WO2022044801A1 - 制御システム、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

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WO2022044801A1
WO2022044801A1 PCT/JP2021/029593 JP2021029593W WO2022044801A1 WO 2022044801 A1 WO2022044801 A1 WO 2022044801A1 JP 2021029593 W JP2021029593 W JP 2021029593W WO 2022044801 A1 WO2022044801 A1 WO 2022044801A1
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ventilation
infectious
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supply device
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勝彦 平松
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a control system that controls various devices for suppressing infection of an infectious object.
  • Patent Document 1 discloses a system for monitoring the implementation of hand disinfection of a subject belonging to a predetermined facility such as a hospital.
  • the control system includes a ventilation device that exchanges indoor gas including an infectious object with outdoor gas to discharge and remove the infectious object, and the infectious object in the room.
  • the control device comprises a supply device that supplies an inactivating substance that inactivates an object and inactivates and removes the infectious object, and a control device that controls the ventilation device and the supply device.
  • control method includes a ventilation device that exchanges indoor gas containing an infectious object with outdoor gas to discharge and remove the infectious object, and the infection in the room. It is a control method that controls a supply device that supplies an inactivating substance that inactivates a sex object and inactivates and removes the infectious object, and when the removal capacity by the ventilation device is increased.
  • one aspect of the present disclosure can be realized as a program for causing a computer to execute the above control method.
  • it can be realized as a computer-readable non-temporary recording medium in which the program is stored.
  • FIG. 1 is an overview diagram showing a usage example of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an operation example including the first operation of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 3B is a flowchart showing an operation example including the second operation of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a second diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the amount of proliferation in major viruses.
  • FIG. 7 is a first graph showing the transition of the infection probability with respect to the elapsed time.
  • FIG. 7 is a first graph showing the transition of the infection probability with respect to the elapsed time.
  • FIG. 8 is a second graph showing the transition of the infection probability with respect to the elapsed time.
  • FIG. 9 is a third diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the ventilation volume.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a control device incorporating the reservation management device according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an operation relating to a proposal of a method of using the indoor use reservation management system according to the embodiment.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, substantially the same configuration is designated by the same reference numeral, and duplicate description will be omitted or simplified.
  • FIG. 1 is an overview diagram showing a usage example of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 1 shows a room 98 in which each device related to the control system 500 is installed.
  • the indoor 98 here means a space configured semi-sealed by a plurality of walls, floors, and ceilings, and fittings and the like that can open and close the inside and outside of the room 98. Therefore, the room 98 may be the inner space of one room as shown in FIG. 1, or may be, for example, the inner space of the entire building composed of a plurality of rooms.
  • the control system 500 includes a ventilation device 110, a supply device 120, and a control device 100.
  • the ventilation device 110 is a device that exchanges the gas in the indoor 98 with the gas in the outdoor 97 (see FIG. 2 described later). That is, the ventilation device 110 is a device for ventilating. In the present embodiment, the ventilation device 110 is a device installed on the ceiling of the room 98 and sucking the gas in the room 98. The gas in the room 98 may contain an infectious object.
  • infectious objects classified into, for example, particles such as bacteria, viruses, nucleic acids, and proteins. Of these, some types are transmitted from person to person, so suppression of infection is required.
  • FIG. 1 in a situation where a plurality of people 99 talk in the same room 98, an infectious object infected with one person 99 is transmitted to the other person 99 through a space.
  • the possibility of infection increases, such as by scattering to.
  • the person 99 infected with the infectious object does not take sufficient measures due to unawareness or the like, an explosive spread of infection may occur.
  • the ventilator 110 blows the gas in the indoor 98 to the outdoor 97 by a blower or the like, and at the same time, introduces the gas in the outdoor 97 into the indoor 98 to exchange the gas.
  • a so-called type 3 ventilation system in which the gas in the indoor 98 is only blown to the outdoor 97, and the indoor 98, which has become negative pressure, naturally sucks the gas in the outdoor 97 to exchange the gas.
  • An example of is shown.
  • the contents of the present disclosure are not particularly limited in the ventilation method including the first-class ventilation method and the second-class ventilation method, and the configuration of the device related to ventilation. Therefore, any ventilation device may be used as long as the gas is exchanged between the indoor 98 and the outdoor 97.
  • the supply device 120 is a device that is placed on the floor of the room 98 and supplies the inactivating substance that inactivates the infectious object to the room 98.
  • the inactivating substances include, for example, alcohols such as ethanol, which have an inactivating effect by disrupting the cell membrane structure of bacteria and denaturing the polymer structure, inverted soap such as benzalkonium chloride, and the following. It is a substance such as chloric acid.
  • the supply device 120 volatilizes the hypochlorite water obtained by, for example, electrolyzing the saline solution with a blower, a water absorption filter, or the like, and sprays it in the space of the room 98 as the above-mentioned inactivating substance.
  • the sprayed hypochlorous acid comes into contact with the infectious object existing in the space, disrupts the structure of the cell membrane, the outer shell protein, etc., and denatures the nucleic acid, the enzyme protein, etc., thereby infecting the infectious object. It loses its function (inactivates). In this way, removing the infectious object in the active state from the room 98 by inactivating the infectious object in the active state is called inactivation removal.
  • the supply device 120 is not limited to the above configuration.
  • the supply device 120 can achieve the same effect even if the supply device 120 is configured to suck the gas in the room 98 into the main body, forcibly bring it into contact with the inactivating substance, and then release the sucked gas.
  • "supplying the inactivating substance to the room 98" means a configuration in which the inactivating substance is brought into contact with at least the gas in the room 98. That is, the supply of the inactivating substance by the supply device 120 is a concept including bringing the inactivating substance into contact with at least the gas in the room 98.
  • the supply device 120 brings the inactivating substance into contact with the gas in the room 98 by spraying the inactivating substance, and at the same time, the wall portion, the floor portion, and the object such as furniture or home appliances in the room 98.
  • the structure is such that the inactivating substance is brought into contact with the infectious object adhering to the furniture. Therefore, the effect of suppressing the infection of a higher infectious object can be obtained with respect to the configuration of the above-mentioned example in which the inactivating substance is brought into contact with only the gas in the room 98.
  • the control device 100 is a device that controls the ventilation device 110 and the supply device 120 to switch between these modes of operation and appropriately perform discharge removal and inactivation removal.
  • the control device 100 controls these devices by, for example, wirelessly communicating with the ventilation device 110 and the supply device 120.
  • the control device 100 is, for example, a device installed on a wall portion and having an operation panel.
  • the control device 100 has a built-in processor and a storage device.
  • the control device 100 controls the ventilation device 110 and the supply device 120 by a predetermined control algorithm by executing a program stored in the storage device by a processor. The details of the predetermined control algorithm will be described later.
  • the operation panel of the control device 100 is, for example, a device that accepts the input of the person 99 in the room 98. This input is used, for example, to input some modifiable parameters to an algorithm for controlling the ventilator 110 and the supply device 120.
  • control device 100 does not have to be a single device as described above.
  • the control device 100 may be built in either the ventilation device 110 or the supply device 120, or may be constructed in a place away from the room 98 by a cloud server, an edge server, or the like.
  • the ventilation device 110 and the supply device 120 and the control device 100 may be communicably connected via a wide area communication network such as the Internet or a local communication network in a building.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the control system according to the embodiment.
  • the control device 100 includes a control unit 101, a first acquisition unit 102, a second acquisition unit 103, and an infection probability estimation unit 104.
  • the control unit 101 is a functional unit that controls the ventilation device 110 and the supply device 120.
  • the control unit 101 is realized by executing a program for performing a predetermined process using a processor and a storage device.
  • the control unit 101 determines the ability of the ventilation device 110 to remove the infectious object according to a predetermined control algorithm.
  • the removal ability here means the amount of the infectious object removed by the discharge removal.
  • infectious objects floating in gas are targeted, and the amount of removal is the dispersibility of infectious objects in gas and the amount of gas emissions (that is, ventilation volume).
  • the amount removed is simply an amount that is directly proportional to the amount of ventilation.
  • the ventilation volume means the amount of gas exchanged between the indoor 98 and the outdoor 97 per unit time.
  • control device 100 generates a control signal for designating the ventilation volume by the ventilation device 110 and transmits it to the ventilation device 110.
  • the ventilation device 110 receives the control signal and operates according to the control signal.
  • control unit 101 determines the ability of the supply device 120 to remove the infectious object according to a predetermined control algorithm.
  • the removal ability here means the amount of infectious object removed by inactivation removal.
  • infectious objects floating in the gas and infectious objects adhering to the object are targeted, and the amount of removal is the dispersibility of the inactivating substance in the gas and the dispersibility of the infectious substance in the gas.
  • the supply amount of inactivating substances it depends on various conditions related to the reaction such as the contact rate between the infectious object and the inactivating substance in the space, and the reaction rate of each reaction until inactivation after contact. ..
  • the removal amount is simply directly proportional to the supply amount (spraying amount) of the inactivating substance.
  • the amount to do is simply directly proportional to the supply amount (spraying amount) of the inactivating substance. The amount to do.
  • the above assumptions are followed for the sake of simplification of the calculation, but for example, the calculation considering the dispersion rate of the inactivated substance, the installation position of the supply device 120, various conditions related to the reaction, etc. is further carried out. It may be done.
  • control device 100 generates a control signal that specifies the supply amount of the inactivated substance by the supply device 120, and transmits the control signal to the supply device 120.
  • the supply device 120 receives the control signal and operates according to the control signal.
  • the first acquisition unit 102 is a communication module for acquiring the CO 2 concentration in the space of the room 98 from the CO 2 sensor 141 which is a detector for detecting the CO 2 concentration in the space of the room 98.
  • the first acquisition unit 102 is communicably connected to the CO 2 sensor 141. Since the acquired CO 2 concentration in space in the room 98 is used in one operation of a predetermined control algorithm described later, it will be described later together with a description of the predetermined control algorithm.
  • the second acquisition unit 103 is a communication module for acquiring information on the presence / absence of a person in the room 98 from the presence / absence sensor 142 which is a detector for detecting the presence / absence of a person in the room 98.
  • the second acquisition unit 103 is communicably connected to the presence / absence sensor 142. Since the acquired information on the presence / absence of a person in the room 98 is used in one operation of a predetermined control algorithm described later, it will be described later together with a description of the predetermined control algorithm.
  • the infection probability estimation unit 104 is a functional unit for calculating the infection probability of an infectious object to human 99 based on the estimation.
  • the infection probability estimation unit 104 is realized by executing a program for performing a predetermined process using a processor and a memory.
  • the infection probability estimation unit 104 receives, for example, various parameters input to the operation panel or the like and contributes to the estimation, and calculates the infection probability of the person 99 in the room 98 to the infectious object by the calculation using the parameters. .. Since the calculated infection probability is used in one operation of the predetermined control algorithm described later, it will be described together with the description of the predetermined control algorithm.
  • Control algorithm a predetermined control algorithm for controlling the ventilation device 110 and the supply device 120 by the control device 100 according to the present embodiment will be described.
  • the balance between the operating amounts of the ventilation device 110 and the supply device 120 for achieving a constant removal ability while maintaining a constant ability to remove the infectious object also referred to as a removal ability). Is changed as needed. In this way, it is possible to more effectively control the transmission of infectious objects to humans.
  • the control algorithm described above is used to determine the respective operating amounts of the ventilator 110 and the supply device 120.
  • t indicates the elapsed time [h]
  • C (t) indicates the concentration [mg / m 3 ] of the infectious object in the room 98 at time t
  • Co is , Indicates the concentration [mg / m 3 ] of the infectious object in the outdoor 97
  • V indicates the volume [m 3 ] of the indoor 98.
  • Co is infinitely diluted and has a constant value even if the infectious object is discharged from the room 98.
  • the removal ability by the ventilation device 110 is considered to be the amount of change in the concentration of the infectious object with respect to the elapsed time.
  • Q indicates the amount of gas exchanged per unit time (here, 1 hour), that is, the ventilation volume [m 3 / h]. Therefore, Q ⁇ t / V in the above equation (4) indicates the ventilation rate in the space of volume V.
  • the removal capacity by the supply device 120 can be considered as the accumulated amount of some infectious objects inactivated by the inactivated substance sprayed within the elapsed time. To put it the other way around, this is the value obtained by multiplying the concentration of the infectious object in the original active state by the elapsed time as the ratio of the infectious object in the active state remaining by partial inactivation every unit time. It is formulated. That is, the residual ratio X 2 (t), which is the inside out of the removal capacity of the supply device 120, is expressed by the following equation (5).
  • ⁇ indicates the residual rate of the infectious object per unit time.
  • ⁇ is a numerical value larger than 0 and smaller than 1 (0 ⁇ ⁇ 1).
  • ⁇ is 0.464. That is, under the conditions shown in the above example, it can be seen that 53.6% of the infectious substances are inactivated and removed per unit time by the inactivating substance.
  • the residual rate X 1 (t) and the residual rate X 2 (t) are due to the removal of the infectious object, which are performed by independent effects. Therefore, when the ventilation device 110 and the supply device 120 are operated at the same time, the total ability to remove the infectious object is as the residual rate X t (t) of the infectious object as shown in the following equation (6). Become.
  • the control device 100 increases the removal capacity of one of the ventilation device 110 and the supply device 120 according to the above formula (8), the control device 100 reduces the removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120 by the other. Control to perform at least one of the operation and the second operation of increasing the removal efficiency of the ventilation device 110 and the supply device 120 when the removal efficiency of one of the ventilation device 110 and the supply device 120 is reduced.
  • the mode (first mode) can be executed.
  • control device 100 monotonically controls the above-mentioned mode and each device so as to operate with a constant removal capacity (an example of the second mode), or one of the devices has a constant removal capacity. It can also be combined with a mode (an example of the second mode) that is monotonically controlled so as to operate in.
