2012 Fiscal Year Research-status Report
統計的学習法とベイズ推定に基づく電力系統台風被害予測システムの構築
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24560524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
八野 知博 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (50284906)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 制御工学 / システム工学 |
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| Research Abstract |
本研究は、統計的学習法とベイズ推定に基づく高精度な電力系統台風被害予測システムの構築を目的としたものである。本年度は、学習用データに対する対数周辺尤度を評価とし、線形最小二乗法と粒子群最適化法やArtificial Bee Colonyアルゴリズムとのハイブリッド化による、ガウシャンプロセスモデル（予測モデル）の事前分布の決定手法を開発した。次に開発した学習アルゴリズムとベイズ推定の枠組みに基づく予測法を開発した。同時に、過去約15年間の鹿児島県奄美群島に接近または上陸した台風の気象データと電力系統実被害データを収集・整理し、電力系統被害に強く影響を与える台風進行経路数値化法を開発した。さらに、台風進行経路と最大瞬間風速を入力とし、停電回線数の予測値とその信頼性の情報を出力とする基礎的な電力系統台風被害予測システムを開発した。開発したシステムの妥当性を検証するため、提案手法をMATLABにより計算機上で実現し、シミュレーションにより予測性能を調査した。その結果、提案法は従来のニューラルネットワークモデルなどを用いた予測法と比べて予測精度が高いことが示された。また、従来法では得ることが困難であった被害予測値の信頼性の情報が得られ、かつその信頼性の情報値は実被害データと照らし合わせて妥当であることが明らかとなった。本年度に開発した予測システムは基礎的なものであるが、本手法によれば、（予測値＋信頼領域幅）の値を最悪被害量とみなすことにより、停電復旧作業の際の復旧要員や資材が不足する可能性を低減できるという意義がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成24年度の研究実施計画のすべての項目を実現し、その一部は学術講演会や学術論文誌で公表できていることから、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度の研究において、基礎的な電力系統被害予測システムを構築できたことから、今後は、この基礎的な予測システムの予測精度をさらに改善していく方向で研究を推進していく。具体的には、平成24年度では、電力系統被害量の分布は台風気象情報値に関して定常と仮定していたが、今後は非定常性を考慮した予測システムの構築を目指す。また、電力系統に被害を及ぼすと考えられる他の入力情報、例えば降雨量や暴風半径、地形などを考慮した予測システムの構築を検討する。さらに、台風が予測対象地域の奄美群島に到達した時点での台風気象情報値の予測法についても改善していく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
開発した電力系統被害予測システムを実現するための信号処理言語MATLABを平成24年度に購入し、シミュレーション等を実施する環境が整った。平成24年度において、当初購入予定であったUSBメモリやハードディスクを現有の物で代替したため、物品費が約9千円未使用となった。また、国内旅費についても、当初想定していた額よりも実費が低額だったため、約1万円が未使用となった。
平成25年度の物品費として、USBメモリなどの消耗品購入のために、平成24年度未使用分の約9千円を充てる。また、平成25年度の旅費として、これまでの研究成果を発表するための国際学術会議発表旅費や、本研究の基盤となる最適化アルゴリズム等の動向調査のための国内学会参加旅費等に、平成24年度未使用分約1万円を含めて計約21万円の経費を見込んでいる。
研究最終年度の平成26年度は、成果発表のための旅費と学術論文誌投稿料を合わせて約30万円の経費を見込んでいる。
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