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Real-Time Prediction of Risk of Waterborne Infectious Disease Development in Friendly Use of Urban Rivers Using Machine Learning

Research Project

Project/Area Number 18K04415
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionNishinippon Institute of Technology

Principal Investigator

Takami Tohru  西日本工業大学, 工学部, 教授 (80321529)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野中 尋史  愛知工業大学, 経営学部, 准教授 (70544724)
古川 隼士  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (90632729)
廣田 雅春  岡山理科大学, 情報理工学部, 准教授 (70750628)
平岡 透  長崎県立大学, 情報システム学部, 教授 (30626891)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords水系感染症 / リスク予測 / 機械学習 / 大腸菌群 / 大腸菌 / 病原生物 / 統計学的評価 / 病原微生物 / 都市河川 / リスク評価 / リアルタイム予測
Outline of Final Research Achievements

In order to ensure hygienic safety in the use of urban river water for friendly water use, a study was conducted to establish a real-time prediction method of pathogenic microorganism concentrations that can predict the risk of developing waterborne infectious diseases.
In this study, we used existing data on hydrological quality and measured data on coliforms and E. coli for a river in the Kitakyushu-Kyotsuki area of Fukuoka Prefecture to output predicted values of coliform and E. coli counts for the river through statistical analysis and machine learning. The accuracy of the predicted values was improved by selecting variables according to their contribution ratio. As a result, the predicted values for the coliform group counts were obtained within an acceptable range, but the issue of improving the accuracy of the coliform counts through data accumulation remained.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

機械学習によるモデルによって、所定の条件下において、水文水質データから大腸菌群数を予測することが可能になった。これによって、微生物学的手法を用いずとも、既存のデータベース(国土交通省水文水質データベースなど)を利用して、当該水域の大腸菌群数を推定することができる。今後、大腸菌数の観測値が蓄積されることで、大腸菌数の予測も可能となり、都市河川の親水利用における衛生学的安全を確保するための水系感染症の発症リスクの予測と評価が可能になる。

Report

(7 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022 2019

All Journal Article (3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 大腸菌数予測のための重回帰式の適用可能性に関する検討2024

    • Author(s)
      高見徹
    • Journal Title

      西日本工業大学紀要

      Volume: 54

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 京築地域7河川における大腸菌群数の季節変化2023

    • Author(s)
      高見徹
    • Journal Title

      西日本工業大学紀要

      Volume: 53 Pages: 67-71

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 京築地域7河川における大腸菌群数および大腸菌数の測定2022

    • Author(s)
      高見徹
    • Journal Title

      西日本工業大学紀要

      Volume: 52 Pages: 67-70

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Presentation] 北九州・京築地域河川における水環境健全性指標の適用と評価2024

    • Author(s)
      高見徹
    • Organizer
      第58回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 大分川水系裏川における各種水質項目と大腸菌数との関係2019

    • Author(s)
      高見徹
    • Organizer
      平成30年度日本水環境学会九州沖縄支部研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-01-30  

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