JP7480452B2

JP7480452B2 - 温室内環境評価プログラム、温室内環境評価方法及び温室内環境評価装置

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Publication number: JP7480452B2
Application number: JP2020106381A
Authority: JP
Inventors: 忠桐東出; 圭一菅野
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2040-06-19
Also published as: JP2021018809A

Description

本発明は、温室内環境評価プログラム、温室内環境評価方法及び温室内環境評価装置に関する。

温室内で栽培するトマトなどの作物の収量を増やし、病害虫の発生リスクを低減するためには、温室内の環境制御を行う必要がある。

従来、ハウス内の温度管理を行う際に、ハウス外の外気温が基準温度以下に低下しても、ハウス内温度を適切に保つための技術が知られている（例えば特許文献１等参照）

特開２０１６－１９５５５５号公報

しかしながら、従来は、温室内の環境について適切に評価できていなかった。

本発明は、温室内の環境を評価し、出力することが可能な温室内環境評価プログラム、温室内環境評価方法及び温室内環境評価装置を提供することを目的とする。

本発明の温室内環境評価プログラムは、過去の第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を取得し、環境に関する情報を複数の所定値それぞれに維持した環境ごとに所定の品種の作物を栽培した結果得られた、前記複数の所定値それぞれに対応する生育の評価結果と、前記複数の所定値との関係に基づいて生成された、前記環境に関する情報を評価するための基準を取得し、取得した前記第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、評価結果を出力する、処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

本発明の温室内環境評価プログラム、温室内環境評価方法及び温室内環境評価装置は、温室内の環境を評価し、出力することができるという効果を奏する。

一実施形態に係る農業システムの構成を示す図である。図１の制御装置のハードウェア構成を示す図である。図１の制御装置の機能ブロック図である。制御装置の処理を示すフローチャートである。制御装置の情報取得部が取得する入力情報を示す図（その１）である。制御装置の情報取得部が取得する入力情報を示す図（その２）である。気温とスコアとの関係を示すグラフである。図４のステップＳ２０で表示される画面の一例を示す図である。図４のステップＳ２２で表示される画面の一例を示す図である。温室内の気温の推移を模式化したグラフである。図１１（ａ）は、夜室温の計算方法を示す表であり、図１１（ｂ）は、昼室温の計算方法を示す表である。日射量と予測室温と入力外気温と温室内気温の推移を示す画面の一例を示す図である。図４のステップＳ２６で表示される画面の一例を示す図である。図４のステップＳ２８で表示される画面の一例を示す図である。変形例を説明するための図である。

以下、農業システムの一実施形態について、図１～図１４に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係る農業システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態の農業システム１００は、トマトなどの作物を栽培する大規模施設（例えば温室）において、温室内の環境を調整するシステムである。

農業システム１００は、図１に示すように、温室内環境評価装置としての制御装置１０と、屋外センサ１２と、温室２０内に設置された温室内センサ１４及び施設・機器情報提供装置１６と、温室２０内の環境を調整する環境調整設備（制御対象機器と呼ぶ）１８と、外部サーバ２２と、を備える。制御装置１０、屋外センサ１２、温室内センサ１４、施設・機器情報提供装置１６、及び制御対象機器１８、外部サーバ２２は、インターネットなどのネットワークを介して接続されており、各装置間において情報のやり取りが可能となっている。

制御装置１０は、温室２０内で作物（トマトとする）を栽培する作業者が利用可能な情報処理装置である。制御装置１０は、屋外センサ１２や温室内センサ１４において取得される環境情報、施設・機器情報提供装置１６から入力される温室２０内の性能に関する情報（施設情報や機器情報）、制御対象機器１８に設定されている情報（機器設定情報）、外部サーバ２２から入力される屋外環境の予測情報を取得する。また、制御装置１０は、温室２０内の環境情報計測値（実測値）に基づいて、過去の所定期間（第１の期間）の環境を評価し、評価結果を出力（表示）する。更に、制御装置１０は、施設情報や機器情報、機器設定情報や屋外環境の予測情報に基づいて、未来の所定期間（第２の期間）の温室２０内の環境を推定する。そして、制御装置１０は、推定した温室２０内の環境を評価し、評価結果を出力（表示）したり、評価結果が改善するように、制御対象機器１８に対して制御情報を出力する。なお、制御装置１０の構成や処理の詳細については後述する。

屋外センサ１２は、温室２０の外部の気温を検出する温度センサや日射を検出する日射センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。

温室内センサ１４は、温室２０内の気温を検出する温度センサ、温室２０内の日射を検出する日射センサ、温室２０内の湿度（相対湿度）を検出する湿度センサ、温室２０内のＣＯ₂（二酸化炭素）濃度を検出するＣＯ₂濃度センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。

施設・機器情報提供装置１６は、温室２０（施設）の情報（施設情報）及び温室２０内の機器（制御対象機器）の能力に関する情報（機器情報）を記憶する装置である。施設・機器情報提供装置１６が記憶する情報には、図５に示す「施設・機器情報」、図６に示す「機器情報」が含まれるものとする。施設・機器情報提供装置１６は、実測値や作業者の入力情報等に基づいて格納している情報を適宜更新し、制御装置１０からの求めに応じて、制御装置１０に対して情報を提供する。なお、施設・機器情報提供装置１６は温室２０内に設置せず、別の場所に設置してもよいし、制御装置１０において施設・機器情報提供装置１６の機能を備えていてもよい。

