JP7521310B2 - Calibration coefficient calculation system and calibration coefficient calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、静電界検出装置の校正に用いられる校正係数の算出システム、および、校正係数の算出方法に関する。 The present invention relates to a system for calculating a calibration coefficient used in calibrating an electrostatic field detection device, and a method for calculating the calibration coefficient.
上空の雲が落雷を引き起こす可能性が高い雷雲である場合、晴天時よりも急な電界強度が計測されることが知られている。電界強度の測定には、例えば、静電界検出装置が用いられる。電界強度を測定することによって、落雷の可能性を判別することが可能である（例えば、特許文献１を参照）。 It is known that when the clouds above are thunderclouds that are likely to cause lightning strikes, a steeper electric field strength is measured than in clear skies. For example, an electrostatic field detection device is used to measure the electric field strength. By measuring the electric field strength, it is possible to determine the possibility of a lightning strike (see, for example, Patent Document 1).
静電界検出装置によって測定された電界強度は、建築物等の遮蔽物や測定場所の高度などの周辺環境の違いによって、容易に変化し得る。そのため、静電界検出装置が設置される場所の周辺環境による誤差を低減するための校正が行われる。校正に用いられる校正係数は、通常、晴天時における電界強度の平均値を算出することで求められる。 The electric field strength measured by an electrostatic field detection device can easily change depending on the surrounding environment, such as obstructions such as buildings and the altitude of the measurement location. For this reason, calibration is performed to reduce errors caused by the surrounding environment of the location where the electrostatic field detection device is installed. The calibration coefficient used for calibration is usually found by calculating the average electric field strength on a clear day.
晴天時に測定された電界強度、つまり値が安定している時の電界強度を用いて校正係数を算出することは、校正後の電界強度の精度を高めるうえで好ましい。一方、晴天時に測定された電界強度を収集するためには、測定時の気象情報を別途取得し、測定値と測定時の気象情報とを関連付けて、静電界検出装置によって測定された電界強度のなかから、晴天時における電界強度を取捨選択することを要している。 Calculating the calibration coefficient using the electric field strength measured on a clear day, i.e., the electric field strength when the value is stable, is preferable in terms of improving the accuracy of the electric field strength after calibration. On the other hand, in order to collect the electric field strength measured on a clear day, it is necessary to separately obtain meteorological information at the time of measurement, associate the measured value with the meteorological information at the time of measurement, and select the electric field strength on a clear day from the electric field strengths measured by the electrostatic field detection device.
本発明の目的は、校正係数を効率的に算出することを可能にした校正係数の算出システム、および、校正係数の算出方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a calibration coefficient calculation system and a calibration coefficient calculation method that enable efficient calculation of calibration coefficients.
上記課題を解決するための校正係数の算出システムは、電界強度の測定データ群を用いて測定データの校正係数を算出する制御部を備えた校正係数の算出システムであって、前記制御部が、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから特定の測定データを除くことによって前記測定データ群を生成することを特徴とする。 The calibration coefficient calculation system for solving the above problem is a calibration coefficient calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field strength, and is characterized in that the control unit generates the measurement data group by removing specific measurement data from the population based on the differences between the measurement data in the population of the measurement data collected in a time series manner, so that the variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than the variance of the measurement data in the population.
上記課題を解決するための校正係数の算出方法は、電界強度の測定データ群を用いて測定データの校正係数を算出する制御部を備えた算出システムが校正係数の算出を行なう方法であって、前記制御部が、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから特定の測定データを除くことによって前記測定データ群を生成することを特徴とする。 The method for calculating a calibration coefficient to solve the above problem is a method in which a calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field strength calculates a calibration coefficient, and is characterized in that the control unit generates the measurement data group by removing specific measurement data from the population based on the differences between the measurement data in the population of the measurement data collected in a time series manner, so that the variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than the variance of the measurement data in the population.
大気の乱れが少ない晴天時や、雲の少ない晴天時などのように、測定時における大気静電場が測定データの校正に適している状況下では、電界強度の測定データのばらつきが、他の状況下での測定データよりもばらつきが小さい。この点、上記各構成によれば、時系列的に収集された測定データの母集団のなかの測定データ間の差異に基づいて、測定データ群における測定データのばらつきが母集団における測定データのばらつきよりも小さくなるように、母集団のなかから特定の測定データを除くことによって測定データ群を生成する。結果として、特定の測定データが除かれたばらつきが小さい測定データから校正係数を算出することが可能となる。これにより、測定時の気象情報を別途取得したり、目視によってばらつきが小さい測定データを抽出したりする手間を減らすことができ、校正係数を効率的に算出することができる。 Under conditions where the atmospheric electrostatic field at the time of measurement is suitable for calibrating the measurement data, such as clear skies with little atmospheric turbulence or clear skies with few clouds, the variation in the measurement data of the electric field strength is smaller than that of measurement data under other conditions. In this regard, according to each of the above configurations, a measurement data group is generated by removing specific measurement data from a population of measurement data collected in a time series manner, based on the differences between the measurement data in the population, so that the variation of the measurement data in the measurement data group is smaller than the variation of the measurement data in the population. As a result, it is possible to calculate the calibration coefficient from the measurement data with small variation from which the specific measurement data has been removed. This reduces the effort of separately obtaining meteorological information at the time of measurement or extracting measurement data with small variation by visual inspection, and allows the calibration coefficient to be calculated efficiently.
上記校正係数の算出システムにおいて、前記特定の測定データは、負の値であること、前記特定の測定データで構成される時系列的な測定データの集団において前記測定データ間のばらつきが所定値よりも大きいこと、および、前記特定の測定データで構成される時系列的な測定データの集団における代表値が、他の時系列的な測定データの集団を含めた所定期間の集まりのなかで外れ値であることの少なくとも１つを満たしてもよい。 In the above calibration coefficient calculation system, the specific measurement data may satisfy at least one of the following: the specific measurement data is a negative value; the variation between the measurement data in a group of time-series measurement data composed of the specific measurement data is greater than a predetermined value; and the representative value in the group of time-series measurement data composed of the specific measurement data is an outlier in a collection of a predetermined period including other groups of time-series measurement data.
上記構成によれば、特定の測定データは、負の値であること、前記測定データ間のばらつきが大きいこと、および、前記測定データの集団の外れ値となることのうち少なくとも１つを満たすから、母集団から特定の測定データを除くことで、測定データ群における測定データのばらつきを小さくできる。 According to the above configuration, the specific measurement data satisfies at least one of the following conditions: it is a negative value, there is a large variance between the measurement data, and it is an outlier in the population of the measurement data. Therefore, by removing the specific measurement data from the population, it is possible to reduce the variance of the measurement data in the measurement data group.
上記校正係数の算出システムにおいて、第１期間での前記測定データの平均値が、第１平均勾配であり、前記第１期間よりも長い第２期間での前記第１平均勾配の平均値が、第２平均勾配であり、前記制御部は、前記母集団のなかから前記特定の測定データに該当する第１除外対象を除いて前記第１平均勾配を算出し、前記第１平均勾配の集団のなかで前記特定の測定データに該当する第２除外対象を除いて前記第２平均勾配を算出し、前記第２平均勾配から前記測定データ群を生成してもよい。 In the above calibration coefficient calculation system, the average value of the measurement data in a first period is a first average gradient, and the average value of the first average gradient in a second period longer than the first period is a second average gradient, and the control unit may calculate the first average gradient by excluding a first excluded object corresponding to the specific measurement data from the population, calculate the second average gradient by excluding a second excluded object corresponding to the specific measurement data from the group of the first average gradient, and generate the measurement data group from the second average gradient.
