(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
を備え、
前記変更部は、前記貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して前記変更量として特定し、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、特定された前記変更量を用いて前記貯留高を変更する、
情報処理装置。
【請求項２】
前記変更部は、変更後の前記貯留高に基づいて、前記パラメータとして、前記タンクモデルにおける前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を変更する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
を備え、
前記予測部は、複数の時刻において前記水位を予測し、
前記変更部は、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、前記貯留高を変更し、前記予測部による各時刻における前記水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で前記貯留高が変更された場合に、変更後の前記貯留高に基づいて、前記パラメータとして、前記タンクモデルにおける前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を変更する、
情報処理装置。
【請求項４】
前記複数の分割領域は、前記河川の流域における各地点と前記対象地点との距離に基づいて、前記河川の流域を分割することによって得られる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記複数の分割領域は、前記河川の流域における各地点の勾配に基づいて、前記河川の流域を分割することによって得られる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
情報処理装置と、
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する水位情報取得装置と、
前記河川の流域の降雨水の量を示す降雨水量情報を取得する降雨水量情報取得装置と、
を備える情報処理システムにおいて、
前記情報処理装置は、
前記水位情報及び前記降雨水量情報をそれぞれ前記水位情報取得装置及び前記降雨水量情報取得装置からネットワークを介して取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
を備え、
前記変更部は、前記貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して前記変更量として特定し、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、特定された前記変更量を用いて前記貯留高を変更する、
情報処理システム。
【請求項７】
河川の対象地点の水位を示す水位情報を情報処理装置によって取得することと、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出することと、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測することと、
予測された前記所定期間経過時の前記水位と取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、前記タンクモデルに含まれるパラメータとしての多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して前記変更量として特定し、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、特定された前記変更量を用いて前記貯留高を変更することと、
を含む情報処理方法。
【請求項８】
情報処理装置を制御するコンピュータを、
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
として機能させるためのプログラムであって、
前記変更部は、前記貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して前記変更量として特定し、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、特定された前記変更量を用いて前記貯留高を変更する、
プログラム。
【請求項９】
情報処理装置と、
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する水位情報取得装置と、
前記河川の流域の降雨水の量を示す降雨水量情報を取得する降雨水量情報取得装置と、
を備える情報処理システムにおいて、
前記情報処理装置は、
前記水位情報及び前記降雨水量情報をそれぞれ前記水位情報取得装置及び前記降雨水量情報取得装置からネットワークを介して取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
を備え、
前記予測部は、複数の時刻において前記水位を予測し、
前記変更部は、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、前記貯留高を変更し、前記予測部による各時刻における前記水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で前記貯留高が変更された場合に、変更後の前記貯留高に基づいて、前記パラメータとして、前記タンクモデルにおける前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を変更する、
情報処理システム。
【請求項１０】
河川の対象地点の水位を示す水位情報を情報処理装置によって取得することと、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出することと、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を、複数の時刻において、予測することと、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、予測された前記所定期間経過時の前記水位と取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、変更することと、
各時刻における前記水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で前記貯留高が変更された場合に、変更後の前記貯留高に基づいて、前記パラメータとして、前記タンクモデルにおける前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を変更することと、
を含む情報処理方法。
【請求項１１】
情報処理装置を制御するコンピュータを、
河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、
前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、
算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、
前記タンクモデルに含まれるパラメータとして、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高を、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、変更する変更部と、
として機能させるためのプログラムであって、
前記予測部は、複数の時刻において前記水位を予測し、