制御対象機器１８は、ヒートポンプ、換気窓、暖房機、ＣＯ₂施用機、遮光・保温カーテン、細霧装置等を含む。換気窓は、温室２０内に外気を取り入れる窓である。暖房機は、温室２０内の気温を上げる機器であり、ＣＯ₂施用機は、温室２０内のＣＯ₂濃度を調整する機器である。また、遮光・保温カーテンは、温室２０内の日射や気温を調整するカーテンである。細霧装置は、温室２０内の気温を低下させ、湿度を上昇させる装置である。制御対象機器１８は、制御装置１０の指示に応じた動作を実行することが可能であるものとし、制御対象機器１８の動作により温室２０内の環境が調整される。

ここで、制御装置１０の構成や処理について詳細に説明する。図２には、制御装置１０のハードウェア構成が概略的に示されている。図２に示すように、制御装置１０は、ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、記憶部（ここではＨＤＤ）９６、ネットワークインタフェース９７、表示部９３、入力部９５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。表示部９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部９５は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含む。これら制御装置１０の構成各部は、バス９８に接続されている。制御装置１０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム（温室内環境評価プログラムを含む）、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラム（温室内環境評価プログラムを含む）をＣＰＵ９０が実行することにより、図３に示す各部の機能が実現される。なお、図３の各部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。

図３には、制御装置１０の機能ブロック図が示されている。制御装置１０においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、図３に示すように、取得部としての情報取得部３０、評価部としての環境評価部３１、温室環境予測部３２、予測環境評価部３４、機器設定部３６、としての機能が実現されている。

情報取得部３０は、屋外センサ１２、温室内センサ１４、施設・機器情報提供装置１６、外部サーバ２２から情報を取得し、環境評価部３１や温室環境予測部３２に受け渡す。

環境評価部３１は、過去の所定期間（第１の期間）における温室２０内の環境（気温、湿度、ＣＯ₂濃度等）の推移を評価して、点数化し、点数（スコア）を表示部９３上に表示する。また、環境評価部３１は、第１の期間における温室２０内の環境が温室２０内で栽培されているトマトに与える影響度を評価し、評価結果を表示部９３上に表示する。

温室環境予測部３２は、情報取得部３０から取得した情報に基づいて、未来の所定期間（第２の期間）における温室２０内の環境（気温、湿度、ＣＯ₂濃度等）の推移を予測する。この場合、温室環境予測部３２は、例えば、制御対象機器１８を過去の第１の期間と同一の設定とした場合に、温室２０内の環境がどのように推移するかを予測する。また、温室環境予測部３２は、作業者が設定温度の変更を入力した場合に、当該変更後の設定温度にしたときの温室２０内の環境の推移を予測する。温室環境予測部３２は、予測結果を予測環境評価部３４に受け渡す。

予測環境評価部３４は、温室環境予測部３２が予測した温室２０内の環境（気温等）の推移を評価して、点数化し、点数（スコア）を表示部９３上に表示する。また、予測環境評価部３４は、予測した温室２０内の環境が温室２０内で栽培されているトマトに与える影響度を評価し、評価結果を表示部９３上に表示する。

機器設定部３６は、ユーザからの設定温度の選択に応じて、制御対象機器１８に対して制御情報を出力する。

（制御装置１０の処理について）
次に、制御装置１０の処理について、図４のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

図４の処理は、例えば１日に１回、所定時刻（例えば深夜０時や朝６時など）に実行されるものとする。また、図４の処理は、過去の第１の期間（例えば前日）の温室２０内の環境の推移を評価するとともに、未来の第２の期間（例えば当日）の温室２０内の環境の推移を推定し、推定した環境の推移を評価して、評価結果に基づいて制御対象機器１８の制御情報を決定する処理であるものとする。ただし、これに限らず、図４の処理は、作業者の求めに応じて実行され、過去の所定日数の環境の評価を実行するとともに、所定日数後における温室２０内の環境の推移を推定し、推定した環境の推移を評価してもよい。

図４の処理では、まず、ステップＳ１０において、情報取得部３０が、施設・機器情報提供装置１６から、気温の推移の推定対象である温室２０の地理情報及び時間情報を取得する。この場合、情報取得部３０は、図５に示す温室２０の地理・時間情報のうち、緯度、経度、推定対象の年月日を取得する。

次いで、ステップＳ１２では、情報取得部３０が、施設・機器情報提供装置１６から、施設、機器情報を取得する。この場合、情報取得部３０は、図５に示す施設・機器情報（例えば、内外気温差による熱通過係数や、土中への熱通過係数、土の熱伝導率、地中基準温度、室内熱容積比熱、放射エネルギ吸収率など）や、図６に示す機器情報（暖房機能力、暖房機（ヒートポンプ）能力、冷房機（細霧）能力、冷房機（ヒートポンプ）能力など）を取得する。

次いで、ステップＳ１４では、情報取得部３０が、外部サーバ２２から、環境情報（屋外）を取得する。ここで、情報取得部３０は、環境情報（屋外）として、予測データ（メッシュ気象予測等）や平年データを取得することができる。例えば、メッシュ気象予測からは、１０日後までの予想気温や予想日射等を得ることができ、平年データからは、１０日後以降の気温や日射等を予測することができる。

