(57)【要約】【課題】天気を予報する天気予報システム、方法、およびそのためのコンピュータ・プログラム製品を提供すること。【解決手段】予報のためのコンピュータが、予報地域に対してグリッドを適用し、各グリッド・セルに対して天気予報を提供する。人口移動センサが、その地域における人口移動を感知する。スウォーム検出器が、地域の人口移動においてスウォーム活動を示すパターンを検出し、そこから、スウォーム検出器がスウォーム・パターンを予測する。計画モジュールが、地域の天気予報とスウォーム・パターンとを受け取り、予報地域に適用されているグリッドを調整するために、スウォーム経路の指示を、予報システムに提供する。【選択図】図５
2015521277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある地域に対してグリッド型の天気予報を提供する予報システムと、
前記地域における人口移動を感知する１つまたは複数の人口移動センサと、
前記人口移動において、スウォーム活動を示すパターンを検出し、前記スウォーム活動に応答してスウォーム・パターンを予測するスウォーム検出器と、
地域天気予報と前記スウォーム・パターンとを受け取る計画モジュールであって、前記予報システムが、前記計画モジュールからのスウォーム経路の指示に応答して、前記地域に適用されるグリッドを調整する、前記計画モジュールと、
を備えている天気予報システム。
【請求項２】
前記計画モジュールが、更に、天気に関係しない事象の指示を受け取り、それに応答して前記スウォーム経路の指示を前記予報システムに提供する、請求項１に記載の天気予報システム。
【請求項３】
前記予測されたスウォーム・パターンと現在のパターンにおけるセルとを相関させ、前記相関を前記計画モジュールに提供するグリッド相関検出器を更に備えている、請求項１に記載の天気予報システム。
【請求項４】
前記計画モジュールが、更に、調整された前記グリッドに基づく改訂された予報に応答して警告を生成する、請求項１に記載の天気予報システム。
【請求項５】
影響を受ける人口に告知する告知システムを更に備えており、前記計画モジュールは、前記影響を受ける人口に告知するために、前記警告を前記告知システムに提供する、請求項４に記載の天気予報システム。
【請求項６】
前記１つまたは複数の人口移動センサが少なくとも１つの固定センサを含む、請求項１に記載の天気予報システム。
【請求項７】
前記１つまたは複数の人口移動センサが少なくとも１つの移動センサを含む、請求項１に記載の天気予報システム。
【請求項８】
ある地域に対して天気を予報するステップであって、前記地域は、前記予報地域をセルに分割する住民中心のグリッドを用いてオーバレイされており、天気は、各前記セルの中の各地域に対して予報される、前記天気を予報するステップと、
前記セルの１つまたは複数において、１つもしくは複数の異なる場所へのまたは１つもしくは複数の異なる場所からの人口スウォーミングに関する指示を、モニタするステップと、
各指示に応答して、人口スウォームのために前記グリッドを改訂するステップと、
前記改訂されたグリッドでオーバレイされている前記地域を用いて、前記地域に対する天気を再度予報するステップと、
いったん人口スウォームが停止したときには、住民中心のグリッドを用いて前記天気を予報するステップに戻るステップと、
を含む、天気を予報する方法。
【請求項９】
指示をモニタするステップが、悪天候とスウォームとに関連する地域行動をモニタするステップを含む、請求項８に記載の天気を予報する方法。
【請求項１０】
悪天候の指示に応答して現在のおよび予想される人口スウォームの決定をリクエストするステップを含む、請求項９に記載の天気を予報する方法。
【請求項１１】
スウォームに関連する地域行動が、
スウォームの指示と、
前記地域における天気と無関係の事象の指示と、
を含む、請求項９に記載の天気を予報する方法。
【請求項１２】
前記スウォームの指示に応答して、
現在のスウォームの経路の決定をリクエストするステップと、
前記経路に沿った現在の天気予報をリクエストするステップと、
を含む、請求項１１に記載の天気を予報する方法。
【請求項１３】
前記天気と無関係の事象の指示に応答して、予想されるスウォームの経路の決定をリクエストするステップを含み、前記天気と無関係の事象は緊急事態の発生を含む、請求項１１に記載の天気を予報する方法。
【請求項１４】
天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ可読プログラム・コードがその上に記憶されている非一時的なコンピュータ使用可能な媒体を備えており、前記コンピュータ可読プログラム・コードが、前記コードを実行する１つまたは複数のコンピュータに、
ある地域に対して天気を予報するステップであって、前記地域は、前記予報地域をセルに分割する住民中心のグリッドを用いてオーバレイされており、天気は、各前記セルの中の各地域に対して予報される、前記天気を予報するステップと、
前記セルの１つまたは複数において、１つもしくは複数の異なる場所へのまたは１つもしくは複数の異なる場所からの人口スウォーミングに関する指示を、モニタするステップと、
各指示に応答して、人口スウォームのために前記グリッドを改訂するステップと、
前記改訂されたグリッドでオーバレイされている前記地域を用いて、前記地域に対する天気を再度予報するステップと、
いったん人口スウォームが停止したときには、住民中心のグリッドを用いて前記天気を予報するステップに戻るステップと、
を実行させる、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項１５】
指示をモニタするステップが、前記１つまたは複数のコンピュータが、悪天候とスウォームとに関連する地域行動をモニタするステップを含む、請求項１４に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１６】
悪天候の指示に応答して、前記１つまたは複数のコンピュータが、現在のおよび予想される人口スウォームの決定をリクエストする、請求項１５に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１７】
スウォームに関連する地域行動が、
スウォームの指示と、
前記地域における天気と無関係の事象の指示であって、緊急事態を含む、前記天気と無関係の事象の指示と、
を含む、請求項１５に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１８】
前記スウォームの指示に応答して、前記１つまたは複数のコンピュータが、現在のスウォームの経路の決定と現在の天気予報とをリクエストする、請求項１７に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１９】
