JPH0862343A - 降雨判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ルールベースによる処理を不要にして、経験則
の入力の除去、データの信頼性の確保、個人の判断によ
らない適切な降雨予測を行うことにある。 【構成】確信度情報が記憶された確信度関数情報データ
ベース８と、各季節あるいは時間帯別に重み付け係数が
記憶された重み付け係数記憶部３と、湿度計、気圧計、
日射計、風向・風速計の各種気象データを取込んで前記
確信度関数情報データベースの確信度情報に基づいて各
気象要因毎の確信度をそれぞれ算出する確信度算出手
段、確信度算出手段にて算出された各確信度と前記重み
付け係数記憶部１３に記憶される各重み付け係数により
降雨確信度を計算する降雨算出手段及び降雨算出手段に
より計算された降雨確信度が予め設定されたしきい値を
越えると予測警報出力を行う予測警報判定手段からなる
予測判定手段７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予測対象地域の降雨を
予測するための降雨判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】気象庁は、全国に網羅した気象観測地点
の広範な気象情報あるいは人口衛星から送られてくる雲
の動き等による広範な地域の気象情報等から天気予報を
出している。このような天気予報から広域な地域の予測
は可能であるが、ある限られた地点ないし地域、例えば
屋外設置のプラント設備を持つ工場等のように極小地域
の降雨を予測することは非常に難しい。

【０００３】従って、例えば石油精製プラントで、熱バ
ランスを保持する必要がある設備の稼働時に急に雨が降
り出すと熱バランスが崩れ、製品の品質に大きな影響を
与える。

【０００４】このため、最近では気象庁による天気予報
とは別に気圧の変化を用いた天気予報装置が開発され、
単順に気圧の変化に基づいて、晴れから曇り、曇りから
雨を予測するようなアルゴリズムにより天気予測を行う
ものがあるが、この天気予測の的中率の確率が低く、プ
ラントの運転制御に適用しにくい。

【０００５】そこで、本発明者等は降雨の予測性の向上
を図るため、特願平６−１６３０９号に示すような降雨
予測装置を先に提案し、出願している。図６はかかる降
雨予測装置の構成例を示すもので、１は気象情報を収集
するための気象センサ群であって、例えば湿度を測定す
る湿度計１ａ、気圧を測定する気圧計１ｂ、日射量を測
定する日射計１ｃ、降雨量を測定する降雨計１ｄ、風向
および風速を測定する風向・風速計１ｅ等からなってい
る。これら気象センサ群のうち、雨の降り初めの状況を
端的に表すのが湿度であることから、湿度計１ａは不可
欠な気象センサであり、また望ましくは湿度計１ａと日
射計１ｃ、さらに望ましくは湿度計１ａ、気圧計１ｂ、
日射計１ｃが有効である。

【０００６】また、２はデータ入力手段で、このデータ
入力手段２は所定のプログラムに基づいて必要な気象セ
ンサを選択し、これら選択された気象センサの電気信号
から気象センサの異常の有無を判断し、正常な気象セン
サの電気信号をデジタル信号に変換して出力し、データ
変換処理手段３に送出する。このデータ変換処理手段３
は、データ入力手段２から出力されるデジタル信号を該
当する気象センサの仕様に合った工学単位系の気象デー
タに変換する。

【０００７】４はフィルタリング手段で、このフィルタ
リング手段４はデータ変換処理手段３によって変換され
た気象データ内に潜むノイズを除去し、且つフィルタリ
ング処理を実行し、このフィルタ処理済み気象データ及
びフィルタ処理前気象データを気象データベース５に時
系列的に格納する。

【０００８】さらに、６は気象データベース５内に時系
列的に格納される現在〜過去の気象データから当該気象
データの傾向を把握すると共に、この傾向気象データか
ら将来の予測時刻における気象データを予測する傾向抽
出手段であり、ここで得られた傾向気象データ、予測気
象データ及び前記気象データベース５内の気象データは
予測判定手段７に予測のために利用される。

