the OS 31.

【0080】入力すべき推測時刻数t0 出力すべき推測時刻数t1 入力層ニューロン数 出力層ニューロン数 中間層ニューロン数 (6−2)気象情報のニューロコンピュータ入出力層へ
の割当て 気象予測AP30は、観測地点L(j)、観測すべき第
1、および第2の気象情報を決定し、各層のニューロン
数については「ニューロン数の決定処理」に基づき決定
し、ニューロコンピュータ制御装置6がホスト1のOS
31上で提供する「モード設定コマンド:学習対象のニ
ューロン割当て」を使って、実測用気象情報Fin (t0,
j,i0)、および推測用気象情報Fout (t1,j,i1)
をニューロコンピュータ7の入力層の各ニューロンNin
(t0,j,i0)、および出力層の各ニューロンNout
(t1,j,i1)に割り当てる。
Estimated time t to be input t 0 Estimated time t to be output t 1 Number of neurons in input layer Number of neurons in output layer Number of neurons in middle layer (6-2) Allocation of weather information to neurocomputer input / output layer Weather forecast AP30 Determines the observation point L (j), the first and second weather information to be observed, and determines the number of neurons in each layer based on the “determination processing of the number of neurons”. 1 OS
31 provided on: using the "mode setting command neurons allocation of the learning object", the actual measurement for weather information F in (t 0,
j, i 0 ) and weather information for estimation F out (t 1 , j, i 1 )
To each neuron N in the input layer of the neurocomputer 7
(t 0 , j, i 0 ) and each neuron N out of the output layer
(t 1 , j, i 1 ).

【0081】前記コマンドに対し、ニューロコンピュー
タ制御装置6は図7に示す入力層ニューロン割当て管理
テーブルT10、および出力層ニューロン割当て管理テ
ーブルT20を設定し、同時にニューロコンピュータ7
に対し、各ニューロンを入力層20、中間層21、およ
び出力層22に設定するように要求し、かつ以降のニュ
ーロコンピュータ7に対する気象実測/推測データの入
出力は、全て入力層ニューロン割当て管理テーブルT1
0、および出力層ニューロン割当て管理テーブルT20
に従い、管理、制御する。
In response to the command, the neurocomputer controller 6 sets the input layer neuron assignment management table T10 and the output layer neuron assignment management table T20 shown in FIG.
Requesting that each neuron be set in the input layer 20, the intermediate layer 21, and the output layer 22, and input and output of weather measurement / estimation data to the neurocomputer 7 thereafter are all performed in the input layer neuron assignment management table. T1
0, and output layer neuron assignment management table T20
Manage and control according to

【0082】(6−3)学習情報の初期化 気象予測AP30は、「モード設定コマンド:学習情報
の初期化」を使って、学習情報(「シナプス結合係
数」,「しきい値」)の初期設定を行う。
(6-3) Initialization of Learning Information The weather prediction AP 30 uses the “mode setting command: initialization of learning information” to initialize learning information (“synaptic coupling coefficient”, “threshold”). Make settings.

【0083】前記コマンドに対し、ニューロコンピュー
タ制御装置6は、学習情報メモリドライバ12を制御し
て、学習情報メモリ13に学習情報初期値として、白色
ガウス分布ノイズの値を書き込み、ニューロコンピュー
タ7は、必要に応じ、学習情報メモリ13に転送された
学習情報を学習情報カレントラッチ14に転送する。
In response to the command, the neurocomputer control device 6 controls the learning information memory driver 12 to write the value of white Gaussian distribution noise as the learning information initial value in the learning information memory 13. If necessary, the learning information transferred to the learning information memory 13 is transferred to the learning information current latch 14.

【0084】(7)気象状態の変化の様子の学習、推測
(請求項1記載の第1、第2の制御手段、請求項4記載
の第7の制御手段) 以下、ニューロコンピュータ制御装置6がニューロコン
ピュータ7を制御して、気象状態の変化の様子を学習
し、以降の気象状態を推測するための制御について、図
8、および図9に示すフローチャートに従い説明する。
(7) Learning and guessing of changes in weather conditions (first and second control means according to the first aspect, seventh control means according to the fourth aspect) Control for controlling the neurocomputer 7 to learn how the weather condition changes, and for estimating the weather condition thereafter will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 8 and 9.

【0085】(7−1)気象情報の学習(請求項1記載
の第1の制御手段、請求項4記載の第7の制御手段) 気象予測AP30は、前記学習対象の気象状況の変化の
様子を学習させるのに、ニューロコンピュータ7を用い
て、以前の気象状況から以降の気象状況を推測させ、推
測した気象状況と実際観測した気象情報の誤差が最小に
なるように学習情報を更新するため、以下に示す「学習
コマンド」をOS31に対し発行する(フローチャート
1)。
(7-1) Learning of Weather Information (First Control Means According to Claim 1, Seventh Control Means According to Claim 4) The weather forecast AP 30 is configured to change the weather condition of the learning target. In order to make learning, the neuro-computer 7 is used to estimate the subsequent weather conditions from the previous weather conditions, and the learning information is updated so that the error between the estimated weather conditions and the actually observed weather information is minimized. Then, the following “learning command” is issued to the OS 31 (flowchart 1).

【0086】〔学習コマンド〕+〔制御パラメータ〕+
〔学習用データ〕 制御パラメータ:学習対象区分=年間,季節要因(春
(前半,後半),夏,秋,冬,梅雨,台風等)のいずれ
か、 学習用データの気象情報群の数、 学習用データ :項番を一組とする複数の気象情報
群 以前の気象情報Fin (t0,j,i0)(学習データ) (一例としてt0 =k0−4,k0−3,k0−2,k
0−1,k0(任意の時刻);24,18,12,6時
間前,任意の時刻における、入力層20に対応した各観
測地点の観測すべき気象情報) 以降の気象情報Fin (t1,j,i1)(誤差修正、学習
情報更新用教師データ) (一例としてk0を任意の時刻とし、t1 =k0+1,
k0+2,k0+4;6,12,24時間後における、
出力層22に対応した各観測地点の観測すべき気象情
報) 前記コマンドに対し、OS31は、ニューロコンピュー
タ制御装置6を起動する(フローチャート2)。
[Learning command] + [Control parameter] +
[Learning data] Control parameters: learning target category = year, any of seasonal factors (spring (first half, second half), summer, autumn, winter, rainy season, typhoon, etc.), number of weather information groups of learning data, learning use data: a plurality of weather information set earlier weather information to the item number set F in (t 0, j, i 0) ( training data) (t 0 = k0-4 as an example, k0-3, k0- 2, k
0-1, k0 (any time); 24,18,12,6 hours ago, at an arbitrary time, weather information) and later to be observed for each observation point corresponding to the input layer 20 weather information F in (t 1 , j, i 1 ) (error correction, learning information update teacher data) (As an example, k0 is an arbitrary time, and t 1 = k0 + 1,
k0 + 2, k0 + 4; after 6, 12, 24 hours,
(The weather information to be observed at each observation point corresponding to the output layer 22) In response to the command, the OS 31 activates the neurocomputer control device 6 (flow chart 2).

【0087】一方、ニューロコンピュータ制御装置6
は、学習用の気象情報Fin (t0,j,i0)と、誤差修正
/学習情報更新用の気象情報Fin (t1,j,i1)を入力
層/出力層_対応データ変換ボード11を制御して、そ
れぞれ気象実測情報Hin (t0,j,i0)、およびHin
(t1,j,i1)に変換し(フローチャート3)、ニュー
ロコンピュータ7に前記気象情報群毎に「以降の気象情
報の推測(下記項番)と、前記推測に対し実測した
情報との誤差を最小とすべく学習情報の更新(下記項番
)」を、規定回数繰り返して行わせ、気象状況の変
化の様子を学習させる。
On the other hand, the neuro computer controller 6
Is, weather information F in for learning (t 0, j, i 0 ) and, weather information F in (t 1, j, i 1) the input layer / output layer _ corresponding data of the error correction / learning information for the update By controlling the conversion board 11, the meteorological measurement information H in (t 0 , j, i 0 ) and H in
(t 1 , j, i 1 ) (flowchart 3), and the neuro computer 7 calculates “forecasting the following weather information (item number below) and information actually measured for the estimation” for each of the weather information groups. The update of the learning information (the following item number) is repeated a specified number of times to minimize the error, and the state of change in the weather condition is learned.

