土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月)

CS4‑006 計算実行環境の改良
はじめに

京都大学大学院工学研究科

正員

­立川康人

株 建設技術研究所東北支社

正員

高橋 円

要素モデルを組み合わせて高度なシミュレ ー ション モ デ ル を 短 時 間 で 構 築 す る 環 境 が ，水 理・水 文 解 析 ソ フ ト ウェア 統 合 型 共 通 基 盤 

      

     に よ り 提 供 さ れ た ．水 工 シ ミュ

レーションモデルを実際の現場に利用していくためには ，モ デル 構築 環境 と合 わせ て，に よる

計算実行を支援するために，以下の機能
 任 意 の 複 数 の 要 素 モ デ ル の パ ラ メ ー タ 値 や 初 期

状態量の値を表形式で一覧表示し，それらのパラメータ値を一覧表の上で一括変更して計算する機能する機能
 パラメータ値や初期状態量の値，入出力ファイルを変更するなど，複数の異なる計算条件を記述した手順に従って，複数のシミュレーションを連続的図に実行する機能

機能の流れ モデルパラメータを最適同定する機能

を自在に変更することによって，上記の機能を実現しを有する実行環境があると有用である．一つ目の機能ている 図 ．最適モデルパラ メータを求め るためのは，

最適化プログラムとして， !!の  環境で要素モデルごとにプロパティ画面を開き，パラメータ値を設定する作業を回

-,.

/!0    

避するために必要となる機能である．要素モデルの個

数が多くなると，パラメータ値や初期状態量の変更がて呼び出して用いている．

膨大な作業となってしまう．二つ目の機能は，パラメー

を用いてパラメ ータの最適同定を 行う機能である．

を ，外 部 プロ グ ラ ム と し起動画面 は  !!

 は，これらの  つの機能のコマンドライン 実行環境     ボタン 一覧表示されているパラ   ボタン ある書式に従って記述されたファイルの計算指令にしたがって条件を変えなを 用 い て 実 現 す る フ ロ ン ト エ ン ド プ ロ グ ラ ム で あ り，がら連続的に計算を実行する．

いくつかの改善を図って，ホームページから入手でき       ボタン

の起動 時に表

メータ値を変更して計算を実行する．

計算実行環境を 



能は以下のラジオボタンから選択することができる．

を連続的に実行するための機能である．三つ目の機能0 /示される画面である．図  に起動画面を示す．上記の機

行 う 場 合 など ，様々な条 件 で の 水工 シ ミュレー ション

は，

 0    - 1

 起動画 面タ値や初期状態量の値を変えて計算結果の感度分析をの中から ,!は " 2    の構造定

合はパラメータ同定の対象とするモデルパラメ

義 ファイ ル $% 形 式 に記 述 さ れ て い る 要 素 モ デ ル

タを選択し，パラメータの探索範囲などを設定しのパラメータ値や初期状態量の値，入出力ファイル名て同定計算を実行する．

るように した．計算実行 環境  !!

# を 用 い て 開 発 さ れ て お り，

 3 2に チェ ック が あ る 場キーワード & 計算実行環境& パラメータ同定& バッチ処理& 構造定義ファイル

連絡先〒 '()(*+ 京都市西京区京都大学桂  クラスター  棟‑11‑土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月)

CS4‑006

図

起動画面

図*

パラメータの値の同定の過程

 パラメータ同定計算の手順,!- 法



を用いて パ ラ メ ー タ 同 定 を 行 う．,!- 法 の プ ロ グ ラ ム,!-

は，計算実行環境の中で と交互によばれて，最適モデルパラメータを求める．ここで用いた ,!-

は多田によって 45+ を用いて
コーディングされたプログラムである．目的関数は，6 指標の最大化，流量差の二乗和の最小化，ピーク流量差の最小化，ピーク生起時刻のの最小化，流出ボ
図リューム誤差の最小化から選択することができる．

パラメタの一覧表示

同定すべきパラメータやパラメータの探索範囲，最

大探索回数を設定した後，計算を開始すると計算過程
パラ メ ータ の 一覧 表 示・変 更 機能

構 造 定義 ファ

イ ル $% 形 式 を 選 択す る こ とで ，図  の よう に パを示す図  のような画面が表示され，計算回数，目的関数の値，パラメータ値が表示される．目的関数と同ラメータ名と設定値が表示される．この画面上でパラ定されたパラメータの同定の過程は，ファイルにも出メータの値を変更することができる．すべての要素モ力される．

デルを一つの画面で表示するのは効率が悪いため，演算要素モデルごとに一覧表示できるようにした．演算 おわりに要素モデルを選択すれば，パラメータや初期状態量のルゴリズムを加えたり，複数の観測データを用いるこ値を変更することができる．入力用要素モデルや出力とができるようにするなど，パラメータ同定部の改善

用要素モデルを選択すれば，入出力ファイル名やフォを図っていきたい．

ル ダ 名 を 変 更 す る こ と が で き る ．変 更 の 後 ，2計算 開

参考文献

始2ボタンを押すと，計算が開始される．

 

パラメータ同定に ,!- 法以外のア

参照確認日 月  日

計算手順指定ファイルを用いたバッチ処理機能 の多重実行環境の開発と治水評価

 高橋 円計への適用 京都大学修士学位論文  

算の過程で変更するパラメータ値や入力ファイル，出 立 川 康 人 高 橋 円

力ファイル名を記述する，所定の形式に従うテキスト の 計 算 実 行 環

境   !"#$ ## 解 説 書 %&

ファイルを用意し，この計算手順に従って一連の計算を'("  )'(一度に実施する．この形式の計算手順を指定するファ(

参 照 確 認日  月  日 * ' +' ,& ,&  - %  .' 

イルを「計算手順指定ファイル」とよぶことにする．

/  '& 

計 算 手 順 指 定 ファイ ル を 指 定 し ，2     2

 ,#)!0 1  2   - (1   & - -& 3'  $ - 

ラ ジ オ ボタ ン にチェック を入 れ て2計算 開始2ボ タン を45押すと，計算手順指定ファイルを読み込み，一連の計 6475 88

4 多 田 毅
認日  月  日算が開始される．

‑12‑

-((( '&& - 参 照 確