前記天気と無関係の事象の指示に応答して、前記１つまたは複数のコンピュータが、予想されるスウォームの経路の決定をリクエストする、請求項１７に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２０】
天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ可読プログラム・コードがその上に記憶されているコンピュータ使用可能な媒体を備えており、前記コンピュータ可読プログラム・コードが、
ある地域に対してグリッド型の天気予報を提供するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段と、
前記地域における１つまたは複数の人口移動センサから人口情報を受け取るためのコンピュータ可読プログラム・コード手段と、
前記人口情報からスウォーム活動を示す移動パターンを検出するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段と、
前記スウォーム活動に応答してスウォーム・パターンを予測するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段と、
地域の天気予報と前記スウォーム・パターンとを受け取り、前記スウォーム経路の指示に応答して前記地域に適用されている天気予報グリッドを調整するグリッド型の天気予報を提供するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段と、
を含む、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項２１】
スウォーム活動を待機するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段を更に含む、請求項２０に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２２】
前記予測されるスウォーム・パターンと現在のパターンにおけるセルとを相関させるためのコンピュータ可読プログラム・コード手段を更に含む、請求項２０に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２３】
移動パターンを検出するための前記コンピュータ可読プログラム・コード手段が、前記地域において移動を生じさせる天気と無関係の事象を検出する、請求項２０に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２４】
調整された前記天気予報グリッドに基づく改訂された予報に応答して、目標が定められている警告を生成するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段を更に含む、請求項２０に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２５】
前記目標が定められている警告に応答して影響を受ける人口に告知するためのコンピュータ可読プログラム・コード手段を更に含む、請求項２４に記載の天気を予報するためのコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１０月３日にVictor FernandesCavalcante他によって出願された「SYSTEM, METHOD AND PROGRAM PRODUCTFOR PROVIDING POPULACE CENTRIC WEATHER FORECASTS」と題する米国特許出願第１３／２５１，８８９号（整理番号第ＹＯＲ９２０１１０５５４ＵＳ１号）と、２０１１年１０月１８日にVictor Fernandes Cavalcante他によって出願された「SYSTEM,METHOD AND PROGRAM PRODUCT FOR PROACTIVELY PROVISIONING EMERGENCY COMPUTERRESOURCES USING GEOSPATIAL RELATIONSHIPS」と題する米国特許出願第１３／２７５，３１３号（整理番号第ＹＯＲ９２０１１０５５５ＵＳ１号）と、２０１１年１１月７日にVictor Fernandes Cavalcante他によって出願された「SYSTEM,METHOD AND PROGRAM PRODUCT FOR FLOOD AWARE TRAVEL ROUTING」と題する米国特許出願第１３／２９０，３３４号（整理番号第ＹＯＲ９２０１１０５５６ＵＳ１号）とに関連する。なお、これらはすべて本発明の譲受人に譲渡されており、参照により本明細書に組み入れる。
【０００２】
本発明は、複数の地理的地域に関する天気予報を提供することに関し、より詳細には、広い地理的地域における人口移動に応答して天気予報を調整することに関する。
【背景技術】
【０００３】
天気予報は、大きな地理的地域にわたって、または、世界中にまで配置されたセンサから収集される天気データに基づく。広い地理的地域に対して天気を予報する際には、その地域にグリッドを重ね合わせることにより、その地域をより小さくより管理可能な単位に分割するのが典型的である。そうすると、いくつかの単位またはグリッド位置の間での天気データの関係は、例えばグリッドが付されている地域に対する有限要素モデル（ＦＥＭ）を用いて、いくつかの代数方程式で記述される。多くの場合、ＦＥＭは、相当な、過剰とさえ思える量のデータ処理リソースを必要とする。
【０００４】
更には、グリッドの分解能が高くなるにつれて、単位の数は増加し、ＦＥＭ方程式は更に複雑になり、それに対応して、天気予報を生成する際に、より多くのデータ処理リソースが消費される。データ処理に対する要求は、すべてのグリッド位置に対してリアルタイムでまたはタイミングを逃さずに予報を行うことを実行不可能にするほどである場合もあり得る。これは、一般的にそうであるように、予報結果が厳しい納期の影響を受けるときに、特に問題となる。一般的に適合細分化格子法（adaptive mesh refinement）（ＡＭＲ）として知られているのは、リアルタイムの予報を選択的に提供するのに用いられてきた、あるタイプの動的な細分化格子法である。
【０００５】
