JP7153752B2 - ダム水位予測支援システム - Google Patents

Description

本発明は、ダム水位予測支援システムに関する。

本技術分野の背景技術として、下記特許文献１の要約には、「……前記上流ダムが放流を開始した時刻を示す上流ダム放流開始時刻を算出する上流ダム放流開始時刻保存手段と、前記発電機が発電を開始した時刻を示す発電開始時刻を算出する発電開始時刻保存手段と、前記下流ダムに入水が開始した時刻を示す下流ダム入水開始時刻を算出する下流ダム入水開始時刻保存手段と、前記上流ダム放流開始時刻、前記発電開始時刻、および前記下流ダム入水開始時刻から、前記上流ダムから放流を開始して前記下流ダムに入水を開始する時刻を示す流下遅れ時間を算出する流下遅れ時間算出手段と、を備える。」と記載されている。

特開２０１３－７８１７９号公報

しかし、上記特許文献１においては、ダムの水位等、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することについては、特に記載されていない。このため、ダムの状態量を予測した根拠となる領域情報を活用してダムを運用することが困難であった。
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。

上記課題を解決するため本発明のダム水位予測支援システムは、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観測点における流量情報を示す第１の時系列情報を受信する入力部と、現在時刻から所定時間後の前記目的ダムに流入する前記河川の流量情報を示す観測流量の予測値を算出する際に用いる前記第１の時系列情報の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を抽出する関連領域抽出部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、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。

好適な第１実施形態による状態量予測支援装置のブロック図である。 観測流量と、相関係数と、関連度合と、の例を示す図である。 第１のミクロ領域情報および第１のマクロ領域情報の例を示す図である。 第１の関連領域表示画面７０の例を示す図である。 第２の関連領域表示画面１３０の例を示す図である。 パラメータ修正画面２００の例を示す図である。

［第１実施形態］
〈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。

また、上流域１０２ａの少なくとも一部を含む範囲であって、降水量を監視する範囲を降水量監視範囲１０６と呼ぶ。図示の例において降水量監視範囲１０６は「６×６＝３６」個の空間メッシュ点ｋ１～ｋ３６に分割されている。気象情報サーバ１１０は、空間メッシュ点ｋ１～ｋ３６における現在の降水量および将来の予測降水量である降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６（第２の時系列情報）を状態量予測支援装置１０に供給する。ここで、降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６と、各降水量の計測地点とを示す情報を降水量マップｍｒｐと呼ぶ。

降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６も、時刻ｔの関数になる時系列情報である。地形情報サーバ１１２は、降水量監視範囲１０６における地形情報Ｃを状態量予測支援装置１０に供給する。表示装置１１６は、状態量予測支援装置１０から供給された各種画像データを表示する。入力装置１１８は、マウス、キーボード等を備え、ユーザの操作に基づいて状態量予測支援装置１０に各種のデータや指令を入力する。

状態量予測支援装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等、一般的なコンピュータとしてのハードウエアを備えており、ＳＳＤには、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、各種データ等が格納されている。ＯＳおよびアプリケーションプログラムは、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵによって実行される。図１において、状態量予測支援装置１０の内部は、アプリケーションプログラム等によって実現される機能を、ブロックとして示している。

すなわち、状態量予測支援装置１０は、入力部１２（入力手段）と、関連度合分析部１３と、状態量予測部１４（状態量予測手段）と、予測結果表示部１５と、領域表示部１６と、指令受信部１８と、関連領域抽出部２０（関連領域抽出手段）と、を備えている。また、関連領域抽出部２０は、マクロ領域抽出部２２と、ミクロ領域抽出部２４と、を備えている。

入力部１２は、上述した流量情報Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３から受信し、降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６を気象情報サーバ１１０から受信し、地形情報Ｃを地形情報サーバ１１２から受信する。そして、入力部１２は、受信した流量情報Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３および降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６を、所定周期（例えば１時間）毎の時系列情報として、記憶部に記憶する。なお、降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６には、所定の方法で降水量に換算した降雪量を含む。

