JP6232258B2 - 予測装置、予測方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、予測装置、予測方法、及びプログラムに関する。

近年、過去の実績データに基づいて、未来の予測値を算出する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１に記載の技術では、例えば、突発的なイベントや過去の実績データと大きく異なる傾向が発生した場合などのように、短期間に過去の実績データの傾向に変化があった場合に、傾向の変化点を捉えて、変化点以降のデータを用いて、予測モデルの再学習（再生成）を行っていた。

特開２０１０−１０８２８３号公報

ところで、一般的に、予測値が乖離する要因には、上述した突発的な（短期的な）要因だけでなく、長期的な要因によって予測値が乖離する場合がある。しかしながら、上述の技術では、例えば、突発的な（短期的な）要因による予測値の乖離を改善できたとしても、長期的な要因による予測値の乖離を改善することが困難であった。すなわち、上述の技術では、予測値の精度が低下することがあった。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、予測値の精度を向上させることができる予測装置、予測方法、及びプログラムを提供することにある。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部と、前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得部と、所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御部とを備え、前記制御部は、第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行し、前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行することを特徴とする予測装置である。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記第１の予測データと前記実績データとの誤差に、前記第１の期間における移動平均法を利用して、前記第１指標値を生成するとともに、前記第１の予測データと前記実績データとの誤差に、前記第２の期間における移動平均法を利用して、前記第２指標値を生成する指標生成部を備えることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記制御部は、前記第２の予測処理が実行されている期間に、前記第２指標値が、前記第２閾値より小さい第３閾値以下になった場合に、前記第２の予測処理から前記第１の予測処理に変更することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記制御部は、前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第２閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第１指標値より大きい場合に、前記第２の変更処理を実行することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、前記制御部は、前記第２の予測処理が実行されている期間に、前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第１指標値以下である場合に、前記第１の変更処理を実行することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の予測装置において、所定の統計モデルを所定の学習期間における過去の前記実績データに基づいて学習させて、前記予測モデルを生成するモデル生成部と、前記第２の予測処理を開始する際に、前記モデル生成部が生成した前記予測モデルを、前記実績記憶部が記憶する所定の補正期間における前記実績データに基づいて補正した補正予測モデルを生成する補正部と、前記モデル生成部が生成した前記予測モデルと、前記実績記憶部が記憶する前記実績データとに基づいて、第１の予測データを生成するとともに、前記補正部が生成した前記補正予測モデルと前記実績データとに基づいて、第２の予測データを生成する予測処理部とを備え、前記制御部は、前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを破棄し、前記モデル生成部に、前記第１指標値が前記第１閾値以上になった時刻の当該実績データを含む前記所定の学習期間における過去の前記実績データに基づいて、前記予測モデルを再生成させるとともに、再生成させた前記予測モデルに基づいて、前記予測処理部に次回の前記第１の予測データを生成させ、前記第２指標値が前記第２閾値以上である場合に、前記第２指標値が前記第２閾値以上になった時刻の当該実績データを含む前記所定の補正期間における過去の前記実績データに基づいて、前記補正部に前記補正予測モデルを生成させるとともに、前記補正部に生成させた補正予測モデルに基づいて、前記予測処理部に次回の前記第２の予測データを生成させることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部を備える予測装置の予測方法であって、前記予測装置が、前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得ステップと、所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御ステップとを含み、前記制御ステップにおいて、第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行し、前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行することを特徴とする予測方法である。

また、本発明の一態様は、エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部を備える予測装置のコンピュータに、前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得ステップと、所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御ステップとを実行させ、前記制御ステップにおいて、第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行させ、前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、予測値の精度を向上させることができる。

本実施形態による予測装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態における実績記憶部が記憶する実績データの一例を示す図である。 本実施形態における予測記憶部が記憶する予測データの一例を示す図である。 本実施形態における長期間における乖離値Ｍ１の判定処理の一例を示す図である。 本実施形態における長期型ＦＬＬ処理の一例を示す図である。 本実施形態における短期間における乖離値Ｍ２の判定処理の一例を示す図である。 本実施形態における短期型ＦＬＬ処理の一例を示す図である。 本実施形態における予測装置の予測処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における長期型ＦＬＬ処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態による短期型ＦＬＬ処理の実行期間における判定処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態における予測装置のＦＬＬ処理の一例を示す第１の図である。 本実施形態における予測装置のＦＬＬ処理の一例を示す第２の図である。 本実施形態における予測装置の予測処理結果の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態による予測装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態による予測装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。

予測装置１は、エネルギーに関する情報の予測値を、過去の時系列な実績データから算出する装置であり、取得した過去の実績データに基づいて、エネルギーに関する情報の未来の予測値を算出し、算出した未来の予測値を示す予測データを出力する。本実施形態では、一例として、電力需要を予測する場合について説明する。なお、以下の説明において、電力需要の予測値を示すデータを「予測データ」とし、電力需要の実績値を示すデータを「実績データ」として説明する。また、電力需要の予測値を「予測値」、電力需要の実績値を「実績値」と称することがある。
なお、予測装置１は、予測値と実績値が乖離した場合に、予測値を算出する処理を変更して、実績値に追随させる２つのフィードバックループロジック（以下、ＦＬＬという）を有している。すなわち、予測装置１は、短期的な要因による乖離に対して予測値を追随させる短期型ＦＬＬと、長期的な要因による乖離に対して予測値を追随させる長期型ＦＬＬとを有している。
図１に示すように、予測装置１は、実績記憶部１０と、予測記憶部２０と、予測ロジック記憶部３０と、制御部４０とを備えている。

実績記憶部１０は、時系列な実績データを記憶する。実績記憶部１０は、例えば、日付、時刻などの時間（時刻）に関する時刻情報と、実績値とを関連付けて記憶する。なお、実績データは、後述する実績データ取得部４１によって、例えば、時刻情報とともに取得される。また、実績記憶部１０が記憶する実績データは、後述する予測値を予測するための予測モデルの生成や、予測値の算出などに利用される。ここで、図２を参照して、実績記憶部１０における実績データの記憶例について説明する。

図２は、本実施形態における実績記憶部１０が記憶する実績データの一例を示す図である。
この図において、実績記憶部１０は、「日付」と、「時間」と、「実績データｙ」とを関連付けて記憶する。ここで、「日付」は、年月日の日付情報を示し、「時間」は、時刻情報を示し、「日付」及び「時間」は、電力需要の実績データが測定された時刻情報を示している。また、「実績データｙ」は、電力需要の実績値（ｋＷｈ（キロワット時））を示している。

例えば、図２に示す例では、「日付」が“２０１１／１／１”であり、「時間」が“８：００”である場合に、「実績データｙ」が、“５００”（ｋＷｈ）であることを示している。
なお、この図に示す例では、実績記憶部１０は、３０分ごとの時系列データとして、実績データを記憶する。

図１に戻り、予測記憶部２０は、予測データを記憶する。予測記憶部２０は、例えば、日付、時刻などの時間に関する時刻情報と、予測値とを関連付けて、時系列に記憶する。ここで、図３を参照して、予測記憶部２０における予測データの記憶例について説明する。