適合細分化格子法は、ある地域に対する低分解能のグリッドを用いて、開始する。天気図は、大まかな粗い初期予報を提供するための目の粗いセルを含む。特定のセルに対してより詳細な予報が必要である場合には、十分なデータおよび時間が利用可能であるならば、それらのセルが、更に精密化される。典型的には、精密化は、その地域におけるセンサの性能および数量に基づく、すなわち、より高性能なセンサがより多く配置されている地域に焦点が当てられる。B. Plale et al., "CASA and LEAD: Adaptive Cyberinfrastructure forReal-Time Multiscale Weather Forecasting," IEEE Computer Magazine, 2006には、センサ・ベースの精密化の一例が書かれているが、この論文では、センサに、つまりセンサの性能および数量に、グリッド精密化の焦点が合わせられている。しかし、センサ・ベースの精密化は、人間が存在している予報グリッドを精密化しない可能性があるし、まして、人間が向かっている予報グリッドを精密化することはない。
【０００６】
例えばセンサの配置またはそれ以外によって予報をする際に人口が考慮されるときであっても、例えば竜巻やハリケーンなどの悪天候や局所的な緊急事態の結果として、局所的な避難が必要となる状態が生じることがあり得る。最新技術による予報では、ある地域にグリッドを付すときに、これらの緊急事態を考慮しない。どのようにして地域住人がある地域から避難するかは、スウォーム（swarm）行動の一例であるが、状況、人口、および場所に依存して大きく変動し得る。避難とは、ほぼその定義によると、比較的人口密度の高い地域を比較的空のまたは密度がより低く人口が少ない地域にするということであるから、ある地域の一部からの避難が行われると、現在の天気予報はいずれも、陳腐かつ不適切なものとなる傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第１３／２５１，８８９号
【特許文献２】米国特許出願第１３／２７５，３１３号
【特許文献３】米国特許出願第１３／２９０，３３４号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】B. Plale et al., "CASA andLEAD: Adaptive Cyberinfrastructure for Real-Time Multiscale WeatherForecasting," IEEE Computer Magazine, 2006
【非特許文献２】Tatomir et al, "HierarchicalRouting in Traffic Using Swarm-Intelligence," Intelligent TransportationSystems Conference, 2006, ITSC '06, IEEE
【非特許文献３】Teodorovic, "TransportModeling by Multi-Agent Systems: a Swarm Intelligence Approach,"Transportation Planning and Technology, August 2003, Vol. 26, No. 4, pp.289-312
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
よって、流動的な人口分布を備えた大きな地域に対してリアルタイムの天気予報を効率的に提供する必要性が存在しており、より詳しくは、局所的な人口スウォーム行動に対処して天気予報を効率的かつ迅速に調整する必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの特徴は、人口スウォーム調整型の天気予報である。
【００１１】
本発明の別の特徴は、天気予報のための、人口スウォーム調整型のグリッド精密化である。
【００１２】
本発明の更に別の特徴は、大きな地域における移動型または流動的な人口がどのように局所的な条件に反応するかに対応する天気予報を提供することである。
【００１３】
本発明の更に別の特徴は、大きな地域における移動型または流動的な人口の必要性に対応して作成されており、かつ、地域の悪天候もしくはスウォーム活動など地域での行動および緊急事態のような天気と無関係の事象に対して人口がどのように反応しているか、または、どのように反応すると予測されるかに応じて調整されている、スウォーム調整型の予報を提供することである。
【００１４】
本発明は、天気予報システム、天気を予報する方法、およびそのためのコンピュータ・プログラム製品に関する。予報のためのコンピュータは、予報地域にグリッドを適用して、それぞれのグリッド・セルに対する天気予報を提供する。人口移動センサが、その地域における人口移動を感知する。スウォーム検出器が、スウォーム活動を示すパターンをその領域の人口移動において検出して、そのパターンからスウォーム・パターンを予測する。計画モジュールが、地域天気予報とスウォーム・パターンとを受け取り、その予報地域に適用されているグリッドを調整するために、スウォーム経路の指示を予報システムに提供する。
【００１５】
以上のおよびそれ以外の目的、態様、および利点は、次の図面を参照して以下で行われる本発明の好適実施形態に関する詳細な説明によって、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適実施形態によるスウォーム行動検出および早期警告（forewarning）システムの例を示す図である。
【図２】セルラ電話またはセル電話システムによってサービスを受ける地域におけるスウォーム・フローの例と局所的人口の検出とを示す図である。
【図３】広い地域に対する予報の精密化と本発明の好適実施形態による精密化とを比較している単純な例を示す図である。
【図４】広い地域に対する予報の精密化と本発明の好適実施形態による精密化とを比較している単純な例を示す図である。
【図５】好適な計画モジュールの動作の例を示す図である。
【図６】好適な交通最適化モジュールの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
当業者であれば理解するように、本発明の諸態様は、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品として、具体化され得る。従って、本発明の諸態様は、完全にハードウェアである実施形態、完全にソフトウェアである実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または、本明細書ではすべてを一般的に「回路」、「モジュール」、または「システム」と称されることがあるソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態、という形式を取り得る。更に、本発明の諸態様は、コンピュータ・プログラム製品という形式を取ることがあるが、このコンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ可読プログラム・コードが具体化された１つまたは複数のコンピュータ可読媒体として、具体化されている。
【００１８】
