JP6906094B1 - ダム水位予測支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、ダムの状態量を予測した根拠となる領域情報を適切に呈示できるダム水位予測支援システムを提供することを目的とする。
〈第1実施形態の構成〉
図1は、好適な第1実施形態による状態量予測支援装置10(コンピュータ)のブロック図である。
状態量予測支援装置10は、予測対象とする目的ダム104の水位H等、各種状態量を予測するものである。なお、水位Hの予測値を予測水位Hh(状態量予測値)と呼ぶ。目的ダム104には、河川102の上流域102aから水が流入し、目的ダム104は、河川102の下流域102bに水を放流する。上流域102aにおける3箇所の観測点m1,m2,m3には、流量計測装置30が設けられている。これら流量計測装置30は、各観測点における流量を計測し、その結果を流量情報Q1,Q2,Q3(第1の時系列情報)として出力する。流量情報Q1,Q2,Q3は、時刻tの関数になる時系列情報である。なお、観測点m1,m2,m3は、例えば目的ダム104の上流に位置する他のダムであるが、観測点m1,m2,m3はダムに限られるものではない。
現在からT時間後における、目的ダム104の水位H等の状態量を予測する場合に、流量情報Q1,Q2,Q3および/または降水量情報rp1〜rp36が主として関係すると考えられる。但し、水位H等の状態量は、他の要因によって変動することも考えられるため、他の要因も状態量の予測に加えてもよい。
まず、図2を参照し、河川102の流量情報Q1,Q2,Q3を用いた状態量予測について説明する。
観測流量Xq(t)は、時刻tにおいて目的ダム104に流入する水の流量である。ここで、図1に示した観測点m1,m2,m3のうち任意の観測点を観測点mxと呼び、観測点mxにおける流量情報をQxと呼ぶ。図2に示す相関係数PX0は、上述した観測流量Xq(t)と、観測点mxの時刻tにおける流量情報Qx(t)との相関係数である。また、相関係数PX1は、観測流量Xq(t)と、観測点mxの時刻t−1(時刻tから1時間前)における流量情報Qx(t−1)との相関係数である。また、相関係数PX2は、観測流量Xq(t)と、観測点mxの時刻t−2(時刻tから2時間前)における流量情報Qx(t−2)との相関係数である。
複数の予測対象時間T(例えば、1時間後:T=1、2時間後:T=2等)に対応する、それぞれの第1のミクロ領域情報についても、上述した式(1)を用いることにより、算出することができる。
図3において、参照時間差iは、水位Hを予測するために用いる現在または過去の時間差を表す。例えば、参照時間差iについて「0」は「現在時刻」、「1」は「1時間前」、「2」は「2時間前」を表す。
第1の関連領域表示画面70は、領域表示部16(図1参照)によって表示装置116に表示される画面であり、第1のミクロ領域表示部72,73,74と、第1のマクロ領域表示部80と、を含んでいる。第1のミクロ領域表示部72は、予測対象時間T=0における第1のミクロ領域情報52(図3参照)等を表示するものである。そのため、第1のミクロ領域表示部72は、アイコンvm1,vm2,vm3,vm4と、流量表示画像vcと、相関表示画像vdと、を含んでいる。
次に、目的ダム104の降水量監視範囲106における降水量情報rp1〜rp36を用いた状態量予測支援について説明する。上述したように、関連度合分析部13は、目的ダム104の水位Hと、降水量情報rp1〜rp36との関連度合である関連度合gを求める。具体的には、関連度合分析部13は、上述した流量情報Q1,Q2,Q3と同様に、ある特定の予測対象時間T(例えばT=0では現在時刻)における第2のミクロ領域情報として関連度合gを算出する。第2のミクロ領域情報は、それぞれの空間メッシュ点k1〜k36(図1参照)毎に、目的ダム104の状態量に影響を与える第2のミクロ領域情報のそれぞれの関連度合gの大きさに対応する。
第2の関連領域表示画面130は、領域表示部16(図1参照)によって表示装置116に表示される画面であり、第2のミクロ領域表示部132,133,134(第2のミクロ領域情報)と、第2のマクロ領域表示部140(第2のマクロ領域情報)と、を含んでいる。第2のミクロ領域表示部132,133,134は、それぞれ予測対象時間T=0,T=1,T=2における第2のミクロ領域情報を表示するものである。
図6は、パラメータ修正画面200の例を示す図である。
パラメータ修正画面200は、予測結果表示部15および領域表示部16(図1参照)によって表示装置116に表示される画面であり、予測対象時間設定部210と、相関係数設定部220と、観測点表示部230と、関連データ表示部240と、予測結果表示部260と、を含んでいる。予測対象時間設定部210は、入力装置118(図1参照)におけるユーザの操作に基づいて、予測対象時間Tを設定するものである。
以上のように好適な実施形態によれば、河川102の水を貯水するダムである目的ダム104の上流域102aにおける河川102の流量情報である第1の時系列情報(Q1,Q2,Q3)を受信する入力部12と、第1の時系列情報(Q1,Q2,Q3)を用いて、流下遅れ時間を加味して目的ダム104の水位に関する状態量(H)の所定時間後の予測値である状態量予測値(Hh)を算出する状態量予測部14と、状態量予測値(Hh)を算出する際に用いる第1のミクロ領域情報52,53,54および第1のマクロ領域情報60を算出する関連領域抽出部20と、を備える。これにより、目的ダム104の状態量(H)を予測した根拠となる領域情報を適切に呈示できる。
これにより、個々の第1のミクロ領域情報52,53,54に基づいて観測点m1,m2,m3毎の詳細な情報を取得することができ、第1のマクロ領域情報60に基づいて、全体を俯瞰した情報を取得できる。
