(57)【要約】【課題】渇水や逸水を考慮して貯水施設への水の流入量を予測することができるようにする。【解決手段】流入量予測装置１０は、タンクモデルを記憶するモデルデータベース２１と、タンクモデルに設定するパラメータの設定値を低水重視及び出水重視の重視ポイントに対応付けて記憶するパラメータデータベース２４と、低水重視及び出水重視の設定値をパラメータに設定したタンクモデルのそれぞれに基づいて予測流入量を算出する流入量予測部１１３と、予測流入量を出力する予測流入量出力部１１７とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水施設への水の流入量を予測する装置であって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するモデル記憶部と、
前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶するパラメータ記憶部と、
前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出する流入量予測部と、
前記第１及び第２の予測値を出力する予測値出力部と、
を備えることを特徴とする流入量予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流入量予測装置であって、
前記モデルはタンクモデルであり、
前記パラメータには、タンクの水深と、流出孔の高さと、前記タンクの水深及び前記流出孔の高さの差に乗じる係数とが含まれること、
を特徴とする流入量予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流入量予測装置であって、
過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値を記憶する実績値記憶部と、
前記第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との差を第１の評価方法により評価した第１の評価値が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を前記パラメータ記憶部に登録し、前記第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を、前記第１の評価方法よりも高く評価する第２の評価方法により評価した評価値が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を前記パラメータ記憶部に登録する同定処理部と、
をさらに備えることを特徴とする流入量予測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の流入量予測装置であって、
前記第１の評価方法は、前記実績値と前記第１の予測値との差を底とする、第１の係数のべき乗を算出することであり、
前記第２の評価方法は、前記実績値と前記第２の予測値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗を算出することであること、
を特徴とする流入量予測装置。
【請求項５】
請求項４に記載の流入量予測装置であって、
前記第１の係数は１未満であり、前記第２の係数は１以上であること、
を特徴とする流入量予測装置。
【請求項６】
貯水施設への水の流入量を予測する方法であって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するコンピュータが、
前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶し、
前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出し、
前記第１及び第２の予測値を出力すること、
を特徴とする流入量予測方法。
【請求項７】
貯水施設への水の流入量を予測するためのプログラムであって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するコンピュータに、
前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶するステップと、
前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出するステップと、
前記第１及び第２の予測値を出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流入量予測装置、流入量予測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム等の貯水施設における水位管理や河川の防災対策などのために、貯水施設への水の流入量や河川における水の流量（以下、これらを流入量という。）を予測することが行われている。例えば、特許文献１では、予報雨量の予報誤差の傾向を解析し、その結果を用いて予報雨量を修正し、現在の流量、現在の雨量、及び修正予報雨量を用いて将来の流量を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９２０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貯水施設の運用においては、運用者により、貯水施設の水が枯渇する渇水を防ぎたいという要望もあれば、逆に貯水施設の貯水容量を超えて流入があった場合に、発電せず放流する逸水を防ぎたいという要望もある。