前記変更部は、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、前記貯留高を変更し、前記予測部による各時刻における前記水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で前記貯留高が変更された場合に、変更後の前記貯留高に基づいて、前記パラメータとして、前記タンクモデルにおける前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を変更する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大雨等による、河川の氾濫や洪水をはじめとする災害を防止するために、事前に河川の水位を予測することが行われている。そして、河川の流域の降雨量と河川の水位を関連付ける水位予測モデルを用いて水位を予測する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、河川の流域を複数の分割領域に分割し、複数の分割領域毎にタンクモデルを用いて分割領域から河川へ流出する水の流出量を算出することによって、河川の水位を予測する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、河川の流域を複数の分割領域に分割し、分割領域の表面状態を示すパラメータ及び分割領域の保水能力を示すパラメータからなるモデルを用いて複数の分割領域毎に分割領域から河川へ流出する水の流出量を算出することによって、河川の水位を予測する技術が開示されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、貯留関数モデル、合成合理式モデル、相関モデルを用いて河川の水位を予測する技術及び河川の水位の予測精度を向上するために各モデルのパラメータを変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０５０９０３号公報
【特許文献２】特開２００７−０６３８４９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】天野卓三他、「中小河川における各種洪水予測モデルの適用性に関する研究」、河川技術論文集、２００３年６月、第９巻、ｐ．６１−６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、水位を予測する技術において、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが困難であるという問題があった。例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている技術では、複数の分割領域毎に水位予測モデルを用いた計算が行われるため、水位の予測に用いられるパラメータの数及びパラメータを用いた計算の量を低減することが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、前記タンクモデルに含まれるパラメータを、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位の関係に基づいて変更する変更部と、を備える情報処理装置、が提供される。
【００１１】
前記変更部により変更される前記パラメータは、多段のタンクモデルにおけるタンクの貯留高又は前記タンクから前記タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示す下段タンク流出係数を含んでもよい。
【００１２】
前記変更部は、予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が所定の値より大きい場合に、前記パラメータを変更してもよい。
【００１３】
前記変更部は、変更後の前記貯留高を用いていた場合に予測されていた前記所定期間経過時の前記水位と前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位との差が前記所定の値以下になるように、前記貯留高を変更してもよい。
【００１４】
前記変更部は、前記貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して前記変更量として特定し、特定された前記変更量を用いて前記貯留高を変更してもよい。
【００１５】
前記変更部は、変更後の前記貯留高に基づいて前記下段タンク流出係数を変更してもよい。
【００１６】
前記予測部は、複数の時刻において前記水位を予測し、前記変更部は、前記予測部による各時刻における前記水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で前記貯留高が変更された場合に、前記下段タンク流出係数を変更してもよい。
【００１７】
前記複数の分割領域は、前記河川の流域における各地点と前記対象地点との距離に基づいて、前記河川の流域を分割することによって得られてもよい。
【００１８】
前記複数の分割領域は、前記河川の流域における各地点の勾配に基づいて、前記河川の流域を分割することによって得られてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、情報処理装置と、河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する水位情報取得装置と、前記河川の流域の降雨水の量を示す降雨水量情報を取得する降雨水量情報取得装置と、を備える情報処理システムにおいて、前記情報処理装置は、前記水位情報及び前記降雨水量情報をそれぞれ前記水位情報取得装置及び前記降雨水量情報取得装置からネットワークを介して取得する取得部と、前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、前記タンクモデルに含まれるパラメータを、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位の関係に基づいて変更する変更部と、を備える情報処理システム、が提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、河川の対象地点の水位を示す水位情報を情報処理装置によって取得することと、前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出することと、算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測することと、前記タンクモデルに含まれるパラメータを、予測された前記所定期間経過時の前記水位と取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位の関係に基づいて変更することと、を含む情報処理方法、が提供される。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、情報処理装置を制御するコンピュータを、河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、前記タンクモデルに含まれるパラメータを、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位の関係に基づいて変更する変更部と、として機能させるためのプログラム、が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水位予測装置の機能構成の一例を示す説明図である。
【図３】分割領域データの一例を示す説明図である。
【図４】河川の流域の分割の第１の例を示す説明図である。
【図５】河川の流域の分割の第２の例を示す説明図である。
【図６】タンクモデル及び水位・流量変換式に含まれるパラメータの一例を示す説明図である。