関連度合分析部１３は、目的ダム１０４の水位Ｈと、流量情報Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３との関連度合である関連度合ｆ（第１の関連度合）を求める。さらに、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（第２の関連度合）を求める。換言すれば、関連度合分析部１３は、降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６が、目的ダム１０４の水位Ｈに与える影響度に基づいて、関連度合ｇを求める。ここで、関連度合ｆ，ｇの詳細については後述する。

状態量予測部１４は、関連度合ｆ，ｇ等に基づいて、予測水位Ｈｈ等の状態量予測値を算出する。予測結果表示部１５は、予測水位Ｈｈ等の状態量予測値を表示装置１１６に表示させる。関連領域抽出部２０は、マクロ領域抽出部２２と、ミクロ領域抽出部２４と、を備えている。

マクロ領域抽出部２２は第１および第２のマクロ領域情報（詳細は後述する）を算出する。また、ミクロ領域抽出部２４は、第１および第２のミクロ領域情報（詳細は後述する）を算出する。領域表示部１６は、第１および第２のマクロ領域情報および第１および第２のミクロ領域情報を表示装置１１６に表示させる。指令受信部１８は、入力装置１１８から各種のデータや指令を受信する。

〈流量情報に基づく状態量の予測〉
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。

図２は、観測流量Ｘｑ（ｔ）と、相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２（影響度）と、関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２と、の例を示す図である。
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。

相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２は、実際は観測流量Ｘｑ（ｔ）の大きさに応じて連続的に変化する。但し、図２に示す例においては、１００～３００［トン／秒］および３０１～５００［トン／秒］の流量範囲に対して、それぞれ相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２が定められている。また、各流量範囲の相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２に対して、最大の相関係数に“１”を割り当て、他の相関係数に“０”を割り当てたものを、関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２（第１の関連度合）と呼ぶ。

図２に示す例においては、１００～３００［トン／秒］の流量範囲に対して、相関係数ＰＸ２＝０．９０が最大値になるため、関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２は、［０，０，１］になる。また、３０１～５００［トン／秒］の流量範囲に対して、相関係数ＰＸ１＝０．９５が最大値になるため、関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２は、［０，１，０］になる。但し、相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２の何れも有意な値にならない場合には、全ての関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２が「０」になる場合もある。以下、関連度合ｆ０，ｆ１，ｆ２等を総称して関連度合ｆと呼ぶことがある。

図２に示した観測流量Ｘｑ（ｔ）は、現在時刻ｔにおける観測流量であるが、未来における流量も、同様に予測することができる。関連度合ｆに基づいて予測することができる。ある時間（Ｔ）だけ未来に生じる流量等を予測する場合、このＴを予測対象時間と呼ぶ。例えば、予測対象時間Ｔの値について「０」は「現在時刻」、「１」は「１時間後」、「２」は「２時間後」を表す。そして、ある特定の予測対象時間Ｔにおける関連度合ｆの集合を、当該予測対象時間Ｔに対する「第１のミクロ領域情報」と呼ぶ。流量情報Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３に基づいて発生する観測流量Ｘｑ（ｔ）の予測値を予測流量Ｘｑｈ_T（ｔ）と呼ぶ。状態量予測部１４（図１参照）は、下式（１）によって予測流量Ｘｑｈ_T（ｔ）を算出する。

式（１）において、ｔは時刻変数であり、ｉは現在時刻に対する時間差（単位：ｈ）であり、以下「参照時間差」と呼ぶ。ｍは観測点の数（図１の例では「３」）であるが、式（１）の括弧内においては、観測点の番号（１，２，３）になる。ｎは、計算に必要とする参照時間差ｉの数である。また、Ｘ_qは関連度合を決定する変数であるが、式（１）においては、目的ダム１０４に流入する流量を表す。「Ｑ_m（ｔ－ｉ）」は、時刻（ｔ－ｉ）における観測点ｍの流量であり、「ｆ_m,i（ｔ－ｉ）」は、時刻（ｔ－ｉ）における流量Ｑ_m（ｔ－ｉ）に対応する関連度合になる。また、ｂ_mは、観測点ｍ毎の定数である。
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は、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の例を示す図である。
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のミクロ領域情報５２は、予測対象時間Ｔが「０」であって、参照時間差ｉ＝０，１，２および観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３のそれぞれに対応する、９個の関連度合ｆの集合である。同様に、第１のミクロ領域情報５３は、予測対象時間Ｔが「１」であって、参照時間差ｉ＝０，１，２および観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３のそれぞれに対応する、９個の関連度合ｆの集合である。同様に、第１のミクロ領域情報５４は、予測対象時間Ｔが「２」であって、参照時間差ｉ＝０，１，２および観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３のそれぞれに対応する、９個の関連度合ｆの集合である。

