TWI490811B - Support facilities for storage facilities, use of reservoir support facilities and support facilities for storage facilities - Google Patents

Description

儲水設施運用支援系統、儲水設施運用支援方法及儲水設施運用支援程式

本發明，係有關於儲水設施運用支援系統、儲水設施運用支援方法及程式。

為了有效率地進行水力發電，係使用有由電腦所致之運用支援系統。例如，在專利文獻1中，係將根據1日之放水水量而自動計算出之發電機運轉計畫以及水位計畫或者是將過去之發電機運轉計畫以及水位計畫之實績資料等作顯示，並因應於必要而接受修正，而作成發電運用計畫。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2006-39838號

然而，在專利文獻1所記載之裝置中，雖然係因應於放水量或是實績來對於水位作計畫，但是，係並未對於水位計畫與發電電力之間的關係有所注目，而無法進行能夠達成發電電力之增加的水位計畫。

本發明，係為有鑑於此種背景而進行者，其目的，係在於提供一種：以能夠將水力發電所致之發電電力量增大的方式來對於儲水設施之運用作支援的系統、方法以及程式。

為了解決上述之課題，本發明之中的主要發明，係為一種對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之系統，其特徵為，具備有：最適水位表，係與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地，而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶；和水位取得部，係取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位；和預測流入量取得部，係取得在前述各單位期間中之流入量的預測值；和水位計畫部，係針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處的水位；和水位計畫記憶部，係將關於前述各單位期間之前述最適水位作記憶，在前述各單位期間之結束時，前述水位取得部，係取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位，前述預測流入量取得部，係取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值，前述水位計畫部，係將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出，並藉由前述讀出了的最適水位，來對前述水位計畫記憶部作更新。

又，在本發明之儲水設施運用支援系統中，亦可設為下述之構成：前述預測流入量取得部，係取得在前述各單位期間中之複數的前述流入量之預測值、和該預測值之發生機率，前述最適水位表，係根據前述儲水設施所可能成為的各水位、和在前述各單位期間中的前述流入量之預測值、和前述流入量之預測值的發生機率，而藉由機率動態規劃法來作成。

又，在本發明之儲水設施運用支援系統中，係亦可設為下述之構成：具備有：資料庫，係對於前述單位期間之每一者，而將前述流入量之實績值作記憶；和模式記憶部，係記憶有統計模式，該統計模式，係將緊接在某一第1單位期間之前的第2單位期間處之前述流入量與身為特定常數之均衡流入量的兩者間之差作為說明變數，並將從前述第2單位期間起直到前述第1單位期間為止的前述流入量之增加量作為目的變數；和流入量模式推計部，係根據在前述資料庫中所記憶之前述流入量的實績值、以及前述統計模式，而進行回歸分析，並推計出關於前述說明變數之回歸係數以及前述均衡流入量：和殘差項頻度分佈產生部，係針對前述各單位期間，而將與緊接在身為該單位期間之第1單位期間之前的第2單位期間相對應之前述流入量的第1實績值、以及與前述第1期間相對應之前述流入量的第2實績值，從前述資料庫而讀出，並將前述第1以及第2實績值間之差，減掉從前述推計出了的均衡流入量而減去了前述第2實績值之後再乘上前述回歸係數所得到之值，而計算出殘差項，並產生前述殘差項之頻度分佈；和飄移項頻度分佈產生部，係針對前述各單位期間，而將與前述第2單位期間相對應之前述流入量的第1實績值、以及與前述第1期間相對應之前述流入量的第2實績值，從前述資料庫而讀出，並將從前述推計了的均衡流入量而減去前述第2實績值之後所得到的值，再乘上前述回歸係數，而計算出飄移項，並產生前述飄移項之頻度分佈；和機率分佈產生部，係將前述殘差項之頻度分佈以及前述飄移項之頻度分佈作加算，而產生前述流入量之頻度分佈，並從前述流入量之頻度分佈而產生前述流入量之發生機率分佈，前述預測流入量取得部，係將前述流入量所可能成為之特定的範圍之值的各個，分別作為前述流入量之預測值，並根據前述發生機率分佈，而計算出前述流入量之預測值的發生機率。

又，本發明之其他形態，係為一種對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之方法，其特徵為：使具備有與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶之最適水位表的電腦，進行下述之處理：取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位，在前述運用期間之開始前，取得在前述各單位期間中之流入量的預測值；針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處的水位；將關於前述各單位期間之前述最適水位，記憶在記憶體中，在前述各單位期間之結束時，取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位；取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值；將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出；藉由前述讀出了的最適水位，來對前述記憶體作更新。

又，本發明之其他形態，係為一種對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之程式，其特徵為：使具備有與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶之最適水位表的電腦，實行下述之步驟：取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位的步驟，在前述運用期間之開始前，實行：取得在前述各單位期間中之流入量的預測值的步驟；針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處的水位的步驟；將關於前述各單位期間之前述最適水位，記憶在記憶體中的步驟，在前述各單位期間之結束時，實行：取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位的步驟；取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值的步驟；將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出的步驟；藉由前述讀出了的最適水位，來對前述記憶體作更新的步驟。

關於其他之本申請案中所揭示的課題或是其之解決方法，係可藉由發明之實施形態一欄以及圖示之記載而成為明瞭。

若藉由本發明，則能夠將水力發電所致之發電電力量增大。

[系統構成]

以下，針對本發明之其中一種實施形態的儲水設施之運用支援系統作說明。本實施形態之運用支援系統，係進行用以對於水庫等之儲水設施中的水位作適當之運用的支援。在本實施形態之運用支援系統中，係使用過去之氣象的形態來對於降水量作預測，並使用統計模式來計算出藉由河川或降水等所流入至儲水設施中之水的量(以下，單純稱為流入量)之機率分佈，再以使發電電力量成為最大化的方式來策劃水位之計畫。

圖1，係為對於本實施形態之運用支援系統的全體構成作展示之圖。本實施形態之運用支援系統，係包含有降水量預測系統10、和流入量預測系統20、以及運用計畫系統30，而構成之。降水量預測系統10、流入量預測系統20、以及運用計畫系統30，係分別被與通訊網路40相連接，並成為可相互進行通訊。通訊網路40，例如，係為網際網路或是LAN(Local Area Network)，並藉由乙太網路(登記商標)或是公共電話線路網、無線通訊網等而被建構。

降水量預測系統10，係為對降水量作預測之電腦。流入量預測系統20，係為對流入至儲水設施之流入量作預測之電腦。在本實施形態中，流入量預測系統20，係計算出流入量以及流入量之機率分佈。運用計畫系統30，係作成在儲水設施中之最適當的水位計畫。在降水量預測系統10、流入量預測系統20以及運用計畫系統30中，例如係可採用個人電腦或是工作站、PDA(Personal Digital Assistant)、行動電話終端等之各種的電腦。

[降水量預測系統10]

降水量預測系統10，係對降水量作預測。在本實施形態中，降水量預測系統10，係預先將過去之天氣的概況作形態化，並將將來的天氣預報作形態化，而使用相同形態之過去的日期之降水量的百分位數(percentile)值來進行降水量之預測。

圖2，係為對於降水量預測系統10的硬體構成作展示之圖。降水量預測系統10，係具備有CPU101、記憶體102、記憶裝置103、通訊介面104、輸入裝置105以及輸出裝置106。記憶裝置103，係記憶各種之程式或是資料，而例如係為硬碟或快閃記憶體、CD-ROM驅動器等。CPU101，係將被記憶在記憶裝置103中之程式讀出至記憶體102中而實行，並藉由此而實現各種之功能。通訊介面104，係為用以與通訊網路40相連接之介面。通訊介面104，例如，係為藉由乙太網路(登記商標)或是公共電話線路網、無線通訊網等而被建構。輸入裝置105，係從使用者而接收資料之輸入，而例如為鍵盤或滑鼠、觸控面板、麥克風等。輸出裝置106，係將資料輸出，而例如係為顯示器或是印表機、揚聲器等。

圖3，係為對於降水量預測系統10的軟體構成作展示之圖。降水量預測系統10，係具備有：天氣概況取得部111、天氣形態登錄部112、預測降水量取得要求受訊部113、天氣預報取得部114、降水量預測部115、預測降水量送訊部116、天氣概況資料庫131以及天氣形態資料庫132。另外，天氣概況取得部111、天氣形態登錄部112、預測降水量取得要求受訊部113、天氣預報取得部114、降水量預測部115以及預測降水量送訊部116，係藉由使降水量預測系統10所具備之CPU101將被記憶在記憶裝置103中之程式讀出至記憶體102處並實行一事，而被實現。又，天氣概況資料庫131以及天氣形態資料庫132，係作為降水量預測系統10所具備之記憶體102或是記憶裝置103所提供的記憶區域而被實現。

天氣概況資料庫131，係將代表過去之日期的天氣以及降水量的實績之資訊(以下，稱為天氣概況資訊)作記憶。圖4，係為對於在天氣概況資料庫131中所記憶之天氣概況資訊的構成例作展示之圖。如同同圖中所示一般，在天氣概況資訊中，係包含有：日期、1日之降水量的合計值、在白天的時間帶(06：00～18：00)中之降水量的最大值、在夜晚的時間帶(18：00～隔天的06：00)中之降水量的最大值、代表在白天的時間帶中之天氣的文字資訊(以下，稱為天氣概況)、以及在夜晚之時間帶中的天氣概況。另外，天氣概況資訊，係為由氣象局或是氣象公司等所一般提供的資訊。

天氣概況取得部111，係取得天氣概況資訊。天氣概況取得部111，例如，係可設為對於氣象局或是民間氣象公司所經營的伺服器作存取並取得天氣概況資訊。又，天氣概況取得部111，係亦可設為從使用者而接收天氣概況資訊之輸入。

天氣形態資料庫132，係對於每一日期而記憶將天氣概況作了形態化之資訊(以下，稱為天氣形態資訊)。圖5，係為對於在天氣形態資料庫132中所記憶之天氣形態資訊的構成例作展示之圖。在天氣形態資訊中，係與日期附加有對應地，而包含有每一個代表天氣之用語(以下，稱為天氣用語)和代表該天氣所發生的時間之用語(以下，稱為時間用語)間的組合(以下，稱為天氣形態)之旗標值。在本實施形態中，代表天氣之用語(以下，稱為天氣用語)，係設為「晴」、「陰」、「雪」、「雨」、「大雨」之任一者，而時間用語，係設為「時時」、「一時」、「後」之任一者。另外，在時間用語中，係設為亦包含有空白文字(代表並未被指定有時間)者。亦即是，如圖5中所示一般，在本實施形態中，天氣形態，係為「晴」、「陰」、「雪」、「雨」、「大雨」、「時時大雨」、「一時大雨」、「後大雨」、「時時雨」、「一時雨」、「後雨」、「時時雪」、「一時雪」、「後雪」、「時時陰」、「一時陰」、「後陰」、「時時晴」、「一時晴」、以及「後晴」。

天氣形態登錄部112，係根據天氣概況資訊而產生天氣形態資訊，並登錄在天氣形態資料庫132中。圖6，係為對於天氣形態資訊之登錄處理的流程作展示之圖。圖7，係為對於在天氣形態資訊之登錄處理中所被使用的表(以下，稱為形態表161)之構成作展示之圖。

如圖7中所示一般，形態表161，係為將天氣作為行，並將時間用語作為列所成之表。又，在形態表161之行列中，係以使相關於降水量之程度為強的項目成為更靠上方以及左方的方式來作配置。在圖7之形態表161的例子中，行係以「大雨」、「雨」、「雪」、「陰」、「晴」的順序來作配置，而列係以「一時」、「時時」、「後」的順序而被配置。

天氣概況取得部111，首先係取得天氣概況資訊(S1511)。

天氣形態登錄部112，係產生在各格中設定有「0」之形態表161(S1512)。天氣形態登錄部112，係被包含於天氣概況資訊中，並針對白天之天氣概況和夜晚之天氣概況的各個，而分別進行以下之處理。