次いで、ステップＳ１６では、情報取得部３０が、制御対象機器１８から、制御対象機器１８に対して現在設定されている機器設定情報を取得する。機器設定情報には、図６に示すような、換気設定温度（昼）、換気設定温度（夜）、加温設定温度（昼）、加温設定温度（夜）、冷房設定温度（夜）が含まれる。

次いで、ステップＳ１８では、環境評価部３１が、環境情報計測値（屋内）を取得する。この場合、環境評価部３１は、情報取得部３０を介して、温室内センサ１４により検出された情報（気温、湿度、ＣＯ₂濃度）を取得する。具体的には、環境評価部３１は、過去の第１の期間（ここでは前日とする）において検出された情報を取得するものとする。

なお、情報取得部３０がステップＳ１０～Ｓ１８において取得する情報が、制御装置１０においてＣＳＶファイル等で管理されている場合もある。この場合、例えば図８の画面において作業者が「File upload」のボタンを押し、入力するデータを選択した段階で、情報取得部３０が、選択されたデータを取得するようにしてもよい。

次いで、ステップＳ２０では、環境評価部３１が、温室環境を評価し、表示する。この場合、環境評価部３１は、気温の実測値に対して、以下のようにして、気温スコアＳｔを算出する。

環境評価部３１は、温室２０内の気温の推移について点数化（スコア化）して、評価する。環境評価部３１は、点数化の際に、予め定められている気温とスコア（気温スコア）との関係（図７）を参照する。図７は、温室２０内の環境と作物の生育との関係に基づく、環境評価用の基準である。図７の関係は、以下のようにして、作物の品種ごとに事前に取得しているものとする。例えば、環境制御が可能なチャンバ内において、基準気温（例えば２２℃）に設定したうえで、作物を所定時間生育させ、そのときの作物の重量変化を基準（気温スコア＝１００％）として取得する。そして、チャンバ内を他の気温に設定して作物を所定時間生育させたときの作物の重量変化を測定し、当該重量変化の基準に対する割合（百分率）を当該他の気温における気温スコアとして図７の座標系上にプロットする。この処理をチャンバ内の気温を異ならせながら繰り返すことで、気温スコアを複数プロットし、最小二乗法等を用いて直線近似等することで、図７の関係を取得する。なお、図７の関係を取得する手順は、上記手順に限られるものではない。

環境評価部３１は、以下のi)～iv)のように気温Ｔ（℃）を場合分けして、各時刻の気温スコアＳｔを算出する。

i) Ｔ＜６℃、またはＴ≧４０℃のとき
環境評価部３１は、気温スコアＳｔ＝０（％）とする。

ii) ６℃≦Ｔ＜１２℃のとき
環境評価部３１は、次式（１）から、気温スコアＳｔを求める。
Ｓｔ＝１６．７×Ｔ－１００（％） …（１）

iii) １２℃≦Ｔ＜２８℃のとき
環境評価部３１は、気温スコアＳｔ＝１００（％）とする。

iv) ２８℃≦Ｔ＜４０℃のとき
環境評価部３１は、次式（２）から、気温スコアＳｔを求める。
Ｓｔ＝－８．３×Ｔ＋３３３（％） …（２）

なお、１日の平均気温スコアは、所定時間ごとの気温スコアの平均とする。

また、環境評価部３１は、湿度（相対湿度）の評価を実行し、点数化する。この場合に算出される湿度スコアをＳｈと表記する。環境評価部３１は、例えば、昼間（日昇～日没）の相対湿度が７０～９０％であれば、Ｓｈ＝１（＝１００％）とする。また、環境評価部３１は、７０％から小さい値になるほど、及び９０％から大きい値になるほどＳｈを小さい値とする。

更に、環境評価部３１は、ＣＯ₂濃度の評価を実行し、点数化する。この場合に算出されるＣＯ₂濃度スコアをＳｃと表記する。環境評価部３１は、昼間（日昇～日没）のＣＯ₂濃度が４００ｐｐｍ以上であれば、Ｓｃ＝１（＝１００％）とする。また、環境評価部３１は、ＣＯ₂濃度が４００ｐｐｍより低ければ低いほど、Ｓｃを小さい値とする。

また、環境評価部３１は、成育影響スコアＳを次式（３）に基づいて算出する。なお、次式（３）のａ，ｂ，ｃ，ｄは定数であるものとする。
Ｓ＝（ａ×Ｓｔ＋ｂ）×（ｃ×Ｓｈ＋ｄ） …（３）

なお、ＣＯ₂濃度スコアＳｃは後述するポテンシャル成育量ＤＭｐに反映されるので成育影響スコアＳでは考慮していない。

環境評価部３１は、上記評価結果を表示部９３上に表示する。この場合、一例として、表示部９３には、図８に示すような画面が表示されるものとする。図８の画面には、「温室内気温の評価」の欄に、成育影響スコアＳの平均値（ポイント）が表示され、「時間ごとのスコア変化」のグラフには、成育影響スコアＳの推移が示されている。また、「温室内気温」のグラフには、設定温度と実際の温室内気温の計測結果の推移が示され、「全天日射量（屋内）」のグラフには、全天日射量の計測結果の推移が示されている。更に、「相対湿度」のグラフには、湿度の計測結果の推移と湿度スコアＳｈの値が示され、「ＣＯ₂濃度」のグラフには、ＣＯ₂濃度の設定値、温室内のＣＯ₂濃度の計測結果の推移、及びＣＯ₂濃度スコアＳｃの値が示されている。また、「温室内気温の設定」のグラフには、温室内の気温の設定値が示されている。この「温室内気温の設定」のグラフは、任意の時間帯を選択して、気温の設定値を表示することができる。