しかしながら、従来の技術では、流入量の予測値と実績値の誤差が小さくなるように予測を行っており（特許文献１参照）、全体としての誤差が小さくても、渇水や逸水が発生しやすい時期において誤差が大きい場合には、運用者の意図に沿わない予測値が算出されてしまうことがある。【０００５】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、渇水や逸水を考慮して貯水施設への水の流入量を予測することのできる、流入量予測装置、流入量予測方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、貯水施設への水の流入量を予測する装置であって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するモデル記憶部と、前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶するパラメータ記憶部と、前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出する流入量予測部と、前記第１及び第２の予測値を出力する予測値出力部と、を備えることとする。【０００７】
本発明の流入量予測装置によれば、パラメータに第１の設定値を設定して予測した予測流入量と、第１の設定値を設定した場合よりも、流入量の予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値を設置して予測した予測流入量とを出力することができる。予測流入量が多いほど誤差が少なくなる第２の設定値を用いることにより、梅雨などの流入量が多くなるような期間において予測誤差を少なくすることができる。したがって、貯水施設において渇水の防止を重視しているか、逸水の防止を重視しているかに応じて２つの予測値のいずれかを参照すればよく、運用者にとって使いやすい予測値を出力することができる。【０００８】
また、本発明の流入量予測装置では、前記モデルはタンクモデルであり、前記パラメータには、タンクの水深と、流出孔の高さと、前記タンクの水深及び前記流出孔の高さの差に乗じる係数とが含まれるようにしてもよい。【０００９】
また、本発明の流入量予測装置は、過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値を記憶する実績値記憶部と、前記第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との差を第１の評価方法により評価した第１の評価値が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を前記パラメータ記憶部に登録し、前記第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を、前記第１の評価方法よりも高く評価する第２の評価方法により評価した評価値が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を前記パラメータ記憶部に登録する同定処理部と、をさらに備えるようにしてもよい。【００１０】
また、本発明の流入量予測装置では、前記第１の評価方法は、前記実績値と前記第１の予測値との差を底とする、第１の係数のべき乗を算出することであり、前記第２の評価方法は、前記実績値と前記第２の予測値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗を算出することであるようにしてもよい。【００１１】
また、本発明の流入量予測装置では、前記第１の係数は１未満であり、前記第２の係数は１以上であるようにしてもよい。【００１２】
また、本発明の他の態様は、貯水施設への水の流入量を予測する方法であって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するコンピュータが、前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶し、前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出し、前記第１及び第２の予測値を出力することとする。【００１３】
また、本発明の他の態様は、貯水施設への水の流入量を予測するためのプログラムであって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するコンピュータに、前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１の設定値と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルよりも、算出する前記予測値が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値とを記憶するステップと、前記第１及び第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１及び第２の前記予測値を算出するステップと、前記第１及び第２の予測値を出力するステップと、を実行させることとする。【００１４】
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、渇水や逸水を考慮して貯水施設への水の流入量を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】４段のタンクモデルを説明するための図である。