  • a mode an example of the second mode
  • the removal capacity of the other device is maintained constant even if the removal capacity of one device increases, and the removal capacity of the other device decreases. Only when this is done, a certain removal capacity may be maintained according to the above formula (8). That is, even in the second mode, the operation according to the above equation (8) may be controlled.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an operation example including the first operation of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 3B is a flowchart showing an operation example including the second operation of the control system according to the embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B there is a difference in the operation in the steps related to the first operation and the second operation, and the same operation is performed in the other steps. Therefore, in the following description, the description will be omitted by assigning the same reference numerals to the steps of the overlapping operations.
  • the first mode is first implemented.
  • the control when the removal capacity of one of the ventilation device 110 and the supply device 120 decreases, the control is performed to increase the removal capacity of the other.
  • the control device 100 when controlling the ventilation device 110 and the supply device 120, it may be necessary to reduce the removal capacity of one device by, for example, another control factor. That is, the control device 100 controls the operation of the one device to determine whether or not the removal capacity is reduced (step S101). When the control device 100 determines that the removal capacity is reduced by controlling the operation of one device (Yes in step S101), the removal capacity reduced by one device is increased by increasing the removal capacity of the other device.
  • step S102 Each device is controlled so as to compensate for the above (step S102). After that, the control device 100 determines whether or not to terminate the first mode (step S103). Further, when the control device 100 controls the operation of one device and determines that the removal capacity is not reduced (No in step S101), the control device 100 skips step S102 and executes the process of step S103.
  • the end condition of the first mode differs depending on the control algorithm realized by the control system 500. For example, the process of changing the control capability a predetermined number of times is performed, and the first mode is continued for a predetermined period. , And the input related to the mode switching is performed on the operation panel.
  • control device 100 determines that the end condition is not achieved and the first mode is not terminated (No in step S103).
  • the control device 100 returns to step S101 and continuously executes the first mode.
  • the control device 100 determines that the termination condition is achieved and the first mode is terminated (Yes in step S103)
  • the control device 100 controls the ventilation device 110 and the supply device 120 to switch to the second mode (Yes).
  • Step S104 In the second mode, as described above, each device is monotonically controlled to operate with a constant removal capacity, or one of the devices is monotonically controlled to operate with a constant removal capacity. Implement control.
  • control device 100 determines whether or not to terminate the second mode (step S105).
  • the conditions for terminating the second mode differ depending on the control algorithm implemented by the control system 500, and for example, the second mode has been continued for a predetermined period of time, and the input regarding the mode switching to the operation panel is input. It can be mentioned.
  • control device 100 determines that the end condition is not achieved and the second mode is not terminated (No in step S105).
  • the control device 100 repeats step S105 and continues the second mode until the end condition is achieved. Execute.
  • the control device 100 determines that the termination condition is achieved and the second mode is terminated (Yes in step S105)
  • the control device 100 controls the ventilation device 110 and the supply device 120 to switch to the first mode (Yes). Step S106). After that, the control device 100 returns to step S101 and repeats the above operation in the first mode again.
  • the operation example including the second operation is different from the operation example including the first operation in that the increase / decrease of the removal capacity in the first mode is reversed.
  • the control device 100 of this operation example controls the operation of the one device to determine whether or not to increase the removal capacity (step S201). .. Further, when it is determined that the control device 100 of this operation example controls the operation of one device to increase the removal capacity (Yes in step S201), the control device 100 reduces the removal capacity of the other device to increase the removal capacity of one of the devices. Each device is controlled so as to cut (labor saving) the amount of removal capacity corresponding to the increased removal capacity of the device (step S202).
  • a first mode for carrying out a first step including a plurality of steps including steps S101 to S103, and for example, a second step for carrying out a second step including step S105 are carried out.
  • Mode is switched and executed.
  • each mode is selectively executed in order to carry out appropriate control of each device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • FIG. 4 shows the removal capacity of each device in chronological order.
  • the control mode of each device is switched at the elapsed time t 1 and t 2 .
  • the removal capacity by the ventilation device 110 is increased at the elapsed time t1 .
  • the removal capacity by the supply device 120 is reduced corresponding to the second operation.
  • the control device 100 increases the ventilation volume of the ventilation device 110 triggered by a predetermined time in the day. As a result, ventilation is performed at least once in a day, and infectious objects are removed.
  • the above control mode is continued during the period from the elapsed time t 1 to the elapsed time t 2 , and the removal capacity by the supply device 120 is increased at the elapsed time t 2 .
  • the removal capacity by the ventilation device 110 is reduced corresponding to the first operation.
  • the control device 100 continues to remove the infectious object predominantly in the ventilator 110 for a predetermined period (t 1 to t 2 ), and then continues to remove the infectious object predominantly in the supply device 120. implement.
  • the ventilation volume of the ventilation device 110 is reduced.
  • the inactivating substance can be sprayed by the supply device 120 while suppressing the discharge from the system due to ventilation.
  • the first mode including the first operation is continuously carried out.
  • FIG. 4 shows a higher ability to remove inactivated substances during the period from the elapsed time t 0 to the elapsed time t 1.
  • a person 99 operates the operation panel before the elapsed time t 1 . This is because the ability to remove inactivated substances was increased by manual operations such as. Therefore, before the elapsed time t1, the second mode in which each device is independently controlled is implemented.
  • the order in which the first mode and the second mode are carried out is not limited to the examples described in FIGS. 3A and 3B, and for example, the first mode is executed after the second mode is executed.
  • the mode may be executed.
  • the control of the supply device 120 is changed according to the control change of the ventilation device 110 as shown in the following equation (10).
  • ⁇ 1 indicates the residual rate of the infectious object per unit time after the change at the elapsed time t 1
  • Q 1 indicates the ventilation after the change at the elapsed time t 1 .
  • the amount [m 3 / h] is shown.
  • the ventilation device 110 is controlled and changed as shown in the following equation (11) as the control of the supply device 120 is changed.
  • ⁇ 2 indicates the residual rate of the infectious object per unit time after the change at the elapsed time t 2
  • Q 2 indicates the ventilation after the change at the elapsed time t 2 .
  • the amount [m 3 / h] is shown.
  • FIG. 5 is a second diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • the CO 2 concentration acquired from the CO 2 sensor 141 is shown in chronological order.
  • an example will be described in which the ventilation volume in the ventilation device 110 is changed depending on the CO 2 concentration in the space, and the inactivating substance is sprayed by the supply device 120 accordingly.
  • the ventilator 110 is controlled so that the CO 2 concentration is maintained at an appropriate value.
  • the appropriate CO 2 concentration is, for example, preferably less than about 1000 ppm when the indoor 98 is used for a conference or the like. Therefore, in this operation example, the CO 2 concentration detected by the CO 2 sensor 141 is controlled so as to be lower than the CO 2 threshold value based on, for example, 1000 ppm.
  • the operation amount of the supply device 120 controlled at the same time is operated so as to maintain the above equation (8) and the above equation (9) above a certain level.
  • each device is controlled in the second mode.
  • the control device 100 increases the ventilation volume by the ventilation device 110.
  • the CO 2 concentration in the room 98 starts to decrease due to ventilation.
  • the control device 100 reduces the ventilation volume by the ventilation device 110.
  • the removal capacity of the ventilator 110 arbitrarily set in the period from the elapsed time t 0 to t 1 is increased in the period from the elapsed time t 1 to t 2 , and is increased from the elapsed time t 2 . It will be less than that in the later period.
  • the removal capacity by the supply device 120 is kept constant in this example, but the removal capacity may be reduced from the viewpoint of energy saving.
  • two patterns of control are performed according to the removal capacity of the ventilation device 110.
  • the removal capacity by the ventilator 110 after the elapsed time t 2 decreases with respect to the removal capacity from the elapsed time t 0 to t 1 , the decrease is shown in the figure.
  • the removal capacity by the supply device 120 is increased so as to supplement the removal capacity of the above.
  • the removal capacity by the ventilation device 110 after the elapsed time t 2 is equal to or increased with respect to the removal capacity from the elapsed time t 0 to t 1 , the supply is performed.
  • the removal capacity of the device 120 is maintained (or may be reduced).
  • each device is controlled according to the following equation (12) and the following equation (13).
  • the upper limit of the removal capacity of the ventilation device 110 is determined by the maximum value of the ventilation volume of the ventilation device 110. That is, in order to realize the total removal capacity, it is necessary to consider the maximum value and the minimum value of the removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120, respectively.
  • the maximum value of the removal capacity by the ventilation device 110 corresponds to the minimum value of the removal capacity by the supply device 120.
  • the Q / V term becomes the maximum when the ⁇ ln ⁇ term is the minimum.
  • V is a constant positive numerical value, so when the Q / V term is maximum, Q is the maximum value. Due to its nature, ⁇ takes a value within the range of 0 ⁇ ⁇ 1. Therefore, -ln ⁇ becomes the minimum value when ⁇ is the maximum value. That is, when Q becomes the maximum value Q max , ⁇ takes the maximum value ⁇ max . Therefore, the following equation (14) is obtained.
  • the upper limit of the removal capacity by the supply device 120 is determined by the maximum value of the supply amount of the inactivated substance of the supply device 120. Similar to the above, if the maximum and minimum values of the removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120 are taken into consideration, the maximum value of the removal capacity of the supply device 120 becomes the minimum value of the removal capacity of the ventilation device 110. It corresponds.
  • the Q / V term becomes the minimum when the ⁇ ln ⁇ term is the maximum.
  • Q becomes the minimum value.
  • -ln ⁇ becomes the maximum value when ⁇ is the minimum value. That is, when Q becomes the minimum value Q min , ⁇ takes the minimum value ⁇ min . Therefore, the following equation (15) is obtained.
  • Non-Patent Document 1 It is also possible to estimate the probability of infection of an infectious object to human 99 from numerical values such as the CO 2 concentration in the room 98. If the CO 2 threshold is set based on this estimation, the estimated infection probability can be suppressed to a certain level. Specifically, the following formula (16) disclosed in Non-Patent Document 1 is applied to the contents of the present application.
  • P indicates the infection probability of the infectious substance estimated from the CO 2 concentration
  • I indicates the number of infected persons infected with the infectious object
  • q indicates the number of infected persons.
  • the amount of new infectious substance generated per unit time such as the amount of virus growth [/ h] is shown
  • C g is the CO 2 concentration [ppm] in the room 98
  • C go is the outdoor.
  • the CO 2 concentration [ppm] of 97 is shown
  • Ca indicates the ratio of the amount of CO 2 to the exhaled breath of the person 99
  • n indicates the number of people 99 present in the room 98.
  • the elapsed time indicated by t can be regarded as the staying time of the person 99 in the room 98 in which the infectious object floats, that is, the exposure time of the person 99 to the infectious object. Can be caught.
  • FIG. 6 is a diagram showing the amount of proliferation in major viruses.
  • the name of the infectious disease related to the infection of a major virus and the amount of proliferation of the virus involved in the infectious disease are shown in association with each other.
  • FIG. 7 is a first graph showing the transition of the infection probability with respect to the elapsed time.
  • FIG. 7 shows, as an example, the result of calculating the relationship between the elapsed time and the infection probability in a room 97 in which eight people 99 including one SARS-CoV-2 infected person are present.
  • a CO 2 threshold value of 825 ppm may be set.
  • p indicates the respiratory volume of human 99.
  • the elapsed time indicated by t can be regarded as the staying time of the person 99 in the room 98 in which the infectious object floats, that is, the exposure time of the person 99 to the infectious object. Can be caught.
  • FIG. 8 is a second graph showing the transition of the infection probability with respect to the elapsed time.
  • FIG. 8 shows, as an example, the result of calculating the relationship between the elapsed time and the infection probability in a room in which one person 99 who is infected with SARS-CoV-2 is present, as in FIG. 7 above. ing.
  • the calculation of the relationship between the elapsed time and the infection probability in FIG. 8 assumes, for example, a case where the person 99 in a conference or the like spends a rest in the room 98 (in this case, the conference room or the like). It is done. Therefore, p here adopts 0.3 [m 3 / h] as the general respiration volume of the person 99 at rest.
  • the ventilation volume of less than 600 [m 3 / h] is not enough, and 900 [m 3 / h]. It turns out that the above ventilation volume is sufficient. Therefore, if the ventilation device 110 is controlled with a ventilation volume of 900 [m 3 / h] or more, the infection probability can be suppressed to 0.5% or less by using it for one hour.
  • the ventilation device 110 changes the ventilation volume so as to be equal to or higher than a threshold value set according to the infection probability estimated in advance, and thereafter, for example, is controlled to be constant.
  • the supply device 120 changes the supply amount of the inactivating substance according to the operating amount of the ventilation device 110, and thereafter, it is controlled to maintain a constant amount of supply, for example.
  • the adjustment is made each time according to the state of the room 98, so that the optimum infectious target is always obtained. It has the effect of removing objects.
  • the calculation cost such as the equipment and processing capacity required for the calculation becomes bloated.
  • control patterns having a trade-off relationship may be arbitrarily switched by the administrator of the control system 500 or the like, or may be automatically switched by monitoring the usage state of the room 98.
  • the latter process is performed with the calculation cost reduced, and the number of users on the schedule matches. If not, the former optimal removal of infectious objects may be performed. Further, when the usage mode of the room 98 is assumed in advance, it may be set so that the control is performed according to the usage mode.
  • ⁇ min described by the above equation (15) is due to the maximum removal capacity.
  • This maximum sterilizing ability varies depending on whether or not a person 99 is present in the room 98. That is, when the person 99 is present in the room 98, it is not possible to spray an amount of the inactivating substance that can affect the person 99, and as a result, ⁇ min becomes large. On the other hand, when the person 99 is not present in the room 98, the inactivating substance can be sprayed up to the limit of the capacity of the supply device 120, and a smaller ⁇ min can be applied.
  • FIG. 9 is a third diagram illustrating a specific operation according to the embodiment.
  • FIG. 9 shows the removal capacity of each device in chronological order and the CO 2 concentration acquired from the CO 2 sensor 141 in chronological order, as in FIG. Further,
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the ventilation volume.
  • the supply amount of the inactivated substance is increased and the removal by the supply device 120 is triggered by the change from the state in which the person 99 is present to the state in which the person 99 is absent. Increase capacity.