次いで、ステップＳ２２では、環境評価部３１が、成育への影響度を評価し、表示する。環境評価部３１は、予想成育量ＤＭｏ（g/m²/d）を、次式（４）から求める。
ＤＭｏ＝ＤＭｐ×Ｓ …（４）

なお、ＤＭｐは、ポテンシャル成育量（g/m²/d）を意味する。ここで、ＤＭｐは、理想的環境（温湿度による抑制がない場合）の成育量を意味し、ＤＭｐ＝光利用効率×受光量で表される。この場合の光利用効率(g／MJ・PAR)は、昼間のＣＯ₂濃度の関数で表される。また、受光量(MJ/m²/d)は、(１－ｅ^-k・LAI)・PARで表される。なお、ｋは吸光係数、ＬＡＩは葉面積指数、ＰＡＲは光合成有効放射(MJ/m²/d)を意味する。なお、ＣＯ₂濃度及びＰＡＲはＣＯ₂センサや日射センサにより計測される値であり、ＬＡＩは葉の大きさと枚数から推定される値である。

環境評価部３１は、上記評価結果を表示部９３上に表示する。この場合、一例として、表示部９３には、図９に示すような画面が表示されるものとする。図９の画面の上段には、前日（８月１７日）における気温スコアＳｔ、湿度スコアＳｈ、ＣＯ₂濃度スコアＳｃ、成育影響スコアＳ、ポテンシャル成育量ＤＭｐ、予想成育量ＤＭｏ、成育ロス（ＤＭｐ－ＤＭｏ）が表示されている。また、図９の中段には、前日（８月１７日）を含む過去の情報（８月４日～８月１７日）についても表示されている。更に、図９の下段には、定植後日数ごとの、成育影響スコアＳ、ポテンシャル成育量ＤＭｐ及び予想成育量ＤＭｏの推移がグラフで示されている。

以上のように、環境評価部３１が図４のステップＳ１８～Ｓ２２の処理を実行することで、作業者は、図８、図９の表示を確認することにより、前日における制御対象機器１８の設定が適切であったかや、トマトの成育が適正であったかを振り返ることが可能である。

次いで、ステップＳ２４では、温室環境予測部３２が、未来の第２の期間（ここでは、当日とする）において、制御対象機器１８の設定を前日と同一の設定としたときの予測温室環境を算出する。

具体的には、図１０に模式化して示すような温室２０内の気温の推移に関して、（１）夜室温Ｔｎ、（２）昼室温Ｔｄ、（３）夜昼移行平均Ｔｍ、（４）昼夜移行平均Ｔｅを算出する。

（１）夜室温Ｔｎの算出
温室環境予測部３２は、夜室温Ｔｎを図１１（ａ）の表に基づいて算出する。

例えば、冬季暖房使用時においては、屋外気温（Ｔout）＜＜屋内目標気温（Ｔin_ref）である。この場合、温室環境予測部３２は、夜室温Ｔｎを加温設定温度Ｔs_h_nightを用いて、
Ｔｎ＝Ｔs_h_night …（５）
と算出する。

また、例えば、夏季冷房使用時は、屋外気温（Ｔout）＞＞屋内目標気温（Ｔin_ref）である。この場合、温室環境予測部３２は、夜室温Ｔｎを冷房設定温度Ｔs_c_nightを用いて、
Ｔｎ＝Ｔs_c_night …（６）

また、例えば、冷暖房不使用で、かつ屋外気温（Ｔout）＜屋内目標気温（Ｔin_ref）である場合には、温室環境予測部３２は、夜室温Ｔｎを換気設定温度Ｔs_v_nightを用いて、
Ｔｎ＝Ｔs_v_night …（７）
と算出する。

また、例えば、冷暖房不使用で、かつ屋外気温（Ｔout）＞屋内目標気温（Ｔin_ref）である場合には、温室環境予測部３２は、夜室温Ｔｎを屋外気温Ｔoutを用いて、
Ｔｎ＝Ｔout …（８）
と算出する。

ここで、温室環境予測部３２は、緯度、経度、月日の情報に基づいて、日出・日入時刻を算出し、算出結果に基づいて、図１０の夜設定維持時間ｍｎ（分）を算出するものとする。

（２）昼室温Ｔｄ
温室環境予測部３２は、昼室温Ｔｄを図１１（ｂ）の表に基づいて算出する。

例えば、日射Ｓｏがあり、屋外気温（Ｔout）＜換気設定気温（Ｔs_v_day）である場合には、温室環境予測部３２は、昼室温Ｔｄを換気設定気温（Ｔs_v_day）を用いて、
Ｔｄ＝Ｔs_v_day …（９）
と算出する。

また、日射Ｓｏがなく、屋外気温（Ｔout）＜換気設定気温（Ｔs_v_day）である場合には、温室環境予測部３２は、次式（１０）のように、昼室温Ｔｄを屋外気温の関数ｆにより算出する。
Ｔｄ＝ｆ（Ｔout） …（１０）