図３において、合計値群５８は参考用に示したものであり、それぞれの第１のミクロ領域情報５２，５３，５４において、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３毎に関連度合ｆを合計した結果である。そして、第１のマクロ領域情報６０は、合計値群５８の値を、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３毎にさらに合計した値である。図示の例において、第１のマクロ領域情報６０における各観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３の関連度合ｆは、それぞれ０，１，２になる。

図４は、第１の関連領域表示画面７０の例を示す図である。
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。

ここで、アイコンｖｍ４は目的ダム１０４（図１参照）に対応し、アイコンｖｍ１，ｖｍ２，ｖｍ３は、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に対応する。そして、アイコンｖｍ１，ｖｍ２，ｖｍ３のうち、対応する予測対象時間Ｔ（ここではＴ＝０）において関連度合ｆの最も高いものの表示態様を、他のアイコンの表示態様とは異なる態様で表示する。図３において、予測対象時間Ｔ＝０における合計値群５８は、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に対して０，０，１であった。従って、図４の第１のミクロ領域表示部７２において、アイコンｖｍ１，ｖｍ２は白ヌキにされ、アイコンｖｍ３にはメッシュが付与されている。

また、流量表示画像ｖｃは、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３のうち関連度合ｆの最も高いものにおける流量情報（上記例では流量情報Ｑ３）の時系列上の変化をグラフによって表示する。また、相関表示画像ｖｄは、縦方向に分割された３つの領域を有している。これら３つの領域は、予測対象時間Ｔ＝０における観測流量Ｘｑ（ｔ）と、対応する観測点（上記例では観測点ｍ３）における流量情報Ｑ３（ｔ），Ｑ３（ｔ－１），Ｑ３（ｔ－２）と、の相関を表す。すなわち、これら３つの領域は、相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２（図２参照）にそれぞれ対応する。図２に示したように、相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２は連続的な量であるため、図４に示した相関表示画像ｖｄの例では、ドット、ハッチ、メッシュ等の表示態様によって相関係数の数値範囲を表示している。

図４において、第１のミクロ領域表示部７３，７４は、予測対象時間Ｔ＝１，２における第１のミクロ領域情報５３，５４（図３参照）等を表示するものである。従って、第１のミクロ領域表示部７３，７４は、それぞれ、第１のミクロ領域表示部７２と同様に、アイコンｖｍ１～ｖｍ４と、流量表示画像ｖｃと、相関表示画像ｖｄと、を含んでいる。図３において、予測対象時間Ｔ＝１における合計値群５８は、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に対して０，０，１であった。従って、図４の第１のミクロ領域表示部７３においても、アイコンｖｍ１，ｖｍ２は白ヌキにされ、アイコンｖｍ３にはメッシュが付与されている。

第１のミクロ領域表示部７３における流量表示画像ｖｃは、観測点ｍ３における流量情報Ｑ３を表すため、第１のミクロ領域表示部７２における流量表示画像ｖｃと同形状になっている。但し、第１のミクロ領域表示部７２における相関表示画像ｖｄは、予測対象時間Ｔ＝０に対する相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２を表すのに対して、第１のミクロ領域表示部７３における相関表示画像ｖｄは、予測対象時間Ｔ＝１における相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２を表す。このため、第１のミクロ領域表示部７２，７３における相関表示画像ｖｄは、表示態様が若干異なっている。