  • the presence / absence of the person 99 is determined based on the presence / absence information acquired from the presence / absence sensor 142 as described above.
  • the inactivating substance supplied here may be based on ⁇ min in the absence of human 99, as described above. As a result, the effect on the person 99 is suppressed to a low level while obtaining a higher effect of removing inactivation.
  • the supply of the inactivating substance will be reduced by the time the person 99 enters the room 98 next time.
  • control device 100 cooperates with a locking device for fittings used for entering and exiting the room 98 so that the room 98 is not entered during the period when the supply amount of the inactivating substance is increasing. Is locked. Further, in this example, the control device 100 acquires the timing when the room 98 is next started to be used by accessing the schedule management server or the like, and reduces the supply amount of the inactivated substance according to the schedule.
  • the remaining inactivating substance in consideration of the influence of the remaining inactivating substance on the person 99, for example, the remaining inactivating substance to a level that does not cause actual harm to the person 99 or a level that does not give a discomfort such as an odor to the person 99.
  • the ventilation volume of the ventilation device 110 is increased before the start of use of the next room 98 so as to remove the above.
  • this ventilation simultaneously reduces the CO 2 concentration in the indoor 98 to a predetermined level (for example, equivalent to the outdoor 97).
  • a larger numerical value may be selected from the ventilation volumes required for each of them so that all of these objectives can be achieved.
  • t 2 is a timing for reducing the supply amount of the inactivating substance and increasing the ventilation volume by back-calculating from t 3 which is the timing for starting the use of the next room 98. decide.
  • equation (20) and the following equation (21) are used.
  • C g (t 2 ) indicates the CO 2 concentration [ppm] in the indoor 98 at the elapsed time t 2
  • C go indicates the CO 2 concentration [ppm] in the outdoor 97
  • C g (t 1 ) indicate the CO 2 concentration [ppm] in the room 98 at the elapsed time t 1
  • Q 1 is the ventilation volume [m 3 / h] during the period from the elapsed time t 1 to t 2 . Is shown.
  • C g (t 3 ) indicates the CO 2 concentration [ppm] in the room 98 at the elapsed time t 3
  • Q 2 is the period from the elapsed time t 2 to t 3 . It shows the ventilation volume [m 3 / h].
  • the ventilation device 110 At the timing of actively spraying the inactivated substance (here, the elapsed time from t 1 to t 2 ), the ventilation device 110 The operation may be stopped, or a larger amount of the inactivating substance may be sprayed.
  • the former will be described as being performed.
  • the ventilation volume selected so as to maximize the elapsed time may be adopted as Q 1 with reference to the graph shown in FIG.
  • the period of spraying the inactivating substance can be set longer, so that the effect of inactivating removal can be fully enjoyed.
  • the timings of t 1 and t 3 may be input by the person 99. That is, t 1 may be determined by operating the "use end button” or the like displayed on the operation panel. Similarly, t 3 may be determined by operating the "use start button” or the like. At this time, for example, the operation panel may be installed in the outdoor 97 as well , and t3 may be configured to be configurable without entering the indoor 98 filled with the inactivating substance. Further, as described above, a system for managing the schedule of the use of the indoor 98 by reservation may be linked. Hereinafter, the system for managing this schedule and the like will be described in detail.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of a control device incorporating the reservation management device according to the embodiment.
  • the control device 100a is shown in the control system 500, but as described above, the control device 100a is connected to the ventilation device 110 and the supply device 120 and is used for controlling these devices. ..
  • control device 100a in this example, the configurations of the control unit 101, the first acquisition unit 102, and the second acquisition unit 103 are the same as those of the control device 100 described above, and thus the description thereof will be omitted. Since the control device 100a is different from the control device 100 described above in that the reservation management device 130 is built in, this point will be mainly described.
  • the reservation management device 130 is a device that manages the usage schedule of the room 98 by a reservation made by a person 99 (hereinafter, also referred to as a user who uses the room 98), and a predetermined program is provided by using a processor, a memory, or the like. It is realized by being executed.
  • the reservation management device 130 includes a management unit 131, a third acquisition unit 132, and a proposal unit 133.
  • the proposal unit 133 has an infection probability estimation unit 104a corresponding to the infection probability estimation unit 104 in the control device 100 described above. That is, the function of the infection probability estimation unit 104 in the control device 100 is realized by the infection probability estimation unit 104a of the proposal unit 133 in this example. That is, the infection probability estimation unit 104a is shared between the control device 100a and the reservation management device 130.
  • the common configuration of the infection probability estimation unit 104a is not essential, and the infection probability estimation unit for the control device 100a and the infection probability estimation unit 104a for the reservation management device 130 may be provided separately.
  • the reservation management device 130 can be realized as an individual device without being built in the control device 100a. For example, as the reservation management device 130, an information terminal such as a smartphone owned by the user may be used.
  • the management unit 131 is a database for integrated management of reservation information for the user to use the room 98.
  • the management unit 131 is realized by a storage unit and a controller (not shown), and as an example, the usage time is set in chronological order based on the usage start time and the usage end time shown in the reservation information input by the user. Manage so that overlapping periods do not occur.
  • the acquisition of the reservation information may be realized, for example, by the user operating the operation panel of the control device 100a, or the reservation information input via the information terminal such as a smartphone is acquired through the network. May be good.
  • the management unit 131 presents the management reservation information in response to the request from the user. By inputting a new reservation in the vacant time frame while referring to the presented reservation information, the user can smoothly use the room 98 to multiple users or multiple user groups without duplication. Be shared.
  • the indoor use reservation management system further includes a third acquisition unit 132 and a proposal unit 133, so that when the user inputs a reservation, the infectious object due to the use of the indoor use 98 in the reservation is provided. It is possible to calculate the infection probability of the disease based on the estimation and propose a usage method in which the infection probability is lower.
  • the third acquisition unit 132 is a functional unit that acquires user information about the user included in the reservation information.
  • the third acquisition unit 132 may directly acquire the reservation information and extract the user information in the same manner as the management unit 131, or only the extracted user information among the reservation information acquired by the management unit 131. May be obtained. In this way, the third acquisition unit 132 is realized as a communication module for acquiring user information.
  • the user information includes the number of people using the room 98, the usage time of the room 98, the usage pattern of the room 98, and the like.
  • the proposal unit 133 is a processing unit that calculates the infection probability based on the acquired user information and proposes a usage method in which the infection probability is low.
  • the proposal unit 133 is realized by executing a predetermined program using a processor and a memory.
  • the proposal unit 133 calculates the infection probability to the user of the infectious object estimated when the room 98 is used according to the contents of the user information by using the infection probability estimation unit 104a. By comparing this calculated infection probability with the reference infection probability, it is determined whether or not a proposal is necessary.
  • the reference infection probability is the upper limit of the infection probability, which is recommended not to be higher than that.
  • the infection probability that is the upper limit is also referred to as the infection probability upper limit.
  • the proposal unit 133 proposes a usage method in which the infection probability is lower than the infection probability upper limit when the infection probability calculated by estimation exceeds the infection probability upper limit.
  • the indoor use reservation management system in the present embodiment can even propose a usage method based on the user information, and can share and use the indoor 98 in a state where the infection probability is appropriately managed. ..
  • the indoor use reservation management system is an example of the proposal system.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an operation relating to a proposal of a method of using the indoor use reservation management system according to the embodiment.
  • the proposal unit 133 acquires various information necessary for calculating the infection probability.
  • the proposal unit 133 acquires the room information (step S301).
  • the room information is information about the situation in the room 98, including parameters that contribute to the calculation of the infection probability.
  • the indoor information includes the design volume of the indoor 98, the ventilation volume by the ventilation device 110 installed in the indoor 98, and the supply amount of the inactivated substance by the supply device 120 installed in the indoor 98. Includes parameters.
  • the indoor information may include information on the installation status of the ventilation device 110 and the supply device 120 in the room 98. That is, the room 98 includes a case where at least one of the ventilation device 110 and the supply device 120 is not installed.
  • the effective ventilation volume may be calculated using the change in the CO 2 concentration detected by the CO 2 sensor 141 or the like during the period when the room 98 is vacant. The effective ventilation volume is calculated using the following equation (23).
  • Q e indicates an effective ventilation volume [m 3 / h]
  • T indicates an elapsed time [h] from the time when the room becomes vacant
  • C gs is empty.
  • the CO 2 concentration [ppm] at the time of becoming a chamber is shown, and Cge shows the CO 2 concentration [ppm] at a time point after the elapsed time T from the time of becoming a vacant room. Since the effective ventilation volume here corresponds to Q in the above equation (9), the following equation (24) holds.
  • the proposal unit 133 acquires the infectious object information which is the information about the infectious object which is the estimation target of the infection probability (step S302).
  • the infectious object information obtains parameters specific to the infectious object from, for example, a database, etc., so that information for identifying the infectious object, an infection probability obtained by referring to the database by identification. It includes the upper limit, the number of proliferations per unit time, the number of users infected with the infectious object (the number of infected persons), and the like.
  • the proposal unit 133 calculates the total removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120 by using the above formula (8) based on various information obtained in steps S301 and S302 (step S303). ..
  • the acquired and calculated numerical values can be used repeatedly as long as the room 98 and the infectious object are not changed, and therefore may be stored in a storage unit or the like.
  • the operation can be started from the subsequent step S304 by referring to this storage unit.
  • the proposal unit 133 subsequently acquires user information (step S304).
  • the proposal unit 133 calculates the infection probability associated with the use of the room 98 based on the acquired user information and various information obtained in steps S301 and S302 (step S305).
  • ft indicates the difference in CO 2 concentration between indoors and outdoors with respect to the ratio of the amount of CO 2 to the exhaled breath of the user
  • C gt is the CO 2 concentration in the room 98 at the elapsed time T. Is shown.
  • the proposal unit 133 compares the calculated infection probability with the infection probability upper limit set for each type of infectious object, and determines whether or not the infection probability exceeds the infection probability upper limit (step). S306). When it is determined that the infection probability does not exceed the infection probability upper limit (No in step S306), the proposal unit 133 ends the process. On the other hand, when it is determined that the infection probability exceeds the infection probability upper limit (Yes in step S306), the proposal unit 133 indicates that the room 98 cannot be used in the reservation usage mode. Is presented (step S307).
  • This may be, for example, a push notification to the information terminal used by the user to make a reservation, or may be displayed on the display surface of the control terminal or the like. Further, the presentation here may be displayed as an image in which characters, figures, symbols and the like are combined, or a voice meaning "unusable” may be reproduced from a speaker or the like.
  • the proposal unit 133 proposes a method of using the indoor 98 that reduces the infection probability so as to be below the upper limit of the infection probability (step S308).
  • the proposal unit 133 suppresses an increase in the infection probability in the use by shortening the use time of the room 98.
  • the proposed utilization time is determined based on the following formula (26).
  • tp indicates the proposed utilization time
  • Pt indicates the infection probability when the proposed utilization time is adopted.
  • the proposed usage time is determined based on the following formula (27).
  • the proposal unit 133 suppresses an increase in the infection probability in the use by changing the usage mode of the room 98. For example, it is known that the amount of CO 2 emitted by a user increases about five times depending on whether the activity performed by the user in the room 98 is about general office work or normal sports. ing. This is due to an increase in the amount of breathing by the user, and the increase in the amount of breathing is a factor that increases the probability of infection. Therefore, the proposal unit 133 proposes a usage method so as to change to a usage mode in which the respiratory volume can be reduced more than the usage mode planned by the user.
  • the proposal unit 133 suppresses an increase in the infection probability in the use by increasing the operating amount of the supply device 120 in the room 98 (that is, increasing the spraying amount of the inactivating substance). For example, when the infection probability is calculated based on the above formula (16), the supply amount of the proposed inactivating substance is determined based on the following formula (28).
  • Qp indicates the ventilation volume when the proposed supply amount of the inactivating substance is adopted.
  • An approximate value of Qp is calculated by expanding the above formula (28) by McLaughlin, and the proposed inactivating substance supply amount is adopted according to the following formula (29) based on the approximate value. Calculate the residual rate of infectious objects.
  • ⁇ p indicates the residual rate of the infectious substance per unit time when the proposed supply amount of the inactivating substance is adopted.
  • the supply amount of the proposed inactivating substance is determined based on the following formula (30).
  • the residual rate of the infectious substance per unit time is calculated by the above formula (29) when the supplied amount of the proposed inactivating substance is adopted.
  • the proposal of the supply amount of the inactivated substance includes proposing a change from the state where the supply amount is 0 to the supply amount larger than 0. That is, it includes a proposal to change the supply device 120 from the operation off state to the on state, or a proposal to newly install the supply device 120 from the state where the supply device 120 does not exist in the room 98. May be good.
  • the proposal unit 133 suppresses an increase in the infection probability in the use by increasing the operating amount of the ventilation device 110 in the room 98 (that is, increasing the ventilation amount). For example, if the infection probability is calculated based on the above formula (16), the proposed ventilation volume is determined based on the above formula (28). That is, by expanding the above equation (28) by McLaughlin, an approximate value of Qp calculated is proposed.
  • the proposed ventilation volume is determined based on the above formula (30). That is, the value of Qp calculated by the above equation (30) is proposed.
  • the proposal unit 133 increases the ventilation volume by lowering the CO 2 concentration as a target value during ventilation by the ventilation device 110 (that is, by reducing the difference in CO 2 concentration between the inside and outside), and the use thereof. Suppresses the increase in infection probability in. For example, when the infection probability is calculated based on the above formula (16), the proposed CO 2 concentration difference is determined based on the following formula (31).
  • C gp indicates the CO 2 concentration on the indoor 98 side in the proposed CO 2 concentration difference.
  • the indoor 98 instead of the indoor 98 that the user is supposed to use, it may be proposed to use another indoor 98 with appropriate conditions in which the infection probability is lower than the upper limit of the infection probability.
  • only one of the proposals of the plurality of usage methods described above may be proposed, or may be proposed in a plurality of combinations.
