(57)【要約】【課題】発生源に関する情報を、精度よく分析できる解析装置を提供する。【解決手段】複数の測定対象成分のそれぞれの濃度について、測定地点における時系列の測定値を取得する測定値取得部と、少なくとも１組の測定対象成分について、時系列の測定値の相関値を算出する相関算出部と、相関算出部が算出した相関値に基づいて、少なくとも１つの測定対象成分の発生源に関する情報を分析する発生源分析部とを備える発生源分析装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定対象成分のそれぞれの濃度について、測定地点における時系列の測定値を取得する測定値取得部と、
少なくとも１組の測定対象成分について、時系列の測定値の相関値を算出する相関算出部と、
前記相関算出部が算出した相関値に基づいて、少なくとも１つの測定対象成分の発生源に関する情報を分析する発生源分析部と
を備える発生源分析装置。
【請求項２】
前記発生源分析部は、前記少なくとも１つの測定対象成分を排出した発生源の候補を抽出する
請求項１に記載の発生源分析装置。
【請求項３】
複数の発生源のそれぞれについて、排出する測定対象成分のプロファイルを記録した発生源データベースを更に備え、
前記発生源分析部は、相関値が相関基準値を超えた前記測定対象成分の組を排出する発生源を、前記発生源データベースから前記発生源の候補として抽出する
請求項２に記載の発生源分析装置。
【請求項４】
前記発生源データベースは、それぞれの前記発生源と、前記測定地点との距離を示す情報を更に記録する
請求項３に記載の発生源分析装置。
【請求項５】
前記発生源分析部は、抽出した発生源の各候補について、前記測定値に対する寄与割合を算出する
請求項２から４のいずれか一項に記載の発生源分析装置。
【請求項６】
前記発生源分析部は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に更に基づいて、前記発生源の候補を抽出する
請求項２から４のいずれか一項に記載の発生源分析装置。
【請求項７】
前記発生源分析部は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に基づいて、前記発生源の候補を一次抽出し、一次抽出した候補の中から、前記相関算出部が算出した前記相関値に基づいて発生源の候補を二次抽出する
請求項６に記載の発生源分析装置。
【請求項８】
前記発生源分析部は、前記相関値が前記相関基準値を超える期間の長さに更に基づいて、前記発生源の候補を抽出する
請求項３に記載の発生源分析装置。
【請求項９】
前記相関算出部は、前記相関値の変動に基づいて、前記発生源の候補を抽出する
請求項２から８のいずれか一項に記載の発生源分析装置。
【請求項１０】
前記発生源分析部は、気象データに更に基づいて、前記発生源の候補を抽出する
請求項２から９のいずれか一項に記載の発生源分析装置。
【請求項１１】
前記発生源分析部は、いずれかの前記発生源から排出されている２つ以上の前記測定対象成分の組み合わせを、前記相関値に基づいて分析する
請求項１に記載の発生源分析装置。
【請求項１２】
前記相関算出部は、それぞれの前記測定対象成分の時系列の測定値について、予め定められた周波数以上の変動成分を抽出して、前記相関値を算出する
請求項１から１１のいずれか一項に記載の発生源分析装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の発生源分析装置と、
前記測定地点における複数の測定対象成分のそれぞれの濃度を測定する１つ以上の測定装置と
を備える発生源分析システム。
【請求項１４】
前記発生源分析装置と、それぞれの前記測定装置とは、通信ネットワークを介して接続されている
請求項１３に記載の発生源分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生源分析装置および発生源分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大気中の微小粒子状物質（ＰＭ２．５）等の対象物質が、いずれの発生源から発生したかを、レセプターモデルを用いて解析する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