図３は、本実施形態における予測記憶部２０が記憶する予測データの一例を示す図である。
この図において、予測記憶部２０は、「日付」と、「時間」と、「予測データｆ」とを関連付けて記憶する。ここで、「日付」は、年月日の日付情報を示し、「時間」は、時刻情報を示し、「日付」及び「時間」は、電力需要の予測データが測定された時刻情報を示している。また、「予測データｆ」は、電力需要の予測値（ｋＷｈ）を示している。

例えば、図３に示す例では、「日付」が“２０１１／１／１”であり、「時間」が“８：００”である場合に、「予測データｆ」が、“５５０”（ｋＷｈ）であることを示している。
なお、この図に示す例では、予測記憶部２０は、３０分ごとの時系列データとして、予測データを記憶する。

なお、予測記憶部２０は、最終的な予測データ（予測データｆ）の他に、後述する予測モデルに基づいて生成された予測データｆ１（第１の予測データ）や、後述する補正予測モデルに基づいて生成された予測データｆ２（第２の予測データ）などの情報を記憶する。予測記憶部２０は、例えば、予測データｆ１及び予測データｆ２を記憶する際に、図３に示す予測データｆの場合と同様に、時刻情報と関連付けて予測データｆ１及び予測データｆ２を記憶する。すなわち、予測記憶部２０は、時刻情報と予測データｆ１とを関連付けて記憶するとともに、時刻情報と予測データｆ２とを関連付けて記憶する。なお、予測データｆ１及び予測データｆ２の詳細については後述する。

再び、図１に戻り、予測ロジック記憶部３０は、予測データの生成するための情報を記憶する。予測ロジック記憶部３０は、例えば、予測データを算出するための予測ロジックである予測モデルを記憶する。具体的に、予測ロジック記憶部３０は、例えば、予測モデルである所定の統計モデルを利用した計算式の係数値などの情報を記憶する。この予測モデルは、後述するモデル生成部４８によって生成される。
また、予測ロジック記憶部３０は、例えば、予測データを補正する際の補正係数ｋを記憶する。この補正係数ｋは、後述するモデル補正部４９によって生成される。

制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサであり、予測装置１を統括的に制御する。制御部４０は、実績データ取得部４１、予測データ生成部４２、予測データ出力部４３、乖離指標算出部４４、ＦＬＬ処理判定部４５、長期型ＦＬＬ処理部４６、短期型ＦＬＬ処理部４７、モデル生成部４８、及びモデル補正部４９を備えている。なお、本実施形態におけるＦＬＬ処理判定部４５、長期型ＦＬＬ処理部４６、及び短期型ＦＬＬ処理部４７は、予測制御部５０に対応する。

実績データ取得部４１（取得部の一例）は、実績データを所定の時間間隔（例えば、３０分間隔）で順次取得し、取得した実績データを実績記憶部１０に記憶させる。実績データ取得部４１は、例えば、電力需要を測定する外部装置などから時刻情報とともに実績データを取得し、取得した実績データを時系列データとして記憶する。実績データ取得部４１例えば、図２に示す例のように、取得した実績データと時刻情報とを関連付けて記憶する。

予測データ生成部４２（予測処理部の一例）は、予測ロジック記憶部３０が記憶する予測モデルと、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとに基づいて、予測データｆ１（第１の予測データ）を生成する。なお、予測モデルは、後述するモデル生成部４８によって生成（構築）される。予測データ生成部４２は、例えば、生成した予測データｆ１と時刻情報とを関連付けて予測記憶部２０に記憶させる。
また、予測データ生成部４２は、後述する短期型ＦＬＬが実行されている期間において、予測ロジック記憶部３０が記憶する補正予測モデルと過去の実績データとに基づいて、予測データｆ２（第２の予測データ）を生成する。なお、補正予測モデルは、後述するモデル補正部４９によって生成される。予測データ生成部４２は、例えば、生成した予測データｆ２と時刻情報とを関連付けて予測記憶部２０に記憶させる。
このように、予測データ生成部４２は、モデル生成部４８が生成した予測モデルと、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとに基づいて、予測データｆ１を生成するとともに、モデル補正部４９が生成した補正予測モデルと過去の実績データとに基づいて、予測データｆ２を生成する。

予測データ出力部４３（出力部の一例）は、予測データを出力する。予測データ出力部４３は、例えば、予測制御部５０の指示に従って、予測データ生成部４２が生成した予測データｆ１と予測データｆ２とのうちのいずれか一方を切り替えて、順次予測データとして出力する。予測データ出力部４３は、例えば、予測制御部５０によって予測記憶部２０に記憶された予測データｆを出力する。なお、予測データ出力部４３は、例えば、ＨＤＤ（Hard disk drive）などの外部装置に、予測データを出力するインターフェース部であってもよいし、予測データを表示する表示装置（例えば、液晶ディスプレイ装置など）であってもよい。

乖離指標算出部４４（指標生成部の一例）は、予測値と実績値との乖離を示す指標を算出する。乖離指標算出部４４は、例えば、数週間〜数カ月などの長期間（第１の期間）における予測データｆ１と実績データ（ｙ）との乖離の指標を示す乖離値Ｍ１（第１指標値）を生成する。乖離指標算出部４４は、予測データｆ１と実績データ（ｙ）との誤差に、例えば、第１の期間における移動平均法を利用して、乖離値Ｍ１を算出する。
また、乖離指標算出部４４は、例えば、数時間〜数日などの短期間（第１の期間よりも短い第２の期間）における予測データｆ１と実績データ（ｙ）との乖離の指標を示す乖離値Ｍ２（第２指標値）を生成する。乖離指標算出部４４は、予測データｆ１と実績データ（ｙ）との誤差に、例えば、短期間における移動平均法を利用して、乖離値Ｍ２を算出する。

予測制御部５０は、予測データ生成部４２によって生成された予測データｆ１と、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとの乖離に応じて、電力需要の予測データを生成する処理を変更する。例えば、予測制御部５０は、乖離指標算出部４４が算出した長期間における乖離値Ｍ１が予め定められた閾値ＴＨ１以上（第１閾値以上）である場合に、モデル生成部４８に予測モデルを再生成（再構築）させるとともに、予測データｆ１を予測データｆとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された予測モデルに基づく処理に変更する（第１の変更処理）。

また、例えば、予測制御部５０は、乖離指標算出部４４が算出した短期間における乖離値Ｍ２が予め定められた閾値ＴＨ２以上（第２閾値以上）である場合に、モデル補正部４９に、予測モデルを補正した補正予測モデルを生成させる。予測制御部５０は、この補正予測モデルと過去の実績データとに基づいて、予測データｆ２を予測データ生成部４２に生成させる。そして、予測制御部５０は、生成された予測データｆ２を予測データｆとして出力する第２の予測処理に、第１の予測処理から変更する（第２の変更処理）。ここで、閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１よりも大きい値である。
なお、本実施形態において、第１の予測処理とは、予測モデルに基づいて、予測データ生成部４２が生成した予測データｆ１を予測データｆとして出力する予測処理を示す。また、第１の予測処理とは、補正予測モデルに基づいて、予測データ生成部４２が生成した予測データｆ２を予測データｆとして出力する予測処理を示す。

