| 研究概要 |
近年,全国各地で多発する激しい降雨によって都市型水害が発生している.本研究では都市型水害に対処するために,気象庁が提供している降雨予測データ(降水ナウキャスト)を用いてポンプ場への雨水の流入量を予測し,予測した流入量にもとづいて排水ポンプの効率的な運転計画を提案することを目的としている.
本年度は,まず,降雨からポンプ場の流入量までの流出系を線形モデルと仮定して定式化した.過去の測定データを用いてモデルパラメータを逐次修正しながら,流入量予測を行うアルゴリズムを作成した.この予測法を評価するために,理想的な降雨予測データを用いてシミュレーションを行った.シミュレーション結果より,降雨予測データを用いると流入量の予測誤差が減少することを確認した.つぎに,実際の降水ナウキャストデータを用いて流入量予測を行ったところ,予測誤差が増加した.そこで,降水ナウキャストの時間遅れを考慮して流入量の予測法を修正し,予測誤差を改善した.
いくつかのポンプ場でのデータ計測の現状,ポンプの運転状況や特性を現地にて視察し,ポンプ運転における問題点や評価指標などの情報を収集した.これらにもとついて,ポンプ井水位の変動を評価とし,異なる性能を持つ複数台のポンプの最適運転計画問題を定式化した.降水ナウキャストは時々刻々更新されるので,評価期間を未来へずらしながら逐次最適化を行う.逐次最適化を可能にするために,分枝限定法や近似を用いて組み合わせ最適化計算の時間短縮を行った.実測データを用いてシミュレーションを行った結果,人が操作した場合に比べて頻繁にポンプを切替える場合があった.最適化計算の閾値を設けることで,この切替え頻度を調整することが可能になった.
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