非特許文献１  "Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ（ＰＭＦ）  ５．０  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｒ  Ｇｕｉｄｅ"、２０１４年４月、ＥＰＡ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のレセプターモデルを用いた解析方法では、ある測定地点、測定時刻において測定された測定成分の項目数よりも、発生源の候補数が多くなると、十分な解析ができなくなる。具体的には、従来の解析方法では、ある測定地点、ある測定時刻におけるそれぞれの測定成分の濃度は、それぞれの発生源が排出する当該成分の濃度に当該発生源の寄与度を乗算したものの総和になると仮定して、成分毎に式を作成する。そして、発生源の寄与度を未知数として連立方程式を解く。しかし、測定できた成分の種類よりも、発生源の候補の数（すなわち未知数）が多いと、連立方程式を解くことができなくなる。このため、従来の解析方法とは異なる観点で発生源を分析する方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、発生源に関する情報を分析する発生源分析装置を提供する。発生源分析装置は、複数の測定対象成分のそれぞれの濃度について、測定地点における時系列の測定値を取得する測定値取得部を備えてよい。発生源分析装置は、少なくとも１組の測定対象成分について、時系列の測定値の相関値を算出する相関算出部を備えてよい。発生源分析装置は、相関算出部が算出した相関値に基づいて、少なくとも１つの測定対象成分の発生源に関する情報を分析する発生源分析部を備えてよい。
【０００５】
発生源分析部は、少なくとも１つの測定対象成分を排出した発生源の候補を抽出してよい。発生源分析装置は、複数の発生源のそれぞれについて、排出する測定対象成分のプロファイルを記録した発生源データベースを備えてよい。発生源分析部は、相関値が相関基準値を超えた測定対象成分の組を同時に排出する発生源を、発生源データベースから発生源の候補として抽出してよい。発生源データベースは、それぞれの発生源と、測定地点との距離を示す情報を更に記録してよい。
【０００６】
発生源分析部は、抽出した発生源の各候補について、測定値に対する寄与割合を算出してよい。発生源分析部は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に更に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。発生源分析部は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に基づいて、発生源の候補を一次抽出し、一次抽出した候補の中から、相関算出部が算出した相関値に基づいて発生源の候補を二次抽出してよい。
【０００７】
発生源分析部は、相関値が相関基準値を超える期間の長さに更に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。相関算出部は、相関値の変動に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。発生源分析部は、気象データに更に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。
【０００８】
発生源分析部は、いずれかの発生源から同時に排出されている２つ以上の測定対象成分の組み合わせを、相関値に基づいて分析してよい。相関算出部は、それぞれの測定対象成分の時系列の測定値について、予め定められた周波数以上の変動成分を抽出して、相関値を算出してよい。
【０００９】
本発明の第２の態様においては、第１の態様に係る発生源分析装置と、測定地点における複数の測定対象成分のそれぞれの濃度を測定する１つ以上の測定装置とを備える発生源分析システムを提供する。発生源分析装置と、それぞれの測定装置とは、通信ネットワークを介して接続されていてよい。
【００１０】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る発生源分析装置１００の一例を示すブロック図である。
【図２】各測定対象成分における、時系列の濃度測定値の一例を示す図である。
【図３】発生源データベース４０が記憶する発生源プロファイルの一例を示す図である。
【図４】表示部５０が提示する情報の一例を示す図である。
【図５】表示部５０が提示する情報の他の例を示す図である。
【図６】距離等に応じて補正された発生源のプロファイルを生成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】発生源データベース４０が記録する発生源プロファイルの他の例を示す図である。
【図８】発生源分析装置１００の動作例を示すフローチャートである。
【図９】発生源分析装置１００の他の構成例を示す図である。
【図１０】発生源の候補の抽出方法の他の例を示す図である。
【図１１】発生源の候補の抽出方法の他の例を示す図である。