上記構成によれば、母集団のなかから第１除外対象を除いた集団において第１平均勾配が算出されて、さらに第１平均勾配の集団から第２除外対象を除いた集団において第２平均勾配が算出される。このように、複数回にわたって母集団から特定のデータを除くから、校正係数の算出により適した測定データ群を効率的に形成することが可能であり、校正係数の精度も向上できる。 According to the above configuration, a first average gradient is calculated for a population obtained by excluding the first excluded object from the population, and a second average gradient is calculated for a population obtained by excluding the second excluded object from the population of the first average gradient. In this way, since specific data is excluded from the population multiple times, it is possible to efficiently form a measurement data group that is more suitable for calculating the calibration coefficient, and the accuracy of the calibration coefficient can also be improved.
上記校正係数の算出システムにおいて、１日における前記測定データの平均を表す指標が、日平均勾配であり、前記制御部は、前記母集団から算出された前記日平均勾配の標本数が基準日数に達するまで前記日平均勾配を蓄積し、前記日平均勾配の標本数が前記基準日数以上である場合、前記日平均勾配の標本数が前記基準日数未満となるように、前記日平均勾配の集団のなかで前記特定の測定データに該当する第４除外対象を除外し、前記日平均勾配の集団から前記第４除外対象を除外した集団から前記測定データ群を生成してもよい。 In the above calibration coefficient calculation system, the index representing the average of the measurement data in one day is a daily average gradient, and the control unit accumulates the daily average gradient until the number of samples of the daily average gradient calculated from the population reaches a reference number of days, and when the number of samples of the daily average gradient is equal to or greater than the reference number of days, excludes a fourth exclusion target corresponding to the specific measurement data from the population of daily average gradients so that the number of samples of the daily average gradient is less than the reference number of days, and generates the measurement data group from the population obtained by excluding the fourth exclusion target from the population of daily average gradients.
上記構成によれば、校正係数の算出に用いられる日平均勾配の標本数を確保しつつ、校正係数の算出に要する負荷が過大となることも抑制できる。
上記校正係数の算出システムにおいて、前記制御部は、現在を含む適用期間よりも前に測定された前記測定データを前記母集団から除いた集団から前記測定データ群を生成してもよい。
According to the above configuration, it is possible to ensure the number of samples of the daily average gradient used in calculating the calibration coefficient, while preventing the load required for calculating the calibration coefficient from becoming excessive.
In the calibration coefficient calculation system, the control unit may generate the measurement data group from a population obtained by excluding the measurement data measured before an application period including the present from the population.
電界強度の測定データは、測定場所が変わらない場合であっても、遮蔽物の新設、季節の移り変わり、および、経時的変化などの測定環境の変化によって変動しやすい。そして、データ測定日からの経過期間が長いほど、現在の測定環境と異なる可能性が高い。そのため、経過期間が長い測定データを用いた校正係数は、測定環境の変動に起因する誤差が生じやすい。上記構成によれば、データ測定日から適用期間以上経過した測定データを母集団から除く。データ測定日からの経過期間の長い測定データを除くことで、現在の測定環境と近しい測定データに基づいて、校正係数を算出することができる。そのため、測定環境の変動に対応した校正係数を算出することを可能とする。 Even if the measurement location does not change, the measurement data of the electric field strength is likely to fluctuate due to changes in the measurement environment, such as the installation of new shields, the change of seasons, and changes over time. The longer the period that has passed since the data was measured, the more likely it is that the measurement environment is different from the current one. Therefore, calibration coefficients using measurement data that has been there for a long time are prone to errors due to changes in the measurement environment. With the above configuration, measurement data that has been there for more than the applicable period since the data was measured is excluded from the population. By excluding measurement data that has been there for a long time since the data was measured, it is possible to calculate the calibration coefficient based on measurement data that is close to the current measurement environment. This makes it possible to calculate a calibration coefficient that corresponds to changes in the measurement environment.
以下、校正係数の算出システム、および校正係数の算出方法の一実施形態を図１，２を参照して説明する。校正係数の算出システムは、静電界検出装置により測定された電界強度の測定データを校正するための校正係数を算出する。校正係数の算出システムが校正を担う静電界検出装置の台数は、１台であってもよいし、２台以上であってもよい。以下では、校正係数の算出システムが複数の静電界検出装置について校正を担う例を説明する。 Below, an embodiment of a calibration coefficient calculation system and a calibration coefficient calculation method will be described with reference to Figures 1 and 2. The calibration coefficient calculation system calculates a calibration coefficient for calibrating measurement data of electric field strength measured by an electrostatic field detection device. The number of electrostatic field detection devices for which the calibration coefficient calculation system is responsible for calibration may be one, or two or more. Below, an example will be described in which the calibration coefficient calculation system is responsible for calibration for multiple electrostatic field detection devices.
（校正係数の算出システム）
図１が示すように、校正係数の算出システムは、１以上の測定部１０とネットワークを介して接続される算出装置２０を備える。
(Calibration coefficient calculation system)
As shown in FIG. 1, the calibration coefficient calculation system includes a calculation device 20 connected to one or more measurement units 10 via a network.
測定部１０は、上空における静電界の強度である電界強度を時系列的に測定する静電界検出装置を備える。静電界検出装置は、電界強度の測定値を測定データとして出力する。測定データの集団は、校正係数の算出に用いられる。校正係数は、測定データを校正するための係数である。校正係数を用いて校正された測定データは、落雷の可能性を判別するために用いられる。 The measurement unit 10 is equipped with an electrostatic field detection device that measures electric field strength, which is the strength of the electrostatic field in the sky, over time. The electrostatic field detection device outputs the measured values of the electric field strength as measurement data. The collection of measurement data is used to calculate a calibration coefficient. The calibration coefficient is a coefficient for calibrating the measurement data. The measurement data calibrated using the calibration coefficient is used to determine the possibility of a lightning strike.
高度６０ｋｍ程度の電離圏と、地表とを結ぶ地球規模の電子回路であるグローバルサーキット（全地球電気回路）において、電離圏は降雨や雷によって正に帯電しており、地表は負に帯電している。電離圏と地表との間に位置する上空の雲は、正に帯電している場合もあれば負に帯電している場合もある。このことから、上空に雲がないような晴天時において、電離圏は常に正に帯電していると考えられ、静電界検出装置により測定される電界強度の測定値はほぼ一定の正の値を示す。 In the global circuit, a global-scale electronic circuit that connects the ionosphere at an altitude of about 60 km with the Earth's surface, the ionosphere is positively charged by rainfall and lightning, while the Earth's surface is negatively charged. Clouds in the sky that lie between the ionosphere and the Earth's surface can be either positively or negatively charged. For this reason, on clear days with no clouds in the sky, the ionosphere is thought to be always positively charged, and the electric field strength measured by an electrostatic field detection device shows an almost constant positive value.
また、上空に雲があるとき、静電界検出装置により測定される電界強度の測定値は、上空の雲と、地表とにおける電界強度の関係性が反映される。上空の雲が正に帯電している場合、負に帯電している地表との関係性から、静電界検出装置により測定される電界強度の測定値は正の値を示す。上空の雲が負に帯電している場合、地表の電界強度よりも上空の雲の電界強度の方が小さければ、負に帯電している地表との関係性から、静電界検出装置により測定される電界強度の測定値は負の値を示す。上空の雲と地表の両者の電界強度がバランスをとっている場合、静電界検出装置により測定される電界強度の測定値は０Ｖ／ｍを示す。 Furthermore, when there are clouds in the sky, the measured value of the electric field strength measured by the electrostatic field detection device reflects the relationship between the electric field strength of the clouds in the sky and the ground. If the clouds in the sky are positively charged, the measured value of the electric field strength measured by the electrostatic field detection device will be a positive value due to the relationship with the negatively charged ground. If the clouds in the sky are negatively charged and the electric field strength of the clouds in the sky is smaller than the electric field strength of the ground, the measured value of the electric field strength measured by the electrostatic field detection device will be a negative value due to the relationship with the negatively charged ground. If the electric field strengths of both the clouds in the sky and the ground are balanced, the measured value of the electric field strength measured by the electrostatic field detection device will be 0 V/m.