【図７】タンクモデルの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る水位予測装置が行う処理の流れの概要を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る水位予測装置が行う貯留高設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る水位予測装置が行うパラメータ変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係る水位予測装置が行う水位予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜＜１．本発明の実施形態に係る情報処理システムの構成＞＞
まず、本発明の実施形態に係る情報処理システム１の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る情報処理システム１の構成の一例を示す説明図である。図１に示したように、情報処理システム１は、雨量センサ１０と、水位センサ３０と、雨量予測サービス５０と、水位予測装置７０と、を備える。雨量センサ１０、水位センサ３０、及び雨量予測サービス５０と、水位予測装置７０とはそれぞれ有線又は無線の通信ネットワーク９０を介して相互に通信可能となっている。
【００２６】
雨量センサ１０は、本発明に係る降雨水量情報取得装置の一例である。雨量センサ１０は、河川の流域の降雨水の量を検出することにより、検出された降雨水の量を示す降雨水量情報を取得する。具体的には、雨量センサ１０は、一定時間毎（例えば１０分毎）に当該流域の単位時間あたりの降雨水の量を検出する。また、雨量センサ１０は、降雨水量情報を水位予測装置７０へ送信する。例えば、雨量センサ１０は、河川の近傍等に設置されてもよい。
【００２７】
水位センサ３０は、本発明に係る水位情報取得装置の一例である。水位センサ３０は、河川の対象地点の水位を検出することにより、検出された水位を示す水位情報を取得する。具体的には、水位センサ３０は、一定時間毎（例えば１０分毎）に当該対象地点の水位を検出する。また、水位センサ３０は、水位情報を水位予測装置７０へ送信する。
【００２８】
雨量予測サービス５０は、雨量を予測し、予測された雨量を示す雨量予測情報を提供するサービスである。例えば、雨量予測サービス５０は、気象庁の降水短時間予報やレーダー・ナウキャストのような外部のサービスである。雨量予測サービス５０は、例えば、現時点から１時間経過時までは１０分間隔に、現時点から１時間経過時以降３時間経過時までは１時間間隔に区切られた複数の時間の各々における雨量を予測する。
【００２９】
水位予測装置７０は、本発明に係る情報処理装置の一例である。水位予測装置７０は、雨量センサ１０、水位センサ３０、及び雨量予測サービス５０からそれぞれ送信される降雨水量情報、水位情報及び雨量予測情報を用いて所定期間経過時の河川の対象地点の水位を予測する。
【００３０】
具体的には、水位予測装置７０は、まず、河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、分割領域の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、分割領域から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する。そして、水位予測装置７０は、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて所定期間経過時の対象地点の水位を予測する。
【００３１】
また、水位予測装置７０は、水位予測に用いられるタンクモデルに含まれるパラメータを、予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す所定期間経過時の対象地点の水位の関係に基づいて変更する。
【００３２】
本発明の実施形態に係る水位予測装置７０によれば、複数の分割領域毎に水位予測モデルを用いた計算を行うことを要しないので、水位の予測に用いられるパラメータの数及びパラメータを用いた計算の量を低減することができる。それにより、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが可能である。
【００３３】
＜＜２．本発明の実施形態に係る水位予測装置＞＞
＜２−１．機能構成＞
前節では、本発明の実施形態に係る情報処理システム１の概要について説明した。続いて、図２〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０の機能構成を説明する。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０の機能構成の一例を示す説明図である。図２に示したように、水位予測装置７０は、通信部７０１と、記憶部７０３と、制御部７０５と、を備える。
【００３５】
[通信部]
通信部７０１は、有線又は無線の通信ネットワーク９０を介して水位予測装置７０の外部の装置と通信する。例えば、通信部７０１は、雨量センサ１０、水位センサ３０、及び雨量予測サービス５０からそれぞれ降雨水量情報、水位情報、及び雨量予測情報を取得し、取得された各種情報を記憶部７０３へ記憶させる。なお、通信部７０１は、制御部７０５によって予測された対象地点の水位を示す情報を水防管理団体の端末等の外部の装置へ送信してもよい。
【００３６】
[記憶部]
記憶部７０３は、雨量水位データ記憶部７３１と、雨量水位予測データ記憶部７３３と、分割領域データ記憶部７３５と、貯留高記憶部７３７と、パラメータ記憶部７３９と、を含む。
【００３７】
（雨量水位データ記憶部）
雨量水位データ記憶部７３１は、雨量センサ１０により検出された河川の流域の降雨水の量を示す降雨水量情報及び水位センサ３０により検出された対象地点の水位を示す水位情報を記憶する。また、雨量水位データ記憶部７３１は、雨量センサ１０により検出された降雨水の量の累積値を記憶する。設定された時間（例えば、６時間）継続して雨量センサ１０により降雨水が検出されなかった場合、降雨水の量の累積値は０に設定されてもよい。
【００３８】
（雨量水位予測データ記憶部）
雨量水位予測データ記憶部７３３は、雨量予測サービス５０により予測された雨量を示す雨量予測情報及び制御部７０５によって予測された対象地点の水位を示す情報を記憶する。
【００３９】
（分割領域データ記憶部）
分割領域データ記憶部７３５は、河川の流域の分割により得られた複数の分割領域に関する分割領域データを記憶する。例えば、分割領域データは、図３に示したように、分割領域のＩＤ、分割領域の面積（分割領域面積）、分割領域の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間（到達時間）、及び各分割流域の面積の合計値（流域面積）を示す情報を含む。
【００４０】
図３において、各分割領域のＩＤとして、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３が示されている。また、各分割領域の分割領域面積として、３．５８[ｋｍ２]、８．７３[ｋｍ２]、及び８．１８[ｋｍ２]が示されている。また、各分割領域の到達時間として、１０[分]、２０[分]、及び３０[分]が示されている。例えば、分割領域内の各地点における降雨水が対象地点へ到達するまでの時間のうち最長の時間が到達時間として設定される。なお、分割領域内において対象地点から最も遠い地点の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間が到達時間として設定されてもよい。また、図３において、流域面積として、２７．６[ｋｍ２]が示されている。なお、流域の範囲は、標高データに基づいて決定される。
【００４１】
流域の分割の第１の例として、分割領域は、河川の流域における各地点と対象地点との距離に基づいて、河川の流域を分割することによって得られてもよい。図４は、河川の流域３の分割の第１の例を示す説明図である。図４に示した流域３の降雨水は、河川５の対象地点Ｐ１へ到達する。流域の分割の第１の例では、まず、流域３において対象地点Ｐ１から最も遠い地点である地点Ｐ２が特定される。次に、地点Ｐ２の降雨水が対象地点Ｐ１へ到達するまでの時間が算出される。