【図１２】本発明の一つの実施形態に係る発生源分析システム５００の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、本発明の一つの実施形態に係る発生源分析装置１００の一例を示すブロック図である。発生源分析装置１００は、所定の測定地点における複数の測定対象成分のそれぞれの濃度に基づいて、測定対象成分の発生源に関する情報を分析する。測定対象成分とは、例えば硫酸塩、硝酸塩、ブラックカーボン等の微小粒子状物質である。また、測定対象成分の濃度とは、例えば質量濃度（ｇ／ｍ３）である。本明細書では、質量濃度を単に濃度と称する場合がある。発生源とは、例えば工場、発電所、自動車等のように、微小粒子状物質や微小粒子状物質の元となる前駆体ガスを排出する設備である。
【００１４】
発生源分析装置１００は、測定値取得部１０および情報処理部１２を備える。情報処理部１２は、相関算出部２０および発生源分析部３０を有する。情報処理部１２は、ＣＰＵ等の演算装置およびメモリを有するコンピュータであってよい。演算装置は、メモリに記憶されたプログラムに応じて動作して、相関算出部２０および発生源分析部３０として機能してよい。コンピュータは、演算装置における演算結果等を記憶するメモリを有してよい。
【００１５】
測定値取得部１０は、複数の測定対象成分のそれぞれの濃度について、測定地点における時系列の測定値を取得する。測定値取得部１０は、外部の測定装置が測定した測定値を取得してよい。また、測定値取得部１０が、それぞれの測定対象成分の濃度を測定してもよい。
【００１６】
時系列の測定値とは、少なくとも２回の異なるタイミングで測定した測定値を指す。測定タイミングは一定間隔であってよく、不定間隔であってもよい。一例として、測定値取得部１０は、１時間以下の時間間隔で測定された測定値を取得する。それぞれの測定対象成分の測定タイミングは同一であってよく、異なっていてもよい。また、それぞれの測定対象成分の測定間隔は同一であってよく、異なっていてもよい。
【００１７】
相関算出部２０は、少なくとも１組の測定対象成分について、時系列の測定値の相関値を算出する。本例の相関算出部２０は、複数の測定対象成分の全ての組み合わせについて、測定値の相関値を算出する。当該組み合わせには、２つの測定対象成分の組み合わせだけでなく、３つ以上の測定対象成分の組み合わせも含まれる。例えば測定値取得部１０が測定値を取得した測定対象成分が成分ａ、ｂ、ｃの３つの場合に、相関算出部２０は、相関値（ａ、ｂ）、相関値（ａ、ｃ）、相関値（ｂ、ｃ）、相関値（ａ、ｂ、ｃ）の４通りの相関値を算出する。本明細書では、相関値（ｘ、ｙ）を、成分ｘおよび成分ｙの測定値の相関値とする。また、本明細書では、測定対象成分を、単に成分と称する場合がある。
【００１８】
発生源分析部３０は、相関算出部２０が算出した相関値に基づいて、少なくとも１つの測定対象成分の発生源に関する情報を分析する。本例の発生源分析部３０は、少なくとも１つの測定対象成分を排出した発生源の候補を抽出する。発生源分析部３０は、発生源の複数の候補を抽出してよい。
【００１９】
本例の発生源分析装置１００は発生源データベース４０を更に備える。発生源データベース４０は、複数の発生源のそれぞれについて、排出する測定対象成分のプロファイルを記録する。測定対象成分のプロファイルとは、各発生源が排出する測定対象成分の種類の情報を含む。例えば発生源データベース４０は、複数の発生源のそれぞれについて、複数の測定対象成分のいずれを排出するかを示すプロファイルを記録する。
【００２０】
発生源分析部３０は、相関値が相関基準値を超えた測定対象成分の組に含まれる全ての測定対象成分を同時に排出する発生源を、発生源データベースから発生源の候補として抽出する。例えば、成分ａおよびｂの相関値が相関基準値を超えている場合、発生源分析部３０は、成分ａおよびｂを同時に排出する発生源を、成分ａおよびｂの発生源の候補として抽出する。
【００２１】
このように、測定値の相関値を用いることで、発生源の候補を抽出することができる。また、測定対象成分をそれぞれ組み合わせて相関値を算出できるので、測定対象成分の種類数よりも多くの種類の相関値を算出できる。このため、より適切に発生源の候補を抽出することができる。
【００２２】
例えば、測定対象成分が成分ａ、ｂ、ｃの３つの場合には、上述した４通りの相関値により、成分ａ、ｂ、ｃの全てが相関を有して変動している場合、成分ａ、ｂだけが相関を有して変動している場合、成分ａ、ｃだけが相関を有して変動している場合、成分ｂ、ｃだけが相関を有して変動している場合、いずれの成分も相関を有さない場合、のように多様なパターンを検出できる。発生源分析部３０は、これらのパターンに当てはまる発生源を、発生源データベース４０のプロファイルに基づいて抽出する。発生源分析部３０は、測定対象成分毎に、発生源の候補を抽出してよい。
