JP6166740B2 - 資源管理支援システム - Google Patents
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Description
コンピュータ上で所定地域における資源の循環状態を再現する循環モデルを構築し、
前記循環モデルの機能の一部をトレースした学習済みメタモデルを構築し、
前記所定地域の管理者が利用する利用者端末に前記学習済みメタモデルを組み込んだ
ことを特徴とする。
コンピュータ上で所定地域における資源の循環状態を再現する循環モデルを構築し、
前記循環モデルの機能の一部をトレースした学習済みメタモデルを構築し、
前記所定地域の管理者が利用する利用者端末に前記学習済みメタモデルを組み込み、
前記管理者は、前記学習済みメタモデルを用いて監視対象の指標を得る
ことを特徴とする。
前記学習済みメタモデルを用いて得た監視対象の指標を所定基準値と対比して指標の良否を判断し、
判断結果が否である場合には、前記循環モデルの運営者が当該循環モデルを用いたシミュレーション演算を実行する
ことが好ましい。
コンピュータ上で所定地域における水の循環状態を再現する水循環モデルを構築し、
前記水循環モデルの機能の一部をトレースして、その地域の水収支を得る水収支メタモデルを構築し、
前記所定地域の管理者が利用する利用者端末に前記水収支メタモデルを組み込んだ
ことを特徴とする。
コンピュータ上で所定地域における水の循環状態を再現する水循環モデルを構築し、
前記水循環モデルの機能の一部をトレースし、その地域の水収支を得る水収支メタモデルを構築し、
前記所定地域の管理者が利用する利用者端末に前記水収支メタモデルを組み込み、
前記管理者は、前記水収支メタモデルを用いて監視指標としての水収支を得る
ことを特徴とする。
前記水収支メタモデルを用いて得た水収支を所定基準値と対比して指標の良否を判断し、
判断結果が否である場合には、前記水循環モデルの運営者が当該循環モデルを用いたシミュレーション演算を実行する
ことが好ましい。
さらに、入力データの一つを水収支として水収支以外の指標を算出する第2学習済みメタモデルを構築し、
管理者が利用する利用者端末に前記水収支メタモデルに加えて前記第2学習済みメタモデルを組み込む
ことが好ましい。
(第1実施形態)
まず本実施形態の概要を説明しておく。
本発明が提供する資源管理支援システムは、水循環の総合的シミュレーション装置であるGETFLOWS(登録商標)そのものを直接的に利用するのではなく、GETFLOWS(登録商標)の機能の一部をトレースした学習済みメタモデルを利用するものである。GETFLOWS(登録商標)を用いれば、ある地域における水収支はもちろんのこと、任意の地点での水の挙動を詳細なシミュレーション結果として得られる。しかし、学術的な調査研究ならいざ知らず、ある自治体が行政施策として水資源管理を行うにあたってはその全域における詳細なシミュレーション解析が常に必要というわけではない。自治体ごとに特有の事情があるので一概には言えないが、ダム水位の推移予測、取水地における地下水水位の推移予測、基準観測点における河川水位の推移予測、さらには、水収支の推移予測など、いくつかの指標を決めておき、これら決まった指標を監視(モニタリング)すればよい。
各自治体には、GETFLOWS(登録商標)−の機能の一部をトレースした学習済みメタモデル300A、300B、300Cを提供する。そして、自治体では、メタモデル300A、300B、300Cを利用して各監視項目の指標値、各指標が所定基準を満たしているかどうかをチェックする。もし所定基準から外れた指標が出現した場合には、GETFLOWS(登録商標)100を用いた詳細な評価を行い、具体的対策を検討し、施策に反映する。
フローチャートに従って資源管理支援システムの運用方法を説明する。
最初に行うことは、GETFLOWS(登録商標)にシミュレーションモデルを構築することである(ST100)。この資源管理支援システムを利用する自治体地域の情報を入力し、この自治体地域の水循環モデルを構築する。GETFLOWS(登録商標)自体は既知の装置であり、出願人、発明者らが多くの文献で紹介しているし、また、GETFLOWS(登録商標)そのものが本発明の本質というわけではない。したがって、詳細な説明は割愛し、簡単に述べておく(図6参照)。
4次元水循環解析シミュレーションプログラム、すなわち、GETFLOWS(登録商標)の本体が、プログラムメモリ110に格納されている。水循環モデルを構築するにあたっては、例えば、地形データ、地質データ、水質データ、などの自然環境的データの他、土地利用状況、取水点、取水量といった人工的要素のデータがいる。また、歴史的変遷のデータや必要に応じて実測データを加味する。これらを予め基礎データ120として入力しておく。これら基礎データ(120)と解析シミュレーションプログラム(110)とにより、その地域の水循環モデル140が得られる。そして、時間的スケールを加味しつつ、これら基礎データ120と解析シミュレーションプログラム110とに基づいて演算(130)を実行することにより、その地域における過去から現在に至る四次元的水循環モデル140を構築する。
