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JP7655128B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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JP7655128B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関し、特に、水素ステーションにおける水素の需要を予測する情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。
特許文献1は、水素燃料の充填を円滑に行うことを目的とする水素ステーションの予約システムの制御方法を開示する。特許文献1にかかる方法は、ユーザの車両が水素ステーションで水素燃料を充填する日時を予約するための予約情報を入力可能にすると共に、入力された予約情報を登録可能な水素充填予約表を作成する。また、特許文献1にかかる方法は、ユーザからの予約情報が登録された水素充填予約表を用いて読み出した日から予め設定された日数が経過した注目日における水素燃料の必要量を算出する。
特開2016-183768号公報
特許文献1にかかる技術では、ユーザが予約をしないと、ユーザが水素ステーションを訪問するか否かを把握できないので、水素の需要を精度よく予測することができない。また、水素ステーションにおける水素価格は、将来の需要に応じて決定されていないので、水素の需要に合っていない可能性がある。したがって、水素ステーションにおける利益を向上させることが困難となるおそれがある。
本発明は、水素ステーションが享受する利益を効率的に向上させることが可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供するものである。
本発明にかかる情報処理装置は、予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも顧客の行動パターンを入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測する予測部と、予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定する決定部と、を有する。
また、本発明にかかる情報処理方法は、予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも顧客の行動パターンを入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測し、予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定する。
また、本発明にかかるプログラムは、予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも顧客の行動パターンを入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測するステップと、予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定するステップと、をコンピュータに実行させる。
本発明は、上記のように構成されているので、水素ステーションにおける水素の需要を調整することできるので、水素ステーションの営業を効率的に行うことが可能となる。また、本発明は、上記のように構成されているので、水素ステーションにおける収益を向上させることが可能となる。本発明は、水素ステーションが享受する利益を効率的に向上させることが可能となる。
また、好ましくは、前記決定部は、前記水素ステーションのあるタイミングにおける、予測された水素の需要である予測需要量と供給可能な水素量である供給可能量との比に基づいて、水素の価格を決定する。
本発明は、このように構成されていることによって、予測需要量及び供給可能量に基づいて、水素ステーション側の目的に応じて水素の需要及び水素の価格を調整することが可能となる。
また、好ましくは、前記決定部は、前記供給可能量に対する前記予測需要量の比である第1の比が、予め定められた第1の閾値以上であり、且つ、前記第1の閾値よりも大きな予め定められた第2の閾値以下である場合に、予め定められた第1の価格から予め定められた第2の価格までの間で、前記第1の比が大きいほど価格が高くなるように、水素の価格を決定する。
本発明は、このように構成されていることによって、予測需要量及び供給可能量に応じて、収益の向上を図ることが可能となる。
また、好ましくは、前記決定部は、前記第1の比が前記第1の閾値を下回る場合に、前記第1の価格よりも低い価格となるように、水素の価格を決定する。
本発明は、このように構成されていることによって、供給可能量に対して予測需要量が過少である場合に水素の需要を促進することが可能となる。
また、好ましくは、前記決定部は、前記第1の比が前記第2の閾値を上回る場合に、前記第2の価格よりも高い価格となるように、水素の価格を決定する。
本発明は、このように構成されていることによって、供給可能量に対して予測需要量が過大である場合に水素の需要を抑制することが可能となる。
また、好ましくは、前記需要予測モデルは、前記行動パターンと前記水素ステーションにおける水素の価格とを入力とし、前記決定部は、前記需要予測モデルに入力された水素の価格と前記需要予測モデルを用いて得られた水素の需要である予測需要量とに応じて、水素の価格を決定する。
本発明は、このように構成されていることによって、より確実に、収益の向上を図ることが可能となる。
また、好ましくは、決定された水素の価格を顧客に通知する通知部をさらに有する。
本発明は、このように構成されていることによって、顧客に対する利便性を向上させることができる。
また、好ましくは、前記需要予測モデルに対して機械学習を行う学習部、をさらに有し、前記学習部は、前記予測部によって予測された需要と実際の需要との差分に応じて、前記需要予測モデルに対する学習を継続して行う。
本発明は、このように構成されていることによって、決定された水素の価格により変化した水素の需要を予測できるようになるので、水素の需要の予測精度をさらに向上させることが可能となる。
本発明によれば、水素ステーションが享受する利益を効率的に向上させることが可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供できる。
実施の形態1にかかる情報処理システムを示す図である。 実施の形態1にかかる情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態1にかかる情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態1にかかる需要予測モデルに入力される入力データを例示する図である。 実施の形態1にかかる入力データにおける特徴量を例示する図である。 実施の形態1にかかる顧客行動パターンを例示する図である。 実施の形態1にかかる顧客行動パターンを例示する図である。 実施の形態1にかかる顧客行動パターンを例示する図である。 実施の形態1にかかる顧客行動パターンを例示する図である。 実施の形態1にかかる需要予測モデルから出力される出力データを例示する図である。 実施の形態1にかかる需要予測部によって得られた需要予測を例示する図である。 実施の形態1にかかる情報処理装置によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。 実施の形態1にかかる情報処理装置によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。 実施の形態2にかかる情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態2にかかる価格決定部による価格決定方法の一例を説明するための図である。 実施の形態2にかかる価格決定部によって水素価格が決定された場合の実際の水素需要を例示する図である。 実施の形態2にかかる水素価格通知を例示する図である。 実施の形態2にかかる情報処理装置によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。 実施の形態3にかかる情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態3にかかる入力データにおける特徴量を例示する図である。 実施の形態3にかかる情報処理装置によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。 実施の形態4にかかる情報処理装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態4にかかる情報処理装置によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。 実施の形態4にかかる価格決定部による価格決定方法を説明するための図である。
(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
図1は、実施の形態1にかかる情報処理システム1を示す図である。情報処理システム1は、複数の車両2と、情報処理装置10とを有する。車両2は、水素を燃料とする車両(例えば燃料電池車)である。情報処理装置10は、例えばサーバ等のコンピュータである。情報処理装置10と車両2とは、無線等のネットワーク1aを介して、通信可能に接続され得る。なお、車両2は、図2を用いて後述する、情報処理装置10のハードウェア構成を有していてもよい。