【図２】本実施形態の流入量予測装置１０のハードウェア構成を示す図である。
【図３】本実施形態の流入量予測装置１０のソフトウェア構成を示す図である。
【図４】実績データベース２２の構成例を示す図である。
【図５】条件データベース２３の構成例を示す図である。
【図６】パラメータデータベース２４の構成例を示す図である。
【図７】パラメータの同定処理の流れを示す図である。
【図８】流入量の予測処理の流れを示す図である。
【図９】降水量の実績値、降水量の予測値、流入量の実績値、予測流出量を含む表４１の一例を示す図である。
【図１０】降水量の実績値、流入量の実績値、予測流入量を表すグラフ４２の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る流入量予測装置１０について説明する。本実施形態の流入量予測装置１０は、ダムなどの貯水施設への水の流入量や河川における水の流量（以下、これらを流入量という。）を予測する。
【００１８】
具体的には、流入量予測装置１０は、流入量を予測するモデルのパラメータに、当該モデルに基づいて算出される流入量の予測値（以下、予測流入量という。）が小さくなるほど誤差が小さくなるように決定された第１の設定値を設定したものと、予測流入量が大きくなるほど誤差が小さくなるように決定された第２の設定値を設定したものとに基づいて、それぞれ予測流入量を算出し、これらを同時に出力する。これにより、貯水施設の水が枯渇する渇水を防ぎたい運用者は第１の設定値をパラメータに設定したモデルを使い、逆に貯水施設の貯水容量を超えて流入があった場合に発電せず放流する逸水を防ぎたい運用者は第２の設定値をパラメータに設定したモデルを使って予測流入量を算出し、これに基づいて貯水施設の水位を計画することができる。
【００１９】
本実施形態では、流入量を予測するためのモデルには図１に示すような４段のタンクモデルを用いる。なお、タンクモデルに限らず、重回帰モデルやＡＲモデル、ＡＲＭＡモデルなど各種のモデルを用いることができる。また、タンクモデルも４段に限らず、３段タンクモデルとしてもよい。
【００２０】
タンクモデルは、上段タンクが表面流出、中段タンクが中間流出、下段２つのタンクが基底流出（地下水流出）に対応付けされている。各タンク側面の流出孔からの流出が、河川等への流出を表し、タンク底面の浸透孔からの流出は、下方帯水層への浸透を表す。各タンク側面の流出孔から、ある単位期間ｔ（本実施形態では１日であるものとするが、例えば１時間や６時間、１週間など任意の値とすることができる。）の間に流出する水量の合計が流入量の予測値となる。
【００２１】
タンクモデルは、次のモデル（１）〜（５）で表される。なお、以下の説明において、各モデル（１）〜（５）をタンクモデル１〜５という。  
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【００２２】
ここでｒｔは日付ｔにおける降水量であり、所与のものとする。Ｑｉ，ｔは日付ｔにおけるｉ番目のタンクの流出孔からの流出量であり、Ｑｔは日付ｔにおける流入量の合計である。また、Ｈｉ，ｔは日付ｔにおけるｉ番目のタンクの水深、ｈｉ，ｔはｉ番目のタンクで日付ｔにおいて流出せずに貯留している水の高さ（貯留高）、Ｅｔは日付ｔにおける蒸散量、ａｉはｉ番目のタンクからの流出量を算出するための係数、Ｚｉはｉ番目のタンクの流出孔の高さ、ｐｉ，ｔは日付ｔにおけるｉ番目のタンクの浸透孔からの浸透量、ｂｉはｉ番目のタンクの浸透量ｐｉ，ｔを算出するための係数である。なお、Ｈｉ，ｔ≦Ｚｉの場合にはＱｉ，ｔは０（ゼロ）であるものとし，１番目のタンクの場合はManning則に従うものとしてｍ＝５／３，その他のタンクの場合はｍ＝１とする。
【００２３】
本実施形態の流入量予測装置１０では、上記タンクモデルに含まれるパラメータである初期水深ｈｉ，０，水深Ｈｉ，ｔ、貯留高ｈｉ，ｔ、蒸散量Ｅｔ、係数ａｉ、流出孔高さＺｉ、浸透量ｐｉ，ｔ、係数ｂｉの設定値を変化させ、変化させた設定値のパラメータをタンクモデルに適用し、実績の降水量を与えて計算した予測流入量と、流入量の実績値との差を計算していき、この差に応じて最適な設定値を決定する処理（以下、同定処理という。）を行う。同定処理は上記差に対する重み付けを変えて行う。重み付けを弱くして同定処理を行ったものが第１の設定値となり、重み付けを強くして同定処理を行ったものが第２の設定値となる。
【００２４】
本実施形態では、予測流入量と実績流入量との差を底とする２Ａ（本発明の第１及び第２の係数に該当する。）のべき乗値（予測流入量−実績流入量）２Ａが最小となるようにパラメータの設定値を決定する。ほかにも｜予測流入量−実績流入量｜Åを最小化する方法もある。また、この係数Ａは、逸水を防ぐことを重視するポイント（以下、重視ポイントという。）とする場合（出水重視）には大きくし、渇水を防ぐことを重視ポイントとする場合（低水重視）には小さくする。なお、本実施形態では、重視ポイントには、「超出水重視」「出水重視」「低水重視」「超低水重視」のいずれかであるものとする。
【００２５】
図２は、本実施形態の流入量予測装置１０のハードウェア構成を示す図である。流入量予測装置１０は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、入力装置１０５、出力装置１０６を備える。記憶装置１０３は、各種のデータやプログラムを記憶する、例えばハードディスクドライブやフラッシュメモリ、ソリッドステートディスク、ＣＤ−ＲＯＭドライブなどである。ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより各種の機能を実現する。入力装置１０５は、データを入力する、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置１０６は、データを出力する、例えばディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。