天氣形態登錄部112，係從天氣概況而將天氣用語以及時間用語以外之語句削除(S1513)，並對於天氣概況而在代表天氣之用語的結束處作分割，而將分割後之語句作為天氣語塊(Chunk)(S1514)。天氣形態登錄部112，係針對分割後的各天氣語塊，而將與在天氣語塊中所包含之時間用語以及天氣相對應的形態表161之值設定為「1」(S1515)。

天氣形態登錄部112，係針對白天之時間帶的天氣概況與夜晚之時間帶的天氣概況的各個而分別進行以上之處理，而後，針對形態表161之各行，將被設定為「1」之格中的最左邊者檢索出來，並將較檢索出之格而更靠右邊的所有之格設定為「0」(S1516)。天氣形態登錄部112，係針對形態表161之各列，將被設定為「1」之格中的最上方者檢索出來，並將較檢索出之格而更靠下方的所有之格設定為「0」(S1517)。

天氣形態登錄部112，係從如同上述一般所作成了的形態表161中，而作成包含有時間用語和天氣用語間之組合以及日期之天氣形態資訊，並登錄至天氣形態資料庫132中(S1518)。

圖8，係為用以對於根據天氣概況資訊所進行之天氣形態資訊之登錄處理的具體例作說明之圖。在圖8之例中，在天氣概況資訊中所包含之關於白天的時間帶之天氣概況1711，係為「陰一時雨後晴」，而關於夜晚的時間帶之天氣概況1712，係為「晴後一時陰」。

天氣形態登錄部112，係針對白天之天氣概況1711，而在天氣用語之結束處、亦即是「陰」、「雨」以及「晴」之後而作分割，並作成「陰」、「一時雨」、以及「後晴」之天氣語塊(S1514)。

接著，天氣形態登錄部112，係將與在各天氣語塊中所包含之天氣用語以及時間用語相對應的格中，亦即是與「陰」以及空文字相對應之格1721、與「雨」以及「一時」相對應之格1722、還有與「晴」以及「後」相對應之格1723中，設定「1」(S1515)。

天氣形態登錄部112，係針對夜晚之時間帶的天氣概況1712，亦同樣的分割為「晴」以及「後一時陰」之天氣語塊(S1514)，並在與「晴」以及空文字相對應之格1731、還有與「陰」和「一時」以及「後」的各個相對應之格1732以及格1733中，設定「1」(S1515)。

天氣形態登錄部112，係僅將形態表161之各行的最為左邊之「1」保留，並在其他之格中設定「0」(S1516)。在行174中，被設定為「1」之格之中的最左邊之格1741係殘留，而在其他之格1742以及1743中，係成為被設定有「0」。

天氣形態登錄部112，係僅將形態表161之各列的最為上方之「1」保留，並在其他之格中設定「0」(S1517)。在行175中，被設定為「1」之格之中的最上方之格1751係殘留，而在其他之格1752中，係被設定有「0」。

若是進行上述之處理，則在圖8中，形態表161，係成為僅有在與「陰」以及空白相對應之格1751、和與「雨」以及「一時」相對應之格1753中，為被設定為「1」的狀態。而後，根據形態表161，係產生僅有在「陰」以及「一時雨」處被設定有「1」的天氣形態資訊177，並登錄在天氣形態資料庫132中。

預測降水量取得要求受訊部113，係受訊用以從被與通訊網路40相連接之其他的電腦而取得降水量之預測值(以下，亦稱為預測降水量)的指令(以下，亦稱為預測降水量取得要求)。在預測降水量取得要求中，係被設定有百分位數之設定值(以下，稱為百分位數設定值)。作為百分位數設定值，例如，係可設定為5%或是10%等之任意的數值(0＜百分位數設定值＜1)。

天氣預報取得部114，係取得被記載有天氣預報之資訊(以下，稱為天氣預報資訊)。天氣預報取得部114，例如，係可設為從氣象局或是氣象公司等來取得天氣預報資訊，亦可設為從使用者而接收天氣預報資訊之輸入。天氣預報資訊，係包含有日期、和在該日期處之天氣預報。天氣預報資訊，係與天氣概況資訊相異，而以1日之單位來對天氣作記述。另一方面，天氣預報資訊，係與天氣概況相同的，而記述有天氣、和因應於必要所記述之時間用語。

降水量預測部115，係算出預測降水量，預測降水量送訊部116，係將降水量預測部115所算出了的預測降水量，對於預測降水量取得要求之送訊源頭而送訊。降水量預測部115，係將天氣預報取得部114所取得了的天氣預報作形態化，並取得相同形態之過去日期的降水量而排序(sort)，再根據百分位數設定值來取得百分位數值並作為預測降水量。圖9，係為對於降水量之預測處理的流程作展示之圖。

若是天氣預報取得部114取得天氣預報資訊(S1531)，則降水量預測部115，係作成將在天氣預報資訊中所包含的天氣預報形態化後的資訊(以下，稱為預報天氣形態資訊)(S1532)。圖10，係為對於根據天氣預報所進行之天氣形態資訊之作成處理的流程作展示之圖。

降水量預測部115，係作成圖7之形態表161，並在所有的格中設定「0」(S1551)。降水量預測部115，係從天氣預報而將天氣用語以及時間用語以外之語句削除(S1552)，並對於天氣預報而在各天氣用語的結束處作分割，而將分割後之文字列作為天氣語塊(S1553)。

降水量預測部115，係針對各天氣語塊，而在與在天氣語塊中所包含之時間用語以及天氣用語相對應的形態表161之格中設定「1」(S1554)。降水量預測部115，係針對形態表161之各行，而對於被設定為「1」之格中的最左邊者作選擇，並將較選擇了的格而更靠右邊的所有之格設定為「0」(S1555)。又，降水量預測部115，係針對形態表161之各列，而對於被設定為「1」之格中的最上方者作選擇，並將較所選擇了的格而更靠下方的所有之格設定為「0」(S1556)。

降水量預測部115，係從形態表161，而針對時間指定用語與天氣用語間之各組合來將與組合相對應之格的值抽出，並作成設定為所抽出了的值之預報天氣形態資訊(S1557)。

回到圖9，降水量預測部115，係將與所作成了的預報天氣形態資訊相匹配之日期中，與在天氣預報資訊中所包含的日期為相同月份者，從天氣形態資料庫132而檢索出來(S1533)，並從天氣概況資料庫131，而取得與檢索出了的日期相對應之降水量(S1534)。降水量預測部115，係對於所取得之降水量而從少到多地作排序(S1535)，並將在所取得了的降水量之數量上而乘上了在預測降水量取得要求中所包含之百分位數設定值後的值(再進而變換為整數值後之值)設為n(S1536)。降水量預測部115，係將排序後之降水量的前方起之第n個的降水量作為預測降水量(S1537)。

如同上述一般，若藉由本實施形態之降水量預測系統10，則係預先將過去之天氣的概況作形態化，並與降水量附加有對應地而作記憶，再將將來的天氣預報作形態化，而能夠將相同形態之過去的降水量，作為將來之預測值來使用。在天氣與降水量之間存在有相關一事，係為週知，而能夠進行精確度高之降水量的預測。又，若藉由本實施形態之降水量預測系統10，則由於係能夠將在天氣概況中所包含的文字列作形態化並記憶，因此，能夠容易地將與天氣預報為相同天氣之過去的日子之降水量抽出。

另外，在本實施形態之降水量預測系統10中，雖係設為：在與預報天氣形態資訊相匹配的日期中，而對於與在天氣預報資訊中所包含的日期相同月份者作檢索，但是，亦可設為在天氣形態資訊中而包含有代表在該預報對象之地區中是否發生有颱風一事的颱風資訊、或是代表是否進入梅雨季一事之入梅資訊，並從與預報天氣形態資訊相匹配且颱風資訊或是入梅資訊係為一致的日期中，對於與預報日相同月份者作檢索。在發生有颱風之情況和未發生颱風之情況、入梅之情況和未入梅之情況中，降水量之形態係為相異。故而，藉由僅對於颱風資訊或是入梅資訊為一致的天氣形態資訊而將匹配之日期的降水量之實績值作為降水量之預測值來使用，係成為能夠根據可期待會成為相同之降水量的形態之實績值來進行降水量之預測。故而，能夠進行更為高精確度之降水量的預測。

[流入量預測系統20]

接著，針對流入量預測系統20作說明。流入量預測系統20，係為對流入至儲水設施之流入量作預測。在本實施形態中，流入量預測系統20，係藉由使用後述之統計模式來對於過去之氣溫、降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量進行回歸分析，而推計出回歸係數，並將氣溫以及降水量之預測值(例如，可採用由氣象預報所致之預報值)和所推計出的回歸係數，適用於統計模式中，而對流入量作預測。另外，係設為下述構成；流入量之預測，係以特定之第1單位期間(在本實施形態中，係為1日)單位來進行，而流入量之機率分佈，係以較第1單位期間為更長之第2單位期間(在本實施形態中，係為1個月)單位來進行。

圖11～13，係為對於流入量之變化作展示之圖表。就算是在沒有降水或是融雪等的情況時，亦會例如經由從山林等而來之滲出，而存在有特定之流入量。故而，若是沒有降水或融雪，則流入量係會遞減至特定之均衡值(以下，稱為均衡流入量)(圖11)。相對於此，若是存在有降水，則因應於此，流水量係暫時性地增加，但是，係與降水之停止同時地，而開始再度朝向均衡流入量而遞減(圖12)。另一方面，若是氣溫上升，則係發生融雪，因應於此，流水量係增加，但是，相較於降水，融雪之對於流入量所造成之影響的變化，係為平緩(圖13)。此係因為，例如在從冬季而轉至春季的時期等之中，當平均氣溫為上升的情況時，會有持續性地發生融雪一般的情況。

因此，在本實施形態中，係注目於降水量、融雪量以及均衡流入量，而使用將流入量計算出來之回歸模式來對於流入量作預測。本實施形態之流入量預測系統20，係根據過去之氣溫或是降水量等之氣象資料的實績值、和後述之回歸模式，而推計出參數，並將所推計出之參數、和例如藉由氣象預報等所求取出之氣溫的預測值(以下，稱為預測氣溫)、以及降水量預測系統所求取出之預測降水量，適用於回歸模式中，而計算出流入量之預測值。以下，針對詳細內容作說明。

圖14，係為對於本實施形態之流入量預測系統20的硬體構成作展示之圖。流入量預測系統20，係具備有CPU201、記憶體202、記憶裝置203、通訊介面204、輸入裝置205以及輸出裝置206。記憶裝置204，係記憶各種之程式或是資料，而例如係為硬碟或快閃記憶體、CD-ROM驅動器等。CPU201，係將被記憶在記憶裝置203中之程式讀出至記憶體202中而實行，並藉由此而實現各種之功能。通訊介面204，係為用以與通訊網路40相連接之連接器。通訊介面204，例如，係為藉由乙太網路(登記商標)或是公共電話線路網、無線通訊網等而被建構。輸入裝置205，係從使用者而接收資料之輸入，而例如為鍵盤或滑鼠、觸控面板、麥克風等。輸出裝置206，係將資料輸出，而例如係為顯示器或是印表機、揚聲器等。

圖15，係為對於本實施形態之流入量預測系統20的軟體構成作展示之圖。本實施形態之流入量預測系統20，係具備有：降雪氣溫推計部211、和融雪量模式推計部212、和流入量模式推計部213、和預測氣溫取得部214、和預測降水量取得部215、和預測流入量取得要求受訊部216、和流入量預測部217、和預測流入量送訊部218、、和流入量分佈取得要求受訊部219、和流入量發生機率推計部220、和流入量分佈產生部221、和流入量分佈送訊部222、和模式記憶部231、和參數記憶部232、以及氣象實績資料庫233。