なお、ｆ（Ｔout）は、換気設定温度（Ｔs_v_day）よりも小さいものとする。

また、日射Ｓｏの有無にかかわらず、屋外気温（Ｔout）＞換気設定気温（Ｔs_v_day）である場合には、温室環境予測部３２は、昼室温Ｔｄを屋外気温（Ｔout）を用いて、
Ｔｄ＝Ｔout＋Δ …（１１）
と算出する。

ここで、Δは、情報取得部３０が、ステップＳ１２において取得した施設・機器情報であり、例えば、施設保持熱係数であるものとする。なお、Δとしては、ステップＳ１２において取得した施設・機器情報のいずれかや、施設・機器情報のうちの２つ以上の値から換算される値などを用いることができる。また、Δとしては、過去のデータから経験的に算出したもの（例えば、換気窓全開時の屋内外格差平均値）や、日射と換気速度の関係式から算出したもの（例えば、熱収支式と換気式を組み合わせて求めた推定値）を利用することもできる。

ここで、温室環境予測部３２は、図１０の夜設定維持時間ｍｎ（分）と後述する夜昼移行（朝）時間ｍｍ（分）及び昼夜移行（夕）時間ｍｅ（分）を除外した時間を昼設定維持時間ｍｄとする。

（３）夜昼移行平均Ｔｍの算出
温室環境予測部３２は、夜昼移行平均Ｔｍを次式（１２）から算出する。
Ｔｍ＝（Ｔｄ+Ｔｎ）/２ …（１２）

ここで、温室環境予測部３２は、図１０の夜昼移行（朝）時間ｍｍ（分）を日射及び屋外気温の関数として、算出する。この場合、日射が多い場合にはｍｍに対して日射の影響が大きく反映され、日射が少ない場合にはｍｍに対して屋外気温の影響が大きく反映されるものとする。

（４）昼夜移行平均Ｔｅの算出
温室環境予測部３２は、昼夜移行平均Ｔｅを次式（１３）から算出する。
Ｔｅ＝（Ｔｄ+Ｔｎ）/２ …（１３）

ここで、温室環境予測部３２は、昼夜移行（夕）時間ｍｅ（分）を夜昼移行（朝）時間ｍｍ（分）と同様に算出する。

なお、上記のように算出される各気温を用いることで、日平均気温を次式（１４）より算出することができる。
日平均気温
＝（Ｔｎ・ｍｎ+Ｔｄ・ｍｄ+Ｔｅ・ｍｅ+Ｔｍ・ｍｍ）／１４４０ …（１４）

なお、上記図４のステップＳ２４の予測温室環境の算出が行われた後において、作業者からの求めに応じて、予測した温室環境の情報を表示部９３に表示してもよい。この場合、例えば、図１２に示すような画面を表示することができる。図１２の画面には、時刻ごとの日射量の変化、外気温の変化（予測値）、及び予測室温の変化が示されている。なお、図１２においては、温室内気温（実測値）も表示されているが、予測段階においては、温室内気温の実測値は画面上に表示されないものとする。

なお、本実施形態では、温室環境予測部３２は、気温の推移以外にも、湿度やＣＯ₂濃度の推移についても予測することとする。この場合、機器設定情報としては、図６の項目に加えて、細霧開始湿度、細霧停止湿度、除湿開始湿度、ＣＯ₂施用開始濃度、ＣＯ₂濃度停止濃度等を用いる。

図４に戻り、次のステップＳ２６では、予測環境評価部３４が、予測温室環境を評価し、表示する。

具体的には、予測環境評価部３４は、図１０のように予測した温室２０内の気温の推移について点数化（スコア化）して、評価する。予測環境評価部３４は、点数化の際に、予め定められている気温とスコア（気温スコア）との関係（図７）を参照する。なお、予測環境評価部３４による気温の推移の評価方法は、前述したステップＳ２０の評価方法と同様である。

また、予測環境評価部３４は、湿度スコアＳｈやＣＯ₂濃度スコアＳｃについても、前述したステップＳ２０と同様に評価する。そして、予測環境評価部３４は、成育影響スコアＳを、前述したステップＳ２０と同様、上式（３）に基づいて算出する。

予測環境評価部３４は、上記評価結果を表示部９３上に表示する。この場合、一例として、表示部９３には、図１３に示すような画面が表示されるものとする。図１３の画面には、図８と同様のグラフが表示されるとともに、「機器の設定ボタン」が表示される。

図４に戻り、ステップＳ２８に移行すると、予測環境評価部３４は、環境による成育への影響度を評価する。この場合、予測環境評価部３４は、例えば、ステップＳ２６で算出した成育影響スコアＳを用いて、予想成育量ＤＭｏ（g/m²/d）を上式（４）により算出する。

予測環境評価部３４は、上記評価結果を表示部９３上に表示する。この場合、一例として、表示部９３には、図１３の画面と併せて、図１４に示すような画面が表示されるものとする。図１４の画面には、当日（８月１８日）の予測環境についての気温スコアＳｔ、湿度スコアＳｈ、ＣＯ₂濃度スコアＳｃ、成育影響スコアＳ、ポテンシャル成育量ＤＭｐ、予想成育量ＤＭｏ、成育ロス（ＤＭｐ－ＤＭｏ）が表示されている。

