令和６年度

全国港湾海洋波浪情報網における観測データの処理解析手法の高度化等補助業務

特記仕様書

令和６年９月

国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所

１．業務概要
本業務は、全国港湾海洋波浪観測網で取得された観測データに含まれる異常値の自動判定処理など、観測データの処理解析手法の高度化等の作業補助を行うものである。
２．履行場所
業務仕様５－３－１は、次の場所で行うものとする。
神奈川県横須賀市長瀬 3 丁目 1 番 1 号
国立研究開発法人

海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所

海洋利用研究領域

海象情報研究グループ データ処理室

３．履行期間
契約締結日より令和 7 年 2 月 28 日までとする。なお、履行期間中の土曜日、日曜日、祝日及び年末年始休暇は休日として設定している。
４．貸与物件（１）貸与物件は、表４のとおりとする。
（２）受注者は、貸与物件の借用後においては、適切な維持管理を行うものとする。
（３）受注者は、貸与物件の必要がなくなった場合、速やかに調査職員に返還しなければならない。
表４品名品質・貸与物件

数量

引渡場所

引渡時期

返還場所

返還時期

国立研究開発法人

調査職員との規格等①「令和 5 年度全国港湾海洋 報告書

１式

波浪情報網における観測デ

海上･港湾･航空技術研究所 協議によるー タ処 理の 高 度化補 助業

港湾空港技術研究所

務」報告書

海洋利用研究領域
海象情報研究グループ②各種観測データ（原波形デ 電 子 フ

1式

同 上ータおよび既往異常値判定 ァイル済データ、波浪台帳等）③方向スペクトル演算に必要 電 子 フ1式となる観測データ（サンプ ァイルルデータ）④データ処理マニュアル

電子デ1式ータ

1同上５．業務仕様
５－１ 総 則本特記仕様書に定めのない事項については、「港湾設計・測量・調査等業務共通仕様書（国土交通省 港湾局

令和 5 年 3 月）の定めによるものとする。

なお、設計図書公表後、共通仕様書等の改訂により実施内容に変更が生じた場合は、調査職員と別途協議し実施するものとする。
５－２ 計画準備受注者は、本業務の実施に先立ち、事前に仕様内容等を確認の上、業務計画書を作成し、調査職員に提出するものとする。
５－３ 業務内容
５－３－１ 時系列観測データの異常判定処理に関する検討
全国港湾海洋波浪情報網で取得された水位及び流速の 0.5 秒サンプリングの観測データ（以下「観測データ」という）は所定のプログラムによって、尖鋭度や歪度などのパラメータで異常値判定を行うが、上記プログラムで異常値と判定されなかった観測データにも、スパイクノイズ、一定値継続及び異常振動などの異常値が混入していることがある。ここでは異常値判定に関して以下の検討を行う。
（１）異常値（異常振動）の判定手法の整理
過年度業務（貸与物件①参照）では、スパイクノイズ及び一定値継続の異常値について判定手法を整理したが、ここでは異常振動について以下を整理する。なお、対象は 3地点（各地点 1 年間）の観測データとする。詳細は調査職員と協議の上、決定するものとする。
１）異常振動の抽出
２）異常振動の分類

海象計(DWDM)
超音波(収録値)