つまり、電離圏の電界強度と、地表の電界強度は常にほぼ一定であり、電離圏の電界強度の方が高いと言える。これにより、静電界検出装置と電離圏の間に雲がない場合には、電界強度の測定値は必ず正の値を示し、静電界検出装置の直上に雲があり、かつ雲の電界強度が地表よりも低い場合には、測定値は負の値を示すことになる。したがって、静電界検出装置により測定された電界強度の測定値が負の値を示している場合、確実に上空に雷雲などの雲の存在を認められると判断することができる。 In other words, the electric field strength in the ionosphere and the electric field strength at the Earth's surface are almost always constant, with the electric field strength in the ionosphere being higher. As a result, if there are no clouds between the electrostatic field detection device and the ionosphere, the measured electric field strength will always be a positive value, and if there are clouds directly above the electrostatic field detection device and the electric field strength of the clouds is lower than that of the Earth's surface, the measured value will be a negative value. Therefore, if the measured electric field strength value measured by the electrostatic field detection device is a negative value, it can be determined with certainty that there are clouds such as thunderclouds in the sky.
算出装置２０は、校正係数を算出するコンピュータシステムである。算出装置２０は、校正係数を算出するための測定データ群の生成を測定部１０ごとに実行する。算出装置２０は、測定データ群を用いた校正係数の算出を測定部１０ごとに実行する。 The calculation device 20 is a computer system that calculates a calibration coefficient. The calculation device 20 generates a measurement data group for calculating a calibration coefficient for each measurement unit 10. The calculation device 20 calculates a calibration coefficient using the measurement data group for each measurement unit 10.
校正係数を算出するための測定データ群は、１つの測定部１０によって時系列的に収集された測定データである。校正係数を算出するための測定データ群は、時系列的に収集された測定データの集団を母集団として、当該母集団から特定の測定データを除かれた集団である。 The measurement data group for calculating the calibration coefficient is measurement data collected in a time series manner by one measurement unit 10. The measurement data group for calculating the calibration coefficient is a population in which a set of measurement data collected in a time series is used as a population, and specific measurement data has been removed from the population.
算出装置２０は、母集団を校正する測定データ間の差異に基づいて、測定データ群における測定データのばらつきが母集団における測定データのばらつきよりも小さくなるように、特定の測定データを母集団から除く。算出装置２０は、母集団から特定の測定データを除いた測定データ群、すなわち、母集団よりも測定データのばらつきが小さい集団を用いて校正係数を算出する。 The calculation device 20 removes specific measurement data from the population based on the difference between the measurement data used to calibrate the population, so that the variability of the measurement data in the measurement data group is smaller than the variability of the measurement data in the population. The calculation device 20 calculates the calibration coefficient using the measurement data group obtained by removing the specific measurement data from the population, i.e., a group with smaller variability in the measurement data than the population.
特定の測定データは、例えば、負の値である。測定データが負の値であることは、当該測定データの測定時における天気が、曇り、雨、霧雨、みぞれ、雪、あられ、ひょう、地ふぶきのいずれかであると推定される。 The specific measurement data is, for example, a negative value. When the measurement data is a negative value, it is estimated that the weather at the time of measurement of the measurement data is cloudy, rain, drizzle, sleet, snow, hail, sleet, or snowstorm.
特定の測定データは、例えば、当該測定データを含む時系列的な集団において、所定値以上のばらつきを生じていることである。ばらつきが所定値以上であることは、例えば、測定期間における天気が、快晴、晴れ、曇り、煙霧、雷、砂じん嵐のいずれかに変動していると推定される。 Specific measurement data is, for example, data that exhibits a variance of a predetermined value or more in a time series group that includes the measurement data. When the variance is greater than a predetermined value, it is estimated that the weather during the measurement period fluctuated between clear, sunny, cloudy, haze, thunder, and dust storm, for example.
特定の測定データは、例えば、当該測定データを含む時系列的な集団において、当該集団を代表する値が外れ値であることである。集団における代表値が外れ値であることは、測定期間における天気が曇りや煙霧で安定している、あるいは、晴れではあるが大気の流れに乱れが存在していると推定される。また、時系列的な測定データの集団における代表値が外れ値であることは、測定部１０の周辺において電界強度を緩める人工物が滞在している、あるいは、電界強度を急なものとする人工物が滞在していると推定される。当該集団を代表する値が外れ値であることは、他の測定データを含む時系列的な集団を含めた所定期間の集まりのなかで定められる。所定期間は、代表値が外れ値である当該集団と、他の測定データを含む時系列的な集団とを含めた時系列的な測定データの集団が測定される期間である。 The specific measurement data is, for example, when a value representative of a time-series group that includes the measurement data is an outlier. When the representative value of a group is an outlier, it is estimated that the weather during the measurement period is stable with clouds or haze, or that the weather is sunny but there is turbulence in the air flow. When the representative value of a group of time-series measurement data is an outlier, it is estimated that an artificial object that weakens the electric field strength is present in the vicinity of the measurement unit 10, or an artificial object that makes the electric field strength steep is present. When the representative value of the group is an outlier, it is determined within a collection of a specified period that includes time-series groups that include other measurement data. The specified period is the period during which a group of time-series measurement data is measured, including the group whose representative value is an outlier and time-series groups that include other measurement data.
算出装置２０は、制御部２１と記憶部２２とを備える。
制御部２１は、第１平均勾配算出処理、第２平均勾配算出処理、日平均勾配算出処理、精度確保処理、環境変動適応処理、および校正係数算出処理を実行する。制御部２１は、各処理を実行するためのプログラムを実行することによって、第１平均勾配算出処理を実行する第１平均勾配算出部２１１、第２平均勾配算出処理を実行する第２平均勾配算出部２１２として機能する。また、制御部２１は、日平均勾配算出処理を実行する日平均勾配算出部２１３、さらに、精度確保処理、環境変動適応処理、および校正係数算出処理を実行する校正係数算出部２１４として機能する。
The calculation device 20 includes a control unit 21 and a storage unit 22 .
The control unit 21 executes a first average gradient calculation process, a second average gradient calculation process, a daily average gradient calculation process, an accuracy assurance process, an environmental variation adaptation process, and a calibration coefficient calculation process. The control unit 21 executes a program for executing each process, thereby functioning as a first average gradient calculation unit 211 that executes the first average gradient calculation process, and a second average gradient calculation unit 212 that executes the second average gradient calculation process. The control unit 21 also functions as a daily average gradient calculation unit 213 that executes the daily average gradient calculation process, and a calibration coefficient calculation unit 214 that executes the accuracy assurance process, the environmental variation adaptation process, and the calibration coefficient calculation process.
記憶部２２は、母集団データ２２１、第１平均勾配データ２２２、第２平均勾配データ２２３、日平均勾配データ２２４を記憶する。
母集団データ２２１は、校正係数を算出する処理に用いられるデータである。母集団データ２２１は、測定部１０により時系列的に測定された測定データの集団を備える。各測定データは、当該測定データの測定日時に相当するタイムインデックスを付与されている。制御部２１は、測定部１０から測定データを受け取るごとに、当該測定データを母集団データ２２１に追加する。
The storage unit 22 stores population data 221 , first average gradient data 222 , second average gradient data 223 , and daily average gradient data 224 .
The population data 221 is data used in the process of calculating the calibration coefficients. The population data 221 includes a group of measurement data measured in time series by the measurement unit 10. Each measurement data is assigned a time index corresponding to the measurement date and time of the measurement data. Every time the control unit 21 receives measurement data from the measurement unit 10, the control unit 21 adds the measurement data to the population data 221.
第１平均勾配算出部２１１は、母集団データ２２１を構成する測定データの中から、第１期間分の測定データを判定対象として抽出する。判定対象は、第１期間にわたりタイムインデックスが時系列的に並ぶ測定データの集団である。 The first average gradient calculation unit 211 extracts measurement data for a first period from the measurement data constituting the population data 221 as a judgment target. The judgment target is a group of measurement data in which the time indexes are arranged in chronological order over the first period.