【０００９】この予測判定手段７は、傾向抽出手段６に
よって作成される傾向気象データ、予測気象データ及び
気圧計１ｂのように予測気象データでは予測判定不可能
な場合にはフィルタリング処理後の現在気象データにつ
いて、確信度関数情報データベース８の確信度関数情報
および地域データベース（ルールベース）９に保存され
る補助要因としての気象データに対して予め定めたルー
ルを用いて降雨の確信度を求める。

【００１０】このルールベース９には極小地域または予
測対象地域に特有の地域気象データ例えば当該地域の気
圧配置が変化する区分毎の平均気圧とか、時節毎・時間
別の日射量とか、その他降雨確信度を求めるために必要
な地域気象データが記憶され、さらに各降雨確信度に対
する戦略ルールが記憶されている。

【００１１】１０は予測判定手段７で求められた降雨の
確信度を表示装置１１に表示したり、印字装置１２に印
字出力する降雨情報出力手段である。ところで、このよ
うな降雨予測装置において、予測判定手段７はルールベ
ース９の極小地域または予測対象地域の気象情報及び確
信度関数情報データベース８の確信度関数情報を用いて
図７に示すような処理手順によって降雨予測処理を行っ
ていた。

【００１２】即ち、予測判定手段７は確信度算出処理に
より傾向抽出手段６で作成された湿度、湿度変化、気
圧、日射の各種予測データについて確信度関数情報デー
タベース８の該当する確信度関数を適用して気象要因別
の確信度を算出し（ステップＳ１）、次にその湿度に関
して湿度と湿度変化分の最大を降雨確信度とし（ステッ
プＳ２）、その降雨確信度に対して補助要因としての気
圧、日射の確信度を予め定めたルールベース９により降
雨確信度を算出し（ステップＳ３）、その算出した降雨
確信度を出力装置１０より出力（ステップＳ４）してい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような降
雨予測装置において、予測判定手段７で降雨予測処理を
行うには、まずルールベースを構築する必要がある。近
年、エキスパートシステムが一次脚光を浴びていたが、
経験則であるルールをシステムに合せた言語に翻訳する
必要がある等からなかなか受入れ難く、行き詰まってい
るいるのが現状である。

【００１４】したがって、従来のルール構築ベースにお
いては、経験則を満足に入力できないという問題と、そ
れに付随して不十分なルールにおいての判定となること
から、信頼性に欠けるものとならざるを得ないという問
題がある。

【００１５】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、その目的はルールベースによる処理を不
要にして、経験則の入力の除去、データの信頼性の確
保、個人の判断によらない適切な降雨予測を行うことが
できる降雨判定装置を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により降雨判定装置を構成
するものである。請求項１に対応する発明は、確信度情
報が記憶された確信度関数記憶手段と、各季節あるいは
時間帯別に重み付け係数が記憶された重み付け係数記憶
手段と、湿度計、気圧計、日射計、風向・風速計の各種
気象データを取込んで前記確信度関数記憶手段の確信度
情報に基づいて各気象要因毎の確信度をそれぞれ算出す
る確信度算出手段と、前記確信度算出手段にて算出され
た各確信度と前記重み付け係数記憶手段に記憶される各
重み付け係数により降雨確信度を計算する降雨算出手段
と、降雨算出手段により計算された降雨確信度が予め設
定されたしきい値を越えると予測警報出力を行う警報出
力手段とを備えている。

【００１７】請求項２に対応する発明は、確信度情報が
記憶された確信度関数記憶手段と、各季節あるいは時間
帯別に重み付け係数が記憶された重み付け係数記憶手段
と、湿度計、気圧計、日射計、風向・風速計より収集さ
れた気象データを取込んで前記確信度関数記憶手段の確
信度情報に基づいて各気象要因毎の確信度をそれぞれ算
出する確信度算出手段と、前記確信度算出手段にて算出
された各確信度と前記重み付け係数記憶手段に記憶され
る各重み付け係数により降雨確信度を計算する降雨算出
手段と、この降雨算出手段で算出された降雨確信度が予
め設定されたしきい値を越え且つ予め定められた境界条
件を満たしているとき降雨の予測警報を出力する警報出
力手段とを備えている。