【0088】.推測用の気象実測情報Hin (t0,j,
0)をニューロコンピュータ7の入力部8に出力し、ニ
ューロコンピュータ7に以降の気象情報を推測するよう
に起動要求する(フローチャート4)。
[0088] Meteorological information H in (t 0 , j,
i 0) is outputted to the input 8 of the neuro-computer 7 starts asked to guess the subsequent weather information to neuro-computer 7 (flow chart 4).

【0089】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、図3に示す起動指令一覧に従い気象推測情報H
out (t1,j,i1)を算出し、出力層22に保持すると
ともに、ニューロコンピュータ制御装置6に推測処理の
終了報告を行う(フローチャート5)。
[0089] The neurocomputer 7 responds to the request with the weather estimation information H in accordance with the start command list shown in FIG.
out (t 1 , j, i 1 ) is calculated and stored in the output layer 22, and the end of the estimation processing is reported to the neurocomputer controller 6 (flow chart 5).

【0090】.前記終了報告を契機として、ニューロ
コンピュータ制御装置6は、学習情報更新用の気象実測
情報Hin (t1,j,i1)(教師情報)をニューロコンピ
ュータ7の出力部9に出力し、ニューロコンピュータ7
に「ニューロコンピュータ7自身が算出し、出力部9に
保持してある気象推測情報Hout (t1,j,i1)」と
「正解として出力層22に入力された前記教師情報とし
ての気象実測情報Hin (t1,j,i1)との誤差」を最小
にすべく学習情報を更新するように要求する(フローチ
ャート6)。
. The end report as a trigger, neuro-computer control unit 6 outputs meteorological measured for learning information update information H in (t 1, j, i 1) a (instruction information) to the output portion 9 of the neural computer 7, Neuro Computer 7
And “weather estimation information H out (t 1 , j, i 1 ) calculated by the neurocomputer 7 itself and stored in the output unit 9” and “weather information as the teacher information input to the output layer 22 as a correct answer. actual measurement information H in (t 1, j, i 1) requests that the error "the updating learning information in order to minimize (flow 6).

【0091】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、図3に示す起動指令一覧に従い学習情報を更新
し、学習情報カレントラッチ14に格納すると共に、ニ
ューロコンピュータ制御装置6に、学習処理の終了報告
を行う(フローチャート7)。また、更新した学習情報
は、以降の推測処理に用いる。
[0091] In response to the request, the neurocomputer 7 updates the learning information in accordance with the start command list shown in FIG. 3, stores the learning information in the learning information current latch 14, and reports the end of the learning process to the neurocomputer control device 6 (flow chart). 7). The updated learning information is used for the subsequent estimation processing.

【0092】.ニューロコンピュータ制御装置6は、
前記終了報告を契機として、学習処理が終了したことを
認識し、OS31に終了報告を行い、OS31はこれを
契機として、気象予測AP30に対し、終了報告を行う
(フローチャート8,9)。
[0092] The neurocomputer control device 6
Recognizing that the learning process has been completed on the basis of the end report, the end report is made to the OS 31, and the OS 31 makes a report on the end to the weather forecast AP 30 (flow charts 8, 9).

【0093】(7−2)気象情報の推測(請求項1記載
の第2の制御手段、請求項4記載の第7の制御手段) 気象予測AP30は、以降の気象状況を推測するのに、
ニューロコンピュータ7を用いて、前記学習対象群の気
象状況の変化の様子を学習し、得られた学習情報を基
に、各観測点で実際に観測され収集した気象状況から、
以降の気象状況を推測させるため、以下のコマンドをO
S31に対し発行する(フローチャート10)。
(7-2) Estimation of weather information (second control means according to claim 1, seventh control means according to claim 4) The weather forecasting AP 30 estimates a weather condition thereafter.
Using the neurocomputer 7, the state of change in the weather conditions of the learning target group is learned, and based on the obtained learning information, the weather conditions actually observed and collected at each observation point are used.
In order to infer the subsequent weather conditions,
Issued to S31 (flowchart 10).

【0094】〔推測コマンド〕+〔制御パラメータ〕+
〔推測用データ〕 制御パラメータ:学習対象区分=年間,季節要因(春
(前半,後半),夏,秋,冬,梅雨,台風 等)のいず
れか 推測用データ :以前の気象情報Fin (t0,j,i0)
(推測用データ) (一例としてt0 =k0−4,k0−3,k0−2,k
0−1,k0任意の時刻;24,18,12,6時間
前,任意の時刻における、入力層20に対応した各観測
地点の観測すべき気象情報) 前記コマンドに対し、OS31は、ニューロコンピュー
タ制御装置6を起動する(フローチャート11)。
[Guessing command] + [control parameter] +
[Estimation data] Control parameter: learning target category = year, any of seasonal factors (spring (first half, second half), summer, autumn, winter, rainy season, typhoon, etc.) Estimation data: previous weather information F in (t 0, j, i 0)
(Estimation data) (As an example, t 0 = k0-4, k0-3, k0-2, k
0-1, k0 any time; weather information to be observed at each observation point corresponding to the input layer 20 at any time before 24, 18, 12, 6 hours before) OS31 in response to the command, the neurocomputer The control device 6 is started (flow chart 11).

【0095】一方、ニューロコンピュータ制御装置6
は、 .コマンドに付随した推測用データ、つまり一番最後
に観測した時点以前の気象情報Fin (t0,j,i0)を、
入力層/出力層_対応データ変換ボード11を制御し
て、気象実測情報Hin (t0,j,i0)に変換する(フロ
ーチャート12)。
On the other hand, the neurocomputer controller 6
Is. The estimation data accompanying the command, that is, the weather information F in (t 0 , j, i 0 ) before the time of the last observation,
By controlling the input layer / Output layer _ corresponding data conversion board 11 converts weather actual information H in (t 0, j, i 0) to (flow 12).

【0096】.推測用気象実測情報Hin (t0,j,i
0)をニューロコンピュータ7の入力部8に出力し、ニュ
ーロコンピュータ7に、前記観測時点以降の気象情報を
推測するように起動要求する(フローチャート13)。
[0096] Estimated weather actual measurement information H in (t 0 , j, i
0 ) is output to the input unit 8 of the neurocomputer 7, and the neurocomputer 7 is requested to be activated so as to estimate the weather information after the observation point (flow chart 13).

【0097】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、図3に示す起動指令一覧に従い気象推測情報H
out (t1,j,i1)を算出し、出力部9に保持するとと
もに、ニューロコンピュータ制御装置6に推測処理の終
了報告を行う(フローチャート14)。
[0097] The neurocomputer 7 responds to the request with the weather estimation information H in accordance with the start command list shown in FIG.
out (t 1 , j, i 1 ) is calculated and stored in the output unit 9, and the end of the estimation processing is reported to the neurocomputer control device 6 (flow chart 14).

【0098】.前記終了報告を契機として、ニューロ
コンピュータ制御装置6は、ニューロコンピュータ7の
出力部9に保持された気象推測情報Hout (t1,j,i
1)を吸上げ、入力層/出力層_対応データ変換ボード1
1を制御して、推測済み気象情報Fout (t1,j,i1)
に変換し、内部バッファに保持し(フローチャート1
5)、 .OS31に推測コマンドの終了報告を行う(フロー
チャート16)。
[0098] In response to the end report, the neurocomputer controller 6 causes the weather estimation information H out (t 1 , j, i) held in the output unit 9 of the neurocomputer 7.
1 ) The input layer / output layer_corresponding data conversion board 1
1 to control the estimated weather information F out (t 1 , j, i 1 )
, And store it in the internal buffer (Flowchart 1
5),. The end of the guess command is reported to the OS 31 (flow chart 16).

【0099】.これに対し、OS31は、適切なタイ
ミングに、ホスト内部バス4を占有し、ニューロコンピ
ュータ制御装置6に、入力層/出力層_対応データ変換
ボード11の推測済み気象情報Fout (t1,j,i1)を
メモリに転送するように要求し(フローチャート1
7)、 .ニューロコンピュータ制御装置6は、前記要求を実
行し、OS31に終了報告を行い、OS31は、気象予
測AP30に対し、終了報告を行い、前記推測済み気象
情報Fout (t1,j,i1)をメモリにセットしたことを
知らせる(フローチャート18)。
[0099] On the other hand, the OS 31 occupies the host internal bus 4 at an appropriate timing, and instructs the neuro computer controller 6 to infer the estimated weather information F out (t 1 , j) of the input layer / output layer_corresponding data conversion board 11. , I 1 ) to the memory (flow chart 1).
7),. The neurocomputer control device 6 executes the request and reports an end to the OS 31. The OS 31 reports an end to the weather forecast AP 30, and the estimated weather information F out (t 1 , j, i 1 ). Is set in the memory (flow chart 18).