【００４２】
ここで、所定の地点の降雨水が対象地点まで到達するまでの時間を算出するための数式として、下記数式（１）や下記数式（２）が知られている。
【００４３】
【数１】
0005949979.tif 000002
【００４４】
【数２】
0005949979.tif 000003
【００４５】
数式（１）において、Ｔは所定の地点の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間を示し、Ｌは所定の地点から対象地点までの流路長を示し、Ｓは所定の地点から対象地点までの平均勾配の大きさを示す。また、数式（２）において、Ｔは所定の地点の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間を示し、Ｌは所定の地点から対象地点までの流路長を示し、Ｖは平均流速を示す。
【００４６】
流域の分割の第１の例において、図４における地点Ｐ２の降雨水が対象地点Ｐ１へ到達するまでの時間Ｔは、例えば、数式（１）又は数式（２）を用いて算出される。そして、算出されたＴに基づいて流路７中を降雨水が１０分間で進む距離が算出され、当該距離間隔に流路７が区切られる。図４における地点Ｐ１０、地点Ｐ２０、地点Ｐ３０、及び地点Ｐ４０は、流路７が区切られた地点を示す。そして、地点Ｐ１０、地点Ｐ２０、地点Ｐ３０、及び地点Ｐ４０の各々を通り対象地点Ｐ１を中心とする複数の円によって流域３が分割される。分割領域Ｒ１〜Ｒ５は、流域の分割の第１の例において流域３の分割により得られた分割領域である。
【００４７】
流域の分割の第２の例として、分割領域は、河川の流域における各地点の勾配に基づいて、河川の流域を分割することによって得られてもよい。図５は、河川の流域３の分割の第２の例を示す説明図である。流域の分割の第２の例では、まず、流域３は、複数の領域に区切られる。例えば、流域３は、図５において破線で示した格子領域に区切られる。次に、各格子領域の勾配の方向及び大きさに基づいて各格子領域から対象領域Ｐ１への流路及び流速を求めることにより、各格子領域の降雨水が対象地点Ｐ１へ到達するまでの時間が特定される。そして、各々の分割領域に含まれる格子領域の降雨水が対象地点Ｐ１へ到達するまでの時間が分割領域毎に設定される所定の範囲内となるように、流域３が分割される。図５に示した分割領域Ｒ１〜Ｒ５は、流域の分割の第２の例において流域３の分割により得られた分割領域である。
【００４８】
（貯留高記憶部）
貯留高記憶部７３７は、制御部７０５が行う処理において用いられるタンクモデルに含まれる各タンクの貯留高を記憶する。なお、各タンクの貯留高はタンクモデルに含まれるパラメータの一部であり、タンクモデルに含まれる他のパラメータはパラメータ記憶部７３９に記憶される。
【００４９】
（パラメータ記憶部）
パラメータ記憶部７３９は、制御部７０５が行う処理において用いられるタンクモデル及び水位・流量変換式に含まれるパラメータを記憶する。例えば、パラメータ記憶部７３９により記憶されるパラメータは、図６に示したように、各タンクの河川流出係数、各タンクの河川流出口高さ、各タンクの下段タンク流出係数、水位・流量変換式係数、及び水位・流量変換式補正項を含む。図６において、１段目〜３段目タンクの河川流出係数として、それぞれ０．１５、０．０５、及び０．０１が示されている。また、１段目〜３段目タンクの河川流出口高さとして、それぞれ１５．０[ｍｍ]、１５．０[ｍｍ]、及び０．０[ｍｍ]が示されている。また、１段目〜３段目タンクの下段タンク流出係数として、それぞれ０．１２、０．０５、及び０．０１が示されている。また、水位・流量変換式係数として、８０．０が示されている。また、水位・流量変換式補正項として、０．０が示されている。なお、図６に示したパラメータは一例にすぎず、本発明の技術的範囲は係る例に限定されず、パラメータは対象地点の環境に応じて設定されてもよい。
【００５０】
[制御部]
制御部７０５は、降雨水量算出部７５１と、水位予測部７５２と、パラメータ変更部７５３と、貯留高設定部７５５と、を含む。以下、降雨水量算出部７５１、水位予測部７５２、パラメータ変更部７５３、又は貯留高設定部７５５が行う各種処理の具体的な説明において、分割領域データとして図３に示した情報が参照され、タンクモデル及び水位・流量変換式に含まれるパラメータとして図６に示したパラメータが参照されるものとする。
【００５１】
（降雨水量算出部）
降雨水量算出部７５１は、河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、分割領域の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、分割領域から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する。
【００５２】
例えば、降雨水量算出部７５１は、記憶部７０３に記憶される降雨水量情報、雨量予測情報、及び分割領域データ、並びに下記数式（３）及び（４）を用いて分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出することにより、当該降雨水の量の合計値を算出する。以下、所定期間は現時刻から１０分間間隔に区切られた複数の時間である例について説明する。
【００５３】
【数３】
0005949979.tif 000004
【００５４】
【数４】
0005949979.tif 000005
【００５５】
数式（３）及び（４）において、ＲＣ（ｔ）は分割領域の各々から対象地点へ時刻ｔからの１０分間において到達する降雨水の量の合計値を示し、Ｒｉ（ｇ）は時刻ｇからの１０分間における分割領域Ｒｉの降雨水の量を示し、Ｒ（ｇ）は降雨水量情報又は雨量予測情報が示す時刻ｇからの１０分間における降雨水の量を示し、Ｔｉは分割領域Ｒｉの到達時間を示し、Ａｉは分割領域Ｒｉの分割領域面積を示し、Ａは流域面積を示す。
【００５６】
なお、分割領域Ｒｉ内の各地点における降雨水が対象地点へ到達するまでの時間のうち最長の時間が到達時間Ｔｉとして設定されるので、分割領域Ｒｉ内の各地点における降雨水が対象地点へ到達するまでの時間は設定された到達時間Ｔｉ以下となる。ゆえに、数式（３）は、設定された到達時間Ｔｉを補正するための補正値Ｄの項を含む。例えば、Ｄの値として１０が適用され得る。
【００５７】
ここで、河川の流域が図３に示した分割領域Ｒ１〜Ｒ３の３つの分割領域に分割されるとした場合、例えば、ＲＣ（１０：００）はＲ１（１０：００）とＲ２（９：５０）とＲ３（９：４０）の合計値となり、ＲＣ（１０：１０）はＲ１（１０：１０）とＲ２（１０：００）とＲ３（９：５０）の合計値となり、ＲＣ（１０：２０）はＲ１（１０：２０）とＲ２（１０：１０）とＲ３（１０：００）の合計値となる。従って、Ｒ（９：４０）、Ｒ（９：５０）、Ｒ（１０：００）、Ｒ（１０：１０）、Ｒ（１０：２０）が、それぞれ０[ｍｍ]、０[ｍｍ]、１[ｍｍ]、３[ｍｍ]、２[ｍｍ]である場合、ＲＣ（１０：００）、ＲＣ（１０：１０）、ＲＣ（１０：２０）として、それぞれ０．１３[ｍｍ]、０．７１[ｍｍ]、１．５１[ｍｍ]が算出される。
【００５８】
（水位予測部）
水位予測部７５２は、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて所定期間経過時の対象地点の水位を予測する。また、水位予測部７５２は、予測された対象地点の水位を示す情報を記憶部７０３へ記憶させる。なお、水位予測部７５２は、予測された対象地点の水位を示す情報を通信部７０１へ出力し、当該情報を通信部７０１に送信させてもよい。以下、水位予測部７５２による水位の予測について具体的に説明する。
【００５９】