なお、作業者は、図１３、図１４を参照することで、当日において、制御対象機器１８の設定を前日と同一にした場合に、温室２０内が適切な環境になるか否かを確認することができる。

次いで、ステップＳ３０では、温室環境予測部３２が、作業者から機器設定情報の変更が入力されたか否かを判断する。この場合、作業者が図１３の「機器の設定」ボタンの「－」や「＋」の部分を押した場合には、ステップＳ３０の判断が肯定される。一方、作業者が図１３の「機器の設定」ボタンの真ん中（文字「ＳＥＴ」が表示されている部分）を押した場合には、ステップＳ３０の判断が否定される。なお、作業者は、図１３、図１４を確認した結果、当日の温室２０内が適切な環境にならないと判断した場合に、「－」や「＋」の部分を押して、制御対象機器１８の設定気温を変更するものとする。また、作業者は、当日の温室２０内が適切な環境になると判断した場合に、「ＳＥＴ」の部分を押すものとする。

ステップＳ３０の判断が肯定された場合には、温室環境予測部３２は、ステップＳ３２に移行し、機器設定情報を調整（変更）する。この場合、温室環境予測部３２は、作業者が「機器の設定」ボタンのうち「－」の部分を押した場合には、制御対象機器１８の設定温度を例えば１℃だけ下げる。また、温室環境予測部３２は、作業者が「機器の設定」ボタンのうち「＋」の部分を押した場合には、制御対象機器１８の設定温度を例えば１℃だけ上げる。その後は、ステップＳ２４に戻り、制御対象機器１８の設定を変更した上で、予測温室環境の算出（Ｓ２４）、予測温室環境の評価（Ｓ２６）、成育への影響度の評価（Ｓ２８）の処理が実行される。そして、ステップＳ３０の判断が否定されるまで、上述したステップＳ２４～Ｓ３２の処理・判断が繰り返し実行されることになる。

一方、ステップＳ３０の判断が否定された場合、すなわち、作業者が「機器の設定」ボタンのうち「ＳＥＴ」部分を押した場合には、ステップＳ３４に移行する。

次いで、ステップＳ３４に移行すると、機器設定部３６は、機器設定を確定する。すなわち、ステップＳ３０の判断が否定された時点で環境予測に用いられていた制御対象機器１８の設定を、当日の制御対象機器１８の設定として確定する。そして、機器設定部３６は、制御対象機器１８に対して確定した設定を送信（出力）する。以上により図４の全処理が終了する。

なお、本実施形態においては、作業者が、図１３、図１４の画面を参照して、制御対象機器１８の設定温度を上下させ、予測温室環境の評価結果や成育への影響度の評価結果が適切になると判断した場合（作業者が「機器の設定」ボタンのうち「ＳＥＴ」部分を押した場合）に、機器設定部３６が機器設定を確定させる（Ｓ３４）場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、予測温室環境の評価結果や成育への影響度の評価結果が所定の基準を満たすまで、機器設定情報を調整しつつ、ステップＳ２４～Ｓ２８を繰り返し実行することとしてもよい。これにより、自動的に、機器設定を確定させることができる。なお、成育への影響度の評価結果が所定の基準を満たすか否かの判断においては、ＤＭｏが予め定めた範囲内であるか否かや、ＤＭｐ－ＤＭｏ（成育ロス）が予め定めた範囲内であるか否かを判断することができる。

なお、図１３においては、作業者が「機器の設定」ボタンを操作することにより、設定温度を変更できる場合について説明したが、これに限らず、例えば、湿度やＣＯ₂濃度などを変更できるようにしてもよい。この場合、温度、湿度、ＣＯ₂濃度などの変更対象ごとに「機器の設定」ボタンを用意してもよいし、「機器の設定」ボタンを１つだけ用意して、当該ボタンの操作による変更対象（温度、湿度、ＣＯ₂濃度など）を切り替えられるようにしてもよい。

これまでの説明からわかるように、本実施形態では、情報取得部３０と、温室環境予測部３２と、予測環境評価部３４とにより、未来の第２の期間における気象予測データを取得し、取得した気象予測データに基づいて、第２の期間における温室内の環境に関する情報を推定し、推定した温室内の環境を基準（図７）に基づいて評価し、評価結果を出力する処理部としての機能が実現されている。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、環境評価部３１は、温室２０内の前日の環境情報を取得し（Ｓ１８）、予め定められている基準（図７）に基づいて、温室２０内の前日の環境情報を評価して、評価結果を出力する（Ｓ２０、Ｓ２２、図８、図９）。これにより、本実施形態では、前日の温室２０内の環境を評価し、出力するため、作業者は過去の機器設定が適切であったか否かを判断することができる。

また、本実施形態では、環境の評価に用いる基準（図７）が、温室２０内の環境と作物の生育との関係に基づくものである。これにより、温室２０内の環境を作物の生育の観点から評価することが可能である。

また、温室環境予測部３２は、気象予測データや、制御対象機器１８の設定情報に基づいて、当日において制御対象機器１８の設定を前日と同一にしたときの温室２０内の環境情報を推定する（Ｓ２４）。更に、予測環境評価部３４は、推定した温室２０内の当日の環境情報を、基準（図７）に基づいて評価し、評価結果を出力する（Ｓ２６、Ｓ２８、図１３、図１４）。これにより、本実施形態では、当日において、前日と同様に制御対象機器１８を制御した場合の温室２０内の環境の推移を推定し、推定した環境を評価し、出力するので、作業者は、当日において前日と同様に制御対象機器１８を制御した場合に、適切な環境制御ができるか否かを判断することができる。この場合、作業者は、前日の環境評価結果と、当日の予測環境の評価結果とを比較することで、当日の予測環境が適切か否かを容易に判断することができる。

