(57)【要約】【課題】雷害故障数を小さなエリア毎に精度良く予測する。【解決手段】雷害故障数予測装置１０は、各エリアの設備密度を算出するエリア毎設備密度算出部１００と、エリア間を横断する電線の数を算出するエリア間横断電線数算出部１０１と、各エリアの落雷数を算出するエリア毎落雷数算出部１０２と、エリア間横断電線数と落雷数とエリアデータベース２０３に収められたエリア情報とを用いて、エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度をエリア毎に算出するエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３と、落雷密度と設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数をエリア毎に算出するエリア毎雷害故障数予測算出部１０４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
落雷故障数を予測する複数のエリアの設備密度を、エリアデータベースに収められたエリア情報と設備データベースに収められた設備情報とからエリア毎に算出するエリア毎設備密度算出手段と、
エリア間を横断する電線の数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と電線データベースに収められた電線情報とから算出するエリア間横断電線数算出手段と、
各エリアの落雷数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と落雷データベースベースに収められた落雷情報とから算出するエリア毎落雷数算出手段と、
前記エリア間横断電線数算出手段が算出したエリア間横断電線数と前記エリア毎落雷数算出手段が算出した落雷数と前記エリアデータベースに収められたエリア情報とを用いて、エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度をエリア毎に算出するエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段と、
このエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段が算出した落雷密度と前記エリア毎設備密度算出手段が算出した設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数をエリア毎に算出する雷害故障数予測算出手段とを備えることを特徴とする雷害故障数予測装置。
【請求項２】
請求項１記載の雷害故障数予測装置において、
前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段は、
落雷密度を算出しようとする対象エリアを一つ抽出する対象エリア抽出手段と、
前記エリアデータベースに収められたエリア情報に基づいて、前記対象エリアに誘導雷の影響を与える影響エリアを特定する影響エリア特定手段と、
前記影響エリアと隣接する隣接エリアのうち、前記対象エリアにより近い隣接エリアについて隣接エリアの落雷数に前記影響エリアへの落雷による誘導雷の数を加えた誘導雷影響追加落雷数を算出することを、影響エリア毎に実施する誘導雷影響追加落雷数手段と、
前記対象エリアの誘導雷影響追加落雷数をこの対象エリアの面積で除した落雷密度を算出する密度算出手段とからなり、
前記対象エリア抽出手段と前記影響エリア特定手段と前記誘導雷影響追加落雷数手段と前記密度算出手段とは、エリア毎に処理を行うことを特徴とする雷害故障数予測装置。
【請求項３】
請求項２記載の雷害故障数予測装置において、
前記誘導雷影響追加落雷数手段は、前記影響エリアに落ちた雷の誘導雷が電線を伝わって前記隣接エリアに伝わる確率を電線一本あたりｐとし、前記影響エリアと前記隣接エリアのエリア間横断電線数をＣ（ｋ，ｊ）、前記影響エリアの落雷数をＬ（ｋ）、前記隣接エリアの落雷数をＬ（ｊ）としたとき、前記影響エリアと前記隣接エリアにまたがる少なくとも一本以上の横断電線を誘導雷が伝わる確率Ｐ（ｋ，ｊ）を、Ｐ（ｋ，ｊ）＝１−（１−ｐ）C(k,j)により算出し、前記隣接エリアの誘導雷影響追加落雷数をＬ（ｊ）＋Ｌ（ｋ）×Ｐ（ｋ，ｊ）により算出することを特徴とする雷害故障数予測装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の雷害故障数予測装置において、
前記雷害故障数予測算出手段は、
前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段が算出したエリアの落雷密度をＬｄ（ｉ）、前記エリア毎設備密度算出手段が算出したエリアの設備密度をＥｄ（ｉ）、所定の回帰係数をｋ、所定の回帰乗数をｅ，ｌとしたとき、エリアの雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）をＮｄ（ｉ）＝ｋ×Ｅｄ（ｉ）e×Ｌｄ（ｉ）lにより算出する雷害故障密度算出手段と、
この雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）に当該エリアの面積を掛けることで雷害故障数を算出する故障数算出手段とからなることを特徴とする雷害故障数予測装置。
【請求項５】
落雷故障数を予測する複数のエリアの設備密度を、エリアデータベースに収められたエリア情報と設備データベースに収められた設備情報とからエリア毎に算出するエリア毎設備密度算出ステップと、
