JP5823459B2 - Inflow amount prediction device, inflow amount prediction method, water level prediction device, and program - Google Patents
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Description
本発明は流入量予測装置、流入量予測方法、水位予測装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an inflow amount prediction device, an inflow amount prediction method, a water level prediction device, and a program.
貯水施設の運用に当たり流入量を予測する必要がある。流入量の予測にあたり降水量を考慮することが行われており、たとえば特許文献1では、3つのモデルの中から最も適合するものを選択し、実測流入量と予測雨量とを適用して流入量を予測する手法が開示されている。
It is necessary to predict the inflow for the operation of the water storage facility. Precipitation is taken into account when forecasting inflows. For example, in
しかしながら、特許文献1に記載の手法では、タンクモデル等の所与のモデルに依存しており、たとえば、損失や地下浸透は想定されるが損失係数や浸透係数などが不明である場合には流入量の予測値の精度が落ちてしまう。
However, the method described in
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、既存のモデルに依存せずに精度良く流入量を予測することのできる、流入量予測装置、流入量予測方法、水位予測装置およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and can predict an inflow amount with high accuracy without depending on an existing model, an inflow amount prediction device, an inflow amount prediction method, a water level prediction device, and The purpose is to provide a program.
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、貯水施設への流入量を予測する装置であって、降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶する回帰式記憶部と、過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計する回帰分析部と、前記予測データを取得する予測データ取得部と、前記実測データを取得する実測データ取得部と、前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、を備えることとする。 A main invention of the present invention for solving the above problems is an apparatus for predicting an inflow amount into a water storage facility, and represents a relationship between forecast data of weather including precipitation and measured data of the weather and the inflow amount. A regression equation storage unit that stores a regression equation including an unknown regression coefficient, and the regression coefficient is estimated based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual amount of inflow, and the regression equation. A regression analysis unit; a prediction data acquisition unit that acquires the prediction data; an actual data acquisition unit that acquires the actual measurement data; the acquired prediction data; the acquired actual measurement data; and the estimated regression coefficient And an inflow amount prediction unit that calculates the predicted value of the inflow amount by applying to the above.
また、本発明の流入量予測装置では、前記回帰分析部は、前記流入量の増分についての実績値を用いて前記係数を推計し、前記流入量予測部は、前記回帰式より前記流入量の増分の予測値を算出し、算出した前記流入量の増分の予測値に応じて前記流入量の予測値を算出するようにしてもよい。 In the inflow amount prediction device of the present invention, the regression analysis unit estimates the coefficient using the actual value for the increment of the inflow amount, and the inflow amount prediction unit calculates the inflow amount from the regression equation. An increment prediction value may be calculated, and the inflow amount prediction value may be calculated according to the calculated inflow amount increment prediction value.
また、本発明の流入量予測装置では、前記予測データおよび前記実測データにはそれぞれ、降水量、気温および積雪深が含まれるようにしてもよい。 In the inflow prediction device of the present invention, the prediction data and the actual measurement data may include precipitation, temperature, and snow depth, respectively.
また、本発明の流入量予測装置では、前記予測データは、前記貯水施設に流入する河川の流域をメッシュに区切ったエリアごとの予測値であるようにしてもよい。 In the inflow amount prediction device of the present invention, the prediction data may be a predicted value for each area obtained by dividing a river basin flowing into the water storage facility into a mesh.
また、本発明の流入量予測装置では、前記実測データの観測地点ごとに重みがつけられており、前記回帰分析部は、前記観測地点ごとの前記重みを前記過去の実測データに乗算したうえで前記係数を推計し、前記流入量予測部は、前記観測地点ごとの前記重みを前記取得した実測データに乗算したうえで前記流入量の予測値を算出するようにしてもよい。 In the inflow amount prediction device of the present invention, a weight is assigned to each observation point of the actual measurement data, and the regression analysis unit multiplies the past actual measurement data by the weight for each observation point. The coefficient may be estimated, and the inflow amount prediction unit may calculate the predicted value of the inflow amount after multiplying the acquired actual measurement data by the weight for each observation point.