次に、図３において、予測対象時間Ｔ＝２における合計値群５８は、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に対して０，１，０であった。従って、図４の第１のミクロ領域表示部７４においては、アイコンｖｍ１，ｖｍ３は白ヌキにされ、アイコンｖｍ２にはメッシュが付与されている。また、第１のミクロ領域表示部７４の流量表示画像ｖｃは観測点ｍ２における流量情報Ｑ２を表すため、第１のミクロ領域表示部７２，７３における流量表示画像ｖｃとは形状が異なっている。

また、図４において第１のマクロ領域表示部８０は、アイコンｖｍ１～ｖｍ４を含んでいる。これらのうち、アイコンｖｍ１，ｖｍ２，ｖｍ３は、第１のマクロ領域情報６０（図３参照）に対応するものであり、第１のマクロ領域情報６０の値に応じた表示態様（但し、メッシュ＞ハッチ＞白ヌキとする）が付与されている。なお、上述した例では、影響度の大きさを表すために相関係数ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２を適用したが、重要度等、他の指標を適用してもよい。

図４に示すように、第１のミクロ領域表示部７２，７３，７４および第１のマクロ領域表示部８０が表示装置１１６に表示されると、複数の観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３のうち、何れの流量が予測水位Ｈｈ等、状態量予測値の根拠になるのか、ユーザは一見して把握できる。これにより、ユーザは、目的ダム１０４の状態量を予測した根拠となる観測点の情報を活用して、目的ダム１０４を運用することができる。

〈降水量情報に基づく状態量の予測〉
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。

降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６に基づいて発生する観測流量Ｘｒ（ｔ）の予測値を予測流量Ｘｒｈ_T（ｔ）と呼ぶ。状態量予測部１４は、下式（２）に基づいて、予測流量Ｘｒｈ_T（ｔ）を算出する。なお、降水量情報ｒｐ１～ｒｐ３６は、将来時刻の予報値を含むため、将来の予報値を用いてＴ時間後の降水量を求めることができる。この場合は、下式（２）に示すように、「ｉ＝－Ｔ」を起点として、計算を実行するとよい。

上述の式（１）と同様に、式（２）において、ｔは時刻変数であり、ｉは参照時間差（単位：ｈ）である。但し、式（２）においてｎは、計算に必要とする参照時間差ｉのうち、正値の参照時間差ｉの数である。また、Ｘ_rは関連度合を決定する変数であるが、式（２）においては、地形情報Ｃや雨の強さ等に応じて設定される変数になる。また、ｋは空間メッシュ点の数（図１の例では「３６」）であるが、式（２）の括弧内においては、空間メッシュ点の番号（１～３６）になる。「Ｒ_k（ｔ－ｉ）」は、時刻（ｔ－ｉ）の空間メッシュ点ｋにおける降水量であり、「ｇ_k,i（ｔ－ｉ）」は、時刻（ｔ－ｉ）における降水量Ｒ_k（ｔ－ｉ）に対応する関連度合になる。また、ｂ_kは、空間メッシュ点ｋ毎の定数である。

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２のミクロ領域情報についても、上述した式（２）を用いることにより、予測流量Ｘｒｈ（ｔ）を算出することができる。但し、各メッシュ点において、ｎ時間前からＴ時間後の関連度合ｇ_k,i（Ｘ_r）を加工して表示すると好ましい。この加工は、例えば最大値や平均値などの統計処理を適用できるが、これらに限られるわけではない。

図５は、第２の関連領域表示画面１３０の例を示す図である。
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。

第２のミクロ領域表示部１３２，１３３，１３４は、それぞれ６×６＝３６個のメッシュ点（符号なし）を有しており、これらメッシュ点は、降水量監視範囲１０６の空間メッシュ点ｋ１～ｋ３６（図１参照）にそれぞれ対応している。また、目的ダム点ｐｒは、目的ダム１０４（図１参照）が位置するメッシュ点を表示している。図示の例において、メッシュ点は、「白ヌキ」「ドット」または「ハッチ」が付されている。「白ヌキ」は有意な関連度合ｇが無いことを示し、「ドット」は有意な関連度合ｇが存在することを示し、「ハッチ」は、有意であって比較的大きな関連度合ｇが存在することを示す。