１つまたは複数のコンピュータ可読媒体のいずれかの組み合わせを用いることが可能である。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、これらに限定されることはないが、例えば電子、磁気、光、電磁気、赤外線、もしくは半導体のシステム、装置、もしくはデバイス、または以上のいずれかの適切な組み合わせであり得る。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）には、１つまたは複数のワイヤを有する電気的接続、ポータブル・コンピュータ・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もしくはＦｌａｓｈメモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、または以上のいずれかの適切な組み合わせが含まれる。本明細書のコンテキストにおいて、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって用いられるための、もしくはこれらと関連して用いられるためのプログラムを含む、または記憶することが可能な、いずれかの有形的な媒体であり得る。
【００１９】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドにおいてまたは搬送波の一部としてコンピュータ可読プログラム・コードが具体化されている伝搬データ信号を含むことがある。このような伝搬信号は、これらに限定されることはないが、電磁気的、光学的、またはそれらのいずれかの適切な組み合わせを含む任意の様々な形態を取り得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではないコンピュータ可読媒体であって、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって用いられるための、またはこれらと関連して用いられるためのプログラムを通信し、伝搬し、または搬送できるいずれかのコンピュータ可読媒体であり得る。
【００２０】
コンピュータ可読媒体において具体化されているプログラム・コードは、これらに限定されないが、無線、有線、光ファイバ・ケーブル、ＲＦなど、またはそれらのいずれかの適切な組み合わせを含むいずれかの適切な媒体を用いて、伝送され得る。
【００２１】
本発明の諸態様の動作を実行するためのコンピュータ・プログラム・コードは、Ｊａｖａ（Ｒ）、ＳｍａｌｌＴａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向型プログラミング言語と、「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き型プログラミング言語とを含む１つまたは複数のプログラミング言語のいずれかの組み合わせとして、書くことが可能である。プログラム・コードは、全体がユーザのコンピュータ上で実行される場合、スタンド・アロンのソフトウェア・パッケージとして一部がユーザのコンピュータ上で実行される場合、一部がユーザのコンピュータ上で実行され一部が遠隔コンピュータ上で実行される場合、または全体が遠隔コンピュータもしくはサーバ上で実行される場合があり得る。後者の構成においては、遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含むいずれかのタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続される場合があり、または（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを用いたインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続がなされる場合がある。
【００２２】
以下では、本発明の諸態様が、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャートによる図解またはブロック図あるいはその両方を参照して説明される。フローチャートによる図解またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびにフローチャートによる図解またはブロック図あるいはその両方におけるブロックの組み合わせはコンピュータ・プログラム命令によって実装可能であるということが理解されるだろう。これらのコンピュータ・プログラム命令が、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはそれ以外のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されることにより、マシンが生成されることがあり得るのであって、その結果として、コンピュータまたはそれ以外のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートもしくはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックで特定される機能／作用を実装するための手段を、生成させる。
【００２３】
これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、それ以外のプログラム可能なデータ処理装置、またはそれ以外のデバイスに特定の態様で機能するように命じることができるコンピュータ可読媒体に記憶させることが可能である。その結果として、コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて特定される機能／作用を実装する命令を含む製品を生じさせることになる。
【００２４】
コンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ、それ以外のプログラム可能なデータ処理装置、またはそれ以外のデバイスにロードし、コンピュータで実装されるプロセスを生成させるため、そのコンピュータ、それ以外のプログラム可能な装置、またはそれ以外のデバイスにおいて一連の動作ステップを実行させることが可能である。その結果、コンピュータまたはそれ以外のプログラム可能な装置で実行される命令は、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて特定される機能／作用を実装するプロセスを生じさせることになる。
【００２５】