【００２３】
本例の発生源分析装置１００は表示部５０を更に備える。表示部５０は、発生源分析部３０が抽出した発生源の候補を表示する。表示部５０は、測定対象成分毎に発生源の候補を表示してよい。
【００２４】
図２は、各測定対象成分における、時系列の濃度測定値の一例を示す図である。図２において横軸は測定時刻を示しており、縦軸は測定された質量濃度を示している。図２の例では、３つの成分ａ、ｂ、ｃの濃度測定値を示す。
【００２５】
相関算出部２０は、予め定められた時刻範囲のデータに対して相関値を算出する。時刻範囲を時刻方向に１時刻単位ずつずらして、それぞれの時刻位置において相関値を算出することで、時系列の相関値を算出できる。時刻範囲の中心時刻を、当該相関値に対応する時刻としてよい。時刻範囲は、例えば１日程度である。測定対象物質は、人間の活動により排出される場合が多く、濃度変動の周期は１日単位となる場合が多い。このため、時刻範囲を１日に設定することで、濃度変動の相関を適切に判定できる。
【００２６】
２つの成分ａ、ｂの相関値ｒは、例えば下式で算出される。
【数１】
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なお、成分ａの時刻ｉにおける濃度をａｉとし、濃度ａｉの相加平均をａの上にバーを付した記号で示し、成分ｂの時刻ｉにおける濃度をｂｉとし、濃度ｂｉの相加平均をｂの上にバーを付した記号で示す。また、ｎは時刻範囲の長さに対応する。
【００２７】
図２に示す例では、期間Ｔ１においては、成分ａ、ｂ、ｃが同様の変動態様を示している。このため、期間Ｔ１においては、相関値（ａ、ｂ、ｃ）が高くなり相関基準値を超える。この場合、発生源分析部３０は、成分ａ、ｂ、ｃを同時に排出する発生源を、期間Ｔ１における発生源の候補として抽出する。期間Ｔ１において、相関値（ａ、ｂ）、相関値（ａ、ｃ）、相関値（ｂ、ｃ）も高くなり相関基準値を超える場合、発生源分析部３０は、成分ａ、ｂを同時に排出する発生源、成分ａ、ｃを同時に排出する発生源、および、成分ｂ、ｃを同時に排出する発生源を候補として抽出してよい。
【００２８】
また、期間Ｔ２においては、成分ｂ、ｃが同様の変動態様を示している。また、成分ａは、成分ｂ、ｃとは異なる変動態様を示している。このため、期間Ｔ２においては、相関値（ｂ、ｃ）が高くなり相関基準値を超える。また、相関値（ａ、ｂ）、相関値（ａ、ｃ）については相関基準値を超えない。この場合、発生源分析部３０は、成分ｂ、ｃを同時に排出し、且つ、成分ａを排出しない発生源を候補として抽出する。発生源分析部３０は、成分ａを排出し、且つ、成分ｂ、ｃを排出しない発生源を候補として抽出してもよい。つまり、他の全ての成分との相関値が相関基準値より小さい成分が存在する場合、当該成分のみを排出する発生源を候補として抽出してよい。
【００２９】
また、期間Ｔ３においては、成分ａ、ｂ、ｃがそれぞれ異なる変動態様を示している。このため、期間Ｔ３においては、いずれの相関値も相関基準値を超えない。この場合、発生源分析部３０は、成分ａ、ｂ、ｃをそれぞれ単独で排出する発生源を候補として抽出する。
【００３０】
このように、それぞれの測定対象成分の相関値に基づいて、発生源の候補を抽出することができる。図２の例では、測定対象成分の種類が３つである例を示したが、測定対象成分の種類は２つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３１】
なお、相関算出部２０は、それぞれの測定対象成分の時系列の測定値について、予め定められた周波数以上の変動成分を抽出して、相関値を算出してよい。それぞれの測定対象成分の測定値には、概ね一定のベース成分と、時間に対して変動する変動成分とが含まれる。
【００３２】
測定地点に対して非常に広範囲に存在する多数の発生源が寄与した結果、概ね一定のベース成分が生じていると推定できる。このため、ベース成分からは、特定の発生源の寄与を特定することが比較的に困難である。ベース成分を除去して、変動成分に基づいて相関値を算出することで、より精度よく発生源の候補を抽出することができる。
【００３３】
図３は、発生源データベース４０が記憶する発生源プロファイルの一例を示す図である。発生源データベース４０は、船舶、重油ボイラ等の発生源毎に、硫酸塩、硝酸塩等の測定対象成分が排出されるか否かを対応付けて記憶する。発生源データベース４０は、それぞれの測定対象成分の排出量を示す情報を更に記憶してもよい。図３では、それぞれの測定対象成分の排出量を、０（−）、小、大の３段階で示している。なお、排出量が厳密に０ｇでなくとも、排出量が所定値以下の場合を排出量０としてもよい。
【００３４】