エリア間を横断する電線の数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と電線データベースに収められた電線情報とから算出するエリア間横断電線数算出ステップと、
各エリアの落雷数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と落雷データベースベースに収められた落雷情報とから算出するエリア毎落雷数算出ステップと、
前記エリア間横断電線数算出ステップで算出したエリア間横断電線数と前記エリア毎落雷数算出ステップで算出した落雷数と前記エリアデータベースに収められたエリア情報とを用いて、エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度をエリア毎に算出するエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップと、
このエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップで算出した落雷密度と前記エリア毎設備密度算出ステップで算出した設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数をエリア毎に算出する雷害故障数予測算出ステップとを備えることを特徴とする雷害故障数予測方法。
【請求項６】
請求項５記載の雷害故障数予測方法において、
前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップは、
落雷密度を算出しようとする対象エリアを一つ抽出する対象エリア抽出ステップと、
前記エリアデータベースに収められたエリア情報に基づいて、前記対象エリアに誘導雷の影響を与える影響エリアを特定する影響エリア特定ステップと、
前記影響エリアと隣接する隣接エリアのうち、前記対象エリアにより近い隣接エリアについて隣接エリアの落雷数に前記影響エリアへの落雷による誘導雷の数を加えた誘導雷影響追加落雷数を算出することを、影響エリア毎に実施する誘導雷影響追加落雷数ステップと、
前記対象エリアの誘導雷影響追加落雷数をこの対象エリアの面積で除した落雷密度を算出する密度算出ステップとからなり、
前記対象エリア抽出ステップと前記影響エリア特定ステップと前記誘導雷影響追加落雷数ステップと前記密度算出ステップとは、エリア毎に処理を行うことを特徴とする雷害故障数予測方法。
【請求項７】
請求項６記載の雷害故障数予測方法において、
前記誘導雷影響追加落雷数ステップは、前記影響エリアに落ちた雷の誘導雷が電線を伝わって前記隣接エリアに伝わる確率を電線一本あたりｐとし、前記影響エリアと前記隣接エリアのエリア間横断電線数をＣ（ｋ，ｊ）、前記影響エリアの落雷数をＬ（ｋ）、前記隣接エリアの落雷数をＬ（ｊ）としたとき、前記影響エリアと前記隣接エリアにまたがる少なくとも一本以上の横断電線を誘導雷が伝わる確率Ｐ（ｋ，ｊ）を、Ｐ（ｋ，ｊ）＝１−（１−ｐ）C(k,j)により算出し、前記隣接エリアの誘導雷影響追加落雷数をＬ（ｊ）＋Ｌ（ｋ）×Ｐ（ｋ，ｊ）により算出することを特徴とする雷害故障数予測方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の雷害故障数予測方法において、
前記雷害故障数予測算出ステップは、
前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップで算出したエリアの落雷密度をＬｄ（ｉ）、前記エリア毎設備密度算出ステップで算出したエリアの設備密度をＥｄ（ｉ）、所定の回帰係数をｋ、所定の回帰乗数をｅ，ｌとしたとき、エリアの雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）をＮｄ（ｉ）＝ｋ×Ｅｄ（ｉ）e×Ｌｄ（ｉ）lにより算出する雷害故障密度算出ステップと、
この雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）に当該エリアの面積を掛けることで雷害故障数を算出する故障数算出ステップとからなることを特徴とする雷害故障数予測方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする雷害故障数予測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落雷による通信装置などの設備の故障数を予測する雷害故障数予測装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展により、仕事や生活における通信ネットワークへの依存度が高まっている。それに伴い、設備故障に伴う通信ネットワークの停止による社会への影響が大きくなり、早期復旧の体制確保など通信ネットワークの信頼性の向上が求められている。設備故障を引き起こす主要な要因として雷が問題となっているが、自然現象である落雷の発生頻度は地域や時期により大きく異なり予測が難しいため、早期復旧のための要因や補修部品を効率よく確保する事が困難である。
【０００３】
従来、雷害故障発生時の早期復旧体制構築を可能とするために、所定のエリアにおける落雷頻度や設備密度などを考慮して任意期間における雷害故障の発生を予測する技術が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