另外，降雪氣溫推計部211、和融雪量模式推計部212、和流入量模式推計部213、和預測氣溫取得部214、和預測降水量取得部215、和預測流入量取得要求受訊部216、和流入量預測部217、和預測流入量送訊部218、和流入量分佈取得要求受訊部219、和流入量發生機率推計部220、和流入量分佈產生部221、和流入量分佈送訊部222，係藉由使流入量預測系統20之CPU11將被記憶在記憶裝置13中之程式讀出至記憶體12中並實行一事，而實現之。又，模式記憶部231、參數記憶部232以及氣象實績資料庫233，係作為流入量預測系統20所具備之記憶體202或是記憶裝置203所提供的記憶區域而被實現。

在氣象實績資料庫233中，係被記憶有包含著氣象之各種實績值的資訊(以下，稱為氣象實績資訊)之履歷。圖16，係為對於在氣象實績資料庫233中所記憶之氣象實績資訊的構成例作展示之圖。如同於同圖中所示一般，在氣象實績資訊中，係與日期相附加有對應地而包含有氣溫、降水量、降雪量、積雪量、融雪量、流入量。氣溫，係為一天之平均氣溫。降水量、降雪量、融雪量，係為一天的降水量、降雪量、融雪量之累積值。積雪量，係為該日所觀測到之積雪量。流入量，係為在一天中而流入至了水庫等的儲水設施中之水量的累計值。氣溫、降水量、降雪量以及積雪量，例如，係為氣象局或是民間氣象公司等所提供之資料。流入量，係為在儲水設施中所測定了的測定值。流入量，例如係亦可為由對河川作管理之自治體等所提供的河川流量之測定值。融雪量，係可為由氣象局或民間氣象公司、測量公司等所測定者，亦可設為將藉由後述之模式所計算出的值作為實績值而記錄之。

在模式記憶部231中，係被記憶有依據氣象實績資訊之各種的統計模式，在參數記憶部232中，係被記憶有被適用於模式記憶部231中所記憶的模式中之回歸係數或是常數等的參數。在模式記憶部231中，係被記憶有：降水量之統計模式(以下，稱為降水量模式A1)、和降雪量之統計模式(以下，稱為降雪量模式A2)、和積雪量之統計模式(以下，稱為積雪量模式A3)、和融雪量之統計模式(以下，稱為融雪量模式A4)，和關於從前一天起之流入量的增加量之統計模式(以下，稱為流入量模式A5)、以及相關於流入量的發生機率之統計模式(以下，稱為流入量機率模式A6)。在參數記憶部132中，係被記憶有：降雨會轉變為降雪之氣溫(以下，稱為降雪氣溫)δ、和日單位之均衡流入量μ₁ 、和月單位之均衡流入量μ₃ 、和會開始融雪之氣溫μ₂ 、和回歸係數α₁ ～α₄ 、和β₁ 、以及β₂ 。另外，關於日單位之均衡流入量μ₁ 、以及會開始融雪之氣溫μ₂ ，係設為作為特定之常數而預先被記憶在參數記憶部132中者。

另外，在以下之說明中，係將在日期t處之氣溫、降水量、降雪量、積雪量、融雪量以及流入量，分別設為T_t 、P_t 、S_t 、D_t 、M_t 以及F_t 。將從前一天起之流入量的增加量，設為ΔF_t 。將氣溫T_t 為較δ更高的情況時之降水量設為P1_t ，將氣溫T_t 為δ以下的情況時之降水量設為P2_t 。又，將在m月時之流入量設為F_m ，並將關於m月之過去的流入量之平均設為I_m 。將藉由把F_m 除以I_m 而作了規格化的流入量設為F_m ^* ，並將把流入量之增加量作了規格化者設為ΔF_m ^* 。

降水量模式A1，係為對於降水量P_t 係以降雪氣溫δ作為邊界而成為P1_t 或是P2_t 一事作表現的模式，並藉由下式而作表現。

降雪量模式A2，係為將氣溫T_t 為δ以下的情況時之降水量P2_t 作為說明變數，並將降雪量S_t 作為目的變數之回歸模式，並藉由下式而作表現。

S _t =γP 2 _t 　‧‧‧(A2)

積雪量模式A3，係為對於積雪量D_t 係為與在直到前一天為止的積雪量D_t-1 上加上當天之降水量S_t 後再將融雪量M_t 減去者一致之關係一事作表現的模式，並藉由下式而作表現。

D _t =(S _t +D _{t -1} -M _t )⁺ 　‧‧‧(A3)

融雪量模式A4，係為將在從氣溫T_t 而減去了會開始融雪之氣溫μ₂ 的值之上乘上了積雪量D_t 後所得之值，以及P1_t ，作為說明變數，並將融雪量M_t 作為目的變數之回歸模式，並藉由下式而作表現。

M _t =α₂ (T _t -μ₂ )⁺ D _{t -1} +α₃ P 1 _t ,if (D _{t -1} >0)　‧‧‧(A4)

在融雪量模式A4中，若是氣溫T_t 為較μ₂ 更低，則第1項係成為0，而若是直到前一天為止的積雪量D_t-1 係為0，則融雪量M_t 係成為0。

流入量模式A5，係為將從均衡流入量μ₁ 而減去了前一天之流入量F_t-1 後所得之值、和在當天的氣溫T_t 為較δ更高的情況時之降水量. P1_t 、以及當天之融雪量M_t ，作為說明變數，並將流入量之增加量ΔF_t 作為目的變數之回歸模式，並藉由下式而作表現。

ΔF _t =α₁ (μ₁ -F _{t -1} )+β₁ P 1 _t +β₂ M _t 　‧‧‧(A5)

流入量機率模式A6，係將月單位之均衡流入量μ₃ 、和從均衡流入量μ₃ 而減去了前一個月之正規化流入量F_m-1 *後所得之值、以及成為殘差項之u_m ，作為說明變數，並將正規化流入量之增加量ΔF_m *作為目的變數之回歸模式，並藉由下式而作表現。

降雪氣溫推計部211，係根據降水量模式A1以及氣象實績資訊而推計出降雪氣溫δ，並將推計出的降雪氣溫δ登錄在參數記憶部232中。另外，關於降雪氣溫推計部211所致之δ的推計處理之詳細，係於後再述。

又，降雪氣溫推計部211，係針對各日期t，而將與日期t相對應之氣象實績資訊從氣象實績資料庫233而讀出，並將讀出了的氣象實績資訊之降水量以及氣溫和上述所推計出之降雪氣溫δ適用在前述降水量模式A1中，而計算出P2_t 。降雪氣溫推計部211，係根據氣象實績資訊、P2_t 、以及降雪量模式A2，而進行回歸分析，並推計出回歸變數γ。降雪氣溫推計部211，係將推計出之回歸變數γ登錄在參數記憶部232中。

融雪量模式推計部212，係對於將積雪量模式A3代入了融雪量模式A4中的式子

M _t =α ₂ (T _t -μ ₂ )⁺ (S _{t -1} +D _{t -2} -M _{t -1} )⁺ +α ₃ P 1 _t

進行回歸分析，並推計出回歸係數α₂ 、α₃ 以及μ₂ 。融雪量模式推計部212，係將推計出之回歸係數α₂ 、α₃ 以及μ₂ 登錄在參數記憶部232中。

流入量模式推計部213，係根據流入量模式A5以及氣象實績資訊而推計出回歸係數α₁ 、β₁ 以及β₂ 。具體而言，流入量模式推計部213，係針對各日期t，而根據降水量模式A1、δ以及與日期t相對應之氣象實績資訊的降水量，來計算出P1_t ，並使用各日期之氣象實績資訊和所對應之P1_t ，來對於流入量模式A5作回歸分析，並推計出回歸係數α₁ 、β₁ 、β₂ 以及μ₁ 。當在氣象實績資訊中不存在有融雪量的情況時，係亦可使用日期t-1之積雪量與日期t之其他的氣象資訊，並使用藉由融雪量模式A4所計算出之M_t ，來對於流入量模式A5進行回歸分析，並推計出回歸係數α₁ 、β₁ 、β₂ 以及μ₁ 。流入量模式推計部23，係將推計出之回歸係數α₁ 、β₁ 、β₂ 以及μ₁ 登錄在參數記憶部232中。

預測氣溫取得部214，係取得氣溫之預測值(以下，稱為預測氣溫)。預測氣溫取得部214，例如，係可從使用者而接收預測氣溫之輸入，亦可對於氣象局或是民間氣象公司之電腦作存取，並取得預測氣溫。又，預測氣溫取得部214，係亦可根據氣象實績資訊來進行氣溫之預測。於此情況，例如，係將一般性的在氣溫之預測中所被使用之統計模式預先記憶在模式記憶部31中，並使預測氣溫取得部214根據該統計模式與氣象實績資訊而進行回歸分析並推計出參數，再將所推計出之參數與氣象實績資訊適用在統計模式中，而能夠計算出預測氣溫。

預測降水量取得部215，係取得預測降水量。在本實施形態中，預測降水量取得部215，係設為下述之構成：對於降水量預測系統10，而送訊預測降水量取得要求，並受訊因應於預測降水量取得要求而從降水量預測系統10所回應之預測降水量，藉由此，而取得預測降水量。預測降水量取得部215，係將設定有特定之百分位數設定值(例如，10%或是90%等)的預測降水量取得要求送訊至降水量預測系統處。另外，預測降水量取得部215，例如，係可從使用者而接收預測降水量之輸入，亦可對於氣象局或是民間氣象公司之電腦作存取，並取得預測降水量。又，預測降水量取得部215，係與預測氣溫取得部214相同的，亦可設為根據氣象實績資訊來進行降水量之預測。

預測流入量取得要求受訊部216，係受訊用以從被與通訊網路40相連接之其他的電腦而取得流入量之預測值(以下，稱為預測流入量)的指令(以下，稱為預測流入量取得要求)。

流入量預測部217，係使用預測氣溫取得部214所取得之預測氣溫、預測降水量取得部215所取得之預測降水量、降雪溫度推計部211所推計出之參數、氣象實績資訊、以及流入量模式A5，而計算出預測流入量。另外，關於預測流入量之算出處理之詳細，係於後再述。

預測流入量送訊部218，係將流入量預測部217所計算出之預測流入量，對於預測流入量取得要求之送訊源頭而作送訊。

流入量分佈取得要求受訊部219，係受訊用以從被與通訊網路40相連接之其他的電腦而取得流入量之發生機率分佈的指令(以下，稱為流入量分佈取得要求)。

流入量機率模式推計部219，係對於流入量機率模式A6進行回歸分析，並推計出參數α₄ 以及μ₃ 。另外，流入量機率模式推計部219，係亦可設為將所推計出之參數α₄ 以及μ₃ 預先登錄在參數記憶部232中，但是，在本實施形態中，係設為因應於流入量分佈取得要求之受訊而進行流入量機率模式A6之參數的推計。

流入量分佈產生部221，係產生流入量之發生機率分佈(以下，稱為流入量分佈)。於本實施形態中，流入量分佈，係設為將前期之流入量的發生作為條件的附有條件之機率Pr(F_m ∣F_m-1 )的分佈，以附有條件之機率所發生的流入量，係設為月單位下之流入量的平均值。另外，關於流入量分佈之產生處理之詳細，係於後再述。

流入量分佈送訊部222，係將流入量分佈產生部221所產生了的流入量分佈作送訊。

以下，針對在本實施形態之流入量預測系統中的處理之詳細內容作說明。

[降雪氣溫δ之推計處理]

首先，針對降雪氣溫推計部211所致之降雪氣溫δ的推計處理作說明。圖17，係為對於降雪氣溫推計部211所致之降雪氣溫δ的推計處理的流程作展示之圖。

首先，降雪氣溫推計部211，係從氣象實績資訊庫233而取得降雪量為較0更大之氣象實績資訊(S2501)。藉由此，如同圖18中所示一般，被記憶在氣象實績資訊庫233處之氣象實績資訊中，僅有降雪量為較0更大者會被抽出。

接著，降雪氣溫推計部211，係根據所抽出了的氣象實績資訊，而對於模式

降雪量=a×氣溫+b×降水量

進行回歸分析，並推計出回歸係數a以及b(S2502)。

降雪氣溫推計部211，當氣溫為δ以下的情況時，係計算出「a×氣象實績資訊之氣溫+b×氣象實績資訊之降水量」，而當氣溫為較δ更高的情況時，係將「0」作為推計降雪量，並計算出使推計降雪量與氣象實績資訊之降雪量之間的差之平方值成為最小的δ(S2503)。