情報処理装置10は、車両2に水素を供給する水素ステーションにおける水素の需要を予測する。具体的には、情報処理装置10は、ディープラーニング、ニューラルネットワーク、又はリカレントニューラルネットワーク等の機械学習のアルゴリズムによって、水素の需要を予測する。情報処理装置10は、1つ又は複数のコンピュータによって実現され得る。また、情報処理装置10は、クラウドシステムによって実現されてもよい。したがって、情報処理装置10は、物理的に1つの装置によって実現されることに限定されない。
図2は、実施の形態1にかかる情報処理装置10のハードウェア構成を示す図である。情報処理装置10は、主要なハードウェア構成として、CPU12(Central Processing Unit)と、ROM14(Read Only Memory)と、RAM16(Random Access Memory)と、インタフェース部18(IF;Interface)とを有する。CPU12、ROM14、RAM16及びインタフェース部18は、データバスなどを介して相互に接続されている。
CPU12は、制御処理及び演算処理等を行う演算装置(処理デバイスまたはプロセッサ)としての機能を有する。なお、演算装置は、NPU(Neural network Processing Unit)又はGPU(Graphics Processing Unit)等の、機械学習のための専用の装置によって実現されてもよい。ROM14は、CPU12(演算装置)によって実行される制御プログラム及び演算プログラム等を記憶するストレージとしての機能を有する。RAM16は、処理データ等を一時的に記憶するメモリとしての機能を有する。インタフェース部18は、有線又は無線を介して外部と信号の入出力を行う、通信装置としての機能を有する。また、インタフェース部18は、ユーザによるデータの入力の操作を受け付け、ユーザに対して情報を表示するための処理を行う、ユーザインタフェースとしての機能を有する。インタフェース部18は、需要予測の結果を表示してもよい。
図3は、実施の形態1にかかる情報処理装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態1にかかる情報処理装置10は、学習部100と、学習済みモデル格納部122と、入力データ取得部124(取得部)と、予測部140と、通知部150と、学習継続処理部160とを有する。学習部100は、教師データ取得部102と、需要予測モデル学習部104とを有する。予測部140は、需要予測部142と、供給可能量決定部144とを有する。
これらの構成要素は、例えば、CPU12(演算装置)がROM14(記憶装置)に記憶されたプログラムを実行することによって実現可能である。また、各構成要素は、必要なプログラムを任意の不揮発性記録媒体に記録しておき、必要に応じてインストールするようにして、実現されるようにしてもよい。なお、各構成要素は、上記のようにソフトウェアによって実現されることに限定されず、何らかの回路素子等のハードウェアによって実現されてもよい。また、上記構成要素の1つ以上は、物理的に別個のハードウェアによってそれぞれ実現されてもよい。例えば、学習部100は、他の構成要素と別個のハードウェアによって実現されてもよい。これらのことは、後述する他の実施の形態においても同様である。
学習部100は、上述した機械学習アルゴリズムによって、水素ステーションの水素の需要を予測するための需要予測モデルを学習する。言い換えると、学習部100は、需要予測モデルに対して機械学習を行う。学習部100は、少なくとも顧客の行動パターンを用いて水素の需要を予測するように機械学習を行う。したがって、需要予測モデルは、少なくとも顧客の行動パターンを示す顧客行動パターン情報を含む入力データを入力として、水素ステーションごとの需要(水素の予測需要量(需要予測量))を出力する。需要予測量は、予め定められた期間後(例えば1日後、2日後、1週間後、1カ月後等)の、水素の需要量を示す。
教師データ取得部102は、入力データと正解データとの組である教師データを取得する。入力データは、顧客行動パターン情報と、地域情報とを含む。ここで、入力データは、時間の経過とともにその特徴量の値が変化する時系列データである。
顧客行動パターン情報は、複数の顧客それぞれの行動パターンを示す。したがって、顧客行動パターン情報は、複数の顧客それぞれについて生成され得る。顧客行動パターン情報は、例えば、顧客の所有する車両2から、ネットワーク1aを介して取得され得る。顧客行動パターン情報は、例えば、顧客が車両2に水素を充填するタイミング(充填する頻度)、顧客が訪問した水素ステーション、及び、水素を充填する際の充填量を示す。詳しくは後述する。
地域情報は、顧客の行動パターンとは異なる情報であり、地域における各種の情報を示す。地域情報は、例えば、天候、対応する地域の水素ステーションに関する情報、及び、対応する地域のイベントに関する情報等を示す。詳しくは後述する。
正解データは、運用段階(推論段階、予測段階)における、出力データに対応する。ここで、上述したように、出力データは、水素ステーションごとの、予め定められた期間後の水素の需要量を示す。したがって、正解データは、水素ステーションごとの、あるタイミングにおける実際の水素の需要量に対応している。
需要予測モデル学習部104は、取得された教師データを用いて、需要予測モデルの学習処理を行う。需要予測モデルは、例えば、ディープラーニング、ニューラルネットワーク、又はリカレントニューラルネットワーク等の機械学習アルゴリズムによって実現され得る。需要予測モデル学習部104は、入力データを入力とし正解データを出力とするように、需要予測モデルの学習を行う。需要予測モデル学習部104は、ある期間(例えば数カ月間)における教師データを学習用データとして用いて需要予測モデルを生成してもよい。そして、需要予測モデル学習部104は、その期間の後の所定期間(例えば数週間)における教師データを評価用データとして用いて、需要予測モデルのパラメータ(重み等)を調整してもよい。また、需要予測モデル学習部104は、オートエンコーダにより、入力データから重要な特徴量を抽出してもよい。
図4は、実施の形態1にかかる需要予測モデルに入力される入力データを例示する図である。図4に例示するように、入力データは、複数の特徴量の時系列データである。図4の例では、横軸を時間軸とし、縦軸を時系列の特徴量とした入力データが示されている。つまり、各特徴量x,x,x,・・・,xは、時系列データである。Nは、特徴量の数である。特徴量は、例えば、所定期間Δtごとにサンプリングされてもよい。この場合、図4の横軸におけるt,t,t,・・・,tの時間間隔は、Δtである。また、Δtは、例えば30分でもよいし、1時間でもよいし、6時間でもよいし、1日(24時間)でもよい。このサンプリング周期Δtは、所望の需要予測の時系列的な細かさに依存して、適宜、設定され得る。例えば、数時間ごとの需要予測を得たい場合のサンプリング周期Δtは、数日ごとの需要予測を得たい場合のサンプリング周期Δtよりも短くてもよい。
また、入力データは、顧客及び地域ごとに生成され得る。例えば、顧客#1,顧客#2,顧客#3についての入力データ(顧客行動パターン情報)U,U,Uが、それぞれ生成される。また、例えば、地域#1,地域#2,地域#3についての入力データ(地域情報)Um+1,Um+2,Um+3が、それぞれ生成される。これらの入力データU~Uの組が、入力データとして、需要予測モデルに入力される。
図5は、実施の形態1にかかる入力データにおける特徴量を例示する図である。なお、図5に例示する特徴量は、一例にすぎず、他の様々な特徴量が可能である。ここで、図5において、成分x~xは、顧客行動パターン情報における特徴量を示す。また、成分xn+1~xは、地域情報における特徴量を示す。なお、顧客行動パターン情報において、xn+1~xの値は、0であってもよい。同様に、地域情報において、x~xの値は、0であってもよい。
顧客行動パターン情報に含まれる特徴量について、図5に示す例では、成分xは、対応する顧客の、対応する時間(サンプリング時間)における車両2の位置(車両位置)を示す。また、成分xは、対応する顧客の車両2の、対応する時間(サンプリング時間)における水素残量を示す。水素残量は、充填率(State Of Charge:SOC)であってもよい。
また、成分xは、対応する時間(サンプリング時間)における、対応する顧客が車両2に水素を充填するために訪問した水素ステーションを示す。なお、xの成分値は、例えば、「水素ステーションA:x=1」、「水素ステーションB:x=2」といったように、水素ステーションごとに予め定められている。なお、対応する時間(サンプリング時間)に顧客が水素ステーションを訪問していない場合、xの成分値は、0であってもよい。
また、成分xは、対応する顧客の車両2に充填された水素の充填量を示す。なお、充填量は、水素を充填した際に増加した充填率であってもよい。なお、対応する時間(サンプリング時間)において顧客が水素を車両2に充填していない場合、xの成分値は、0であってもよい。また、成分xは、対応する顧客に関する予約情報を示す。予約情報は、対応する時間(サンプリング時間)について、顧客が水素ステーションを訪問して水素を充填することを予め予約したか否かを示す。なお、xの成分値は、例えば、「予約有:x=1」、「予約無:x=0」といったように、予約の有無ごとに予め定められている。
また、成分xは、対応する顧客の水素ステーションごとの訪問頻度を示す。また、成分xは、対応する顧客が車両2に水素を充填する充填頻度を示す。また、成分xは、対応する顧客の行動パターンの季節変動を示す。なお、後述するように、x~xは、時系列データでなくてもよく、顧客行動パターン情報から導き出され得る。したがって、x~xは、特徴量として含まれていなくてもよい。