雷害には、落雷（直撃雷）の衝撃や高電圧による故障の他に、落雷により発生した雷サージが電線を伝わって設備を壊す誘導雷による故障があることが知られている。誘導雷は電線などを伝わって広範囲にひろがり、落雷地点から３ｋｍ程度離れた場所でも故障が起きた事例も紹介されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５６２０号公報
【特許文献２】特開２００９−１５４５０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】妹尾  堅一郎編，雷害リスク低減コンソーシアム著，「急増する新型被害への対策  雷害リスク  ネットワークと情報資産のリスクマネジメント」，ダイヤモンド社，ｐ．３８−４０，２００３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に開示されているように雷害には、落雷の衝撃や高電圧による故障の他に、誘導雷による故障がある。しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示されている従来技術は所定のエリア内の落雷頻度をパラメータとして雷害故障数を予測するため、近傍エリアの誘導雷の影響を考慮することができない。このため、例えば幅数百メートル程度の小さなエリアごとの雷害故障数を予測する場合に、精度よく予測できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、雷害故障数を小さなエリア毎に精度良く予測することができる雷害故障数予測装置、方法およ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】
【０００９】
本発明の雷害故障数予測装置は、落雷故障数を予測する複数のエリアの設備密度を、エリアデータベースに収められたエリア情報と設備データベースに収められた設備情報とからエリア毎に算出するエリア毎設備密度算出手段と、エリア間を横断する電線の数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と電線データベースに収められた電線情報とから算出するエリア間横断電線数算出手段と、各エリアの落雷数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と落雷データベースベースに収められた落雷情報とから算出するエリア毎落雷数算出手段と、前記エリア間横断電線数算出手段が算出したエリア間横断電線数と前記エリア毎落雷数算出手段が算出した落雷数と前記エリアデータベースに収められたエリア情報とを用いて、エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度をエリア毎に算出するエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段と、このエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段が算出した落雷密度と前記エリア毎設備密度算出手段が算出した設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数をエリア毎に算出する雷害故障数予測算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の雷害故障数予測装置の１構成例において、前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段は、落雷密度を算出しようとする対象エリアを一つ抽出する対象エリア抽出手段と、前記エリアデータベースに収められたエリア情報に基づいて、前記対象エリアに誘導雷の影響を与える影響エリアを特定する影響エリア特定手段と、前記影響エリアと隣接する隣接エリアのうち、前記対象エリアにより近い隣接エリアについて隣接エリアの落雷数に前記影響エリアへの落雷による誘導雷の数を加えた誘導雷影響追加落雷数を算出することを、影響エリア毎に実施する誘導雷影響追加落雷数手段と、前記対象エリアの誘導雷影響追加落雷数をこの対象エリアの面積で除した落雷密度を算出する密度算出手段とからなり、前記対象エリア抽出手段と前記影響エリア特定手段と前記誘導雷影響追加落雷数手段と前記密度算出手段とは、エリア毎に処理を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の雷害故障数予測装置の１構成例において、前記誘導雷影響追加落雷数手段は、前記影響エリアに落ちた雷の誘導雷が電線を伝わって前記隣接エリアに伝わる確率を電線一本あたりｐとし、前記影響エリアと前記隣接エリアのエリア間横断電線数をＣ（ｋ，ｊ）、前記影響エリアの落雷数をＬ（ｋ）、前記隣接エリアの落雷数をＬ（ｊ）としたとき、前記影響エリアと前記隣接エリアにまたがる少なくとも一本以上の横断電線を誘導雷が伝わる確率Ｐ（ｋ，ｊ）を、Ｐ（ｋ，ｊ）＝１−（１−ｐ）C(k,j)により算出し、前記隣接エリアの誘導雷影響追加落雷数をＬ（ｊ）＋Ｌ（ｋ）×Ｐ（ｋ，ｊ）により算出することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の雷害故障数予測装置の１構成例において、前記雷害故障数予測算出手段は、前記エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出手段が算出したエリアの落雷密度をＬｄ（ｉ）、前記エリア毎設備密度算出手段が算出したエリアの設備密度をＥｄ（ｉ）、所定の回帰係数をｋ、所定の回帰乗数をｅ，ｌとしたとき、エリアの雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）をＮｄ（ｉ）＝ｋ×Ｅｄ（ｉ）e×Ｌｄ（ｉ）lにより算出する雷害故障密度算出手段と、この雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）に当該エリアの面積を掛けることで雷害故障数を算出する故障数算出手段とからなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の雷害故障数予測方法は、落雷故障数を予測する複数のエリアの設備密度を、エリアデータベースに収められたエリア情報と設備データベースに収められた設備情報とからエリア毎に算出するエリア毎設備密度算出ステップと、エリア間を横断する電線の数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と電線データベースに収められた電線情報とから算出するエリア間横断電線数算出ステップと、各エリアの落雷数を前記エリアデータベースに収められたエリア情報と落雷データベースベースに収められた落雷情報とから算出するエリア毎落雷数算出ステップと、前記エリア間横断電線数算出ステップで算出したエリア間横断電線数と前記エリア毎落雷数算出ステップで算出した落雷数と前記エリアデータベースに収められたエリア情報とを用いて、エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度をエリア毎に算出するエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップと、このエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出ステップで算出した落雷密度と前記エリア毎設備密度算出ステップで算出した設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数をエリア毎に算出する雷害故障数予測算出ステップとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の雷害故障数予測プログラムは、雷害故障数予測方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、誘導雷の影響を、エリア間をまたがる電線数を用いて考慮することにより、予測のエリアを小さくしても近傍の他の領域に落雷した場合の雷害故障を予測できるようになる。したがって、本発明では、将来起こり得る落雷による雷害故障数を小さなエリア毎に精度良く予測することができる。これにより、本発明では、従来よりも細かな領域毎に、早期復旧体制の構築や事前対策の導入が検討できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】エリア境界の位置情報と各エリアの代表位置情報と隣接エリア情報について説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア毎設備密度算出部の処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア間横断電線数算出部の処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア毎落雷数算出部の処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部の処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部による影響エリア群の特定方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置のエリア毎雷害故障数予測算出部の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り様々な形態をとりうる。
図１は、本発明の実施の形態に係る雷害故障数予測装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１６】
［雷害故障数予測装置１０の構成の説明］
図１に示すように、雷害故障数予測装置１０は、エリア毎設備密度算出部１００と、エリア間横断電線数算出部１０１と、エリア毎落雷数算出部１０２と、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３と、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４と、設備密度記憶部１１０と、横断電線数記憶部１１１と、落雷数記憶部１１２と、誘導雷影響追加落雷密度記憶部１１３とから構成される。エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、対象エリア抽出手段と、影響エリア特定手段と、誘導雷影響追加落雷数手段と、密度算出手段とを構成している。エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、雷害故障密度算出手段と、故障数算出手段とを構成している。
【００１７】