これにより、個々の第2のミクロ領域情報(132,133,134)に基づいて空間メッシュ点(k1〜k36)毎の詳細な情報を取得することができ、第2のマクロ領域情報(140)に基づいて、全体を俯瞰した情報を取得できる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
12 入力部(入力手段)
14 状態量予測部(状態量予測手段)
16 領域表示部
18 指令受信部
20 関連領域抽出部(関連領域抽出手段)
22 マクロ領域抽出部
24 ミクロ領域抽出部
30 流量計測装置
52,53,54 第1のミクロ領域情報
60 第1のマクロ領域情報
102 河川
102a 上流域
104 目的ダム
106 降水量監視範囲
116 表示装置
132,133,134 第2のミクロ領域表示部(第2のミクロ領域情報)
140 第2のマクロ領域表示部(第2のマクロ領域情報)
C 地形情報
H 水位(状態量)
T 予測対象時間
g 関連度合(第2の関連度合)
Hh 予測水位(状態量予測値)
mrp 降水量マップ
k1〜k36 空間メッシュ点
Q1,Q2,Q3 流量情報(第1の時系列情報)
m1,m2,m3 観測点
rp1〜rp36 降水量情報(第2の時系列情報)
f,f0,f1,f2 関連度合(第1の関連度合)
PX0,PX1,PX2 相関係数(影響度)
Claims (7)
- 河川の水を貯水するダムである目的ダムの上流域の異なる位置の複数の観測点において、所定周期ごとに前記河川の水の流量を計測した流量情報を示す第1の時系列情報を受信する入力部と、
前記第1の時系列情報を用いて、流下遅れ時間を加味して前記目的ダムに流入する観測流量の予測対象時間の経過後における予測値を算出する際に用いる関連度合の情報で構成する第1のミクロ領域情報および前記第1のミクロ領域情報を縮約した情報である第1のマクロ領域情報を算出する関連領域抽出部と、を備える
ことを特徴とするダム水位予測支援システム。 - 前記関連領域抽出部は、
現在時刻を基準とした所定時間が経過した時刻を示す前記予測対象時間を少なくとも1つ以上設定し、それぞれの前記予測対象時間において、それぞれの前記観測点の前記第1の時系列情報が、対応する前記予測対象時間における前記目的ダムに流入する前記河川の水の流量を示す前記観測流量に与える影響の大きさを影響度として設定し、それぞれの前記予測対象時間における前記影響度のうち、最も大きい前記影響度のデータに前記関連度合として“1”を付与するとともにそれ以外の前記影響度のデータには前記関連度合として“0”を付与して第1の関連度合を求める機能と、
それぞれの前記予測対象時間の前記観測点ごとに前記第1の関連度合を合算して前記第1のミクロ領域情報を算出し、全ての前記予測対象時間の前記第1のミクロ領域情報内の前記観測点ごとに前記関連度合を合算して前記第1のマクロ領域情報を算出する機能と、を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のダム水位予測支援システム。 - 前記入力部は、前記上流域の降水量監視範囲における地形情報と、降水量マップと、を取得する機能を有し、
前記関連領域抽出部は、さらに、前記降水量マップから、前記降水量監視範囲を所定数に分割したそれぞれの空間メッシュ点に対応する降水量を示す第2の時系列情報を用いて、前記予測対象時間の経過後における前記予測値を算出する際に用いる第2の関連度合の情報で構成する第2のミクロ領域情報と、前記第2のミクロ領域情報を縮約した情報である第2のマクロ領域情報と、を算出する機能を有する
ことを特徴とする請求項2に記載のダム水位予測支援システム。 - 前記関連領域抽出部は、
それぞれの前記予測対象時間において、それぞれの前記空間メッシュ点の前記第2の時系列情報が、対応する前記予測対象時間における前記観測流量に与える影響の大きさを影響度として設定する機能と、
それぞれの前記予測対象時間の前記空間メッシュ点ごとに前記第2の関連度合を合算して前記第2のミクロ領域情報を算出する機能と、
全ての前記予測対象時間の前記第2のミクロ領域情報内の前記空間メッシュ点ごとに前記第2の関連度合を合算して前記第2のマクロ領域情報を算出する機能と、を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のダム水位予測支援システム。 - 前記目的ダムの前記予測値に係る前記予測対象時間を表示装置に表示させる機能と、
前記第1のミクロ領域情報と、前記第1のマクロ領域情報と、前記第2のミクロ領域情報と、前記第2のマクロ領域情報と、のうち何れか一つ、または複数の情報を前記表示装置に表示させる機能と、を有する領域表示部をさらに備える
ことを特徴とする請求項4に記載のダム水位予測支援システム。 - それぞれの観測点に対する前記第1のミクロ領域情報、および/またはそれぞれの前記空間メッシュ点に対する前記第2のミクロ領域情報の修正指令を受け付ける指令受信部をさらに備え、
前記領域表示部は、前記修正指令に応じて、前記第1のミクロ領域情報および/または前記第2のミクロ領域情報を再算出して前記表示装置に再表示させる
ことを特徴とする請求項5に記載のダム水位予測支援システム。 - 前記第1の時系列情報、前記第2の時系列情報、および/または前記予測対象時間に関する表示指令情報を受け付ける指令受信部をさらに備え、
前記領域表示部は、前記表示指令情報に基づいて、前記第1の時系列情報、前記第2の時系列情報、および/または前記予測対象時間を前記表示装置に表示させる機能を有する
ことを特徴とする請求項5に記載のダム水位予測支援システム。
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