降雪氣溫推計部211，例如，係可針對使特定範圍之氣溫在每一特定步驟中而增加了的δ，而如圖19中所示一般，針對各氣象實績資訊，若是氣溫為較δ更高，則將在氣溫處乘上了上述回歸係數a之值和在降水量處乘上了上述回歸係數b之值作合計，並作為推計降雪量而計算出來，再將把推計降雪量與氣象實績資訊之降雪量間的差作了平方後之值，作為誤差之平方而計算出來，而將誤差之平方成為最小者作為δ而決定之。另外，關於上述之以使誤差之平方成為最小的方式而決定上述δ的處理，係可利用一般性之統計手法。

降雪氣溫推計部211，係將如同上述一般而決定了的δ，登錄在參數記憶部32中(S2504)。

如上述一般，而決定融雪氣溫δ。

[流入量之預測處理]

接著，針對流入量之預測作說明。圖20，係為對於本實施形態之流入量預測系統20中的流入量預測處理之流程作展示之圖。另外，在圖20之處理中，係設為：日期t係為成為預測對象之日期。

預測氣溫取得部214，係取得預測氣溫T_t (S2521)。如同上述一般，預測氣溫取得部214，例如，係可藉由從使用者而接收資料之輸入，或是藉由對於氣象局或是民間氣象公司之電腦作存取並取得資料，而取得T_t 。預測降水量取得部215，係取得預測降水量P_t (S2522)。如同上述一般，預測降水量取得部215，係對於降水量預測系統10，而送訊設定有特定之百分位數設定值的預測降水量取得要求，並受訊從降水量預測系統10所回應之預測降水量，藉由此，而取得預測降水量。

流入量預測部217，係從參數記憶部132而讀出δ(S2523)，並在降水量模式A1中，適用δ、T_t 以及P_t ，並計算出P1_t (S2524)。亦即是，若是預測氣溫T_t 為較δ更大，則係成為P1_t =P_t ，若是T_t 係為δ以下，則係成為P1_t =0。

流入量預測部217，係從參數記憶部232，而讀出α₁ ～α3、β₁ 、β₂ 、μ₁ 、μ₂ (S2525)。流入量預測部217，係從氣象實績資料庫233，而將對應於前一天t-1之氣象實績資訊讀出，並將讀出了的氣象實績資訊之積雪量設為D_t-1 (S2526)，而將讀出了的氣象實績資訊之流入量設為F_t-1 (S2527)。

流入量預測部217，係在融雪量模式A4中，將α₂ 、T_t 、μ₂ 、D_t-1 、α₃ 、P1_t 代入，而計算出融雪量之預測值M_t (S2528)，並在流入量模式A5中，將α₁ 、μ₁ 、F_t-1 、β₁ 、P1_t 、β₂ 、M_t 代入，而計算出流入增加量之預測值ΔF_t (S2529)。流入量預測部217，係在F_t-1 處加算上ΔF_t ，而計算出預測流入量F_t (S2530)。

如同上述一般，若藉由本實施形態之流入量預測系統20，則根據預測氣溫以及預測降水量還有氣象實績資訊，係能夠進行對於降水量以及融雪量作了考慮之流入量的預測。由於就算是在不存在有降水的情況中，亦會經由融雪而使流入量增加，因此，藉由對於融雪量作考慮並進行流入量之預測，能夠使預測之精確度提升。

又，若藉由本實施形態之流入量預測系統20，則融雪量係能夠從降水量以及氣溫而計算出來。降水量以及氣溫之預測，作為氣象預報之手法，係存在有各種之手法，而能夠容易地獲得。故而，就算是在融雪量之預測係為困難的情況時，藉由根據可容易地取得之降水量或是氣溫的預測值來進行融雪量之預測，而能夠將考慮有融雪量之流入量的預測容易地實現。

又，在上述流入量模式A5中，由於係將第1項設為均衡流入量與流入量之間的差，而亦將均衡流入量列入考慮，因此，相較於單純地將流入量作為說明變數之情況，能夠進行精確度更高之流入量預測。

另外，在本實施形態之流入量預測系統中，雖係設為對於從河川而流入至水庫等之儲水設施中之水量而進行預測者，但是，在對於河川所流動之水量進行預測的系統中，係亦可容易地作適用。於此情況，係設為對於在河川之上流區域的氣溫或是降水量之預測值以及實績值作取得以及記錄。

又，在本實施形態中，關於均衡流入量μ₁ 、以及會開始融雪之氣溫μ₂ ，係設為預先被記憶在參數記憶部32中者，但是，係並不被限定於此，亦可設為根據過去之氣象實績資訊來推計出符合度為高之值。

又，當儲水設施係存在於降雪或是積雪為少的地區中的情況等時，流入量模式A5係亦可設為並不對融雪量M作考慮。於此情況，流入量模式A5，係藉由下式而表現。

ΔF _t =α₁ (μ₁ -F _{t -1} )+β₁ P 1 _t ‧‧‧(A5’)

又，關於本實施形態之各回歸模式，當在誤差項中存在有序列相關一般的情況時，降雪氣溫推計部211，係亦可設為藉由Prais-Winstein變換或是Cochrane-Orcutt法來推計出參數。於此情況，例如，當藉由Cochrane-Orcutt法來推計出流入量模式A5之參數的情況時，係將殘差作為ε_t ，並設為說明變數X_t* =X_t -ρX_t-1 (亦即是，設為F_t* =F_t -ρF_t-1 、P1_t* =P1_t -ρP1_t-1 、M_t* =M_t -ρM_t-1 等)，而能夠將流入量模式A5設為如同下述一般：

ΔF _{t *} =α₁ (μ₁ -F _{t -1*} )+β₁ P _{1 t *} +β2M _{t *} +σε _t ‧‧‧(A5”)

若是將上述式(A5”)作變形，則係成為下式：

Δ(F _t -ρF _{t -1} )=α₁ {μ₁ -(F _{t -1} -ρF _{t -2} ))}+β₁ (P 1 _t -ρP 1 _{t -1} )+β2(M _t -ρM _{t -1} )+σε _t

如同上述一般，能夠將回溯至在殘差ε_t 處成為不存在有序列相關為止之n期前地進行了式變形之流入量模式A5求取出來，針對其他之模式，亦同樣的，能夠以使得在誤差項中成為不存在有序列相關的方式來推計出參數。將如同上述一般地使殘差εt的序列相關成為不存在之延遲了n期的模式，預先記憶在模式記憶部131中，並使用延遲了n期之模式來對於流入量作預測，藉由此，就算是當在殘差項中存在有序列相關的情況時，亦成為能夠進行適當之參數的推計，並能夠使用適當之參數來以良好精確度而對於流入量作預測。

[流入量分佈之作成處理]

接著，針對流入量分佈之作成處理作說明。流入量分佈，係為將前一個月之流入量作為條件的附有條件之機率的分佈。在本實施形態中，流入量F_m ，係設定為在從特定之最小值(以下，稱為最小流入量，並表記為F_min )起直到最大值(以下，稱為最大流入量，並表記為F_max )為止的範圍間，一次作一單位量(例如，1立方公尺或是10立方公尺、1000立方公尺等，以下，稱為單位流入量)之增減的離散值，而流入量分佈，係設定為與從最小流入量F_min 起直到最大流入量F_max 為止之每一單位流入量的流入量附加對應地而將機率作記述之表。

若是在附有條件之機率Pr(F_m ∣F_m-1 )中適用流入量機率模式A6，則係可變形為如同下述一般之式：

於此，在殘差u_m 中，由於係並不存在有序列相關，因此，係可更進而將A6’變形為下述一般之式：

亦即是，附有條件之機率Pr(F_m ∣F_m-1 )，係成為由因應於前一期(m-1月)之流入量而變化之飄移項α₄ (μ₃ -F_m-1 *)I_m 和殘差項u_m I_m 所構成。

另外，在本實施形態中之附有條件之機率，雖係將前一個月之流入量作為條件，但是，亦可設為將一個月前以及兩個月前之流入量作為條件的附有條件之機率，亦即是，亦可設為Pr(F_m ∣F_m-1 ，F_m-2 )。

圖21，係為用以對於流入量分佈之作成處理的流程作說明之圖。

流入量機率模式推計部219，係將各月(1月～12月)作為m，並進行以下之處理。

流入量機率模式推計部219，係從氣象實績資料庫233，來將與所有年份之m月的日期相對應之流入量作平均，而計算出I_m (S2541)，並將與所有年份之m-1月的日期相對應之流入量作平均，而計算出I_m-1 (S2542)。

流入量機率模式推計部219，係針對被記憶在氣象實績資料庫233中之氣象實績資訊的日期所屬之年份的各個，來將與該年之m月的日期相對應之日期的流入量作平均，而計算出F_m (S2543)，並藉由將F_m 除以I_m 來作正規化，而計算出F_m *(S2544)。又，流入量機率模式推計部219，係從氣象實績資料庫233，來將與該年之m-1月的日期相對應之日期的流入量作平均，而計算出F_m-1 (S2545)，並藉由將F_m-1 除以I_m-1 來作正規化，而計算出F_m-1 *(S2546)。

流入量機率模式推計部219，係針對各年而進行上述之處理，而後，對於流入量機率模式A6”進行回歸分析，並推計出α₄ 以及μ₃ (S2547)，而流入量機率模式推計部219，係計算出飄移項α₄ (μ₃ -F_m-1 *)I_m (S2548)。

又，流入量機率模式推計部219，係藉由下式，而將流入量機率模式A6”之殘差u_m 計算出來(S2549)。

流入量機率模式推計部219，係將殘差項u_m I_m 計算出來(S2550)。

流入量機率模式推計部219，係針對各月而反覆進行以上之處理，並計算出關於各月之飄移項以及殘差項，而後，產生飄移項α₄ (μ₃ -F_m-1 *)I_m 之頻度分佈(S2551)，並產生殘差項u_m I_m 之頻度分佈(S2552)，再將此些作加算，而作成流入量F_m 之頻度分佈(S2553)。流入量機率模式推計部219，係根據流入量F_m 之頻度分佈，而計算出流入量之附有條件之發生機率Pr(F_m ∣F_m-1 )(S2554)，並作成對於計算出之發生機率作了記述的流入量分佈。另外，流入分佈，係亦可設為作為機率分佈之計算式而作記述。

[運用計畫系統30]

運用計畫系統30，係以使在成為長期之運用計畫的對象之期間(以下，稱為長期運用期間，在本實施形態中，係設為1年)中的發電電力量成為最大的方式，來進行關於成為中期之運用計畫的對象之期間(以下，稱為中期運用計畫，在本實施形態中，係設為1個月)的各個中之最適當水位的模擬，之後，以成為在中期運用期間中之最適當水位並且在成為短期之運用對象的期間(以下，稱為短期運用期間，在本實施形態中，係設為6天)中之售電額成為最大的方式，來求取出短期運用期間中之各單位期間(在本實施形態中，係設為1天)的水位。另外，在以下之說明中，係設定為：於儲水設施處之水位，係身為每一特定之單位量(例如1公尺或是5公尺等，以下，稱為單位水位)中之離散值。會使在長期運用期間中之發電電力量成為最大一般之中期運用期間的水位，係藉由機率動性規劃法(Stochastic Dynamic Programming;SDP)而求取出來。在短期運用期間中之各單位期間的水位，係在受到儲水設施處之水位的最大最小值或是在水力發電中所利用之水量(以下，稱為取水量，並表記為Q)之最大最小值等的限制之下，而使用流入量預測系統20所預測了的預測流入量，來將各日之水位一次一單位水位地作改變，並進行模擬，而計算出會使售電額成為最大之水位。