地域情報に含まれる特徴量について、図5に示す例では、成分xn+1は、対応する時間(サンプリング時間)における、対応する地域の天気を示す。なお、xn+1の成分値は、例えば、「晴天:xn+1=1」、「雨天:xn+1=2」といったように、天気(晴天、雨天等)ごとに、予め定められている。また、成分xn+2は、対応する時間(サンプリング時間)における、対応する地域の気温を示す。また、成分xn+3は、対応する時間(サンプリング時間)における、対応する地域に設けられた水素ステーションの稼働状況を示す。稼働状況は、例えば、曜日ごと及び時間帯ごとに、対応する水素ステーションが稼働しているか否かを示す。また、成分xn+4は、対応する地域のイベント開催情報を示す。イベント開催情報は、対応する時間(サンプリング時間)において開催させるイベントの種類、及び、イベントの規模(収容人数等)を示してもよい。
図6~図9は、実施の形態1にかかる顧客行動パターンを例示する図である。図6~図9に例示した顧客行動パターンは、横軸を時間とし、縦軸を、対応する顧客の車両2の水素の充填率(水素残量)とするグラフとして示されている。したがって、顧客行動パターンは、時系列データである。なお、図6~図9は、水素の充填率の時間経過を示している。したがって、図6~図9における充填率の時間経過は、図5に例示した特徴量の「水素残量」に対応する。なお、顧客行動パターンは、対応する車両2の位置の時間経過を示してもよい。この場合、車両2の位置の時間経過は、図5に例示した特徴量の「車両位置」に対応する。
図6は、顧客#1の顧客行動パターンを例示する。図6に例示した顧客行動パターンでは、顧客#1の車両2では、水素の充填率が90%のときから2週間程度が経過すると、充填率が20%まで低下する。そして、1回目に充填率が20%まで低下したとき(時間t11)に、顧客#1は、水素ステーションAを訪問して、20%から90%まで、つまり充填率70%分の水素を充填している。このとき、顧客#1は、水素ステーションAを訪問して水素を充填する旨の予約を行っている。
また、2回目に充填率が20%まで低下したとき(時間t12)に、顧客#1は、水素ステーションBを訪問して、20%から90%まで、つまり充填率70%分の水素を充填している。このとき、顧客#1は、水素ステーションBを訪問して水素を充填する旨の予約を行っていない。また、3回目に充填率が20%まで低下したとき(時間t13)に、顧客#1は、水素ステーションAを訪問して、20%から90%まで、つまり充填率70%分の水素を充填している。このとき、顧客#1は、水素ステーションAを訪問して水素を充填する旨の予約を行っていない。
ここで、図6に例示した顧客行動パターンにおいて、時間t11、時間t12及び時間t13に、それぞれ水素ステーションA、水素ステーションB及び水素ステーションAを訪問したことは、図5に例示した特徴量の「訪問した水素ステーション」に対応する。また、時間t11、時間t12及び時間t13に、それぞれ充填率70%分の水素が充填されたことは、図5に例示した特徴量の「1回当たりの充填量」に対応する。また、時間t11、時間t12及び時間t13に、それぞれ「予約:有」、「予約:無」及び「予約:無」であることは、図5に例示した特徴量の「予約情報」に対応する。
また、顧客#1が時間t11及び時間t13に水素ステーションAを訪問し、時間t12に水素ステーションBを訪問したことは、図5に例示した特徴量の「水素ステーションごとの訪問頻度」に対応する。また、2週間ごとに水素が充填されたことは、図5に例示した特徴量の「充填頻度」に対応する。
図7は、図6とは異なる季節の顧客#1の顧客行動パターンを例示する。図6は、夏期の顧客行動パターンに対応し、図7は、冬期の顧客行動パターンに対応する。夏期では、顧客#1は、充填率が20%まで低下したときに水素を車両2に充填しているが、冬期では、顧客#1は、充填率が40%まで低下したときに水素を車両2に充填している。つまり、顧客#1は、冬期では、夏期よりも、充填率が低下しないうちに水素を車両2に充填している。一方、夏期では、顧客#1は、2週間ごとに水素を車両2に充填しているが、冬期では、顧客#1は、3週間ごとに水素を車両2に充填している。つまり、顧客#1の充填頻度は、冬期の方が夏期よりも低い。このように、季節に応じて行動パターンが異なることは、図5に例示した特徴量の「季節変動」に対応する。
図8は、顧客#2の顧客行動パターンを例示する。また、図9は、顧客#3の顧客行動パターンを例示する。なお、図8と図9とで、時間軸は同じであるとする。図8に例示するように、顧客#2は、1カ月ごとに水素を車両2に充填する。また、顧客#2は、充填率が20%まで低下したときに、水素を車両2に充填する。一方、図9に例示するように、顧客#3は、2週間ごとに水素を車両2に充填するが、2カ月間水素を車両2に充填しないこともある。また、顧客#3は、充填率が40%まで低下したときに、水素を車両2に充填する。つまり、顧客#3は、顧客#2よりも、通常の充填頻度が高い。また、顧客#3は、顧客#2よりも、充填率が低下しないうちに水素を車両2に充填している。また、顧客#2は、概ね同じ周期で水素を車両2に充填するのに対し、顧客#3は、水素の消費が少ない期間があるので、水素を車両2に充填する周期は一定でない。このように、顧客によって、行動パターンは異なり得る。
図10は、実施の形態1にかかる需要予測モデルから出力される出力データを例示する図である。図10に例示するように、需要予測モデルからは、各水素ステーションにおける、所定期間後の予測される水素の需要量が出力される。図10の例では、水素ステーションAについて、期間T後の水素の需要量、期間T後の水素の需要量、期間T後の水素の需要量、及び期間T後の水素の需要量が、需要予測モデルから出力される。水素ステーションB及び水素ステーションCについても同様である。
ここで、学習段階において使用される教師データにおいて、正解データは、図10に例示した出力データに対応し得る。したがって、正解データは、例えば、水素ステーションAについて、入力される顧客行動パターン情報の時系列上の最後の時点(図4のtに対応)から期間T後、期間T後、期間T後、及び期間T後の、水素の実際の需要量であってもよい。
なお、学習段階では、顧客行動パターン情報については、水素需要の予測対象タイミング(期間T後等の、所定期間後の時点)よりも前の情報が、入力データとして使用され得る。なお、運用段階では、顧客行動パターン情報については、時系列上の過去の情報が、入力データとして使用され得る。なぜならば、運用段階において、将来の顧客行動パターン情報を取得することは、実質的に困難であるからである。なお、顧客行動パターン情報において、予約情報については、予測対象タイミングで予約が有る場合には、予測対象タイミングまでの情報(将来の情報)が、入力データとして使用されてもよい。
一方、地域情報については、予測対象タイミングまでの情報も、入力データとして使用されてもよい。つまり、運用段階において、地域情報については、将来の情報も、入力データとして使用され得る。ここで、図5の例において、「天気」及び「気温」は、天気予報から取得可能である。また、「水素ステーションの稼働状況」は、水素ステーションの稼働予定から取得可能である。また、「イベント開催情報」は、イベントの開催予定から取得可能である。
需要予測モデル学習部104は、時間Tにおける期間T後の需要予測を学習する場合には、Tから過去に遡った期間ΔT分の入力データを入力とし、時間Tから期間T後の実際の水素の需要量を正解データとして、需要予測モデルの学習を行ってもよい。なお、ΔTは、図4の時間軸におけるtからtまでの期間に対応する。ここで、ΔT>Δtである。例えばサンプリング周期がΔt=30分である場合、ΔT=6時間として、Tから過去6時間分の入力データを、需要予測モデルに入力してもよい。また、サンプリング周期がΔt=24時間である場合、ΔT=1カ月として、Tから過去1カ月分の入力データを、需要予測モデルに入力してもよい。あるいは、サンプリング周期がΔt=24時間である場合、ΔT=1年として、Tから過去1年分の入力データを、需要予測モデルに入力してもよい。
需要予測モデル学習部104は、需要予測モデルの学習が終了すると、学習済みモデル格納部122に、学習済みの需要予測モデルを出力する。これにより、学習済みモデル格納部122は、予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルを格納する。そして、学習済みモデルである需要予測モデルは、図4及び図5に例示したような特徴量を含む時系列データである入力データを入力とし、図10に例示したような水素ステーションごとの水素の予測された需要を出力とする。
また、学習部100は、後述する予測部140によって予測された需要と実際の需要との差分に応じて、需要予測モデルに対する学習を継続して行ってもよい。詳しくは後述する。
入力データ取得部124は、運用段階において、上述した入力データを取得する。ここで、入力データ取得部124は、少なくとも、顧客行動パターン(顧客行動パターン情報)を、入力データとして取得する。入力データ取得部124は、各車両2から、ネットワーク1aを介して、インタフェース部18を用いて、入力データである顧客行動パターン情報を取得する。また、入力データ取得部124は、地域情報を、入力データとして取得する。また、入力データ取得部124は、例えば、現在の時点から所定期間遡った時点までの間の、時系列データである顧客行動パターン情報を取得する。また、入力データ取得部124は、例えば、現在から所定期間遡った時点から、将来の取得可能な時点までの間の、時系列データである地域情報を取得する。
予測部140は、学習済みモデル格納部122に格納された需要予測モデルを用いて、少なくとも1つの水素ステーションにおける水素の需要を予測する。つまり、予測部140は、少なくとも顧客行動パターン情報を入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、少なくとも1つの水素ステーションにおける水素の需要を予測する。
需要予測部142は、学習済みモデル格納部122に格納された需要予測モデルに、入力データ取得部124によって取得された入力データを入力する。これにより、需要予測モデルは、図10に例示したような、水素ステーションごとの水素の予測需要量を出力する。これにより、需要予測部142は、水素ステーションごとに、水素の需要量を予測する。