また、例えば、予測制御部５０は、上述した第２の予測処理が実行されている期間（短期型ＦＬＬの期間）に、乖離値Ｍ２が、閾値ＴＨ２より小さい閾値ＴＨ３以下（第３閾値以下）になった場合に、第２の予測処理から第１の予測処理に変更する（第３の変更処理）。
また、例えば、予測制御部５０は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合、且つ、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ２以上である場合に、乖離値Ｍ１と乖離値Ｍ２とを比較する。予測制御部５０は、例えば、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい場合においても、上述した第２の変更処理を実行する。すなわち、予測制御部５０は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合、且つ、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合、且つ、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい場合に、第２の変更処理を実行する。

ＦＬＬ処理判定部４５は、上述した第１の変更処理、第２の変更処理、及び第３の変更処理を実行するために、乖離値Ｍ１及び乖離値Ｍ２の判定処理を実行する。すなわち、ＦＬＬ処理判定部４５は、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上であるか否か、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上であるか否か、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きいか否かなどの判定処理を実行する。

長期型ＦＬＬ処理部４６は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合に、モデル生成部４８に予測モデルを再生成（再構築）させる。例えば、長期型ＦＬＬ処理部４６は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合に、予測モデルを破棄し、モデル生成部４８に、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上になった時刻の当該実績データを含む所定の学習期間における過去の実績データに基づいて、予測モデルを再生成させる。すなわち、長期型ＦＬＬ処理部４６は、モデル生成部４８に、直近の実績データを含む過去の実績データに基づいて、予測モデルを再生成させて、再生成させた予測モデルを、予測ロジック記憶部３０に既存の予測モデルに上書きして記憶させる。そして、長期型ＦＬＬ処理部４６は、再生成させた予測モデルに基づいて、予測データ生成部４２に次回の予測データｆ１を生成させる。また、長期型ＦＬＬ処理部４６は、予測データ出力部４３に対して、生成させた予測データｆ１を予測データｆとして出力させる。また、長期型ＦＬＬ処理部４６は、例えば、予測データｆ１を予測データｆとして、図３に示すように、時刻情報とを関連付けて予測記憶部２０に記憶させる。

短期型ＦＬＬ処理部４７は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合などの第１の予測処理から第２の予測処理に変更される場合に、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上になった時刻の当該実績データを含む所定の補正期間における過去の実績データに基づいて、モデル補正部４９に補正予測モデルを生成させる。短期型ＦＬＬ処理部４７は、生成させた補正予測モデルを、予測ロジック記憶部３０に既存の補正予測モデルに上書して記憶させる。短期型ＦＬＬ処理部４７は、補正予測モデルに基づいて、予測データ生成部４２に次回の２の予測データを生成させる。また、短期型ＦＬＬ処理部４７は、予測データ出力部４３に対して、生成させた予測データｆ２を予測データｆとして出力させる。また、短期型ＦＬＬ処理部４７は、例えば、予測データｆ２を予測データｆとして、図３に示すように、時刻情報とを関連付けて予測記憶部２０に記憶させる。

モデル生成部４８は、長期型ＦＬＬ処理を実行する場合（乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合）に、所定の統計モデルを所定の学習期間における過去の実績データに基づいて学習させて、予測モデルを生成する。ここで、所定の統計モデルは、例えば、線形回帰モデルである。線形回帰モデルのモデル式（予測データｆ１のモデル式）は、下記の式（１）により表現される。

ここで、変数ｙ_１、ｙ_２、・・・は、説明変数であり、過去の実績データを示す。また、変数ａ_１、ａ_２、・・・、ｃは、係数を示す。
モデル生成部４８は、例えば、所定の学習期間における過去の実績データを最小二乗法に基づいて、式（１）に示す線形回帰モデル式の係数（ａ_１、ａ_２、・・・、ｃ）を算出し、算出した係数（ａ_１、ａ_２、・・・、ｃ）を予測モデルとして予測ロジック記憶部３０に記憶させる。

モデル補正部４９（補正部の一例）は、短期型ＦＬＬ処理を実行する場合（第１の予測処理から第２の予測処理に変更される場合）に、実績記憶部１０が記憶する所定の補正期間における実績データに基づいて、予測モデルを補正した補正予測モデルを生成する。モデル補正部４９は、例えば、実績記憶部１０が記憶する所定の補正期間における実績データに基づいて、予測モデルを補正する補正係数ｋを生成する。モデル補正部４９は、生成した補正係数ｋを予測ロジック記憶部３０に記憶させる。なお、補正係数ｋの生成処理、及び、補正予測モデルに基づく予測データｆ２の生成処理の詳細については後述する。

次に、本実施形態における予測装置１の動作について、図面を参照して説明する。
ここでは、まず、図４及び図５を参照して、長期型ＦＬＬ処理について説明する。
図４は、本実施形態における長期間における乖離値Ｍ１の判定処理の一例を示す図である。

図４に示すグラフは、時間に対する乖離値Ｍ１の変化の一例を示している。このグラフにおいて、縦軸は、乖離値Ｍ１を示し、横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ１は、乖離値Ｍ１の変化を示している。また、窓間隔Ｐ１は、乖離値Ｍ１を算出する際に移動平均法の適用範囲を示している。ここでは、窓間隔Ｐ１は、長期間（第１の期間）に対応する所定の期間を示している。
ここで、乖離値Ｍ１は、下記の式（２）によって算出される。乖離指標算出部４４は、予測データｆ１及び実績データ（ｙ）と、下記の式（２）とに基づいて、乖離値Ｍ１を算出する。

ここで、変数ｍ_ｉは、ｉ番目の乖離値を示し、変数ｍ_ｉ−１は、（ｉ−１）番目の乖離値を示している。また、変数αは、窓間隔Ｐ１に関連する係数を示し、変数αは、“０”〜“１”の間の値である。また、変数ｘ_ｉは、下記の式（３）に示す、絶対誤差率を示している。

ここで、絶対誤差率ｘ_ｉは、ｉ番目の誤差率（相対誤差）の絶対値を示す。また、予測データｆ１_ｉは、ｉ番目の予測データｆ１を示し、実績データｙ_ｉは、ｉ番目の実績データを示す。
なお、本実施形態では、式（２）に示すように、乖離指標算出部４４は、移動平均の一例として、指数移動平均を利用して、乖離値Ｍ１を算出する。

図４に示す例では、時刻Ｔ１において、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ１が、閾値ＴＨ１に達すると、ＦＬＬ処理判定部４５は、長期型ＦＬＬ処理を実行すると判定し、長期型ＦＬＬ処理部４６が、長期型ＦＬＬ処理を開始する。

図５は、本実施形態における長期型ＦＬＬ処理の一例を示す図である。
この図において、グラフは、実績データ（ｙ）と、長期型ＦＬＬ処理による予測データｆの変化を示している。このグラフにおいて、縦軸は、電力需要（ＭＷｈ（メガワット時））を示し、横軸は、時間を示している。
また、波形Ｗ２は、実績データ（ｙ）の波形を示し、波形Ｗ３及び波形Ｗ３ａは、長期型ＦＬＬ処理による予測モデルを再生成する前の予測データｆの波形を示し、波形Ｗ４は、長期型ＦＬＬ処理により予測モデルを再生成した後の予測データｆの波形を示している。なお、ここでの予測データｆには、第１の予測処理の期間であるので、予測モデルに基づいて算出された予測データｆ１が適用される。