まず、水位予測部７５２は、所定期間経過時の各タンクの貯留高を算出する。タンクモデルによれば、図７に示したように、時刻ｔからの１０分間において、１段目タンクにＲＣ（ｔ）に相当する量の降雨水が流入し、各タンクの側面孔からそれぞれｑｊ（ｔ）（ｊ＝１、２、３）に相当する量の降雨水が流出し、各タンクからそれぞれｆｊ（ｔ）（ｊ＝１、２、３）に相当する量の降雨水が下方へ流出する。図７において、Ｓ１（ｔ）〜Ｓ３（ｔ）はそれぞれ時刻ｔにおける１〜３段目タンクの貯留高を示し、Ｌｊ（ｊ＝１、２、３）はｊ段目タンクの河川流出口高さを示す。ここで、時刻ｔからΔｔが経過した時点における１〜３段目の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ＋Δｔ）〜Ｓ３（ｔ＋Δｔ）、ｑｊ（ｔ）、及びｆｊ（ｔ）は以下の数式で表される。
【００６０】
【数５】
0005949979.tif 000006
【００６１】
【数６】
0005949979.tif 000007
【００６２】
【数７】
0005949979.tif 000008
【００６３】
【数８】
0005949979.tif 000009
【００６４】
【数９】
0005949979.tif 000010
【００６５】
数式（５）〜（７）において、Δｔは、ＲＣ（ｔ）、ｑ１（ｔ）〜ｑ３（ｔ）、及びｆ１（ｔ）〜ｆ３（ｔ）に対応する時間に設定される。ゆえに、本明細書においてΔｔは１０分に設定されるが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されず、ＲＣ（ｔ）、ｑ１（ｔ）〜ｑ３（ｔ）、及びｆ１（ｔ）〜ｆ３（ｔ）に対応する時間、並びにΔｔについて設定される時間は他の時間であってもよい。
【００６６】
数式（８）及び（９）において、ｋｊ１はｊ段目タンクの側面孔から水が流出する度合いを示すｊ段目タンクのタンク流出係数を示し、ｋｊ２はｊ段目タンクから当該タンクの下段のタンクへ水が流出する度合いを示すｊ段目タンクの下段タンク流出係数を示す。
【００６７】
水位予測部７５２は、記憶部７０３に記憶されている現時刻における各タンクの貯留高、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値、及び数式（５）〜（９）を用いて所定期間経過時の各タンクの貯留高を算出する。
【００６８】
具体的には、水位予測部７５２は、まず、記憶部７０３に記憶されている現時刻ｔ０の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０）〜Ｓ３（ｔ０）、及び分割領域の各々から対象地点へ現時刻ｔ０からの１０分間において到達する降雨水の量ＲＣ（ｔ０）を用いて現時刻ｔ０から１０分経過時の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０＋Δｔ）〜Ｓ３（ｔ０＋Δｔ）を算出する。次に、水位予測部７５２は、算出された現時刻ｔ０から１０分経過時の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０＋Δｔ）〜Ｓ３（ｔ０＋Δｔ）、及び分割領域の各々から対象地点へ時刻（ｔ０＋Δｔ）からの１０分間において到達する降雨水の量ＲＣ（ｔ０＋Δｔ）を用いて時刻（ｔ０＋Δｔ）から１０分経過時の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０＋２Δｔ）〜Ｓ３（ｔ０＋２Δｔ）を算出する。そして、水位予測部７５２は、順次所定期間経過時の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０＋ＮΔｔ）〜Ｓ３（ｔ０＋ＮΔｔ）を算出する。
【００６９】
続いて、水位予測部７５２は、算出された各タンクの所定期間経過時の貯留高、上述した数式（８）、及び下記数式（１０）〜（１２）を用いて所定期間経過時の対象地点の水位を予測する。なお、数式（１０）〜（１２）において、Ｑｊ（ｔ）はｊ段目タンクの側面孔からの時刻ｔにおける流量を示し、Ｈ（ｔ）は時刻ｔにおける対象地点の水位を示し、ａは水位・流量変換式係数を示し、ｂは水位・流量変換式補正項を示す。
【００７０】
【数１０】
0005949979.tif 000011
【００７１】
【数１１】
0005949979.tif 000012
【００７２】
【数１２】
0005949979.tif 000013
【００７３】
なお、水位予測部７５２は、以上説明した水位の予測を一定時間毎に行ってもよい。例えば、水位予測部７５２は、１０分毎に水位の予測を行う。
【００７４】
（パラメータ変更部）
パラメータ変更部７５３は、記憶部７０３に記憶されたタンクモデルに含まれるパラメータを、水位予測部７５２により予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位の関係に基づいて変更する。パラメータ変更部７５３により変更されるパラメータは、タンクの貯留高又は下段タンク流出係数を含む。なお、パラメータ変更部７５３は、貯留高又は下段タンク流出係数のいずれか一方を変更してもよく、貯留高及び下段タンク流出係数の双方を変更してもよい。また、パラメータ変更部７５３によるパラメータの変更において用いられる予測された水位の時刻及び水位情報が示す水位の時刻は、必ずしも一致しなくともよい。例えば、パラメータ変更部７５３は、水位予測部７５２により予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の直前又は直後に検出された対象地点の水位の関係に基づいてパラメータを変更してもよい。
【００７５】
例えば、パラメータ変更部７５３は、予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位との差が所定の値より大きい場合に、パラメータを変更する。また、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位との差が所定の値以下になるように、貯留高を変更してもよい。
【００７６】
例えば、過去において予測された現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値より大きい場合に、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）と水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下になるように、現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高及び現時刻ｔ０における３段目タンクの貯留高を変更する。また、パラメータ変更部７５３は、所定のタンクの貯留高の増加量と当該所定のタンクの上段又は下段のタンクの貯留高の減少量が等しくなるように、貯留高を変更してもよい。
【００７７】
具体的には、パラメータ変更部７５３は、２段目タンクの貯留高と３段目タンクの貯留高との間で変更量ΔＳの分貯留高を移動させることにより、貯留高を変更する。より具体的には、パラメータ変更部７５３は、まず、貯留高の変更量ΔＳの複数の候補の中から候補を選択し、選択された候補を下記数式（１３）及び（１４）のΔＳに代入し、ｑ２（ｔ０）及びｑ３（ｔ０）を算出する。
【００７８】
【数１３】
0005949979.tif 000014
【００７９】
【数１４】
0005949979.tif 000015
【００８０】
そして、パラメータ変更部７５３は、算出されたｑ２（ｔ０）及びｑ３（ｔ０）、並びに上述した数式（１０）〜（１２）を用いてＨ（ｔ０）を算出する。算出されたＨ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下である場合、パラメータ変更部７５３は、選択されたΔＳの候補を変更量として特定する。そして、パラメータ変更部７５３は、現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高をＳ２（ｔ０）から（Ｓ２（ｔ０）＋ΔＳ）へ、現時刻ｔ０における３段目タンクの貯留高をＳ３（ｔ０）から（Ｓ３（ｔ０）−ΔＳ）へ変更する。
【００８１】