また、第２のマクロ領域表示部１４０も、６×６＝３６個のメッシュ点（符号なし）を有しており、これらメッシュ点は、降水量監視範囲１０６の空間メッシュ点ｋ１～ｋ３６（図１参照）にそれぞれ対応している。そして、第２のマクロ領域表示部１４０には、一部のメッシュ点を囲む太線である領域表示画像１４２が含まれている。この領域表示画像１４２によって示された領域は、何れかの第２のミクロ領域情報において、有意な関連度合ｇが存在する領域に含まれるメッシュ点である。換言すれば、領域表示画像１４２によって示された領域は、第２のミクロ領域表示部１３２，１３３，１３４において、「ドット」または「ハッチ」が示された領域である。

図５に示すように、第２のミクロ領域表示部１３２，１３３，１３４および領域表示画像１４２が表示装置１１６に表示されると、複数の空間メッシュ点ｋ１～ｋ３６（図１参照）のうち何れの降水量が予測水位Ｈｈ等、状態量予測値の根拠になるのか、ユーザは一見して把握できる。これにより、ユーザは、目的ダム１０４の状態量を予測した根拠となる空間メッシュ点の情報を活用して、目的ダム１０４を運用することができる。

〈パラメータの修正〉
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。

相関係数設定部２２０は、観測点設定部２２１と、参照時間差表示部２２２と、デフォルト相関係数表示部２２４と、相関係数修正部２２６と、を含んでいる。観測点設定部２２１は、ユーザの操作に基づいて、複数の観測点（例えば図１に示すｍ１，ｍ２，ｍ３）のうち何れか一つの観測点を選択するものである。参照時間差表示部２２２は、参照時間差ｉを表示する。図示の例においては、参照時間差ｉとして、「０」「１」「２」の参照時間差ｉが表示されている。但し、後二者は過去のタイミングを示すことを明確にするためマイナス記号「－」が付されている。

デフォルト相関係数表示部２２４は、設定された予測対象時間Ｔと、観測点とに対応する各参照時間差ｉのデフォルト相関係数を表示する。デフォルト相関係数は、相関係数（図２参照）のデフォルト値であり、例えば過去の計測実績等に基づいて、計算によって求められた値である。相関係数修正部２２６は、ユーザの操作に基づいて、相関係数修正値を入力するものである。デフォルト相関係数と、相関係数修正値との合計を、適用相関係数（図示せず）と呼ぶ。なお、図示の例において、デフォルト相関係数および相関係数修正値は、「％」単位で表示されている。

観測点表示部２３０は、河川１０２の上流域１０２ａ（図１参照）を示す上流域画像２３２と、アイコンｖｍ１，ｖｍ２，ｖｍ３，ｖｍ４と、を含んでいる。アイコンｖｍ１～ｖｍ４の意味は第１の関連領域表示画面７０（図４参照）における第１のマクロ領域表示部８０のものと同様である。また、アイコンｖｍ１，ｖｍ２，ｖｍ３の表示態様（メッシュ、ハッチ等）の意味も第１のマクロ領域表示部８０のものと同様である。

関連データ表示部２４０は、流量推定値画像２４２，２４４と、相関表示画像２４６と、凡例表示部２４８と、を含んでいる。流量推定値画像２４２，２４４は、観測点設定部２２１で選択された観測点（図示の例ではｍ３）における流量（上記例ではＱ３）の推定値を表すものである。

但し、破線で示す流量推定値画像２４４はデフォルト相関係数表示部２２４に示されたデフォルト相関係数に基づく推定結果である。また、実線で示す流量推定値画像２４２は、適用相関係数（デフォルト相関係数と相関係数修正値の合計）に基づく推定結果である。相関表示画像２４６は、「白ヌキ」、「ドット」、「ハッチ」等の表示態様によって適用相関係数の数値範囲を表す。凡例表示部２４８は、相関表示画像２４６における表示態様の凡例を表示する。

予測結果表示部２６０は、予測水位Ｈｈ（図１参照）の時系列的変化を示す水位推定値画像２６２，２６４を含む。但し、破線で示す水位推定値画像２６４は、デフォルト相関係数表示部２２４に示されたデフォルト相関係数に基づく推定結果である。また、実線で示す水位推定値画像２６２は、適用相関係数（デフォルト相関係数と相関係数修正値の合計）に基づく推定結果である。