また、本発明の他の態様は、貯水施設の水位を予測する装置であって、降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記貯水施設への流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶する回帰式記憶部と、過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計する回帰分析部と、前記予測データを取得する予測データ取得部と、前記実測データを取得する実測データ取得部と、前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、前記貯水施設からの流出量を取得する流出量取得部と、前記流入量の予測値および前記流出量に基づいて前記水位を予測する水位予測部と、を備えることとする。 Further, another aspect of the present invention is an apparatus for predicting the water level of a water storage facility, which is an unknown that represents the relationship between forecast data of meteorology including precipitation and measured data of the weather and the amount of inflow to the water storage facility. A regression equation storage unit that stores a regression equation including a regression coefficient, and a regression analysis that estimates the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual value of the inflow, and the regression equation A prediction data acquisition unit for acquiring the prediction data, an actual data acquisition unit for acquiring the actual measurement data, and applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation. And an inflow amount prediction unit that calculates a predicted value of the inflow amount, an outflow amount acquisition unit that acquires an outflow amount from the water storage facility, and the predicted value of the inflow amount and the outflow amount based on the And further comprising a water level prediction unit for predicting a position, a.
また、本発明の他の態様は、貯水施設への流入量を予測する方法であって、コンピュータが、降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶するステップと、過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計するステップと、前記予測データを取得するステップと、前記実測データを取得するステップと、前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出するステップと、を実行することとする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for predicting an inflow amount into a water storage facility, in which a computer represents unknown weather data including precipitation and a relationship between the measured weather data and the inflow amount. Storing a regression equation including a regression coefficient of the past, estimating the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual value of the inflow, and the regression formula; A step of acquiring prediction data; a step of acquiring the actual measurement data; and calculating the predicted value of the inflow amount by applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation And the step of performing.
また、本発明の他の態様は、貯水施設への流入量を予測するためのプログラムであって、コンピュータに、降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶するステップと、過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計するステップと、前記予測データを取得するステップと、前記実測データを取得するステップと、前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出するステップと、を実行させることとする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program for predicting an inflow amount into a water storage facility, wherein the computer predicts meteorological prediction data including precipitation and the relationship between the meteorological measurement data and the inflow amount. A step of storing a regression equation including an unknown regression coefficient to represent, a step of estimating the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual value of the inflow, and the regression formula; Obtaining the predicted data; obtaining the measured data; applying the acquired predicted data, the acquired measured data, and the estimated regression coefficient to the regression equation; And a step of calculating.
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。 Other problems and solutions to be disclosed by the present application will be made clear by the embodiments of the invention and the drawings.
本発明によれば、既存のモデルに依存せずに精度良く流入量を予測することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately predict the inflow amount without depending on an existing model.
以下、本発明の一実施形態に係る水位予測装置10について説明する。本実施形態の水位予測装置10は、ダム等の貯水施設の水位を予測するもので、特に、気象の実測値および予測値を用いて流入量を予測し、予測した流入量に応じて水位を予測する。
Hereinafter, a water
本実施形態において気象の実測値は、気象庁の提供するアメダスデータとする。アメダスデータには、降水量、気温、積雪深、日照時間、風速などが含まれる。また、本実施形態において気象の予測値は、気象庁の提供する数値予報による予報値(GPV;Grid Point Value;格子点値、以下GPVデータという。)とする。GPVデータは、所定の格子間隔(たとえば1km、5km、20kmなどである。)で格子状に区切られた各格子における気象について、全球数値用法モデル(GSM;Global Spectral Model)、メソ数値予報モデル(MSM;Meso Scale Model)、局地数値予報モデル(LFM;Local Forecast Model)などのモデルを用いてコンピュータにより計算されるものであるが、どのモデルにより計算されたもであるかは問わない。GPVデータには、降水量、気温、気圧、雲量などが含まれる。 In this embodiment, the actual measured value of the weather is AMeDAS data provided by the Japan Meteorological Agency. AMeDAS data includes precipitation, temperature, snow depth, sunshine duration, and wind speed. In the present embodiment, the weather forecast value is a forecast value (GPV; Grid Point Value; hereinafter referred to as GPV data) based on a numerical forecast provided by the Japan Meteorological Agency. The GPV data is a global numerical usage model (GSM), a meso numerical prediction model (GSM) for the weather in each grid divided in a grid pattern with a predetermined grid interval (for example, 1 km, 5 km, 20 km, etc.). Although it is calculated by a computer using a model such as MSM (Meso Scale Model), Local Numerical Forecast Model (LFM), it does not matter which model is used. The GPV data includes precipitation, temperature, atmospheric pressure, cloud cover, and the like.