【００２６】
図３は、本実施形態の流入量予測装置１０のソフトウェア構成を示す図である。流入量予測装置１０は、諸元取得部１１１、同定処理部１１２、流入量予測部１１３、実績値取得部１１４、条件取得部１１５、降水量取得部１１６、予測流入量出力部１１７、モデルデータベース２１、実績データベース２２、条件データベース２３、パラメータデータベース２４を備えている。なお、諸元取得部１１１、同定処理部１１２、流入量予測部１１３、実績値取得部１１４、条件取得部１１５、降水量取得部１１６、予測流入量出力部１１７は、流入量予測装置１０が備えるＣＰＵ１０１が記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより実現される。また、モデルデータベース２１、実績データベース２２、条件データベース２３、パラメータデータベース２４は、メモリ１０２及び記憶装置１０３が提供する記憶領域の一部として実現される。
【００２７】
モデルデータベース２１は、上記タンクモデル１〜５を記憶する。
【００２８】
図４は、実績データベース２２の構成例を示す図である。図４に示すように実績データベース２２は、日付ごとに降水量、蒸散量及び流入量の実績値を記憶する。なお、降水量や流入量、蒸散量は例えば気象庁や気象会社などが提供する場合には、そのデータを取得して実績データベース２２に登録するようにしてもよいし、各種の気象データ、河川や貯水施設で測定した測定値などに基づいて計算するようにしてもよい。
【００２９】
条件データベース２３は、パラメータの設定値の同定処理に用いる条件を記憶する。図５は、条件データベース２３の構成例を示す図である。図５の例では、条件データベース２３は、パラメータ同定条件２３１及びパラメータ制約条件２３２を記憶している。
【００３０】
パラメータ同定条件２３１には、各重視ポイントに係数Ａの値が対応付けて含まれている。本実施形態では、「超出水重視」の重視ポイントでは、係数Ａには最も大きい「２」が設定され、「出水重視」の重視ポイントでは、係数Ａには２番目に大きい「１」が設定され、「低水重視」の重視ポイントでは、係数Ａには２番目に小さい「０．２５」が設定され、「超低水重視」の重視ポイントでは、係数Ａには最も小さい「０．１」が設定されている。なお、これらの値に限られず、出水重視の重視ポイントについては、逸水防止を重視する度合いに応じて大きくなるように１より大きい値を係数Ａに設定し、低水重視の重視ポイントについては、渇水防止を重視する度合いに応じて小さくなるように１より小さい値を係数Ａに設定すればよい。
【００３１】
パラメータ制約条件２３２には、上述したパラメータ（水深Ｈｉ，ｔ、貯留高ｈｉ，ｔ、蒸散量Ｅｔ、係数ａｉ、流出孔高さＺｉ、浸透量ｐｉ，ｔ、係数ｂｉ）ごとに、その下限値及び上限値が含まれている。
【００３２】
図６は、パラメータデータベース２４の構成例を示す図である。同図に示すように、パラメータデータベース２４は、重視ポイントごとに、パラメータの同定処理により決定された各パラメータの設定値を記憶している。
【００３３】
諸元取得部１１１は、同定処理及び流入量の予測処理の計算に必要な諸元を取得する。本実施形態では、諸元取得部１１１は、同定処理及び流入量の予測処理について、タンクの集水面積、ならびに、計算対象となる期間の開始日及び終了日を取得する。これらの諸元は、諸元取得部１１１がユーザから入力を受け付けるようにしてもよいし、各諸元をメモリ１０２や記憶装置１０３に記憶しておくようにしてもよい。諸元取得部１１１は、実績データベース２２に記憶されている最も古い日付を開始日としてもよい。諸元取得部１１１は、同定処理については、実績データベース２２に記憶されている最も新しい日付を終了日としてもよい。
【００３４】
同定処理部１１２は、指定された対象期間（以下、同定対象期間という。）について同定処理を行う。上述したように、同定処理部１１２は、タンクモデル１〜５に含まれるパラメータである水深Ｈｉ，ｔ、貯留高ｈｉ，ｔ、蒸散量Ｅｔ、係数ａｉ、流出孔高さＺｉ、浸透量ｐｉ，ｔ、係数ｂｉに設定する設定値を変化させるシミュレーションにより予測流入量を算出していき、予測流入量と実績流入量との差に応じて最適なパラメータを決定する。なお、蒸散量Ｅｔはシミュレーションによる変換をさせずに降水量などから算出するようにしてもよい。同定処理の詳細については後述する。同定処理部１１２は、上記のシミュレーションを重視ポイントごとに行い、決定したパラメータの設定値を重視ポイントに対応付けてパラメータデータベース２４に登録する。
【００３５】
実績値取得部１１４は、同定対象期間における流入量、降水量、蒸散量などの実績値を取得する。本実施形態では、実績値取得部１１４は、実績データベース２２からこれらの実績値を取得するものとするが、例えば気象庁や気象会社、気象観測所などの運用するコンピュータから実績値を取得するようにしてもよい。
【００３６】
条件取得部１１５は、同定処理に用いる各種の条件を取得する。本実施形態では、条件取得部１１５は、条件データベース２３からパラメータ同定条件２３１及びパラメータ制約条件２３２を取得するものとするが、例えば係数Ａやパラメータの下限値及び上限値などをユーザから受け付けるようにしてもよい。
【００３７】