図６において、ユーザが予測対象時間設定部２１０、観測点設定部２２１、または相関係数修正部２２６を操作すると、予測結果表示部１５および領域表示部１６（図１参照）は、変更されたパラメータに応じて、図６における各部の状態を変化させる。

〈実施形態の効果〉
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。

ここで、関連領域抽出部２０は、ミクロ領域抽出部２４と、マクロ領域抽出部２２と、を備え、ミクロ領域抽出部２４は、河川１０２の上流域１０２ａに沿って異なる観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に配された流量計測装置３０から取得した第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）と、第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）に対応する第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）と、に基づいて、観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３毎に第１のミクロ領域情報５２，５３，５４を算出し、マクロ領域抽出部２２は、それぞれの第１のミクロ領域情報５２，５３，５４を組み合わせて第１のマクロ領域情報６０を算出する機能を有することが一層好ましい。
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。

また、ミクロ領域抽出部２４は、それぞれの観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３における第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）が、目的ダム１０４の状態量（Ｈ）に与える影響度（ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２）の大きさに基づいて、第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を算出する機能を有することが一層好ましい。これにより、第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）が、目的ダム１０４の状態量（Ｈ）に与える影響度（ＰＸ０，ＰＸ１，ＰＸ２）の大きさに基づいた、第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を算出することができる。

また、入力部１２は、少なくとも上流域１０２ａの一部を含む降水量監視範囲１０６における地形情報Ｃと、降水量マップｍｒｐと、を取得する機能を有し、関連領域抽出部２０は、さらに、降水量マップｍｒｐに基づく時系列降水量を示す第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）を用いて、所定時間後の状態量予測値（Ｈｈ）を算出する際に用いる第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）と、第２のマクロ領域情報（１４０）と、を算出する機能を有することが一層好ましい。これにより、流量に関する第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）のみならず、時系列降水量を示す第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）を用いて状態量予測値（Ｈｈ）を算出することができる。

また、関連領域抽出部２０は、地形情報Ｃに基づいて作成した空間メッシュ点（ｋ１～ｋ３６）毎の第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）と、第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）に対応する第２の関連度合（ｇ）と、に基づいて、空間メッシュ点（ｋ１～ｋ３６）毎に第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）を算出するミクロ領域抽出部２４と、第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）を組み合わせて第２のマクロ領域情報（１４０）を算出するマクロ領域抽出部２２と、を備えると一層好ましい。
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。

また、ミクロ領域抽出部２４は、それぞれの空間メッシュ点（ｋ１～ｋ３６）における第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）が、目的ダム１０４の状態量（Ｈ）に与える影響度に基づき、第２の関連度合（ｇ）を算出することが一層好ましい。これにより、第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）が目的ダム１０４の状態量（Ｈ）に与える影響度の大きさに基づいた、第２の関連度合（ｇ）を算出することができる。

また、目的ダム１０４の状態量予測値（Ｈｈ）に係る予測対象時間Ｔを表示装置１１６に表示させる機能と、第１のミクロ領域情報５２，５３，５４と、第１のマクロ領域情報６０と、第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）と、第２のマクロ領域情報（１４０）と、のうち何れか一つ、または複数の情報を表示装置１１６に表示させる機能と、を有する領域表示部１６をさらに備えると一層好ましい。これにより、第１のミクロ領域情報５２，５３，５４、第１のマクロ領域情報６０、第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）、および／または第２のマクロ領域情報（１４０）を視覚的に把握することができる。

また、それぞれの観測点ｍ１，ｍ２，ｍ３に対する第１のミクロ領域情報５２，５３，５４、および／またはそれぞれの空間メッシュ点（ｋ１～ｋ３６）に対する第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）の修正指令を受け付ける指令受信部１８をさらに備え、領域表示部１６は、修正指令に応じて、第１のミクロ領域情報５２，５３，５４および／または第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）を再算出して表示装置１１６に再表示させると、一層好ましい。これにより、ユーザは、第１のミクロ領域情報５２，５３，５４および／または第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）を適宜修正しつつ、修正結果を視覚的に把握することができる。