図1は本実施形態の水位予測装置10による水位予測処理の概要を説明する図である。同図に示すように、本実施形態の水位予測装置10は、アメダスデータの降水量、気温および積雪深、ならびにGPVデータの降水量および気温を説明変数とし、貯水施設への流入量の増加分を目的変数とする回帰式11に対し、過去のアメダスデータ12、過去のGPVデータ13および過去の流入量の増分の実績値14を与えて回帰分析15を行って回帰係数を推計し、回帰係数を回帰式に当てはめた予測式16を求める。水位予測装置10は、この予測式16に対して最新のアメダスデータ21および最新のGPVデータ(予測値)22を適用して流入量の増加量の予測値23を算出し、この流入量の増加量23に、最新の流入量の実績値24を加えて流入量の予測値25を算出する。水位予測装置10は、予測した流入量25、次期の貯水施設からの流出量の予定値26および現在の水位27に基づいて、次期の水位の予測値28を算出する。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a water level prediction process performed by the water
図2は水位予測装置10のハードウェア構成例を示す図である。水位予測装置10は、CPU101、メモリ102、記憶装置103、通信インタフェース104、入力装置105、出力装置106を備える。記憶装置103は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えばハードディスクドライブやソリッドステートドライブ、フラッシュメモリなどである。通信インタフェース104は、通信ネットワーク30に接続するためのインタフェースであり、例えばイーサネット(登録商標)に接続するためのアダプタ、公衆電話回線網に接続するためのモデム、無線通信を行うための無線通信機、シリアル通信のためのUSB(Universal Serial Bus)コネクタやRS232Cコネクタなどである。入力装置105は、データを入力する、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、ボタン、マイクロフォンなどである。出力装置106は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the water
図3は水位予測装置10のソフトウェア構成例を示す図である。水位予測装置10は、アメダスデータ取得部111、流入量取得部112、GPVデータ取得部113、回帰分析部114、流入量予測部115、流出量取得部116、水位取得部117、水位予測部118、実測値記憶部131、流入量記憶部132、予測値記憶部133、回帰式記憶部134、重み記憶部135を備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating a software configuration example of the water
なお、アメダスデータ取得部111、流入量取得部112、GPVデータ取得部113、回帰分析部114、流入量予測部115、流出量取得部116、水位取得部117、水位予測部118は、水位予測装置10の備えるCPU101が記憶装置103に記憶されているプログラムをメモリ102に読み出して実行することにより実現され、実測値記憶部131、流入量記憶部132、予測値記憶部133、回帰式記憶部134、重み記憶部135は、水位予測装置10が備えるメモリ102および記憶装置103が提供する記憶領域の一部として実現される。
The AMeDAS
実測値記憶部131は、気象の実測値を記憶する。本実施形態では、実測値記憶部131にはアメダスデータが蓄積されることを想定する。図4は実測値記憶部131の構成例を示す図である。同図に示すように、実測値記憶部131は、日時に対応付けて、観測地点、降水量、気温および積雪深を記憶する。観測地点は、アメダスの観測地点である。降水量、気温および積雪深は観測地点における実測値であり、アメダスデータに含まれる。実績値記憶部131には、予め過去のアメダスデータが登録されているものとする。
The measured
アメダスデータ取得部111(本発明の実績データ取得部に対応する。)は、貯水施設に水を流入させる河川等の流域に係るアメダスデータを取得する。アメダスデータ取得部111は、たとえば気象庁や気象会社などの運営する、アメダスデータを提供するコンピュータにアクセスすることにより、アメダスデータを取得するようにしてもよいし、入力装置105を介してオペレータからアメダスデータの入力を受け付けるようにしてもよい。アメダスデータ取得部111は、取得したアメダスデータを実測値記憶部131に登録する。
The AMeDAS data acquisition unit 111 (corresponding to the actual data acquisition unit of the present invention) acquires AMeDAS data related to a basin such as a river that allows water to flow into the water storage facility. The AMeDAS