このように、需要予測部142(予測部140)は、少なくとも顧客行動パターン情報を入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、少なくとも1つの水素ステーションにおける水素の需要を予測するように構成されている。これにより、実施の形態1にかかる情報処理装置10は、水素ステーションにおける水素の需要を精度よく予測することができる。すなわち、顧客の行動パターンを用いて水素の需要を予測するように構成されているので、顧客が水素ステーションを訪問して水素を充填する旨の予約を行わなくても、水素の需要を予測することができる。したがって、実施の形態1にかかる情報処理装置10は、水素の需要を精度よく予測することが可能となる。
また、図5に例示した特徴量「水素残量」、「訪問した水素ステーション」及び「1回当たりの充填量」から、時系列データである顧客行動パターン情報には、顧客が水素を車両に充填するタイミングが示されていると言える。つまり、特徴量「水素残量」の成分値が上昇し、特徴量「訪問した水素ステーション」及び「1回当たりの充填量」の成分値が変化したタイミングが、顧客が水素を車両に充填したタイミングに対応する。したがって、需要予測部142は、顧客行動パターン情報で示される、顧客が水素を車両に充填するタイミングを用いて、水素の需要を予測する。需要予測部142(予測部140)は、上記のようにして水素の需要を予測しているので、水素の需要の予測精度を向上することができる。すなわち、顧客が水素を車両に充填するタイミングは、概ね同じ周期であることが多い。したがって、その周期に対応するタイミングで需要が多くなると予測するように需要予測モデルが調整されることで、予測精度を向上させることが可能となる。
また、図5に例示するように、顧客行動パターン情報には、車両位置が含まれている。したがって、需要予測部142は、顧客行動パターン情報で示される、顧客の車両位置を用いて、水素の需要を予測する。また、図5に例示するように、顧客行動パターン情報には、水素残量が含まれている。したがって、需要予測部142は、顧客行動パターン情報で示される、顧客の車両2の水素残量を用いて、水素の需要を予測する。需要予測部142(予測部140)は、上記のようにして水素の需要を予測しているので、水素の需要の予測精度を向上することができる。すなわち、例えば、顧客の車両2の水素残量が、充填が必要となる程度(図6及び図8の例では充填率20%、図7及び図9の例では充填率40%)まで少なくなったタイミングで、顧客は水素ステーションを訪問する可能性が高い。また、顧客は、そのタイミングにおける車両位置に近い水素ステーションを訪問する可能性が高い。したがって、そのタイミングにおいて、そのタイミングにおける車両位置に近い水素ステーションの需要が多くなると予測するように需要予測モデルが調整されることで、予測精度を向上させることが可能となる。
また、図5に例示するように、顧客行動パターン情報には、予約情報が含まれている。したがって、需要予測部142は、顧客行動パターン情報で示される、顧客からの予約情報を用いて、水素の需要を予測する。需要予測部142(予測部140)は、上記のようにして水素の需要を予測しているので、水素の需要の予測精度を向上することができる。すなわち、顧客は、予約情報に対応するタイミングで、水素ステーションを訪問する可能性が非常に高い。したがって、そのタイミングで需要が多くなると予測するように需要予測モデルが調整されることで、予測精度を向上させることが可能となる。
図11は、実施の形態1にかかる需要予測部142によって得られた需要予測を例示する図である。図11は、水素ステーションAの需要予測を例示する。また、図11は、横軸を時間軸とし、縦軸を予測需要量とするグラフを示す。ここで、需要予測モデルからは、図10に例示するように、複数のタイミング(T後,T後,T後,T後,・・・)における予測需要量が出力される。したがって、これらの複数のタイミングにおける予測需要量をプロットすることによって、図11に例示するグラフが生成され得る。
図11に例示する需要予測では、Taに対応するタイミングで需要が増加している。また、Tbに対応するタイミングで需要が減少している。また、Tcに対応するタイミングで需要が増加している。なお、Ta,Tb,Tcは、時刻を示していてもよいし、時間帯を示していてもよいし、日付を示していてもよい。各タイミングが時刻、時間帯又は日付のいずれを示すかは、どのタイミングの需要予測を行うかに依存し得る。例えば、需要予測モデルが1日のうちの時間帯ごとの需要予測を行うように構成されている場合は、上記のタイミングは、時間帯を示し得る。また、需要予測モデルが1週間又は1カ月のうちの日付ごとの需要予測を行うように構成されている場合は、上記のタイミングは、日付を示し得る。
供給可能量決定部144は、予測された需要に基づいて、タイミングに応じた供給可能な水素量(供給可能量)を決定する。具体的には、供給可能量決定部144は、需要が多いと予測されたタイミングでは供給可能量を多くするように、供給可能量を決定する。一方、供給可能量決定部144は、需要が少ないと予測されたタイミングでは供給可能量を少なくするように、供給可能量を決定する。図11の例では、供給可能量決定部144は、水素ステーションAについて、Taのタイミングにおける供給可能量がTbのタイミングにおける供給可能量よりも多くなるように、各タイミングにおける供給可能量を決定する。同様に、供給可能量決定部144は、水素ステーションAについて、Tcのタイミングにおける供給可能量がTbのタイミングにおける供給可能量よりも多くなるように、各タイミングにおける供給可能量を決定する。
このように、供給可能量決定部144(予測部140)が、予測された需要に基づいて、タイミングに応じた供給可能な水素量(供給可能量)を決定することにより、水素ステーションの収益の安定化を図ることが可能となる。すなわち、需要が多いと予測されるタイミングで供給可能量を多くすることで、顧客が水素を車両2に充填しようと水素ステーションを訪問した際に水素ステーションが水素を供給できないといった機会損失を抑制することができる。また、需要が少ないと予測されるタイミングで供給可能量を少なくすることで、準備過剰によるロスを抑制することができる。したがって、水素ステーションの収益を安定させることが可能となる。
また、供給可能量決定部144は、予測された水素の需要に基づいて、水素の発注のタイミングに応じて、水素準備量を決定してもよい。具体的には、供給可能量決定部144は、各水素ステーションについて、発注の頻度に応じた期間の需要に対応する水素準備量を決定する。例えば、水素ステーションAについては1週間ごとに水素を発注する場合、供給可能量決定部144は、水素ステーションAについて、予測された水素の1週間分の需要に対応する水素準備量を決定する。例えば、水素準備量は、1週間のうちの需要が予測された各タイミングにおける予測需要量を合計することによって、決定されてもよい。このように、供給可能量決定部144(予測部140)が、予測された水素の需要に基づいて、水素の発注のタイミングに応じて、水素準備量を決定することによって、上述した機会損失又は準備過剰をさらに抑制できる。
また、供給可能量決定部144は、予測された需要に基づいて、水素の高圧ガスを準備するタイミングを決定してもよい。具体的には、1日のうちの時間帯ごとに水素の需要が予測されている場合、供給可能量決定部144は、需要が高くなる時間帯よりも所定時間前(例えば1時間前)に高圧ガス(高圧水素)を準備するように、高圧ガスを準備するタイミングを決定する。なお、「所定時間」は、水素の高圧化に要する時間に応じて、適宜、設定され得る。水素ステーションでは、水素が準備してあったとしても、水素を高圧化しておかないと、車両2に水素を供給できない。したがって、予測された需要に基づいて水素の高圧ガスを準備するタイミングを決定することで、顧客が水素ステーションを訪問した際に水素を車両2に供給できないといった機会損失を抑制することが可能となる。
通知部150は、予測された需要に応じて、いつのタイミングでどの水素ステーションで水素を供給できるかを、顧客に通知する。通知部150は、インタフェース部18を用いて、ネットワーク1aを介して、顧客の装置に対して、水素を供給可能な水素ステーション及びその水素ステーションで水素を供給可能なタイミング(時間帯)を示す通知(供給可能通知)を送信する。
具体的には、通知部150は、各水素ステーションについて、水素の需要があると予測されたタイミングを判定する。例えば、通知部150は、各水素ステーションについて、水素の需要量が予め定められた値以上であると予測されたタイミングを判定する。そして、通知部150は、各水素ステーションについて、水素の需要量があると予測されたタイミングを、水素を供給可能なタイミングと設定する。そして、通知部150は、この水素ステーション及びタイミングに応じて、供給可能通知を生成する。通知部150は、生成された供給可能通知を送信する。
例えば、通知部150は、顧客の車両2に対して、供給可能通知を送信してもよい。これにより、車両2に、供給可能通知が表示される。この場合において、通知部150は、車両2に搭載されたナビゲーションシステムを用いて、供給可能通知を表示させるようにしてもよい。例えば、通知部150は、ナビゲーションシステムの画面に、水素を供給可能な水素ステーションが表示されている場合に、その水素ステーションで水素が供給できるタイミングを表示させるようにしてもよい。
また、例えば、通知部150は、顧客の所有する端末(スマートフォン等)に対して、供給可能通知を送信してもよい。この場合、通知部150は、顧客の端末で実現可能なナビゲーションシステムについて、上述した車両2のナビゲーションシステムについての処理と同様の処理を行ってもよい。あるいは、通知部150は、水素ステーションと水素を供給可能なタイミングとを対応付けたリストを端末に表示させるようにしてもよい。