圖22，係為對於運用計畫系統30的硬體構成作展示之圖。如同在同圖中所示一般，運用計畫系統30，係具備有CPU301、記憶體302、記憶裝置303、通訊介面304、輸入裝置305以及輸出裝置306。記憶裝置303，係記憶各種之資料或是程式，而例如係為硬碟或快閃記憶體、CD-ROM驅動器等。CPU301，係將被記憶在記憶裝置303中之程式讀出至記憶體302中而實行，並藉由此而實現各種之功能。通訊介面304，係為用以與通訊網路40相連接之介面，並例如係為用以與乙太網路(登記商標)相連接之連接器、或是用以與公共電話線路網相連接之數據機、用以進行無線通訊之通訊器等。輸入裝置305，係接收資料之輸入，而例如為鍵盤或滑鼠、觸控面板、麥克風等。輸出裝置306，係將資料輸出，而例如係為顯示器或是印表機、揚聲器等。

圖23，係為對於運用計畫系統30的軟體構成作展示之圖。如同在同圖中所示一般，運用計畫系統30，係具備有諸數據輸入部311、儲水量設定值輸入部312、流入量分佈取得部313、中期計畫部314、預測流入量取得部315、短期計畫部316、諸數據記憶部331、模式記憶部332、電力價格資料庫333、以及最適水位資料庫334。另外，諸數據輸入部311、儲水量設定值輸入部312、流入量分佈取得部313、中期計畫部314、預測流入量取得部315以及短期計畫部316，係藉由使運用計畫系統30所具備之CPU201將被記憶在記憶裝置203中之程式讀出至記憶體202處並實行一事，而被實現。又，諸數據記憶部331、電力價格資料庫333以及最適水位資料庫334，係作為運用計畫系統30所具備之記憶體202或是記憶裝置203所提供的記憶區域而被實現。另外，諸數據記憶部331、模式記憶部332、電力價格資料庫333以及最適水位資料庫334，係亦可設為藉由與運用計畫系統30相異之資料庫伺服器來作管理，並使運用計畫系統30對於該資料庫伺服器而作存取。

諸數據記憶部331，係對包含有儲水設施、河川、發電設備等之各種的諸數據之設定值的資訊(以下，稱為諸數據資訊)作記憶。圖24，係為對於在諸數據記憶部331中所記憶之諸數據資訊的構成例作展示之圖。如同於同圖中所示一般，諸數據資訊，係包含有諸數據名、單位、以及設定值。

諸數據輸入部311，係接收諸數據資訊之輸入，並將接收了的諸數據資訊登陸在諸數據記憶部331中。諸數據輸入部311，例如，係可設為從鍵盤或是滑鼠等之輸入裝置205來接收諸數據資訊之各項目的輸入，而亦可設為例如對於電力公司之主電腦作存取，並取得諸數據資訊。

另外，諸數據輸入部331，係預先：作為相關於儲水設施之諸數據，而接收水位之最高值(最高運用水位，以下，表記為H_max ，單位係為m)以及水位之最低值(最低運用水位，以下，表記為H_min ，單位係為m)的輸入，並作成包含有接收了的最高運用水位之諸數據資訊和包含有接收了的最低運用水位之諸數據資訊，而登錄在諸數據記憶部331中；作為相關於河川之諸數據，而接收維持流量(以下，表記為S0，單位係為m³ /s)，並作成包含有接收了的維持流量之諸數據資訊，而登錄在諸數據記憶部331中；作為相關於發電設備之諸數據，而接收可利用在發電中之最大的水量(最大取水量，以下，表記為Q_max ，單位係為m³ /s)、可利用在發電中之最低的水量(最小取水量，以下，表記為Q_min ，單位係為m³ /s)、在發電後而放水之高度(放水位，以下，表記為H_out ，單位係為m)、以及損失落差(以下，表記為H_los ，單位係為m)的輸入，並作成包含有接收了的最大取水量之諸數據資訊、包含有最小取水量之諸數據資訊、包含有放水位之諸數據資訊、以及包含有損失落差之諸數據資訊，而登錄在諸數據記憶部331中。

電力價格資料庫333，係記憶每一日期之電力價格。圖25，係為對於電力價格資料庫333的構成例作展示之圖。如同於同圖中所示一般，在電力價格資料庫333中，係與日期相附加有對應地而記憶有電力價格(單位係為元/kWh)。在本實施形態中，電力價格係設為能夠在每一日期而作變更者，又，各日之電力價格，係設為預先由使用者所輸入並登錄在電力價格資料庫333中者。

儲水量設定值輸入部312，係接收在短期運用期間之初日的開始時間點(0點)時之儲水量的預定值(以下，稱為初期儲水量)的輸入。另外，儲水量設定值輸入部312，例如，係亦可設為取得現在之儲水設施的儲水量並作為初期儲水量。又，儲水量設定值輸入部312，係亦可設為從過去之水位來預測初期儲水量。

最適水位資料庫334，係將與月份和在該月之開始時間點處的水位以及在該月中之流入量相對應的最適當之中期運用期間後的水位作記憶。圖26，係為對於最適水位資料庫334的構成例作展示之圖。如同於同圖中所示一般，在最適水位資料庫334中，係被記憶有水位流入量別目標水位表351，該表，係於長期運用期間中之各月m的每一者中，而與水位H_m 以及流入量F_m 附加有對應地而設定有在其之下一個月處的最適之水位(1個月後最適水位H_m+1 )。如同後述一般，藉由從最適水位資料庫334，來將與月份和在該月之開始時間點處的水位以及預測流入量相對應之1個月後最適水位讀出，而能夠取得在該月之最終時間點處的目標水位。

流入量分佈取得部313，係取得流入量分佈。在本實施形態中，流入量分佈取得部313，係設為下述之構成：對於流入量預測系統20，而送訊流入量分佈取得要求，並受訊因應於流入量分佈取得要求而從流入量預測系統20所送訊之流入量分佈，藉由此，而取得流入量分佈。另外，流入量分佈取得部313，係亦可設為從使用者而接收流入量分佈之輸入。

中期計畫部314，係作成在每一中期運用期間中之最適的水位計畫。中期計畫部314，係使用流入量分佈和被記憶在後述之模式記憶部332中的統計模式，來藉由機率動態規劃法而作成最適之水位的計畫，並登錄在最適水位資料庫334中。另外，關於中期計畫部314所致之最適水位計畫的作成處理之詳細，係於後再述。

預測流入量取得部313，係對於流入量預測系統20作存取，而取得流入量預測系統20所預測了的關於短期運用期間內之各日的流入量R之預測值(預測流入量)。另外，預測流入量取得部313，係亦可設為例如從鍵盤或是滑鼠等之輸入裝置205來接收預測流入量之輸入。

短期計畫部316(最適儲水量決定部)，係藉由模擬，來計算出在短期運用期間中之各日處的最適當之水位(以下，稱為短期運用水位，並表記為H)，並將算出了的各日之短期運用水位輸出至輸出裝置處。短期計畫部316，係使用被記憶在後述之模式記憶部332中的統計模式，來進行模擬。

在模式記憶部332中，係被記憶有以下之模式B1～B11。

模式B1，係為用以根據儲水量V來計算出運用水位H者(水位算出模式)，並藉由下式而表現。另外，a係為儲水設施固有之常數。

模式B2，係為用以根據最高運用水位H_max 來計算出儲水量之上限(以下，稱為上限儲水量，並表記為V_max )者，並藉由下式而表現。

V _max =a ×H _max ² ÷24÷3600‧‧‧(B2)

模式B3，係為用以根據最低運用水位H_min 來計算出儲水量之下限(以下，稱為下限儲水量，並表記為V_min )者，並藉由下式而表現。

V _min =a ×H _min ² ÷24÷3600‧‧‧(B3)

模式B4，係為根據從一天之0點至24點(亦即是下一天之0點)的儲水量，來計算出從單位期間之開始時間點起直到結束時間點為止的儲水量之差(以下，稱為儲水量差，並表記為ΔV)者，並將在某一日期t之0點處的儲水量設為V_t ，而藉由下式來表現。

ΔV _t =V _{t +1} -V _t ‧‧‧(B4)

模式B5，係為用以計算出從流入量R而減去了維持流量S0以及儲水量差ΔV後的水量(R0)者，並藉由下式而表現。

R 0=R -S 0-ΔV ‧‧‧(B5)

模式B6，係為用以根據最小取水量Q_min 、最大取水量Q_max 、最低運轉輸出Q0_min 以及R0，來決定取水量Q者(取水量算出模式)，並藉由下式而表現。

亦即是，當R0係為最小取水量Q_min 以上且為最大取水量Q_max 以下的情況時，R0係成為取水量Q；當R0係為較最小取水量Q_min 更小的情況時，最小取水量Q_min 係成為取水量Q；而當R0係為較最大取水量Q_max 更大的情況時，最大取水量Q_max 係成為取水量Q。但是，當R0為較最低運轉輸出Q0_min 更小的情況時，則取水量Q係成為0。

模式B7，係為用以根據R0以及取水量Q來計算出一日中之在儲水設施處所放流之水量(以下，稱為普通放流量，並表記為S)者，並藉由下式而表現。

S =R 0-Q ‧‧‧(B7)

模式B8，係為用以根據在1日之結束時間點處的運用水位、放水位H_out 以及損失落差H_los 來計算出有效落差hn者，並將日期t之0點處的運用水位設為Ht、將用以把水位變換為海拔高處之特定的常數設為b，而藉由下式來表現。

模式B9，係為用以根據取水量Q以及有效落差hn來計算出1日中所發電之發電電力Pn者，並將有關於發電之變化效率的係數設為c，將重力加速度設為g，而藉由下式來表現。

Pn =Q ×hn ×c ×g ‧‧‧(B9)

模式B10，係為用以根據發電電力Pn來計算出1日中所發電之發電電力量En者(電力量算出模式)，並藉由下式而表現。

En =Pn ×24‧‧‧(B10)

模式B11，係為用以根據在某一日期之發電電力量En和與該日期相對應之電力價格來計算出售電額者，並藉由下式而表現。

售電額=En×電力價格　…(B11)

[中期計畫]

中期計畫部314，係使用流入量分佈與上述之統計模式，來藉由機率動態規劃法而計算出最適當之水位。具體而言，中期計畫部314，係求取出滿足下式之水位的組合。

在式B12中，GE(H_m ，H_m+1 ，F_m )，係代表：當在月份m之開始時間點的水位係為H_m 、在月份m之結束時間點(月份m+1之開始時間點)m+1處的水位係為H_m+1 、在月份m之流入量係為F_m 的情況時的發電電力量En。於此，在月份m處之發電電力量，係藉由在以上述模式B10所計算出之1日的發電電力量En上乘以月份m之天數，而計算出來。

圖27～29，係為用以對於藉由機率動態規劃法來求取出最適當之水位的方法作說明之圖。在圖27～29之例中，為了將說明簡化，係假設長期運用期間為4個月，且儲水設施之水位係僅會成為h1～h3之任一者的值。另外，中期計畫部314，係針對當在結束時間點m5處之水位係為h1～h3之各者的情況時，而進行下述之處理。

如圖27中所示一般，中期計畫部314，係將前一期(階段)之合計發電電力量E(1，H₁ ，F₁ )設為0，並對於在第4月之開始時間點m4處的各水位之每一者，而對於在第4月中之各流入量之每一者而計算出發電電力量，再於所計算出之發電電力量處，加算上乘上有第1月之流入量的發生機率而算出了的每一水位之期待值(於此，由於合計發電電力量係為0，因此期待值係亦成為0)，而將此作為第4月之期待值並計算出來。中期計畫部314，係對於第4月之期待值成為最大者(於圖中以粗線來表示)作選擇(步驟1)。

中期計畫部314，係針對時間點m4處之水位、和時間點m3處之水位的各組合，而計算出在第3月處之發電電力量，並加算上在算出值處乘上第4月之流入量的發生機率所計算出的每一水位之期待值，而將此作為第3月以後之期待值而計算出來。中期計畫部314，係對於第3月以後之期待值成為最大者(於圖中以粗線來表示)作選擇(步驟2)。