本例の発生源分析部３０は、相関算出部２０が算出した相関値と、発生源データベース４０が記憶している発生源プロファイルとに基づいて、それぞれの測定対象成分の発生源の候補を抽出する。
【００３５】
例えば、硫酸塩と硝酸塩の相関値が相関基準値より高く、且つ、ブラックカーボンと他の成分との相関値が相関基準値より低い場合、発生源分析部３０は、硫酸塩と硝酸塩を同時に排出し、且つ、ブラックカーボンを同時に排出しない大規模固定煙源を、硫酸塩および硝酸塩の発生源の候補として抽出する。大規模固定煙源とは、例えば工場である。
【００３６】
発生源分析部３０は、所定の成分間の相関値が相関基準値より高い場合に、当該成分に対応する発生源の候補を複数抽出してもよい。例えば、硝酸塩およびブラックカーボンの相関値が相関基準値より高く、他の成分間の相関値が相関基準値より低い場合に、発生源分析部３０は、自動車と建設機械を発生源の候補として抽出する。
【００３７】
図４は、表示部５０が提示する情報の一例を示す図である。本例の発生源分析部３０は、所定の間隔の時刻ごとに、所定の測定地点における発生源の候補を抽出する。表示部５０は、発生源分析部３０が抽出した発生源の候補を時系列に表示する。表示部５０は、測定対象成分毎に、発生源の候補を表示してもよい。
【００３８】
発生源分析部３０は、抽出した候補のそれぞれについて、当該成分の発生源である確率を更に算出してもよい。発生源分析部３０は、発生源における各成分の排出量に基づいて、当該確率を算出してよい。例えば発生源分析部３０は、相関値が基準相関値より高い成分の組み合わせを排出している発生源が複数存在する場合に、排出量がより大きいほうの発生源の確率を、より高くしてよい。発生源における各成分の排出量は、測定地点から発生源までの距離を示す情報に応じて補正することが好ましい。例えば、当該距離が大きいほど、発生源における各成分の排出量を小さく補正する。
【００３９】
図５は、表示部５０が提示する情報の他の例を示す図である。本例の発生源分析部３０は、いずれかの発生源から同時に排出されていると推定される２つ以上の測定対象成分の組み合わせを、相関値に基づいて分析する。例えば、ある時刻において、硫酸塩と硝酸塩の相関値が相関基準値を超えた場合、発生源分析部３０は、当該時刻において硫酸塩と硝酸塩を同時に排出している発生源が存在していると判断する。
【００４０】
発生源分析部３０は、所定の間隔の時刻ごとに、１つ以上の発生源において、同時に排出されていると推定される測定対象成分の組み合わせを提示する。表示部５０は、発生源分析部３０が抽出した測定対象成分の組み合わせを時系列に表示する。
【００４１】
発生源分析部３０は、抽出した測定対象成分の組み合わせについて、対応する発生源が存在する確率を更に算出してよい。例えば発生源分析部３０は、成分間の相関値がより高いほど、対応する発生源が存在する確率をより高く算出してよい。また、成分間の相関値がより高いほど、測定地点の距離が近くに発生源が存在する確率を高く算出してもよい。
【００４２】
図６は、距離等に応じて補正された発生源のプロファイルを生成する処理の一例を示すフローチャートである。情報処理部１２が当該処理を行ってよい。図６では、成分ａについての処理を説明するが、他の成分についても同様である。情報処理部１２は、それぞれの発生源における成分ａの一次粒子の平均排出量を取得する（Ｓ２００）。一次粒子とは、発生源から粒子の状態で排出されるものを指す。平均排出量とは、例えば一日単位等の、所定の期間における平均排出量である。
【００４３】
また、情報処理部１２は、それぞれの発生源における成分ａの前駆体ガスの平均排出量を取得する（Ｓ２０８）。前駆体ガスとは、発生源からガスの状態で排出され、大気中で成分ａの粒子に変換され得るガスである。
【００４４】
情報処理部１２は、発生源の状態変動に関する情報を取得する（Ｓ２０４）。発生源の状態変動に関する情報とは、例えば、工場の操業状態を時系列に示す情報等の、発生源からの成分ａの一次粒子および前駆体ガスの排出量に影響を与える情報である。情報処理部１２は、成分ａの一次粒子の平均排出量の情報と、発生源の状態変動の情報とに基づいて、各時刻における成分ａの一次粒子の正味排出量を算出する（Ｓ２０２）。また、成分ａの前駆体ガスの平均排出量の情報と、発生源の状態変動の情報とに基づいて、各時刻における成分ａの前駆体ガスの正味排出量を算出する（Ｓ２１０）。
【００４５】
情報処理部１２は、成分ａの前駆体ガスの正味排出量に基づいて、前駆体ガスから変換される粒子の量を算出する（Ｓ２１２）。情報処理部１２は、気象データ等の、ガスから粒子への変換率に影響を与える情報を取得して（Ｓ２１４）よい。情報処理部１２は、当該情報に更に基づいて、変換される粒子量を算出してもよい。例えば気象データには、当該地域の気温、降雨量、風速等が含まれる。