【００１８】

【作用】請求項１に対応する発明の降雨判定装置にあっ
ては、季節、時間あるいは気圧配置の変化する期間単位
に重み付け係数を決定して降雨確信度が算出されるの
で、ルールベースが不要になり、また降雨確信度の信頼
性の高い降雨予測が可能となる。

【００１９】請求項２に対応する発明の降雨判定装置に
あっては、算出された確信度に対する境界条件を設定す
ることにより、上記作用に加えてさらに降雨予測の適切
な報告を行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明による降雨判定装置の構成例を示す
ブロック回路で、図６と同一部分には同一符号を付して
説明する。図１において、１は気象情報を収集するため
の気象センサ群であって、例えば湿度を測定する湿度計
１ａ、気圧を測定する気圧計１ｂ、日射量を測定する日
射計１ｃ、降雨量を測定する降雨計１ｄ、風向および風
速を測定する風向・風速計１ｅ等からなっている。

【００２１】また、２はデータ入力手段で、このデータ
入力手段２は所定のプログラムに基づいて必要な気象セ
ンサを選択し、これら選択された気象センサの電気信号
から気象センサの異常の有無を判断し、正常な気象セン
サの電気信号をデジタル信号に変換して出力し、データ
変換処理手段３に送出する。このデータ変換処理手段３
は、データ入力手段２から出力されるデジタル信号を該
当する気象センサの仕様に合った工学単位系の気象デー
タに変換する。

【００２２】４はフィルタリング手段で、このフィルタ
リング手段４はデータ変換処理手段３によって変換され
た気象データ内に潜むノイズを除去し、且つフィルタリ
ング処理を実行し、このフィルタ処理済み気象データ及
びフィルタ処理前気象データを気象データベース５に時
系列的に格納する。

【００２３】さらに、６は気象データベース５内に時系
列的に格納される現在〜過去の気象データから当該気象
データの傾向を把握すると共に、この傾向気象データか
ら将来の予測時刻における気象データを予測する傾向抽
出手段であり、ここで得られた傾向気象データ、予測気
象データ及び気象データベース５内の気象データは予測
判定手段７に予測のために利用される。

【００２４】この予測判定手段７は、図２に示すように
傾向抽出手段６によって作成される傾向気象データ、予
測気象データ及び気圧計１ｂのように予測気象データで
は予測判定不可能な場合にはフィルタリング処理後の現
在気象データについて、確信度関数情報データベース８
の確信度関数情報に保存される極小地域または予測対象
地域の気象データを用いて湿度確信度、湿度変化確信
度、気圧確信度、日射確信度をそれぞれ求める確信度算
出手段７１と、重み付け係数記憶部１３に記憶されてい
る重み付け係数とを演算して各確信度に対して降雨確信
度を算出する降雨確信度計算手段７２と、この降雨確信
度算出手段７２で算出された降雨確信度が予め定められ
たしきい値以上であるか否かを判定し、さらに境界条件
を満たしているか否かを判定して降雨の予測警報を出力
する予測警報判定手段７３とを備えている。

【００２５】１０は予測判定手段７で求められた降雨の
確信度を表示装置１１に表示したり、印字装置１２に印
字出力する降雨情報出力手段である。次に上記のように
構成された予測判定手段７の作用について図３に示すフ
ローチャートにより説明する。