中期計畫部314，同樣的，係針對時間點m3處之水位、和時間點m2處之水位的各組合，而計算出在第2月處之發電電力量，並加算上在算出值處乘上第3月之流入量的發生機率所計算出的每一水位之期待值，而將此作為第2月以後之發電電力量的期待值而計算出來，再對於第2月以後之期待值成為最大的組合(於圖中以粗線來表示)作選擇(步驟3)。

中期計畫部314，針對第1月，亦係針對時間點m2處之水位、和時間點m1處之水位的各組合，而計算出在第1月處之發電電力量，並加算上在算出值處乘上第2月之流入量的發生機率所計算出的每一水位之期待值，而將此作為第1月以後之期待值而計算出來，再對於第1月以後之期待值成為最大的組合(於圖中以粗線來表示)作選擇(步驟4)。

如上述一般，而決定最適當之水位。

在上述說明中，雖係展示了僅賦予在長期運用期間之結束時間點處的水位(目的水位)，並將使發電電力量之期待值成為最大化一般的各月之水位的組合計算出來的處理程序作了說明，但是，依存於長期運用期間之結束時間點處的水位，亦可想見會有使下一個的長期運用期間之運用績效惡化的情況。為了解決此問題，而反覆進行處理，直到在長期運用期間中之合計發電電力量的期待值成為最大為止。

中期計畫部314，係在每一次之上述的各處理(階段)結束時，而作成將從第1月起直到第4月為止的發電電力量之合計值與第1月之水位H₁ 以及第1月之流入量F₁ 相附加對應並作管理之水位流入量別電力量表341。於圖28中，展示水位流入量別電力量表341之構成例。中期計畫部314，在第2次以後之各階段中，係將前一個階段之合計發電電力量從水位流入量別電力量表341而讀出，並進行上述處理(參考圖29)。中期計畫部314，係反覆進行上述之處理，直到在前一階段處之合計電力量與在現在之階段處的合計電力量之間的差成為特定值以下為止。

圖30，係為對於長期運用期間中之最適水位之計畫處理的流程作展示之圖。

中期計畫部314，係在代表處理之階段的ST中設定1(S3601)，並針對最終月(在本實施形態中，係為第12月)起直到第1月為止的各月，而進行由機率動態規劃法所致之水位的計畫處理(S3602)。圖31，係為對於身為在機率動態規劃法所致之水位計畫處理中所使用的表之水位流入量別發電電力量表352的構成作展示之圖。在圖31所示之水位流入量別發電電力量表352中，係與第12月之水位H₁₂ 和第12月之流入量F₁₂ 附加有對應地而被登錄有在第12月中之發電電力量。

圖32以及圖33，係為對於機率動態規劃法所致之水位計畫處理的流程作展示之圖。

圖32，係為對於針對最終月(12月)之水位計畫處理的流程作展示之圖。中期計畫部314，係將直到身為前1個的處理之月的第1月(由於係對於從第12月起直到第1月為止的各月而進行處理，因此，第12月的前1個處理之月，係成為第1月)為止之累計發電電力量E(1，H₁ ，F₁ )設為0(S3621)，並在最終月之水位H₁₂ 處，設定最低水位H_min (S3622)。中期計畫部314，係將直到12月為止之累計發電電力量E(12，H₁₂ ，F₁₂ )設定為0(S3623)，並在12月之流入量F₁₂ 處，設定最小流入量F_min (S3624)。中期計畫部314，係在1月之水位H₁ 處設定最低水位H_min (S3625)，並將被記憶在諸數據記憶部331中之各諸數據適用在上述之模式中，而計算出發電電力量En(S3626)。中期計畫部314，係在En處乘上31(12月之日數)，並計算出1個月的發電電力量之期待值GE(S3627)。中期計畫部314，係取得1月之流入量F₁ 的發生機率(S3628)，並針對各F₁ ，而將在累計發電電力量E(12，H₁₂ ，F₁₂ )處乘上了以F₁₂ 作為了條件的F₁ 之附有條件之機率後的值作合計，並加算於GE處，而計算出E1(12，H₁₂ ，F₁₂ )(S3629)。

中期計畫部314，當E1(12，H₁₂ ，F₁₂ )為E(12，H₁₂ ，F₁₂ )以上的情況時(S3630：YES)，係在E(12，H₁₂ ，F₁₂ )處設定E1(12，H₁₂ ，F₁₂ )(S3631)，並將月12、H₁₂ 、H₁ 、F₁₂ 登錄在水位流入量別目標水位表351以及水位流入量發電電力量表352處(S3632)。

中期計畫部314，係在H₁ 處加算上單位水位(S3633)，若是加算後之H₁ 並未成為較最高水位H_max 更大(S3634：NO)，則係反覆進行從步驟S3626起之處理。當加算後之水位H₁ 為較最高水位H_max 更大的情況時(S3634：YES)，則中期計畫部314，係在流入量F₁₂ 處加算上單位流入量(S3635)。當流入量F₁₂ 並未超過最大流入量F_max 的情況時(S3636：NO)，則係反覆進行從步驟S3625起之處理。當流入量F₁₂ 超過了最大流入量F_max 的情況時(S3636：YES)，中期計畫部314，係在水位H₁₂ 處加算上單位水位(S3637)，若是加算後之H₁₂ 並未成為較最大水位H_max 更大(S3638：NO)，則係反覆進行從步驟S3623起之處理。中期計畫部314，若是水位H₁₂ 成為較最大水位H_max 更大(S3638)，則係結束處理。

圖33，係為對於針對最終月(12月)以外之月m(m=11，10，…，1)之水位計畫處理的流程作展示之圖。首先，中期計畫部314，係將相關於前1個處理的直到月m+1為止之累計發電電力量E(m+1，H_m+1 ，F_m+1 )，從水位流入量別發電電力量表352而計算出來(S3641)。在上述之圖32的關於最終月之水位計畫的處理中，雖係將累計發電電力量E(1，H₁ ，F₁ )作為0而進行了計算(圖32，S3621)，但是，此係因為，當最初而實行圖32之處理時，在水位流入量別發電電力量表352中係並未被登錄有值之故。

接著，中期計畫部314，係與圖32之處理相同的，在月m之水位H_m 處，設定最低水位H_min (S3642)，並將直到月m為止之累計發電電力量E(m，H_m ，F_m )設定為0(S3643)，並在月m之流入量F_m 處，設定最小流入量F_min (S3644)。中期計畫部314，係在前期之月m+1之水位H_m+1 處設定最低水位H_min (S3645)，並將被記憶在諸數據記憶部331中之各諸數據適用在上述之模式中，而計算出發電電力量En(S3646)。中期計畫部314，係在En處乘上月m之日數，並計算出1個月的發電電力量之期待值GE(S3647)。中期計畫部314，係取得前期之月m+1之流入量F_m+1 的發生機率(S3648)，並針對各F_m+1 ，而將在累計發電電力量E(m+1，H_m+1 ，F_m+1 )處乘上了以F_m+1 作為了條件的F_m 之附有條件之機率後的值作合計，並加算於GE處，而計算出E1(m，H_m ，F_m )(S3649)。

中期計畫部314，當E1(m，H_m ，F_m )為E(m，H_m ，F_m )以上的情況時(S3650：YES)，係在E(m，H_m ，F_m )處設定E1(m，H_m ，F_m )(S3651)，並將月m、H_m 、H_m+1 、F_m 登錄在水位流入量別目標水位表351以及水位流入量發電電力量表352處(S3652)。

中期計畫部314，係在H_m+1 處加算上單位水位(S3653)，若是加算後之H_m+1 並未成為較最高水位H_max 更大(S3654：NO)，則係反覆進行從步驟S3646起之處理。當加算後之水位H_m+1 為較最高水位H_max 更大的情況時(S3654：YES)，則中期計畫部314，係在流入量F_m 處加算上單位流入量(S3655)。當流入量F_m 並未超過最大流入量F_max 的情況時(S3656：NO)，則係反覆進行從步驟S3645起之處理。當流入量F_m 超過了最大流入量F_max 的情況時(S3656：YES)，中期計畫部314，係在水位H_m 處加算上單位水位(S3657)，若是加算後之H_m 並未成為較最大水位H_max 更大(S3658：NO)，則係反覆進行從步驟S3643起之處理。中期計畫部314，若是水位H_m 成為較最大水位H_max 更大(S3658)，則係結束處理。

在針對從第12月起直到第1月為止之各月而進行了上述之由機率動態規劃法所致之水位計畫處理後，中期計畫部314，係進行圖34中所示之期待合計發電電力量的計算處理(S3603)。中期計畫部314，係在H₁ 處設定H_min (S3661)，並取得每一單位流入量之各F₁ 的發生機率(S3662)。中期計畫部314，係從水位流入量別發電電力量表352而計算出直到第1月為止的累積發電電力量E(1，H₁ ，F₁ )(S3663)，並針對各F1，而將在E處乘上了以F₁₂ 作為了條件的F₁ 之附有條件之機率後的值作合計，而計算出階段之期待合計發電電力量EE(1，H₁ )(S3664)。中期計畫部，係在H₁ 處加算上單位水位(S3665)，若是加算後之H₁ 並未超過H_max (S3666：NO)，則係反覆進行從步驟S3663起之處理。

回到圖30，中期計畫部314，當ST係為1的情況時(S3604：1)，則係將期待合計發電電力量EE(1，H₁ )作為E02(1，H₁ )而設定(S3605)，當ST係為2的情況時(S3604：2)，則係將期待合計發電電力量EE(1，H₁ )作為E01(1，H₁ )而設定(S3606)。中期計畫部314，係對ST作增量(increment)(S3607)，並反覆進行步驟S3602之從最終月起直到第1月為止的由機率規劃法所致之水位計畫處理開始的處理。

另一方面，當ST係為3以上的情況時(S3604：3以上)，則中期計畫部314，係將期待合計發電電力量EE(1，H₁ )作為E00(1，H₁ )而設定(S3609)，並將從E02(1，H₁ )而減去了E01(1，H₁ )後之第1值，除以從E01(1，H₁ )而減去了E00(1，H₁ )後之第2值，並判斷該商是否超過了特定之臨限值，藉由此，而對於收斂作判斷。當上述商超過了臨限值的情況時(S3610：YES)，中期計畫部314，係在E02(1，H₁ )處設定E01(1，H₁ )(S3611)，並在E01(1，H₁ )處設定E00(1，H₁ )(S3612)，而前進至上述之步驟S3607處。若是上述商並未超過臨限值(S3610：NO)，則中期計畫部314，係結束處理。

如同上述一般，被儲存在最適水位資料庫334中之關於各月的水位流入量別目標水位表351係被作更新。

若藉由本實施形態之運用計畫系統30，則能夠使用將來之流入量的預測值，而求取出使長期運用期間中之發電電力量的期待值增大之中期運用期間的開始時間點以及結束時間點之水位的組合。故而，儲水設施之運用者，係藉由在中期運用期間之開始時間點時，將最適水位資料庫334作為參考，而將與該時間點處之水位相對應的1個月後之水位，作為目標之水位，並對儲水設施作運用，而成為能夠將一年間之發電電力量增大。故而，就算是在儲水設施之運用者的經驗為淺的情況時，亦能夠容易地調整為最適當之水位。

又，若藉由本實施形態之運用計畫系統30，則相較於經由儲水設施之運用者的直覺與經驗來對水位作計畫的情況，係能夠根據客觀之資料來對於水位之計畫作策劃。又，在本實施形態之運用計畫系統30中，係就算是在藉由使用機率動態規劃法而將將來之流入量的預測值作為機率分佈而求取出來的情況時，亦能夠容易地導出使儲水設施處之發電電力量的期待值增大之最適的水位計畫。

[短期計畫]

如同上述一般，中期計畫部314，係求取出中期運用期間(月)之開始時間點以及結束時間點之最適的水位之組合，相對於此，短期計畫部334，係以使得在短期運用期間(6日)中之售電額增大的方式，來對於在短期運用期間中之水位作計畫。