  • the above proposal is made at the time of inputting the reservation for using the room 98, the proposal may be made in real time based on the actually measured value at the time of actual use.
  • the control system 500 is a ventilation device 110 that exchanges the gas in the room 98 including the infectious object with the gas in the outdoor 97 and discharges and removes the infectious object.
  • a supply device 120 that supplies an inactivating substance that inactivates an infectious object to the room 98 to inactivate and remove the infectious object, and a control device 100 that controls the ventilation device 110 and the supply device 120.
  • the control device 100 includes, when the removal capacity by one of the ventilation device 110 and the supply device 120 is increased, the first operation of decreasing the removal capacity by the other, and the removal by one of the ventilation device 110 and the supply device 120.
  • the mode is switched between a first mode in which at least one of the second operations of increasing the removal efficiency by the other is performed and a second mode different from the first mode.
  • Such a control system 500 can compensate for the decrease in the removal capacity of one of the removal capacity of the ventilation device 110 and the removal performance of the supply device 120 by increasing the removal capacity of the other. can.
  • the control device 100 sets the volume of the room 98 to V, the ventilation volume which is the exchange amount of gas per unit time by the ventilation device 110 to Q, and the inactivation removal by the inactivating substance.
  • the residual rate of the infectious object remaining per unit time is ⁇
  • the value of the total removal ability of the infectious object defined by the above formula (8) is equal to or more than the removal threshold.
  • the ventilation device 110 and the supply device 120 may be controlled.
  • the total removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120 is maintained above the removal threshold value. That is, since it does not fall below the set removal threshold value, the removal capacity can be defined more strictly. Therefore, it is possible to more effectively suppress the infection of the infectious object to human 99.
  • control device 100 increases the removal capacity of one of the ventilation device 110 and the supply device 120 in the second mode, the removal capacity of the ventilation device 110 and the supply device 120 is maintained constant.
  • the third operation may be performed.
  • the removal ability of one when the removal ability of one is increased, the ability of the other is not decreased, so that the total removal ability can be increased. That is, since the removal effect can be further enhanced, the infection of the infectious object to the human 99 can be suppressed more effectively.
  • the control device 100 acquires the CO 2 concentration of the room 98 from the CO 2 sensor 141 that detects the CO 2 concentration of the room 98, and controls the ventilation device 110 to obtain the acquired room.
  • the gas may be exchanged so that the CO 2 concentration of 98 is equal to or less than the CO 2 threshold.
  • the supply device 120 can exert the removing ability without excess or deficiency. Further, by this operation, the CO 2 concentration in the room 98 is appropriately maintained, so that the room 98 is maintained in a space more suitable for use. Therefore, it is possible to more effectively suppress the infection of the infectious object to human 99.
  • the CO 2 threshold is determined by the exposure time of a person 99 existing in the room 98 to an infectious object and the upper limit of the infection probability which is the upper limit of the infection probability of the infectious object to the person 99. It may be a target CO 2 concentration of 98.
  • the infection probability can be monitored in real time, so that another measure can be taken when the infection probability temporarily increases. Therefore, it is possible to more effectively suppress the infection of the infectious object to human 99.
  • the control device 100 determines the exposure time of the person 99 present in the room 98 to the infectious object and the upper limit of the infection probability which is the upper limit of the infection probability of the infectious object to the person 99.
  • a fixed ventilation threshold may be calculated, and the ventilation device 110 may be controlled to exchange the gas so as to be equal to or higher than the ventilation threshold.
  • the ventilation device 110 is controlled with a sufficient ventilation volume based on the exposure time to the infectious object and the infection probability. Therefore, it is possible to more appropriately and more effectively suppress the infection of the infectious object to human 99.
  • the control device 100 acquires the presence / absence information regarding the presence / absence of the person 99 in the room 98 from the presence / absence sensor 142 that detects the presence / absence of the person 99 in the room 98, and based on the acquired presence / absence information, the person 99 in the room 98.
  • the first mode is started in the second operation, and the first mode is continued in the first operation after a predetermined time has elapsed. May be good.
  • the first mode in which the first operation and the second operation are appropriately combined according to the presence or absence of the person 99.
  • the inactivating substance is sprayed from the supply device 120 in the first operation.
  • the safety is ensured because the human 99 is absent.
  • the first mode is terminated after the residual inactivating substance is ventilated and discharged by the subsequent operation of the ventilation device 110, the inactivating substance is transmitted to the person the next time the person 99 enters the room 98. The impact is sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to more effectively suppress the infection of the infectious object to human 99.
  • control method is a ventilation device that exchanges indoor gas including an infectious object with an outdoor gas to discharge and remove the infectious object, and an infectious object in the room. It is a control method that controls a supply device that supplies inactivating substances and inactivates and removes infectious objects, and when the removal capacity by the ventilation device is increased, the removal capacity by the supply device.
  • the first step of performing at least one of the first operation of reducing the amount of gas and the second operation of increasing the removal efficiency of the supply device when the removal efficiency of the ventilation device is reduced, and the first mode different from the first mode. Includes 2 steps.
  • the content of the above embodiment is a control device connected to the ventilation device 110 and the supply device 120, and when the removal capacity of one of the ventilation device and the supply device is increased, the removal capacity of the other is decreased.
  • a first mode in which at least one of the first operation of causing the ventilation device and the removal efficiency of the ventilation device and the supply device is reduced and at least one of the second operations of increasing the removal efficiency of the ventilation device and the supply device are performed, and the first mode.
  • control device alone can achieve the same effect as the above control system.
  • control system and the like according to the present disclosure have been described above based on the above-described embodiment, but the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • another processing unit may execute the processing executed by the specific processing unit. Further, the order of the plurality of processes may be changed, or the plurality of processes may be executed in parallel. Further, the distribution of the components of the control system to a plurality of devices is an example. For example, the components of one device may be included in another device.
  • the processing described in the above embodiment may be realized by centralized processing using a single device (system), or may be realized by distributed processing using a plurality of devices. good.
  • the number of processors that execute the above program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
  • control unit may be configured by dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component. May be good.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as an HDD or a semiconductor memory.
  • program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as an HDD or a semiconductor memory.