【0100】(実施例3) (8)学習情報の管理 大気の気象状態は、時系列的な要因が強く、一般に、大
気の状態は、西から東へゆっくり移動する。さらに、春
夏秋冬,梅雨,台風,秋の長雨などの季節要因によリ、
大気状態の変化の様子を大まかに分類することができ
る。
(Third Embodiment) (8) Management of Learning Information The atmospheric weather condition has a strong time-series factor, and the atmospheric condition generally moves slowly from west to east. Furthermore, due to seasonal factors such as spring, summer, autumn and winter, rainy season, typhoon, and long rain in autumn,
Atmospheric conditions can be roughly classified.

【0101】よって、ニューロコンピュータ7にとって
は、大気状態の変化の様子を学習するのに、学習の範囲
を「1年間」とするより、むしろ「季節ごと」に限定し
た方が、時系列的に、相関関係の強い気象状態を学習す
るこができ、以降の気象状態を、決め細かく推測するこ
とができる。
Therefore, for the neurocomputer 7, when learning the state of changes in atmospheric conditions, it is better to limit the range of learning to "every season" rather than "one year" in a time-series manner. Therefore, it is possible to learn a weather state having a strong correlation, and to infer the subsequent weather state in detail.

【0102】そこで、本発明では、ニューロコンピュー
タ7の学習の単位を、季節要因(春(前半),春(後
半),梅雨,夏,台風,秋,秋の長雨,冬)とし、それ
ぞれの季節要因において、気象状態の学習、推測を行
い、学習情報も季節要因ごとに、管理、制御する。以
下、詳細について述べる。
Therefore, in the present invention, the unit of learning of the neurocomputer 7 is a seasonal factor (spring (first half), spring (second half), rainy season, summer, typhoon, autumn, long rainfall in autumn, winter), and For the factors, weather conditions are learned and estimated, and learning information is managed and controlled for each seasonal factor. The details will be described below.

【0103】(8−1)学習情報の管理(請求項2記載
の第4の制御手段) 気象予測AP30は、ニューロコンピュータ7に気象予
測、気象状態の変化の様子の学習、推測、または、モー
ド設定を実行させるため、OS31に対し、学習、推
測、またはモード設定コマンドを発行するのに、コマ
ンドの制御パラメータエリアに、該当する前記季節要因
を書き込むか、後述する「モード設定コマンド:季節
要因自動判定(設定/not)」を使って、気象状態の
季節要因を自動判定する。
(8-1) Management of Learning Information (Fourth Control Means of Claim 2) The weather forecasting AP 30 makes the neurocomputer 7 learn the weather forecast, learn the change of the weather condition, estimate the mode, or change the mode. To issue a learning, guessing, or mode setting command to the OS 31 to execute the setting, the corresponding seasonal factor is written in the control parameter area of the command, or a “mode setting command: seasonal factor automatic Judgment (setting / not) "is used to automatically judge the seasonal factor of the weather condition.

【0104】これに対し、ニューロコンピュータ制御装
置6は、季節要因ごとに図6に示す学習情報を管理する
のに、図10に示す、季節要因をコード化した季節要
因種別T31、ニューロコンピュータ7が学習情報を
使用できるか否かを示すのに、「学習情報が未作成の場
合’00’」、学習情報が作成されるか、初期設定さ
れ、「ディスクのみに格納されている場合’01’」、
「学習情報メモリ13に格納されている場合、’8
#’」で表示する使用状況管理フラグT32、学習、
推測のための演算式の制御パラメータを格納するディス
ク装置5、および学習情報メモリ13の格納先頭アドレ
ス、格納バイト数を示す演算式制御パラメータ格納エリ
アT33、同様に学習情報(しきい値、およびシナプ
ス係数)の格納先頭アドレス、格納バイト数を示す学習
情報格納エリアT34から成る季節要因対応学習情報管
理テーブルT30を用いて、管理制御する。
On the other hand, the neurocomputer control device 6 manages the learning information shown in FIG. 6 for each seasonal factor by using the seasonal factor type T31 encoding the seasonal factor and the neurocomputer 7 shown in FIG. To indicate whether the learning information can be used, "if the learning information is not created '00'", the learning information is created or initialized, and "if the learning information is stored only on the disc," 01 ". "
"If stored in the learning information memory 13, '8
# '", The usage management flag T32
The disk device 5 for storing the control parameters of the arithmetic expressions for estimation, the storage start address of the learning information memory 13, and the arithmetic expression control parameter storage area T33 indicating the number of bytes to be stored, as well as the learning information (threshold and synapse) The management control is performed using a seasonal factor corresponding learning information management table T30 including a learning information storage area T34 indicating a storage start address of the coefficient (coefficient) and the number of storage bytes.

【0105】まず、学習、推測処理が発生した場合、ニ
ューロコンピュータ制御装置6は、前記季節要因対応学
習情報管理テーブルT30の使用状況管理フラグT32
を参照し、 (A)T32=’8#’つまり必要とする学習情報が学
習情報メモリ13にある場合、項番(7)の「気象状態
の変化の様子の学習、推測」に従う。
First, when the learning and estimating process occurs, the neurocomputer control device 6 sets the use status management flag T32 in the seasonal factor corresponding learning information management table T30.
(A) When T32 = '8 #', that is, when the required learning information is stored in the learning information memory 13, it follows the item No. (7) “learning and estimating the state of change in weather conditions”.

【0106】(B)T32=’01’つまり学習情報が
作成されるか、初期設定され、ディスクのみに格納され
ている場合の場合、以下の制御を行う。
(B) T32 = '01 'In the case where learning information is created or initialized and stored only on the disc, the following control is performed.

【0107】.ニューロコンピュータ制御装置6は、
OS31に対し、学習情報がセットされてないことを示
すステータスを付加して、終了報告を行う。
. The neurocomputer control device 6
A completion report is given to the OS 31 with a status indicating that the learning information has not been set.

【0108】.終了報告を契機として、OS31は、
ニューロコンピュータ制御装置6に、該当する学習情報
をディスク装置5から学習情報メモリ13に転送するよ
うに要求する。同時に、ホスト内部バス4をニューロボ
ード2のために開放する。
. Upon the end report, the OS 31
It requests the neurocomputer controller 6 to transfer the corresponding learning information from the disk device 5 to the learning information memory 13. At the same time, the host internal bus 4 is opened for the neuro board 2.

【0109】.前記要求に対し、ニューロコンピュー
タ制御装置6は、前記季節要因対応学習情報管理テーブ
ルT30を参照して、学習情報メモリドライバ12に対
し、該当する季節要因に対応した「気象予測用学習情
報」をディスク装置5から学習情報メモリ13に転送す
るように要求する。
[0109] In response to the request, the neurocomputer control device 6 refers to the seasonal factor corresponding learning information management table T30 and sends the learning information memory driver 12 a disk with "weather forecasting learning information" corresponding to the relevant seasonal factor. A request is sent from the device 5 to the learning information memory 13.

【0110】.学習情報メモリドライバ12は、デー
タ転送終了後、ニューロコンピュータ制御装置6に終了
報告を行い、ニューロコンピュータ制御装置6は、OS
31に対し、終了報告を行う。
[0110] After the data transfer is completed, the learning information memory driver 12 reports an end to the neurocomputer control device 6.
31 is reported to the end.

【0111】.前記終了報告を契機として、OS31
は、ニューロコンピュータ制御装置6に再度、学習、ま
たは推測処理を実行するように要求する。
[0111] When the end report is triggered, the OS 31
Requests the neurocomputer controller 6 to perform the learning or the inference process again.

【0112】.前記要求を契機として、ニューロコン
ピュータ制御装置6は、ニューロコンピュータ7に対
し、学習、または推測を行うように要求する。
[0112] In response to the request, the neurocomputer control device 6 requests the neurocomputer 7 to perform learning or estimation.

【0113】但し、学習情報メモリ13と学習情報カレ
ントラッチ14との間で学習情報を転送する必要が発生
した場合、ニューロコンピュータ7は学習情報メモリド
ライバ12を制御して、自ら、データ転送を行う。
However, when it becomes necessary to transfer the learning information between the learning information memory 13 and the learning information current latch 14, the neurocomputer 7 controls the learning information memory driver 12 to perform the data transfer by itself. .