次に図面を参照するが、より詳しくは、図１は、スウォーム調整がなされた人口中心の天気予報システム１００の一例を示している。このシステム１００では、予報システム１０２と計画モジュール１０４とが、共に、本発明の好適な実施形態により、検出されたスウォーム活動に基づいて、地域全体の天気を予報し、天気予報のための制約条件（constraints）を調整する。本発明において用いるように構成可能である適切な予報システム１０２の例としては、２０１１年１０月３日にVictor Fernandes Cavalcante他によって出願された「SYSTEM,METHOD AND PROGRAM PRODUCT FOR PROVIDING POPULACE CENTRIC WEATHER FORECASTS」と題する米国特許出願第１３／２５１，８８９号（整理番号第ＹＯＲ９２０１１０５５４ＵＳ１号）に記載されている住民中心予報システムがある。この米国特許出願を、以下ではCavalcanteと称する。なお、この米国特許出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、参照により本明細書に組み入れるものとする。Cavalcanteでは、地域に適用されている予報のためのグリッドが、人口集中に基づいて精密化されるのであるが、群衆が環境的なファクタにどのように応答する可能性があるかは考慮されない。
【００２６】
群衆のモデル化およびシミュレーションは、他の応用例に対しては考慮されてきたにもかかわらず、天気予報にはこれまで適用されていない。そのような他の応用例の従来の試みの例としては、システム・プラニング、大群衆および歩行者の行動理解、制約された環境における人間の動作の把握、群衆に条件を伝えるためのシステム能力の調整、ゲームおよび映画におけるキャラクタの行動の定義、およびロボット・システムのための動作パターンの実装などが含まれる。基本的に、これらの応用例およびシミュレーションは、群衆行動を近似するのに用いられてきた。エージェント・ベースのシミュレーション、ナビゲーション・フィールド、およびパーソナリティの特徴を用いることを含めて、複数の技術がこれまで試みられてきた。従来、これらの技術は、例えばドア、ゲート、および非常口のための位置を立案するために、緊急事態および待避状況において、群衆がどのように行動するかを理解することを助けるために、用いられていた。
【００２７】
しかし、好適なシステム１００は、人口スウォーム行動に基づくセル・メッシュ精密化により、関心対象である領域に対する予報を動的に精密化し、地域およびセルの全体に対して実行する。そのようにして、システム１００は、局所的なイベントを計画しそれに応答するために、詳細でスウォーム調整がなされたカスタムな天気予報を提供する。システム１００は、スウォーム行動を検出し、予測し、そして、オプションであるが、関心対象である現在の領域に関する情報および警告を、影響を受ける住民と（例えば、都市、街、近所など）領域の予報および計画システムに自動的に送る。よって、予め警告を受けた領域のシステムは、次に、交通など様々な局所的な条件をシミュレートし、例えば救助要員など予測される緊急サービスの配置を計画することができる。このように予め警告を受けることで、そのような配置は、人口移動の原因となる条件に応答するように、より的確に計画されることになる。その理由は、この場合の計画が、現在の群衆移動または与えられた計画対象期間の間の予測される群衆移動に反映されているスウォーム活動に基づくからである。
【００２８】
図面におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装例のアーキテクチャ、機能、および動作を図解していることに注意すべきである。この点に関し、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、特定の論理的な機能を実装するための１つもしくは複数の実行可能な命令を含む、コードのモジュール、セグメント、または一部を表し得る。いくつかの別の実装例では、ブロックに記載されている機能が図面に記載されている順序とは異なる順序で生じることがあり得る、ということにも注意すべきである。例えば、２つのブロックが連続して示されている場合に、関係する機能に応じて、実際は、それらが実質的に同時に実行される、または、それらのブロックが時には逆の順序で実行されることがあり得る。ブロック図またはフローチャートによる図解あるいはその両方の各ブロックと、ブロック図またはフローチャートによる図解あるいはその両方における複数のブロックの組み合わせとは、特定の機能もしくは作用または専用のハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせを実行する専用のハードウェア・ベースのシステムによって実装可能であることにも注意すべきである。
【００２９】
図１の例にもまた示されているように、好適なシステム１００は、局所的な人口１０８の中のユーザにその地域に対する警告１１０を告知する告知システム１０６を含む。スウォーム検出器１１２は、その地域におけるセンサ１１４によって検出される行動から、人口１０８のスウォーム経路を検出し、算出する。スウォーム検出器１１２は、予測される住民の位置と住民の行動１１６を、好適な計画モジュール１０４に送る。スウォーム検出器１１２は、また、予測される住民に基づいて、例えばそれ以外の場合にはカバレッジが低い領域などのスウォーム位置に、いずれかの移動センサ１１４を再方向付けする。グリッド／領域相関検出器１１８は、スウォーム経路／行動とグリッド・セルとを相関して、危険領域の中の地域と他の領域との間の地理空間的・時間的な相関を決定する。計画モジュール１０４は、この地理空間的・時間的な相関に基づいて、更に分解するセルを識別し、例えば改訂されたグリッドなどの精密化された予報のための決定を、予報システム１０２に送る。複数の独立したコンピュータに存在するように示されているが、サブシステム１０２、１０６、モジュール１０４、および検出器１１２は、１つまたは複数の個別のコンピュータにおいて同じ場所に配置することが可能であることが理解される。更に、通信が直接接続によって示されているが、通信はシステム要素１０２〜１０６、１１９〜１１８を相互に接続するネットワークを経由する場合もあり得ることが、更に理解される。
【００３０】
オプションであるが、システム１００は、天気に関係する事象の予報に加えて、例えば地震、石油パイプラインの漏れ、車両事故、およびバイオハザードなど、他のタイプの予定されていないまたは予測されていないあるいはその両方の事象に関して、局所的な住民に警告を発し緊急誘導を提供するように備えられることもあり得る。いったん特定の予報が完成すると、告知システム１０６は、関係する地域の人口１０８に、例えば複数の異なる媒体を用いて、個別に、または好ましくは同時的に、警告を発する。これらの媒体には、限定を意味しないが、音響媒体（例えば、ラジオ）、動画媒体（例えば、テレビ）、セルラ／テキスト／インターネット・プロトコル（ＩＰ）ベースの媒体（例えば、チャットまたはテキスト・メッセージング）、およびソーシャル・ネットワーキング・ウェブサイト（例えば、フェイスブックおよびツイッター）などが含まれ得る。