  • a component such as a control unit may be composed of one or a plurality of electronic circuits.
  • the one or more electronic circuits may be general-purpose circuits or dedicated circuits, respectively.
  • One or more electronic circuits may include, for example, a semiconductor device, an IC, an LSI, or the like.
  • the IC or LSI may be integrated on one chip or may be integrated on a plurality of chips. Here, it is called IC or LSI, but the name changes depending on the degree of integration, and it may be called system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • FPGAs programmed after the LSI are manufactured can be used for the same purpose.
  • the general or specific aspects of the present disclosure may be realized by a system, an apparatus, a method, an integrated circuit or a computer program.
  • a computer-readable non-temporary recording medium such as an optical disk, HDD or semiconductor memory in which the computer program is stored.
  • it may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program and a recording medium.
  • Control device 110 Ventilation device 120 Supply device 141 CO 2 sensor 142 Presence / absence sensor 500 Control system

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Abstract

制御システムは、感染性対象物を含む室内（９８）の気体と室外の気体との交換を行い、感染性対象物を排出除去する換気装置（１１０）と、室内（９８）に感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、感染性対象物を不活化除去する供給装置（１２０）と、換気装置（１１０）及び供給装置（１２０）を制御する制御装置（１００）と、を備え、制御装置（１００）は、換気装置（１１０）及び供給装置（１２０）の一方による除去能力を増加させた際に、他方による除去能力を減少させる第１動作、ならびに、換気装置（１１０）及び供給装置（１２０）の一方による除去効率を減少させた際に、他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１のモードと、第１のモードとは異なる第２のモードと、を切り替える。

Description

制御システム、制御方法、及び、プログラム
　本開示は、感染性対象物の感染を抑制するための各種装置を制御する制御システムに関する。
　昨今、病原性ウイルス等の感染性物質（又は、感染性対象物ともいう）の人への感染を抑制するために様々な技術が開発されている。例えば、特許文献１には、病院など所定の施設に所属する対象者の手指消毒の実施をモニタリングするためのシステムが開示されている。
特開２０１９－０９６１４５号公報
S. N. Rudnick et al. Indoor Air; 13: 237-245(2003) Hui Dai et al. medRxiv; 2020.04.21.20072397(2020) E. C. Riley et al. American Journal of Epidemiology; 107, Issue 5： 421-432(1978)
　ところで、感染性対象物の人への感染を抑制するためには、上記特許文献１に開示された消毒等による、感染性対象物の不活化による不活化除去の他、感染性対象物を室外へと排出する排出除去も効果的であることが知られている。
　本開示は、上記に鑑みて、より効果的に感染性対象物の人への感染を抑制できる制御システム等を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る制御システムは、感染性対象物を含む室内の気体と室外の気体との交換を行い、前記感染性対象物を排出除去する換気装置と、前記室内に前記感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、前記感染性対象物を不活化除去する供給装置と、前記換気装置及び前記供給装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記換気装置及び前記供給装置の一方による除去能力を増加させた際に、他方による除去能力を減少させる第１動作、ならびに、前記換気装置及び前記供給装置の一方による除去効率を減少させた際に、他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１のモードと、前記第１のモードとは異なる第２のモードと、を切り替える。
　また、本開示の一態様に係る制御方法は、感染性対象物を含む室内の気体と室外の気体との交換を行い、前記感染性対象物を排出除去する換気装置と、前記室内に前記感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、前記感染性対象物を不活化除去する供給装置と、を制御する制御方法であって、前記換気装置による除去能力を増加させた際に、前記供給装置による除去能力を減少させる第１動作、及び、前記換気装置による除去効率を減少させた際に、前記供給装置による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１ステップと、前記第１のモードとは異なる第２ステップと、を含む。
　また、本開示の一態様は、上記制御方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現することができる。あるいは、当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現することもできる。
　本開示によれば、より効果的に感染性対象物の人への感染を抑制できる。
図１は、実施の形態に係る制御システムの使用例を示す概観図である。 図２は、実施の形態に係る制御システムの機能構成を示すブロック図である。 図３Ａは、実施の形態に係る制御システムの第１動作を含む動作例を示すフローチャートである。 図３Ｂは、実施の形態に係る制御システムの第２動作を含む動作例を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第１図である。 図５は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第２図である。 図６は、主要なウイルスにおける増殖量を示す図である。 図７は、経過時間に対する感染確率の遷移を示す第１グラフである。 図８は、経過時間に対する感染確率の遷移を示す第２グラフである。 図９は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第３図である。 図１０は、経過時間と換気量との関係を示すグラフである。 図１１は、実施の形態に係る予約管理装置を内蔵する制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態に係る室内利用予約管理システムの利用方法の提案に関する動作を示すフローチャートである。
　以下では、本開示の実施の形態に係る制御システム等について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態に係る構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態）
　［概要］
　まず、実施の形態に係る制御システムの概要について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態に係る制御システムの使用例を示す概観図である。図１では、制御システム５００に係る各装置が設置された室内９８が示されている。なお、ここでの室内９８とは、複数の壁部、床部、及び、天井部と、室内９８の内外を開閉可能に仕切る建具等によって準密閉に構成された空間を意味する。したがって、室内９８とは、図１に示すように１つの部屋の内空間であってもよいし、例えば、複数の部屋から成る１棟の建築物全体の内空間であってもよい。
　図１に示すように、制御システム５００は、換気装置１１０と、供給装置１２０と、制御装置１００とを備える。
　換気装置１１０は、室内９８の気体と室外９７（後述する図２参照）の気体との交換を行う装置である。すなわち、換気装置１１０は、換気を行う装置である。本実施の形態において、換気装置１１０は、室内９８の天井部に設置され、室内９８の気体を吸引する装置である。室内９８の気体には、感染性対象物が含まれる場合がある。
　ここで、感染性対象物は、例えば、細菌、ウイルス、核酸及びタンパク質等の粒子などに分類される多くの種類がある。このうち、一部の種類では、人から人へと感染するため、感染の抑制が求められている。特に、図１に示すように、複数の人９９が同じ室内９８で話をするなどの状況においては、一方の人９９が感染している感染性対象物が、空間を介して他方の人９９に飛散するなどして感染する可能性が高まる。特に、感染性対象物に感染している人９９が無自覚等により十分な対策を行わない場合、爆発的な感染の拡大が生じる可能性がある。
　このような感染性対象物は、比較的軽い物質であることが多く、室内９８の空間中を浮遊する等して長期的に室内９８に滞留することが知られている。例えば、換気装置１１０によって感染性対象物を含む室内９８の気体を室外９７の気体と交換することにより、感染性対象物を室外９７に排出して人９９への感染を抑制することができる。以下、このように室外９７等の系外への排出によって感染性対象物を室内９８から除去することを排出除去という。
　換気装置１１０は、送風器等により室内９８の気体を室外９７へと送風し、同時に室外９７の気体を室内９８へと導入することで気体の交換を行う。ここでは、室内９８の気体を室外９７へと送風のみを行うことで、負圧になった室内９８が自然に室外９７の気体を吸引することで気体の交換を行う、いわゆる第３種換気方式の例が示されている。本開示の内容は、第１種換気方式及び第２種換気方式含め、換気の方式、ならびに、換気に係る装置の構成に特に限定はない。したがって、室内９８と室外９７との気体の交換が行われる構成であれば、どのような換気装置が用いられてもよい。
　供給装置１２０は、室内９８の床部に置かれ、室内９８に感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行う装置である。不活化物質とは、例えば、細菌の細胞膜構造の崩壊、及び、高分子構造の変性をさせるなどによって不活化作用を示すエタノール等のアルコール類、塩化ベンザルコニウム等の逆性石鹸、及び、次亜塩素酸等の物質である。
　供給装置１２０は、例えば、食塩水を電気分解するなどによって得られた次亜塩素水を送風器及び吸水フィルタなどにより揮発させて、上記の不活化物質として室内９８の空間中に散布する。散布された次亜塩素酸は、空間中に存在する感染性対象物に接触し、細胞膜、外殻タンパク質等の構造を崩壊させ、核酸及び酵素タンパク質等を変性させることにより、感染性対象物の機能を失わせる（不活化する）。このように、活性状態の感染性対象物を不活化させることにより、活性状態の感染性対象物を室内９８から除去することを不活化除去という。
　なお、供給装置１２０は、上記構成に限らない。例えば、供給装置１２０は、室内９８の気体を本体内に吸引し、強制的に不活化物質に接触させた後に吸引した気体を放出する構成であっても同様の効果を奏することができる。この場合、「不活化物質を室内９８に供給する」とは、室内９８の少なくとも気体に対して不活化物質を接触させる構成を意味する。すなわち、供給装置１２０による不活化物質の供給は、室内９８の少なくとも気体に対して不活化物質を接触させることを含む概念である。
　本実施の形態においては、供給装置１２０は、不活化物質を散布することにより室内９８の気体に不活化物質を接触させるとともに、室内９８の壁部、床部、及び、家具又は家電などの物体に付着した感染性対象物にも不活化物質を接触させる構成である。このため、室内９８の気体のみに対して不活化物質を接触させる上記別例の構成に対して、より高い感染性対象物の感染を抑制する効果が得られる。
　制御装置１００は、換気装置１１０と供給装置１２０とを制御することにより、これらの動作の態様を切り替え、適切に排出除去と不活化除去とを実施させる装置である。制御装置１００は、例えば、換気装置１１０及び供給装置１２０と無線通信することにより、これらの装置の制御を行う。制御装置１００は、一例として、壁部に設置され、操作パネルを有する装置である。制御装置１００は、プロセッサ及び記憶装置が内蔵されている。制御装置１００は、記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、所定の制御アルゴリズムで換気装置１１０及び供給装置１２０を制御する。所定の制御アルゴリズムの詳細については後述する。
　なお、制御装置１００の操作パネルには、例えば室内９８の中に居る人９９の入力を受け付ける装置である。この入力は、例えば、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御するためのアルゴリズムに対して、一部の変更可能なパラメータを入力するため等に使用される。
　以上では、制御装置１００が室内９８に設置される例を説明したが、制御装置１００は、上記説明のように単独の装置でなくてもよい。例えば、制御装置１００は、換気装置１１０及び供給装置１２０のいずれか一方に内蔵されてもよいし、クラウドサーバ又はエッジサーバ等によって、室内９８とは離れた場所に構築されてもよい。この場合、換気装置１１０及び供給装置１２０と、制御装置１００とは、インターネット等の広域通信網又は建築物内の局所通信網等を介して通信可能に接続されればよい。
　次に、制御装置１００を中心として、各部のより詳細な構成について図２を参照して説明する。図２は、実施の形態に係る制御システムの機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施の形態に係る制御装置１００は、制御部１０１と、第１取得部１０２と、第２取得部１０３と、感染確率推定部１０４とを備える。制御部１０１は、換気装置１１０及び供給装置１２０の制御を行う機能部である。制御部１０１は、プロセッサ及び記憶装置を用いて所定の処理を行うためのプログラムが実行されることで実現される。
　制御部１０１は、所定の制御アルゴリズムに従って換気装置１１０による感染性対象物の除去能力を決定する。ここでの除去能力は、排出除去による感染性対象物の除去量を意味する。排出除去による感染性対象物の除去では、気体中に浮遊する感染性対象物が対象となり、除去量は、気体中への感染性対象物の分散性及び気体の排出量（つまり換気量）に依存する。例えば、感染性対象物が瞬間的に気体中に均一に分散すると仮定すれば、除去量は、単に換気量に正比例する量である。本開示においては、計算の簡略化のため、上記の仮定に従うものとするが、例えば、感染性対象物の分散速度及び換気装置１１０の設置位置等を考慮した計算がさらに行われてもよい。なお、換気量とは、単位時間あたりの室内９８と室外９７との間での気体の交換量を意味する。
　このようにして、制御装置１００は、換気装置１１０による換気量を指定する制御信号を生成して、換気装置１１０へと送信する。換気装置１１０は、制御信号を受信して、当該制御信号に従って動作する。
　また、制御部１０１は、所定の制御アルゴリズムに従って供給装置１２０による感染性対象物の除去能力を決定する。ここでの除去能力は、不活化除去による感染性対象物の除去量を意味する。不活化除去による感染性対象物の除去では、気体中に浮遊する感染性対象物及び物体に付着する感染性対象物が対象となり、除去量は、気体中への不活化物質の分散性、及び、不活化物質の供給量の他、空間中での感染性対象物と不活化物質との接触率、接触後の不活化までの各反応の反応速度等の反応に係る様々な条件に依存する。例えば、不活化物質が瞬間的に気体中に均一に分散し、かつ、反応に係る様々な条件が常に一定と仮定すれば、除去量は、単に不活化物質の供給量（散布量）に正比例する量である。本開示においては、計算の簡略化のため、上記の仮定に従うものとするが、例えば、不活化物質の分散速度及び供給装置１２０の設置位置、反応に係る様々な条件等を考慮した計算がさらに行われてもよい。
　このようにして、制御装置１００は、供給装置１２０による不活化物質の供給量を指定する制御信号を生成して、供給装置１２０へと送信する。供給装置１２０は、制御信号を受信して、当該制御信号に従って動作する。
　第１取得部１０２は、室内９８の空間中ＣＯ２濃度を検知するための検知器であるＣＯ２センサ１４１から、室内９８の空間中ＣＯ２濃度を取得するための通信モジュールである。第１取得部１０２は、ＣＯ２センサ１４１と通信可能に接続される。取得された、室内９８の空間中ＣＯ２濃度は、後述する所定の制御アルゴリズムの一動作において使用されるため、所定の制御アルゴリズムについての説明とともに後述する。
　第２取得部１０３は、室内９８における人の存否を検知するための検知器である存否センサ１４２から、室内９８における人の存否に関する存否情報を取得するための通信モジュールである。第２取得部１０３は、存否センサ１４２と通信可能に接続される。取得された、室内９８における人の存否に関する存否情報は、後述する所定の制御アルゴリズムの一動作において使用されるため、所定の制御アルゴリズムについての説明とともに後述する。
　感染確率推定部１０４は、人９９への感染性対象物の感染確率を推定に基づいて算出するための機能部である。感染確率推定部１０４は、プロセッサ及びメモリを用いて所定の処理を行うためのプログラムが実行されることで実現される。感染確率推定部１０４は、例えば、操作パネル等に入力された、推定に資する各種パラメータを受け付け、当該パラメータを用いた計算によって、室内９８における人９９の感染性対象物への感染確率を算出する。算出された感染確率は、後述する所定の制御アルゴリズムの一動作において使用されるため、所定の制御アルゴリズムについての説明とともに説明する。
　［制御アルゴリズム］
　以下、本実施の形態に係る、制御装置１００が換気装置１１０及び供給装置１２０を制御するための所定の制御アルゴリズムについて説明する。本実施の形態では、感染性対象物を除去する能力（除去能力ともいう）を一定に維持しつつ、一定の除去能力を実現するための換気装置１１０及び供給装置１２０のそれぞれの動作量のバランスを必要に応じて変化させる。このようにして、より効果的に感染性対象物の人への感染の抑制を実施する。上記に説明した制御アルゴリズムは、換気装置１１０及び供給装置１２０のそれぞれの動作量を決定するために使用される。