流入量記憶部132は、貯水施設における流入量の実測値を記憶する。図5は流入量記憶部132の構成例を示す図である。同図に示すように、流入量記憶部132は、日時に対応付けて、流入量の実測値を記憶する。本実施形態では、1時間ごとの流入量が測定されるものとする。
The inflow
流入量取得部112は、貯水施設における流入量の実測値を取得する。流入量取得部112は、たとえば入力装置105を介してオペレータから流入量の実測値の入力を受け付けるようにしてもよいし、流入量の計測装置から自動的に流入量を取得するようにしてもよい。流入量取得部112は、取得した流入量の実測値を流入量記憶部132に登録する。
The inflow
予測値記憶部133は、気象の予測値を記憶する。本実施形態では、予測値記憶部133にはGPVデータが蓄積されることを想定する。図6は予測値記憶部133の構成例を示す図である。同図に示すように、予測値記憶部133は、予報日時、対象日時および格子に対応付けて、降水量および気温などを記憶する。予報日時は、数値予報が発表された日時であり、対象日時は予測対象となった日時である。格子は各格子を特定する情報であり、本実施形態では緯度経度で表されるものとするが、各格子に割り当てられた番号など、格子を特定可能な情報であればよい。なお、予め過去のGPVデータが予測値記憶部133に登録されているものとする。
The predicted
GPVデータ取得部113(本発明の予測データ取得部に対応する。)は、貯水施設に水を流入させる河川等の流域に係るGPVデータを取得する。GPVデータ取得部113は、たとえば気象庁や気象会社などの運営する、GPVデータを提供するコンピュータにアクセスすることにより、GPVデータを取得するようにしてもよいし、入力装置105を介してオペレータからGPVデータの入力を受け付けるようにしてもよい。GPVデータ取得部113は、取得したGPVデータを予測値記憶部133に登録する。
The GPV data acquisition unit 113 (corresponding to the prediction data acquisition unit of the present invention) acquires GPV data relating to a basin such as a river that allows water to flow into the water storage facility. The GPV
回帰式記憶部134は、気象の実測値および予測値と流入量の増加分との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶する。本実施形態では、回帰式は、降水量、気温および積雪深の実測値と降水量および気温の予測値とのそれぞれを説明変数とし、貯水施設への流入量の増加分を目的変数とする回帰式であるものとする。流入量の増加分をΔR、各観測地点p(p=1〜n)に係る直近のアメダスデータの降水量をP1p、気温をT1p、積雪深をD1pとし、各格子g(g=1〜m)に係る直近のGPVデータからt時間後(t=1〜x)の降水量の予測値をP2g,t、気温の予測値をT2g,tとして、回帰式は次式(1)により表される。なお、xは数値予報が提供される時間であり、たとえば気象庁では、5kmメッシュの数値予報では33時間先まで提供しており(x=33)、20kmメッシュの数値予報では264時間先まで提供している(t=264)。
The regression
回帰分析部114は、上記回帰式(1)について回帰分析を行う。回帰分析部114は、流入量記憶部132に記憶されている流入量の実測値から流入量の増加分ΔRを算出し、算出したΔRと、実績値記憶部131に記憶されている降水量、気温および積雪深の実測値P1p、T1pおよびD1pと、予測値記憶部133に記憶されている降水量および気温の予測値P2gおよびT2gと、上記回帰式(1)とを用いて、一般的な回帰分析の手法により未知の回帰係数a〜eを推計する。また、回帰分析部114は、回帰係数a〜eを上記回帰式(1)に設定した式(以下、予測式という。)を回帰式記憶部134に登録する。
The
重み記憶部135は、流域内のエリアごとに、流入量への寄与度に応じた重みを記憶する。図7は、重み記憶部135の構成例を示す図である。同図に示すように、重み記憶部135は、データ種別、エリア、重みを対応付けて記憶している。データ種別は、「アメダス」または「GPV」である。データ種別が「アメダス」の場合には、エリアはアメダス観測地点であり、当該アメダス観測地点についての重みが記憶される。データ種別が「GPV」の場合には、エリアは格子であり、当該格子についての重みが記憶される。
The
流入量予測部115は、直近の日時の降水量、気温および積雪深の実測値P1p、T1pおよびD1pと、直近の日時の降水量および気温の予測値P2gおよびT2gとを予測式に適用することにより、流入量の増加分ΔRを求め、直近の流入量の実績値Rに増加分ΔRを加算することにより流入量の予測値を算出する。
The inflow
流出量取得部116は、貯水施設からの水の流出量の予定値を取得する。流出量取得部116は、たとえば入力装置105を介してオペレータから流出量の予定値を取得するようにしてもよいし、水位計画などの貯水施設の運用を支援するコンピュータにアクセスして流出量の予定値を取得するようにしてもよい。