【００２６】まず、湿度、湿度変化、気圧、日射、風向
・風速等の気象データが取込まれるとステップＳ１１で
は確信度関数情報デーベース８の確信度関数情報に保存
される極小地域または予測対象地域の気象データを用い
て湿度確信度、湿度変化確信度、気圧確信度、日射確信
度をそれぞれ求める。具体的には図４に示すようにステ
ップＳ１１Ａにて予測データの湿度を湿度確信度関数に
あてて湿度確信度を求め、ステップＳ１１Ｂにて予測湿
度変化分を変化分確信度関数にあてて湿度変化確信度を
求め、ステップＳ１１Ｃにて現在の気圧は季節平均気圧
の差分より気圧確信度を算出し、ステップＳ１１Ｄにて
現在の日射量は季節日射量の割合に対する日射確信度を
算出する。

【００２７】次にステップＳ１２にてステップＳ１１で
求められた各確信度に対して重み付け係数記憶部１３に
記憶されている重み付け係数を演算して重み付け降雨確
信度を求める。この場合、重み付け係数記憶部１３には
重み付け係数が地域気象データベースの一つである季
節、時間、あるいは気圧配置の変化する期間毎に各気象
要因毎に格納されている。

【００２８】このように重み付け降雨確信度が求められ
ると、ステップＳ１３にて降雨があるか否かを判定し、
降雨がないと判定されるとステップＳ１４にて降雨確信
度がしきい値以上であるか否かを判定し、降雨確信度が
しきい値以上であればステップＳ１５にて境界条件を満
たしているか否かを判定する。そして、境界条件を満た
していれば、ステップＳ１６にて予報を出力したか否か
を判定し、出力済みであれば判定処理を終了し、未出力
であればステップＳ１７にて確信度を付加して予報を出
力する。

【００２９】一方、ステップＳ１３にて降雨があると判
定されるとステップＳ１８にて降雨出力済みであるか否
かを判定し、降雨出力済みであれば判定処理を終了し、
また降雨未出力であればステップＳ１９にて降雨出力を
実行する。また、ステップＳ１４にて降雨確信度がしき
い値を越えていないと判定されたとき、及びステップＳ
１５にて境界条件を満たしていないと判定されたときは
ステップＳ２０にて予報、降雨出力のリセットを行う。

【００３０】ここで、重み付け確信度の演算内容につい
て図５により説明する。確信度演算手段７１にて算出さ
れた各気象要因毎の確信度をｒ１とする。ｒ１は確信度
なので、その値の範囲は０．０〜１．０である。

【００３１】また、重み付け係数記憶部１３に記憶され
ている各気象要因毎の重み付け係数をＡ１とする。この
Ａ１のΣＡ１＝１．０の制約条件がある。この条件に降
雨確信度Ｒは次式にて求めることができる。

【００３２】 Ｒ＝Σ（Ａｉ×ｒ１） ｉ＝１〜６ この求められたＲに対して、警報処理を行う。最初に、
既に降雨が検知されていた場合で、まだ降雨警報が出力
されていなければ、降雨警報を出力する。

【００３３】この降雨警報は、降雨予測において、降雨
の予測が的中しなかった場合の最後の手段として、人間
に降雨があると知らしめるものであり、室内にいて外の
状況が把握できない境界にいたとしても、降雨に対する
何らかの行動を起こす場合に有効な処理である。

【００３４】次に降雨が予測できる降雨確信度は、ある
値以上であることが必要なので、予め地域データベース
内に記憶しているしきい値と比較を行い、あるしきい値
以上の場合は降雨が予測されることを示す。

【００３５】また、降雨確信度だけで処理を行う以外
に、ここでは計算した降雨確信度に対してさらに信頼性
を上げるため、現状の気象データとの妥当性を判定する
境界条件を用いている。

【００３６】この境界条件には次のようなものがある。
日射量が、通常の日射以上あるということは、快晴であ
ることを示すものである。また、湿度については、降雨
があるためにはある湿度に達していなければならないと
いうものである。

【００３７】これらの境界条件を満たすことにより、ま
だ降雨予測警報が未出力の場合に降雨予測警報を行うも
のである。さらに、降雨予測警報、降雨警報の出力のど
ちらも出力しない場合は、どちらの警報出力を出してい
ない状態とするリセット処理を行うものである。