流入量予測部１１３は、指定された対象期間（以下、予測対象期間という。）について流入量の予測処理を行う。流入量予測部１１３は、少なくとも２つの重視ポイントについて流入量の予測処理を行う。
【００３８】
降水量取得部１１６は、予測対象期間における降水量を取得する。降水量取得部１１６は、予測対象期間に含まれる日付に対応する降水量が実績データベース２２に登録されている場合には、降水量の実績値を実績データベース２２から読み出すようにし、それ以外の日付については、降水量の予測値の入力を受け付けるようにする。降水量取得部１１６は、例えば気象庁や気象会社などが運用するコンピュータから天気予報として提供される予測降水量を取得するようにすることもできる。
【００３９】
予測流入量出力部１１７は、重視ポイントごとに、流入量予測部１１３算出した予測流入量を出力する。
【００４０】
以下、流入量予測装置１０において行われる処理について説明する。
【００４１】
図７は、パラメータの設定値の同定処理の流れを示す図である。  
諸元取得部１１１は、同定処理に必要な諸元を取得する（Ｓ３０１）。上述したように諸元取得部１１１は、タンクの集水面積と、同定対象期間の開始日及び終了日とを取得する。また、諸元取得部１１１は、モデルデータベース２１からタンクモデル１〜５も読み出す。
【００４２】
実績値取得部１１４は、実績データベース２２に記憶されている流入量、降水量、蒸散量の実績値を読み出し（Ｓ３０２）、条件取得部１１５は、条件データベース２３に記憶されているパラメータ同定条件２３１及びパラメータ制約条件２３２を読み出す（Ｓ３０３）。
【００４３】
同定処理部１１２は、「超出水重視」「出水重視」「低水重視」「超低水重視」の４つの重視ポイントについて以下の処理を行う。すなわち、同定処理部１１２は、タンクモデル１〜５に含まれるパラメータである水深Ｈｉ，ｔ、貯留高ｈｉ，ｔ、蒸散量Ｅｔ、係数ａｉ、流出孔高さＺｉ、浸透量ｐｉ，ｔ、係数ｂｉの値を、パラメータ制約条件２３２に含まれる下限値以上上限値以下の範囲で変化させ、変化させた値をタンクモデル１〜５に設定し、実績データベース２２から読み出した降水量の実績値を降水量ｒｉ，ｔとして与えて予測流入量Ｑｔを算出していき、予測流入量Ｑｔと、日付ｔの実績流入量との差を底とした、重視ポイントに応じた係数Ａを２倍した値のべき乗の、同定対象期間の開始日から終了日までの合計値Σ（予測流入量−実績値）２Ａが最小となるように、各パラメータの設定値を決定する（Ｓ３０５）。なお、蒸散量Ｅｔを変化させず、実績データベース２２から読み出した蒸散量の実績値を蒸散量Ｅｔとしてタンクモデル１〜５に設定するようにしてもよい。
【００４４】
同定処理部１１２は、決定した各パラメータの設定値を、重視ポイントに対応付けてパラメータデータベース２４に登録する（Ｓ３０６）。
【００４５】
以上のようにして、重視ポイントごとに、当該重視ポイントに対応する、最適なパラメータの設定値がパラメータデータベース２４に登録される。
【００４６】
図８は、流入量の予測処理の流れを示す図である。  
諸元取得部１１１は、流入量の予測処理に必要な諸元を取得する（Ｓ３２１）。上述したように、諸元取得部１１１は、タンクの集水面積と、予測対象期間の開始日及び終了日とを取得する。また、諸元取得部１１１は、モデルデータベース２１からタンクモデル１〜５も読み出す。
【００４７】
実績値取得部１１４は、実績データベース２２から、予測対象期間に含まれる日付に対応する流入量、降水量及び蒸散量の実績値を読み出す（Ｓ３２２）。降水量取得部１１６は、実績データベース２２に登録されていない日付について、降水量の予測値を取得する（Ｓ３２３）。
【００４８】
流入量予測部１１３は、２つ以上の重視ポイントの入力を受け付ける（Ｓ３２４）。以下の説明では、一例として、「出水重視」及び「低水重視」の２つの重視ポイントが指定されたものとする。流入量予測部１１３は、受け付けた重視ポイントのそれぞれについて、重視ポイントに対応するパラメータの設定値をパラメータデータベース２４から読み出し（Ｓ３２５）、読み出した設定値をタンクモデル１〜５の各パラメータに設定し、設定したタンクモデル１〜５に、予測対象期間の開始日から終了日までの降水量の実績値又は予測値を降水量ｒｔとして与えて予測流出量Ｑｔを算出する（Ｓ３２６）。
【００４９】
図９は、実績値取得部１１４が読み出した降水量の実績値及び流入量の実績値、降水量取得部１１６が取得した降水量の予測値、流入量予測部１１３が算出した予測流出量Ｑｔを表４１の形式にした例である。
【００５０】
予測流入量出力部１１７は、流入量予測部１１３が算出した予測流入量を重視ポイントごとに出力する（Ｓ３２７）。予測流入量出力部１１７は、例えば、図９に示す表４１を出力するようにしてもよいし、表４１に基づいてグラフを出力するようにしてもよい。図１０は、降水量の実績値、流入量の実績値、ならびに「出水重視」及び「低水重視」の予測流入量を表すグラフ４２の一例を示す図である。
【００５１】
このように、本実施形態の流入量予測装置１０では、複数の重視ポイントごとに合わせて最適化されたタンクモデルにより予測された流入量を同時に表示することができるので、貯水施設の運用者は、自身が重視する重視ポイントに合った予測流入量を参考にすることができる。
【００５２】