The outflow
水位取得部117は、現在の貯水施設の水位を取得する。水位取得部117は、たとえば、入力装置105を介してオペレータから現在の水位を取得するようにしてもよいし、貯水施設に設置された水位の計測装置から現在の水位を自動的に取得するようにしてもよいし、貯水施設の運用計画などを行うコンピュータから現在の水位を取得するようにしてもよい。
The water
水位予測部118は、流入量の予測値および流出量の予定値から貯水量の増減量を算出し、算出した増減量を水位の変化量に換算して、現在の水位に加減算することにより水位の予測値を算出する。なお、貯水量を水位に換算する手法については一般的なものを用いるものとしてここでは説明を省略する。
The water
以下、水位予測装置10により実行される処理について説明する。
Hereinafter, the process performed by the water
図8は、推計処理の流れを示す図である。なお、図8の処理は、所定の期間(たとえば1日、1週間、1ヶ月など任意の期間とすることができる。)ごとに実行する。
回帰分析部114は、流入量記憶部132から日時順に流入量の実績値を読み出し(S201)、各日時において前期からの流入量の増加分ΔRを算出する(S202)。回帰分析部114は、所定の分析開始日時から1時間ごとの各日時について、当該日時と同じ又は最も近い過去のアメダスデータを実測値記憶部131から読み出し(S203)、各観測地点についての重みを重み記憶部135から読み出して(S204)、読み出した重みを、対応する観測地点のアメダスデータに含まれる降水量に乗算する(S205)。回帰分析部114は、当該日時と同じ又は最も近い過去のGPVデータを予測値記憶部133から読み出し(S206)、各格子についての重みを重み記憶部135から読み出して(S207)、読み出した重みを、対応する格子のGPVデータに含まれる降水量に乗算する(S208)。回帰分析部114は、アメダスデータの降水量(重みを乗算したもの)、気温および積雪深と、読み出したGPVデータの降水量(重みを乗算したもの)および気温とを回帰式(1)に適用する(S209)。回帰分析部114は、回帰式(1)により算出される値と、ステップS202で計算したΔRとの差が最も小さくなるように、回帰係数を求める(S210)。回帰分析部114は、求めた回帰係数を回帰式(1)に適用した予測式を作成して回帰式記憶部134に登録する(S211)。
FIG. 8 is a diagram showing the flow of estimation processing. 8 is executed every predetermined period (for example, any period such as one day, one week, or one month).
The
以上のようにして、過去の降水量、気温および積雪深の実績値ならびに過去に予報された降水量および気温の予測値と、流入量増加分の実測値との関係を回帰分析により求め、この関係を表す予測式を回帰式記憶部134に登録することが可能となる。
As described above, the relationship between the past precipitation, actual temperature and snow depth, the predicted precipitation and temperature predicted in the past, and the actual measured value of the inflow increase is obtained by regression analysis. It becomes possible to register the prediction formula representing the relationship in the regression
図9は、水位の予測処理の流れを示す図である。
流入量予測部115は、現在の日時から直近のアメダスデータを実測値記憶部131から読み出し(S221)、各観測地点についての重みを重み記憶部135から読み出して(S222)、読み出した重みを、対応する観測地点のアメダスデータに含まれる降水量に乗算する(S223)。流入量予測部115は、現在の日時から直近のGPVデータを予測値記憶部133から読み出し(S224)、各格子についての重みを重み記憶部135から読み出して(S225)、読み出した重みを、対応する格子のGPVデータに含まれる降水量に乗算する(S226)。流入量予測部115は、予測式を回帰式記憶部134から読み出し(S227)、アメダスデータに含まれている降水量(重みを乗算したもの)、気温および積雪深とGPVデータに含まれている降水量(重みを乗算したもの)および気温とを読み出した予測式に適用して流入量の増加分の予測値ΔRを算出する(S228)。流入量予測部115は、現在の日時から直近の流入量の実測値を流入量記憶部132から読み出してRtとし(S229)、RtにΔRを加算して次期の流入量の予測値Rt+1に算出する(S230)。
FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of a water level prediction process.