あるいは、通知部150は、水素ステーションのウェブサイトに、供給可能通知を表示させるようにしてもよい。この場合、通知部150は、ウェブサイト上に地図を表示させて、地図上に表示された水素ステーションで水素を供給可能なタイミングを表示させるようにしてもよい。あるいは、通知部150は、水素ステーションと水素を供給可能なタイミングとを対応付けたリストを、ウェブサイトに表示させるようにしてもよい。
通知部150が、予測された需要に応じて、いつのタイミングでどの水素ステーションで水素を供給できるかを顧客に通知することによって、顧客に対する利便性を向上させることができる。さらに、水素ステーションの側にとっても、準備した水素を供給できる可能性がより高まる。したがって、上記の通知を顧客に行うことによって、水素の需要と供給との調整をより確実に行うことが可能となる。
また、通知部150は、水素を供給可能な水素ステーション及び水素を供給可能なタイミングを通知する際に、水素の価格も通知するようにしてもよい。これにより、顧客は水素の価格と水素を車両2に充填できるタイミングとを同時に把握することができるので、顧客に対する利便性が向上する。
学習継続処理部160は、需要予測モデルの学習を継続するための処理を行う。具体的には、学習継続処理部160は、需要の予測値に対応する実績値(実際の需要量)を取得する。そして、学習継続処理部160は、需要の予測値と実績値との差分に応じて、学習部100による学習の継続処理(学習継続処理)を行う。さらに具体的には、学習継続処理部160は、需要の予測値と実績値との差分が予め定められた閾値以上である場合に、学習継続処理を行う。すなわち、需要の予測値と実績値との差分が大きくなった場合とは、需要予測モデルによる需要予測の精度が低下した可能性がある場合である。したがって、この場合に、需要予測モデルの再学習を行うことが好ましい。なお、上記の閾値は、要求される需要の精度に応じて、適宜、定められ得る。
学習継続処理は、例えば、以下のようにして行われ得る。学習継続処理部160は、需要の予測値と実績値との差分が予め定められた閾値以上となった時点までの顧客行動パターン情報(及び地域情報)を、入力データとして取得する。また、学習継続処理部160は、その時点までに得られた需要の実績値を、正解データとして取得する。ここで、この時点では、需要予測モデルの学習段階よりも時間が経過していることから、この時点で取得される入力データのデータ量は、需要予測モデルの学習段階で用いられた入力データのデータ量よりも多い。そして、学習継続処理部160は、取得された入力データと正解データとの組を教師データとして、需要予測モデルの再学習を行うように、処理を行う。これにより、学習部100は、需要予測モデルの再学習を行う。
なお、学習継続処理は、需要の予測値と実績値との差分が閾値以上となった時点で、直ちに実行される必要はない。例えば、需要の予測値と実績値との差分が閾値以上となることが、所定回数以上発生した場合に、学習継続処理が実行されてもよい。
このように、情報処理装置10は、予測部140によって予測された需要と実際の需要との差分に応じて、機械学習のアルゴリズムに対する学習を継続して行ってもよい。このような構成によって、需要予測モデルが、実際の運用に合わせて調整されるので、需要の予測精度を、さらに向上させることが可能となる。
図12及び図13は、実施の形態1にかかる情報処理装置10によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。図12及び図13に示すフローチャートは、水素の需要を予測するための需要予測方法に対応する。
図12は、需要予測モデルの学習段階における処理を示す。教師データ取得部102は、上述したように、入力データと正解データとの組である教師データを取得する(ステップS102)。需要予測モデル学習部104は、上述したように、取得された教師データを用いて、需要予測モデルの学習処理を行う(ステップS104)。
図13は、需要予測モデルの運用段階における処理を示す。入力データ取得部124は、上述したように、入力データを取得する(ステップS112)。ここで、上述したように、入力データには、少なくとも、顧客行動パターン(顧客行動パターン情報)が含まれている。
需要予測部142は、上述したように、学習済みモデルである需要予測モデルに入力データを入力して、水素ステーションごとに、予測された水素需要量を取得する(ステップS114)。供給可能量決定部144は、上述したように、予測された需要に基づいて、供給可能量を決定する(ステップS116)。通知部150は、上述したように、水素を供給可能な水素ステーション及び時間帯(タイミング)を、顧客に通知する(ステップS118)。
学習継続処理部160は、需要の予測値と実績値との差分が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(ステップS120)。需要の予測値と実績値との差分が閾値以上であると判定された場合(S120のYES)、学習継続処理部160は、上述したように、学習継続処理を行う(ステップS122)。一方、需要の予測値と実績値との差分が閾値以上であると判定されなかった場合(S120のNO)、S122の処理は行われない。そして、S112~S122の処理が、繰り返され得る。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態2においては、水素の需要に応じて水素ステーションにおける水素価格を決定する点で、実施の形態1と異なる。なお、実施の形態2にかかる情報処理システム1の構成については、図1に示した実施の形態1にかかる情報処理システム1の構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。また、実施の形態2にかかる情報処理装置10のハードウェア構成については、図2に示した実施の形態1にかかる情報処理装置10のハードウェア構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。
図14は、実施の形態2にかかる情報処理装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態2にかかる情報処理装置10は、図3に示した実施の形態1にかかる情報処理装置10の構成要素と実質的に同じ構成要素を有する。さらに、実施の形態2にかかる情報処理装置10は、価格決定部210(決定部)と、通知部250とを有する。実施の形態2にかかる情報処理装置10において、図3に示した情報処理装置10の構成要素の機能については、特記しない限り、実施の形態1のものと実質的に同様であるので、適宜、説明を省略する。
上述したように、予測部140は、水素ステーションにおける水素の時系列的な需要を予測する。つまり、予測部140は、水素ステーションにおける水素の需要の時間的な推移を予測する。また、予測部140は、少なくとも、水素ステーションにおける、予め定められた時間後(例えば1週間後又は1カ月後)の、1日のうちの水素の需要の時間的な推移を予測し得る。
価格決定部210は、各水素ステーションについて、予測部140によって予測された水素の需要に基づいて、水素の価格(水素価格)を決定する。つまり、価格決定部210は、各水素ステーションについて、予測された水素の時系列的な需要量に応じて、水素価格を決定する。具体的には、価格決定部210は、水素の予測需要量が多い時間帯で水素価格が高くなるように、水素ステーションにおける水素価格を決定する。また、価格決定部210は、現在から予め定められた時間後(例えば1週間後又は1カ月後)の水素価格を決定する。
図15は、実施の形態2にかかる価格決定部210による価格決定方法の一例を説明するための図である。図15は、図11に例示した需要予測に対して水素価格を決定する方法を例示している。図15は、水素ステーションAにおける、水素の予測需要量と水素価格との関係を例示している。図15において、予測需要量が細い破線で示されている。また、図15において、水素価格が、太い実線で示されている。また、予測需要量について、2つの閾値ThA,ThBが、予め設定されている。ここで、ThA<ThBである。また、3つの水素価格PrA,PrB,PrCが、予め設定されている。ここで、PrA<PrB<PrCである。
価格決定部210は、予測需要量が閾値ThAを下回る時間帯では、水素価格を、最も低い水素価格であるPrAに決定する。また、価格決定部210は、予測需要量が閾値ThA以上且つ閾値ThB以下である時間帯では、水素価格を、2番目に低いPrBに決定する。また、価格決定部210は、予測需要量が閾値ThBを上回る時間帯では、水素価格を、最も高い水素価格であるPrCに決定する。これにより、予測需要量が多いTa,Tcに対応するタイミングでは水素価格が高くなり、予測需要量が少ないTbに対応するタイミングでは水素価格が低くなる。
なお、図15の例では、予測需要量の閾値の数を2個とし、水素価格の数を3個としたが、このような構成に限られない。水素価格の数は任意であり、水素価格の数に応じて予測需要量の閾値の数も適宜設定され得る。また、図15の例では、水素価格が、予測需要量に応じて段階的に不連続に変化するとしたが、このような構成に限られない。価格決定部210は、予測需要量に応じて連続的に変化するように、水素価格を決定してもよい。つまり、価格決定部210は、予測需要量が増加するにつれて水素価格が連続的に増加し、予測需要量が減少するにつれて水素価格が連続的に減少するように、水素価格を決定してもよい。この場合、予測需要量と水素価格との関係は、予め定められた関数で定められてもよい。
また、価格決定部210は、収益が向上(最大化)するように、都度、水素価格を決定する方法を更新するようにしてもよい。例えば、価格決定部210は、強化学習アルゴリズム等の機械学習によって、収益が向上(最大化)するように、予測需要量に応じて水素価格を決定する方法を更新するようにしてもよい。例えば、価格決定部210は、上記の水素価格の設定値(PrA等)及び予測需要量の閾値(ThA等)を、強化学習アルゴリズム等によって、更新してもよい。また、価格決定部210は、予測需要量と水素価格との関係を示す関数を、強化学習アルゴリズム等によって、更新してもよい。このことは、後述する他の実施の形態においても同様である。
