JP2017015453A - Control processing apparatus for dam management and control processing method for dam management - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ダム管理用制御処理装置およびダム管理用制御処理方法に関する
。
Embodiments described herein relate generally to a dam management control processing apparatus and a dam management control processing method.
ダム管理用制御処理設備では、治水を目的として放流制御を行っている。その放流量は
、時に膨大な量となり下流に居住している人々や商業施設、田畑に影響を与える可能性が
ある。そのため、ダム管理用制御処理設備では流出予測機能を活用し、適正な放流を行う
ために流出予測を行っている。流出予測とは、例えばダムの放流量を増やし、ダムから河
川に流れる水が増えた際に、河川の下流の水位上昇量を予測すること等を言う。
The control treatment facility for dam management performs discharge control for the purpose of flood control. The amount of discharge is sometimes enormous and can affect people, commercial facilities and fields that live downstream. Therefore, the control processing facility for dam management uses the outflow prediction function to perform outflow prediction in order to perform proper discharge. The outflow prediction means, for example, predicting the amount of water level rise downstream of the river when the discharge amount of the dam is increased and the amount of water flowing from the dam to the river increases.
流出予測を行う際、流出予測演算のパラメータとして「流入量」と「予測降雨量」を使
用する。しかし、この2つのパラメータは精度が定まらないため、流出予測の精度も下が
る傾向にある。詳しく述べると、「流入量」は予測降雨量から逆算して求めるが、流入量
の算出には複数方式が存在し、その貯水設備毎に適した方式を選定する必要がある。しか
し、その選定には貯水設備毎の集水量や運用方法等、多くの情報を考慮する必要があるた
め、正確な方式を選定することが難しいのが現状である。また、「予測降雨量」は操作員
により手動で入力されるが、この入力は期間ごとに一定の平均値データを入力するため長
期的に正確なデータ推移を取得できない。
When runoff prediction is performed, “inflow” and “predicted rainfall” are used as parameters for runoff prediction calculation. However, since the accuracy of these two parameters is not determined, the accuracy of outflow prediction tends to decrease. In detail, the “inflow” is calculated by calculating back from the predicted rainfall, but there are multiple methods for calculating the inflow, and it is necessary to select an appropriate method for each water storage facility. However, since it is necessary to consider a lot of information such as the amount of water collected and the operation method for each water storage facility, it is difficult to select an accurate method. In addition, the “predicted rainfall” is manually input by an operator, but since this input inputs constant average value data for each period, accurate data transition cannot be acquired in the long term.
また近年では、ゲリラ豪雨と呼ばれる突発的かつ局地的な集中豪雨が急増するなど、降
雨パターンが多様化しており、従来には見られなかった急激な貯水位変化が生じることも
ある。
In recent years, sudden and localized torrential rains called guerrilla heavy rains have suddenly increased, resulting in diversified rainfall patterns, which can cause drastic changes in storage levels that have not been seen before.
以上のことから、簡易的に精度の良い流出予測を行い、事前に放流量及び河川の下流の
水位上昇量を予測することが重要課題として求められている。
From the above, it is required as an important issue to easily and accurately predict runoff and predict the discharge flow and the water level rise downstream of the river in advance.
本発明が解決しようとする課題は、気象予報を基に作成した降雨の予測データと、過去
に観測された実績データを比較・解析し、精度の高い流出予測を行うことが可能なダム管
理用制御処理装置およびダム管理用制御処理方法を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is for dam management capable of performing highly accurate runoff prediction by comparing and analyzing rainfall forecast data created based on weather forecasts and actual data observed in the past. A control processing device and a dam management control processing method are provided.