図５に示す例では、時刻Ｔ１１において、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上であると判定し、長期型ＦＬＬ処理部４６が、モデル生成部４８に対して、予測モデルを再生成させる。モデル生成部４８は、例えば、時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１までの期間である所定の学習期間ＴＰ１の実績データを実績記憶部１０から取得し、取得した実績データに基づいて、新しい予測モデルを生成する。なお、この例では、時刻Ｔ１０は、予測モデルを生成した時刻を示し、時刻Ｔ１１は、予測モデルを再生成（再構築）した時刻を示している。具体的に、モデル生成部４８は、上記の式（１）における係数（ａ_１、ａ_２、・・・、ｃ）を算出し、算出した係数（ａ_１、ａ_２、・・・、ｃ）を予測モデルとして予測ロジック記憶部３０に記憶させる。

その結果、時刻Ｔ１１以降において、新しい予測モデルが適用され、予測装置１は、波形Ｗ４に示すような予測データｆを、予測データ出力部４３を介して出力する。なお、波形Ｗ３ａは、比較のために、予測モデルを再生成する前の予測モデルを適用し続けた場合における予測データｆの波形を示している。波形Ｗ４と波形Ｗ３ａとの比較により明らかなように、予測装置１は、長期型ＦＬＬ処理において予測モデルを再生成することにより、長期的な要因による予測値の乖離を改善することができる。

次に、図６及び図７を参照して、短期型ＦＬＬ処理について説明する。
図６は、本実施形態における短期間における乖離値Ｍ２の判定処理の一例を示す図である。

図６に示すグラフは、時間に対する乖離値Ｍ２の変化の一例を示している。このグラフにおいて、縦軸は、乖離値Ｍ２を示し、横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ５は、乖離値Ｍ２の変化を示している。また、窓間隔Ｐ２は、乖離値Ｍ２を算出する際に移動平均法の適用範囲を示している。ここでは、窓間隔Ｐ２は、長期間（第１の期間）よりも短い短期間（第２の期間）に対応する所定の期間を示している。
ここで、乖離値Ｍ２は、下記の式（４）によって算出される。乖離指標算出部４４は、予測データｆ１及び実績データ（ｙ）と、下記の式（４）とに基づいて、乖離値Ｍ２を算出する。

ここで、変数ｎ_ｉは、ｉ番目の乖離値を示し、変数ｎ_ｉ−１は、（ｉ−１）番目の乖離値を示している。また、変数βは、窓間隔Ｐ２に関連する係数を示し、変数βは、“０”〜“１”の間の値である。なお、変数βは、短期間（第２の期間）に対応するため、上述した乖離値Ｍ１を算出する式（２）の変数αよりも大きい値である。また、変数ｘ_ｉは、上述した式（３）に示す、絶対誤差率を示している。
なお、本実施形態では、式（４）に示すように、乖離指標算出部４４は、移動平均の一例として、指数移動平均を利用して、乖離値Ｍ２を算出する。

図６に示す例では、時刻Ｔ２において、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ２が、閾値ＴＨ２に達すると、ＦＬＬ処理判定部４５は、短期型ＦＬＬ処理を実行すると判定し、短期型ＦＬＬ処理部４７が、短期型ＦＬＬ処理を開始する。

図７は、本実施形態における短期型ＦＬＬ処理の一例を示す図である。
この図において、グラフは、実績データ（ｙ）と、短期型ＦＬＬ処理による予測データｆの変化を示している。このグラフにおいて、縦軸は、電力需要（ＭＷｈ）を示し、横軸は、時間を示している。
また、波形Ｗ６は、実績データ（ｙ）の波形を示し、波形Ｗ７は、長期型ＦＬＬ処理による予測モデルによる予測データｆ１の波形を示し、波形Ｗ８は、短期型ＦＬＬ処理により予測モデルを補正した補正予測モデルによる予測データｆ２の波形を示している。なお、ここでの予測データｆには、時刻ｔ_０までの期間は、第１の予測処理の期間であるので、予測モデルに基づいて算出された予測データｆ１が適用される。また、時刻（ｔ_０＋１）から時刻ｔ_１までの期間は、短期型ＦＬＬ処理の実行期間（第２の予測処理の期間）であるので、予測データｆには、補正予測モデルに基づいて算出された予測データｆ２が適用され、時刻ｔ_１以降の期間は、再び第１の予測処理の期間であるので、予測データｆには、予測モデルに基づいて算出された予測データｆ１が適用される。

図７に示す例では、時刻ｔ_０において、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上であると判定し、短期型ＦＬＬ処理部４７が、モデル補正部４９に対して、予測モデルを補正した補正予測モデルを生成させる。モデル補正部４９は、例えば、下記の式（５）に示す補正係数ｋを算出する。

モデル補正部４９は、時刻ｔ_０以前の所定の補正期間の実績データ（ｙ_ｓ、ｓ＜ｔ_０）を実績記憶部１０から取得し、取得した実績データと上記の式（４）とに基づいて、補正係数ｋを算出する。モデル補正部４９は、算出した補正係数ｋを予測ロジック記憶部３０に記憶させる。このように、モデル補正部４９は、第２の予測処理を開始する際に、実績記憶部１０が記憶する所定の補正期間における実績データに基づいて、予測モデルを補正した補正予測モデルを生成する。
また、補正係数ｋに基づく補正予測モデルの式は、下記の式（６）により表現される。

ここで、変数ｆ２は、上述した第２の予測データを示し、変数ｆ１は、上述した第１の予測データを示す。
モデル補正部４９は、式（６）に基づいて、補正予測モデルを生成する。
時刻（ｔ_０＋１）以降において、予測データ生成部４２は、短期型ＦＬＬ処理（第２の予測処理）を実行し、補正予測モデルに基づいて、下記の式（７）に示すように、予測データｆ２を生成する。そして、短期型ＦＬＬ処理部４７は、予測データ出力部４３に対して、予測データ生成部４２に生成させた予測データｆ２を予測データｆとして出力させる。

その結果、時刻（ｔ_０＋１）から時刻ｔ_１までの期間において、補正予測モデルによる補正が適用され、予測装置１は、波形Ｗ８に示すような予測データｆを、予測データ出力部４３を介して出力する。補正前の予測データの波形Ｗ７と補正後の予測データの波形Ｗ８との比較により明らかなように、予測装置１は、短期型ＦＬＬ処理において予測モデルを補正することにより、短期的な要因による予測値の乖離を改善することができる。

また、図７に示す例では、時刻ｔ_１において、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３以下であると判定し、短期型ＦＬＬ処理の実行を解除し、第１の予測処理に戻す。その結果、長期型ＦＬＬ処理部４６は、予測データ出力部４３に対して、予測データ生成部４２に生成させた予測データｆ１を予測データｆとして再び出力させる。このように、短期的な要因による乖離が収束した後に、長期的な傾向に対応した予測モデルに基づいて予測データｆを生成するようにしているため、予測装置１は、短期的な要因による予測値の乖離を改善しつつ、長期的な要因による予測値の乖離にも適切に対応することが可能である。

