人工知能概念を用いた治水用貯水池操作のエキスパート化に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03555116
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 小尻 利治 岐阜大学, 工学部, 教授 (00026353)
• 研究分担者: 森本 陸世 日本気象協会, 気象本部, 部長 ; 堀 智晴 京都大学, 工学部, 助手 (20190225) ; 池渕 周一 京都大学, 防災研究所, 教授 (20026181)
• キーワード: エキスパートシステム / 貯水池操作 / ファジィ推論 / ニューラルネットワーク / オブジェクト指向

研究概要

本研究では、貯水池の最適操作と実用化に向けてのKnowledge baseを結合させてエキスパートシステムを作成することを試みた。各研究課題別に得られた成果を要約すると以下のようになる。
(1)パターン認識による気象・水文情報の分類:台風経路とハイドログラフを対象として、パターン分類化手法の1種であるISODATA法を導入して分類を行った。
(2)流出・流下のあいまい性を含んだ知識ベースの作成:台風経路やハイドログラフの発生頻度をそのハイドログラフの発生確率と定義し、ファジイ型メンバーシップ関数の重みとした。知識ベースの作成に際しては、天気予報による総降雨量をもとに、用いる制御パターンを分けた。
(3)降雨・流量の予報・予測精度を考慮した推論機構:貯水池操作の因子をハイドログラフ、流入量、貯水量、代表的な気象特性、および、オペレータの経験に分け、その組み合わせに対してDPにより最適放流量を決めた。
(4)ファジィ理論によるルールベースの作成に関する研究:与えられた操作因子、インバーシップ関数を用い、ファジィ制御理論により放流量の決定を行った。台風、降水量、流出量など、観測情報にも曖昧性が含まれるとして、円錐形、三角形のメンバーシップ関数を提案した。
(5)会話型貯水池操作システムのシミュレーションモデルの開発:実用化のために、プログラムのマニュアル化を行なった。データベースに関しては汎用型の大型計算機で、操作システムに関しては、パソコンレベルでのプログラムを開発した。

研究成果

• [文献書誌] 小池 利治: "ニューラルネットを用した貯水池操作に関する研究" 第8回ファジィシステムシンポジウム講演論文集. 169-172 (1992)
• [文献書誌] 近野 好文: "知識工学的手法による局地気象予測システムの開発" 水文水資源研究のためのAI技術の利用に関するシンポジウム. 39-46 (1992)
• [文献書誌] 高棹 琢馬: "洪水制御支援のための知識講成と獲得法に関する一考察" 水文水資源研究のためのAI技術の利用に関するシンポジウム. 25-32 (1992)
• [文献書誌] 大石 哲: "洪水制御のための定性推論とそのための知識獲得方法" 水文水資源研究のためのAI技術の利用に関するシンポジウム. 17-24 (1992)
• [文献書誌] S.Sakakima: "Real-Time Reservoir Operation With Neural Nets Concept" Applications of Artificial Intelligence in Engineering VII. 501-514 (1992)
• [文献書誌] T.Kojiri: "Fuzzy Expert System of Reservoir Operation with Typhoon and Rainfall Prediction" Applications of Artificial Intelligence in Engineering VII. 531-548 (1992)
• [文献書誌] 池渕 周一: "ニューラルネットワークを用いた月降水量予測" 第4回水資源に関するシンポジウム. 369-374 (1992)
• [文献書誌] 中山 修: "低水時のダム補給量決定へのファジィ推論の適用" 第4回水資源に関するシンポジウム. 339-344 (1992)
• [文献書誌] 森田 健太郎: "河道の実時間水位予測を用いた遊水地樋門操作に関する研究" 土木学会第47回年次学術構演会構演概要集第2部. 506-507 (1992)
• [文献書誌] 榊間 繁樹: "ファジィ推論を用いた洪水時の貯水池操作支援システム" 土木学会第47回年次学術講演会講演概要集第2部. 706-707 (1992)
• [文献書誌] 横山 正治: "ニューラルネットワーク用いた降水量長期予測とダム貯水池の実時間操作" 土木学会第47回年次学講演会講演概要集第2部. 716-717 (1992)
• [文献書誌] 小民 利治: "入力情報の曖昧性を考醂した実時間貯水池操作" 土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 173-174 (1993)