【００３１】
従来なされていたような注意深い計画なしに、これらの警告を一般的な人口に向けてランダムにブロードキャストすると、例えば避難ルートの邪魔になる交通渋滞を引き起こすことなどにより、それ以外の緊急事態を悪化させるおそれがある。しかし、有利な点として、好適なシステム１００は、意思決定を下す者に、リアルタイムでの危険地域の明確な全体像と、その全体像が特定の事象の間およびその後にどのように変化する可能性があるかに関する明確な表示とを提供する。このようにして、当局は、それらの事象の管理がなされていないことに伴う問題の発生を減少させるように作業することが可能であり、主にその事象自体によって影響を受けるまたはその事象の余波によって影響を受けるおそれがある人々に向けて、宛先が明確な警告を提供することができる。
【００３２】
図２は、図１の例の好適な実施形態の適用に関して、セルラ電話（cellularphone）またはセル電話（cell phone）システムによってサービスを受ける地域における局所的な人口１０８のスウォーム・フローの一例を示している。この例のフロー・センサ１１４は、（例えば、専用センサやセル・タワーなどのような）固定センサ１１４−ｆと、例えば１人または複数の移動セル電話ユーザのような移動センサ１１４−ｍとの両方を含む。
【００３３】
典型的なセル電話ネットワークにおいて、ネットワークによるサービスの対象である地域は複数のセルに分割され、各セルはセル電話タワー１１４−ｆによるサービスの対象であり、いったん接続されると、電話をかけ、受信する。典型的には、特定のセルにおけるセル電話は、それぞれのタワー１１４−ｆを通じてネットワークに接続する。各セル電話がある特定のセルに入ると、その電話は、タワー１１４−ｆに登録し、原則的にタワー１１４−ｆを通じてネットワークに接続する。このように、各特定のタワー１１４−ｆは、接続されている側のセル電話のすべてを認識し、接続している側のセル電話も同様に認識しており、従って、タワーは、セルの人口と人口の変化とを認識している。
【００３４】
移動センサ１１４−ｍが、そうでなければカバレッジが低い領域に派遣され、それにより、場所的な感知精度を補うことがある。移動センサ１１４−ｍは、例えばビデオ監視や公共ＷｉＦｉなどのように直近の場所における住民移動／可動性をモニタするのに適している固定センサと、例えば移動ホット・スポットなどを含む可動センサとの両方を含む。このように、移動センサ１１４−ｍは、例えば、近い将来の天気／事象に備えて、または、緊急事態に応答してオンザフライでリアルタイムに、固定センサ１１４−ｆのカバレッジが低い領域に対して配分することが可能である。半正定値計画（ＳＤＰ）緩和などの適切で標準的な最適化法を、群衆の十分な部分に及ぶように最適な移動センサ１１４−ｍの配分を決定するのに、用いることができる。
【００３５】
各セルは、セル人口の変化を追跡して報告するが、これは、各セルが、通常、典型的に行うことである。携帯電話（cell phone）システムは、携帯電話ユーザの移動に基づいて、地域全体（entirearea）について人口移動データを収集することができる。このようにして、十分な移動センサ１１４−ｍを用いて固定センサ１１４−ｆ情報が補完されることにより、そのデータが、当該地域においてスウォームが生じる場合に、スウォームを予測するのに用いられ得る。こうして、本発明をある地域に適用することによって、責任を有する地域当局が、天気に関係するおよび天気には関係しない事象（例えば、緊急事態など）に応答して発生／進行しつつあるスウォーム型の行動を管理して、迅速で、はるかにより安全な結論に到達することが容易になる。ルートの推奨は、現在の判断された群衆経路と予測される経路とを比較することによって、そして更には、例えば交通渋滞が存在しないなど、その現在の経路を交通が円滑に流れているかどうか、によって、検証することができる。
【００３６】
好適な予報システム１０２は、元の地域と精密化がなされた（refined）セルとに対する環境的な予報を、計画モジュール１０４に提供する。環境的な予報には、例えば、天気予報、洪水予測、および交通フロー予報が含まれ得る。予報システム１０２は、例えば天気センサ（図示せず）から収集されたデータと、例えばCavalcanteによって説明されているようなコンピュータ・シミュレーションとの組み合わせに基づいて、予報を行う。計画モジュール１０４は、その調整に従って地域をグリッド化し予報を精密化するために、予報システム１０２にスウォーム予測人口調整を提供する。あるいは、計画モジュール１０４は、グリッドを改訂して、改訂されたグリッドを予報システム１０２に提供することができる。現在の住民の密度１１６とグリッド／領域補正検出器１１８からの地理的空間的で一時的な補正とに導かれて、計画モジュール１０４は、また、影響を受ける領域の人口１０８に告知システム１０６から与えられる一連の目標が定められた警告１１０を生成する。
【００３７】
図３〜図４は、広い地域１２０に対する予報の精密化を比較している単純な例を示しており、Cavalcanteによって説明されているグリッド精密化と、本発明の好適な実施形態によるスウォーム検出および精密化とが比較されている。当初のイテレーション（iteration）では、３行３列（３ｘ３）の正方形のセルによるグリッドが、広い地域１３０の上にオーバレイされている。図３の人口中心の例では、第１の粗いイテレーションの後で、セル１２２、１２４には完成とマークが付されており、セル１２６、１２８はマークが付されないままになっている。例えば都市、村、または何らかのそれ以外の静的もしくは一時的な人間活動を含み得るセル１２６、１２８が、より包括的な予報のために、更に精密化される。各イテレーションにより、マークの付されていない地域に対して、これらの地域をグリッド化してますます小さな地理的領域に対して天気を予報するために、（例えば、固定された人口および予定されているイベントなどの）静的データと（例えば、一時的な人口および歴史的イベントなどの）動的データとからの情報に重み付けを行うことによって、優先順位を付けることが可能である。
【００３８】
よって、第１のイテレーションの後で、グリッドは、マークの付されていない各セル１２６、１２８だけに対する１組のサブ領域を用いて、すなわち、局所的に高い分解能を有する３行３列のグリッドを用いて、精密化される。予報は、第２のイテレーションにおいて、より精密化されたグリッドを用いることで、更に精密化され、精密化されたグリッド・セル１３０に対する予報が完成する。第３であり最後のイテレーションでは、マークが付されていないセル１３２が、更に小さな３行３列のグリッドを用いて、グリッドを更に精密化する。緊急事態や（例えばスウォーム行動の開始など）予測されていない移動のような予測されていない天気と無関係の事象の発生は、少なくとも、１回または複数回のイテレーションにおける変化に相当するほど十分にその地域の人口分布を変更するまで、Cavalcanteによっては、考慮されていない。