短期計畫部316，係將儲水量設定值輸入部312所接收了的初期儲水量作為短期運用期間之初日的V₁ ，並將V₁ 適用於模式B1中，而計算出初日之水位H₁ 。短期計畫部316，係將和短期運用期間所屬之月份以及H₁ 相對應之1月後最適水位讀出，並設為在短期運用期間之結束時間點(亦為第7天之開始時間點)處的水位H₂ 。短期計畫部316，係使用水位H₂ 以及模式B2或是B3，來計算出在短期運用期間之結束時間點處的儲水量之目標值(以下，稱為最終目的儲水量)V₇ 。短期計畫部316，係針對各日期t(t=2～6)，而使0點時之儲水量V_t 從V_min 起直到V_max 地而以特定之階段(例如，0.1或是0.5、1等)來改變，並進行模擬，而以使En成為最大的方式來決定V_t 。短期計畫部316，在此模擬中，係設為使用動態規劃法。藉由使用動態規劃法，而能夠將最適當之V_t 的組合迅速地計算出來。

[畫面例]

圖35，係為對於在運用水位之模擬中所使用的畫面60之其中一例作展示之圖。在畫面60中，係被設置有：運用期間之輸入欄611、初期儲水量之輸入欄612、最終目的儲水量之輸入欄613、以及各種諸數據之顯示欄621～627。

短期計畫部316，係從諸數據記憶部331而讀出與最小運用水位以及最大運用水位相對應之設定值(H_min 以及H_max )，並將讀出了的H_min 以及H_max 顯示在顯示欄621以及顯示欄622處。短期計畫部316，係從諸數據記憶部331而讀出與維持流量相對應之設定值(S0)，並將讀出了的S0顯示在顯示欄623處。短期計畫部316，係從諸數據記憶部331而讀出與最小取水量以及最大取水量相對應之設定值(Q_min 以及Q_max )，並將讀出了的Q_min 以及Q_max 分別顯示在顯示欄624以及顯示欄625處。短期計畫部316，係從諸數據記憶部331而讀出與放水位相對應之設定值(H_out )，並將讀出了的H_out 顯示在顯示欄626處。短期計畫部316，係從諸數據記憶部331而讀出與損失落差相對應之設定值(H_los )，並將讀出了的H_los 顯示在顯示欄627處。

又，短期計畫部316，係使用上述之模式B2以及模式B3，而計算出V_max 以及V_min ，並將所計算出之V_max 以及V_min 分別顯示在顯示欄631以及顯示欄632處。

預測流入量取得部313，係對於流入量預測系統20作存取，而取得流入量預測系統20所預測了的關於運用期間內之各日的流入量R之預測值，並將所取得了的R顯示在顯示欄633處。

在輸入欄611、612以及613處，係被輸入有運用期間、初期儲水量以及最終目的儲水量，若是鍵641被壓下，則儲水量設定值輸入部312，係接收在輸入欄611、612以及613處所被輸入之運用期間、初期儲水量以及最終目的儲水量的輸入，短期計畫部316，係針對運用期間中之各日，而對儲水量V作模擬。短期計畫部316，例如係如同下述一般地而進行儲水量V之模擬。另外，在圖35之例中，係設定為：儲水設施所固有之係數係為a=30000，而將水位變換為海拔高度之常數係為b=500。

短期計畫部316，係將被輸入至輸入欄612中之初期儲水量，作為第1日之儲水量V₁ ，並將被輸入至輸入欄613中之最終目的儲水量，設為第7日之儲水量V₇ ，而進行第1日～第6日之儲水量V_t 的模擬，並將儲水量V顯示在顯示欄651處。

短期計畫部316，係將關於各日期之儲水量V適用於模式B1中，並計算出運用水位H，而將算出了的運用水位H顯示在顯示欄652處。短期計畫部316，係針對第1～6日之日期t，而將V_t 以及V_t+1 適用於模式B4中，並計算出關於各日期t之儲水量差ΔV_t ，而將算出了的儲水量差ΔV_t 顯示在顯示欄653處。

短期計畫部316，係將流入量之預測值R、維持流量S0以及儲水量差ΔV適用於模式B5中，並計算出R0，再藉由模式B6來決定因應了R0之取水量Q，而將決定了的取水量Q顯示在顯示欄654處。短期計畫部316，係將R0以及取水量Q適用於模式B7中，並計算出普通放流量S，而將算出了的S顯示在顯示欄655處。

短期計畫部316，係針對第1～6日之各日t，而將上述算出了的運用水位H_t+1 、放水位H_out 以及損失落差H_los 適用於模式B8中，並計算出有效落差hn，而將算出了的hn顯示在顯示欄656處。

短期計畫部316，係將取水量Q、有效落差hn適用於模式B9中，並計算出發電電力Pn，而顯示在顯示欄657處，並且，將算出了的Pn適用於模式B10中，並計算出發電電力量En，而將算出了的En顯示在顯示欄660處。

短期計畫部316，係將與運用期間中之各日的日期相對應之電力價格，從電力價格資料庫333而讀出，並顯示在顯示欄659處，並且，將上述En以及所讀出了的電力價格適用在模式B11中，並算出售電額，而將算出了的售電額顯示在顯示欄658處。

短期計畫部316，係使儲水量Vt(t=2～6)從最大V_min 起直到V_max 為止地作變化，並反覆進行上述之處理，藉由此，而進行模擬，並決定出使運用期間中之售電額的合計額成為最大之儲水量V的組合。另外，短期計畫部316，係藉由動態規劃法來決定儲水量V之組合，藉由此，而能夠有效率地來決定出最適當之儲水量。短期計畫部316，係以與決定了的儲水量V之組合相對應的方式來對顯示欄651～660作顯示。

圖36，係為對於在某一儲水設施中針對過去之實績水位而進行了模擬後之結果作展示的圖表。

圖36(a)，係為對於比較性上係被週知為豐水期之2003年7月時的取水量以及運用水位之變化作展示之圖表。在儲水設施處，係經由運用者之經驗而對於運用水位作了決定，在2003年7月期之售電額的實績值，係為約258(百萬元)。相對於此，與上述模擬之結果的儲水量V之組合相對應的售電額，係成為約269(百萬元)。亦即是，可獲得約4%之售電額的上升。

圖36(b)，係為對於比較性上係被週知為枯水期之2007年4月時的取水量以及運用水位之變化作展示之圖表。在2007年4月期之售電額的實績值，係為107(百萬元)，相對於此，與上述模擬之結果的儲水量V之組合相對應的售電價格，係成為114(百萬元)，而可獲得約6%之上升。

如此這般，可以確認到：藉由以上述模擬來決定出使售電額成為最大之儲水量V的組合，並對運用水位H作運用，相較於運用者之經驗所致的運用，係成為能夠使售電額上升。

如同以上所說明一般，若藉由本實施形態之水位運用支援系統，則能夠因應於初期儲水量以及最終目的儲水量，而提示出使售電額成為最大之運用水位。故而，儲水設施之運用者，係將從水位運用支援系統所提供之提示作為參考，而對於儲水設施之水位作運用，藉由此，而能夠更有效率地且更有效地來進行水力發電。

另外，在本實施形態中，雖係設為使降水量預測系統10、流入量預測系統20以及運用計畫系統30分別身為相異之電腦，但是，亦可藉由1台之電腦來實現。又，亦可設為將降水量預測系統10、流入量預測系統20以及運用計畫系統30之任一者，藉由複數台之電腦來實現。

又，在本實施形態之降水量預測系統10中，雖係將天氣設為身為「晴」、「陰」、「雪」、「雨」、「大雨」中的任一者，但是，例如，係亦可包含有「霙」或是「雹」等。又，在本實施形態中，雖係將時間用語設為身為「時時」、「一時」、「後」中的任一者，但是，例如，係亦可包含有「逐漸地」或是「開始」等。

又，在本實施形態之降水量預測系統10中，在天氣概況資訊中，雖係設為包含有白天的時間帶以及夜晚的時間帶之天氣概況，但是，係並不被限定於此，亦可設為僅包含有1整天之天氣概況，或是亦可設為包含有上午、下午、夜晚等之3個以上的時間帶之天氣概況。

又，在本實施形態之降水量預測系統10中，雖係設為與形態表161之行列一同地而以降水量之程度的強弱順序來將天氣用語以及時間用語作了並排者，但是，例如，係亦可設為具備有與天氣用語以及時間用語附加有對應地而將關於降水量之強度(優先度)作記憶的優先度記憶部。於此情況，天氣形態登錄部112，係並不使用形態表161，而是在圖6之步驟S1514中，產生天氣語塊之列表(list)，並針對被包含在列表中之天氣語塊的各個，而從優先度記憶部來取得與語塊中所包含之天氣用語相對應的強度以及與語塊中所包含之時間用語相對應的強度，並將所取得了的強度之合計值設為該天氣語塊之優先度。天氣形態登錄部112，係針對天氣用語之各個，而特定出在該天氣用語中所包含之天氣語塊，並將特定出了的天氣語塊中之優先度最高者留下，而將其以外者從列表中而削除。天氣形態登錄部112，係能夠根據在列表中所殘留之天氣語塊，而作成天氣形態資訊，並登錄在天氣形態資料庫132中。

又，在本實施形態之降水量預測系統10中，天氣形態資料庫132，係設為被登錄有與日期和天氣語塊相對應之旗標值者，但是，係並不被限定於此，例如，亦可設為與日期附加有對應地而將天氣語塊之列表作登錄。又，亦可在天氣形態資料庫132處，與日期附加有對應地而亦將在天氣概況資訊中所包含的降水量作記憶。

又，在本實施形態之流入量預測系統20中，雖係設為使用百分位數值來決定預測降水量，但是，係並不被限定於此，而亦可設為使用平均值或是中央值等。

又，在本實施形態中，雖係將流入量以及水位，設為其係為每一單位流入量以及單位水位之離散值，但是，係亦可設為實數之連續值。於此情況，在流入量預測系統20中所被作成之流入量分佈，係作為將因應了流入量之機率求取出來的函數而被記述，又，運用計畫系統30之最適水位資料庫334，係作為將月、水位以及流入量作為引數並求取出1個月後之最適水位的函數，而被作記述。

又，在本實施形態之運用計畫系統30中，雖係設為：長期運用期間係為1年、中期運用期間係為1個月、短期運用期間係為6日，但是，係並不被限定於此，而可設定為任意之長度。例如，長期運用期間係亦可為半年或是3個月，中期運用期間係亦可為3個月或是1旬(10天)亦或是1星期。又，亦可將短期運用期間設為2星期或是1星期亦或是4日等。

又，在本實施形態之運用計畫系統30中，雖係設為藉由機率動態規劃法來求取出在中期運用期間之開始時間點以及結束時間點處的最適當之水位的組合，但是，係並不被限定於此，亦可使用能夠將在長期運用期間中之發電電力量的期待值最大化的各種之最適路徑探索手法來將水位計算出來。

又，在本實施形態之運用計畫系統30中，雖係設為以使售電額成為最大的方式來決定儲水量V之組合，但是，亦可設為決定出使發電電力量En成為最大一般的組合。於此情況，無關於價格之變動，而成為能夠進行更有效率之發電。

又，運用計畫系統30，係亦可設為設定普通放流量S之上限而進行模擬。於此情況，短期計畫部316，係從使用者而接收上限值之輸入，並成為從普通放流量S不會超過上限值之儲水量V的組合中來決定售電額會成為最大者。圖37，係為對於在上述2003年7月期處之放流量S的實績值、和當並未設定有上限值的情況時之售電額成為最大時的放流量S之理論值、和當將上限值設定為15m³ /s的情況時之售電額成為最大時的放流量S之理論值，此3者作了比較的圖表。如圖37中所示一般，例如，在7月24日時，放流量S係增加至接近25(m³ /s)。此情況之售電額，亦係成為約269(百萬元)，而可獲得約4%之上升。故而，在實際之儲水設施的運用時，例如，考慮到像是當存在有釣客或是露營者等的情況時之對於下流的影響，而係在放流量處設置有上限值地進行，但是，就算是設置有上限值，藉由依據上述之模擬的結果來對於儲水設施之水位作運用，仍成為能夠進行更有效率之發電。