例えば、時刻（ｔ０−Δｔ）において予測された現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）が０．３２[ｍ]、水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位が０．３８[ｍ]、上記所定の値が０．０５[ｍ]である場合に、予測された水位と水位センサ３０により検出された水位との差は所定の値より大きいので、パラメータ変更部７５３は、貯留高の変更を行う。
【００８２】
時刻（ｔ０−Δｔ）において予測された現時刻ｔ０の各タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０）〜Ｓ３（ｔ０）がそれぞれ５．７６[ｍｍ]、１５．３１[ｍｍ]、１６．２７[ｍｍ]であり、ΔＳの候補として０．２８[ｍｍ]が選択された場合、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）は０．３３[ｍ]である。ゆえに、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた水位と水位センサ３０により検出された水位との差は所定の値以下であるので、パラメータ変更部７５３は、現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高を１５．３１[ｍｍ]から１５．５９[ｍｍ]へ、現時刻ｔ０における３段目タンクの貯留高を１６．２７[ｍｍ]から１５．９９[ｍｍ]へ変更する。
【００８３】
一方、算出されたＨ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下ではない場合、パラメータ変更部７５３は、ΔＳの他の候補を選択し、Ｈ（ｔ０）の算出を再度行う。そして、パラメータ変更部７５３は、算出されたＨ（ｔ０）と水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下となるまで、ΔＳの候補の選択及びＨ（ｔ０）の算出の処理を繰り返す。
【００８４】
なお、パラメータ変更部７５３は、選択されたΔＳについて、上述した数式（１０）、（１１）、（１３）、及び（１４）を用いて算出される流量Ｑ（ｔ０）と、水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位と上述した数式（１２）を用いて算出される流量との差が所定の値以下であるか否かを判断することにより、候補値を特定してもよい。
【００８５】
パラメータ変更部７５３は、貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して変更量として特定し、特定された変更量を用いて貯留高を変更してもよい。例えば、パラメータ変更部７５３は、複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して選択することによって、複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して変更量として特定してもよい。
【００８６】
なお、パラメータ変更部７５３は、全ての候補についてＨ（ｔ０）の算出を行った後に、算出された各々のＨ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下であるか否かの判断を行ってもよい。そして、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下になるような複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して変更量として特定してもよい。
【００８７】
パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高に基づいて下段タンク流出係数を変更してもよい。例えば、パラメータ変更部７５３は、変更後の現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高に基づいて２段目タンクの下段タンク流出係数を変更する。
【００８８】
具体的には、パラメータ変更部７５３は、変更後の現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高（Ｓ２（ｔ０）＋ΔＳ）及び下記数式（１５）〜（１９）を用いて２段目タンクの下段タンク流出係数ｋ２２を算出し、得られた値へ２段目タンクの下段タンク流出係数ｋ２２を変更する。
【００８９】
【数１５】
0005949979.tif 000016
【００９０】
【数１６】
0005949979.tif 000017
【００９１】
【数１７】
0005949979.tif 000018
【００９２】
【数１８】
0005949979.tif 000019
【００９３】
【数１９】
0005949979.tif 000020
【００９４】
例えば、パラメータ変更部７５３によって、現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高が１５．３１[ｍｍ]から１５．５９[ｍｍ]へ変更された場合、２段目タンクの下段タンク流出係数ｋ２２として０．０４が算出され、２段目タンクの下段タンク流出係数ｋ２２は図６に示した０．０５から０．０４へ変更される。
【００９５】
また、パラメータ変更部７５３は、水位予測部７５２による各時刻における水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で貯留高が変更された場合に、下段タンク流出係数を変更してもよい。例えば、パラメータ変更部７５３は、１０分毎に水位予測部７５２により行われる水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で貯留高が変更されたことをトリガとして、下段タンク流出係数を変更してもよい。
【００９６】
（貯留高設定部）
貯留高設定部７５５は、記憶部７０３に記憶されている降雨水量情報が示す雨量センサ１０により検出された降雨水の量の累積値が０である場合に、現時刻ｔ０における各タンクの貯留高を水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位に基づいて設定する。
【００９７】
具体的には、降雨水量情報の累積値が０である場合に、貯留高設定部７５５は、まず、現時刻ｔ０における１段目タンクの貯留高Ｓ１（ｔ０）及び現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高Ｓ２（ｔ０）を０に設定する。次に、貯留高設定部７５５は、水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位及び上述した数式（１１）及び（１２）を用いて３段目タンクの側面孔からの現時刻ｔ０における流量Ｑ３（ｔ０）を算出する。なお、現時刻ｔ０における１段目タンクの貯留高及び現時刻ｔ０における２段目タンクの貯留高は０に設定されるので、Ｑ１（ｔ０）及びＱ２（ｔ０）は０である。そして、貯留高設定部７５５は、算出されたＱ３（ｔ０）、並びに数式（８）及び（１０）を用いて、現時刻ｔ０における３段目タンクの貯留高Ｓ３（ｔ０）を算出し、得られた値に３段目タンクの貯留高Ｓ３（ｔ０）を設定する。
【００９８】
例えば、水位情報が示す現時刻ｔ０における対象地点の水位が０．２５[ｍ]であった場合、現時刻ｔ０における流量Ｑ３（ｔ０）として、５．０[ｍ３／ｓｅｃ]が算出される。そして、現時刻ｔ０における３段目タンクの貯留高Ｓ３（ｔ０）として、１０．８７[ｍｍ]が算出され、設定される。
【００９９】
＜２−２．動作＞
続いて、図８〜図１１を参照して、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行う処理の流れを説明する。
【０１００】