次に、図８〜図１０を参照して、予測装置１による予測処理の動作について説明する。
図８は、本実施形態における予測装置１の予測処理の一例を示すフローチャートである。なお、この図に示すフローチャートは、第１の予測処理を実行する通常時における判定処理を示している。
この図において、まず、制御部４０の実績データ取得部４１は、実績データを取得する（ステップＳ１０１）。すなわち、実績データ取得部４１は、外部で測定された実績データを取得し、取得した実績データと時刻情報とを関連付けて、予測記憶部２０に記憶させる。

次に、乖離指標算出部４４が、実績データｙと予測データｆ１とに基づいて乖離値（Ｍ１、Ｍ２）を生成する（ステップＳ１０２）。具体的に、乖離指標算出部４４は、予測データｆ１及び実績データｙと、上述した式（２）及び式（３）とに基づいて、乖離値Ｍ１を算出する。また、乖離指標算出部４４は、予測データｆ１及び実績データｙと、上述した式（４）及び式（３）とに基づいて、乖離値Ｍ２を算出する。

次に、予測制御部５０が、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上（乖離値Ｍ１≧閾値ＴＨ１）であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。すなわち、予測制御部５０のＦＬＬ処理判定部４５は、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ１を取得し、取得した乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０４に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０９に進める。

ステップＳ１０４において、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上（乖離値Ｍ２≧閾値ＴＨ２）であるか否かを判定する。すなわち、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ２を取得し、取得した乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０５に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２未満である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０６に進める。

ステップＳ１０５において、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい（乖離値Ｍ２＞乖離値Ｍ１）か否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１１０に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１以下である場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０６に進める。

ステップＳ１０６において、長期型ＦＬＬ処理部４６が、長期型ＦＬＬ処理を実行する。すなわち、長期型ＦＬＬ処理部４６は、予測ロジック記憶部３０が記憶する予測モデルを破棄し、モデル生成部４８に予測モデルを再生成（再構築）させる。なお、長期型ＦＬＬ処理の詳細については、図９を参照して後述する。

次に、予測データ生成部４２が、予測モデルに基づく予測データｆ１を生成する（ステップＳ１０７）。すなわち、長期型ＦＬＬ処理部４６が、予測データ生成部４２に予測データｆ１を生成させ、予測データ生成部４２は、予測ロジック記憶部３０が記憶する予測モデルと、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとに基づいて、予測値を算出する。予測データ生成部４２は、算出した予測値を示す予測データｆ１を予測記憶部２０に記憶させる。

次に、予測データ出力部４３が、予測データｆ１を予測データｆとして出力する（ステップＳ１０８）。すなわち、長期型ＦＬＬ処理部４６が、予測データｆ１を予測データｆとして予測記憶部２０に記憶させるとともに、予測データ出力部４３に予測データｆを出力させる。予測データ出力部４３は、予測記憶部２０が記憶している予測データｆを出力する。ステップＳ１０８の処理の後、長期型ＦＬＬ処理部４６は、処理をステップＳ１０１に戻し、通常時（第１の予測処理の期間）における判定処理を繰り返す。

一方で、ステップＳ１０９において、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上（乖離値Ｍ２≧閾値ＴＨ２）であるか否かを判定する。すなわち、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ２を取得し、取得した乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１１０に進め、短期型ＦＬＬ処理部４７が、短期型ＦＬＬ処理を実行する。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２未満である場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０７に進め、予測データ生成部４２が、予測モデルに基づく予測データｆ１を生成する。

また、ステップＳ１１０において、モデル補正部４９が、補正予測モデルを生成する。すなわち、短期型ＦＬＬ処理部４７が、モデル補正部４９に、補正予測モデルを生成させる。モデル補正部４９は、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データに基づいて、予測モデルを補正する補正係数ｋを算出することにより、補正予測モデルを生成する。モデル補正部４９は、生成した補正予測モデル（補正係数ｋ）を予測ロジック記憶部３０に記憶させる。

次に、予測データ生成部４２が、予測モデルに基づく予測データｆ１を生成する（ステップＳ１１１）。すなわち、短期型ＦＬＬ処理部４７が、予測データ生成部４２に予測データｆ１を生成させ、予測データ生成部４２は、予測ロジック記憶部３０が記憶する予測モデルと、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとに基づいて、予測値を算出する。予測データ生成部４２は、算出した予測値を示す予測データｆ１を予測記憶部２０に記憶させる。

次に、予測データ生成部４２が、補正予測モデルに基づく予測データｆ２を生成する（ステップＳ１１２）。すなわち、短期型ＦＬＬ処理部４７が、予測データ生成部４２に予測データｆ２を生成させ、予測データ生成部４２は、予測ロジック記憶部３０が記憶する補正予測モデルと、実績記憶部１０が記憶する過去の実績データとに基づいて、予測値を算出する。予測データ生成部４２は、算出した予測値を示す予測データｆ２を予測記憶部２０に記憶させる。

次に、予測データ出力部４３が、予測データｆ２を予測データｆとして出力する（ステップＳ１１３）。すなわち、短期型ＦＬＬ処理部４７が、予測データｆ２を予測データｆとして予測記憶部２０に記憶させるとともに、予測データ出力部４３に予測データｆを出力させる。予測データ出力部４３は、予測記憶部２０が記憶している予測データｆを出力する。

次に、短期型ＦＬＬ処理部４７は、短期型ＦＬＬ処理の実行期間（第２の予測処理の期間）における判定処理を実行する（ステップＳ１１４）。なお、短期型ＦＬＬ処理の実行期間における判定処理の詳細については、図１０を参照して後述する。ステップＳ１１４の処理の後、短期型ＦＬＬ処理部４７は、処理をステップＳ１０１に戻す。

次に、上述した図８のステップＳ１０６の処理である長期型ＦＬＬ処理の詳細について、図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態における長期型ＦＬＬ処理の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、長期型ＦＬＬ処理部４６の制御に基づいて、モデル生成部４８は、学習データと直近の実績データとを取得する（ステップＳ２０１）。ここで、「学習データ」とは、前回の予測モデルを生成する際に用いた実績データを示し、「直近の実績データ」とは、前回の予測モデルを生成した後に取得（蓄積）された実績データを示している。すなわち、モデル生成部４８は、実績記憶部１０が記憶する学習データ及び直近の実績データを所定の学習期間の実績データとして取得する。

次に、モデル生成部４８は、取得した学習データと直近の実績データとに基づいて、新しい予測モデルを生成する（ステップＳ２０２）。モデル生成部４８は、例えば、式（１）に示す線形回帰モデルと、取得した学習データ及び直近の実績データとに基づいて、新しい予測モデルを生成する。
次に、モデル生成部４８は、古い予測モデルを破棄し、新しい予測モデルを予測ロジック記憶部３０に記憶させて（ステップＳ２０３）、処理を元のフローに戻す。