実施の形態2にかかる情報処理装置10は、このような構成により、水素ステーションにおける水素価格を、水素の需要に合わせて調整することが可能となる。ここで、一般的に、商品の価格が上昇するとその商品の需要は少なくなり、商品の価格が下降するとその商品の需要は多くなる傾向となる。したがって、水素の需要に合わせて水素価格を調整することにより、水素ステーションにおける水素の需要の平準化を図ることが可能となる。つまり、水素ステーションにおける水素の需要を調整することが可能となる。これにより、閑散期の業務量と繁忙期の業務量との差を小さくすることができる。したがって、水素ステーションの営業を効率的に行うことが可能となる。したがって、水素ステーションが享受する利益(メリット)を効率的に向上させることが可能となる。
図16は、実施の形態2にかかる価格決定部210によって水素価格が決定された場合の実際の水素需要を例示する図である。図16において、予測需要量が細い破線で示されている。また、図16において、実際の需要量が太い実線で示されている。予測需要量は、図11及び図15に示されたものに対応する。図15に例示したように、予測需要量が多いタイミングで水素価格が高くなり、予測需要量が低いタイミングで水素価格が低くなることによって、図16に例示するように、実際の需要量の変動は、予測需要量の変動よりも小さくなる。つまり、価格決定部210によって水素価格が決定されることにより、水素ステーションにおける水素の需要が平準化される。
また、実施の形態2にかかる情報処理装置10は、水素ステーションにおける予測需要量が多いときに水素価格を高くすることにより、水素ステーションにおける収益を向上させることが可能となる。一方、水素ステーションにおける予測需要量が少ないときに水素価格を低くすることにより、そのタイミングにおける需要を多くすることができる。したがって、水素ステーションが享受する利益(メリット)を効率的に向上させることが可能となる。
通知部250は、価格決定部210によって決定された水素価格を顧客に通知する。通知部250は、インタフェース部18を用いて、ネットワーク1aを介して、顧客の装置に対して、水素ステーションにおける水素価格を示す通知(水素価格通知)を送信する。
図17は、実施の形態2にかかる水素価格通知を例示する図である。図17は、水素ステーションAに関する水素価格通知を例示している。図17に例示した水素価格通知は、「通常の水素価格」と、「本日の水素価格」と、「明日の水素価格」とを含む。このように、複数の日の水素価格を通知することによって、顧客は、水素価格及び自己の時間の都合等からどの日に水素ステーションを訪問するかを決定することができる。特に、顧客は、水素価格が低い日に水素ステーションを訪問することができる。したがって、顧客に対する利便性を向上させることが可能となる。
また、通知部250は、例えば、顧客の車両2に対して、水素価格通知を送信してもよい。これにより、車両2に、水素価格通知が表示される。この場合において、通知部250は、車両2に搭載されたナビゲーションシステムを用いて、水素価格を表示させるようにしてもよい。例えば、通知部250は、ナビゲーションシステムの画面に表示された水素ステーションに関する水素価格を表示させるようにしてもよい。
また、例えば、通知部250は、顧客の所有する端末(スマートフォン等)に対して、水素価格通知を送信してもよい。この場合、通知部250は、顧客の端末で実現可能なナビゲーションシステムについて、上述した車両2のナビゲーションシステムについての処理と同様の処理を行ってもよい。
あるいは、通知部250は、水素ステーションのウェブサイトに、水素価格通知を表示させるようにしてもよい。この場合、通知部250は、ウェブサイト上に地図を表示させて、地図上に表示された水素ステーションの水素価格を表示させるようにしてもよい。あるいは、通知部250は、水素ステーションと水素価格とを対応付けたリストを、ウェブサイトに表示させるようにしてもよい。
また、例えば、通知部250は、顧客が訪問する頻度が高い水素ステーションの水素価格を、その顧客に通知してもよい。この場合、通知部250は、顧客行動パターン情報を用いて、顧客が訪問する頻度を判断してもよい。また、例えば、通知部250は、顧客ごとに予め登録された水素ステーションの水素価格を、その顧客に通知してもよい。例えば、顧客#1が水素ステーションAをシステムに登録していた場合に、通知部250は、水素ステーションAの水素価格を、顧客#1に通知してもよい。
また、通知部250は、顧客ごとに必要なタイミングで、水素価格を通知してもよい。例えば、通知部250は、顧客の近隣の水素ステーションの水素価格が変更されたときに、その顧客にその水素ステーションの水素価格を通知してもよい。また、例えば、通知部250は、顧客によって予め登録された水素ステーションの水素価格が変更されたときに、その顧客にその水素ステーションの水素価格を通知してもよい。また、通知部250は、水素残量の少ない車両2の顧客に、水素ステーションの水素価格を通知してもよい。
通知部250が、決定された水素価格を顧客に通知することによって、顧客に対する利便性を向上させることができる。特に、水素価格が低いときに顧客が水素ステーションを訪問することによって、水素の購入費用を低減することができる。また、通知部250が、顧客ごとに必要なタイミングで水素価格を通知することによって、顧客に対する利便性をさらに向上させることができる。さらに、水素ステーションの側にとっても、水素の需要の平準化を、より確実に図ることが可能となる。
図18は、実施の形態2にかかる情報処理装置10によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。図18に示すフローチャートは、水素ステーションの水素価格を決定するための価格決定方法に対応する。図13のS112と同様に、入力データ取得部124は、入力データを取得する(ステップS212)。図13のS114と同様に、需要予測部142は、学習済みモデルである需要予測モデルに入力データを入力して、水素ステーションごとに、予測された水素需要量を取得する(ステップS214)。図13のS114と同様に、供給可能量決定部144は、予測された需要に基づいて、供給可能量を決定する(ステップS216)。
価格決定部210は、上述したように、予測された水素の需要に応じて、水素ステーションの水素価格を決定する(ステップS218)。具体的には、価格決定部210は、予測需要量が多いタイミングで水素価格が高くなるように、水素価格を決定する。通知部250は、上述したように、水素ステーションの水素価格を、顧客に通知する(ステップS220)。
学習継続処理部160は、図13のS120と同様に、需要の予測値と実績値との差分が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(ステップS221)。需要の予測値と実績値との差分が閾値以上であると判定された場合(S221のYES)、学習継続処理部160は、図13のS122と同様に、学習継続処理を行う(ステップS222)。一方、需要の予測値と実績値との差分が閾値以上であると判定されなかった場合(S221のNO)、S222の処理は行われない。このように、決定された水素価格により変化した水素の需要を予測できるようになるので、水素の需要の予測精度をさらに向上させることが可能となる。そして、S212~S222の処理が、繰り返され得る。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。実施の形態3においては、水素ステーションにおける水素価格を決定する際に、水素ステーションにおける水素価格を入力とする需要予測モデルを用いる点で、他の実施の形態と異なる。なお、実施の形態3にかかる情報処理システム1の構成については、図1に示した実施の形態1にかかる情報処理システム1の構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。また、実施の形態3にかかる情報処理装置10のハードウェア構成については、図2に示した実施の形態1にかかる情報処理装置10のハードウェア構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。
図19は、実施の形態3にかかる情報処理装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態3にかかる情報処理装置10は、実施の形態1等と同様に、学習部100と、学習済みモデル格納部122と、入力データ取得部124と、予測部140と、学習継続処理部160とを有する。ここで、予測部140は、需要予測部142を有するが、供給可能量決定部144を有さなくてもよい。また、実施の形態3にかかる情報処理装置10は、供給可能量取得部302と、価格決定部310(決定部)と、通知部250とを有する。
図3に示した情報処理装置10の構成要素の機能については、特記しない限り、実施の形態1のものと実質的に同様であるので、適宜、説明を省略する。また、通知部250の機能については、特記しない限り、実施の形態2にかかる機能と実質的に同様であるので、適宜、説明を省略する。
図20は、実施の形態3にかかる入力データにおける特徴量を例示する図である。顧客行動パターン情報については、実施の形態1にかかるものと実質的に同様であってもよい。地域情報に含まれる特徴量について、成分xn+5は、対応する地域の水素ステーションにおける水素価格を示す。入力データにおいて、水素価格は、任意に設定され得る。このように、実施の形態3では、需要予測モデルは、水素ステーションにおける水素価格を入力としている。そして、学習部100は、入力データとして水素ステーションにおける水素価格を含むような需要予測モデルの学習を行う。したがって、実施の形態3にかかる需要予測モデルは、入力データにおける水素価格が高いと需要を少なく予測し、水素価格が低いと需要を多く予測し得る。