　まず、換気装置１１０による除去能力について考える。換気における室内外での気体の交換によって、感染性対象物の濃度は、以下式（１）のように変化する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、上記式（１）では、ｔが経過時間［ｈ］を示し、Ｃ（ｔ）が、時間ｔにおける室内９８での感染性対象物の濃度［ｍｇ／ｍ３］を示し、Ｃｏが、室外９７での感染性対象物の濃度［ｍｇ／ｍ３］を示し、Ｖが、室内９８の容積［ｍ３］を示している。ただし、Ｃｏは、室内９８からの感染性対象物の排出があったとしても無限に希釈され一定の値であると仮定する。上記式（１）を整理することにより、以下式（２）の微分方程式が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上記式（２）をｔ＝０のときのＣ（ｔ）をＣＳとして解くと、以下式（３）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、換気装置１１０による除去能力とは、経過時間に対する感染性対象物の濃度の変化量と考えられる。ただし、この数値には室内外での感染性対象物の濃度の差が寄与するため、当該濃度の差によって正規化すれば、換気装置１１０による除去能力の裏返しである残存率Ｘ１（ｔ）は、以下式（４）のように表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、上記式（４）では、Ｑが、単位時間（ここでは１時間）あたりの気体の交換量、すなわち、換気量［ｍ３／ｈ］を示している。したがって、上記式（４）のＱ×ｔ／Ｖは、容積Ｖの空間における換気回数を示している。
　一方で、供給装置１２０による除去能力は、経過時間内で散布された不活化物質によって不活化された一部の感染性対象物の蓄積量として考えることができる。これは裏を返せば、元の活性状態の感染性対象物の濃度に対する、単位時間ごとの一部の不活化によって残存する活性状態の感染性対象物の割合を経過時間分だけ累乗した値として定式化される。すなわち、供給装置１２０による除去能力の裏返しである残存率Ｘ２（ｔ）は、以下式（５）のように表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　なお、上記式（５）では、βが、単位時間あたりの感染性対象物の残存率を示している。ただし、βは、０より大きく１より小さい数値（０＜β＜１）となる。ここで、例えば、不活化物質を所定条件で散布すると、１２時間経過後に、感染性対象物が９９．９９％除去されると仮定すると、Ｘ２（１２）=β１２＝０．０００１となり、このときのβは、０．４６４となる。すなわち、上記一例に示す条件では、不活化物質によって単位時間あたりに５３．６％の感染性対象物が不活化除去されることがわかる。
　ここで、残存率Ｘ１（ｔ）及び残存率Ｘ２（ｔ）は、それぞれ独立した効果によってなされる感染性対象物の除去による。したがって、換気装置１１０及び供給装置１２０を同時に動作させた場合、総合的な感染性対象物の除去能力は、感染性対象物の残存率Ｘｔ（ｔ）として、以下式（６）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　つまり、上記式（４）及び式（５）を用いれば、以下式（７）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　上記式（７）は、定数を整理することにより、以下式（８）及び以下式（９）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　なお、上記式（８）及び上記式（９）では、Ｑｔが、換気装置１１０及び供給装置１２０の両方による総合的な除去能力を換気のみで実現したと仮定した場合の換気量（言い換えると等価的な換気量）［ｍ３／ｈ］を示しており、Ｘｔ（ｔ）の自然対数を－（１／ｔ）倍した値に対応している。
　一定の感染性対象物の除去効果を持続するためには、上記式（８）又は上記式（９）によって算出される数値が一定以上に維持されることが必要となる。言い換えると、上記式（８）によって算出される数値が一定以上に維持される範囲内であれば、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去能力を低下させても、一定の感染性対象物の除去効果を持続させることができる。つまり、制御装置１００は、上記式（８）に従って、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去能力を増加させた際に、換気装置１１０及び供給装置１２０の他方による除去能力を減少させる第１動作、及び、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去効率を減少させた際に、換気装置１１０及び供給装置１２０の他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行うように制御するモード（第１のモード）を実行することができる。
　また、制御装置１００は、上記のモードと、それぞれの装置を一定の除去能力で動作するように単調制御するモード（第２のモードの一例）、又は、いずれか一方の装置を一定の除去能力で動作するように単調制御するモード（第２のモードの一例）とを組み合わせることもできる。いずれか一方の装置を一定の除去能力で動作するように制御する場合、一方の装置の除去能力が増加しても他方の装置の除去能力を一定に維持し、一方の装置の除去能力が低下した際にのみ、上記式（８）に従って、一定の除去能力を維持してもよい。つまり、第２のモードにおいても、上記式（８）に従う動作の制御を行ってもよい。
　［動作例］
　上記構成による制御システム５００の動作について図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。図３Ａは、実施の形態に係る制御システムの第１動作を含む動作例を示すフローチャートである。また、図３Ｂは、実施の形態に係る制御システムの第２動作を含む動作例を示すフローチャートである。図３Ａ及び図３Ｂの動作例では、第１動作及び第２動作に係るステップにおける動作に差異があり、その他のステップでは同一の動作が行われる。したがって、以下の説明では、重複する動作のステップに同じ符号を付すことにより、説明を省略する。
　図３Ａに示すように、本実施の形態に係る制御システム５００では、はじめに第１のモードが実施される。第１のモードでは、上記したように、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方の除去能力が減少した際に他方の除去能力を増加させる制御を行うモードである。制御システム５００では、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御する際に、例えば、他の制御因子によって一方の装置の除去能力を減少させる必要が生じる場合がある。すなわち、制御装置１００は、当該一方の装置の動作を制御して除去能力を減少させるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。制御装置１００は、一方の装置の動作を制御して除去能力を減少させると判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、他方の装置の除去能力を増加させることで、一方の装置で減少した除去能力を補填するように、各装置を制御する（ステップＳ１０２）。その後、制御装置１００は、第１のモードを終了させるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。また、制御装置１００は、一方の装置の動作を制御して除去能力を減少させないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、ステップＳ１０２をスキップしてステップＳ１０３の処理を実行する。
　第１のモードの終了条件は、制御システム５００によって実現される制御アルゴリズムによって異なるが、例えば、所定の回数だけ制御能力を変更する処理を行うこと、所定の期間第１のモードが継続されたこと、及び、操作パネルへの、モード切り替えに関する入力が行われること等が挙げられる。
　制御装置１００は、終了条件が達成されず、第１のモードを終了させないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０１に戻り、第１のモードを継続して実行する。一方で、制御装置１００は、終了条件が達成され、第１のモードを終了させると判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御して第２のモードに切り替える（ステップＳ１０４）。第２のモードでは、上記のように、それぞれの装置を一定の除去能力で動作するように単調制御する、又は、いずれか一方の装置を一定の除去能力で動作するように単調制御する等の制御を実施する。
　その後、制御装置１００は、第２のモードを終了させるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。第２のモードの終了条件は、制御システム５００によって実現される制御アルゴリズムによって異なるが、例えば、所定の期間第２のモードが継続されたこと、及び、操作パネルへの、モード切り替えに関する入力が行われること等が挙げられる。
　制御装置１００は、終了条件が達成されず、第２のモードを終了させないと判定した場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０５を繰り返し、終了条件が達成されるまで第２のモードを継続して実行する。一方で、制御装置１００は、終了条件が達成され、第２のモードを終了させると判定した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御して第１のモードに切り替える（ステップＳ１０６）。その後、制御装置１００は、ステップＳ１０１に戻り、再び第１のモードで上記の動作を繰り返す。
　また、図３Ｂに示すように、第２動作を含む動作例は、第１のモードにおける除去能力の増減が反転している点で、上記第１動作を含む動作例と異なっている。具体的には、上記図３ＡのステップＳ１０１に代えて、本動作例の制御装置１００は、当該一方の装置の動作を制御して除去能力を増加させるか否かの判定を行う（ステップＳ２０１）。また、本動作例の制御装置１００は、一方の装置の動作を制御して除去能力を増加させると判定した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、他方の装置の除去能力を減少させることで、一方の装置で増加した除去能力に対応する量の除去能力をカット（省力化）するように、各装置を制御する（ステップＳ２０２）。
　このように、本実施の形態では、例えば、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３を含む複数のステップから成る第１ステップを実施する第１のモードと、例えば、ステップＳ１０５を含む第２ステップを実施する第２のモードとが切り替わり実行される。これにより、各装置の適切な制御を実施するために、選択的に各モードが実行される。
　以下、さらに、制御アルゴリズムの具体的な内容を含め、より詳細な動作例について図４～図１０を参照して説明する。図４は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第１図である。図４では、時系列に沿う装置ごとの除去能力が示されている。図４に示す例では、経過時間ｔ１及びｔ２において各装置の制御態様が切り替わっている。具体的には、経過時間ｔ１において、換気装置１１０による除去能力を増加させている。これに伴い、第２動作に対応して供給装置１２０による除去能力が減少されている。例えば、経過時間ｔ１では、制御装置１００が、一日の中であらかじめ定められた時刻となったことをトリガとして、換気装置１１０の換気量を増加させている。これにより、一日の中で１回以上の換気が行われ、感染性対象物の除去が実施される。
　また、経過時間ｔ１から経過時間ｔ２までの期間では上記の制御態様を継続し、経過時間ｔ２において、供給装置１２０による除去能力を増加させている。これに伴い、第１動作に対応して換気装置１１０による除去能力が減少されている。例えば、制御装置１００は、あらかじめ定められた期間（ｔ１からｔ２）この換気装置１１０優位の感染性対象物の除去を継続した後、引き続き、供給装置１２０優位の感染性対象物の除去を実施する。この際、換気装置１１０の換気量を低下させる。これにより、換気による系外排出を抑制しながら、供給装置１２０による不活化物質の散布を行うことができる。すなわち、この例では、第１動作を含む第１のモードが連続して実施されている。なお、図４では、経過時間ｔ０から経過時間ｔ１までの期間で、より高い不活化物質による除去能力が示されているが、例えば、経過時間ｔ１以前に人９９が操作パネルを操作する等の手動操作で不活化物質による除去能力が増加されていたためである。したがって、経過時間ｔ１以前は、各装置が独立に制御された第２のモードが実施されている。
　このように第１のモードと第２のモードとの実施される順序は、上記図３Ａ及び図３Ｂにおいて説明した例のみに限定されず、例えば、第２のモードが実行された後に第１のモードが実行されてもよい。
　本例では、経過時間ｔ１において、換気装置１１０の制御変更に伴って供給装置１２０が、以下式（１０）のように制御変更される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　なお、上記式（１０）では、β１が、経過時間ｔ１における変更後の、単位時間あたりの感染性対象物の残存率を示し、Ｑ１が、経過時間ｔ１における変更後の、換気量［ｍ３／ｈ」を示している。
　また、本例では、経過時間ｔ２において、供給装置１２０の制御変更に伴って換気装置１１０が、以下式（１１）のように制御変更される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　なお、上記式（１１）では、β２が、経過時間ｔ２における変更後の、単位時間あたりの感染性対象物の残存率を示し、Ｑ２が、経過時間ｔ２における変更後の、換気量［ｍ３／ｈ」を示している。
　図５は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第２図である。図５では、図４と同様の図に加え、時系列に沿ってＣＯ２センサ１４１から取得されたＣＯ２濃度が示されている。本例では、換気装置１１０における換気量が、空間中のＣＯ２濃度に依存して変更され、これに伴い、供給装置１２０による不活化物質の散布が行われる例を説明する。
　図５に示すように、本例では、ＣＯ２濃度が適切な数値に維持されるように換気装置１１０が制御される。適切なＣＯ２濃度とは、例えば、室内９８を会議などに使用する場合、１０００ｐｐｍ程度を下回ることがよいとされる。そこで、この動作例では、ＣＯ２センサ１４１によって検知されたＣＯ２濃度が、例えば、上記の１０００ｐｐｍを基準とするＣＯ２閾値を下回るように制御を行う。このとき、本例では、同時に制御される供給装置１２０の動作量を上記式（８）及び上記式（９）を一定以上に維持するように動作する。
　例えば、ＣＯ２濃度が、１０００ｐｐｍ等に設定された第１ＣＯ２閾値を下回る期間（経過時間ｔ１まで）は、第２のモードで各装置が制御される。ここで、ＣＯ２濃度が第１ＣＯ２閾値を超える（経過時間ｔ１時点）と、制御装置１００は、換気装置１１０による換気量を増加させる。経過時間ｔ１からあとの期間においては、換気により室内９８のＣＯ２濃度が減少に転じる。ＣＯ２濃度が第１ＣＯ２閾値よりも十分に低い、６００ｐｐｍなどのＣＯ２濃度に設定された第２ＣＯ２閾値を下回ると、制御装置１００は、換気装置１１０による換気量を減少させる。
　以上の動作に伴って、経過時間ｔ０からｔ１までの期間では任意に設定された換気装置１１０による除去能力が、経過時間ｔ１からｔ２までの期間では増加され、経過時間ｔ２よりあとの期間ではそれよりも減少される。経過時間ｔ１からｔ２までの期間では供給装置１２０による除去能力は、本例では一定に保たれているが、省エネルギー化の観点では除去能力が減少されてもよい。
　また、経過時間がｔ２よりあとの期間では換気装置１１０による除去能力に応じて２パターンの制御が行われる。２パターンのうち１つでは、経過時間ｔ２よりあとの換気装置１１０による除去能力が、経過時間ｔ０からｔ１までの除去能力に対して減少した場合において、図中に示すように減少分の除去能力を補填するように供給装置１２０による除去能力を増加させる。また、２パターンのうちの他の１つでは、経過時間ｔ２よりあとの換気装置１１０による除去能力が、経過時間ｔ０からｔ１までの除去能力に対して同等又は増加した場合において、供給装置１２０による除去能力を維持（又は、減少でもよい）させる。
　つまり、ここでは以下式（１２）及び以下式（１３）に従って各装置が制御される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　なお、換気装置１１０による除去能力の上限は、換気装置１１０の換気量の最大値によって決定される。すなわち、総合的な除去能力を実現するためには、換気装置１１０と供給装置１２０との各々の除去能力の最大値及び最小値を考慮する必要がある。換気装置１１０による除去能力の最大値は、供給装置１２０による除去能力の最小値に対応している。上記式（８）にあてはめると、－ｌｎβの項が最小のときに、Ｑ／Ｖの項が最大となる。ここでＶは、一定の正の数値なので、Ｑ／Ｖの項が最大のとき、Ｑが最大値となる。βは、その性質上０＜β＜１の範囲内の値をとる。したがって、－ｌｎβは、βが最大値のときに最小値となる。すなわち、Ｑが最大値Ｑｍａｘとなるとき、βは、最大値βｍａｘをとる。よって、以下式（１４）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　同様に、供給装置１２０による除去能力の上限は、供給装置１２０の不活化物質の供給量の最大値によって決定される。上記と同様に、換気装置１１０と供給装置１２０との各々の除去能力の最大値及び最小値を考慮すれば、供給装置１２０による除去能力の最大値は、換気装置１１０による除去能力の最小値に対応している。上記式（８）にあてはめると、－ｌｎβの項が最大のときに、Ｑ／Ｖの項が最小となる。上記と同様に、Ｑ／Ｖの項が最小のとき、Ｑが最小値となる。０＜β＜１の範囲内において、－ｌｎβは、βが最小値のときに最大値となる。すなわち、Ｑが最小値Ｑｍｉｎとなるとき、βは、最小値βｍｉｎをとる。よって、以下式（１５）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　また、室内９８のＣＯ２濃度等の数値から、感染性対象物の人９９への感染確率を推定することもできる。この推定に基づいてＣＯ２閾値を設定すれば、当該推定感染確率を一定に抑制することが可能となる。具体的には、非特許文献１に開示された以下式（１６）を本願内容に適用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　なお、上記式（１６）では、Ｐが、ＣＯ２濃度から推定される感染性物質の感染確率を示し、Ｉが、感染性対象物に感染している感染者の人数を示し、ｑが、例えば、ウイルスの増殖量等の、単位時間あたりの感染性対象物の新たな発生量［／ｈ」を示し、Ｃｇが、室内９８のＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｃｇｏが、室外９７のＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｃａが、人９９の呼気に占めるＣＯ２量の割合を示し、ｎが、室内９８に存在する人９９の人数を示している。また、上記式（１６）では、ｔが示す経過時間は、感染性対象物が浮遊する室内９８における人９９の滞在時間とみなすことができ、すなわち、人９９の感染性対象物への暴露時間ととらえることができる。
