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機械学習による都市河川の親水利用における水系感染症発症リスクのリアルタイム予測

研究課題

研究課題/領域番号 18K04415
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関西日本工業大学

研究代表者

高見 徹  西日本工業大学, 工学部, 教授 (80321529)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード水系感染症 / 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
研究成果の概要

都市河川の親水利用における衛生学的な安全を確保するため、水系感染症の発症リスクの予測を可能とする病原微生物濃度のリアルタイム予測方法を確立することを目的とした研究を行った。
本研究では、福岡県北九州・京築地域の河川を対象として、水文水質に関する既存データおよび大腸菌群・大腸菌に関する実測データをもとに、統計学的解析と機械学習によって、当該河川の大腸菌群数および大腸菌数の予測値を出力するとともに、寄与率に応じた変数の選択を行い、予測値の精度向上を図った。その結果、大腸菌群数については許容可能な範囲で予測値を得ることができたが、大腸菌数については、データ蓄積による精度向上の課題が残った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2019

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      高見徹
    • 雑誌名

      西日本工業大学紀要

      巻: 54

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 京築地域7河川における大腸菌群数の季節変化2023

    • 著者名/発表者名
      高見徹
    • 雑誌名

      西日本工業大学紀要

      巻: 53 ページ: 67-71

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      高見徹
    • 雑誌名

      西日本工業大学紀要

      巻: 52 ページ: 67-70

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      高見徹
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      高見徹
    • 学会等名
      平成30年度日本水環境学会九州沖縄支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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