第１平均勾配算出部２１１は、判定対象が第１除外対象であるか否かを判定し、判定対象が第１除外対象でない場合、当該判定対象における測定データの平均値である第１平均勾配を算出する。一方、第１平均勾配算出部２１１は、判定対象が第１除外対象である場合、当該判定対象を第１平均勾配の算出対象から除外すると共に、母集団データ２２１から消去する。 The first average gradient calculation unit 211 determines whether the object to be judged is the first excluded object, and if the object to be judged is not the first excluded object, calculates a first average gradient, which is the average value of the measurement data for the object to be judged. On the other hand, if the object to be judged is the first excluded object, the first average gradient calculation unit 211 excludes the object to be judged from the objects to be calculated for the first average gradient, and erases the object from the population data 221.
すなわち、第１平均勾配算出部２１１は、第１期間に得られた測定データの集団から特定の測定データとして第１除外対象を除き、第１除外対象を除かれた集団における平均値を第１平均勾配とする。第１平均勾配算出部２１１は、判定対象の判定を終えるごとに、母集団データ２２１の中から、次の第１期間分の測定データを判定対象として抽出し、当該判定対象が第１除外対象であるか否かの判定を繰り返す。 That is, the first average gradient calculation unit 211 removes the first exclusion target as a specific measurement data from the group of measurement data obtained in the first period, and sets the average value in the group excluding the first exclusion target as the first average gradient. Each time the first average gradient calculation unit 211 finishes the determination of a judgment target, it extracts the next measurement data for the first period from the population data 221 as the judgment target, and repeats the determination of whether the judgment target is the first exclusion target or not.
第１平均勾配算出部２１１は、第１平均勾配の測定日時に相当するタイムインデックスを第１平均勾配に付与する。第１平均勾配算出部２１１は、タイムインデックスが付与された第１平均勾配を第１平均勾配データ２２２に追加する。第１平均勾配算出部２１１は、第１平均勾配を算出するごとに、第１平均勾配データ２２２を更新する。 The first average gradient calculation unit 211 assigns a time index corresponding to the measurement date and time of the first average gradient to the first average gradient. The first average gradient calculation unit 211 adds the first average gradient to which the time index has been assigned to the first average gradient data 222. The first average gradient calculation unit 211 updates the first average gradient data 222 each time it calculates the first average gradient.
第１期間は、晴天時のなかでも、大気の乱れや雲の存在が継続的に認められないときのように、周辺環境による誤差を除けば電界強度が普遍的な値であると推定される期間である。第１期間は、１日を細分した期間であり、例えば１時間である。今回の判定対象となる測定データの集団は、今回の第１期間の全体にわたり時系列的に収集された測定データの集まりである。 The first period is a period during which the electric field strength is estimated to be a constant value, excluding errors due to the surrounding environment, such as when there is no continuous atmospheric turbulence or clouds even on a clear day. The first period is a period into which a day is divided, for example, one hour. The group of measurement data to be judged this time is a collection of measurement data collected in chronological order over the entire first period.
第１除外対象は、例えば、測定データの集団のなかに負の値を含むこと、および、測定データの集団における測定データのばらつきが所定値以上であることの少なくとも１つである。測定データのばらつきが所定値以上であることは、例えば、測定データの集団のなかの最大値に対する最小値の比が所定値以上であることである。なお、測定データのばらつきが所定値以上であることは、例えば、測定データの集団における標準偏差が所定値以上であることでもよい。 The first exclusion target is, for example, at least one of the following: the measurement data group contains a negative value, and the variance of the measurement data in the measurement data group is equal to or greater than a predetermined value. The variance of the measurement data being equal to or greater than a predetermined value means, for example, that the ratio of the minimum value to the maximum value in the measurement data group is equal to or greater than a predetermined value. Note that the variance of the measurement data being equal to or greater than a predetermined value may also mean, for example, that the standard deviation in the measurement data group is equal to or greater than a predetermined value.
第２平均勾配算出部２１２は、第１平均勾配データ２２２を構成する第１平均勾配の中から、第２期間分の第１平均勾配を抽出する。第２平均勾配算出部２１２は、第２期間に得られた第１平均勾配の集団から第２除外対象を特定する。第２平均勾配算出部２１２は、第１平均勾配の集団から第２除外対象を除き、第２除外対象を除かれた後の第１平均勾配の集団において、当該集団の平均値を算出する。第２平均勾配算出部２１２は、第２除外対象と判定された第１平均勾配を第１平均勾配データ２２２から消去する。 The second average gradient calculation unit 212 extracts the first average gradient for the second period from the first average gradients constituting the first average gradient data 222. The second average gradient calculation unit 212 identifies a second exclusion target from the group of first average gradients obtained in the second period. The second average gradient calculation unit 212 removes the second exclusion target from the group of first average gradients, and calculates the average value of the group of first average gradients after the second exclusion target has been removed. The second average gradient calculation unit 212 erases the first average gradient determined to be the second exclusion target from the first average gradient data 222.
すなわち、第２平均勾配算出部２１２は、第２期間に得られた第１平均勾配の集団から第２除外対象を除き、第２除外対象を除かれた集団における平均値を第２平均勾配とする。第２平均勾配算出部２１２は、第２平均勾配の算出を終えるごとに、第１平均勾配データ２２２の中から、次の第２期間分の第１平均勾配を抽出し、当該第１平均勾配を用いた第２平均勾配の算出を繰り返す。 That is, the second average gradient calculation unit 212 removes the second exclusion targets from the group of first average gradients obtained in the second period, and sets the average value in the group excluding the second exclusion targets as the second average gradient. Each time the second average gradient calculation unit 212 finishes calculating the second average gradient, it extracts the first average gradient for the next second period from the first average gradient data 222, and repeats the calculation of the second average gradient using the first average gradient.
第２平均勾配算出部２１２は、第２平均勾配の測定日時に相当するタイムインデックスを第２平均勾配に付与する。第２平均勾配算出部２１２は、タイムインデックスが付与された第２平均勾配を第２平均勾配データ２２３に追加する。第２平均勾配算出部２１２は、第２平均勾配を算出するごとに、第２平均勾配データ２２３を更新する。 The second average gradient calculation unit 212 assigns a time index corresponding to the measurement date and time of the second average gradient to the second average gradient. The second average gradient calculation unit 212 adds the second average gradient to which the time index has been assigned to the second average gradient data 223. The second average gradient calculation unit 212 updates the second average gradient data 223 each time the second average gradient is calculated.
第２期間は、周辺環境による誤差を除けば電界強度が普遍的な値であると推定される期間を連続させる期間であって、例えば、２４時間を等分した期間である。第２期間は、連続する複数の第１期間の合計であり、例えば、連続する６つの第１期間の合計である６時間である。第２期間は、第１除外対象であると判定された集団の測定期間を含む。 The second period is a period that is a series of consecutive periods during which the electric field strength is estimated to be a universal value, excluding errors due to the surrounding environment, and is, for example, a period divided into equal parts of 24 hours. The second period is the sum of a number of consecutive first periods, and is, for example, six hours, which is the sum of six consecutive first periods. The second period includes the measurement period of the population determined to be the first exclusion target.
第２除外対象となる第１平均勾配は、第２期間に得られた第１平均勾配の集団のなかの外れ値である。外れ値は、例えば、今回の第２期間における６つの第１平均勾配のなかの最大値、および、今回の第２期間における６つの第１平均勾配のなかで２番目に大きい値である。外れ値は、第２期間に得られた第１平均勾配の集団の代表値に対して正側に外れた値であってもよい。第１平均勾配の集団の代表値は、例えば、平均値、中央値、最頻値である。このような第２除外対象と判定された第１平均勾配の算出に用いられた測定データ、すなわち、外れ値の算出に用いられた測定データは、特定の測定データの一例である。 The first average gradient to be subject to the second exclusion is an outlier in the group of first average gradients obtained in the second period. The outlier is, for example, the maximum value among the six first average gradients in the current second period, and the second largest value among the six first average gradients in the current second period. The outlier may be a value that deviates to the positive side of the representative value of the group of first average gradients obtained in the second period. The representative value of the group of first average gradients is, for example, the mean, median, or mode. The measurement data used to calculate the first average gradient determined to be subject to such second exclusion, i.e., the measurement data used to calculate the outlier, is an example of specific measurement data.