設備データベース２００は、通信機器などの設備の情報が収められたデータベースである。設備データベース２００に収められた設備情報には、少なくとも設備の位置情報が含まれている。
電線データベース２０１は、電線の情報が収められたデータベースである。電線データベース２０１に収められた電線情報には、少なくとも電線の両端の位置情報が含まれている。
【００１８】
落雷データベース２０２は、落雷情報が収められたデータベースである。落雷データベース２０２に収められた落雷情報には、少なくとも落雷が観測された時間情報と落雷位置情報とが含まれている。
エリアデータベース２０３は、予測エリアの情報が収められたデータベースである。エリアデータベース２０３に収められた予測エリア情報には、少なくともエリア境界の位置情報と各エリアの代表位置情報と隣接エリア情報とが含まれている。
【００１９】
なお、図１の例では、設備データベース２００、電線データベース２０１、落雷データベース２０２およびエリアデータベース２０３を雷害故障数予測装置１０の外に設けているが、これらのデータベースを雷害故障数予測装置１０の内部に設けてもよいことは言うまでもない。
【００２０】
図２は、雷害故障数予測装置１０の動作を説明するフローチャートである。エリア毎設備密度算出部１００は、落雷故障数を予測する各予測エリアの設備密度を、エリアデータベース２０３に収められたエリア情報と設備データベース２００に収められた設備情報とからエリア毎に算出する（ステップＳ１）。
エリア間横断電線数算出部１０１は、エリア間を横断する電線の数をエリアデータベース２０３に収められたエリア情報と電線データベース２０１に収められた電線情報とから算出する（ステップＳ２）。
【００２１】
エリア毎落雷数算出部１０２は、各予測エリアの落雷数をエリアデータベース２０３に収められたエリア情報と落雷データベースベース２０２に収められた落雷情報とから算出する（ステップＳ３）。
エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、エリア間横断電線数算出部１０１が算出したエリア間横断電線数とエリア毎落雷数算出部１０２が算出した落雷数とエリアデータベース２０３に収められたエリア情報とを用いて、予測エリアの落雷数に周辺エリアへの落雷による誘導雷の影響を加味した落雷密度を予測エリア毎に算出する（ステップＳ４）。
【００２２】
エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３が算出した落雷密度とエリア毎設備密度算出部１００が算出した設備密度とから落雷による設備の故障数である落雷故障数を予測エリア毎に算出する（ステップＳ５）。以下、雷害故障数予測装置１０の各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
［設備データベース２００］
設備データベース２００は、通信機器などの設備の情報が収められたデータベースである。設備データベース２００に収められた設備情報には、少なくとも設備の位置情報が含まれている。設備の位置情報は、例えば緯度経度などの位置を一意に特定できる座標系で表現される。
【００２４】
［電線データベース２０１］
電線データベース２０１は、電線の情報が収められたデータベースである。電線データベース２０１に収められた電線情報には、少なくとも電線の両端の位置情報が含まれている。電線の両端の位置情報は、位置を一意に特定できる座標系で表現される。
【００２５】
［落雷データベース２０２］
落雷データベース２０２は、落雷情報が収められたデータベースである。落雷データベース２０２に収められた落雷情報には、少なくとも落雷が観測された時間情報と落雷位置情報とが含まれている。
【００２６】
［エリアデータベース２０３］
エリアデータベース２０３は、予測エリアの情報が収められたデータベースである。エリアデータベース２０３に収められた予測エリア情報には、少なくともエリア境界の位置情報と各エリアの代表位置情報と隣接エリア情報とが含まれている。図３（Ａ）はエリア境界の位置情報と各エリアの代表位置情報について説明する図であり、図３（Ｂ）は隣接エリア情報について説明する図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）におけるｘ方向は東西方向を示し、ｙ方向は南北方向を示している。３０はエリア境界、３１はエリア境界３０によって区分けされたエリア、３２はエリアの代表位置を示している。
【００２７】
エリア境界３０の位置情報は、例えばポリゴンなどの形式で表現される。エリア３１の代表位置３２としては、例えばエリア３１の中心や重心、あるいは役所の所在地などを使うことができる。本実施の形態ではエリア３１の重心を代表位置３２として説明し、図３（Ｂ）では代表位置３２を黒丸で表示している。なお、任意の形状の重心は標準的なＧＩＳ（Geographic Information System）で求めることができるので、エリア３１の代表位置３２もＧＩＳで求めることが可能である。
【００２８】
隣接エリア情報は、エリア３１と境界が接した他の全てのエリア３１の情報である。図３（Ｂ）では、隣接エリア情報を重心間の直線３３で示している。境界が接したエリアもＧＩＳで求めることができるが、人手で事前に情報を準備してもよい。なお、各エリアは図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示したような不特定の形状である必要はなく、例えば格子のような多角形の幾何形状であってもよい。エリアが多角形であっても、以下の説明は適用できる。