また、第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）、第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）、および／または予測対象時間Ｔに関する表示指令情報を受け付ける指令受信部１８をさらに備え、領域表示部１６は、表示指令情報に基づいて、第１の時系列情報（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）、第２の時系列情報（ｒｐ１～ｒｐ３６）、および／または予測対象時間Ｔを表示装置１１６に表示させる機能を有すると一層好ましい。これにより、ユーザは、第１のミクロ領域情報５２，５３，５４、第２のミクロ領域情報（１３２，１３３，１３４）、および／または予測対象時間Ｔを適宜修正しつつ、修正結果を視覚的に把握することができる。

［変形例］
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。

（１）上記実施形態における状態量予測支援装置１０のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、上述した各種処理を実行するプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。

（２）上述した各処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ)、あるいはＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。

［付記］
本件の［発明を実施するための形態］の欄および図面は、親出願の出願当初のものに対して、以下の点を変更した。
（１）段落００２１および００２２（［数１］）において、「Ｘｑｈ（ｔ）」と記載されていた箇所を「Ｘｑｈ_T（ｔ）」に変更した。
（２）段落００３６および００３７（［数２］）において、「Ｘｒｈ（ｔ）」と記載されていた箇所を「Ｘｒｈ_T（ｔ）」に変更した。
（３）図３において、第１のミクロ領域情報５４の「ｍ１，ｉ＝２」の欄において、「１」と記載されていた箇所を「０」に変更した。

１０ 状態量予測支援装置（コンピュータ）
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 (11)

1. 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観測点における流量情報を示す第１の時系列情報を受信する入力部と、
   現在時刻から所定時間後の前記目的ダムに流入する前記河川の流量情報を示す観測流量の予測値を算出する際に用いる前記第１の時系列情報の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を抽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。
2. 前記関連領域抽出部は、前記観測流量の前記所定時間後の前記予測値を算出する際に用いる前記観測点ごとの前記第１の時系列情報の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）である第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を抽出して、前記第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）の集合である第１のミクロ領域情報を抽出するミクロ領域抽出部を備える
   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。
3. 前記関連領域抽出部は、
   前記第１のミクロ領域情報を組み合わせることによって、任意の時刻から所定の予測時刻までの範囲内における前記観測点に対する関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）の集合である第１のマクロ領域情報を抽出するマクロ領域抽出部をさらに備える
   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。
4. 前記ミクロ領域抽出部は、前記第１の関連度合（ｆ，ｆ０，ｆ１，ｆ２）を、前記観測流量に前記第１の時系列情報が与える影響度を用いて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。
5. 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ものであり、
   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の時系列情報を抽出し、前記観測流量の前記予測値を算出する際に用いる前記第２の時系列情報の関連度合（ｇ）を抽出する機能を有する
   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。
6. 前記関連領域抽出部は、
   前記観測流量の前記所定時間後の前記予測値を算出する際に用いる前記空間メッシュ点ごとの前記第２の時系列情報の関連度合（ｇ）である第２の関連度合（ｇ）を抽出して、前記第２の関連度合（ｇ）の集合である第２のミクロ領域情報を抽出するミクロ領域抽出部をさらに備える
   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。
7. 前記第２の関連度合（ｇ）を組み合わせることによって、任意の時刻から所定の予測時刻までの範囲内における前記空間メッシュ点に対する関連度合（ｇ）の集合である第２のマクロ領域情報を抽出するマクロ領域抽出部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項６に記載のダム水位予測支援システム。
8. 前記ミクロ領域抽出部は、前記第２の関連度合（ｇ）を、前記観測流量に前記第２の時系列情報が与える影響度を用いて算出する機能を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載のダム水位予測支援システム。
9. 前記目的ダムの前記予測値に係る予測対象時間を表示装置に表示させる機能と、
   前記第１のミクロ領域情報または前記第１のマクロ領域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３に記載のダム水位予測支援システム。
10. それぞれの前記観測点に対する前記第１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９に記載のダム水位予測支援システム。
11. 前記第１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９に記載のダム水位予測支援システム。

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