日平均勾配算出部２１３は、第２平均勾配データ２２３を構成する第２平均勾配の中から、第３期間分の第２平均勾配を抽出する。日平均勾配算出部２１３は、第３期間に得られた第２平均勾配の集団から第３除外対象を特定する。日平均勾配算出部２１３は、第２平均勾配の集団から第３除外対象を除き、第３除外対象を除かれた後の第２平均勾配の集団において、当該集団の平均値を算出する。日平均勾配算出部２１３は、第３除外対象と判定された第２平均勾配を第２平均勾配データ２２３から消去する。 The daily average gradient calculation unit 213 extracts the second average gradient for the third period from the second average gradients constituting the second average gradient data 223. The daily average gradient calculation unit 213 identifies a third exclusion target from the group of second average gradients obtained in the third period. The daily average gradient calculation unit 213 removes the third exclusion target from the group of second average gradients, and calculates the average value of the group in the group of second average gradients after the third exclusion target has been removed. The daily average gradient calculation unit 213 erases the second average gradient determined to be the third exclusion target from the second average gradient data 223.
すなわち、日平均勾配算出部２１３は、第３期間に得られた第２平均勾配の集団から第３除外対象を除き、第３除外対象を除かれた集団における平均値を日平均勾配とする。日平均勾配算出部２１３は、日平均勾配の算出を終えるごとに、第２平均勾配データ２２３を構成する測定データの中から、次の第３期間分の第２平均勾配を抽出し、当該第２平均勾配を用いた日平均勾配の算出を繰り返す。 That is, the daily average gradient calculation unit 213 removes the third exclusion target from the group of second average gradients obtained in the third period, and determines the average value in the group excluding the third exclusion target as the daily average gradient. Each time the daily average gradient calculation unit 213 finishes calculating the daily average gradient, it extracts the second average gradient for the next third period from the measurement data constituting the second average gradient data 223, and repeats the calculation of the daily average gradient using the second average gradient.
日平均勾配算出部２１３は、日平均勾配の測定日時に相当するタイムインデックスを日平均勾配に付与する。日平均勾配算出部２１３は、タイムインデックスが付与された日平均勾配を日平均勾配データ２２４に登録する。日平均勾配算出部２１３は、日平均勾配を算出するごとに、日平均勾配データ２２４を更新する。 The daily average gradient calculation unit 213 assigns a time index corresponding to the measurement date and time of the daily average gradient to the daily average gradient. The daily average gradient calculation unit 213 registers the daily average gradient to which the time index has been assigned in the daily average gradient data 224. The daily average gradient calculation unit 213 updates the daily average gradient data 224 each time it calculates the daily average gradient.
第３期間は、第２期間が複数回にわたり繰り返される期間であって、例えば、校正係数の更新を求められる最短周期を設定されている。第３期間は、連続する複数の第２期間の合計であり、例えば、連続する４つの第２期間の合計である２４時間である。 The third period is a period in which the second period is repeated multiple times, and is set to, for example, the shortest period during which the calibration coefficient is required to be updated. The third period is the sum of multiple consecutive second periods, and is, for example, 24 hours, which is the sum of four consecutive second periods.
第３除外対象となる第２平均勾配は、第３期間に得られた第２平均勾配の集団のなかの外れ値である。外れ値は、例えば、今回の第３期間における最大値である。外れ値は、第３期間に得られた第２平均勾配の集団の代表値に対して正側に外れた値であってもよい。第２平均勾配の集団の代表値は、例えば、平均値、中央値、最頻値である。このような第３除外対象と判定された第２平均勾配の算出に用いられた測定データ、すなわち、外れ値の算出に用いられた測定データは、特定の測定データの一例である。 The second average gradient that is the third exclusion target is an outlier in the group of second average gradients obtained in the third period. The outlier is, for example, the maximum value in the current third period. The outlier may be a value that deviates to the positive side of the representative value of the group of second average gradients obtained in the third period. The representative value of the group of second average gradients is, for example, the mean, median, or mode. The measurement data used to calculate the second average gradient determined to be such a third exclusion target, i.e., the measurement data used to calculate the outlier, is an example of specific measurement data.
校正係数算出部２１４は、日平均勾配データ２２４を参照し、校正係数を算出するための日平均勾配の標本数が過剰であるか否か、すなわち、日平均勾配データ２２４に含まれる日平均勾配の標本数が基準日数以上であるか否かを判定する。校正係数算出部２１４は、校正係数を算出するための日平均勾配の標本数が過剰であると判定した場合、校正係数を算出するための日平均勾配の標本数が基準日数未満となるように、日平均勾配の集団から第４除外対象を特定する。 The calibration coefficient calculation unit 214 refers to the daily average gradient data 224 and determines whether the number of daily average gradient samples for calculating the calibration coefficient is excessive, i.e., whether the number of daily average gradient samples included in the daily average gradient data 224 is equal to or greater than the reference number of days. If the calibration coefficient calculation unit 214 determines that the number of daily average gradient samples for calculating the calibration coefficient is excessive, it identifies a fourth exclusion target from the daily average gradient population so that the number of daily average gradient samples for calculating the calibration coefficient is less than the reference number of days.
校正係数算出部２１４は、日平均勾配データ２２４を参照し、校正係数を算出するための日平均勾配に適用期間外の標本が含まれるか否かを判定する。校正係数算出部２１４は、校正係数を算出するための日平均勾配に適用期間外の標本が含まれると判定した場合、校正係数を算出するための日平均勾配を適用期間内とするために、日平均勾配の集団から適用期間外の日平均勾配を特定する。 The calibration coefficient calculation unit 214 refers to the daily average gradient data 224 and determines whether or not the daily average gradient for calculating the calibration coefficient includes a sample outside the application period. When the calibration coefficient calculation unit 214 determines that the daily average gradient for calculating the calibration coefficient includes a sample outside the application period, it identifies the daily average gradient outside the application period from the group of daily average gradients so that the daily average gradient for calculating the calibration coefficient is within the application period.
校正係数算出部２１４は、第４除外対象であると特定した日平均勾配、および適用期間外であると特定した日平均勾配を日平均勾配データ２２４から消去する。校正係数算出部２１４は、第４除外対象を含まず、かつ、日平均勾配の測定日時が適用期間内であることを条件として、当該条件を満たす日平均勾配の集団を、校正係数を算出するための日平均勾配の集団、すなわち、測定データ群として特定する。 The calibration coefficient calculation unit 214 deletes the daily average gradients identified as the fourth exclusion target and the daily average gradients identified as being outside the applicable period from the daily average gradient data 224. The calibration coefficient calculation unit 214 identifies a group of daily average gradients that does not include the fourth exclusion target and satisfies the condition that the measurement date and time of the daily average gradient is within the applicable period as a group of daily average gradients for calculating the calibration coefficient, i.e., a measurement data group.
校正係数算出部２１４は、測定データ群である日平均勾配の集団における平均値を、普遍的といえる晴天時の電界強度によって規格化し、これによって、校正対象となる測定部１０の校正係数を算出する。校正係数算出部２１４は、校正係数を算出するごとに、当該校正係数を落雷判別に用いるように、校正係数を更新する。 The calibration coefficient calculation unit 214 normalizes the average value of the group of daily average gradients, which is the measurement data group, by the electric field strength on a clear day, which can be said to be universal, and thereby calculates the calibration coefficient of the measurement unit 10 to be calibrated. Each time the calibration coefficient is calculated, the calibration coefficient calculation unit 214 updates the calibration coefficient so that the calibration coefficient is used for lightning strike discrimination.