図８は、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行う処理の流れの概要を示すフローチャートである。図８に示したように、制御部７０５は、設定時間待機し（ステップＳ１０２）、設定時間経過時において記憶部７０３に記憶されている降雨水量情報が示す降雨水の量の累積値が０である場合（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、貯留高設定処理を実行する（ステップＳ１０６）。次に、制御部７０５は、水位予測処理を実行し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理へ戻る。
【０１０１】
一方、設定時間経過時において記憶部７０３に記憶されている降雨水量情報が示す降雨水の量の累積値が０ではない場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、かつ、過去において予測された現時刻における対象地点の水位と水位情報が示す現時刻における対象地点の水位との差が所定の値より大きい場合（ステップＳ１１０／ＹＥＳ）、制御部７０５は、パラメータ変更処理を実行する（ステップＳ１１２）。次に、制御部７０５は、水位予測処理を実行し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理へ戻る。
【０１０２】
また、設定時間経過時において記憶部７０３に記憶されている降雨水量情報が示す降雨水の量の累積値が０ではない場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、かつ、過去において予測された現時刻における対象地点の水位と水位情報が示す現時刻における対象地点の水位との差が所定の値より大きくない場合（ステップＳ１１０／ＮＯ）、制御部７０５は、パラメータ変更処理を実行せず、水位予測処理を実行し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理へ戻る。
【０１０３】
なお、いずれかの処理でエラーが発生した場合、制御部７０５は、図８に示した処理を終了する。また、制御部７０５は、ステップＳ１０２の処理の後に雨量センサ１０及び水位センサ３０からそれぞれ送信された降雨水量情報及び水位情報が記憶部７０３へ追加されたことをトリガとしてステップＳ１０４の判定処理を開始してもよい。
【０１０４】
以上、水位予測装置７０が行う処理の流れの概要について説明した。続いて、水位予測装置７０が行う貯留高設定処理、パラメータ変更処理、及び水位予測処理の流れについて説明する。
【０１０５】
図９は、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行う貯留高設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示したように、貯留高設定処理において、貯留高設定部７５５は、まず、現時刻における１段目タンクの貯留高Ｓ１及び現時刻における２段目タンクの貯留高Ｓ２を０に設定する（ステップＳ２０２）。次に、貯留高設定部７５５は、水位情報が示す現時刻における対象地点の水位に基づいて、３段目タンクの側面孔からの現時刻における流出量Ｑ３を算出する（ステップＳ２０４）。次に、貯留高設定部７５５は、現時刻における３段目タンクの貯留高Ｓ３を算出し、得られた値に３段目タンクの貯留高Ｓ３を設定する（ステップＳ２０６）。そして、図９に示した処理は終了する。
【０１０６】
図１０は、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行うパラメータ変更処理の流れの具体例を示すフローチャートである。図１０に示したように、パラメータ変更処理において、パラメータ変更部７５３は、まず、貯留高の変更量の複数の候補の中から候補を選択する（ステップＳ３０２）。次に、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻における対象地点の水位を算出する（ステップＳ３０４）。
【０１０７】
そして、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻における対象地点の水位と水位情報が示す現時刻における対象地点の水位との差が所定の値以下である場合（ステップＳ３０６／ＹＥＳ）、パラメータ変更部７５３は、当該候補を貯留高の変更量として特定し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３１０の処理へ進む。一方、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた現時刻における対象地点の水位と水位情報が示す現時刻における対象地点の水位との差が所定の値以下ではない場合（ステップＳ３０６／ＮＯ）、ステップＳ３０２の処理へ戻り、パラメータ変更部７５３は、他の候補を選択する。
【０１０８】
ステップＳ３１０の処理において、パラメータ変更部７５３は、特定された変更量に基づいて現時刻における貯留高を変更する。次に、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高に基づいて下段タンク流出係数を変更する（ステップＳ３１２）。そして、図１０に示した処理は終了する。
【０１０９】
図１１は、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行う水位予測処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１に示したように、水位予測処理において、降雨水量算出部７５１は、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値を算出する（ステップＳ４０２）。
【０１１０】
次に、水位予測部７５２は、所定期間経過時の各タンクの貯留高を算出する（ステップＳ４０４）。そして、水位予測部７５２は、所定期間経過時の対象地点の水位を予測する（ステップＳ４０６）。そして、全ての所定期間について水位の予測が終了してない場合（ステップＳ４０８／ＮＯ）、ステップＳ４０４の処理へ戻り、水位予測部７５２は、次の所定期間経過時の各タンクの貯留高を算出する。一方、全ての所定期間について水位の予測が終了した場合（ステップＳ４０８／ＹＥＳ）、図１１に示した処理は終了する。
【０１１１】
以上では、パラメータ変更部７５３が、２段目タンクの貯留高と３段目タンクの貯留高との間で貯留高を移動させることにより、貯留高を変更する例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、パラメータ変更部７５３は、１段目タンクの貯留高と２段目タンクの貯留高との間で貯留高を移動させることにより、貯留高を変更してもよい。また、パラメータ変更部７５３は、１段目タンクの貯留高と２段目タンクの貯留高との間での貯留高の移動、及び２段目タンクの貯留高と３段目タンクの貯留高との間での貯留高の移動の双方を行うことにより貯留高を変更してもよい。なお、パラメータ変更部７５３は、１段目タンクの下段タンク流出係数を変更してもよい。
【０１１２】
また、以上では、タンクモデルが多段のタンクモデル、即ち３段タンクモデルである例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されず、例えば、他の段数のタンクモデルが水位予測等の処理に用いられてもよい。
【０１１３】
＜２−３．効果＞