３）上記１）２）を踏まえて、異常振動を検出可能な判定手法を整理する。

2764505

清水2022/ 1/ 6 18: 0

H1/3= 0.39m

T1/3= 3.8s

波向=9999°
フラグ1欠測処理 104
欠測最長 104
一定最長 43
数値相違
01121012345678
分類２：スパイクノイズ

91011
分類３：一定値継続

121314
分類４：異常振動151617
分類５：その他

181920

図５ 異常振動の例（２）異常値判定手法の妥当性及び課題の整理
上記（１）で対象とした 3 地点（各地点１年間）の観測したままの観測データ（以下「原波形データ」という）に対して 3 種類（スパイクノイズ、一定値継続及び異常振動）の異常値判定処理を行い得られた観測データと、目視等によって異常値判定処理を行った既往の観測データ（貸与物件②；以下「既往異常値判定済データ」という）を2比較することで、適用した異常判定手法の妥当性及び課題等を整理する。なお、異常値と判定された箇所は、異常フラグとして別途記録するものとする。
（３）機械学習による異常値判定手法の整理
全国港湾海洋波浪情報網で取得された観測データは、原波形データと既往異常値判定済データを多く蓄積していることから、これら観測データを活用した機械学習による異常値判定手法に関して情報収集するとともに、収集した判定手法の適用可能性等について整理する。
５－３－２ 方向スペクトルの演算及び図化プログラムの作成
全国港湾海洋波浪情報網で取得された観測データは、バイナリ形式で統一されたフォーマットで保存されている（貸与物件③）。ここではそれら観測データを入力して方向スペクトルを演算し、その結果を出力するプログラムを作成する。なお、作成するプログラムの仕様は以下とする。
・方向スペクトルは、観測機器の種類に応じて、拡張最尤法（EMLM 法※1）若しくは拡張最大エントロピー原理法（EMEP 法※2）により算出する。
・各観測要素の測定水深など演算時に設定するパラメータは演算プログラムとは異なる別ファイルで設定し、演算プログラムの実行形式と設定用ファイルで演算可能なものとする。
・方向スペクトルの演算は観測地点及び演算期間を任意で指定できるものとし、演算結果は数値データとしてファイルに出力するとともに図化するものとする。なお、出力形式等は、調査職員と協議の上、決定する。
（参考文献）※1 磯部雅彦・近藤浩右・堀川清司：方向スペクトルの推定における MLM の拡張、第 31 回
海岸工学論文集、1984、p173～177※2 橋本典明・永井紀彦・浅井 正・菅原一晃：海洋波の方向スペクトルの推定における最大エントロピー原理法（MEP）の拡張、港湾技術研究所報告、1993、第 32 巻、第 1 号、
p3～25
５－３－３ データ処理マニュアルの更新
全国港湾海洋波浪情報網に関するデータ処理は当所データ処理室内にあるシステムを用いて実施されているが、定期的にその処理内容等が更新されている。ここでは、全国港湾海洋波浪情報網のデータ処理に関する既存のデータ処理マニュアルを現状にあわせて更新するものとする。
５－４ 報告書作成
受注者は、上記５－３で得られた結果を図表等を作成し報告書にまとめるものとする。

3

５－５ 協議・報告
受注者は、業務の着手時に事前協議 1 回、業務の完了時に最終報告 1 回を行うものとする。
なお、協議・報告については対面で実施することを基本とするが、実施が難しい場合には実施方法について協議を行うものとする。
６．成果物
６－１ 業務完成図書
本業務における業務完成図書は､電子納品によるものとする。
（１）電子納品とは、特記仕様書、業務計画書、報告書、各種データ等すべての最終成果（以下「業務完成図書」という）を「土木設計業務等の電子納品要領」（以下「要領」という）に示されたファイルフォーマットに基づいて電子データで作成し、納品するものである。
（２）「業務完成図書」は、「要領」に基づいて作成した電子データを電子媒体（CD-R 又はDVD-R）で 2 部提出するものとする。なお、「要領」に記載がない項目の電子化及び BDR の提出については、調査職員と協議の上、決定するものとする。
（３）特記仕様書の電子データは、発注者が提供する。
６－２ 提出先神奈川県横須賀市長瀬 3 丁目 1 番 1 号
国立研究開発法人

海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所

７．検 査
本特記仕様書のとおり実施されたことの確認をもって検査とする。
８．その他（１）本特記仕様書に明記なき事項及び、本業務の遂行上疑義が生じた場合は、両者が協議の上、決定するものとする。
また、業務内容の変更により、契約金額に変更が生じる場合は、両者が協議の上、履行期間末日までに、契約変更を行うものとする。
（２）本業務により得られた成果は、当所に帰属するものとする。
（３）本業務遂行上取り扱うデータについては、調査職員の指示に従うほか、受注者の十分な管理のもとで取り扱うものとする。
（４）本業務の遂行上過程では、調査職員と綿密な連携を保ち、進捗状況を報告するものとする。
（５）本業務により得られた情報及び成果は、当所の許可なく公表したり、他に転用してはならない。
以4上