又，在本實施形態之流入量預測系統20中，雖係設為對於從河川而流入至水庫等之儲水設施中之水量而進行預測者，但是，在對於河川所流動之水量進行預測的系統中，係亦可容易地作適用。於此情況，係設為對於在河川之上流區域的氣溫或是降水量之預測值以及實績值作取得以及記錄。

又，在本實施形態之運用計畫系統30中，雖係設為從流入量預測系統20來取得流入量R，但是，係並不被限定於此，例如，亦可設為從使用者來接收流入量R之輸入。又，亦可設為將過去之流入量的實績值預先記憶在資料庫中，並將過去之實績值作為R而讀出，而進行模擬。

又，在本實施形態之運用計畫系統30中，雖係設為預先將電力價格記憶在電力價格資料庫333中者，但是，例如，係亦可設為將在日本卸電力交易所處的電力價格(JEPX價格)自動地作取得。於此情況，係亦可將電力價格資料庫333省略，並設為在每一次之短期計畫部316所進行的模擬時，而取得JEPX價格。

以上，雖係針對本實施形態而作了說明，但是，上述實施形態，係為用以使本發明之理解成為容易者，而並非用以對於本發明作限定性之解釋者。本發明，在並未脫離其之要旨的範圍下，係可進行各種之變更、改良，並且，該些等價物，係亦包含在本發明中。

10．．．降水量預測系統

20．．．流入量預測系統

30．．．運用計畫系統

40．．．通訊網路

101．．．CPU

102．．．記憶體

103．．．記憶裝置

104．．．通訊介面

105．．．輸入裝置

106．．．輸出裝置

111．．．天氣概況取得部

112．．．天氣形態登錄部

113．．．預測降水量取得要求受訊部

114．．．天氣預報取得部

115．．．降水量預測部

116．．．預測降水量送訊部

131．．．天氣概況資料庫

132．．．天氣形態資料庫

201．．．CPU

202．．．記憶體

203．．．記憶裝置

204．．．通訊介面

205．．．輸入裝置

206．．．輸出裝置

211．．．降雪氣溫推計部

212．．．融雪量模式推計部

213．．．流入量模式推計部

214．．．預測氣溫取得部

215．．．預測降水量取得部

216．．．預測流入量取得要求受訊部

217．．．流入量預測部

218．．．預測流入量送訊部

219．．．流入量分佈取得要求受訊部

220．．．流入量發生機率模式推計部

221．．．流入量分佈產生部

222．．．流入量分佈送訊部

231．．．模式記憶部

232．．．參數記憶部

233．．．氣象實績資料庫

211．．．降雪氣溫推計部

212．．．融雪量模式推計部

213．．．流入量模式推計部

214．．．預測氣溫取得部

215．．．預測降水量取得部

216．．．預測流入量取得要求受訊部

217．．．流入量預測部

218．．．預測流入量送訊部

219．．．流入量分佈取得要求受訊部

220．．．流入量發生機率模式推計部

221．．．流入量分佈產生部

222．．．流入量分佈送訊部

231．．．模式記憶部

232‧‧‧參數記憶部

233‧‧‧氣象實績資料庫

311‧‧‧諸數據輸入部

312‧‧‧儲水量設定值輸入部

313‧‧‧流入量分佈取得部

314‧‧‧中期計畫部

315‧‧‧預測流入量取得部

316‧‧‧短期計畫部

331‧‧‧諸數據記憶部

332‧‧‧模式記憶部

333‧‧‧電力價格資料庫

334‧‧‧最適水位資料庫

351‧‧‧水位流入量別目標水位表

352‧‧‧水位流入量別發電電力量表

[圖1]對於本實施形態之運用支援系統的全體構成作展示之圖。

[圖2]對於降水量預測系統10的硬體構成作展示之圖。

[圖3]對於降水量預測系統10的軟體構成作展示之圖。

[圖4]對於在天氣概況資料庫131中所記憶之天氣概況資訊的構成例作展示之圖。

[圖5]對於在天氣形態資料庫132中所記憶之天氣形態資訊的構成例作展示之圖。

[圖6]對於天氣形態資訊之登錄處理的流程作展示之圖。

[圖7]對於在天氣形態資訊之登錄處理中所被使用的形態表161之構成作展示之圖。

[圖8]用以對於根據天氣概況資訊所進行之天氣形態資訊之登錄處理的具體例作說明之圖。

[圖9]對於降水量之預測處理的流程作展示之圖。

[圖10]對於根據天氣預報所進行之天氣形態資訊之做成處理的流程作展示之圖。

[圖11]對於當沒有降水的情況時之流入量的變化作展示之圖表。

[圖12]對於當有降水的情況時之流入量的變化作展示之圖表。

[圖13]對於當有融雪的情況時之流入量的變化作展示之圖表。

[圖14]對於本實施形態之流入量預測系統20的硬體構成作展示之圖。

[圖15]對於本實施形態之流入量預測系統20的軟體構成作展示之圖。

[圖16]對於在氣象實績資料庫233中所記憶之氣象實績資訊的構成例作展示之圖。

[圖17]對於降雪氣溫推計部211所致之降雪氣溫δ的推計處理的流程作展示之圖。

[圖18]對於將降雪量為較0更大之氣象實績資訊作抽出一事作說明的圖。

[圖19]對於針對某一降雪氣溫δ而對於推計降雪量以及誤差之平方作了計算的結果作展示之圖。

[圖20]對於流入量預測處理的流程作展示之圖。

[圖21]用以對於流入量分佈之作成處理的流程作說明之圖。

[圖22]對於運用計畫系統30的硬體構成作展示之圖。

[圖23]對於運用計畫系統30的軟體構成作展示之圖。

[圖24]對於在諸數據記憶部331中所記憶之諸數據資訊的構成例作展示之圖。

[圖25]對於電力價格資料庫333的構成例作展示之圖。

[圖26]對於最適水位資料庫334的構成例作展示之圖。

[圖27]用以對於藉由機率動態規劃法來求取出最適當之水位的方法作說明之圖。

[圖28]對於在藉由機率動態規劃法來求取出最適當之水位的方法中所使用之表的構成作展示之圖。

[圖29]用以對於藉由機率動態規劃法來求取出最適當之水位的方法作說明之圖。

[圖30]對於計畫出最適當之水位的處理之流程作展示之圖。

[圖31]對於身為在最適水位之計畫處理中所使用的作業表之水位流入量別電力量表352的構成例作展示之圖。

[圖32]對於針對最終月份所進行的由機率動態規劃法所致之水位的計畫處理之流程作展示之圖。

[圖33]對於針對最終月份以外之月份所進行的由機率動態規劃法所致之水位的計畫處理之流程作展示之圖。

[圖34]對於期待合計發電電力量之計算處理的流程作展示之圖。

[圖35]對於在運用水位之模擬中所使用的畫面60之其中一例作展示之圖。

[圖36]對於在某一儲水設施中針對過去之實績水位而進行了模擬後之結果作展示的圖表。

[圖37]將放流量之實績值、和在存在有上限值之模擬的結果中的放流量之理論值、以及在不存在有上限值之模擬的結果中的放流量之3者作了比較之圖表。

Claims (5)

1. 一種儲水設施運用支援系統，係為對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之系統，其特徵為，具備有：最適水位表，係與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地，而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶；和水位取得部，係取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位；和預測流入量取得部，係取得在前述各單位期間中之流入量的預測值；和水位計畫部，係針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處之水位；和水位計畫記憶部，係將關於前述各單位期間之前述最適水位作記憶，在前述各單位期間之結束時，前述水位取得部，係取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位，前述預測流入量取得部，係取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值，前述水位計畫部，係將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開 始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出，並藉由前述讀出了的最適水位，來對前述水位計畫記憶部作更新。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之儲水設施運用支援系統，其中，前述預測流入量取得部，係取得在前述各單位期間中之複數的前述流入量之預測值、和該預測值之發生機率，前述最適水位表，係根據前述儲水設施所可能成為的各水位、和在前述各單位期間中的前述流入量之預測值、和前述流入量之預測值的發生機率，而藉由機率動態規劃法來作成。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之儲水設施運用支援系統，其中，係具備有：資料庫，係對於前述單位期間之每一者，而將前述流入量之實績值作記憶；和模式記憶部，係記憶有統計模式，該統計模式，係將緊接在某一第1單位期間之前的第2單位期間處之前述流入量與身為特定常數之均衡流入量的兩者間之差作為說明變數，並將從前述第2單位期間起直到前述第1單位期間為止的前述流入量之增加量作為目的變數；和流入量模式推計部，係根據在前述資料庫中所記憶之前述流入量的實績值、以及前述統計模式，而進行回歸分 析，並推計出關於前述說明變數之回歸係數、以及前述均衡流入量：和殘差項頻度分佈產生部，係針對前述各單位期間，而將與緊接在身為該單位期間之第1單位期間之前的第2單位期間相對應之前述流入量的第1實績值、以及與前述第1期間相對應之前述流入量的第2實績值，從前述資料庫而讀出，並將前述第1以及第2實績值間之差，減掉從前述推計出了的均衡流入量減去了前述第2實績值之後再乘上前述回歸係數所得到之值，而計算出殘差項，並產生前述殘差項之頻度分佈；和飄移項頻度分佈產生部，係針對前述各單位期間，而將與前述第2單位期間相對應之前述流入量的第1實績值、以及與前述第1期間相對應之前述流入量的第2實績值，從前述資料庫而讀出，並將從前述推計了的均衡流入量減去前述第2實績值之後所得到的值，再乘上前述回歸係數，而計算出飄移項(drift term)，並產生前述飄移項之頻度分佈；和機率分佈產生部，係將前述殘差項之頻度分佈以及前述飄移項之頻度分佈作加算，而產生前述流入量之頻度分佈，並從前述流入量之頻度分佈而產生前述流入量之發生機率分佈，前述預測流入量取得部，係將前述流入量所可能成為之特定的範圍之值的各個值，分別作為前述流入量之預測值，並根據前述發生機率分佈，而計算出前述流入量之預 測值的發生機率。
4. 一種儲水設施運用支援方法，係為對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之方法，其特徵為：使具備有與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶之最適水位表的電腦，進行下述之處理：取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位，在前述運用期間之開始前，取得在前述各單位期間中之流入量的預測值；針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處的水位；將關於前述各單位期間之前述最適水位，記憶在記憶體中，在前述各單位期間之結束時，取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位；取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值； 將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出；藉由前述讀出了的最適水位，來對前述記憶體作更新。
5. 一種儲水設施運用支援程式，係為對於用以進行水力發電之儲水設施的運用作支援之程式，其特徵為：使具備有與在構成特定之運用期間的單位期間之開始時間點的水位和在前述單位期間中之對於前述儲水設施之流入量相附加對應地而將身為在前述單位期間之結束時間點的最適當水位之最適水位作記憶之最適水位表的電腦，實行下述之步驟：取得在前述運用期間之開始時間點處的前述儲水設施之水位的步驟，在前述運用期間之開始前，實行：取得在前述各單位期間中之流入量的預測值的步驟；針對前述各單位期間，而將與前述開始時間點時之水位以及該單位期間中之前述流入量的預測值相對應的前述最適水位，從前述最適水位表來讀出，並且，將讀出了的前述最適水位作為在該單位期間之下一個的單位期間的開始時間點處的水位的步驟；將關於前述各單位期間之前述最適水位，記憶在記憶體中的步驟， 在前述各單位期間之結束時，實行：取得身為在現在時間點處之前述儲水設施的水位之現在水位的步驟；取得在該單位期間之下一個的單位期間以後之前述流入量的預測值的步驟；將前述現在水位，作為前述下一個的單位期間的開始時間點處之水位，並針對前述下一個的單位期間以後之前述各單位期間，而將前述最適水位從前述最適水位表來讀出的步驟；藉由前述讀出了的最適水位，來對前述記憶體作更新的步驟。