基準日数は、標本数が過剰であることによって校正係数の算出負荷が過剰になることを抑えるための値である。日平均勾配の標本数における基準日数は、標本数が過少であることによって校正係数の精度が低まることを抑えるための値である。こうした基準日数は、例えば「１」であり、日平均勾配の標本数に０．２を乗算した値として定められる。 The reference number of days is a value for preventing an excessive load on the calculation of the calibration coefficient caused by an excessive number of samples. The reference number of days for the number of samples of daily average gradient is a value for preventing a decrease in the accuracy of the calibration coefficient caused by an insufficient number of samples. Such a reference number of days is, for example, "1", and is defined as the number of samples of daily average gradient multiplied by 0.2.
第４除外対象は、日平均勾配データ２２４を構成する日平均勾配のなかで最も大きい値、および、最も小さい値の少なくとも一方である。第４除外対象として特定される標本数は、日平均勾配データ２２４を構成する日平均勾配の標本数と基準日数との差分に相当する。 The fourth exclusion target is at least one of the largest and smallest values of the daily average gradients constituting the daily average gradient data 224. The number of samples identified as the fourth exclusion target corresponds to the difference between the number of samples of the daily average gradients constituting the daily average gradient data 224 and the reference number of days.
適用期間は、測定部１０の周辺に位置する建築物や建造物などの人工環境、および、測定部１０の周辺に位置する山や河川などの自然環境の変化を校正係数に反映させるための期間である。適用期間は、測定部１０の周辺環境に変化が生じていないと推定される最長期間であり、例えば「９０日」である。 The application period is a period during which the calibration coefficients are adapted to reflect changes in the artificial environment, such as buildings and structures located around the measurement unit 10, and changes in the natural environment, such as mountains and rivers located around the measurement unit 10. The application period is the longest period during which no changes are estimated to occur in the environment surrounding the measurement unit 10, and is, for example, "90 days."
（校正係数の算出方法）
図２、３を参照して、上記算出システムが実行する校正係数の算出方法を説明する。
まず、制御部２１は、母集団データ２２１から判定対象となる第１期間に得られた測定データを取得する（ステップＳ１）。
(Calculation method of calibration coefficient)
The method of calculating the calibration coefficients executed by the above calculation system will now be described with reference to FIGS.
First, the control unit 21 acquires the measurement data obtained during the first period to be determined from the population data 221 (step S1).
次に、制御部２１は、判定対象となる測定データの集団が第１除外対象であるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、制御部２１は、判定対象に負の値が含まれるか否かを判定する。また、制御部２１は、判定対象のなかの最大値に対する最小値の比が所定値以上であるか否かを判定する。 Next, the control unit 21 determines whether the group of measurement data to be judged is a first exclusion target (step S2). For example, the control unit 21 determines whether the target includes a negative value. The control unit 21 also determines whether the ratio of the minimum value to the maximum value among the target is equal to or greater than a predetermined value.
制御部２１は、判定対象が第１除外対象であると判定した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、判定対象を第１平均勾配の算出対象から除外すると共に、判定対象を母集団データ２２１から消去する。 When the control unit 21 determines that the judgment target is the first exclusion target (YES in step S2), it excludes the judgment target from the calculation targets of the first average gradient and erases the judgment target from the population data 221.
一方、制御部２１は、判定対象が第１除外対象でないと判定した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、判定対象の平均値である第１平均勾配を算出し、算出した結果を第１平均勾配データ２２２に追加する（ステップＳ３）。 On the other hand, if the control unit 21 determines that the subject to be judged is not the first exclusion subject (NO in step S2), it calculates a first average gradient, which is the average value of the subject to be judged, and adds the calculated result to the first average gradient data 222 (step S3).
制御部２１は、判定対象の取得から第２期間が経過するまで、すなわち、第２期間分の第１平均勾配が第１平均勾配データ２２２に記憶されるまで、ステップＳ１からステップＳ３までの処理を繰り返す。 The control unit 21 repeats the processes from step S1 to step S3 until the second period has elapsed since the acquisition of the object to be judged, i.e., until the first average gradient for the second period has been stored in the first average gradient data 222.
次に、制御部２１は、第２期間に得られた第１平均勾配の集団から第２除外対象を除き（ステップＳ５）、第２除外対象を除かれた集団の平均値である第２平均勾配を算出する（ステップＳ６）。また、制御部２１は、第２除外対象と特定された第１平均勾配を第１平均勾配データ２２２から消去すると共に、算出した第２平均勾配を第２平均勾配データ２２３に追加する。 Next, the control unit 21 removes the second exclusion target from the group of first average gradients obtained in the second period (step S5), and calculates a second average gradient, which is the average value of the group excluding the second exclusion target (step S6). The control unit 21 also deletes the first average gradient identified as the second exclusion target from the first average gradient data 222, and adds the calculated second average gradient to the second average gradient data 223.
制御部２１は、判定対象の取得から第３期間が経過するまで、すなわち、第３期間分の第２平均勾配が第２平均勾配データ２２３に記憶されるまで、ステップＳ１からステップＳ６までの処理を繰り返す。 The control unit 21 repeats the processes from step S1 to step S6 until the third period has elapsed since the acquisition of the object to be judged, i.e., until the second average gradient for the third period has been stored in the second average gradient data 223.
次に、制御部２１は、第３期間に得られた第２平均勾配の集団から第３除外対象を除き（ステップＳ１１）、第３除外対象を除かれた集団の平均値である日平均勾配を算出する（ステップＳ１２）。また、制御部２１は、第３除外対象と特定された第２平均勾配を第２平均勾配データ２２３から消去すると共に、算出した日平均勾配を日平均勾配データ２２４に追加する。 Next, the control unit 21 removes the third exclusion target from the group of second average gradients obtained in the third period (step S11), and calculates the daily average gradient, which is the average value of the group excluding the third exclusion target (step S12). The control unit 21 also deletes the second average gradient identified as the third exclusion target from the second average gradient data 223, and adds the calculated daily average gradient to the daily average gradient data 224.
次に、制御部２１は、日平均勾配データ２２４を参照し、日平均勾配データ２２４に含まれる日平均勾配の標本数が基準日数以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
制御部２１は、日平均勾配の標本数が基準日数であると判定した場合、日平均勾配の標本数が基準日数未満となるように、日平均勾配の集団から第４除外対象を除き、第４除外対象と特定された日平均勾配を日平均勾配データ２２４から消去する（ステップＳ１４）。一方、制御部２１は、日平均勾配の標本数が基準日数未満であると判定した場合、ステップＳ１５の処理を実行する。
Next, the control unit 21 refers to the daily average gradient data 224 and determines whether the number of samples of the daily average gradient included in the daily average gradient data 224 is equal to or greater than a reference number of days (step S13).
When the control unit 21 determines that the number of samples of daily average gradient is equal to the reference number of days, it removes the fourth exclusion target from the group of daily average gradients so that the number of samples of daily average gradient is less than the reference number of days, and deletes the daily average gradient identified as the fourth exclusion target from the daily average gradient data 224 (step S14). On the other hand, when the control unit 21 determines that the number of samples of daily average gradient is less than the reference number of days, it executes the process of step S15.
次に、制御部２１は、日平均勾配データ２２４を参照し、日平均勾配データ２２４に適用期間外の標本が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１５）。制御部２１は、適用期間外の標本が含まれると判定した場合、適用期間外の日平均勾配を日平均勾配データ２２４から消去する（ステップＳ１６）。一方、制御部２１は、適用期間外の標本が含まれないと判定した場合、ステップＳ１７の処理を実行する。 Next, the control unit 21 refers to the daily average gradient data 224 and determines whether the daily average gradient data 224 includes a specimen outside the application period (step S15). If the control unit 21 determines that the daily average gradient data 224 includes a specimen outside the application period, it deletes the daily average gradient outside the application period from the daily average gradient data 224 (step S16). On the other hand, if the control unit 21 determines that the daily average gradient data 224 does not include a specimen outside the application period, it executes the process of step S17.