次に、上述した図８のステップＳ１１４の処理である短期型ＦＬＬ処理の実行期間における判定処理の詳細について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態による短期型ＦＬＬ処理の実行期間における判定処理の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、実績データ取得部４１が、実績データを取得し（ステップＳ３０１）、乖離指標算出部４４が、実績データｙと予測データｆ１とに基づいて乖離値（Ｍ１、Ｍ２）を生成する（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０１及びステップＳ３０２の処理は、図８のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理と同様である。

次に、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３以下（乖離値Ｍ２≦閾値ＴＨ３）であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。すなわち、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ２を取得し、取得した乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３以下であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３以下である場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ３０４に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３より大きい場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ３０９に進める。

ステップＳ３０４において、短期型ＦＬＬ処理部４７は、補正予測モデルを破棄し、さらに、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上（乖離値Ｍ１≧閾値ＴＨ１）であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。すなわち、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離指標算出部４４が算出した乖離値Ｍ１を取得し、取得した乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ３０６に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１未満である場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ３０７に進める。

続くステップＳ３０６からステップＳ３０８の処理は、図８のステップＳ１０６からステップＳ１０８の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。ステップＳ３０８の処理の後、短期型ＦＬＬ処理部４７は、処理を元のフロー（第１の予測処理を実行する通常時における判定処理）に戻す。

一方で、ステップＳ３０９において、ＦＬＬ処理判定部４５が、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上（乖離値Ｍ１≧閾値ＴＨ１）、且つ、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１以下（乖離値Ｍ２≦乖離値Ｍ１）であるか否かを判定する。ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上、且つ、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１以下である場合（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ３０６に進める。また、ＦＬＬ処理判定部４５は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１より小さい、又は、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）に、処理をステップＳ３１０に進める。

続くステップＳ３１０からステップＳ３１２の処理は、図８のステップＳ１１１からステップＳ１１３の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。ステップＳ３１２の処理の後、短期型ＦＬＬ処理部４７は、処理をステップＳ３０１に戻し、短期型ＦＬＬ処理の実行期間（第２の予測処理の期間）における判定処理を繰り返す。

次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態における長期型ＦＬＬ処理及び短期型ＦＬＬ処理を実行する具体例について説明する。
図１１及び図１２は、本実施形態における予測装置１のＦＬＬ処理の一例を示す図である。

図１１は、長期型ＦＬＬ処理を実行後に、短期型ＦＬＬ処理を実行する場合の一例を示している。
この図において、縦軸は、電力需要（ＭＷｈ）を示し、横軸は、時間を示している。
また、波形Ｗ９は、実績データ（ｙ）の波形を示し、波形Ｗ１０及び波形Ｗ１０ａは、長期型ＦＬＬ処理による予測モデルによる予測データｆ１の波形を示し、波形Ｗ１１は、短期型ＦＬＬ処理により予測モデルを補正した補正予測モデルによる予測データｆ２の波形を示している。

図１１に示す例では、時刻Ｔ２１において、長期間における乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上になり、予測装置１は、波形Ｗ１０のポイントＰＴ１において、長期型ＦＬＬ処理を実行する。この場合、モデル生成部４８が、新しい予測モデルを生成し、時刻Ｔ２１以降において、予測装置１は、波形Ｗ１０ａに示すように、新しい予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。時刻Ｔ２１以降において、予測データｆ１は、新しい予測モデルに基づいて生成されているため、波形Ｗ１０ａに示すように、実績データの波形Ｗ９に追随して、実績データとの誤差が低減される。

次に、時刻Ｔ２２において、短期間における乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上になり、予測装置１は、波形Ｗ１０のポイントＰＴ２において、短期型ＦＬＬ処理を実行する。この場合、モデル補正部４９が、補正予測モデルを生成し、時刻Ｔ２２以降において、予測装置１は、波形Ｗ１１に示すように、補正予測モデルに基づく予測データｆ２を予測データｆとして出力する。時刻Ｔ２２以降において、予測データｆ２は、補正予測モデルに基づいて生成されているため、波形Ｗ１１に示すように、実績データの波形Ｗ９における突発的な（短期的な）変化に追随して、実績データとの誤差が低減される。

さらに、時刻Ｔ２３において、実績データの突発的な変化が収束して短期間における乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ３以下になり、予測装置１は、波形Ｗ１０のポイントＰＴ３において、短期型ＦＬＬ処理を解除（停止）する。この場合、時刻Ｔ２３以降において、予測装置１は、再び波形Ｗ１０ａに示すように、予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。
なお、図１１において、時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２２までの期間ＴＲ１、及び、時刻Ｔ２３以降の期間ＴＲ３が、第１の予測処理の期間に対応し、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間ＴＲ２が、第２の予測処理の期間（短期型ＦＬＬの実行期間）に対応する。

また、時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２１までの期間ＴＲ１１は、長期型ＦＬＬが適用される前の期間を示し、この期間において、予測装置１は、再生成前の予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。また、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの期間ＴＲ１２は、長期型ＦＬＬが適用した後の期間を示し、この期間において、予測装置１は、再生成した新しい予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。また、時刻Ｔ２３以降の期間ＴＲ３においても同様に、予測装置１は、再生成した新しい予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。

また、図１２は、短期型ＦＬＬ処理を実行後に、長期型ＦＬＬ処理を実行する場合の一例を示している。
この図において、縦軸は、電力需要（ＭＷｈ）を示し、横軸は、時間を示している。
また、波形Ｗ１２は、実績データ（ｙ）の波形を示し、波形Ｗ１３及び波形Ｗ１３ａは、長期型ＦＬＬ処理による予測モデルによる予測データｆ１の波形を示し、波形Ｗ１４は、短期型ＦＬＬ処理により予測モデルを補正した補正予測モデルによる予測データｆ２の波形を示している。

図１２に示す例では、時刻Ｔ３１において、短期間における乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上になり、予測装置１は、波形Ｗ１３のポイントＰＴ４において、短期型ＦＬＬ処理を実行する。この場合、モデル補正部４９が、補正予測モデルを生成し、時刻Ｔ３１以降において、予測装置１は、波形Ｗ１４に示すように、補正予測モデルに基づく予測データｆ２を予測データｆとして出力する。時刻Ｔ３１以降において、予測データｆ２は、補正予測モデルに基づいて生成されているため、波形Ｗ１４に示すように、実績データの波形Ｗ１２における突発的な（短期的な）変化に追随して、実績データとの誤差が低減される。

次に、時刻Ｔ３２において、長期間における乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上になり、予測装置１は、波形Ｗ１３のポイントＰＴ５において、長期型ＦＬＬ処理を実行する。この場合、モデル生成部４８が、新しい予測モデルを生成し、時刻Ｔ２２以降において、予測装置１は、波形Ｗ１３ａに示すように、新しい予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。時刻Ｔ２２以降において、予測データｆ１は、新しい予測モデルに基づいて生成されているため、波形Ｗ１３ａに示すように、実績データの波形Ｗ１２に追随して、実績データとの誤差が低減される。