また、本実施形態によると、予測環境評価部３４は、当日に、制御対象機器１８の設定を前日とは異なる設定としたときの温室２０内の環境を推定し、推定した温室２０内の環境を評価し、評価結果を出力する。これにより、作業者は、当日において制御対象機器１８の制御を前日とは異ならせた場合に、適切な環境制御ができるか否かを確認することができる。

また、本実施形態によると、温室環境予測部３２は、作業者による制御対象機器１８の設定変更の入力を受け付けるので、作業者は、自己が入力した設定内容で制御対象機器１８を制御した場合に、適切な環境制御ができるか否かを確認することができる。

また、本実施形態では、予測環境評価部３４は、過去及び未来における温室２０内の気温推移の評価結果に基づいて、温室２０内で栽培するトマトの成育に対する、温室２０内の気温による影響度（予測成育量：ＤＭｏ）を算出し、出力する。これにより、作業者は、温室２０内の気温推移がトマトの成育に与える影響を考慮して、温室２０内の制御対象機器１８の設定が適切か否かを判断することができる。

また、本実施形態では、環境評価部３１は、温室２０内の気温、湿度、ＣＯ₂濃度を評価し、評価結果を用いて、成育影響スコアＳを算出する（Ｓ５４）。これにより、気温、湿度、ＣＯ₂濃度に基づいて、成育影響スコアＳとして適切な値を算出することができる。

なお、上記実施形態では、図４の処理において、ステップＳ２２、Ｓ２８を実行する場合について説明したが、必ずしもステップＳ２２、Ｓ２８を実行しなくてもよい。また、ステップＳ２０、Ｓ２２の処理と、ステップＳ２４～Ｓ３４の処理の実施順を逆にしてもよい。

なお、上記実施形態においては、制御対象機器１８の当日の設定を前日と同一にした場合と、設定気温を前日よりも所定温度上げた場合と、設定気温を前日よりも所定温度下げた場合と、について、予測環境の算出、評価を自動的に行うこととしてもよい。作業者は、これらの評価結果を見比べることにより、制御対象機器１８の適切な設定を選択することができる。また、制御装置１０（機器設定部３６）は、これらの評価結果を比較して、最も良い（スコアが高い）設定を当日の制御対象機器１８の設定として確定することができる。

なお、上記実施形態では、図４のステップＳ２４を最初に実行する際に、制御対象機器１８の当日の設定を前日と同一の設定にする場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、図４のステップＳ２４を最初に実行する際には、制御対象機器１８の当日の設定を、所定の設定（例えば、デフォルト値や、作業者が設定した値）としてもよい。

なお、上記実施形態では、環境評価として、気温、ＣＯ₂濃度、湿度の推移を評価するものとしたが、これに限らず、気温、ＣＯ₂濃度、湿度の推移の少なくとも１つを評価することとしてもよい。

（変形例）
なお、上記実施形態では、図８において、「時間ごとのスコア変化」のグラフに、１日における成育影響スコアＳの推移を表示する場合について説明したが、これに加えて、より長期間における成育影響スコアＳの推移を表示することとしてもよい。例えば、図１５に示すように、１日（第１の期間）における成育影響スコアＳの推移と併せて、栽培期間全体（第２の期間）の成育影響スコアＳの推移を比較可能な状態で表示することで、栽培現場へのデータのフィードバックを行うようにしてもよい。

ここで、図１５の左側の折れ線グラフは、ある１日（例えば前日）の成育影響スコアＳを５分ごとに評価した結果を示すものである。また、図１５の左側の円グラフは、ある１日（前日）における５分ごとの気温Ｔが、各温度区分（図７で説明した、Ｔ＜６℃、６℃≦Ｔ＜１２℃、１２℃≦Ｔ＜２８℃、２８℃≦Ｔ＜４０℃、Ｔ≧４０℃）に属する割合を示したものである。なお、図７においては、温度区分「１２℃≦Ｔ＜２８℃」が、気温スコアＳｔ＝１００（％）であるため、当該温度区分が最適な温度区分であるといえる。図１５の左側のグラフで示す例では、１日のうちの約６０％が最適な温度区分に含まれていたことがわかる。

一方、図１５の右側の折れ線グラフは、栽培期間に含まれる各日において成育影響スコアＳを５分ごとに算出し、その成育影響スコアＳの各日の平均値の変化を示したグラフである。また、図１５の右側の円グラフは、栽培期間中の各日における５分ごとの気温が、上述した温度区分それぞれに属する割合を示したものである。図１５の右側のグラフで示す例では、栽培期間のうちの９０～９５％程度の気温が最適な温度区分に含まれていたことがわかる。

このように、図１５に示すようなデータを表示することで、栽培現場の作業者は、前日における温室内の環境制御が適切であったかを確認できるとともに、栽培期間全体における環境制御が適切であったか、前日における環境制御が栽培期間全体と比べて適切であったかなどを確認することができる。例えば、図１５の左側円グラフのように約４０％が最適な温度区分に含まれていない日があったとしても、図１５の右側のグラフのように９０～９５％で最適範囲の温度区分に含まれている場合には生育への影響は大きくないことが判断できる。