次に、制御部２１は、校正係数を算出する算出処理を実行する（ステップＳ１７）。具体的には、校正係数算出部２１４は、日平均勾配データ２２４から全ての日平均勾配を取得し、取得した日平均勾配の平均値を算出する。校正係数算出部２１４は、算出した日平均勾配の平均値に晴天時の電界強度の値を除算することで校正係数を算出する。このとき、算出した校正係数の値を表示部に表示してもよいし、通信部によって、電界強度を校正する装置等に校正係数を含む情報を出力してもよい。 Next, the control unit 21 executes a calculation process to calculate a calibration coefficient (step S17). Specifically, the calibration coefficient calculation unit 214 acquires all daily average gradients from the daily average gradient data 224, and calculates the average value of the acquired daily average gradients. The calibration coefficient calculation unit 214 calculates a calibration coefficient by dividing the calculated average daily average gradient by the value of the electric field strength on a sunny day. At this time, the calculated calibration coefficient value may be displayed on the display unit, or information including the calibration coefficient may be output by the communication unit to a device that calibrates the electric field strength, etc.
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）校正係数を算出するための測定データ群の対象から、負の値を示す測定データが除外される。また、第１期間においてばらつきが所定値以上であると判定された集団も除外される。これによって、雨や霧雨などの状況下や天気が変動している状況下で収集された測定データなど、周辺環境による誤差を除いても電界強度が普遍的な値であるとはいえない測定データが、気象情報などを別途取得することなく、測定データ群の対象から除外される。そのため、高い精度を有した校正係数を効率的に算出することが可能となる。
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Measurement data showing negative values is excluded from the measurement data group for calculating the calibration coefficient. In addition, a group determined to have a variation of a predetermined value or more in the first period is also excluded. As a result, measurement data whose electric field strength is not considered to be a universal value even after removing errors due to the surrounding environment, such as measurement data collected under conditions such as rain or drizzle or under conditions of changing weather, is excluded from the measurement data group without separately obtaining meteorological information. Therefore, it is possible to efficiently calculate a calibration coefficient with high accuracy.
（２）校正係数を算出するための測定データ群の対象から、第２期間において最も大きい第１平均勾配と、同第２期間において２番目に大きいとが除外される。これによって、数時間にわたり、曇り、煙霧、大気の乱れが続いた状況下で収集された測定データなど、周辺環境による誤差を除いても電界強度が普遍的な値であるとはいえない測定データが、気象情報などを別途取得することなく、測定データ群の対象から除外される。そのため、高い精度を有した校正係数を効率的に算出することが可能となる。 (2) The first average gradient, which is the largest in the second period, and the second largest in the second period are excluded from the group of measurement data used to calculate the calibration coefficient. This allows measurement data, such as measurement data collected under conditions of continued cloudiness, haze, and atmospheric turbulence for several hours, whose electric field strength is not considered to be a universal value even after removing errors due to the surrounding environment, to be excluded from the group of measurement data without separately obtaining meteorological information, etc. This makes it possible to efficiently calculate calibration coefficients with high accuracy.
（３）校正係数を算出するための測定データ群の対象から、第３期間に得られた第２平均勾配の集団のなかの外れ値が除外される。これによって、一日中曇りが続いた状況下や晴れではあるが大気に乱れが一日中生じていた状況下、また、電界強度を高める人工物が一日中存在していた状況下で収集された測定データが、外部情報を別途取得することなく、測定データ群の対象から除外される。そのため、高い精度を有した校正係数をさらに効率的に算出することが可能となる。 (3) Outliers in the group of second average gradients obtained in the third period are excluded from the group of measurement data used to calculate the calibration coefficient. This allows measurement data collected under conditions where it was cloudy all day, or where it was sunny but there was atmospheric turbulence all day, or where man-made objects that increase the electric field strength were present all day to be excluded from the group of measurement data without separately acquiring external information. This makes it possible to calculate calibration coefficients with high accuracy more efficiently.
（４）日平均勾配の標本数が基準日数に到達するまで、日平均勾配データ２２４として日平均勾配が蓄積される。これにより、標本数が過少であることによって校正係数の精度が低まることを抑えることが可能ともなる。 (4) Daily average gradients are accumulated as daily average gradient data 224 until the number of samples of daily average gradients reaches the reference number of days. This makes it possible to prevent the accuracy of the calibration coefficient from decreasing due to an insufficient number of samples.
（５）日平均勾配の標本数が基準日数以上である場合、校正係数を算出するための日平均勾配の標本数が基準日数未満となるように、最も大きい値や最も小さい値が日平均勾配データ２２４から消去される。これにより、標本数が過剰であることによって校正係数の算出負荷が過剰になることを抑えることが可能ともなる。 (5) If the number of samples of daily average gradient is equal to or greater than the reference number of days, the largest and smallest values are deleted from the daily average gradient data 224 so that the number of samples of daily average gradient for calculating the calibration coefficient is less than the reference number of days. This also makes it possible to prevent the calculation load of the calibration coefficient from becoming excessive due to an excessive number of samples.
（６）適用期間外の日平均勾配が測定データ群から除かれるため、現在の周辺環境とは異なる周辺環境で測定された測定データによる誤差を、校正係数の算出から排除することが可能ともなる。そのため、周辺環境の変動に対応した校正係数を算出することを可能ともなる。 (6) Because the daily average gradient outside the applicable period is excluded from the measurement data set, it is possible to eliminate errors due to measurement data measured in surrounding environments different from the current surrounding environment from the calculation of the calibration coefficient. This makes it possible to calculate a calibration coefficient that corresponds to fluctuations in the surrounding environment.
（７）落雷の可能性を判別するための測定データによって母集団が構成されて、当該母集団よりも小さいばらつきを有した測定データ群を用いて校正係数が更新され続ける。これによって、落雷判別を繰り返すに連れて、落雷判別の精度を高めることが可能ともなる。 (7) A population is formed from the measurement data used to determine the possibility of a lightning strike, and the calibration coefficients are continually updated using a group of measurement data with smaller variance than the population. This makes it possible to improve the accuracy of lightning strike determination as the lightning strike determination is repeated.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。
・制御部２１は、判定対象である測定データの集団が第１除外対象であるか否かを測定データ間のばらつきの大きさだけによって判定してもよい。第１除外対象であるか否かを判定する条件をばらつきの大きさだけにすることは、複数の条件から判定するより簡便に判定することができる。
The above embodiment can be modified as follows.
The control unit 21 may determine whether the group of measurement data to be determined is the first exclusion target based only on the magnitude of variation between the measurement data. Using the magnitude of variation as the only condition for determining whether the group is the first exclusion target makes it easier to determine whether the group is the first exclusion target than to determine based on multiple conditions.
・算出装置２０の制御部２１は、校正係数の精度確保処理（ステップＳ１３，Ｓ１４）、および、環境変動適応処理（ステップＳ１５，Ｓ１６）の少なくとも一方を行なわずに、校正係数を算出してもよい。校正係数の精度向上処理、および、環境変動適応処理の少なくとも一方を行わずに校正係数を算出することは、校正係数の算出を簡便にすることができる。 - The control unit 21 of the calculation device 20 may calculate the calibration coefficients without performing at least one of the calibration coefficient accuracy assurance process (steps S13, S14) and the environmental variation adaptation process (steps S15, S16). Calculating the calibration coefficients without performing at least one of the calibration coefficient accuracy improvement process and the environmental variation adaptation process can simplify the calculation of the calibration coefficients.
・測定データ群は、第１除外対象を除かれた母集団データ２２１、第１平均勾配データ２２２、および、第２平均勾配データ２２３のいずれか１つに変更することも可能である。第１除外対象を除かれた母集団データ２２１、第１平均勾配データ２２２、および、第２平均勾配データ２２３のいずれか１つから校正係数を算出することは、校正係数の算出を簡便にすることができる。これにより、校正係数の算出までに要する時間や行程を少なくすることが可能である。 - The measurement data group can also be changed to any one of the population data 221 from which the first exclusion target has been removed, the first average gradient data 222, and the second average gradient data 223. Calculating the calibration coefficient from any one of the population data 221 from which the first exclusion target has been removed, the first average gradient data 222, and the second average gradient data 223 can simplify the calculation of the calibration coefficient. This can reduce the time and steps required to calculate the calibration coefficient.