【0114】(C)T32=’00’つまり学習情報が
作成されてない場合、 .ニューロコンピュータ制御装置6はOS31に対
し、また、OS31は気象予測AP30に対し、学習情
報が作成されてないことを示すステータスを付加し、終
了報告を行う。
(C) T32 = '00 ', that is, when learning information is not created, The neurocomputer control device 6 adds a status indicating that no learning information has been created to the OS 31 and the OS 31 and the weather forecast AP 30 and reports the end of the process.

【0115】.終了報告を契機として、気象予測AP
30は、項番(6−3)に示す「学習情報の初期化」を
実行した後、再度、OS31に対し、コマンドを発行す
る。
. Weather report AP triggered by the end report
30 executes the “initialization of learning information” shown in the item number (6-3), and then issues a command to the OS 31 again.

【0116】次に、ニューロコンピュータ制御装置6に
よる学習処理が終了した場合、OS31に終了報告を行
う際、更新した学習情報をディスク装置5に格納する意
志を示すステータスを付加する。これに対し、OS31
は、気象予測AP30に終了報告を行うと共に、ニュー
ロコンピュータ制御装置6にホスト内部バス4を開放し
て、学習情報のデータ転送を許可する。
Next, when the learning process by the neurocomputer control device 6 is completed, when the completion report is sent to the OS 31, a status indicating the intention to store the updated learning information in the disk device 5 is added. In contrast, OS31
Sends an end report to the weather prediction AP 30 and opens the host internal bus 4 to the neurocomputer control device 6 to permit data transfer of learning information.

【0117】(8−2)気象要因の判別(請求項1記載
の第3の制御手段) 気象予測AP30は、「モード設定コマンド:季節要因
自動判定(設定/not)」を用いることで、気象情報の季
節要因を自動的に判別することができる。
(8-2) Judgment of Meteorological Factor (Third Control Means of Claim 1) The weather forecast AP 30 uses the “mode setting command: seasonal factor automatic judgment (setting / not)” to determine the weather. The seasonal factor of the information can be automatically determined.

【0118】前記コマンドによって、季節要因自動判定
フラグが”設定”にセットされた状態で、気象予測AP
30が学習、または推測コマンドを発行した場合、ニュ
ーロコンピュータ制御装置6は、 .「気象予測システム」を運用する以前に、ニューロ
コンピュータ7に、気象情報すなわち、「大気状態の変
化の様子に対応する季節要因」を学習させておき、 .項番で作成した「季節要因判別用学習情報」を用
い、前記コマンドに添付された気象情報の季節要因を判
別し、 .前記季節要因に対応した「気象予測用学習情報」を
用いて、大気状態の変化の様子を学習、または推測する
のに、図11、図12に示すフローチャートに従い、以
下の制御を行う。
With the above-mentioned command, with the seasonal factor automatic determination flag set to “set”, the weather forecast AP
30 issues a learning or guessing command, the neurocomputer controller 6 will: Before operating the “weather forecasting system”, the neurocomputer 7 is made to learn weather information, that is, “seasonal factors corresponding to changes in atmospheric conditions”. Using the “seasonal factor determination learning information” created in the item number, determine the seasonal factor of the weather information attached to the command, The following control is performed according to the flowcharts shown in FIG. 11 and FIG. 12 in learning or estimating the state of the change in the atmospheric state using the “weather information for weather prediction” corresponding to the seasonal factor.

【0119】 (8−2−1)気象情報対応季節要因の学習 (A) 気象予測AP30は、気象情報と対応する季節要因
を学習するため以下に示す「学習コマンド(季節要
因)」をOS31に対し発行する(フローチャート2
0)。
(8-2-1) Learning of Seasonal Factors Corresponding to Weather Information (A) The weather forecasting AP 30 sends the following “learning command (seasonal factors)” to the OS 31 to learn the seasonal factors corresponding to weather information. Issued for (Flowchart 2
0).

【0120】〔学習コマンド(季節要因)〕+〔制御パ
ラメータ〕+〔学習用データ〕 制御パラメータ:学習用データの気象情報群の数 学習用データ :項番を一組とする複数の気象情報
群 以前の気象情報Fin (t0,j,i0)(学習用データ) (一例としてt0 =k0−4,k0−3,k0−2,k
0−1,k0(任意の時刻);24,18,12,6時
間前,任意の時刻における、入力層20に対応した各観
測地点の観測すべき気象情報) 前記気象情報群Fin(t0,j,i)に対応する季節要
因(h)(気象情報に対応する季節要因(h)のみ
[1],他の季節要因(h)は[0]) (B) 前記コマンドに対し、OS31は、ニューロコンピ
ュータ制御装置6を起動する(フローチャート21)。
[Learning command (seasonal factor)] + [Control parameter] + [Learning data] Control parameter: Number of weather information groups of learning data Learning data: Plural weather information groups having a set of item numbers Previous weather information F in (t 0 , j, i 0 ) (learning data) (As an example, t 0 = k0-4, k0-3, k0-2, k
0-1, k0 (arbitrary time); weather information to be observed at each observation point corresponding to the input layer 20 at an arbitrary time, 24, 18, 12, 6 hours before the weather information group F in (t 0 , j, i) corresponding to the seasonal factor (h) (only the seasonal factor (h) corresponding to the weather information is [1], and the other seasonal factors (h) are [0]). The OS 31 activates the neurocomputer control device 6 (flow chart 21).

【0121】一方、ニューロコンピュータ制御装置6
は、 (C) 入力層ニューロン割当て管理テーブルT10、およ
び出力層ニューロン割当て管理テーブルT20を設定す
ることで、気象観測、および気象予測を行う時刻T (t
0)に対応した各観測地点L(j)毎の前記入力用気象情
報Fin (t0,j,i0)をニューロコンピュータ7の入力
層の各ニューロンNin (t0,j,i0)、および春,梅
雨,夏,台風,秋,秋の長雨,冬の季節要因(h)を出
力層のニューロンNout (季節要因)に割り当て、「季
節要因判別用学習情報」を項番(6−3)に従い初期化
する。但し、前記出力層ニューロン割当て管理テーブル
T20の気象推測情報管理番号には、各季節要因(h)
をセットする(フローチャート22)。
On the other hand, the neurocomputer controller 6
(C) By setting the input layer neuron assignment management table T10 and the output layer neuron assignment management table T20, the time T (t
The input weather information F in (t 0 , j, i 0 ) for each observation point L (j) corresponding to the observation point L (j) is converted into the neurons N in (t 0 , j, i 0 ) of the input layer of the neurocomputer 7. ) And the seasonal factors (h) of spring, rainy season, summer, typhoon, autumn, autumn long rain, and winter are assigned to the neurons N out (seasonal factors) in the output layer, and the “seasonal factor discriminating learning information” is numbered ( Initialize according to 6-3). However, the weather estimation information management number in the output layer neuron allocation management table T20 includes each seasonal factor (h).
Is set (flow chart 22).

【0122】(D) 気象情報Fin (t0,j,i0)を入力層
/出力層_対応データ変換ボード11を制御して、気象
実測情報Hin (t0,j,i0)に変換する(フローチャー
ト23)。
(D) The weather information F in (t 0 , j, i 0 ) is controlled by the input layer / output layer_corresponding data conversion board 11 to obtain the actual weather information H in (t 0 , j, i 0 ). (Flowchart 23).

【0123】(E) ニューロコンピュータ7に前記気象情
報群毎に「前記気象実測情報群Hin (t0,j,i0)に対
応する実際の季節要因(正解)と、ニューロコンピュー
タ7が推測した季節要因 '(h)(下記項番)との
誤差」を最小とすべく季節要因判別用学習情報の更新
(下記項番)」を規定回数繰り返して行わせ、「気
象情報と対応する季節要因(h)」を学習させる。
[0123] (E) and the actual seasonal factors (correct) corresponding to "the each the weather information group in neuro-computer 7 meteorological measured information group H in (t 0, j, i 0), neuro-computer 7 is speculated The seasonal factor '(h) (item number below)' is updated a specified number of times to update the seasonal factor discriminating learning information (item number below) to minimize the error. Factor (h) "is learned.

【0124】.気象実測情報Hin (t0,j,i0)をニ
ューロコンピュータ7の入力部8に出力し、ニューロコ
ンピュータ7に、前記気象実測情報群に対応する季節要
因 '(h)を推測するように起動要求する(フローチャ
ート24)。
. Outputs weather actual information H in (t 0, j, i 0) to the input 8 of the neuro-computer 7, the neuro-computer 7, so as to estimate the seasonal factors' (h) corresponding to the weather actual information group An activation request is made (flow chart 24).