なお、図１２において、時刻Ｔ３０から時刻Ｔ３１までの期間ＴＲ４、及び、時刻Ｔ３２以降の期間ＴＲ６が、第１の予測処理の期間に対応し、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２までの期間ＴＲ５が、第２の予測処理の期間（短期型ＦＬＬの実行期間）に対応する。
また、時刻Ｔ３０から時刻Ｔ３１までの期間ＴＲ４は、長期型ＦＬＬ及び短期ＦＬＬが適用される前の期間を示し、この期間において、予測装置１は、再生成前の予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。また、また、時刻Ｔ３２以降の期間ＴＲ６は、長期型ＦＬＬが適用した後の期間を示し、この期間において、予測装置１は、再生成した新しい予測モデルに基づく予測データｆ１を予測データｆとして出力する。

図１３は、本実施形態における予測装置１の予測処理結果の一例を示す図である。
この図において、縦軸は、電力需要（ＭＷｈ）を示し、横軸は、時間を示している。また、波形Ｗ１５は、実績データ（ｙ）の波形を示し、波形Ｗ１６は、本実施形態における予測装置１のＦＬＬ処理を適用しない場合の予測データの波形を示し、波形Ｗ１７は、予測装置１による予測データの波形を示している。なお、この図に示す例では、予測装置１は、２４時間後の電力需要を予測する場合の一例を示している。

図１３に示す例では、時刻Ｔ４１において、長期間における乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上になり、予測装置１は、長期型ＦＬＬ処理を実行する。その結果、予測装置１は、時刻Ｔ４１の２４時間後の時刻Ｔ４２の予測データから再生成された予測モデルに基づく予測データを出力する（波形Ｗ１７参照）。本実施形態における予測装置１は、波形Ｗ１７に示すように、ＦＬＬ処理を適用しない場合の波形Ｗ１６に比べて、予測データの実績値に対する誤差を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態における予測装置１は、実績記憶部１０と、実績データ取得部４１と、予測制御部５０とを備えている。実績記憶部１０は、エネルギーに関する情報（例えば、電力需要など）の時系列な実績データを記憶する。実績データ取得部４１は、実績データを順次取得し、取得した実績データを実績記憶部１０に記憶させる。予測制御部５０は、予測データｆ１（第１の予測データ）と、実績データとの乖離に応じて、エネルギーに関する情報の予測データｆを生成する処理を変更する。ここで、予測データｆ１は、予測モデル及び実績データに基づいて生成され、予測モデルは、所定の統計モデル（例えば、線形回帰モデルなど）を実績記憶部１０が記憶する過去の実績データに基づいて学習させて生成される。

また、予測制御部５０は、乖離値Ｍ１（第１指標値）が予め定められた閾値ＴＨ１（第１閾値）以上である場合に、第１の変更処理を実行する。なお、乖離値Ｍ１は、第１の期間（長期間）における予測データｆ１と実績データとの乖離の指標を示す。予測制御部５０は、第１の変更処理として、予測モデルを再生成させるとともに、予測データｆ１を予測データｆとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された予測モデルに基づく処理に変更する。また、予測制御部５０は、乖離値Ｍ２（第２指標値）が予め定められた閾値ＴＨ２（第２閾値）以上である場合に、第２の変更処理を実行する。予測制御部５０は、第２の変更処理として、第１の予測処理から予測データｆ２を予測データｆとして出力する第２の予測処理に変更する処理を実行する。なお、乖離値Ｍ２は、第１の期間よりも短い第２の期間（短期間）における予測データｆ１と実績データとの乖離の指標を示す。また、予測データｆ２は、予測モデルを補正した補正予測モデルと実績データとに基づいて生成される。

これにより、本実施形態における予測装置１は、長期的な傾向の変化に対して、予測モデルを再生成するとともに、短期的な傾向の変化に対して、補正予測モデルにより予測データを補正する。そのため、本実施形態における予測装置１は、突発的な（短期的な）要因による予測データの乖離を改善することができるとともに、長期的な要因による予測データの乖離を改善することができる。よって、本実施形態における予測装置１は、予測値の精度を向上させることができる。

また、本実施形態における予測装置１は、予測値の精度を向上させることができるので、予測に利用する予測モデルに、例えば、線形回帰モデルなどを利用した簡易な予測モデルを適用することができる。そのため、本実施形態における予測装置１は、予測精度を低下させずに、予測処理のための処理量を低減することができる。よって、本実施形態における予測装置１は、例えば、国単位の電力需要の予測などの膨大なデータ（ビックデータ）に対して予測処理を行う場合においても適用することが可能である。

また、本実施形態における予測装置１は、予測データｆ１と実績データとの誤差に、長期間における移動平均法を利用して、乖離値Ｍ１を生成するとともに、予測データｆ１と実績データとの誤差に、短期間における移動平均法を利用して、乖離値Ｍ２を生成する乖離指標算出部４４を備える。
これにより、本実施形態における予測装置１は、移動平均法という簡易な手段により、長期間における指標（乖離値Ｍ１）と、短期間における指標（乖離値Ｍ２）を適切に生成することができる。

また、本実施形態では、閾値ＴＨ２は、閾値ＴＨ１よりも大きい。
なお、乖離値Ｍ２は、短期間における移動平均であるため、短期間における移動平均である乖離値Ｍ１に比べて、実績データと予測データｆ１との乖離の変化が顕著に表れる傾向にある。そのため、乖離値Ｍ２の閾値ＴＨ２を乖離値Ｍ１の閾値ＴＨ１よりも大きい値に設定することにより、本実施形態における予測装置１は、実績データと予測データｆ１との乖離の変化をより適切に検出することが可能になる。

また、本実施形態では、予測制御部５０は、第２の予測処理が実行されている期間に、乖離値Ｍ２が、閾値ＴＨ２より小さい閾値ＴＨ３以下になった場合に、第２の予測処理から第１の予測処理に変更する。
これにより、本実施形態における予測装置１は、突発的な（短期的な）要因による予測データの乖離が収束した際に、より適切な第１の予測処理に変更することができるので、予測精度をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、予測制御部５０は、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合、且つ、乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合、且つ、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１より大きい場合に、第１の予測処理から第２の予測処理に変更する第２の変更処理を実行する。すなわち、予測制御部５０は、乖離値Ｍ２と乖離値Ｍ１とのうち、値が大きい方の乖離を優先して予測処理を変更する。
長期間における乖離と、短期間における乖離が同時に発生した場合に、例えば、乖離値Ｍ２と乖離値Ｍ１とのうち、値が大きい方の乖離が予測処理への影響が大きいと考えられるので、これにより、本実施形態における予測装置１は、２種類の乖離のうちのいずれに対応させるのかを、適切に判定することができる。

また、本実施形態では、予測制御部５０は、第２の予測処理が実行されている期間に、乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合、且つ、乖離値Ｍ２が乖離値Ｍ１以下である場合に、上述した第１の変更処理を実行する。
これにより、本実施形態における予測装置１は、第２の予測処理が実行されている期間（短期型ＦＬＬの期間）であっても、長期間における乖離に対応させることができる。