【００２９】
［エリア毎設備密度算出部１００］
図４は、エリア毎設備密度算出部１００の処理を説明するフローチャートである。エリア毎設備密度算出部１００は、まずエリアデータベース２０３から各予測エリアの境界の位置情報を取得する（ステップＳ１０）。続いて、エリア毎設備密度算出部１００は、設備データベース２００から設備情報を一つ取得し（ステップＳ１１）、この情報に含まれる設備の位置情報とステップＳ１０で取得したエリア境界の位置情報とから当該設備がどの予測エリアに含まれるかを特定し、特定した予測エリアの設備数を一つ増やす（ステップＳ１２）。エリア毎設備密度算出部１００は、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理を設備データベース２００に登録されている設備毎に行う。
【００３０】
エリア毎設備密度算出部１００は、設備データベース２００に登録されている全ての設備についてステップＳ１１，Ｓ１２の処理を終えると（ステップＳ１３においてｙｅｓ）、予測エリアの設備数をこの予測エリアの面積で除した設備密度を予測エリア毎に算出し、算出した設備密度を設備密度記憶部１１０に記録する（ステップＳ１４）。なお、予測エリアの面積は、エリア境界の位置情報から算出することができる。以降、予測エリアの設備密度をＥｄ（ｉ）で表す。なお、ｉはエリアＩＤとする。
【００３１】
［エリア間横断電線数算出部１０１］
図５は、エリア間横断電線数算出部１０１の処理を説明するフローチャートである。エリア毎設備密度算出部１０１は、まずエリアデータベース２０３から各予測エリアの境界の位置情報を取得する（ステップＳ２０）。続いて、エリア間横断電線数算出部１０１は、電線データベース２０１から電線情報を一つ取得し（ステップＳ２１）、この情報に含まれる電線の両端の位置情報とステップＳ２０で取得したエリア境界の位置情報とから当該電線の各端が含まれる予測エリアを特定する（ステップＳ２２）。
【００３２】
エリア間横断電線数算出部１０１は、電線の両端が異なる予測エリアに含まれる場合（ステップＳ２３においてｙｅｓ）、これらの予測エリアのエリア間横断電線数を１増やす（ステップＳ２４）。エリア間横断電線数算出部１０１は、電線の両端が同じ予測エリアに含まれる場合は何もしない。エリア間横断電線数算出部１０１は、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を電線データベース２０１に登録されている電線毎に行う。
【００３３】
エリア間横断電線数算出部１０１は、電線データベース２０１に登録されている全ての電線についてステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を終えると（ステップＳ２５においてｙｅｓ）、各エリア間横断電線数を横断電線数記憶部１１１に記録する（ステップＳ２６）。以降、エリア間横断電線数をＣ（ｉ，ｊ）で表す。Ｃ（ｉ，ｊ）は、エリアＩＤがｉの予測エリアとエリアＩＤがｊの予測エリアのエリア間横断電線数である。
【００３４】
［エリア毎落雷数算出部１０２］
図６は、エリア毎落雷数算出部１０２の処理を説明するフローチャートである。エリア毎落雷数算出部１０２は、まずエリアデータベース２０３から各予測エリアの境界の位置情報を取得する（ステップＳ３０）。続いて、エリア毎落雷数算出部１０２は、落雷データベース２０２から落雷情報を一つ取得し（ステップＳ３１）、この情報に含まれる落雷の位置情報とステップＳ３０で取得したエリア境界の位置情報とから当該落雷位置がどの予測エリアに含まれるかを特定し、落雷位置が含まれる予測エリアの落雷数を１増やす（ステップＳ３２）。エリア毎落雷数算出部１０２は、ステップＳ３１，Ｓ３２の処理を落雷データベース２０２に登録されている落雷毎に行う。
【００３５】
エリア毎落雷数算出部１０２は、落雷データベース２０２に登録されている全ての落雷についてステップＳ３１，Ｓ３２の処理を終えると（ステップＳ３３においてｙｅｓ）、各予測エリアの落雷数を落雷数記憶部１１２に記録する（ステップＳ３４）。以降、エリアＩＤがｉの予測エリアの落雷数をＬ（ｉ）であらわす。なお、過去一か月分や一日分など、特定の期間の雷害故障数を予測したい場合には、落雷データベース２０２から落雷の時間情報を取得し、落雷時間がその特定の期間に含まれている場合のみ上記処理を実施すればよい。
【００３６】
［エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３］
図７は、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３の処理を説明するフローチャートである。エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、まずエリアデータベース２０３から各予測エリアの代表位置情報と隣接エリア情報とを取得する（ステップＳ４０）。続いて、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、誘導雷影響追加落雷数を算出する予測エリア（以降、対象エリア）を一つ抽出する（ステップＳ４１）。誘導雷影響追加落雷数は、エリアの落雷数に、周辺エリアへの落雷による誘導雷の数を加えた落雷数である。対象エリアの抽出方法は、全予測エリアを順番に対象エリアとして選択できる方法であれば何でもよいが、ここではエリアＩＤが小さい順に対象エリアを決めることとする。