　上記式（１６）をＣｇについて整理すると、以下式（１７）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　ここで、図６は、主要なウイルスにおける増殖量を示す図である。図６では、主要なウイルスの感染に関する感染症名と当該感染症に関与するウイルスの増殖量とが対応付けられて示されている。
　例えば、２０１９年末を皮切りに世界的に急速な拡大を見せた感染症である「ＣＯＶＩＤ－１９」に関与する「ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２」では、１時間あたりに１４から４８の増殖量を示すことが報告されている（非特許文献２参照）。図７は、経過時間に対する感染確率の遷移を示す第１グラフである。図７では、一例として、１人のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２感染者を含む８人の人９９が存在する室内９７において、経過時間と感染確率との関係を算出した結果が示されている。例えば、上記の条件で、室内９８を１時間利用し、感染確率を０．５％以下に抑制するには、８２５ｐｐｍのＣＯ２閾値を設定すればよい。
　次に、上記のＣＯ２閾値を介することなく直接的に、感染性対象物の感染確率を抑制するための制御について説明する。ここでは、非特許文献３に開示された以下式（１８）を本願内容に適用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　なお、上記式（１８）では、ｐが、人９９の呼吸量を示している。また、上記式（１８）では、ｔが示す経過時間は、感染性対象物が浮遊する室内９８における人９９の滞在時間とみなすことができ、すなわち、人９９の感染性対象物への暴露時間ととらえることができる。
　上記式（１８）をＱについて整理すると、以下式（１９）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　ここで、図８は、経過時間に対する感染確率の遷移を示す第２グラフである。図８では、上記の図７と同様に、一例として、１人のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２感染者である人９９が存在する室内において、経過時間と感染確率との関係を算出した結果が示されている。なお、図８における経過時間と感染確率との関係の算出は、例えば、会議などの人９９が安静に過ごす利用形態で室内９８（この場合、会議室等）を利用している場合を想定して行われている。したがって、ここでのｐは、人９９の安静時における一般的な呼吸量として０．３［ｍ３／ｈ」を採用している。
　例えば、上記の条件で、室内９８を１時間利用し、感染確率を０．５％以下に抑制するには、６００［ｍ３／ｈ」未満の換気量では足りず、９００［ｍ３／ｈ」以上の換気量では十分であることがわかる。したがって、９００［ｍ３／ｈ」以上の換気量で換気装置１１０が制御されれば、１時間の利用で感染確率を０．５％以下に抑制することが可能となる。
　換気装置１１０は、あらかじめ推定された感染確率に応じて設定された閾値以上となるように換気量を変更し、以降では、例えば、一定に制御される。このとき、供給装置１２０は、換気装置１１０の動作量に合せて不活化物質の供給量を変更し、以降では、例えば、一定量の供給を維持するように制御される。
　先に説明したようにＣＯ２濃度を検知して、逐一換気装置１１０及び供給装置１２０の制御を変更する構成では、室内９８の状態に応じて都度調整が行われるため、常に最適な感染性対象物の除去効果が得られる効果がある。一方で、逐一制御を変更するためには計算処理の数が増大するため、計算に要する設備、処理能力等の計算コストが肥大化してしまう。
　これに対して、ここで説明した制御システム５００の動作においては、室内９８の利用人数及び利用時間に関してあらかじめ情報を取得可能な場合に、感染確率が一度定まれば、それ以降に複雑な計算処理が必要とならない。すなわち、計算コストを削減することができるため、効率的に感染性対象物の感染の抑制を実施することができる。これらトレードオフの関係にある制御パターンは、制御システム５００の管理者等が任意に切り替え可能であってもよいし、室内９８の利用状態をモニタすることで自動的に切り替えられてもよい。
　例えば、人感センサなどによって検知された室内９８の人数が、予定されたスケジュール上の利用人数と一致していれば後者の計算コストが削減された処理を行い、スケジュール上の利用人数と一致していなければ前者の最適な感染性対象物の除去を行ってもよい。また、室内９８の利用形態があらかじめ想定される場合には、当該利用形態に応じた制御が行われるように設定してもよい。
　ここで、さらに、上記式（１５）で説明したβｍｉｎは、最大の除去能力によるものである。この最大の除菌能力は、室内９８に人９９が存在するか否かによって変化する。すなわち、人９９が室内９８に存在する状態では、人９９に影響を与えうる量の不活化物質を散布することはできず、結果として、βｍｉｎが大きくなってしまう。一方で、人９９が室内９８に存在しない状態では、供給装置１２０の能力の限界まで不活化物質を散布することが可能となり、より小さいβｍｉｎを適用することができる。
　そこで、この動作例では、人９９が室内９８に存在するか否かを示す存否情報を取得して、人９９が室内９８に存在しない状態において、より高濃度の不活化物質の散布を行う動作について説明する。
　図９は、実施の形態に係る具体的な動作を説明する第３図である。図９では、図５と同様に、時系列に沿う装置ごとの除去能力と、時系列に沿ってＣＯ２センサ１４１から取得されたＣＯ２濃度とが示されている。また、図１０は、経過時間と換気量との関係を示すグラフである。
　図９に示すように、本例では、人９９が存在している状態から、人９９が不在の状態に変化したことを契機に、不活化物質の供給量を増加させ、供給装置１２０による除去能力を増加させる。人９９の存否は、上記したように存否センサ１４２から取得される存否情報に基づいて判定される。また、ここで供給される不活化物質は上記したように、人９９が存在しない場合のβｍｉｎに基づいてもよい。これにより、より高い不活化除去の効果を得つつも、人９９に与えられる影響は、低く抑制される。なお、不活化物質の供給は、次に室内９８に人９９が入室するまでに減少される。
　例えば、制御装置１００は、室内９８への入退室に用いられる建具の施錠装置と連携することで、不活化物質の供給量が増加している期間中は、当該室内９８への入室がされないように施錠が行われる。また、本例では、制御装置１００は、次に室内９８が使用開始されるタイミングを、スケジュール管理サーバ等にアクセスすることで取得し、当該スケジュールに沿って不活化物質の供給量を減少させる。
　また、このとき、残留する不活化物質が人９９に与える影響を鑑みて、例えば、人９９に実害のないレベル、又は、人９９に臭い等の違和感を与えないレベルまで、残留する不活化物質を取り除くように、次の室内９８の利用開始前に、換気装置１１０の換気量を増加させる。また、この換気により、同時に室内９８におけるＣＯ２濃度を所定（例えば室外９７と同等）のレベルまで低下させる。このとき、これらいずれの目的も達成されるよう、それぞれに必要な換気量のうち、より大きい数値が選択されればよい。このとき、例えば、図中で、次の室内９８の利用開始タイミングであるｔ３から逆算することで、不活化物質の供給量を減少させ、かつ、換気量を増加させるタイミングであるｔ２を決定する。ここで、以下式（２０）及び以下式（２１）を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　なお、上記式（２０）では、Ｃｇ（ｔ２）が、経過時間ｔ２における室内９８でのＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｃｇｏが、室外９７におけるＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｃｇ（ｔ１）が、経過時間ｔ１における室内９８でのＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｑ１が、経過時間ｔ１からｔ２までの期間の換気量［ｍ３／ｈ」を示している。また、上記式（２１）では、Ｃｇ（ｔ３）が、経過時間ｔ３における室内９８でのＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｑ２が、経過時間ｔ２からｔ３までの期間の換気量［ｍ３／ｈ」を示している。
　ここで、ＣＯ２及び残留する不活化物質の排出を短期間で行うために、経過時間ｔ２からｔ３までの期間の換気量は、最大の換気量が適用されればよい（つまり、Ｑ２＝Ｑｍａｘ）。例えば、換気による不活化物質の系外排出及び気流の乱れによる作用むらを抑制するために、不活化物質を積極散布するタイミング（ここでは経過時間ｔ１からｔ２まで）において、換気装置１１０の動作を停止させてもよいし、より多量の不活化物質の散布を行ってもよい。ここでは、前者が行われるものとして説明する。
　この場合、Ｑ１＝０となるため、上記式（２０）及び上記式（２１）をｔ２について整理すれば、以下式（２２）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　一方で、たとえば、Ｑ１＞０とする場合には、図１０に示すグラフを参照して、経過時間が最大となるように選択された換気量が、Ｑ１として採用されればよい。これにより、不活化物質の散布の期間をより長く設定できるため、不活化除去の効果を最大限享受できるようになる。
　なお、上記のｔ１及びｔ３のタイミングは、人９９の入力によって行われてもよい。すなわち、操作パネルに表示された「利用終了ボタン」等を操作することにより、ｔ１が決定されてもよい。同様に、「利用開始ボタン」等を操作することにより、ｔ３が決定されてもよい。このとき、例えば、操作パネルは、室外９７にも設置され、不活化物質が充満している室内９８に入室することなくｔ３が設定可能に構成されてもよい。また、先に説明したように、室内９８の利用を予約によってスケジュール管理するシステムが連携されていてもよい。以下では、このスケジュールの管理を行うシステム等について詳細に説明する。
　［室内利用予約管理システム］
　図１１は、実施の形態に係る予約管理装置を内蔵する制御装置の機能構成を示すブロック図である。図１１では、制御システム５００のうち、制御装置１００ａのみが示されているが、上記のように、制御装置１００ａは、換気装置１１０及び供給装置１２０に接続され、これらの装置の制御に用いられる。
　この例における制御装置１００ａでは、制御部１０１、第１取得部１０２、及び、第２取得部１０３の構成については、先に説明した制御装置１００と同様のため説明を省略する。制御装置１００ａは、予約管理装置１３０を内蔵している点で、先に説明した制御装置１００と異なるため、この点について中心に説明する。
　予約管理装置１３０は、室内９８の利用予定を人９９（以下、室内９８を利用する利用者ともいう）によってなされた予約によって管理する装置であり、プロセッサ及びメモリ等を用いて、所定のプログラムが実行されることで実現される。予約管理装置１３０は、管理部１３１と、第３取得部１３２と、提案部１３３とを備える。
　ここで、提案部１３３は、先に説明した制御装置１００における感染確率推定部１０４に対応する感染確率推定部１０４ａを有する。つまり、制御装置１００における感染確率推定部１０４の機能は、本例においては、提案部１３３が有する感染確率推定部１０４ａによって実現されている。すなわち、制御装置１００ａと予約管理装置１３０とで、感染確率推定部１０４ａが共通化されている。なお、共通化された感染確率推定部１０４ａの構成は必須ではなく、制御装置１００ａ用の感染確率推定部と、予約管理装置１３０用の感染確率推定部１０４ａとが個別に設けられてもよい。また、この感染確率推定部が個別に設けられる場合には、予約管理装置１３０は、制御装置１００ａに内蔵されることなく個別の装置として実現することもできる。例えば、予約管理装置１３０として、利用者が所有するスマートフォン等の情報端末が用いられてもよい。
　管理部１３１は、利用者が室内９８を利用するための予約情報を統合管理するデータベースである。管理部１３１は、図示しない記憶部とコントローラとで実現され、一例として、利用者が入力した予約情報に示された利用開始時刻と利用終了時刻とに基づいて、当該利用時間を時系列に沿って重複する期間が生じないように管理する。この予約情報の取得は、例えば、利用者が制御装置１００ａの操作パネルを操作するなどによって実現されてもよいし、スマートフォン等の情報端末を介して入力された予約情報を、ネットワークを通じて取得してもよい。
　また、管理部１３１は、利用者からの要求に応じて、管理している予約情報を提示する。利用者は、提示された予約情報を参照しながら、空いた時間枠に新たな予約を入力することで、室内９８の利用が重複することなく複数の利用者又は複数の利用者グループに円滑に共有される。
　本実施の形態における室内利用予約管理システムでは、さらに、第３取得部１３２及び提案部１３３を備えることにより、利用者が予約を入力した段階で、当該予約における室内９８の利用による感染性対象物の感染確率を推定に基づいて算出し、この感染確率がより低くなる利用方法についての提案を行うことができる。
　第３取得部１３２は、予約情報に含まれる利用者に関する利用者情報を取得する機能部である。第３取得部１３２は、管理部１３１と同様に予約情報を直接取得して利用者情報を抽出してもよいし、管理部１３１によって取得された予約情報のうち、抽出された利用者情報のみを取得してもよい。このように、第３取得部１３２は、利用者情報を取得するための通信モジュールとして実現される。
　利用者情報には、室内９８の利用人数、室内９８の利用時間、室内９８の利用形態等が含まれる。
　提案部１３３は、取得された利用者情報に基づいて感染確率の算出を行い、感染確率が低くなる利用方法を提案する処理部である。提案部１３３は、プロセッサ及びメモリを用いて、所定のプログラムが実行されることで実現される。提案部１３３は、まず、感染確率推定部１０４ａを用いて利用者情報の内容に沿って室内９８を利用した場合に推定される感染性対象物の利用者への感染確率を算出する。この算出された感染確率を、基準となる感染確率との比較により、提案が必要か否か判定する。具体的には、基準となる感染確率は、それ以上に高い感染確率とならないことが推奨される、感染確率の上限である。以降では、この上限となる感染確率を感染確率上限ともいう。提案部１３３は、推定により算出された感染確率が、この感染確率上限を超える場合に、この感染確率上限よりも感染確率が低い利用方法を提案する。
　本実施の形態における室内利用予約管理システムは、このように、利用者情報に基づき、利用方法の提案までをも行い、適切に感染確率が管理された状態で室内９８を共有利用させることができる。このように、室内利用予約管理システムは、提案システムの一例である。
　以下、室内利用予約管理システムの動作について、図１２を参照して説明する。図１２は、実施の形態に係る室内利用予約管理システムの利用方法の提案に関する動作を示すフローチャートである。図１２に示すように、はじめに、提案部１３３は、感染確率の算出に必要な各種の情報の取得を行う。具体的には、提案部１３３は、室内情報を取得する（ステップＳ３０１）。室内情報は、感染確率の算出に寄与するパラメータを含む、室内９８の状況に関する情報である。室内情報は、具体的には、室内９８の設計上の容積、室内９８に設置された換気装置１１０による換気量、及び、室内９８に設置された供給装置１２０による不活化物質の供給量等のパラメータを含む。
　なお、室内情報には、室内９８に換気装置１１０及び供給装置１２０の設置状況に関する情報が含まれてもよい。すなわち、室内９８には、換気装置１１０及び供給装置１２０の少なくとも一方が設置されていない場合が含まれる。このような場合、例えば、室内９８が空室の期間におけるＣＯ２センサ１４１等で検知されたＣＯ２濃度の変化を用いて実効的な換気量が算出されてもよい。実効的な換気量は、以下式（２３）を用いて算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　なお、上記式（２３）では、Ｑｅが、実効的な換気量［ｍ３／ｈ」を示し、Ｔが空室になった時点からの経過時間［ｈ］を示し、Ｃｇｓが、空室になった時点でのＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示し、Ｃｇｅが、空室になった時点から経過時間Ｔだけ後の時点でのＣＯ２濃度［ｐｐｍ］を示している。ここでの実効的な換気量は、上記式（９）におけるＱに対応しているため、以下式（２４）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
　また、提案部１３３は、感染確率の推定対象である感染性対象物に関する情報である感染性対象物情報を取得する（ステップＳ３０２）。感染性対象物情報は、感染性対象物特有のパラメータを、例えば、データベース等から取得するため、当該感染性対象物を特定するための情報、特定によってデータベースを参照することで得られた感染確率上限及び単位時間あたりの増殖数、ならびに、当該感染性対象物に感染している利用者の数（感染者数）等を含む。
　提案部１３３は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２において得られた各種の情報に基づいて、上記式（８）を用いて、換気装置１１０及び供給装置１２０による総合的な除去能力を算出する（ステップＳ３０３）。なお、以上の動作において、取得及び算出された数値は、室内９８及び感染性対象物が変更されない限り繰り返し使用可能であるため、記憶部等に格納しておいてもよい。次回以降の動作においては、この記憶部を参照することで、後続するステップＳ３０４から動作を開始できる。
　提案部１３３は、続いて、利用者情報を取得する（ステップＳ３０４）。提案部１３３は、取得された利用者情報と、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２において得られた各種の情報とに基づいて、この室内９８の利用に伴う感染確率を算出する（ステップＳ３０５）。
　ここでの感染確率の算出には、上記式（１６）を用いる場合と、上記式（１８）を用いる場合とが考えられる。上記式（１６）を用いる場合には、（Ｃｇ－Ｃｇｏ）／Ｃａによって表される、利用者の呼気に占めるＣＯ２量の割合に対する、室内外のＣＯ２濃度の差の値が必要となる。この値は、以下式（２５）によって算出可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　なお、上記式（２５）では、ｆｔが利用者の呼気に占めるＣＯ２量の割合に対する、室内外のＣＯ２濃度の差を示し、Ｃｇｔが、経過時間Ｔにおける室内９８のＣＯ２濃度を示している。
　図１２に戻り、提案部１３３は、算出した感染確率が、感染性対象物の種別ごとに設定された感染確率上限と比較し、感染確率が感染確率上限を超えるか否かを判定する（ステップＳ３０６）。感染確率が感染確率上限を超えていないと判定した場合（ステップＳ３０６でＮｏ）、提案部１３３は、処理を終了する。一方、感染確率が感染確率上限を超えていると判定した場合（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、提案部１３３は、当該予約の利用形態では、室内９８の利用が不可であることを示す「利用不可」を提示する（ステップＳ３０７）。
　これは、例えば、利用者が予約を行うために使用した情報端末にプッシュ通知されてもよいし、制御端末の表示面等に表示されてもよい。また、ここでの提示は、文字、図形、及び、記号等を組み合わせた画像として表示されてもよいし、「利用不可」を意味する音声がスピーカ等から再生されてもよい。