【００４６】
情報処理部１２は、成分ａの一次粒子の正味排出量を、当該発生源と測定地点との距離に応じて補正して、測定地点に到達する成分ａの一次粒子の量を算出する（Ｓ２０６）。情報処理部１２は、当該距離が大きいほど測定地点に到達する成分ａの一次粒子の量が小さくなるような補正係数を用いてよい。
【００４７】
情報処理部１２は、前駆体ガスから変換される粒子の量を、当該発生源と測定地点との距離に応じて補正して、測定地点に到達する前駆体ガス由来の粒子の量を算出する（Ｓ２１６）。情報処理部１２は、当該距離が大きいほど測定地点に到達する成分ａの粒子の量が小さくなるような補正係数を用いてよい。Ｓ２１６において用いる補正係数は、Ｓ２０６において用いる補正係数と同一であってよく、異なっていてもよい。一次粒子が前駆体ガスよりも遠方まで到達しやすいことを考慮して、Ｓ２１６における補正係数は、距離に対する粒子量の減衰率が、Ｓ２０６における補正係数よりも大きくてよい。
【００４８】
情報処理部１２は、Ｓ２０６において算出した一次粒子量と、Ｓ２１６において算出した粒子量との和を算出する（Ｓ２１８）。Ｓ２１８で算出した粒子量が、当該発生源から排出された成分ａが、測定地点における成分ａの濃度に寄与する確率に対応する。情報処理部１２は、Ｓ２１８で算出した粒子量を、図３に示した各成分の排出量として用いてよい。
【００４９】
図７は、発生源データベース４０が記録する発生源プロファイルの他の例を示す図である。本例の発生源データベース４０は、それぞれの発生源と、測定地点との距離を示す情報を記録する。本例おける当該情報は、それぞれの発生源の位置情報である。位置情報は、緯度および経度を示す情報であってよく、他の情報であってもよい。自動車等のように、多数の個体が発生源となっている場合、当該発生源の位置情報は登録されていなくともよい。この場合、測定地点と発生源との距離情報は、発生源の種類ごとに予め設定された基準値を用いてよい。距離の当該基準値は０であってもよい。
【００５０】
本例の測定値取得部１０は、各成分の濃度の測定値と合わせて、測定地点の位置情報を取得する。発生源分析部３０は、測定地点の位置情報と、それぞれの発生源の位置情報とに基づいて、測定地点と発生源との距離を算出してよい。発生源分析部３０は、算出した距離情報を、図６に示したＳ２０６およびＳ２１６の処理に用いてよい。このような構成により、発生源分析装置１００は、測定地点と各発生源との距離を加味して発生源プロファイルを作成して、発生源の候補を抽出できる。
【００５１】
図８は、発生源分析装置１００の動作例を示すフローチャートである。測定値取得部１０は、所定の測定地点における各測定対象成分の測定値と、測定地点の位置情報とを取得する（Ｓ３０２）。次に、相関算出部２０が、測定対象成分の各組み合わせについて相関値を算出する（Ｓ３０４）。
【００５２】
次に、発生源分析部３０は、発生源データベース４０から、発生源プロファイルを取得する（Ｓ３０６）。発生源プロファイルには、各発生源における各成分の一次粒子および前駆体ガスの排出量、各発生源の位置情報、各発生源の状態変動を示す情報等が含まれてよい。
【００５３】
発生源分析部３０は、図６に示した処理方法によって、各発生源における各成分の排出量を補正する（Ｓ３０８）。発生源分析部３０は、補正した各成分の排出量に基づいて、当該測定地点で測定された各成分を排出した発生源の候補を抽出する（Ｓ３１０）。例えば、成分ａ、ｂの測定値間の相関値が相関基準値を超えている場合、発生源分析部３０は、距離等により補正された成分ａ、ｂの排出量がともに基準値以上の発生源を候補として抽出する。
【００５４】
なお発生源分析部３０は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に更に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。例えば、いずれかの測定対象成分の単独の測定値が、所定の濃度基準値を下回っている場合、当該成分の排出量が所定の排出基準値以上の発生源については、候補から除外する。当該成分の排出量は、図６に示した例のように、測定地点と各発生源との距離に応じて補正されていることが好ましい。
【００５５】
例えば、成分ａの測定値が所定の濃度基準値を下回っている場合、発生源分析部３０は、距離により補正された成分ａの排出量が所定の排出基準値以上の発生源については、候補から除外する。一例として、成分ａの測定値がほぼゼロのような場合、発生源分析部３０は、距離等により補正された成分ａの排出量が所定の排出基準値以上の発生源を除外する。
【００５６】