供給可能量取得部302は、供給可能量を取得する。つまり、実施の形態3では、供給可能量が、予測需要量に応じて決定されるのではなく、予め設定されているとする。すなわち、供給可能量は、予測需要量に応じて常に決定できるとは限らない。例えば、水素ステーションとその水素ステーションに水素を提供する卸売業者との取り決めにより、供給可能量が予め設定されている場合がある。
価格決定部310は、需要予測モデルに入力された水素価格と、需要予測モデルを用いて得られた予測需要量とに応じて、水素価格を決定する。このとき、価格決定部310は、水素ステーションにおける収益が向上(最大化)するように、水素価格を決定する。また、価格決定部310は、現在から予め定められた時間後(例えば1週間後又は1カ月後)の水素価格を決定する。詳しくは後述する。
図21は、実施の形態3にかかる情報処理装置10によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。図21に示すフローチャートは、水素ステーションの水素価格を決定するための価格決定方法に対応する。また、図21に示すフローチャートは、水素ステーションごとに実行され得る。供給可能量取得部302は、供給可能量を取得する(ステップS302)。図13のS112と同様に、入力データ取得部124は、入力データを取得する(ステップS310)。ここで、S310で取得される入力データでは、水素価格は設定されていなくてもよい。そして、価格決定部310は、入力データにおける水素価格を設定する(ステップS312)。
図13のS114と同様に、需要予測部142は、学習済みモデルである需要予測モデルに入力データを入力して、水素ステーションごとに、予測された水素需要量(予測需要量)を取得する(ステップS314)。価格決定部310は、S314で取得された予測需要量が、S302で取得された供給可能量を上回るか否かを判定する(ステップS316)。予測需要量が供給可能量を上回る場合(S316のYES)、水素価格を低く設定しすぎたために予測需要量が供給可能量と比較して過大となっている。したがって、この場合、価格決定部310は、水素価格を、S312で設定された水素価格よりも高く設定する(ステップS318)。そして、S314及びS316の処理が、再度実行される。なお、水素価格をどれだけ高く設定するかについては、任意の方法を用いてもよい。例えば、S312で設定された水素価格よりも予め定められた価格(例えば5円/kg)だけ、水素価格を高く設定するようにしてもよい。
一方、予測需要量が供給可能量以下である場合(S316のNO)、価格決定部310は、そのときの売上額を算出する(ステップS320)。具体的には、価格決定部310は、設定された水素価格に予測需要量を乗算することによって、対応する水素ステーションの水素の売上額を算出する。
次に、価格決定部310は、水素価格を変更して、S314~S320の処理を行う(ステップS322)。具体的には、価格決定部310は、設定可能な水素価格について処理が終了するまで、S314~S320の処理を繰り返す。これにより、設定可能な水素価格それぞれについて、売上額が算出される。なお、S322の処理では、水素価格を変更する際に、S316の処理でYESと判定されたときの水素価格に変更しないようにしてもよい。
次に、価格決定部310は、算出された売上額に応じて、水素価格を決定する(ステップS330)。具体的には、価格決定部310は、売上額が最大となる水素価格を、水素ステーションにおける水素価格として決定してもよい。あるいは、価格決定部310は、売上額から供給可能量の購入額(原価)を減算した値が最大となる水素価格を、水素ステーションにおける水素価格として決定してもよい。これにより、水素ステーションにおける収益(利益)が最大となるような水素価格が決定される。
通知部250は、上述したように、水素ステーションの水素価格を、顧客に通知する(ステップS332)。なお、実施の形態3にかかる情報処理装置10は、学習継続処理(図13のS122)を行ってもよい。なお、上述した例では、予測需要量が供給可能量を上回る場合に水素価格を高く設定するとしたが(S316のYES,S318)、このような構成に限られない。S316及びS318の処理は、なくてもよい。また、この場合、S302の処理は、なくてもよい。
上述したように、実施の形態3にかかる情報処理装置10は、需要予測モデルに入力された水素価格と需要予測モデルを用いて得られた予測需要量とに応じて、水素価格を決定するように構成されている。これにより、実施の形態3にかかる情報処理装置10は、水素ステーションにおける収益が最大となるような水素価格を決定することが可能となる。したがって、より確実に、収益の向上を図ることが可能となる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について説明する。実施の形態4においては、水素ステーションにおける水素価格を決定する際に、予測需要量及び供給可能量に応じて水素価格を決定する点で、他の実施の形態と異なる。なお、実施の形態4にかかる情報処理システム1の構成については、図1に示した実施の形態1にかかる情報処理システム1の構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。また、実施の形態4にかかる情報処理装置10のハードウェア構成については、図2に示した実施の形態1にかかる情報処理装置10のハードウェア構成と実質的に同様であるので、説明を省略する。
図22は、実施の形態4にかかる情報処理装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態4にかかる情報処理装置10は、実施の形態3と同様に、学習部100と、学習済みモデル格納部122と、入力データ取得部124と、予測部140と、学習継続処理部160とを有する。ここで、予測部140は、需要予測部142を有するが、供給可能量決定部144を有さなくてもよい。また、実施の形態4にかかる情報処理装置10は、供給可能量取得部302と、価格決定部410(決定部)と、通知部250とを有する。
図3に示した情報処理装置10の構成要素の機能については、特記しない限り、実施の形態1のものと実質的に同様であるので、適宜、説明を省略する。また、供給可能量取得部302及び通知部250の機能については、特記しない限り、それぞれ実施の形態2及び実施の形態3にかかる機能と実質的に同様であるので、適宜、説明を省略する。
価格決定部410は、水素ステーションのあるタイミングにおける、予測需要量と供給可能量との比に基づいて、水素価格を決定する。具体的には、価格決定部410は、供給可能量に対する予測需要量の比である水素需要比(第1の比)に基づいて、水素価格を決定する。このような構成により、後述するように、予測需要量及び供給可能量に基づいて、水素ステーション側の目的(収益向上、需要促進又は需要抑制等)に応じて水素の需要及び水素価格を調整することが可能となる。つまり、予測需要量及び供給可能量に応じた水素ステーション側の利益(収益向上、需要促進又は需要抑制等)を、より確実に向上させることが可能となる。
さらに具体的には、価格決定部410は、水素需要比が第1の閾値以上であり、且つ、第1の閾値よりも大きな第2の閾値以下である場合に、水素需要比が大きいほど価格が高くなるように、水素の価格を決定する。このとき、価格決定部410は、第1の価格から第2の価格までの間で、水素需要比が大きいほど価格が高くなるように、水素価格を決定する。詳しくは後述する。なお、第1の閾値及び第2の閾値、及び、第1の価格及び第2の価格は、予め定められた値である。なお、これらの所定値は、強化学習アルゴリズム等の機械学習によって、適宜、更新されてもよい。
また、価格決定部410は、水素需要比(第1の比)が第1の閾値を下回る場合に、第1の価格よりも低い価格となるように、水素価格を決定してもよい。また、価格決定部410は、水素需要比(第1の比)が第2の閾値を上回る場合に、第2の価格よりも高い価格となるように、水素価格を決定してもよい。詳しくは後述する。
図23は、実施の形態4にかかる情報処理装置10によって実行される情報処理方法を示すフローチャートである。図23に示すフローチャートは、水素ステーションの水素価格を決定するための価格決定方法に対応する。また、図23に示すフローチャートは、水素ステーションごとに実行され得る。供給可能量取得部302は、供給可能量yを取得する(ステップS402)。図13のS112と同様に、入力データ取得部124は、入力データを取得する(ステップS412)。図13のS114と同様に、需要予測部142は、学習済みモデルである需要予測モデルに入力データを入力して、水素ステーションごとに、予測された水素需要量xを取得する(ステップS414)。
価格決定部410は、水素需要比(第1の比)を算出する(ステップS418)。具体的には、価格決定部410は、水素需要量xを供給可能量yで除算することによって、水素需要比zを算出する。つまり、z=x/yである。
そして、価格決定部410は、水素需要比zが閾値Th1(第1の閾値)以上且つ閾値Th2(第2の閾値)以下であるか否かを判定する(ステップS420)。なお、閾値Th1は、予め定められた1未満の値である。例えば、Th1=0.15である。また、閾値Th2は、閾値Th1よりも大きな予め定められた値である。例えば、Th2=0.9である。つまり、価格決定部410は、供給可能量yに対する水素需要量xの割合(水素需要比)が15%以上且つ90%以下であるか否かを判定する。
水素需要比zが閾値Th1以上且つ閾値Th2以下である場合(S420のYES)、価格決定部410は、水素需要比zの値に応じて水素価格を決定する(ステップS422)。具体的には、価格決定部410は、水素需要比zが大きいほど価格が高くなるように、水素の価格を決定する。