【００３７】
次に、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４０で取得した各予測エリアの代表位置情報と隣接エリア情報とに基づいて、対象エリアに誘導雷の影響を与えるエリアを特定する（ステップＳ４２）。対象エリアに誘導雷の影響を与えるエリアは複数存在する可能性があるため、これらのエリアを影響エリア群と呼ぶこととする。エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、具体的には、例えば対象エリアの代表位置から半径Ｒ以内に代表位置がある予測エリアを影響エリアとする（図８）。
【００３８】
図８は、対象エリアの代表位置３２ａを中心とする半径Ｒの円３４内に代表位置３２ｂがある影響エリアを示している。図３（Ｂ）の場合と同様に、図８では、隣接エリア情報を代表位置間の直線３３で示している。落雷位置から３ｋｍ離れた場所まで誘導雷の影響があったとの報告が過去にあることから、本実施の形態では半径Ｒの値として３ｋｍを用いる。
【００３９】
次に、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４２で特定した影響エリア群に含まれる影響エリアを、代表位置が対象エリアの代表位置から遠い順に一つずつ選択する（ステップＳ４３）。続いて、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４３で選択した影響エリアと隣接する隣接エリアのうち、対象エリアにより近い隣接エリアのそれぞれについて以下の方法で誘導雷影響追加落雷数を求める（ステップＳ４４）。なお、ステップＳ４３で選択した影響エリアと対象エリアとが隣接している場合には、対象エリアもステップＳ４４で処理する隣接エリアに含まれることになる。
【００４０】
ステップＳ４３で選択した影響エリアに落ちた雷の誘導雷が電線を伝わって隣接エリアに伝わる確率を、電線一本あたりｐとする。ステップＳ４３で選択した影響エリアのエリアＩＤをｋとし、ステップＳ４４で選択した隣接エリアのエリアＩＤをｊとすると、影響エリアと隣接エリアのエリア間横断電線数はＣ（ｋ，ｊ）である。したがって、影響エリアと隣接エリアにまたがる少なくとも一本以上の横断電線を誘導雷が伝わる確率Ｐ（ｋ，ｊ）は以下の式で計算できる。
Ｐ（ｋ，ｊ）＝１−（１−ｐ）C(k,j)                              ・・・（１）
【００４１】
ステップＳ４３で選択した影響エリアからステップＳ４４で選択した隣接エリアに伝わる誘導雷の数は、影響エリアの落雷数Ｌ（ｋ）を用いると、Ｌ（ｋ）×Ｐ（ｋ，ｊ）となる。この値を用いて、隣接エリアの落雷数を修正する。具体的には、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、以下の式により隣接エリアの誘導雷影響追加落雷数Ｌnew（ｊ）を算出する。
Ｌnew（ｊ）＝Ｌ（ｊ）＋Ｌ（ｋ）×Ｐ（ｋ，ｊ）                   ・・・（２）
【００４２】
次に、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４４で選択した全ての隣接エリアについて誘導雷影響追加落雷数を求め終え、ステップＳ４４の処理が終了した後に、ステップＳ４２で特定した影響エリア群に含まれる全ての影響エリアについてステップＳ４３，Ｓ４４の処理を終えたかどうか判定し（ステップＳ４５）、未処理の影響エリアが残っている場合にはステップＳ４３に戻る。こうして、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４３，Ｓ４４の処理をステップＳ４２で特定した影響エリア群に含まれる影響エリア毎に行う。
【００４３】
エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４２で特定した影響エリア群に含まれる全ての影響エリアについて誘導雷影響追加落雷数を求め終えた後に（ステップＳ４５においてｙｅｓ）、全ての予測エリアについてステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を終えたかどうかを判定し（ステップＳ４６）、未処理の予測エリアが残っている場合にはステップＳ４１に戻る。こうして、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、ステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を予測エリア毎に行う。
【００４４】
そして、エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部１０３は、全ての予測エリアについてステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を終えると（ステップＳ４６においてｙｅｓ）、対象エリアの誘導雷影響追加落雷数をこの対象エリアの面積で除した落雷密度を全ての予測エリアについて算出し、算出した落雷密度を誘導雷影響追加落雷密度記憶部１１３に記録する（ステップＳ４７）。ここで、落雷密度はＬｄ（ｉ）で表す。
【００４５】