発生源分析部３０は、それぞれの測定対象成分の単独の測定値に基づいて、発生源の候補を一次抽出してよい。一次抽出は、上述したように、所定の発生源を候補から除外する処理であってよい。発生源分析部３０は、一次抽出した候補の中から、相関算出部２０が算出した相関値に基づいて発生源の候補を二次抽出する。このような処理により、より精度よく発生源の候補を抽出できる。
【００５７】
発生源分析部３０は、抽出した発生源の候補のそれぞれについて、測定地点で測定された微小粒子の濃度に対する寄与割合を算出する（Ｓ３１２）。例えば発生源分析部３０は、距離等により補正された排出量が大きい発生源ほど、当該測定地点に対する寄与割合を大きく算出してよい。Ｓ３１２においては、抽出した発生源の候補に対して、ＣＭＢ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍａｓｓ  Ｂａｌａｎｃｅ）法またはＰＭＦ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｆａｃｔｏｒｉｚａｉｔｉｏｎ）法等の公知の手法を用いて、寄与割合を算出してもよい。
【００５８】
このような処理により、各成分の測定値の相関値に基づいて、発生源の候補を抽出できる。また、発生源と測定地点との距離等を加味して、発生源の候補を抽出し、また、寄与割合を算出できる。
【００５９】
図９は、発生源分析装置１００の他の構成例を示す図である。本例の発生源分析装置１００は、気象データを外部から受け取り、発生源の候補の抽出または寄与割合の算出に用いる。他の構成は、図１から図８において説明したいずれかの態様の発生源分析装置１００と同一である。
【００６０】
情報処理部１２は、図６に示した処理において、気象データを用いてよい。また、他の例においては、特定の気象条件の場合には、発生源の候補の抽出が困難である旨を、表示部５０に表示させてもよい。例えば、風速が所定値以上の場合、風向きの変動頻度が一定頻度以上の場合、降雨量が一定量以上等のように、発生源における各成分の排出と、測定地点における各成分の濃度との相関が非常に小さくなることが想定される気象条件の場合、相関算出部２０は、当該気象条件を満たす時刻が含まれる時刻範囲における相関値を算出しない。また、発生源分析部３０は、当該気象条件を満たす時刻における発生源の候補を抽出しない。このような動作により、発生源の候補の信頼性を向上させることができる。
【００６１】
図１０は、発生源の候補の抽出方法の他の例を示す図である。本例の発生源分析部３０は、相関値の時系列データに更に基づいて、発生源の候補を抽出する。一例として、発生源分析部３０は、成分間の相関値が所定の相関基準値ｔｈを継続して超えている期間が、所定の期間基準値以上の場合に、当該成分の組み合わせを同時に排出する発生源が、測定地点から所定の距離内にあると判定する。
【００６２】
測定地点に対して所定の距離以上離れた発生源から排出された成分は、風向き等の条件により、測定地点に到達する割合が大きく変動する。これに対して、測定地点の近傍に発生源が存在する場合、当該発生源から排出された成分は、風向き等の条件が変動しても、測定地点に到達する割合の変動が小さい。このため、測定地点の近傍に発生源が存在する場合、当該発生源が同時に排出する成分間の相関値は、継続して高い値になる。発生源分析部３０は、相関値が所定の相関基準値ｔｈを継続して超えている期間が、所定の期間基準値以上の場合に、測定地点から所定の距離内にある発生源から候補を抽出してよい。
【００６３】
他の例においては、発生源分析部３０は、風向き等の気象条件の変動に基づいて、発生源の候補を抽出してよい。一例として発生源分析部３０は、風向きが変動した前後において相関値の変動が基準変動量より少ない場合、当該相関値に対応する成分の組み合わせを排出しており、且つ、測定地点からの距離が所定の距離内の発生源を候補として抽出する。発生源分析部３０は、風向きが変動した前後において、継続して相関値が基準相関値ｔｈ以上であることを条件としてもよい。
【００６４】
一方で、風向きが変動した前後において相関値の変動が基準変動量より大きい場合、発生源分析部３０は、当該相関値に対応する成分の組み合わせを排出する発生源であっても、測定地点からの距離が所定の距離以内の発生源は候補から除外してよい。発生源分析部３０は、風向きが変動した前後において、相関値が基準相関値ｔｈを横切ったことを条件としてもよい。この場合、相関値が基準相関値ｔｈ以上である期間においては、風上の方向に、当該相関値に対応する成分の組み合わせを排出する発生源が存在すると判定してもよい。また、相関値が基準相関値ｔｈより小さい期間においては、風上の方向には、当該相関値に対応する成分の組み合わせを排出する発生源が存在しないと判定してもよい。
【００６５】