【００３８】このように本実施例では、湿度計、気圧
計、日射計、風向・風速計より収集された気象データを
確信度算出手段７１に取込んで確信度関数情報データベ
ース８に記憶されている確信度情報に基づいて各気象要
因毎の確信度をそれぞれ算出し、さらに降雨算出手段７
２によりこれら各確信度と重み付け係数記憶部１３に記
憶されている各重み付け係数により降雨確信度を計算
し、この降雨確信度に対して予測警報判定手段７３によ
り予め設定されたしきい値を越えているか否かを判定す
ると共に、降雨確信度がしきい値を越えていればさらに
予め定められた境界条件を満たしているか否かを判定
し、境界条件を満たしていれば降雨の予測警報を出力す
るようにしたので、ルールベースが不要になり、また降
雨確信度の信頼性の高い降雨予測が可能となり、且つ算
出された確信度に対する境界条件を設定することにより
降雨予測の適切な報告を行うことができる。また、予測
警報判定手段において既に降雨が検知された場合の降雨
警報を出力するか否かの判定も行っているので、降雨警
報を出力することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ルー
ルというエキスパートが行わなければならない作業を、
重み付け係数という直観的な感覚で設定でき、且つ予測
判断においても個人差をなくすことができる信頼性の高
い降雨の予測判定を行うことができる降雨判定装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による降雨判定装置の一実施例を示すブ
ック図。

【図２】同実施例における予測判定手段の演算及び判定
機能を説明するためのブロック図。

【図３】同実施例における予測判定手段の作用を説明す
るためのフローチャート。

【図４】同じく予測判定手段における確信度算出手段の
確信度の算出内容を説明するためのフローチャート。

【図５】同じく予測判定手段における降雨確信度算出手
段の降雨確信度の算出内容を説明するための図。

【図６】従来の降雨予測装置の構成例を示すブロック
図。

【図７】同装置において、降雨確信度を求める処理手順
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１……気象センサ群、２……データ入力手段、３……デ
ータ変換処理手段、４……フィルタリング手段、５……
気象データベース、６……傾向抽出手段、７……予測判
定手段、８……確信度関数データベース、１０……天候
情報出力手段、１１……ＣＲＴ装置、１２……印字装
置、１３……重み付け係数記憶部、７１……確信度算出
手段、７２……降雨確信度算出手段、７３……予測警報
判定手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 確信度情報が記憶された確信度関数記憶
   手段と、各季節あるいは時間帯別に重み付け係数が記憶
   された重み付け係数記憶手段と、湿度計、気圧計、日射
   計、風向・風速計の各種気象データを取込んで前記確信
   度関数記憶手段の確信度情報に基づいて各気象要因毎の
   確信度をそれぞれ算出する確信度算出手段と、前記確信
   度算出手段にて算出された各確信度と前記重み付け係数
   記憶手段に記憶される各重み付け係数により降雨確信度
   を計算する降雨算出手段と、降雨算出手段により計算さ
   れた降雨確信度が予め設定されたしきい値を越えると予
   測警報出力を行う警報出力手段とを備えたことを特徴と
   する降雨判定装置。
2. 【請求項２】 確信度情報が記憶された確信度関数記憶
   手段と、各季節あるいは時間帯別に重み付け係数が記憶
   された重み付け係数記憶手段と、湿度計、気圧計、日射
   計、風向・風速計より収集された気象データを取込んで
   前記確信度関数記憶手段の確信度情報に基づいて各気象
   要因毎の確信度をそれぞれ算出する確信度算出手段と、
   前記確信度算出手段にて算出された各確信度と前記重み
   付け係数記憶手段に記憶される各重み付け係数により降
   雨確信度を計算する降雨算出手段と、この降雨算出手段
   で算出された降雨確信度が予め設定されたしきい値を越
   え且つ予め定められた境界条件を満たしているとき降雨
   の予測警報を出力する警報出力手段とを備えたことを特
   徴とする降雨判定装置。