・制御部２１は、母集団データ２２１から第２平均勾配を算出するように構成されてもよく、または、母集団データ２２１から日平均勾配を算出するように構成されてもよい。また、制御部２１は、第１平均勾配データ２２２から日平均勾配を算出するように構成されてもよい。これらの構成においても、校正係数の算出までに要する時間や行程を少なくすることが可能である。 The control unit 21 may be configured to calculate the second average gradient from the population data 221, or may be configured to calculate the daily average gradient from the population data 221. The control unit 21 may also be configured to calculate the daily average gradient from the first average gradient data 222. Even in these configurations, it is possible to reduce the time and steps required to calculate the calibration coefficient.
１０…測定部、２０…算出装置、２１…制御部、２２…記憶部、２１１…第１平均勾配算出部、２１２…第２平均勾配算出部、２１３…日平均勾配算出部、２１４…校正係数算出部、２２１…母集団データ、２２２…第１平均勾配データ、２２３…第２平均勾配データ、２２４…日平均勾配データ。 10...measuring unit, 20...calculating device, 21...control unit, 22...storage unit, 211...first average gradient calculation unit, 212...second average gradient calculation unit, 213...daily average gradient calculation unit, 214...calibration coefficient calculation unit, 221...population data, 222...first average gradient data, 223...second average gradient data, 224...daily average gradient data.
Claims (6)
前記制御部が、
１つの測定部によって、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから第１除外対象を除き、
前記第１除外対象を除いた第１期間毎の測定データを用いて第１平均値を算出し、
前記第１期間よりも長い第２期間において、前記第１平均値の集団から、ばらつきよりも小さくするために第２除外対象を除いて、前記第１平均値の平均値である第２平均値を算出し、
前記第２平均値に基づいて、前記測定データ群を生成し、
前記測定データ群を用いて前記測定データの校正係数を算出する処理を定期的に実行することを特徴とする
校正係数の算出システム。 A calibration coefficient calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field intensity,
The control unit:
based on differences between the measurement data in a population of the measurement data collected in a time series manner by one measurement unit , excluding a first exclusion target from the population such that a variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than a variance of the measurement data in the population;
Calculating a first average value using the measurement data for each first period excluding the first exclusion target;
Calculating a second average value, which is an average value of the first average values, by excluding a second exclusion target from the group of the first average values in a second period longer than the first period so as to make the second average value smaller than the variation;
generating the measurement data group based on the second average value ;
A calibration coefficient calculation system, comprising : a process for calculating a calibration coefficient for the measurement data by using the group of measurement data on a regular basis .
前記制御部が、
１つの測定部によって、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから第１除外対象を除き、
１日における前記測定データの平均を表す指標として日平均値を算出し、前記母集団から算出された前記日平均値の標本数が基準日数に達するまで前記日平均値を蓄積し、
前記日平均値の標本数が前記基準日数以上である場合、前記日平均値の集団から、ばらつきよりも小さくするために第４除外対象を除外した集団によって前記測定データ群を生成し、
前記測定データ群を用いて前記測定データの校正係数を算出する処理を定期的に実行することを特徴とする
校正係数の算出システム。 A calibration coefficient calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field intensity,
The control unit:
based on differences between the measurement data in a population of the measurement data collected in a time series manner by one measurement unit , excluding a first exclusion target from the population such that a variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than a variance of the measurement data in the population;
A daily average value is calculated as an index representing an average of the measurement data in one day, and the daily average value is accumulated until the number of samples of the daily average value calculated from the population reaches a reference number of days;
When the number of samples of the daily average value is equal to or greater than the reference number of days, the measurement data group is generated by excluding a fourth exclusion target from the group of daily average values in order to make the number of samples smaller than the variation ;
A calibration coefficient calculation system, comprising : a process for calculating a calibration coefficient for the measurement data by using the group of measurement data on a regular basis .
負の値であること、
時系列的な測定データの集団において前記測定データ間のばらつきが所定値よりも大きいこと、および、
時系列的な測定データの集団における代表値が、他の時系列的な測定データの集団を含めた所定期間の集まりのなかで外れ値であること
の少なくとも１つを満たす
請求項１又は２に記載の校正係数の算出システム。 The first excluded object is:
It is a negative value,
A variation between the measurement data in a time- series measurement data group is greater than a predetermined value; and
3. The calibration coefficient calculation system according to claim 1 or 2, wherein a representative value in a collection of time -series measurement data is an outlier in a collection of a predetermined period including other collections of time-series measurement data.
現在を含む適用期間よりも前に測定された前記測定データを前記母集団から除いた集団から前記測定データ群を生成する
請求項１～３のいずれか一項に記載の校正係数の算出システム。 The control unit is
The calibration coefficient calculation system according to claim 1 , wherein the measurement data group is generated from a population obtained by excluding the measurement data measured before an application period including the present from the population.
前記制御部が、
１つの測定部によって、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから第１除外対象を除き、
前記第１除外対象を除いた第１期間毎の測定データを用いて第１平均値を算出し、
前記第１期間よりも長い第２期間において、前記第１平均値の集団から、ばらつきよりも小さくするために第２除外対象を除いて、前記第１平均値の平均値である第２平均値を算出し、
前記第２平均値に基づいて、前記測定データ群を生成し、
前記測定データ群を用いて前記測定データの校正係数を算出する処理を定期的に実行することを特徴とする
校正係数の算出方法。 A method for calculating a calibration coefficient by a calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field intensity, the method comprising:
The control unit:
based on differences between the measurement data in a population of the measurement data collected in a time series manner by one measurement unit , excluding a first exclusion target from the population such that a variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than a variance of the measurement data in the population;
Calculating a first average value using the measurement data for each first period excluding the first exclusion target;
Calculating a second average value, which is an average value of the first average values, by excluding a second exclusion target from the group of the first average values in a second period longer than the first period so as to make the second average value smaller than the variation;
generating the measurement data group based on the second average value ;
a process of calculating a calibration coefficient for the measurement data by using the group of measurement data, the process comprising: periodically executing the process of calculating a calibration coefficient for the measurement data .
前記制御部が、
１つの測定部によって、時系列的に収集された前記測定データの母集団のなかの前記測定データ間の差異に基づいて、前記測定データ群における前記測定データのばらつきが前記母集団における前記測定データのばらつきよりも小さくなるように、前記母集団のなかから第１除外対象を除き、
１日における前記測定データの平均を表す指標として日平均値を算出し、前記母集団から算出された前記日平均値の標本数が基準日数に達するまで前記日平均値を蓄積し、
前記日平均値の標本数が前記基準日数以上である場合、前記日平均値の集団から、ばらつきよりも小さくするために第４除外対象を除外した集団によって前記測定データ群を生成し、
前記測定データ群を用いて前記測定データの校正係数を算出する処理を定期的に実行することを特徴とする
校正係数の算出方法。 A method for calculating a calibration coefficient by a calculation system including a control unit that calculates a calibration coefficient for measurement data using a group of measurement data of electric field intensity, the method comprising:
The control unit:
based on differences between the measurement data in a population of the measurement data collected in a time series manner by one measurement unit , excluding a first exclusion target from the population such that a variance of the measurement data in the measurement data group is smaller than a variance of the measurement data in the population;
A daily average value is calculated as an index representing an average of the measurement data in one day, and the daily average value is accumulated until the number of samples of the daily average value calculated from the population reaches a reference number of days;
When the number of samples of the daily average value is equal to or greater than the reference number of days, the measurement data group is generated by excluding a fourth exclusion target from the group of daily average values in order to make the number of samples smaller than the variation ;
a process of calculating a calibration coefficient for the measurement data by using the group of measurement data, the process comprising: periodically executing the process of calculating a calibration coefficient for the measurement data .
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