　その後、提案部１３３は、感染確率上限を下回るように感染確率を低下させる室内９８の利用方法の提案を行う（ステップＳ３０８）。
　以下、提案部１３３によって行われる利用方法の提案を種類ごとに列挙する。
　まず、提案部１３３は、室内９８の利用時間を短縮することで、当該利用における感染確率の上昇を抑制する。例えば、感染確率が、上記式（１６）に基づいて算出された場合、提案される利用時間は、以下式（２６）に基づいて決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　なお、上記式（２６）では、ｔｐが提案される利用時間を示し、Ｐｔが、提案される利用時間を採用した場合の感染確率を示している。
　また、例えば、感染確率が、上記式（１８）に基づいて算出された場合、提案される利用時間は、以下式（２７）に基づいて決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　また、提案部１３３は、室内９８の利用形態を変更することで、当該利用における感染確率の上昇を抑制する。例えば、利用者が室内９８において行う活動が、一般的な事務作業程度の場合と、通常のスポーツ等の場合とでは、利用者が排出するＣＯ２量が５倍程度に上昇することが知られている。これは、利用者による呼吸量が増加することに起因し、呼吸量の増加は、感染確率を上昇させる要因となる。そこで、提案部１３３は、利用者が予定している利用形態よりも呼吸量を低減できる利用形態に変更するように利用方法を提案する。
　また、提案部１３３は、室内９８における供給装置１２０の動作量を増加させる（つまり、不活化物質の散布量を増加させる）ことで、当該利用における感染確率の上昇を抑制する。例えば、感染確率が、上記式（１６）に基づいて算出された場合、提案される不活化物質の供給量は、以下式（２８）に基づいて決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
　なお、上記式（２８）では、Ｑｐが、提案される不活化物質の供給量を採用した場合の換気量を示している。上記式（２８）をマクローリン展開することにより、Ｑｐの近似値を算出し、当該近似値によって以下式（２９）により、提案される不活化物質の供給量を採用した場合の単位時間当たりの感染性対象物の残存率を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
　なお、上記式（２９）では、βｐが、提案される不活化物質の供給量を採用した場合の単位時間当たりの感染性対象物の残存率を示している。
　また、例えば、感染確率が、上記式（１８）に基づいて算出された場合、提案される不活化物質の供給量は、以下式（３０）に基づいて決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
　ここで得られたＱｐの値を用いて、上記式（２９）により、提案される不活化物質の供給量を採用した場合の単位時間当たりの感染性対象物の残存率を算出する。また、ここでの不活化物質の供給量の提案は、供給量が０の状態から０より大きい供給量への変更を提案することを含む。すなわち、供給装置１２０が動作オフの状態からオンの状態に変更する提案、又は、室内９８に供給装置１２０が存在しない状態から、新たに供給装置１２０を設置することを推奨する提案が含まれてもよい。
　また、提案部１３３は、室内９８における換気装置１１０の動作量を増加させる（つまり、換気量を増加させる）ことで、当該利用における感染確率の上昇を抑制する。例えば、感染確率が、上記式（１６）に基づいて算出された場合、提案される換気量は、上記式（２８）に基づいて決定される。すなわち、上記式（２８）をマクローリン展開することにより、算出されたＱｐの近似値が提案される。
　また、例えば、感染確率が、上記式（１８）に基づいて算出された場合、提案される換気量は、上記式（３０）に基づいて決定される。すなわち、上記式（３０）により算出されたＱｐの値が提案される。
　また、提案部１３３は、換気装置１１０による換気の際の目標値としてのＣＯ２濃度を低下させることで（つまり、内外のＣＯ２濃度差を縮小することで）、換気量を増加させ当該利用における感染確率の上昇を抑制する。例えば、感染確率が、上記式（１６）に基づいて算出された場合、提案されるＣＯ２濃度差は、以下式（３１）に基づいて決定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
　上記式（３１）は、以下式（３２）に代入される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
　なお、上記式（３２）では、Ｃｇｐが、提案されるＣＯ２濃度差における室内９８側のＣＯ２濃度を示している。
　また、利用者が利用を想定する室内９８に代えて、感染確率が感染確率上限を下回る適切な条件の他の室内９８を利用することが提案されてもよい。なお、以上に説明した複数の利用方法の提案のうち、いずれか１つのみが提案されてもよいし、複数の組み合わせで提案されてもよい。また、上記の提案は、室内９８を利用するための予約の入力時に行われるとしたが、実際の使用時において、実測の値に基づき、リアルタイムで提案が行われる構成であってもよい。
　［効果等］
　以上説明したように、本実施の形態に係る制御システム５００は、感染性対象物を含む室内９８の気体と室外９７の気体との交換を行い、感染性対象物を排出除去する換気装置１１０と、室内９８に感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、感染性対象物を不活化除去する供給装置１２０と、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御する制御装置１００と、を備え、制御装置１００は、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去能力を増加させた際に、他方による除去能力を減少させる第１動作、ならびに、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去効率を減少させた際に、他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１のモードと、第１のモードとは異なる第２のモードと、を切り替える。
　このような制御システム５００は、換気装置１１０による除去能力と供給装置１２０による除去性能とのうち、一方の除去能力が低下した際に、他方の除去能力が増加されることでこれを補うことができる。一方で、換気装置１１０による除去能力と供給装置１２０による除去性能とのうち、一方の除去能力が増加した際に、他方の除去能力を低下させることで最低限の除去能力を維持しながら、必要以上の除去能力が発揮されることを抑制できる。したがって、各装置に、必要に応じて除去能力を補い合わせ、かつ、余剰な除去能力の発揮に資するコストを抑制できる。よって、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、例えば、制御装置１００は、第１のモードにおいて、室内９８の容積をＶ、換気装置１１０による単位時間あたりの気体の交換量である換気量をＱ、及び、不活化物質による不活化除去において単位時間あたりに残存する感染性対象物の残存率をβとした場合に、上記式（８）によって定義される、感染性対象物の総合的な除去能力の値が除去閾値以上となるように、換気装置１１０及び供給装置１２０を制御してもよい。
　これによれば、換気装置１１０及び供給装置１２０による総合的な除去能力が、除去閾値以上に保たれる。すなわち、設定された除去閾値を下回ることが無くなるため、より厳密に除去能力を規定することができる。よって、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、例えば、制御装置１００は、第２のモードにおいて、換気装置１１０及び供給装置１２０の一方による除去能力を増加させた際に、換気装置１１０及び供給装置１２０の他方による除去能力を一定に維持する第３動作を行ってもよい。
　これによれば、一方の除去能力が上昇された際に他方の能力を低下させないので、総合的な除去能力を増加させることができる。つまり、除去効果をより高めることができるので、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、例えば、制御装置１００は、第１のモードにおいて、室内９８のＣＯ２濃度を検知するＣＯ２センサ１４１から室内９８のＣＯ２濃度を取得し、換気装置１１０を制御して、取得した室内９８のＣＯ２濃度がＣＯ２閾値以下となるように気体を交換させてもよい。
　これによれば、換気装置１１０が独立にＣＯ２濃度を低下させる動作を行っていても、供給装置１２０によって過不足なく除去能力を発揮することができる。また、この動作によって、室内９８のＣＯ２濃度が適切に維持されるため、室内９８がより利用に適した空間に維持される。よって、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、例えば、ＣＯ２閾値は、室内９８に存在する人９９の、感染性対象物への暴露時間と、人９９への感染性対象物の感染確率の上限である感染確率上限とによって定まる室内９８の目標ＣＯ２濃度であってもよい。
　これによれば、室内９８のＣＯ２濃度を指標として、感染確率を管理し、ＣＯ２濃度を適切に維持するのみで、感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。また、このような管理では、リアルタイムに感染確率をモニタ出来るので、感染確率が一時的に上昇した場合などに別の対策を講じることができる。よって、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　制御装置１００は、第１のモードにおいて、室内９８に存在する人９９の、感染性対象物への暴露時間と、人９９への感染性対象物の感染確率の上限である感染確率上限とによって定まる換気量閾値を算出し、換気装置１１０を制御して、換気量閾値以上となるように気体を交換させてもよい。
　これによれば、感染性対象物への暴露時間と、感染確率とに基づいて、十分な換気量で換気装置１１０が制御される。よって、より適切かつより効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、例えば、制御装置１００は、室内９８における人９９の存否を検知する存否センサ１４２から室内９８における人９９の存否に関する存否情報を取得し、取得した存否情報に基づいて、室内９８に人９９が存在する状態から室内９８に人９９が不在の状態に変化したことを契機に、第２動作で第１のモードを開始し、所定時間経過後に第１動作で第１のモードを継続してもよい。
　これによれば、人９９の存否に応じて第１動作及び第２動作を適切に組み合わせた第１のモードを実行することができる。例えば、人９９が不在の状態の室内９８において、第１動作で、供給装置１２０から不活化物質を散布させる。このとき、人体に影響あるレベルまで高濃度に不活化物質を散布させ、不活化による除去効果を高めたとしても、人９９が不在であるため、安全性が確保される。また、その後の換気装置１１０の動作により、残留する不活化物質を換気排出した後に第１のモードが終了するため、次に人９９が室内９８に入室した際にも、不活化物質が人に与える影響は十分に抑えられる。よって、より効果的に感染性対象物の人９９への感染を抑制できる。
　また、本実施の形態に係る制御方法は、感染性対象物を含む室内の気体と室外の気体との交換を行い、感染性対象物を排出除去する換気装置と、室内に感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、感染性対象物を不活化除去する供給装置と、を制御する制御方法であって、換気装置による除去能力を増加させた際に、供給装置による除去能力を減少させる第１動作、及び、換気装置による除去効率を減少させた際に、供給装置による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１ステップと、第１のモードとは異なる第２ステップと、を含む。
　これによれば、上記に記載の制御システム５００と同様の効果を奏することができる。
　また、上記に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとしても実現できる。
　これによれば、コンピュータを用いて、上記に記載の制御方法と同様の効果を奏することができる。
　また、上記実施の形態の内容を、換気装置１１０及び供給装置１２０に接続された制御装置であって、換気装置及び供給装置の一方による除去能力を増加させた際に、他方による除去能力を減少させる第１動作、ならびに、換気装置及び供給装置の一方による除去効率を減少させた際に、他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１のモードと、第１のモードとは異なる第２のモードと、を切り替える制御装置としても実現することができる。
　これによれば、制御装置単独でも上記の制御システムと同様の効果を奏することができる。
　（その他の実施の形態）
　以上、本開示に係る制御システム等について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
　また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよく、あるいは、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、制御システムが備える構成要素の複数の装置への振り分けは、一例である。例えば、一の装置が備える構成要素を他の装置が備えてもよい。
　例えば、上記実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
　また、上記実施の形態において、制御部などの構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ＨＤＤ又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　また、制御部などの構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
　１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ又はＬＳＩなどが含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｉｏｎ）、又は、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡも同じ目的で使うことができる。
　また、本開示の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。あるいは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態に係る構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　　９７　室外
　　９８　室内
　　９９　人
　１００、１００ａ　制御装置
　１１０　換気装置
　１２０　供給装置
　１４１　ＣＯ２センサ
　１４２　存否センサ
　５００　制御システム

Claims (9)

  1. 　感染性対象物を含む室内の気体と室外の気体との交換を行い、前記感染性対象物を排出除去する換気装置と、
    　前記室内に前記感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、前記感染性対象物を不活化除去する供給装置と、
    　前記換気装置及び前記供給装置を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記換気装置及び前記供給装置の一方による除去能力を増加させた際に、他方による除去能力を減少させる第１動作、ならびに、前記換気装置及び前記供給装置の一方による除去効率を減少させた際に、他方による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１のモードと、
    　前記第１のモードとは異なる第２のモードと、を切り替える
    　制御システム。
  2. 　前記制御装置は、前記第１のモードにおいて、
    　前記室内の容積をＶ、前記換気装置による単位時間あたりの気体の交換量である換気量をＱ、及び、前記不活化物質による不活化除去において単位時間あたりに残存する前記感染性対象物の残存率をβとした場合に、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　によって定義される、前記感染性対象物の総合的な除去能力の値が除去閾値以上となるように、前記換気装置及び前記供給装置を制御する
    　請求項１に記載の制御システム。
  3. 　前記制御装置は、前記第２のモードにおいて、前記換気装置及び前記供給装置の一方による除去能力を増加させた際に、前記換気装置及び前記供給装置の他方による除去能力を一定に維持する第３動作を行う
    　請求項１又は２に記載の制御システム。
  4. 　前記制御装置は、前記第１のモードにおいて、
    　前記室内のＣＯ２濃度を検知するＣＯ２センサから前記室内のＣＯ２濃度を取得し、
    　前記換気装置を制御して、取得した前記室内のＣＯ２濃度がＣＯ２閾値以下となるように気体を交換させる
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の制御システム。
  5. 　前記ＣＯ２閾値は、前記室内に存在する人の、前記感染性対象物への暴露時間と、前記人への前記感染性対象物の感染確率の上限である感染確率上限とによって定まる前記室内の目標ＣＯ２濃度である
    　請求項４に記載の制御システム。
  6. 　前記制御装置は、前記第１のモードにおいて、
    　前記室内に存在する人の、前記感染性対象物への暴露時間と、前記人への前記感染性対象物の感染確率の上限である感染確率上限とによって定まる換気量閾値を算出し、
    　前記換気装置を制御して、前記換気量閾値以上となるように気体を交換させる
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の制御システム。
  7. 　前記制御装置は、
    　前記室内における人の存否を検知する存否センサから前記室内における人の存否に関する存否情報を取得し、
    　取得した前記存否情報に基づいて、前記室内に人が存在する状態から前記室内に人が不在の状態に変化したことを契機に、前記第２動作で前記第１のモードを開始し、所定時間経過後に前記第１動作で前記第１のモードを継続する
    　請求項１に記載の制御システム。
  8. 　感染性対象物を含む室内の気体と室外の気体との交換を行い、前記感染性対象物を排出除去する換気装置と、前記室内に前記感染性対象物を不活化する不活化物質の供給を行い、前記感染性対象物を不活化除去する供給装置と、を制御する制御方法であって、
    　前記換気装置による除去能力を増加させた際に、前記供給装置による除去能力を減少させる第１動作、及び、前記換気装置による除去効率を減少させた際に、前記供給装置による除去効率を増加させる第２動作の少なくとも一方を行う第１ステップと、
    　前記第１のモードとは異なる第２ステップと、を含む
    　制御方法。
  9. 　請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるための
    　プログラム。
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