なお、影響エリアに落ちた雷の誘導雷が電線を伝わって隣接エリアに伝わる確率ｐの最良な値は、過去数年分の落雷情報と設備情報と電線情報と雷害故障数の実測値とを用いて、落雷情報と設備情報と電線情報とを独立変数（説明変数）とし、雷害故障数の実測値を従属変数（目的変数）とする回帰分析を行うと共に、過去数年分の落雷情報と設備情報と電線情報に本実施の形態の雷害故障数予測方法を適用して雷害故障数を算出し、算出した雷害故障数が回帰直線に沿って並ぶように（すなわち、決定係数が最も高くなるように）確立ｐを決定することで導出できる。あるいは経験的に、例えばｐ＝０．００１と設定しても構わない。
【００４６】
［エリア毎雷害故障数予測算出部１０４］
図９は、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４の処理を説明するフローチャートである。エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、設備密度Ｅｄ（ｉ）と落雷密度Ｌｄ（ｉ）を用いて雷害故障数を算出する。まず、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、雷害故障数を算出する予測エリアを一つ抽出する（ステップＳ５０）。抽出の方法は任意で構わないが、ここではエリアＩＤの小さい順とする。続いて、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、ステップＳ５０で抽出した予測エリアの雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）を、以下の式で求める（ステップＳ５１）。
Ｎｄ（ｉ）＝ｋ×Ｅｄ（ｉ）e×Ｌｄ（ｉ）l                        ・・・（３）
【００４７】
ここで、ｋは回帰係数、ｅ，ｌは回帰乗数である。回帰係数ｋは設備の耐雷性を表す値であり、あらかじめ設定することができる。また、回帰乗数ｅ，ｌについては０．３以上１以下の値をあらかじめ設定することができる。回帰乗数ｅ，ｌの最良な値は、過去の落雷情報と設備情報と電線情報と雷害故障数の実測値とを用いて雷害故障数の実測値の回帰直線を求めると共に、過去の落雷情報と設備情報と電線情報に本実施の形態の雷害故障数予測方法を適用して雷害故障数を算出し、この雷害故障数が回帰直線に沿って並ぶように回帰乗数ｅ，ｌを決定することで導出できる。
【００４８】
エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、予測エリアの雷害故障密度Ｎｄ（ｉ）にこの予測エリアの面積を掛けることで雷害故障数を算出する（ステップＳ５１）。エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、全ての予測エリアについて雷害故障数を算出したかどうかを判定し（ステップＳ５２）、未処理の予測エリアが残っている場合にはステップＳ５０にもとる。こうして、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、ステップＳ５０，Ｓ５１の処理を予測エリア毎に行う。
【００４９】
そして、エリア毎雷害故障数予測算出部１０４は、全ての予測エリアについて雷害故障数を算出し終えると（ステップＳ５２においてｙｅｓ）、各予測エリアの雷害故障数を出力する（ステップＳ５３）。このときの出力方法としては、雷害故障数を外部ネットワークに出力する方法でもよいし、雷害故障数予測装置１０に接続された表示手段によって雷害故障数を表示する方法でもよいし、外部記憶装置に雷害故障数を出力する方法でもよい。
【００５０】
以上のように、本実施の形態では、誘導雷の影響を、エリア間をまたがる電線数を用いて考慮することにより、誘導雷の影響範囲よりも小さな面積で設定したエリア設定でも、対象エリア外の落雷による誘導雷の影響も加味した雷害故障数を予測することができる。したがって、本実施の形態では、将来起こり得る落雷による雷害故障数を小さなエリア毎に精度良く予測することができる。これにより、本実施の形態では、従来よりも細かな領域毎に、早期復旧体制の構築や事前対策の導入が検討できるようになる。
【００５１】
本実施の形態で説明した雷害故障数予測装置１０は、ＣＰＵ、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータを動作させるための雷害故障数予測プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだ雷害故障数予測プログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、雷害故障の発生数を予測する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…雷害故障数予測装置、１００…エリア毎設備密度算出部、１０１…エリア間横断電線数算出部、１０２…エリア毎落雷数算出部、１０３…エリア毎誘導雷影響追加落雷密度算出部、１０４…エリア毎雷害故障数予測算出部、１１０…設備密度記憶部、１１１…横断電線数記憶部、１１２…落雷数記憶部、１１３…誘導雷影響追加落雷密度記憶部、２００…設備データベース、２０１…電線データベース、２０２…落雷データベース、２０３…エリアデータベース。
【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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