【0125】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、図3に示す起動指令一覧に従い季節要因 '
(h)([0]〜[1]までの実数)を算出し、出力層
22に保持すると共に、ニューロコンピュータ制御装置
6に推測処理の終了報告を行う(フローチャート2
5)。
[0125] The neurocomputer 7 responds to the request according to the seasonal
(H) (Real numbers from [0] to [1]) are calculated and stored in the output layer 22, and the end of the estimation processing is reported to the neurocomputer controller 6 (flow chart 2).
5).

【0126】.前記終了報告を契機として、ニューロ
コンピュータ制御装置6は、季節要因(h)(教師情
報:前記気象情報に対する最も適切な季節要因を正解
[1]、該当しない季節要因は[0])をニューロコン
ピュータ7の出力部9に出力し、ニューロコンピュータ
7に「ニューロコンピュータ7自身が判断し出力層22
の各ニューロンに保持してある季節要因 '(h)」と
「正解として出力層22の各のニューロンに入力された
季節要因(h)(前記教師情報)」との誤差を最小にす
べく季節要因判別用学習情報を更新するように要求する
(フローチャート26)。
. In response to the end report, the neurocomputer control device 6 determines the seasonal factor (h) (teacher information: the most appropriate seasonal factor for the weather information [1], and the seasonal factor not applicable is [0]) to the neurocomputer. 7 and outputs to the neurocomputer 7, “the neurocomputer 7 itself judges and determines the output layer 22.
In order to minimize the error between the seasonal factor '(h)' held in each neuron and the seasonal factor (h) (the teacher information) input to each neuron in the output layer 22 as a correct answer. A request is made to update the learning information for factor determination (flow chart 26).

【0127】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、図3に示す起動指令一覧に従い学習情報を更新
し、学習情報カレントラッチ14に格納すると共に、ニ
ューロコンピュータ制御装置6に学習処理の終了報告を
行う(フローチャート27)。また、更新した「季節要
因判別用学習情報」は、一旦、ディスク装置5に退避し
ておき、以降、気象情報の季節要因を判別するのに用い
る。
[0127] In response to the request, the neurocomputer 7 updates the learning information in accordance with the activation command list shown in FIG. 3, stores the learning information in the learning information current latch 14, and reports the end of the learning process to the neurocomputer control device 6 (flow chart 27). ). The updated “seasonal factor discriminating learning information” is temporarily saved in the disk device 5 and is subsequently used for discriminating the seasonal factor of the weather information.

【0128】(F) ニューロコンピュータ制御装置6は、
前記終了報告を契機として、学習処理が終了したことを
認識し、OS31に終了報告を行い、OS31はこれを
契機として、気象予測AP30に対し、終了報告を行う
(フローチャート28)。
(F) The neurocomputer controller 6
Recognizing that the learning process has been completed on the occasion of the end report, the end report is made to the OS 31, and the OS 31 makes an end report to the weather forecast AP 30 on this occasion (flow chart 28).

【0129】(8−2−2)気象情報の季節要因を判別 (A) 気象予測AP30は、気象状態の変化の様子を学
習、推測するのに、項番(7)に示す学習コマンド、ま
たは推測コマンドを、OS31に対し発行する(フロー
チャート30)。
(8-2-2) Determining Seasonal Factors of Weather Information (A) The weather forecast AP 30 learns or predicts the state of change in weather conditions by using the learning command shown in item number (7) or A guess command is issued to the OS 31 (flow chart 30).

【0130】(B) 前記コマンドに対し、OS31は、ニ
ューロコンピュータ制御装置6を起動する(フローチャ
ート31)。
(B) In response to the command, the OS 31 activates the neurocomputer controller 6 (flow chart 31).

【0131】一方、ニューロコンピュータ制御装置6
は、 (C) ニューロコンピュータ7の入出力層に、実測用気象
情報Fin (t0,j,i0)、および推測用気象情報Fout
(t1,j,i1)が割り当ててある場合、現在、ニューロ
コンピュータ7が使用している「学習、推測用学習情
報」、および入力層ニューロン割当て管理テーブルT1
0、出力層ニューロン割当て管理テーブルT20の情報
を、項番(8−1)と同様にしてディスク装置5に退避
する(フローチャート32)。
On the other hand, the neuro computer controller 6
(C) In the input / output layer of the neurocomputer 7, actual measurement weather information F in (t 0 , j, i 0 ) and estimation weather information F out
When (t 1 , j, i 1 ) is assigned, “learning and learning information for estimation” currently used by the neurocomputer 7 and the input layer neuron assignment management table T1
0, the information in the output layer neuron assignment management table T20 is saved in the disk device 5 in the same manner as in the item number (8-1) (flow chart 32).

【0132】(D) 項番(8−2−1)で作成した「季節
要因判別用学習情報」を項番(8−1)と同様にしてデ
ィスク装置5から、ニューロコンピュータ7の学習情報
カレントラッチ14に転送する。更に、前記入力層ニュ
ーロン割当て管理テーブルT10、出力層ニューロン割
当て管理テーブルT20、および項番(6−2)に従
い、実測用気象情報Fin (t0,j,i0)、および前記気
象情報群に対応する季節要因(h)を、ニューロコンピ
ュータ7の入出力層の各ニューロンNin (t0,j,
0)、およびニューロンNout (季節要因)に割り当て
る(フローチャート33)。
(D) The “seasonal factor discrimination learning information” created in the item number (8-2-1) is read from the disk device 5 in the same manner as the item number (8-1). Transfer to latch 14. Furthermore, the input layer neurons allocation management table T10, an output layer neurons allocation management table T20, and according Koban (6-2), found for weather information F in (t 0, j, i 0), and the weather information group Is assigned to each neuron N in (t 0 , j,
i 0 ) and neuron N out (seasonal factor) (flow chart 33).

【0133】(E) 前記コマンドに添付された気象情報F
in (t0,j,i0)の季節要因を判別するのに、 .入力層/出力層_対応データ変換ボード11を制御
して、気象実測情報Hin (t0,j,i0)に変換する(フ
ローチャート34)。
(E) Weather information F attached to the command
To determine the seasonal factor of in (t 0 , j, i 0 ),. By controlling the input layer / Output layer _ corresponding data conversion board 11 converts weather actual information H in (t 0, j, i 0) to (flow 34).

【0134】.気象実測情報Hin (t0,j,i0)をニ
ューロコンピュータ7の入力部8に出力し、ニューロコ
ンピュータ7に、前記気象実測情報対応する季節要因 '
(h)を推測するように起動要求する(フローチャート
35)。
[0134] The weather measurement information H in (t 0 , j, i 0 ) is output to the input unit 8 of the neurocomputer 7, and the neurocomputer 7 receives the seasonal factor corresponding to the weather measurement information.
A start request is made to estimate (h) (flow chart 35).

【0135】.ニューロコンピュータ7は、前記要求
に対し、「季節要因判別用学習情報」を用いて、図3に
示す起動指令一覧に従い、季節要因 '(h)([0]〜
[1]までの実数)を算出し、出力層22の各ニューロ
ンNout (季節要因)に保持すると共に、ニューロコン
ピュータ制御装置6に推測処理の終了報告を行う(フロ
ーチャート36)。
[0135] In response to the request, the neurocomputer 7 uses the “seasonal factor discriminating learning information” and according to the start command list shown in FIG.
The real number up to [1] is calculated and stored in each neuron N out (seasonal factor) of the output layer 22 and the end of the estimation processing is reported to the neurocomputer controller 6 (flow chart 36).

【0136】.ニューロコンピュータ制御装置6は、
ニューロコンピュータ7が出力層22の各ニューロンN
out (季節要因)に出力した前記気象情報に対する季節
要因値の中で、最も大きい値を出力したニューロンN
out (季節要因)に割り当てられた季節要因を、前記気
象情報に対する季節要因と判断する(フローチャート3
7)。
[0136] The neurocomputer control device 6
The neurocomputer 7 is connected to each neuron N in the output layer 22.
out (seasonal factor), the neuron N that outputs the largest value among the seasonal factor values for the weather information
out (seasonal factor) is determined as a seasonal factor for the weather information (flow chart 3).
7).