本実施形態に係るダム管理用制御処理装置は、既定量以上の降雨があった期間における
、少なくとも降雨量、降雨時間の観測データを記憶部に記憶する放流操作装置と、前記観
測データの一部又は全部を降雨実績データとして蓄積記憶する実績データ記憶部と、前記
観測データから予測した予測降雨量および予測降雨時間を含む予測データを記憶する予測
データ記憶部と、前記実績データ記憶部の前記降雨実績データと予測した前記予測データ
とを比較照合して、前記予測データと降雨パターンが類似する降雨実績データを少なくと
も1つ以上選出して前記放流操作装置に出力する手段と、を有することを特徴とする。
The control processing device for dam management according to the present embodiment includes a discharge operation device that stores observation data of at least rainfall and rainfall time in a storage unit in a period when there is rainfall of a predetermined amount or more, and a part of the observation data Or the actual data storage part which accumulates and stores all as rain actual data, the prediction data storage part which memorize | stores the prediction data containing the predicted rainfall amount and the estimated rainfall time estimated from the said observation data, and the said rain of the said result data storage part Means for comparing and collating actual data with the predicted prediction data, selecting at least one or more rainfall actual data having a similar rainfall pattern to the predicted data, and outputting the selected data to the discharge operation device. And
本実施形態に係るダム管理用制御処理方法は、既定量以上の降雨があった期間における
、少なくとも降雨量、降雨時間の観測データを放流操作装置の記憶部に記憶し、前記観測
データの一部又は全部を観測降雨実績データとして実績データ記憶部に蓄積記憶し前記観
測データから予測した予測降雨量および予測降雨時間を含む予測データを予測データ記憶
部に記憶し、前記実績データ記憶部の前記降雨実績データと予測した前記予測データとを
比較照合して、前記予測データにと降雨パターンが類似する降雨実績データを少なくとも
1つ以上選出して前記放流操作装置に出力することを特徴とする。
The control processing method for dam management according to the present embodiment stores at least the observation data of the rainfall amount and the rainfall time in the storage unit of the discharge operation device during a period when there is more than a predetermined amount of rainfall, and a part of the observation data Alternatively, all of the accumulated rainfall is stored in the actual data storage unit as the actual rainfall data, and the predicted data including the predicted rainfall amount and the predicted rainfall time predicted from the observed data is stored in the predicted data storage unit. The actual data and the predicted data are compared and collated, and at least one or more rainfall actual data having a rainfall pattern similar to the predicted data is selected and output to the discharge operation device.
以下、図面を参照して実施形態に係るダム管理用制御処理装置およびダム管理用制御処
理方法を説明する。
Hereinafter, a dam management control processing apparatus and a dam management control processing method according to embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係るダム管理用制御処理装置100の基本構成を表す。ダム管理用
制御処理装置100は、ダムの放流量を制御するための制御系と、制御に必要な情報を入
力する情報系と、から構成される。
FIG. 1 shows a basic configuration of a dam management control processing apparatus 100 according to the embodiment. The dam management control processing apparatus 100 includes a control system for controlling the discharge amount of the dam and an information system for inputting information necessary for the control.
制御系は、制御系LAN11に接続されたゲート設備13や、放流操作装置14を有す
る。ゲート設備13は、ダムの貯水位や放流量等のダムの管理に必要な数値を計測し、デ
ータを放流操作装置14に送ると共に、放流の際に水門ゲートを制御する機能を持つ。放
流操作装置14は、放流に関わる操作全般を行う。また、放流操作装置14は、記憶部1
5と表示部16を備える。記憶部15は、ゲート設備13から送られてきたダムの諸量デ
ータをマスタファイルとして記憶する。また、後述する情報入力・提供装置17から受信
した情報も記憶する。表示部16は、ダムの諸量データや、流出予測の結果データなどの
ダム管理に必要な情報を表示する。放流操作装置14は、情報系LAN12とも接続され
ており、情報系の各装置とデータのやり取りを行うことが可能である。
The control system includes a gate facility 13 and a discharge operation device 14 connected to the control system LAN 11. The gate facility 13 has a function of measuring numerical values necessary for dam management such as a reservoir level and discharge flow rate of the dam, sending data to the discharge operation device 14, and controlling the sluice gate at the time of discharge. The discharge operation device 14 performs all operations related to discharge. Further, the discharge operation device 14 includes the
5 and a display unit 16. The storage unit 15 stores various amount data of the dam sent from the gate facility 13 as a master file. In addition, information received from the information input / providing device 17 described later is also stored. The display unit 16 displays information necessary for dam management, such as various dam data and outflow prediction result data. The discharge operation device 14 is also connected to the information system LAN 12 and can exchange data with each device of the information system.
情報系は、情報系LAN12に接続された情報入力・提供装置17や、流出予測装置1
8を有する。情報入力・提供装置17は、ダム外部の観測地点に近隣の気象観測設備A,
Bから送られる各種観測データと、予想気象データ等の外部から入手した各種情報を入力
する。同時に上位機関と接続され、データの提供を行う。流出予測装置18は、放流操作
装置14の記憶部15に記憶されているダムの諸量データ、及び情報入力・提供装置17
から入力された情報に基づいて、下流の河川の上昇量を予測する。
The information system includes the information input / providing device 17 connected to the information system LAN 12 and the
8 has. The information input / providing device 17 is connected to a weather observation facility A,
Input various observation data sent from B and various information obtained from outside such as forecast weather data. At the same time, it is connected to the host organization and provides data. The
Based on the information input from, the amount of rise in the downstream river is predicted.
