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J-GLOBAL ID：202202282552221459   整理番号：22A1842393

浄水プロセス制御を目的とした深層学習によるフロック画像からの凝集後濁度予測に関する研究

A Study on Prediction of Turbidity after Flocculation from Floc Images by Deep Learning for Water Purification Process Control

著者 (6件)： 鈴木昭弘 (北海道科学大学工学部) ,  川上敬 (北海道科学大学工学部) ,  山村寛 (中央大学理工学部) ,  UTAMI PUTRI Eryanti (中央大学理工学部) ,  根本雄一 (前澤工業(株)) ,  大江亮介 (北海道科学大学工学部)
資料名： 計測自動制御学会論文集  (Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers)
巻： 58  号： 5  ページ： 271-280(J-STAGE)  発行年： 2022年 
JST資料番号： S0104A  ISSN： 0453-4654  CODEN： KJSRA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本論文の目的は,ジャーテスト深層畳込みニューラルネットワーク(DCNN)におけるフロック画像からの凝集後濁度を予測することである。目標は,予測モデルを用いて水浄化プロセスを制御するシステムを開発することである。従来研究では,pHやアルカリ度などの化学的パラメータが一般に濁度を予測するために使用されている。しかし,著者らの提案方法は化学的パラメータを使用しない。それは,DCNNへの入力として凝集プロセスの間に発生する「フロック」と呼ばれる浮遊物質の画像を使用する。ジャーテストで生成した「フロック」の画像から凝集後の濁度を予測するためにDCNNを用いた実験を行った。実験のためのDCNNとしてVGG-16を用いた。さらに,筆者らは,化学的パラメータを用いたベースライン法と提案した方法を比較する実験を行った。その結果,1)凝集後の濁度が,VGG-16への入力として凝集中の画像を用いて予測できることを明らかにし,2)予測モデルに用いる最適期間はジャーテストを開始してから200秒後のデータであることを明らかにし,3)提案方法は,化学的パラメータを用いたベースライン法よりもより良い精度で濁度を予測できることを明らかにした。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *浄水 ,  *混濁度 ,  凝集処理 ,  フロック ,  画像 ,  機械学習 ,  プロセス制御 ,  工程 ,  *予測技法 ,  試験 ,  *ニューラルネットワーク ,  懸濁物質 ,  ジャーテスト ,  浄水プロセス ,  深層学習 ,  *深層畳込みニューラルネットワーク

著者キーワード (5件)： 水浄化 ,  凝集後の濁度 ,  フロック画像 ,  機械学習 ,  深層学習

分類 (3件)： 図形・画像処理一般  (JE04010I) ,  人工知能  (JE08000Z) ,  用水の化学的処理  (SC02040E)

引用文献 (10件)：

• 1) 永田,三浦:浄水処理制御技術,電氣學會雜誌,104-12, 1069/1072 (1984)
• 2) A. Adgar, C.S. Cox and C.A. Jones: Coagulation control using the streaming current detector: Problems and a possible solution, 2003 European Control Conference, 1/4 (2003)
• 3) 海老原,有村,黒川,毛受:顕微鏡電気泳動法を応用した凝集剤注入量の過不足判別手法の開発,環境システム計測制御学会誌,19-2/3, 149/153 (2014)
• 4) C.M. Kim and M. Parnichkun: MLP, ANFIS, and GRNN based real-time coagulant dosage determination and accuracy comparison using full-scale data of a water treatment plant, Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 66-1, 49/61 (2017)
• 5) Y. Jin: Use of High Resolution Photographic Technique for studying Coagulation/Flocculation in Water Treatment, University of Saskatchewan Electronic Theses and Dissertations (2005)

タイトルに関連する用語 (8件)： 浄水 ,  プロセス制御 ,  深層学習 ,  フロック ,  凝集 ,  濁度 ,  予測 ,  研究