【0137】(F) (請求項2に記載の第5の制御手段)
ニューロコンピュータ制御装置6は、項番(8−1)と
同様にして、 .ディスク装置5に退避した「学習推測用学習情報」
を、ニューロコンピュータ7の学習情報カレントラッチ
14に転送し、 .入力層ニューロン割当て管理テーブルT10、およ
び出力層ニューロン割当て管理テーブルT20をニュー
ロコンピュータ制御装置6のメモリに転送し、更に、当
該入力層ニューロン割当て管理テーブルT10、出力層
ニューロン割当て管理テーブルT20、および項番(6
−2)に従い、実測用気象情報Fin (t0,j,i0)、お
よび推測用気象情報Fout (t1,j,i1)を、ニューロ
コンピュータ7の入出力層の各ニューロンNin (t0,
j,i0)、およびNout (t1,j,i1)に割り当てる
(フローチャート38)。
(F) (Fifth control means according to claim 2)
The neurocomputer control device 6 operates in the same manner as in item (8-1). "Learning information for learning estimation" saved in the disk device 5
Is transferred to the learning information current latch 14 of the neurocomputer 7, and. The input layer neuron assignment management table T10 and the output layer neuron assignment management table T20 are transferred to the memory of the neurocomputer controller 6, and further, the input layer neuron assignment management table T10, the output layer neuron assignment management table T20, and the item number (6
In accordance with -2), the actual weather information F in (t 0 , j, i 0 ) and the estimation weather information F out (t 1 , j, i 1 ) are transmitted to each neuron N in the input / output layer of the neurocomputer 7. in (t 0 ,
j, i 0 ) and N out (t 1 , j, i 1 ) (flowchart 38).

【0138】.項番(7)に従い、気象状態の変化の
様子を学習、推測する(フローチャート39)。
. According to the item number (7), the state of change of the weather condition is learned and estimated (flow chart 39).

【0139】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
The invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【0140】たとえば、本発明の上記実施例では、一例
として気象予測(時系列要因の強い大気状態の変化の様
子の学習、および推測)を記述したが、「図1のニュー
ロコンピュータを用いた情報処理装置の基本構成図」、
および「図2のAP,OS,ニューロ制御の論理インタ
ーフェイス」を用いれば、応用分野はかなり広い。
For example, in the above embodiment of the present invention, as an example, weather forecasting (learning and estimating the state of a change in atmospheric state with a strong time series factor) has been described. Basic configuration diagram of processing equipment ",
If "the logical interface of the AP, OS, and neuro control of FIG. 2" is used, the application field is considerably wide.

【0141】[0141]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0142】本発明の気象予測システムおよびニューロ
コンピュータ制御システムによれば、 (1)ニューロコンピュータに気象観測、および気象予
測を行う複数の観測地点の大気の変化の様子を学習させ
ることで、 .ニューロコンピュータに、以前(例えば24,1
2,6時間前、および現時点)の気象情報を入力するこ
とで、以降(例えば6,12,24時間後)の気象情報
を推測させることが可能になる。
According to the weather forecasting system and the neurocomputer control system of the present invention, (1) the neurocomputer learns weather observations and the state of atmospheric changes at a plurality of observation points where weather forecasting is performed. In the neurocomputer, previously (eg, 24, 1
By inputting the weather information 2,6 hours before and at the present time, it is possible to infer the weather information after that (for example, 6,12,24 hours later).

【0143】.気象情報の観測、および予測地点が任
意に設定できるため、全国版の気象情報の提供を受け、
全国版の気象を予測する以外に、気象を予測したい地域
の気象情報をニューロコンピュータの学習対象に追加す
ることで、任意の地域の局地的予測が可能である。
[0143] Since observation and prediction of weather information can be set arbitrarily, a nationwide version of weather information is provided.
In addition to predicting the nationwide version of the weather, local information of any area can be predicted by adding the weather information of the area where the weather is to be predicted to the learning target of the neurocomputer.

【0144】.本発明による気象予測システムの運用
に、気象に関する専門的知識は不要である。
[0144] The operation of the weather forecasting system according to the present invention does not require specialized knowledge on weather.

【0145】(2)「気象情報」と対応する「季節要
因」(例えば春,梅雨,夏,台風,秋,秋の長雨,冬)
を、項番(1)と同様にして学習、および推測(判別)
することにより、ニューロコンピュータの気象に対する
学習の範囲を「季節ごと」に限定でき、時系列的に相関
関係の強い気象状態を学習でき、以降の気象状態を決め
細かく推測でき、特に季節の変わり目の予測制度を維持
することができる。
(2) “Seasonal factors” corresponding to “weather information” (eg, spring, rainy season, summer, typhoon, autumn, long rain in autumn, winter)
Is learned and guessed (determined) in the same manner as in item number (1).
By doing so, the range of learning for the weather of the neurocomputer can be limited to "every season", the weather conditions with strong correlation in time series can be learned, the subsequent weather conditions can be determined in detail, and especially at the turn of the season The forecast system can be maintained.

【0146】(3)情報処理装置は、「ニューロコンピ
ュータが接続されたニューロコンピュータ制御装置」を
内部バス、または標準インターフェイスで接続すること
により、ニューロコンピュータ制御システムがOS上で
提供するサブルーチンをコマンド手段によってアプリケ
ーションプログラムから呼び出すことで、ニューロコン
ピュータを使った処理を実行できる。
(3) The information processing apparatus connects the “neurocomputer controller connected to the neurocomputer” by an internal bus or a standard interface, and executes a subroutine provided by the neurocomputer control system on the OS by command means. By calling from the application program, the processing using the neurocomputer can be executed.

【0147】(4)ニューロコンピュータに、気象観測
を行う各地点毎に単独で大気状態の変化の様子を学習さ
せ、更に、各地点の大気状態の変化に対する特定の地点
の大気状態の変化の様子を学習させ、各観測地点の現時
刻以前の異なる時刻の気象情報を入力して、特定地点の
現時刻以後の一つ以上の異なる時刻の気象情報を推測さ
せることにより、本システムを小規模のニューロン構成
で実現でき、ニューロコンピュータの汎化能力が強化で
きる。
(4) The neurocomputer learns the state of the change of the atmospheric state independently at each point where the weather observation is performed, and further, the state of the change of the atmospheric state at a specific point with respect to the change of the atmospheric state at each point. By learning the weather information at different times before the current time at each observation point and estimating the weather information at one or more different times after the current time at a specific point, this system It can be realized with a neuron configuration, and the generalization ability of the neurocomputer can be enhanced.

【0148】(5)任意の観測地点において、ニューロ
コンピュータに、各気象情報毎に、前記一気象情報のみ
の変化の様子を学習させ、更に、各気象情報の変化に対
する特定の気象情報の変化の様子を学習させ、現時刻以
前の異なる時刻の気象情報を入力して、現時刻以後の一
つ以上の異なる時刻の特定の気象情報を推測させること
により、 .特定地域の気象観測を行うだけで、その地域の気象
予測が可能、つまり、他の地域と独立して予測が可能
で、他の地域の気象情報の収集をしなくて済む。
(5) At an arbitrary observation point, the neural computer is made to learn the state of change of only one piece of weather information for each piece of weather information. By learning the situation, inputting weather information at different times before the current time, and inferring specific weather information at one or more different times after the current time, Simply by performing weather observations in a specific area, it is possible to forecast the weather in that area, that is, it is possible to forecast independently of other areas, and it is not necessary to collect weather information in other areas.

【0149】.本システムを小規模のニューロン構成
で実現でき、ニューロコンピュータの汎化能力が強化で
きる。
[0149] This system can be realized with a small-scale neuron configuration, and the generalization ability of the neurocomputer can be enhanced.

【0150】(6)降水確率、晴れる確率等の第2の気
象情報の予測に関し、ニューロコンピュータに入力する
時系列データのカオス性(規則性)を調べ、そのデータ
が予測しやすいか否かを数値化する仕組みを用いて得ら
れた、「前記入力情報に対しニューロコンピュータの推
測が当たる確率」から、ニューロコンピュータが推測す
る第2の気象情報の肯定要因(例えば、晴れる、雨が降
る等)、または否定要因(そうでない)に対する当たる
確率を求めることにより、降水確率、晴れる確率等の第
2の気象情報を明示することが可能となる。
(6) Regarding the prediction of the second weather information such as the probability of precipitation and the probability of clearing, the chaos (regularity) of the time-series data input to the neurocomputer is examined to determine whether the data is easy to predict. From the “probability that the neurocomputer guesses the input information” obtained using a mechanism for digitizing, the positive factors of the second weather information guessed by the neurocomputer (for example, sunny, rainy, etc.) , Or by determining the probability of hitting against a negative factor (otherwise), it is possible to specify second weather information such as the probability of precipitation and the probability of clearing.

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

【図1】ニューロコンピュータを用いた情報処理装置の
一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an information processing apparatus using a neurocomputer.