図2は、流出予測装置18の詳細を表すブロック図である。流出予測装置18は、主制
御部21、実績データ記憶部22、予測データ記憶部23、データ入力部24、データ比
較・解析部25を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the
データ入力部24には、放流操作装置14の記憶部15に記憶されているデータのうち
、操作員によって選択されたデータ(一部又は全部)が入力される。実績データ記憶部2
2は、数十年前からの過去データを、降雨実績ごとに降雨実績データとして蓄積記憶する
。また、予測データ記憶部23は、情報入力・提供装置17から入力された各種情報のう
ち、予測降雨量等の降雨に関する予測データを記憶する。
Of the data stored in the storage unit 15 of the discharge operating device 14, data (a part or all) selected by the operator is input to the
2 accumulates and stores past data from several decades ago as rainfall record data for each rainfall record. In addition, the prediction
データ比較・解析部25は、実績データ記憶部22の降雨実績データと予測データ記憶
部23の予測データとを比較・解析し、予測データと最も類似している降雨実績を降雨実
績データから選出すると共に、降雨実績を基に下流の河川の水位上昇量を算出する。選出
された降雨実績及び算出した河川の水位上昇量の情報は、放流操作装置14に送られる。
そして、放流操作装置14は、図示していないアラームを鳴らして監視員に注意を喚起す
ると同時に、表示部16に送られてきた情報を表示する。
The data comparison /
Then, the discharge operation device 14 sounds an alarm (not shown) to alert the monitoring staff and at the same time displays the information sent to the display unit 16.
図3は、実績データ記憶部22に記憶された降雨実績データの一例を示す図である。降
雨実績データは、降雨実績No.ごとに、降り始めから終わるまでのデータが、例えば1
時間ごとに記憶されている。データの内容は、降雨の日時、雨量(mm)、貯水位(m)
、放流量(t)である。また、それぞれの降雨実績データに対し、平均の水位変動を表す
水位上昇率(%)も記憶されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of rainfall record data stored in the record
Remembered every hour. The contents of the data are the date and time of rainfall, rainfall (mm), water storage level (m)
, Discharge flow rate (t). Moreover, the water level increase rate (%) showing the average water level fluctuation | variation is also memorize | stored with respect to each rainfall performance data.
図4は、予測データ記憶部23に記憶された予測データの一例を示す図である。予測デ
ータは、情報入力・提供装置17から入力された予測降雨量(mm)及び予測降雨時間(
h)と、降雨量から予測される予測貯水位(m)、降雨時間と貯水位変動の値から算出さ
れる水位上昇率(%)が記憶されている。予測データは、降り始めから降り終わるまで、
追加または更新される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of prediction data stored in the prediction
h), a predicted water storage level (m) predicted from the rainfall, and a water level increase rate (%) calculated from the rainfall time and the value of the water level fluctuation. Predictive data is from start to finish
Added or updated.
図5は、ダム管理用制御処理装置100のダム管理用制御処理方法を示すフローチャー
トであり、特に流出予測をする際の動作を表すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a dam management control processing method of the dam management control processing apparatus 100, and particularly a flowchart showing an operation when the outflow is predicted.
監視地域に近隣する各気象観測設備A,Bでは、常時降雨量を観測し(S501)、そ
の観測データを情報入力・提供装置17が受信して、放流操作装置14にデータを送って
いる。
The meteorological observation facilities A and B adjacent to the monitoring area always observe the rainfall (S501), and the information input / providing device 17 receives the observation data and sends the data to the discharge operation device 14.
放流操作装置14は、それらの観測データを記憶部15に一旦記憶して、その観測デー
タを表示部16に表示する。観測データを監視している監視員は、表示部16の画面を見
ながら、送られた降雨量が既定量に達するかを監視している。降雨量が既定量以内の場合
は、降雨量の監視を続ける(S501のno)。
The discharge operation device 14 temporarily stores the observation data in the storage unit 15 and displays the observation data on the display unit 16. A monitor who monitors the observation data monitors whether the amount of rainfall sent reaches a predetermined amount while viewing the screen of the display unit 16. When the rainfall is within the predetermined amount, monitoring of the rainfall is continued (no in S501).