図24は、実施の形態4にかかる価格決定部410による価格決定方法を説明するための図である。図24は、水素需要比zと水素価格との関係を例示している。図24の例では、水素需要比zが閾値Th1以上且つ閾値Th2以下である場合に、価格決定部410は、価格Pr1(第1の価格)から価格Pr2(第2の価格)までの間で、水素需要比zが大きいほど価格が高くなるように、水素価格を決定する。なお、Pr1及びPr2は、予め定められた値であり、Pr1<Pr2である。例えば、Pr1=1000円/kgであり、Pr2=1200円/kgである。図24の例では、価格決定部410は、水素需要比z=0.15の場合に、水素価格を1000円/kgと決定する。また、価格決定部410は、水素需要比z=0.9の場合に、水素価格を1200円/kgと決定する。このように、水素需要比zが大きいほど価格が高くなるように水素価格を決定することで、予測需要量及び供給可能量に応じて、収益の向上を図ることが可能となる。
なお、図24の例では、水素需要比zと水素価格との関係は線形であるが、水素需要比zと水素価格との関係は線形である必要はない。水素価格は、水素需要比zが大きくなるにつれて不連続に段階的に高くなってもよい。また、水素価格は、水素需要比zが大きくなるにつれて指数関数的に高くなってもよい。また、水素価格は、水素需要比zが大きくなるにつれて対数関数的に高くなってもよい。
一方、水素需要比zが閾値Th1以上且つ閾値Th2以下でない場合(S420のNO)、価格決定部410は、水素需要比zが閾値Th1(第1の閾値)を下回るか否かを判定する(ステップS424)。つまり、価格決定部410は、供給可能量yに対する水素需要量xの割合(水素需要比)が15%を下回るか否かを判定する。
水素需要比zが閾値Th1を下回る場合(S424のYES)、供給可能量yに対して予測需要量xが少なすぎると言える。つまり、このままでは水素が供給過多となり、水素が過剰に売れ残ってしまうおそれがある。したがって、この場合、需要を促進するため、価格決定部410は、水素価格を低く設定する(ステップS426)。具体的には、価格決定部410は、Pr1よりも低い価格に、水素価格を決定する。例えば、価格決定部410は、水素価格を700円/kgに決定する。これにより、供給可能量yに対して予測需要量xが過少である場合に水素の需要を促進することが可能となる。
一方、水素需要比zが閾値Th1を下回らない場合(S424のNO)、水素需要比zは、閾値Th2を上回っている。つまり、供給可能量yに対する水素需要量xの割合(水素需要比)が90%を上回っている。この場合、供給可能量yに対して予測需要量xが多すぎると言える。つまり、このままでは供給不足となるおそれがある。したがって、この場合、需要を抑制するため、価格決定部410は、水素価格を高く設定する(ステップS428)。具体的には、価格決定部410は、Pr2よりも高い価格に、水素価格を決定する。例えば、価格決定部410は、水素価格を1500円/kgに決定する。これにより、供給可能量yに対して予測需要量xが過大である場合に水素の需要を抑制することが可能となる。
通知部250は、上述したように、水素ステーションの水素価格を、顧客に通知する(ステップS432)。なお、実施の形態4にかかる情報処理装置10は、学習継続処理(図13のS122)を行ってもよい。
(変形例)
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述したフローチャートの複数のステップの順序は、適宜、変更可能である。また、上述したフローチャートの1つ以上のステップは、適宜、省略可能である。例えば、図18のS216及びS220~S222の処理は、省略されてもよい。図21及び図23についても、それぞれS332及びS432の処理は省略され得る。
プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された1又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群(又はソフトウェアコード)を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory(RAM)、read-only memory(ROM)、フラッシュメモリ、solid-state drive(SSD)又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disk(DVD)、Blu-ray(登録商標)ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
1 情報処理システム
2 車両
10 情報処理装置
100 学習部
102 教師データ取得部
104 需要予測モデル学習部
122 学習済みモデル格納部
124 入力データ取得部
140 予測部
142 需要予測部
144 供給可能量決定部
150 通知部
160 学習継続処理部
210,310,410 価格決定部
250 通知部
302 供給可能量取得部

Claims (10)

  1. 予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも、複数の顧客それぞれの行動パターンを示す顧客行動パターン情報であって、当該顧客の車両の水素残量の時系列データと、当該顧客の車両に対して1回の充填において充填される水素の充填量の時系列データと、当該顧客の車両に水素が充填される充填頻度と、当該顧客の行動パターンの季節変動とを少なくとも含む顧客行動パターン情報を入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測する予測部と、
    予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定する決定部と、
    を有する情報処理装置。
  2. 前記決定部は、前記水素ステーションのあるタイミングにおける、予測された水素の需要である予測需要量と供給可能な水素量である供給可能量との比に基づいて、水素の価格を決定する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記決定部は、前記供給可能量に対する前記予測需要量の比である第1の比が、予め定められた第1の閾値以上であり、且つ、前記第1の閾値よりも大きな予め定められた第2の閾値以下である場合に、予め定められた第1の価格から予め定められた第2の価格までの間で、前記第1の比が大きいほど価格が高くなるように、水素の価格を決定する、
    請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記決定部は、前記第1の比が前記第1の閾値を下回る場合に、前記第1の価格よりも低い価格となるように、水素の価格を決定する、
    請求項3に記載の情報処理装置。
  5. 前記決定部は、前記第1の比が前記第2の閾値を上回る場合に、前記第2の価格よりも高い価格となるように、水素の価格を決定する、
    請求項3又は4に記載の情報処理装置。
  6. 前記需要予測モデルは、前記顧客行動パターン情報と前記水素ステーションにおける水素の価格とを入力とし、
    前記決定部は、前記需要予測モデルに入力された水素の価格と前記需要予測モデルを用いて得られた水素の需要である予測需要量とに応じて、水素の価格を決定する、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  7. 決定された水素の価格を顧客に通知する通知部、
    をさらに有する請求項1から6のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  8. 前記需要予測モデルに対して機械学習を行う学習部、
    をさらに有し、
    前記学習部は、前記予測部によって予測された需要と実際の需要との差分に応じて、前記需要予測モデルに対する学習を継続して行う、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  9. 予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも、複数の顧客それぞれの行動パターンを示す顧客行動パターン情報であって、当該顧客の車両の水素残量の時系列データと、当該顧客の車両に対して1回の充填において充填される水素の充填量の時系列データと、当該顧客の車両に水素が充填される充填頻度と、当該顧客の行動パターンの季節変動とを少なくとも含む顧客行動パターン情報を入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測し、
    予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定する、
    コンピュータによって実行される情報処理方法。
  10. 予め機械学習によって生成された学習済みモデルである需要予測モデルであって、少なくとも、複数の顧客それぞれの行動パターンを示す顧客行動パターン情報であって、当該顧客の車両の水素残量の時系列データと、当該顧客の車両に対して1回の充填において充填される水素の充填量の時系列データと、当該顧客の車両に水素が充填される充填頻度と、当該顧客の行動パターンの季節変動とを少なくとも含む顧客行動パターン情報を入力とし予測された水素の需要を出力する需要予測モデルを用いて、水素ステーションにおける水素の需要を予測するステップと、
    予測された水素の需要に基づいて、前記水素ステーションにおける水素の価格を決定するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラム。
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