まず、入力データの組を複数用意する(ST131)。入力データとしては、気象条件(降水量、気温、湿度)、河川、地下水の水位、各取水点での取水量、などである。これら入力データを用いてGETFLOWS(登録商標)でシミュレーション演算を実行する(ST132)。これにより、各入力データ組に対する正解(水収支)が得られる。入力データ組と正解(水収支)とを対にして学習用データを準備する(ST133)。そして、前記学習用データを使ってニューラルネットモデルに学習させ、水収支に関してGETFLOWS(登録商標)をトレースしたメタモデルを得る(ST134)(図7参照)。このようにして得たメタモデルが妥当であるかどうか検証し(ST135)、不十分な点があればST131に戻ってより妥当なメタモデルを構築する。
記録データは、保管される他、上長承認や公報に利用されることになる。
メタモデル411によるシミュレーション演算はやはり簡易なものなのであって、GETFLOWS(登録商標)を用いるような詳細シミュレーションと全く同じ精度で指標(水収支)を算出できるとは限らない。
したがって、安全サイドに少し余裕を見ておき、厳しめの閾値を設定しておく方がよいであろう。
(1)高度な総合的シミュレーション装置(GETFLOWS(登録商標))を自治体が自ら運用するのは難しい。
これに対し、学習済みメタモデルを利用することにより、各自治体が自ら、いつでも、監視指標(水収支)を得て、必要な判断を下すことができる。迅速、適確な判断に繋がると期待できる。
これに対し、限定した監視指標(水収支)を求めるメタモデルを運用するのであれば、入力項目も決まってくるのであるから、使いやすいインタフェース(操作画面)を提供することもできる。例えば、マニュアルに従って操作すれば適切に稼働するシステムも実現可能であり、多くの人が使えるようになる。このことは作業分担にも繋がる。
上記第1実施形態では、シミュレーション結果として水収支を求めるメタモデルを例に説明した。水に限らず、それが汚染物質であっても熱量であっても、収支というのは立体的、総合的な情報であり、地域全体の行政を預かる自治体としては監視項目とするのに基本的、根源的、合理的かつ直観的な良い指標であると言える。数地点での実際の観測情報だけを当てにしていてはバランスの取れた施策は難しいであろう。一方、水行政に慣れた担当者や担当部署であれば水収支は分かりやすい指標であるが、一般人、議会、他部署にはやや分かりにくい数値である。そこで、水収支の値を合理的な理由付けとして背負いながらも、一般の人のために分かりやすい指標に結びつくようになっている方が好ましい。そこで、メタモデルをリレーさせ、水収支を分かりやすい指標、例えば、ある代表的観測点の水位などに結びつけるようにする。
水は一例であり、GETFLOWS(登録商標)も一例である。
監視すべき項目としては、水の他、各種資源、汚染物質、熱量など様々ある。
水に対応する総合的シミュレーション装置はGETFLOWS(登録商標)が代表例であるが、監視項目が変わってくれば、空間的、時間的スケールを加味した循環の総合的シミュレーション装置も当然変わってくる。
Claims (6)
- 所定地域における資源の循環状態を再現する循環モデルに対して与える第1の入力データと、前記第1の入力データを与えた場合に前記循環モデルが出力する正解データと、の相関を機械学習によりモデル化したメタモデルを複数含み、
前記第1の入力データは、前記循環モデルに入力可能なデータの一部であり、
複数の前記メタモデルは、それぞれ異種の前記第1の入力データを用いてモデル化されたものであり、
複数の前記メタモデルそれぞれに対し、前記メタモデルをモデル化する際に用いられた前記第1の入力データと同種の第2の入力データを与える入力部と、
前記第2の入力データを与えた場合に前記メタモデルが導出する演算結果を出力する出力部と、が備えられていることを特徴とする
資源管理支援システム。 - 複数の前記メタモデルとして、第1のメタモデル及び第2のメタモデルを有し、
前記第2のメタモデルは、前記第1のメタモデルの前記演算結果を、前記第2のメタモデルの前記第2の入力データとして入力することを特徴とする
請求項1記載の資源管理支援システム。 - 前記演算結果を所定の評価基準値に基づいて評価する評価部をさらに有し、
前記評価基準値は、前記循環モデルの評価に用いられる他の評価基準値よりも厳しいことを特徴とする
請求項1記載の資源管理支援システム。 - 前記循環モデルは、所定地域における水の循環状態を再現する水循環モデルであり、
複数の前記メタモデルの少なくとも1つとして、前記所定地域における水収支モデルを含み、
前記出力部は、前記水収支モデルが導出する水収支を出力することを特徴とする
請求項1乃至3いずれか1項記載の資源管理支援システム。 - 前記評価部は、前記水収支を前記評価基準値と対比して、前記水収支の良否を判定する
請求項3を引用する請求項4記載の資源管理支援システム。 - 前記第2のメタモデルは、前記水収支モデルが導出した前記水収支を、前記第2のメタモデルの前記第2の入力データとして入力することを特徴とする
請求項2を引用する請求項4記載の資源管理支援システム。
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