一方、この降雨量が既定量以上となった時点で(S502のyes)、放流操作装置1
4の表示部16の表示画面上に集計表示される観測データを監視している監視員は、観測
データの降雨量(mm)、貯水位(m)、放流量(t)、降雨時間(h)、水位上昇率(
%)のうち、必要と判断したデータを流出予測装置18の実績データ記憶部22に記憶す
る(S503)。
On the other hand, when this rainfall amount exceeds the predetermined amount (Yes in S502), the
The monitoring person who monitors the observation data aggregated and displayed on the display screen 16 of the display unit 16 displays the rainfall amount (mm), the water storage level (m), the discharge flow rate (t), and the rainfall time (h ), Water level rise rate (
%) Is stored in the result
同時に、流出予測装置18は、情報入力・提供装置17から入力された予想気象データ
に基づいて、現在の降雨について予測降雨量(mm)と予測降雨時間(h)と予測貯水位
(m)を予測データ記憶部23に記憶する(S504)。
At the same time, the
データ比較・解析部25は、このようにして実績データ記憶部22に記憶された実績デ
ータと、予測データ記憶部23に記憶した予測データを比較する(S505)。そして、
予測データの降雨パターンと類似度が高い降雨実績データを実績データ記憶部22から少
なくとも1つ以上(複数でも良い)検索する(S506)。例えば、データ比較・解析部
25は、類似度の高い降雨実績から3つの降雨実績データを検索結果として放流操作装置
14に出力する。
The data comparison /
At least one or more (or a plurality of) may be retrieved from the actual
なお、降雨パターンの類似度は、水位上昇率の変動や、少量の雨が長い時間をかけて降
る、もしくは短い時間に大量の雨が降る等の単位時間当たりの降雨量や降雨時間、台風通
過の後に雨が降るなど前後の気象条件などから判断する。特に、水位上昇率の値が近い降
雨実績については、河川の下流の水位も過去と同様の動きをする可能性が高いとして、類
似度の高い降雨実績として扱う。
In addition, the similarity of the rain pattern is the amount of rainfall per unit time such as the fluctuation of the water level rise rate, a small amount of rain falling over a long time, or a large amount of rain in a short time, and the typhoon passing Judging from the weather conditions before and after raining. In particular, a rainfall record with a similar value of the water level rise rate is treated as a rainfall record with a high degree of similarity because the water level downstream of the river is likely to move in the same way as in the past.
続いてデータ比較・解析部25は、選出した3つの降雨実績データを基に、河川の下流
の水位の上昇量を算出する。現在の降雨が、選出した降雨実績と同様の降り方をすると仮
定し、気象予測とは別に、降雨量、降雨時間、貯水位、水位上昇率を算出する。また、そ
の際にゲートを全開にした場合の、河川の下流の水位上昇量も同様に算出して予測する(
S507)。
Subsequently, the data comparison /
S507).
データ比較・解析部25は、選出した3つの降雨実績データ、及び算出した予測データ
を放流操作装置14に送る。そして、放流操作装置14は、図示していないアラームを鳴
らして注意を喚起すると共に、選出した3つの降雨実績データと算出した予測データを併
せて表示部16に表示する(S508)。
The data comparison /
こうして、既定量以上の降雨が発生した場合に、現在の降雨が今後どのようになるか予
測し、その結果河川の下流の水位上昇量がどのようになるのかを精度よく予測することが
可能となる。また、監視員は、その結果に基づいてゲートの開閉のタイミングを判断し、
もしも有害放流を避けられない場合でも早くから警告を出すなどの対策を講じることが可
能となる。
In this way, it is possible to predict how the current rainfall will be in the future when more than the predetermined amount of rainfall occurs, and as a result, it is possible to accurately predict the amount of water level rise downstream of the river. Become. In addition, the observer determines the opening and closing timing of the gate based on the result,
Even if harmful release is unavoidable, it is possible to take measures such as issuing a warning early.
本発明は、単に予測降雨量から流出予測をするのではなく、降雨パターンの似ている降
雨実績を参照して流出予測を行うため、実績に基づいた精度の高い流出予測を行うことが
可能であると同時に、ゲリラ豪雨のように予測が困難な降雨に対しても精度の高い流出予
測を行うことが可能である。
Since the present invention does not simply predict runoff from predicted rainfall, but performs runoff prediction with reference to the actual rainfall, which has a similar rainfall pattern, it is possible to perform runoff prediction with high accuracy based on the actual results. At the same time, it is possible to predict runoff with high accuracy even for rainfall that is difficult to predict, such as guerrilla heavy rain.
