ARXモデルを用いた雨水ポンプ場の水位予測

摘要

The purpose of our study is to propose a method for making plans for operating the pumps of storm water pump stations only from easily accessible data. For this purpose, we pay attention to the prediction of the water level of the pump station in this paper. The water level can be measured more easily than the rate of flow. Furthermore, the water level is useful for estimating the conditions of its drainage area and planning the operation of the water pumps. The data used in our method are the past data of the water level of the pump station and the outflow of pumps, and the prediction data of rainfall. The water level and outflow data are already measured in many pump stations and the rain prediction data will be obtained from Nowcast data, which are publicly provided by Japan Meteorological Agency. A linear ARX model is used for predicting the future water level and the parameters of the model are recursively identified by using the data measured in the past. The proposed method is evaluated in numerical simulations by using actually measured data.%全国各地で発生している都市型水害への対策が求められている．しかし，新しい施設の導入には膨 大な費用がかかるため，既存の排水施設の有効かつ合理的な活用が期待されている．本研究では，人手が容 易なデータにもとづいて雨水ポンプの運転計画を行うことを目指している．本稿では，ポンプ場への流入量 ではなく，実際に測定しやすいポンプ場の水位に注目する．ポンプ場の水位から，排水区域内，およびポン プ場の浸水状況を把握できることもあり，ポンプ場の水位予測はポンプの運転計画に利用できる．本手法で 予測に用いるデータは，降雨予測鳳　過去のポンプ場の水位変化と排水量である．降雨予測値は気象庁が一 般に公開している降水ナウキャストを用いることで入手可能である．水位予測モデルは簡単な線形モデルと し，そのモデルパラメータを過去の降雨，排水量，水位変化の測定データを用いて逐次同定する．実際の降 雨データを用いて，水位予測シミュレーションを行って本手法の効果を考察する．