The inflow
流出量取得部116は、次期の流出量の予定値Ft+1を取得し(S231)、水位取得部117は、現在の水位Htを取得する(S232)。水位予測部118は、水位Htを貯水量Vtに変換する(S233)。なお、水位から貯水量への変換には一般的な手法を用いるものとして説明を省略する。水位予測部118は、貯水量Vtに次期の流入量の予測値Rt+1を加算し、次期の流出量の予定値Ft+1を減算して、次期の貯水量の予測値Vt+1を算出する(S234)。水位予測部118は、次期の貯水量の予測値Vt+1を水位に変換して次期の水位の予測値Ht+1を算出する(S235)。
以上のようにして、本実施形態の水位予測装置10によれば、アメダスデータおよびGPVデータと流入量の増加量との関係式を推計し、この関係式を用いて流入量の増加量を予測することが可能となり、この流入量の増加量を用いて次期の流入量を予測することができる。したがって、タンクモデルなどの既知の予測モデルに依存することなく、気象の実測値および予測値を用いて流入量を予測することができる。
As described above, according to the water
また、本実施形態の水位予測装置10によれば、数値予報による予測値(GPV)のみでなく、実測値であるアメダスデータをも説明変数に加えているので、数値予報による予測値が間違っていた場合であっても、実測値により数値予報の誤差を補完することが可能となり、流入量の予測精度の向上が期待される。
Further, according to the water
また、本実施形態の水位予測装置10によれば、降水量等の実績値および予測値を用いて流入量の増加分を予測し、今期の流入量Rtに増分を加算して次期の流入量Rt+1を予測することができる。したがって、気象データから次期の流入量を直接予測する場合よりも、今期の流入量分について実測値を用いる分だけ予測精度を向上することができる。
Further, according to the water
また、本実施形態の水位予測装置10によれば、降水量および気温に加えて、積雪深も評価することが可能となり、これにより積雪次期における予測精度を向上することができる。
Moreover, according to the water
また、本実施形態の水位予測装置10によれば、観測地点および格子ごとに重みをつけて評価することができる。したがって、アメダス観測地点のように地点間の距離が一定でない場合には、ティーセン法などを用いて補償することが可能となる。また、数値予報の格子についても、河川への流入量の寄与度が判明している場合には、その重みを予め評価することができるので、予測精度を向上させることが可能となる。
Moreover, according to the water
また、本実施形態の水位予測装置10によれば、上述のように精度の高い流入量の予測値に基づいて水位の予測を行うことができるので、水位についても高精度の予測を行うことができる。
Moreover, according to the water
なお、本実施形態では、水位予測装置10は、貯水施設の水位を予測するものとしたが、流入量のみを予測する流入量予測装置としてもよい。この場合、図9の処理は、ステップS230までのみ行う。
In the present embodiment, the water
また、本実施形態では、気象の実測値はアメダスデータであるものとしたが、これに限らず、たとえば気象レーダーや衛星写真などを解析した気象データであってもよいし、雨量計や風力計、気圧計などを設置することにより観測した気象データであってもよいし、目視により観測した気象データであってもよい。 In the present embodiment, the actual measured value of the weather is assumed to be AMeDAS data. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be meteorological data obtained by analyzing a weather radar or a satellite photograph, a rain gauge, an anemometer, or the like. It may be meteorological data observed by installing a barometer or the like, or meteorological data observed visually.