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したもの
であり、発明の範囲を限定する事は意図していない。これら新規な実施形態は、その他の
様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略
、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨
に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Although some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
11 制御系LAN
12 情報系LAN
13 ゲート設備
14 放流操作装置
15 記憶部
16 表示部
17 情報入力・提供装置
18 流出予測装置
21 主制御部
22 実績データ記憶部
23 予測データ記憶部
24 データ入力部
25 データ比較・解析部
11 Control LAN
12 Information system LAN
13 Gate Facility 14 Discharge Operation Device 15 Storage Unit 16 Display Unit 17 Information Input /
Claims (10)
記憶部に記憶する放流操作装置と、
前記観測データの一部又は全部を降雨実績データとして蓄積記憶する実績データ記憶部
と、前記観測データから予測した予測降雨量および予測降雨時間を含む予測データを記憶
する予測データ記憶部と、前記実績データ記憶部の前記降雨実績データと予測した前記予
測データとを比較照合して、前記予測データと降雨パターンが類似する降雨実績データを
少なくとも1つ以上選出して前記放流操作装置に出力する手段と、
を有することを特徴とするダム管理用制御処理装置。 A discharge operation device for storing observation data of at least rainfall and rainfall time in a storage unit during a period of rainfall exceeding a predetermined amount;
An actual data storage unit that accumulates and stores part or all of the observed data as actual rainfall data, a predicted data storage unit that stores predicted data including predicted rainfall amount and predicted rainfall time predicted from the observed data, and the actual results Means for comparing and collating the actual rainfall data in the data storage unit with the predicted prediction data, selecting at least one or more actual rainfall data having a similar rainfall pattern to the predicted data, and outputting the selected data to the discharge operation device; ,
A control processing apparatus for dam management characterized by comprising:
請求項1に記載のダム管理用制御処理装置。 The said storage part further memorize | stores the water storage level from a dam, and the discharge flow from a dam, The control processing apparatus for dam management of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
表示部とを有し、
前記表示部に表示した前記観測データから必要なデータを抽出して前記降雨実績データ
として出力することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のダム管
理用制御処理装置。 The discharge operation device includes a storage unit that stores the observation data, and a display unit that displays the observation data.
The dam management control processing apparatus according to claim 1, wherein necessary data is extracted from the observation data displayed on the display unit and output as the actual rainfall data. .
共に、アラームによる報知を行うことを特徴とする請求項3に記載のダム管理用制御処理
装置。 4. The dam management control processing device according to claim 3, wherein the discharge operation device displays the selected one or more performance data on the display unit and performs an alarm notification.
徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のダム管理用制御処理装置。 The control processing apparatus for dam management according to any one of claims 1 and 2, wherein the amount of rise in the water level downstream of the river is predicted based on the similar rainfall record data.
放流操作装置の記憶部に記憶し、
前記観測データの一部又は全部を降雨実績データとして実績データ記憶部に蓄積記憶し
前記観測データから予測した予測降雨量および予測降雨時間を含む予測データを予測デ
ータ記憶部に記憶し、
前記実績データ記憶部の前記降雨実績データと予測した前記予測データとを比較照合し
て、前記予測データと降雨パターンが類似する降雨実績データを少なくとも1つ以上選出
して前記放流操作装置に出力する
ことを特徴とするダム管理用制御処理方法。 Store at least the observation data of rainfall and rainfall time in the storage unit of the discharge operation device during the period when there was more rainfall than the predetermined amount,
A part or all of the observed data is accumulated and stored in the actual data storage unit as the actual rainfall data, and the predicted data including the predicted rainfall amount and the predicted rainfall time predicted from the observed data is stored in the predicted data storage unit,
By comparing and collating the actual rainfall data in the actual data storage unit with the predicted data predicted, at least one or more actual rainfall data having a similar rainfall pattern to the predicted data is selected and output to the discharge operation device. A control processing method for dam management characterized by the above.
請求項6に記載のダム管理用制御処理方法。 The dam management control processing method according to claim 6, wherein the storage unit further stores a water storage level from the dam and a discharge amount from the dam.
要なデータを抽出して前記降雨実績データとして出力することを特徴とする請求項6また
は請求項7のいずれか1項に記載のダム管理用制御処理方法。 8. The observation data is displayed on a display unit of the discharge operation device, and necessary data is extracted from the displayed observation data and output as the actual rainfall data. The control processing method for dam management according to item 1.
と共に、アラームによる報知を行うことを特徴とする請求項8に記載のダム管理用制御処
理方法。 9. The dam management control processing method according to claim 8, wherein the one or more selected rainfall record data are displayed on the display unit of the discharge operation device, and an alarm is used for notification.
徴とする請求項6または請求項7のいずれか1項に記載のダム管理用制御処理方法。 The dam management control processing method according to any one of claims 6 and 7, wherein the amount of rise in the water level downstream of the river is predicted based on the similar rainfall record data.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107992447A (en) * | 2017-12-13 | 2018-05-04 | 电子科技大学 | A kind of feature selecting decomposition method applied to river level prediction data |
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-
2015
- 2015-06-29 JP JP2015130104A patent/JP2017015453A/en active Pending
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Legal Events
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A711 | Notification of change in applicant |
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