また、本実施形態によれる予測方法は、エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部１０を備える予測装置１の予測方法であって、取得ステップと、制御ステップとを含んでいる。取得ステップにおいて、予測装置１が、実績データを順次取得し、取得した実績データを実績記憶部１０に記憶させる。制御ステップにおいて、予測装置１が、予測モデル及び実績データに基づいて生成された予測データｆ１と、実績データとの乖離に応じて、エネルギーに関する情報の予測データを生成する処理を変更する。また、制御ステップにおいて、予測装置１が、長期間における乖離値Ｍ１が閾値ＴＨ１以上である場合に、予測モデルを再生成させるとともに、予測データｆ１を予測データｆとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行する。そして、制御ステップにおいて、予測装置１が、短期間における乖離値Ｍ２が閾値ＴＨ２以上である場合に、補正予測モデルと実績データとに基づいて生成された予測データｆ２を予測データｆとして出力する第２の予測処理に、第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行する。
これにより、本実施形態によれる予測方法は、予測装置１と同様に、予測値の精度を向上させることができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態において、予測モデルを生成する際に利用する所定の統計モデルが、線形回帰モデルである場合について説明したが、これに限定されるものではない。所定の統計モデルには、例えば、ニューラルネットワークモデルやサポートベクターリグレッション（サポートベクターマシン）モデルなどを適用してもよい。

また、上記の実施形態において、予測データと実績データとの乖離の指標の一例として、乖離値（Ｍ１、Ｍ２）を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の指標を適用してもよい。また、乖離値（Ｍ１、Ｍ２）の算出に、移動平均法を利用する例を説明したが、これに限定されるものではない。さらに、上記の実施形態において、移動平均法のうち、指数移動平均を利用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、単純移動平均、加重移動平均などの他の移動平均法を利用してもよい。

また、上記の実施形態において、予測装置１が、実績記憶部１０、予測記憶部２０、及び予測ロジック記憶部３０を備える場合について説明したが、予測装置１が、これらのうの一部、又は全部を予測装置１の外部に備えてもよい。例えば、ネットワークを介して予測装置１に接続されているサーバ装置が実績記憶部１０、予測記憶部２０、及び予測ロジック記憶部３０を備えてもよい。
また、上記の実施形態において、制御部４０が備える各構成の一部を、予測装置１の外部に備えてもよい。例えば、モデル生成部４８やモデル補正部４９などの処理を、ネットワークを介して予測装置１に接続されているサーバ装置に実行させてもよい。

また、上記の実施形態において、エネルギーに関する情報の一例として、電力需要である場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エネルギーに関する情報には、電力価格、水道の需要、ガスの需要などが含まれる。
また、上記の実施形態において、閾値ＴＨ２と閾値ＴＨ３とは、異なる値を用いる例を説明したが、閾値ＴＨ２と閾値ＴＨ３とは、等しい値であってもよい。

なお、上述した予測装置１は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した予測装置１が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した予測装置１が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に予測装置１が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

また、上述した機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

１ 予測装置
１０ 実績記憶部
２０ 予測記憶部
３０ 予測ロジック記憶部
４０ 制御部
４１ 実績データ取得部
４２ 予測データ生成部
４３ 予測データ出力部
４４ 乖離指標算出部
４５ ＦＬＬ処理判定部
４６ 長期型ＦＬＬ処理部
４７ 短期型ＦＬＬ処理部
４８ モデル生成部
４９ モデル補正部
５０ 予測制御部

Claims (9)

1. エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部と、
   前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得部と、
   所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行し、
   前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行する
   ことを特徴とする予測装置。
2. 前記第１の予測データと前記実績データとの誤差に、前記第１の期間における移動平均法を利用して、前記第１指標値を生成するとともに、前記第１の予測データと前記実績データとの誤差に、前記第２の期間における移動平均法を利用して、前記第２指標値を生成する指標生成部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の予測装置。
3. 前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の予測装置。
4. 前記制御部は、
   前記第２の予測処理が実行されている期間に、前記第２指標値が、前記第２閾値より小さい第３閾値以下になった場合に、前記第２の予測処理から前記第１の予測処理に変更する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の予測装置。
5. 前記制御部は、
   前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第２閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第１指標値より大きい場合に、前記第２の変更処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の予測装置。
6. 前記制御部は、
   前記第２の予測処理が実行されている期間に、前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合、且つ、前記第２指標値が前記第１指標値以下である場合に、前記第１の変更処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の予測装置。
7. 所定の統計モデルを所定の学習期間における過去の前記実績データに基づいて学習させて、前記予測モデルを生成するモデル生成部と、
   前記第２の予測処理を開始する際に、前記モデル生成部が生成した前記予測モデルを、前記実績記憶部が記憶する所定の補正期間における前記実績データに基づいて補正した補正予測モデルを生成する補正部と、
   前記モデル生成部が生成した前記予測モデルと、前記実績記憶部が記憶する前記実績データとに基づいて、第１の予測データを生成するとともに、前記補正部が生成した前記補正予測モデルと前記実績データとに基づいて、第２の予測データを生成する予測処理部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１指標値が前記第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを破棄し、前記モデル生成部に、前記第１指標値が前記第１閾値以上になった時刻の当該実績データを含む前記所定の学習期間における過去の前記実績データに基づいて、前記予測モデルを再生成させるとともに、再生成させた前記予測モデルに基づいて、前記予測処理部に次回の前記第１の予測データを生成させ、
   前記第２指標値が前記第２閾値以上である場合に、前記第２指標値が前記第２閾値以上になった時刻の当該実績データを含む前記所定の補正期間における過去の前記実績データに基づいて、前記補正部に前記補正予測モデルを生成させるとともに、前記補正部に生成させた補正予測モデルに基づいて、前記予測処理部に次回の前記第２の予測データを生成させる
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の予測装置。
8. エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部を備える予測装置の予測方法であって、
   前記予測装置が、
   前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得ステップと、
   所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御ステップと
   を含み、
   前記制御ステップにおいて、
   第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行し、
   前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行する
   ことを特徴とする予測方法。
9. エネルギーに関する情報の時系列な実績データを記憶する実績記憶部を備える予測装置のコンピュータに、
   前記実績データを順次取得し、取得した前記実績データを前記実績記憶部に記憶させる取得ステップと、
   所定の統計モデルを前記実績記憶部が記憶する過去の前記実績データに基づいて学習させて生成された予測モデル及び前記実績データに基づいて生成された第１の予測データと、前記実績データとの乖離に応じて、前記情報の予測データを生成する処理を変更する制御ステップと
   を実行させ、
   前記制御ステップにおいて、
   第１の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第１指標値が予め定められた第１閾値以上である場合に、前記予測モデルを再生成させるとともに、前記第１の予測データを前記予測データとして出力する第１の予測処理を行い、当該第１の予測処理を再生成された前記予測モデルに基づく処理に変更する第１の変更処理を実行させ、
   前記第１の期間よりも短い第２の期間における前記第１の予測データと前記実績データとの乖離の指標を示す第２指標値が予め定められた第２閾値以上である場合に、前記予測モデルを補正した補正予測モデルと前記実績データとに基づいて生成された第２の予測データを前記予測データとして出力する第２の予測処理に、前記第１の予測処理から変更する第２の変更処理を実行させる
   ためのプログラム。

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