また、本実施形態では、気象の実測値として、降水量、気温および積雪深のみを用いるものとしたが、これに限らず、各種の気象データを用いることができる。この場合、用いる各種の実測値を回帰式(1)の説明変数として加える。 In the present embodiment, only the precipitation amount, the temperature, and the snow depth are used as the actual measured values of the weather. However, the present invention is not limited to this, and various types of weather data can be used. In this case, various actual measurement values to be used are added as explanatory variables of the regression equation (1).
また、本実施形態では、気象の予測値はGPVデータであるものとしたが、これに限らず、数値予報以外の気象予報として提供される予測値を用いることができる。また、予測値はメッシュごとのものでなくてもよく、その場合、観測地点ごとに重みを管理するようにする。 In the present embodiment, the weather forecast value is GPV data. However, the present invention is not limited to this, and a forecast value provided as a weather forecast other than the numerical forecast can be used. Further, the predicted value does not have to be for each mesh, and in that case, the weight is managed for each observation point.
また、本実施形態では、気象の予測値として、降水および気温のみを用いるものとしたが、これに限らず、各種の気象データを用いることができる。この場合にも、用いる各種の予測値を回帰式(1)の説明変数として加える。 In the present embodiment, only the precipitation and the temperature are used as the predicted weather value. However, the present invention is not limited to this, and various types of weather data can be used. Also in this case, various prediction values to be used are added as explanatory variables of the regression equation (1).
また、本実施形態では、最新のGPVデータを用いて、回帰式を推計しまた予測式に適用するものとしたが、これに限らず、たとえば過去に発表された予測値の平均値および中央値などの統計値を用いるようにしてもよい。 In this embodiment, the latest GPV data is used to estimate the regression equation and apply it to the prediction equation. However, the present invention is not limited to this. For example, the average value and median value of the prediction values published in the past are used. A statistical value such as may be used.
また、本実施形態では、流入量の増分を予測対象とした予測式を作成するものとしたが、流入量自体を予測対象とした回帰式としてもよい。この場合、回帰式は次式(1’)により表され、図8のステップS202および図9のステップS230は省略する。
In the present embodiment, the prediction formula is created with the increment of the inflow amount as a prediction target, but it may be a regression formula with the inflow amount itself as the prediction target. In this case, the regression equation is expressed by the following equation (1 ′), and step S202 in FIG. 8 and step S230 in FIG. 9 are omitted.
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the above embodiment is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
111 アメダスデータ取得部
112 流入量取得部
113 GPVデータ取得部
114 回帰分析部
115 流入量予測部
116 流出量取得部
117 水位取得部
118 水位予測部
131 実測値記憶部
132 流入量記憶部
133 予測値記憶部
134 回帰式記憶部
135 重み記憶部
111 AMeDAS
Claims (8)
降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶する回帰式記憶部と、
過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計する回帰分析部と、
前記予測データを取得する予測データ取得部と、
前記実測データを取得する実測データ取得部と、
前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、
を備えることを特徴とする流入量予測装置。 An apparatus for predicting the amount of water flowing into a water storage facility,
A regression equation storage unit for storing a regression equation including an unknown regression coefficient representing the relationship between the forecast data of precipitation including precipitation and the measured data of the weather and the inflow,
A regression analysis unit that estimates the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual value of the inflow, and the regression equation;
A prediction data acquisition unit for acquiring the prediction data;
An actual measurement data acquisition unit for acquiring the actual measurement data;
An inflow prediction unit that calculates the predicted value of the inflow by applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation;
An inflow amount prediction apparatus comprising:
前記回帰分析部は、前記流入量の増分についての実績値を用いて前記係数を推計し、
前記流入量予測部は、前記回帰式より前記流入量の増分の予測値を算出し、算出した前記流入量の増分の予測値に応じて前記流入量の予測値を算出すること、
を特徴とする流入量予測装置。 The inflow amount prediction device according to claim 1,
The regression analysis unit estimates the coefficient using the actual value for the inflow increase,
The inflow rate prediction unit calculates a predicted value of the inflow rate increment from the regression equation, and calculates a predicted value of the inflow rate according to the calculated predicted value of the inflow rate increment;
An inflow amount predicting device characterized by the above.
前記予測データおよび前記実測データにはそれぞれ、降水量、気温および積雪深が含まれること、
を特徴とする流入量予測装置。 The inflow amount prediction device according to claim 1 or 2,
The prediction data and the actual measurement data include precipitation, temperature, and snow depth, respectively.