なお、図１５の例では、前日の成育影響スコアＳの変化と、栽培期間全体の成育影響スコアＳの変化とを比較可能な状態で表示する場合について説明したが、これに限らず、表示する期間の組み合わせは、種々変更することが可能である。この場合、作業者が表示する期間を選択できるようにしてもよい。また、表示する期間は、３以上あってもよい。また、成育影響スコアＳの変化に限らず、気温スコアＳｔ、湿度スコアＳｈ、ＣＯ₂濃度スコアＳｃの複数期間における変化を比較可能な状態で表示してもよい。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記憶媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記憶媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記憶媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０制御装置（温室内環境評価装置）
１８制御対象機器（環境調整設備）
３０情報取得部（取得部）
３１環境評価部（評価部）

Claims

過去の第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を取得し、
環境に関する情報を複数の所定値それぞれに維持した環境ごとに所定の品種の作物を栽培した結果得られた、前記複数の所定値それぞれに対応する生育の評価結果と、前記複数の所定値との関係に基づいて生成された、前記環境に関する情報を評価するための基準を取得し、
取得した前記第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、評価結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする温室内環境評価プログラム。
未来の第２の期間の各時点における気象予測データを取得し、
取得した前記気象予測データに基づいて、前記第２の期間の間、環境調整設備の設定を所定の設定としたときの前記第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を推定し、
推定した前記第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、前記第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、評価結果を出力する、
処理をコンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項１に記載の温室内環境評価プログラム。
前記環境に関する情報を取得する処理において、複数種類の環境に関する情報を取得し、
前記基準を取得する処理において、前記複数種類の環境に関する情報それぞれを評価するための複数の基準を取得し、
前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価する際に、取得した前記複数種類の環境に関する情報それぞれを、対応する前記基準に当てはめることにより、前記複数種類の環境に関する情報それぞれを評価し、当該評価結果と、予め定められている式とに基づいて、前記温室内の環境が前記温室内で栽培する作物の成育へ与えた影響を示す値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の温室内環境評価プログラム。
前記推定する処理において、複数種類の環境に関する情報を推定し、
前記基準を取得する処理において、前記複数種類の環境に関する情報それぞれを評価するための複数の基準を取得し、
前記第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価する際に、推定した前記複数種類の環境に関する情報それぞれを、対応する前記基準に当てはめることにより、前記複数種類の環境に関する情報それぞれを評価し、当該評価結果と、予め定められている式とに基づいて、前記第２の期間において前記環境調整設備の設定を前記所定の設定としたときに前記温室内の環境が前記温室内で栽培する作物の成育へ与える影響を示す値を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の温室内環境評価プログラム。
前記所定の設定は、前記第１の期間における前記環境調整設備の設定と同一の設定である、ことを特徴とする請求項２又は４に記載の温室内環境評価プログラム。
前記所定の設定は、前記第１の期間における前記環境調整設備の設定と異なる設定である、ことを特徴とする請求項２又は４に記載の温室内環境評価プログラム。
前記第２の期間における前記環境調整設備の設定情報の入力を受け付ける、処理をコンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項６に記載の温室内環境評価プログラム。
前記環境に関する情報は、温度、湿度、二酸化炭素濃度のいずれかである、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の温室内環境評価プログラム。
前記第２の期間における前記環境調整設備の設定を異ならせつつ、前記第２の期間において前記温室内の環境が前記温室内で栽培する作物の成育へ与える影響を示す値を算出する処理を繰り返し、
繰り返し算出された前記値に基づいて、前記第２の期間における前記環境調整設備の設定情報を決定する、処理を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項２又は４に記載の温室内環境評価プログラム。
過去の第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報と、過去の第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報と、を取得し、
環境に関する情報を複数の所定値それぞれに維持した環境ごとに所定の品種の作物を栽培した結果得られた、前記複数の所定値それぞれに対応する生育の評価結果と、前記複数の所定値との関係に基づいて生成された、前記環境に関する情報を評価するための基準を取得し、
取得した前記第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価するとともに、取得した前記第２の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第２の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、前記第１の期間の評価結果と、前記第２の期間の評価結果を比較可能な状態で出力する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする温室内環境評価プログラム。
環境に関する情報を複数の所定値それぞれに維持した環境ごとに所定の品種の作物を栽培して、前記複数の所定値それぞれに対応する生育の評価結果を取得し、
前記生育の評価結果と前記複数の所定値との関係に基づいて、前記環境に関する情報を評価するための基準を生成し、
過去の第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を取得し、
取得した前記第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、評価結果を出力する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする温室内環境評価方法。
過去の第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を取得する第１取得部と、
環境に関する情報を複数の所定値それぞれに維持した環境ごとに所定の品種の作物を栽培した結果得られた、前記複数の所定値それぞれに対応する生育の評価結果と、前記複数の所定値との関係に基づいて生成された、前記環境に関する情報を評価するための基準を取得する第２取得部と、
取得した前記第１の期間の各時点における温室内の環境に関する情報を前記基準にあてはめることにより、取得した前記第１の期間の各時点における前記温室内の環境に関する情報を評価し、評価結果を出力する評価部と、
を備える温室内環境評価装置。