【図2】AP−OSのニューロ制御のインターフェイス
の一例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an interface for neuro-control of an AP-OS.

【図3】ニューロコンピュータへの起動命令一覧の一例
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a list of startup instructions to a neurocomputer.

【図4】気象予測システムIにおけるニューロコンピュ
ータ基本モデルの一例を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a neurocomputer basic model in the weather forecasting system I.

【図5】ニューロコンピュータ入出力の関係の一例を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between neurocomputer input and output.

【図6】ニューロコンピュータ学習情報およびニューロ
ンの入出力の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of neurocomputer learning information and input / output of neurons.

【図7】ニューロン割当て管理テーブルの一例を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a neuron assignment management table.

【図8】気象予測APによる学習処理の制御の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of control of a learning process by a weather prediction AP.

【図9】気象予測APによる推測処理の制御の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of control of estimation processing by a weather forecast AP.

【図10】季節要因対応学習情報管理テーブルの一例を
示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a seasonal factor corresponding learning information management table.

【図11】気象情報対応季節要因の学習処理の制御の一
例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of control of a learning process of a seasonal factor corresponding to weather information.

【図12】気象情報対応季節要因の推測処理の制御の一
例を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of control of a process of estimating a seasonal factor corresponding to weather information.

【図13】気象予測システムIIにおけるニューロコンピ
ュータ基本モデルの一例を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of a neurocomputer basic model in the weather forecast system II.

【図14】気象予測システムIII におけるニューロコン
ピュータ基本モデルの一例を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of a neurocomputer basic model in the weather forecast system III.

【図15】気象予測システムIVにおけるニューロコンピ
ュータ基本モデルの一例を示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of a neurocomputer basic model in the weather forecast system IV.

【図16】「第2の気象情報」の予測_後処理の一例を
示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example of prediction_post-processing of “second weather information”.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 情報処理装置本体部 2 ニューロボード 3 演算ユニット 4 ホスト内部バス 4a ホスト内部バス標準インターフェイス 5 ディスク装置 6 ニューロコンピュータ制御装置 7 ニューロコンピュータ 8 入力部 9 出力部 10 制御パラメータ部 11 入力層/出力層_対応データ変換ボード 12 学習情報メモリドライバ 13 学習情報メモリ 14 学習情報カレントラッチ 15 ニューロボード内部バス 16 学習情報転送バス 20 入力層 21 中間層 22 出力層 30 気象予測システムアプリケーション(AP) 31 オペレーティングシステム(OS) 32 ニューロコンピュータドライバ 33 ニューロコンピュータ制御ドライバ 34 ニューロコンピュータ制御マイクロプログラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information processing device main body 2 Neuro board 3 Arithmetic unit 4 Host internal bus 4a Host internal bus standard interface 5 Disk device 6 Neuro computer control device 7 Neuro computer 8 Input unit 9 Output unit 10 Control parameter unit 11 Input layer / output layer_ Corresponding data conversion board 12 Learning information memory driver 13 Learning information memory 14 Learning information current latch 15 Neuroboard internal bus 16 Learning information transfer bus 20 Input layer 21 Middle layer 22 Output layer 30 Weather forecasting system application (AP) 31 Operating system (OS) ) 32 Neurocomputer driver 33 Neurocomputer control driver 34 Neurocomputer control microprogram