上述した実施形態によれば、降雨水量算出部７５１は、河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、分割領域の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、分割領域から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出し、水位予測部７５２は、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて所定期間経過時の対象地点の水位を予測し、パラメータ変更部７５３は、記憶部７０３に記憶されたタンクモデルに含まれるパラメータを、水位予測部７５２により予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位の関係に基づいて変更する。ゆえに、複数の分割領域毎に水位予測モデルを用いた計算を行うことを要しないので、水位の予測に用いられるパラメータの数及びパラメータを用いた計算の量を低減することができる。それにより、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが可能である。
【０１１４】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３により変更されるパラメータは、タンクの貯留高又は下段タンク流出係数を含む。ゆえに、流域の湿潤状態や降雨の状態によって水位の予測の精度を向上させることが困難である場合に、水位の予測の精度を向上させることが可能である。
【０１１５】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３は、予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位との差が所定の値より大きい場合に、パラメータを変更する。それにより、水位予測モデルのパラメータを変更するための計算の頻度を低減することが可能である。
【０１１６】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高を用いていた場合に予測されていた所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位との差が所定の値以下になるように、貯留高を変更する。ゆえに、タンクの側面孔から流出する降雨水の量の予測の精度を向上させることが可能である。従って、水位の予測の精度を向上させることが可能である。
【０１１７】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３は、貯留高の変更量の複数の候補の中から絶対値の小さい値を優先して変更量として特定し、特定された変更量を用いて貯留高を変更する。それにより、貯留高の値を尤もらしい値へ変更することが可能である。
【０１１８】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３は、変更後の貯留高に基づいて下段タンク流出係数を変更する。ゆえに、タンクから当該タンクの下段へ流出する降雨水の量の予測の精度を向上させることが可能である。従って、水位の予測の精度を向上させることが可能である。
【０１１９】
また、ある実施形態によれば、パラメータ変更部７５３は、水位予測部７５２による各時刻における水位の予測に対して、所定の回数に渡り連続で貯留高が変更された場合に、下段タンク流出係数を変更する。それにより、下段タンク流出係数を変更するための計算の頻度を低減することが可能である。
【０１２０】
また、ある実施形態によれば、分割領域は、河川の流域における各地点と対象地点との距離に基づいて、河川の流域を分割することによって得られる。それにより、河川の流域の地形に依存せず、簡易な方法により河川の流域を分割することが可能である。
【０１２１】
また、ある実施形態によれば、分割領域は、河川の流域における各地点の勾配に基づいて、河川の流域を分割することによって得られる。ゆえに、河川の流域の地形を考慮した河川の流域の分割が可能である。従って、各分割領域から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の算出の精度を向上させることが可能である。
【０１２２】
＜＜３．むすび＞＞
以上説明したように、上述した実施形態によれば、河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、分割領域の降雨水が対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、分割領域から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量が算出され、分割領域の各々から対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて所定期間経過時の対象地点の水位が予測され、記憶されたタンクモデルに含まれるパラメータが、予測された所定期間経過時の対象地点の水位と水位情報が示す当該所定期間経過時の対象地点の水位の関係に基づいて変更される。ゆえに、複数の分割領域毎に水位予測モデルを用いた計算を行うことを要しないので、水位の予測に用いられるパラメータの数及びパラメータを用いた計算の量を低減することができる。それにより、水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが可能である。
【０１２３】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２４】
例えば、本明細書の各実施形態に係る顧客情報管理装置が行う処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、本発明の実施形態に係る水位予測装置７０が行う処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。例えば、図１０に示すパラメータ変更処理の流れにおいて、ステップＳ３０２の処理及びステップＳ３０４の処理が並列的に処理されることにより、全ての候補について現時刻ｔ０における対象地点の水位Ｈ（ｔ０）の算出が行われた後に、算出された各々のＨ（ｔ０）と水位情報が示す水位センサ３０により検出された現時刻ｔ０における対象地点の水位との差が所定の値以下であるか否かの判断が行われてもよい。また、図１１に示す水位予測処理の流れにおけるステップＳ４０４の処理において、全ての所定期間についての所定期間経過時の各タンクの貯留高が算出され、ステップＳ４０６の処理において、全ての所定期間についての所定期間経過時の対象地点の水位が予測されてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１  情報処理システム
１０  雨量センサ
３０  水位センサ
５０  雨量予測サービス
７０  水位予測装置
９０  通信ネットワーク
７０１  通信部
７０３  記憶部
７０５  制御部
７３１  雨量水位データ記憶部
７３３  雨量水位予測データ記憶部
７３５  分割領域データ記憶部
７３７  貯留高記憶部
７３９  パラメータ記憶部
７５１  降雨水量算出部
７５２  水位予測部
７５３  パラメータ変更部
７５５  貯留高設定部
【要約】
【課題】水位予測モデルのパラメータの変更における計算負荷を低減することが可能な、新規かつ改良された情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】河川の対象地点の水位を示す水位情報を取得する取得部と、前記河川の流域の分割により得られた複数の分割領域毎に、前記分割領域の降雨水が前記対象地点へ到達するまでの時間に基づいて、前記分割領域から前記対象地点へ所定期間において到達する降雨水の量を算出する算出部と、算出された前記分割領域の各々についての前記降雨水の量の合計値及びタンクモデルを用いて前記所定期間経過時の前記水位を予測する予測部と、前記タンクモデルに含まれるパラメータを、前記予測部により予測された前記所定期間経過時の前記水位と前記取得部により取得される前記水位情報が示す前記所定期間経過時の前記水位の関係に基づいて変更する変更部と、を備える情報処理装置。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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