An inflow amount predicting device characterized by the above.
前記予測データは、前記貯水施設に流入する河川の流域をメッシュに区切ったエリアごとの予測値であること、
を特徴とする流入量予測装置。 The inflow amount prediction device according to any one of claims 1 to 3,
The prediction data is a prediction value for each area obtained by dividing a river basin flowing into the water storage facility into a mesh;
An inflow amount predicting device characterized by the above.
前記実測データの観測地点ごとに重みがつけられており、
前記回帰分析部は、前記観測地点ごとの前記重みを前記過去の実測データに乗算したうえで前記係数を推計し、
前記流入量予測部は、前記観測地点ごとの前記重みを前記取得した実測データに乗算したうえで前記流入量の予測値を算出すること、
を特徴とする流入量予測装置。 The inflow amount prediction device according to any one of claims 1 to 4,
Each observation point of the actual measurement data is weighted,
The regression analysis unit estimates the coefficient after multiplying the past actual measurement data by the weight for each observation point,
The inflow amount prediction unit calculates the predicted value of the inflow amount after multiplying the acquired actual measurement data by the weight for each observation point;
An inflow amount predicting device characterized by the above.
降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記貯水施設への流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶する回帰式記憶部と、
過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計する回帰分析部と、
前記予測データを取得する予測データ取得部と、
前記実測データを取得する実測データ取得部と、
前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出する流入量予測部と、
前記貯水施設からの流出量を取得する流出量取得部と、
前記流入量の予測値および前記流出量に基づいて前記水位を予測する水位予測部と、
を備えることを特徴とする水位予測装置。 A device for predicting the water level of a water storage facility,
A regression equation storage unit for storing a regression equation including an unknown regression coefficient representing a relationship between forecast data of precipitation including precipitation and actual measurement data of the weather and inflow to the water storage facility;
A regression analysis unit that estimates the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual value of the inflow, and the regression equation;
A prediction data acquisition unit for acquiring the prediction data;
An actual measurement data acquisition unit for acquiring the actual measurement data;
An inflow prediction unit that calculates the predicted value of the inflow by applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation;
An outflow amount obtaining unit for obtaining an outflow amount from the water storage facility;
A water level prediction unit for predicting the water level based on the predicted value of the inflow amount and the outflow amount;
A water level prediction apparatus comprising:
コンピュータが、
降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶するステップと、
過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計するステップと、
前記予測データを取得するステップと、
前記実測データを取得するステップと、
前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出するステップと、
を実行することを特徴とする流入量予測方法。 A method for predicting the inflow to a water storage facility,
Computer
Storing meteorological prediction data including precipitation and a regression formula including an unknown regression coefficient representing a relationship between the measured data of the meteorological data and the inflow;
Estimating the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual flow rate value, and the regression equation;
Obtaining the prediction data;
Obtaining the measured data;
Applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation to calculate a predicted value of the inflow amount;
The inflow amount prediction method characterized by performing this.
コンピュータに、
降水を含む気象の予測データおよび前記気象の実測データと前記流入量との関係を表す未知の回帰係数を含む回帰式を記憶するステップと、
過去の前記予測データ、過去の前記実測データおよび過去の前記流入量の実績値ならびに前記回帰式に基づいて前記回帰係数を推計するステップと、
前記予測データを取得するステップと、
前記実測データを取得するステップと、
前記取得した予測データ、前記取得した実測データおよび前記推計した回帰係数を前記回帰式に適用して前記流入量の予測値を算出するステップと、
を実行させるためのプログラム。 A program for predicting the inflow to a water storage facility,
On the computer,
Storing meteorological prediction data including precipitation and a regression formula including an unknown regression coefficient representing a relationship between the measured data of the meteorological data and the inflow;
Estimating the regression coefficient based on the past prediction data, the past actual measurement data, the past actual flow rate value, and the regression equation;
Obtaining the prediction data;
Obtaining the measured data;
Applying the acquired prediction data, the acquired actual measurement data, and the estimated regression coefficient to the regression equation to calculate a predicted value of the inflow amount;
A program for running
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