【００３９】
しかし、図４の例に示されているように、好適なシステム１００は、スウォームが検出され、影響を受ける粗いグリッド・セル１２４、１２６において形成されることが予測されるグリッドを精密化することによって、予測されない事象１３４に反応する。第２のイテレーションでは、局所的により高い分解能を有する３行３列のグリッドを用いてセル１２６、１２８におけるグリッドを精密化することに加え、事象に隣接するまたは事象によって影響を受ける地域におけるセル１２４も、同様に精密化される。更に、次の／最終的なイテレーションでは、セル１３２におけるより精密化されたグリッドに加えて、より分解能が高く、より精密化されたグリッドが、セル１３６においても同様に用いられる。
【００４０】
図５は、図１のシステム１００を参照しながら、本発明の好適な実施形態による好適な計画モジュール１０４の動作１４０の例を示している。好ましくは、好適な計画モジュール１０４は、トリガが到着する１４４まで、例えば待機する１４２など休眠状態にある。典型的には、行動トリガ１４６と２つのタイプの事象トリガ１４８、１５０の３つのタイプのトリガが存在する。スウォーム活動が識別されると、天気１４８および局所的活動１５０とは独立に、計画モジュール１０４がトリガされる１４６。スウォーム活動が存在しないときには、悪天候１４８または緊急事態１５０あるいはその両方の発生が、計画モジュール１０４をトリガする。トリガ１４６、１４８、１５０のタイプが、計画モジュール１０４の応答を決定する。計画モジュール１０４は、スウォーム行動をスウォーム検出器１１２にリクエストし天気予報を予報システム１０２にリクエストすることによって、スウォーム活動１４６と悪天候１４８との両方のトリガに応答する。なお、各リクエストの順序はトリガ１４６、１４８に依存する。計画モジュール１０４は、緊急事態トリガ１５０には、スウォーム行動をスウォーム検出器１１２にリクエストすることによって、応答する。すなわち、この場合には、天気はリクエストされないことがあり得る。
【００４１】
スウォーム検出器１１２は、地域住民の現在位置を検出し、スウォーム活動に起因する一般的な人口における旅行／移動をモニタし、スウォームの初期条件を見いだすことに応答してトリガ１４６を提供する。トリガ１４６が、スウォーム行動が検出されたことを示すと、計画モジュール１０４は、例えばスウォーム経路など予想されるスウォーム行動を予測するために、リクエスト１５２をスウォーム検出器１１２に戻す。
【００４２】
スウォーム活動をモニタするか、リクエスト１５２に応答するかにかかわらず、スウォーム検出器１１２は、人口移動を分析し、スウォーム行動をシミュレートすることによって、例えば一般的な移動やフローなどのトレンドを予測する。スウォーム行動を検出または予測し、人口移動（スウォーム活動）を識別するための適切なそのようなモデルは、Tatomir et al, "Hierarchical Routing in Traffic UsingSwarm-Intelligence," Intelligent Transportation Systems Conference, 2006,ITSC '06, IEEEおよびTeodorovic, "Transport Modelingby Multi-Agent Systems: a Swarm Intelligence Approach," TransportationPlanning and Technology, August 2003, Vol. 26, No. 4, pp. 289-312に記載されている。これらの文献は、共に、参照によって本明細書に組み入れるものとする。オプションであるが、スウォーム検出器１１２は、例えば移動またはフローなど一般的な人口応答を予測する際の移動傾向を反映する履歴データ１５６を含むことがあり得る。一般的な移動またはフローがスウォーム行動を示しているときには、スウォーム検出器１１２は、スウォーム・トリガ１４６を計画モジュール１０４に提供する。
【００４３】
計画モジュール１０４は、例えば多数の旅行者が予想される地域など、予測されるスウォーム行動に基づいて、危険地域１５８を識別する。計画モジュール１０４は、例えば算出されたスウォーム・フローに基づいてグリッドが付されている地域を用いて、これらの危険地域に対する天気および洪水予測を、予報システム１０２にリクエストする１６０。計画モジュール１０４は、予報を受け取る１６２と、その結果を、最適な交通フローに逐次的に到着するように、交通最適化モジュール１６４に送る。
【００４４】
トリガ１４８が洪水または悪天候が検出されたことを示すと、計画モジュール１０４は、例えば図４の例に示されているように、例えば算出されたスウォーム・フローに基づいてグリッドが付されている地域を用いて、そのような危険地域に向けられた予報システム１０２からの天気および洪水予測に対するリクエスト１６０を戻す。計画モジュール１０４が予報を受け取る１６２と、予想されるスウォーム行動を予測する１５６ために、リクエスト１５２がスウォーム検出器１１２に送られる。再び、計画モジュール１０４は、悪天候またはいずれかの洪水もしくはその両方の間に、最適な交通フローに逐次的に到達するように、結果を交通最適化モジュール１６４に送る。
【００４５】
上述したように、トリガ１５０が、緊急事態が発生しつつあることを示す場合には、天気は無視される。計画モジュール１０４は、予想されるスウォーム行動１５４を予測するために、リクエスト１５２を、スウォーム検出器１１２に戻す。計画モジュール１０４は、予測されるスウォーム行動に基づいて危険地域１５８を識別し、緊急事態の間に最適な交通フローに逐次的に到着するように、その結果を交通最適化モジュール１６４に送る。
【００４６】
図６は、交通最適化モジュール１６４の例を示している。各イテレーションにおいて、交通シミュレータ１６４０が、危険地域における交通をシミュレートする。シミュレーションのイテレーション１６４０が、例えば交通渋滞または危険な状況など受け入れられない結果を提供する場合１６４２には、交通シミュレーションの条件が逐次的に修正され１６４４、交通フローが改善されるか、または危険地域周辺の交通が別ルートに変更されるか、あるいはその両方である。例えば、多人数乗車車両（ＨＯＶ）レーンが開放されるかまたは反転され、危険地域を通過する交通が容易化される、双方向通行可能な道路が一方通行に変換され、一方通行の道路における方向が選択的に反転される、交通信号のタイミングが変更され再同期される、警告の宛先が変更される（例えば、より多い／より少ない地域旅行者に）またはそうでなくとも修正される、および緊急応答車両が派遣される、などがあり得る。交通最適化モジュール１６４は、修正された条件下で交通シミュレーション１６４０を再度実行し、結果が受け入れ可能となるまで、再度チェックを行う１６４２。交通最適化モジュール１６４が、受け入れ可能なプランを見つけ１６４２、そのプランを実行する１６４６と、図５におけるように、計画モジュール１０４は、待機状態１４２に戻る。