図１０の例においては、成分ａ、ｂの相関値が継続して相関基準値ｔｈ以上となっているので、発生源分析部３０は、成分ａ、ｂを排出する発生源が、測定地点から所定の距離内にあると判定する。成分ｂ、ｃの相関値は、風向変化のタイミングで大きく変動しているので、発生源分析部３０は、成分ｂ、ｃを排出する発生源が、測定地点から所定の距離内にはないと判定する。また、風向きの変化前の期間においては、成分ｂ、ｃを排出する発生源が、風上の方向において、所定の距離より遠くに存在すると判定する。
【００６６】
図１１は、発生源の候補の抽出方法の他の例を示す図である。本例の発生源分析部３０は、相関値の変動に基づいて、発生源の候補を抽出する。一例として発生源分析部３０は、相関値の変動の傾きΔＣ／Δｔに基づいて、候補として抽出する発生源の測定地点からの距離範囲を算出する。相関値の変動の傾きは、相関値が相関基準値ｔｈを横切るときの傾きであってよい。
【００６７】
例えば発生源分析部３０は、相関値の傾きが大きいほど（急峻なほど）、測定地点からの距離が近い発生源を候補として抽出してよい。一例として、いずれかの発生源が、成分ａの一次粒子と、成分ｂの前駆体ガスとを排出している場合、測定地点に成分ａが到達するタイミングに比べて、成分ｂが到達するタイミングは遅延する。測定地点までの距離が大きくなり、遅延時間が大きくなるほど、相関値の傾きは小さくなる。
【００６８】
図１２は、本発明の一つの実施形態に係る発生源分析システム５００の構成例を示す図である。発生源分析システム５００は、発生源分析装置１００を備える。発生源分析装置１００は、図１から図１１において説明したいずれかの態様の発生源分析装置１００である。
【００６９】
発生源分析システム５００は、１つまたは複数の測定装置５１４を備える。それぞれの測定装置５１４は、所定の測定地点において、それぞれの測定対象成分の質量濃度を測定する。発生源分析装置１００は、測定装置５１４から、測定地点の位置情報および測定結果を受け取る。発生源分析装置１００は、それぞれの測定地点において、発生源の候補を抽出する。
【００７０】
本例の発生源分析システム５００においては、通信ネットワーク５１０を介して、発生源分析装置１００と、それぞれの測定装置５１４とが接続される。一例として通信ネットワーク５１０は、インターネットである。
【００７１】
本例の発生源分析システム５００においては、通信ネットワーク５１０を介して、１つまたは複数の端末５１２と、発生源分析装置１００とが接続される。端末５１２は、ユーザーのコンピュータ端末等である。端末５１２は、発生源分析装置１００に対して、いずれかの測定地点および時刻を指定して、発生源の候補を要求する。発生源分析装置１００は、当該要求に応じて、当該測定地点に対して抽出した発生源の候補を、端末５１２に通知する。
【００７２】
端末５１２は、成分を更に指定してもよい。この場合、発生源分析装置１００は、指定された成分に対応する発生源の候補を、端末５１２に通知する。このような構造により、それぞれの端末５１２は、測定値取得部１０、情報処理部１２および発生源データベース４０を有さずとも、発生源分析装置１００にアクセスすれば、任意の測定地点および時刻における発生源の候補の情報を取得できる。また、一つの発生源分析装置１００に、複数の測定地点における測定結果を蓄積できるので、複数の測定地点における測定結果を用いた発生源の分析も可能となる。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【００７５】
本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【００７６】
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【００７７】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【００７８】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【符号の説明】
【００７９】
１０・・・測定値取得部、１２・・・情報処理部、２０・・・相関算出部、３０・・・発生源分析部、４０・・・発生源データベース、５０・・・表示部、１００・・・発生源分析装置、５００・・・発生源分析システム、５１０・・・通信ネットワーク、５１２・・・端末、５１４・・・測定装置
【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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【図１２】
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