また、本実施形態の流入量予測装置１０では、出水重視（超出水重視を含む。）の場合には係数Ａの値が１以上であり、低水重視（超低水重視を含む。）の場合には係数Ａの値が１未満であるので、出水重視の場合、予測流入量や実績流入量の値が大きいとき、その誤差を低水重視の場合よりも大きく評価して、誤差が最小になるようにパラメータの設定値が決定される。したがって、出水重視の場合、低水重視の場合よりも、流入量の多い時期における誤差が小さくなるようにパラメータの設定値を決定することができる。よって、出水重視の場合、低水重視の場合よりも、流入量の多い時期における流入量の予測精度を高めることができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、流入量予測装置１０は１台のコンピュータであるものとしたが、これに限らず、複数のコンピュータを含むシステムとして構成することもできる。例えば、モデルデータベース２１〜パラメータデータベース２４の各データベースをデータベースサーバに管理させ、流入量予測装置１０からアクセスするようにしてもよい。また、例えば、同定処理と流入量の予測処理とを異なるコンピュータにより実行させるようにしてもよい。この場合、一方のコンピュータが、諸元取得部１１１と、同定処理部１１２、実績値取得部１１４、条件取得部１１５とを備え、他方のコンピュータが、諸元取得部１１１と、流入量予測部１１３、降水量取得部１１６、予測流入量出力部１１７を備えるようにすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の流入量予測装置１０では、全てのパラメータの値を変化させるものとしたが、一部のパラメータの値のみを変化させて同定処理を行うようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、逸水の防止を重視する重視ポイントの例として、「超出水重視」と「出水重視」とを記載したが、「出水重視」のみとしてもよい。また、逸水の防止を重視する度合いに応じて３つ以上の重視ポイントを設けてもよい。この場合、係数Ａは、逸水の防止を重視する度合いに応じて大きな値を設定するようにする。
【００５６】
同様に、本実施形態では、渇水の防止を重視する重視ポイントの例として、「超低水重視」と「低水重視」とを記載したが、「低水重視」のみとしてもよい。また、渇水の防止を重視する度合いに応じて３つ以上の重視ポイントを設けてもよい。この場合、係数Ａは、渇水の防止を重視する度合いに応じて小さな値を設定するようにする。
【００５７】
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１０    流入量予測装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  メモリ
１０３  記憶装置
１０５  入力装置
１０６  出力装置
１１１  諸元取得部
１１２  同定処理部
１１３  流入量予測部
１１４  実績値取得部
１１５  条件取得部
１１６  降水量取得部
１１７  予測流入量出力部
２１    モデルデータベース
２２    実績データベース
２３    条件データベース
２３１  パラメータ同定条件
２３２  パラメータ制約条件
２４    パラメータデータベース
【図１】
2013001600.tif 000008
【図２】
2013001600.tif 000009
【図３】
2013001600.tif 000010
【図４】
2013001600.tif 000011
【図５】
2013001600.tif 000012
【図６】
2013001600.tif 000013
【図７】
2013001600.tif 000014
【図８】
2013001600.tif 000015
【図９】
2013001600.tif 000016
【図１０】
2013001600.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月27日(2012.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水施設への水の流入量を予測する装置であって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するモデル記憶部と、
前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１及び第２の設定値を記憶するパラメータ記憶部と、
過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値を記憶する実績値記憶部と、
前記パラメータに前記第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を前記パラメータ記憶部に登録し、前記パラメータに前記第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を前記パラメータ記憶部に登録する同定処理部と、
前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出する流入量予測部と、
前記第１及び第２の予測値を同時に出力する予測値出力部と、
を備えることを特徴とする流入量予測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流入量予測装置であって、
前記モデルはタンクモデルであり、
前記パラメータには、タンクの水深と、流出孔の高さと、前記タンクの水深及び前記流出孔の高さの差に乗じる係数とが含まれること、
を特徴とする流入量予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流入量予測装置であって、
前記第１の設定値は１未満であり、前記第２の設定値は１以上であること、
を特徴とする流入量予測装置。
【請求項４】