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−221888(JP,A) 特開 平4−58188(JP,A) 特開 平5−81228(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01W 1/10 G01W 1/02 G06F 15/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-221888 (JP, A) JP-A-4-58188 (JP, A) JP-A-5-81228 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01W 1/10 G01W 1/02 G06F 15/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 気象観測を行う複数の地点の大気状態を
す気象情報を複数の時刻で収集し、前記複数の地点の
うち、一ヶ所以上の地点の一つ以上の気象情報を推測す
る気象予測システムであって、複数の第1の時刻で収集した気象観測を行う複数の地点
の大気状態を示す気象情報を前記気象予測システムに入
力する第1の制御手段と、 ニューロコンピュータによって、前記気象情報に基づき
学習情報を用いて前記第1の時刻より後の第2の時刻の
前記複数の地点のうち一ケ所以上の地点の気象情報を推
測して出力する第2の制御手段と、 該第2の時刻の推測値と該第2の時刻の観測値を比較し
て前記学習情報を更新する第3の制御手段と、 を備えた
ことを特徴とする気象予測システム。
[Claim 1] to collect <br/> shown to meteorological information the atmospheric conditions of a plurality of points to carry out meteorological observations in more than one time, out of the previous SL a plurality of points, one or more of one place or more points A weather forecasting system for estimating weather information of a plurality of locations for performing weather observations collected at a plurality of first times
Weather information indicating the atmospheric conditions of the
A first control means for powering and a neurocomputer based on said weather information
Using the learning information, the second time after the first time
Weather information of one or more of the plurality of points is estimated.
A second control means for measuring and outputting, comparing the estimated value at the second time with the observed value at the second time.
And a third control means for updating the learning information .
【請求項2】 前記気象予測システムは、大気状態を分
類した複数のパターンを識別する第4の制御手段と、前
記パターン毎に、ニューロコンピュータが大気状態の変
化の様子を学習して学習情報を作成する第5の制御手段
とを備え、 前記第2の制御手段は、前記パターンに対応した学習情
報を用いて気象情報の推測を行う ことを特徴とする請求
項1記載の気象予測システム。
2. The weather forecast system according to claim 1, wherein
A fourth control means for identifying a plurality of similar patterns;
At each pattern, the neurocomputer changes atmospheric conditions.
Fifth control means for learning the state of formation and creating learning information
With the door, the second control means, learning information corresponding to the pattern
The weather forecasting system according to claim 1, wherein weather information is estimated using the information .
【請求項3】 気象予測プログラムの実行およびデータ
処理を行う演算ユニットと前記気象予測プログラムが格
納されるメモリと前記演算ユニットとメモリとを接続す
る内部バスとを備えた情報処理装置と、 ニューロコンピュータと、前記情報処理装置の内部バス
に接続され、前記ニューロコンピュータの制御を行うニ
ューロコンピュータ制御装置とを有するニューロボード
とを備えたニューロコンピュータ制御システムにおい
て、 前記ニューロコンピュータ制御装置は、 気象観測を行う複数の時刻に複数の地点で収集した気象
情報を前記気象予測プログラムを実行している情報処理
装置から受け取り、前記気象情報に基づく、学習情報を
用いた前記第1の時刻より後の第2の時刻の前記複数の
地点のうちの一ケ所以上の地点の気象情報の推測と、該
第2の時刻の推測値と該第2の時刻の観測値との比較に
よる前記学習情報の更新を制御することを特徴とするニ
ューロコンピュータ制御システム。
3. An information processing apparatus comprising: an arithmetic unit for executing a weather forecasting program and performing data processing; a memory for storing the weather forecasting program; and an internal bus connecting the arithmetic unit and the memory. And a neuro-board connected to an internal bus of the information processing device and having a neuro-computer control device for controlling the neuro-computer, wherein the neuro-computer control device performs weather observation Receiving weather information collected at a plurality of points at a plurality of times from an information processing apparatus executing the weather forecast program , and learning information based on the weather information.
The plurality of the plurality of times at a second time after the used first time
Estimating the weather information of one or more of the points,
To compare the estimated value at the second time with the observed value at the second time
A neuro-computer control system, which controls updating of the learning information by the user .
【請求項4】 複数の時刻に、複数の地点で、観測、お
よび推測される前記気象情報をのうち必要な気象情報
を、前記ニューロコンピュータの入力用、および出力用
の各ニューロンに割り当てる第1の段階と、 任意の時刻以前の複数の時刻に複数の地点で、および前
記時刻以降の一つ以上の時刻に一つ以上の地点で観測さ
れた前記気象情報の内容を、前記ニューロコンピュータ
に入力する第2の段階と、 前記任意の時刻以前の前記気象情報の内容を基に、前記
ニューロコンピュータが推測した前記任意の時刻以後の
気象情報の内容と、前記任意の時刻以後に観測された前
記気象情報の内容との誤差をフィードバックして、前記
ニューロコンピュータが使用している学習情報(結合荷
重、しきい値)を更新する操作を、前記誤差が十分小さ
くなるまで繰返す第3の段階と、 前記学習情報を用いて、前記ニューロコンピュータに、
現時刻以前の複数の時刻の前記各地点の気象情報を入力
することで、現時刻以降の前記各地点の必要な気象情報
を出力させる第4の段階と、 からなる制御動作を行う第7の制御手段を有する第1の
機能、 前記ニューロコンピュータに、前記気象情報のうち必要
な気象情報の観測を行う少なくとも一ヶ所以上の各地点
毎に単独で、前記地点の大気状態の変化の様子を学習さ
せる第8の制御手段と、 前記ニューロコンピュータに、前記各地点の大気状態の
変化に対応した、前記各地点の中から選択した任意の地
点の大気状態の変化の様子を学習させる第9の制御手段
と、 前記第8の制御手段の学習結果を用いて、前記各地点毎
に、前記ニューロコンピュータに、前記地点の現時刻以
前の複数の時刻の前記気象情報を入力して、現時刻以降
の少なくとも一つ以上の異なる時刻の必要な前記気象情
報を出力させる第10の制御手段と、 前記第9の制御手段の学習結果を用いて、当該第9の制
御手段で選択した任意の地点毎に、前記ニューロコンピ
ュータに、前記第10の制御手段の出力結果を入力し、
現時刻以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻の必要な
前記気象情報を出力させる第11の制御手段と、 からなる第2の機能、 前記ニューロコンピュータに、前記気象情報のうち必要
な気象情報の観測を行う任意の地点の前記気象情報の変
化の様子を一気象情報毎に単独で学習させる第12の制
御手段と、 前記ニューロコンピュータに、前記任意の地点の前記各
気象情報の変化に対応した、前記任意の地点の前記各気
象情報の中から選択した一気象情報の変化の様子を学習
させる第13の制御手段と、 前記第12の制御手段の学習結果を用いて、前記各気象
情報毎に、前記任意の地点の現時刻以前の少なくとも一
つ以上の異なる時刻の前記一気象情報を入力して、現時
刻以降の少なくとも一つ以上の異なる時刻の前記一気象
情報を出力させる第14の制御手段と、 前記第13の制御手段の学習結果を用いて、当該第13
の制御手段で選択した任意の一気象情報毎に、前記ニュ
ーロコンピュータに、前記第14の制御手段の出力結果
を入力し、前記任意の地点の現時刻以降の少なくとも一
つ以上の異なる時刻の前記一気象情報を出力させる第1
5の制御手段と、 からなる第3の機能、 の中の少なくとも一つの機能を有することを特徴とする
請求項1または2記載の気象予測システム、または請求
項3記載のニューロコンピュータ制御システム。
4. A method of allocating necessary weather information out of the weather information estimated and estimated at a plurality of points at a plurality of times to each neuron for input and output of the neurocomputer. The contents of the weather information observed at a plurality of points at a plurality of times before any time and at one or more points at one or more times after the time are input to the neurocomputer. A second step of performing, based on the content of the weather information before the arbitrary time, the content of the weather information after the arbitrary time estimated by the neurocomputer, and the content of the weather information observed after the arbitrary time. An operation of updating the learning information (coupling weight, threshold value) used by the neurocomputer by feeding back an error from the content of the weather information is performed when the error is sufficiently small. A third step of repeating until using the learning information, the neuro-computer,
A fourth step of inputting the weather information of each point at a plurality of times before the current time to output necessary weather information of each point after the current time, and a seventh step of performing a control operation comprising: A first function having control means, learning, by the neurocomputer, a state of a change in an atmospheric state at the point alone for each of at least one or more points for observing necessary weather information among the weather information; Eighth control means for causing the neurocomputer to learn a state of a change in the atmospheric state at an arbitrary point selected from the respective points corresponding to the change in the atmospheric state at the respective points. Means, using the learning result of the eighth control means, for each of the points, input the weather information at a plurality of times before the current time of the point to the neurocomputer, and Few At least one of the tenth control means for outputting the weather information necessary for at least one different time, and using the learning result of the ninth control means, for each arbitrary point selected by the ninth control means. Inputting the output result of the tenth control means to the neurocomputer;
An eleventh control means for outputting the required weather information at least one or more different times after the current time; a second function comprising: observing necessary weather information among the weather information to the neurocomputer; A twelfth control unit that independently learns the state of change of the weather information at an arbitrary point for performing one weather information, and the neurocomputer corresponds to the change of each weather information at the arbitrary point. A thirteenth control unit that learns a state of change of one weather information selected from the weather information at the arbitrary point; and a learning result of the twelfth control unit, for each of the weather information. Inputting the one weather information of at least one or more different times before the current time of the arbitrary point, and outputting the one weather information of at least one or more different times after the current time. Using a learning result of the fourteenth control means and the thirteenth control means,
For each arbitrary weather information selected by the control means, the output result of the fourteenth control means is input to the neurocomputer, and at least one or more different times after the current time of the arbitrary point First to output one weather information
The weather forecasting system according to claim 1 or 2, or the neurocomputer control system according to claim 3, which has at least one of the following control functions:
【請求項5】 前記ニューロコンピュータに、気象観測
を行う任意の地点で、前記気象情報で降水確率、晴れる
確率、雪の確率、大雨の確率等の気象情報のうち一気象
情報の変化の様子を学習させる第16の制御手段と、 前記第16の制御手段による学習結果を用いて、前記ニ
ューロコンピュータに前記地点での現時刻以前の複数の
時刻の前記一気象情報を入力して、現時刻以降の一つ以
上の時刻の前記一気象情報を出力させる第17の制御手
段と、 前記入力気象情報のカオス性を調べ、前記第17の制御
手段で出力した前記気象情報の当たる確率を推測する第
18の制御手段とからなる第4の機能、 前記第18の制御手段において前記ニューロコンピュー
タが出力した気象情報を、しきい値の操作で、”1”、
または”0”に変換し、前記気象情報を肯定要因と否定
要因に切分け、データの規則性が最も高い場合から、規
則性が最も低い場合までを数値化する仕組みを用いて、
前記入力気象情報の時間的変化のフラクタル次元を調
べ、前記推測気象情報の肯定要因、または否定要因の当
たる確率を100%から50%の間の値で求め、前記気
象情報の肯定要因、または否定要因の当たる確率を10
0%から0%の間の値で求める第19の制御手段と前記
第16および第17の制御手段とからなる第5の機能、 前記第18の制御手段において前記ニューロコンピュー
タが出力した気象情報を、前記気象情報の肯定要因に対
する発火率とし、データの規則性が最も高い場合から、
規則性が最も低い場合までを数値化する仕組みを用い
て、入力気象情報の時間的変化のフラクタル次元を調べ
て、前記推測気象情報の肯定要因の当たる確率を100
%から50%の間の値で求め、前記発火率と前記推測気
象情報の肯定要因の当たる確率の積を気象情報として求
める第20の制御手段と前記第16および第17の制御
手段とからなる第6の機能、 の中の少なくとも一つの機能を備えたことを特徴とする
請求項1または2記載の気象予測システム、または請求
項3記載のニューロコンピュータ制御システム。
5. The neurocomputer displays, at an arbitrary point for performing weather observation, a state of a change in one of weather information such as a probability of precipitation, a probability of clearing, a probability of snow, a probability of heavy rain, and the like. Sixteenth control means for learning, and using the learning result of the sixteenth control means, inputting the one weather information at a plurality of times before the current time at the point to the neurocomputer, and after the current time A seventeenth control unit that outputs the one weather information at one or more times, and a chaos property of the input weather information, and estimates a probability of hitting the weather information output by the seventeenth control unit. A fourth function comprising: eighteenth control means. The weather information output by the neurocomputer in the eighteenth control means is set to “1” by operating a threshold value.
Or converting it to “0”, separating the weather information into positive factors and negative factors, and using a mechanism to digitize the case where the regularity of the data is the highest from the case where the regularity is the lowest.
The fractal dimension of the temporal change of the input weather information is checked, and the probability that the estimated weather information has a positive factor or a negative factor is determined as a value between 100% and 50%, and the positive factor or the negative of the weather information is determined. The probability that the factor hits is 10
A fifth function comprising a nineteenth control means and the sixteenth and seventeenth control means, which are determined by a value between 0% and 0%. The eighteenth control means outputs the weather information output by the neurocomputer. , The firing rate for the positive factors of the weather information, from the highest regularity of the data,
The fractal dimension of the temporal change of the input weather information is examined by using a mechanism for quantifying the case where the regularity is the lowest, and the probability of the positive factor of the estimated weather information being 100 is determined.
% And a twentieth control means for obtaining the product of the firing rate and the probability of being a positive factor of the estimated weather information as weather information, and the sixteenth and seventeenth control means. The weather forecasting system according to claim 1 or 2, further comprising at least one of a sixth function and a neuro-computer control system according to claim 3.
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