【００４７】
このようにして、有利なことには、本発明は、例えば極端な天気事象が局所的な住民により深刻な影響を有するような地域など優先度の高い領域に対して、より正確でスウォームを考慮した結果が得られるように、予報および計画を容易にする。予報資源の優先順位化により、天気および緊急事態の効果を予報およびシミュレートするための計算およびストレージ資源要件が軽減される。また、好適なシステム１００は、意思決定者に、危険地域のリアルタイムでの明確な全体像と、特定の事象の間および特定の事象の後にその全体像がどのように変化する可能性があるかに関する明確な表示とを提供する。こうして、本発明によると、当局は、その事象自体またはその事象の結末によって影響を受け得る人々に基本的に向けられており目標が定められた警告を提供することにより、そのような事象が管理されていない場合に生じる問題の発生を減少させることが可能になる。
【００４８】
以上では本発明を好適な実施形態に即して説明してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲の精神および範囲に属する変更を行いながら本発明を実施することが可能であることを、認識するであろう。そのような改変および変更はすべて添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されている。従って、例および図面は、限定のためのものではなく、むしろ例証のためのものであると見なされるべきである。
【図１】
2015521277.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月27日(2014.11.27)
【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】
天気を予報するためのシステムであり、
ある地域に対してグリッド型の天気予報を提供する予報システムと、
前記地域における人口移動を感知する１つまたは複数の人口移動センサと、
前記人口移動において、スウォーム活動を示すパターンを検出し、前記スウォーム活動に応答してスウォーム・パターンを予測するスウォーム検出器と、
地域天気予報と前記スウォーム・パターンとを受け取る計画モジュールであって、前記予報システムが、前記計画モジュールからのスウォーム経路の指示に応答して、前記地域に適用されるグリッドを調整する、前記計画モジュールと、
を備えているシステム。
【請求項２】
前記計画モジュールが、更に、天気に関係しない事象の指示を受け取り、それに応答して前記スウォーム経路の指示を前記予報システムに提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記予測されたスウォーム・パターンと現在のパターンにおけるセルとを相関させ、前記相関を前記計画モジュールに提供するグリッド相関検出器を更に備えている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記計画モジュールが、更に、調整された前記グリッドに基づく改訂された予報に応答して警告を生成する、請求項１乃至３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
影響を受ける人々に告知する告知システムを更に備えており、前記計画モジュールは、前記影響を受ける人々に告知するために、前記警告を前記告知システムに提供する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記１つまたは複数の人口移動センサが少なくとも１つの固定センサを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記１つまたは複数の人口移動センサが少なくとも１つの移動センサを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
システムにより天気を予報するための方法であり、
前記システムがある地域に対して天気を予報するステップであって、前記地域は、前記予報地域をセルに分割する住民に基づいたグリッドを用いてオーバレイされており、天気は、各前記セルの中の各地域に対して予報される、前記天気を予報するステップと、
前記システムが前記セルの１つまたは複数において、１つもしくは複数の異なる場所へのまたは１つもしくは複数の異なる場所からの人口スウォーミングに関する指示を、モニタするステップと、
前記システムが各指示に応答して、人口スウォームのために前記グリッドを改訂するステップと、
前記システムが前記改訂されたグリッドでオーバレイされている前記地域を用いて、前記地域に対する天気を再度予報するステップと、
いったん人口スウォームが停止したことに応答して、前記システムが住民に基づいたグリッドを用いて前記天気を予報するステップに戻るステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
前記指示をモニタするステップが、悪天候とスウォームとに関連する地域行動をモニタするステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
悪天候の指示に応答して現在のおよび予想される人口スウォームの決定をリクエストするステップを更に含む、請求項９に記載の天気を予報する方法。
【請求項１１】
前記スウォームに関連する地域行動が、
スウォームの指示と、
前記地域における天気と無関係の事象の指示と、
を含む、請求項９又は１０に記載の天気を予報する方法。
【請求項１２】
前記スウォームの指示に応答して、
現在のスウォームの経路の決定をリクエストするステップと、
前記経路に沿った現在の天気予報をリクエストするステップと、
を更に含む、請求項１１に記載の天気を予報する方法。
【請求項１３】
前記天気と無関係の事象の指示に応答して、予想されるスウォームの経路の決定をリクエストするステップを更に含み、前記天気と無関係の事象は緊急事態の発生を含む、請求項１１に記載の天気を予報する方法。
【請求項１４】
コンピュータに実行されるコンピュータ・プログラムであり、実行されることにより前記コンピュータを請求項８乃至１３のいずれかに記載の方法を実行するシステムとして機能させるコンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】
2015521277.tif 000009