貯水施設への水の流入量を予測する方法であって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルと過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値とを記憶するコンピュータが、
前記モデルに含まれるパラメータに第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を記憶し、前記パラメータに第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を記憶し、
前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出し、
前記第１及び第２の予測値を同時に出力すること、
を特徴とする流入量予測方法。
【請求項５】
貯水施設への水の流入量を予測するためのプログラムであって、
前記流入量の予測値を算出するためのモデルと過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値とを記憶するコンピュータに、
前記モデルに含まれるパラメータに第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を記憶し、前記パラメータに第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を記憶するステップと、
前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出するステップと、
前記第１及び第２の予測値を同時に出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、貯水施設への水の流入量を予測する装置であって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルを記憶するモデル記憶部と、前記モデルに含まれるパラメータに設定する第１及び第２の設定値を記憶するパラメータ記憶部と、過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値を記憶する実績値記憶部と、前記パラメータに前記第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を前記パラメータ記憶部に登録し、前記パラメータに前記第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を前記パラメータ記憶部に登録する同定処理部と、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出する流入量予測部と、前記第１及び第２の予測値を同時に出力する予測値出力部と、を備えることとする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の流入量予測装置では、前記第１の設定値は１未満であり、前記第２の設定値は１以上であるようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の他の態様は、貯水施設への水の流入量を予測する方法であって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルと過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値とを記憶するコンピュータが、前記モデルに含まれるパラメータに第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を記憶し、前記パラメータに第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を記憶し、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出し、前記第１及び第２の予測値を同時に出力することとする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の他の態様は、貯水施設への水の流入量を予測するためのプログラムであって、前記流入量の予測値を算出するためのモデルと過去の単位期間ごとの前記流入量の実績値とを記憶するコンピュータに、前記モデルに含まれるパラメータに第１の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第１の予測値と前記実績値との第１の差を底とする第１の係数のべき乗が最小となるように前記第１の設定値を決定し、決定した前記第１の設定値を記憶し、前記パラメータに第２の設定値を設定した前記モデルに基づいて算出される前記第２の予測値と前記実績値との差を底とする、前記第１の係数よりも大きい第２の値のべき乗が最小となるように前記第２の設定値を決定し、決定した前記第２の設定値を記憶するステップと、前記第１の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第１の前記予測値を算出するとともに、前記第２の設定値を前記パラメータに設定した前記モデルに基づいて第２の前記予測値を算出するステップと、前記第１及び第２の予測値を同時に出力するステップと、を実行させることとする。
【国際調査報告】
2013001600.tif 000018
2013001600.tif 000019
2013001600.tif 000020
2013001600.tif 000021