特開 2024-42208 ＣＯ２濃度分布推定システム、及びＣＯ２濃度分布推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042208

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】ＣＯ２濃度分布推定システム、及びＣＯ２濃度分布推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 9/00 20060101AFI20240321BHJP

   G01V 9/00 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

G01M9/00

G01V9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022146766

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】山本 ミゲイル

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 弥

(72)【発明者】

【氏名】川村 聡宏

【テーマコード（参考）】

2G023

2G105

【Ｆターム（参考）】

2G023AB22

2G023AB27

2G105AA01

2G105BB16

2G105DD01

2G105EE02

2G105EE06

2G105HH01

2G105KK06

(57)【要約】

【課題】簡便な構成により、建物内の空間におけるＣＯ_２濃度を推定することができるＣＯ_２濃度分布推定システム、及びＣＯ_２濃度分布推定方法を提供する。
【解決手段】空間内において、複数箇所のＣＯ_２濃度を検出する、複数の第１検出部と、前記空間内の人の位置に関する位置情報を検出する第２検出部と、前記複数の第１検出部が検出したＣＯ_２濃度と、前記第２検出部が検出した前記位置情報と、に基づいて、ＣＯ_２濃度分布を特定する演算部と、を備え、前記演算部は、第１算出値として前記複数の第１検出部が検出した前記ＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出するとともに、前記位置情報に基づいて、前記人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を特定し、前記第１算出値に前記第２算出値を反映させ、第３算出値として前記人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出することを特徴とする、ＣＯ_２濃度分布推定システムである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間内において、複数箇所のＣＯ_２濃度を検出する、複数の第１検出部と、
前記空間内の人の位置に関する位置情報を検出する第２検出部と、
前記複数の第１検出部が検出したＣＯ_２濃度と、前記第２検出部が検出した前記位置情報と、に基づいて、ＣＯ_２濃度分布を特定する演算部と、を備え、
前記演算部は、第１算出値として前記複数の第１検出部が検出した前記ＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出するとともに、前記位置情報に基づいて、前記人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を特定し、前記第１算出値に前記第２算出値を反映させ、第３算出値として前記人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出することを特徴とする、
ＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項2】

前記演算部は、前記人の位置からの所定距離範囲内において、前記第２算出値として一定値の補正値を用いる、
請求項１に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項3】

前記演算部は、前記人の位置からの距離に応じて線形的に減衰する補正値を前記第２算出値とする、
請求項１に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項4】

前記演算部は、前記人の位置からの距離に応じて指数的に減衰する補正値を前記第２算出値とする、
請求項１に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項5】

前記演算部は、演算或いは測定に基づく測定値に基づいて前記空間内における気流を算出し、前記気流に基づいて前記補正値を調整する、
請求項２～４のいずれか１項に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項6】

前記演算部は、前記空間内の換気量及び前記人の位置の変化に基づいて前記補正値を調整する、
請求項５に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項7】

前記演算部は、前記第３算出値に基づいて、前記空間内におけるエアロゾル感染リスクを評価する確率を算出する、
請求項１に記載のＣＯ_２濃度分布推定システム。

【請求項8】

複数の第１検出部により空間内の複数個所のＣＯ_２濃度を検出し、
第２検出部により前記空間内の人の位置に関する位置情報を検出し、
第１算出値として前記複数の第１検出部が検出した前記ＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出し、
前記第２検出部の前記位置情報に基づいて、前記人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を算出し、
前記第１算出値に前記第２算出値を反映させ、第３算出値として前記人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出する、
ＣＯ_２濃度分布推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＣＯ_２濃度分布推定システム、及びＣＯ_２濃度分布推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ウイルスなどの感染対策として空気質などの室内環境を管理することが求められている。室内の空気質は、例えば、ＣＯ_２濃度を指標にして管理される場合がある。また、室内における感染リスク評価には、感染性粒子が室内気流によって拡散されていることが考慮され、ＣＯ_２濃度が用いられる場合がある（例えば、非特許文献１参照）。ＣＯ_２濃度は、室内環境の健全性を評価するために、さまざまな用途に用いられている。室内のＣＯ_２濃度分布を把握することにより、室内に局所的に生じている空気のよどみや空気質を評価することができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Ｓ Ｎ Ｒｕｄｎｉｃｋ， Ｄ Ｋ Ｍｉｌｔｏｎ “Ｒｉｓｋ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ” Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ ２００３； ｈｔｔｐｓ：／／ｏｎｌｉｎｅｌｉｂｒａｒｙ．ｗｉｌｅｙ．ｃｏｍ／ｄｏｉ／ｅｐｄｆ／１０．１０３４／ｊ．１６００－０６６８．２００３．００１８９．ｘ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実際の建物内の室内におけるＣＯ_２濃度を管理する場合、例えば、ＣＯ_２濃度を測定するセンサの設置位置におけるＣＯ_２濃度計測結果が代表値として用いられることが多い。この手法によれば、室内における正確なＣＯ_２濃度分布を把握しているとは限らない。室内におけるＣＯ_２濃度分布を正確に計測するためには、センサの個数を増やすことが考えられるが、設置位置に制約が生じると共に、設置にかかるコストが増加する虞がある。

【0005】

本発明は、簡便な構成により、建物内の空間におけるＣＯ_２濃度を推定することができるＣＯ_２濃度分布推定システム、及びＣＯ_２濃度分布推定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達するために、本発明は、空間内において、複数箇所のＣＯ_２濃度を検出する、複数の第１検出部と、前記空間内の人の位置に関する位置情報を検出する第２検出部と、前記複数の第１検出部が検出したＣＯ_２濃度と、前記第２検出部が検出した前記位置情報と、に基づいて、ＣＯ_２濃度分布を特定する演算部と、を備え、前記演算部は、第１算出値として前記複数の第１検出部が検出した前記ＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出するとともに、前記位置情報に基づいて、前記人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を特定し、前記第１算出値に前記第２算出値を反映させ、第３算出値として前記人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出することを特徴とする、
ＣＯ_２濃度分布推定システムである。

【0007】

本発明によれば、ＣＯ_２センサの設置数が限られた建物内の空間内において人の位置に基づくＣＯ_２濃度の補正値を加算することにより、空間内のＣＯ_２濃度を正確に推定する装置を構成することができる。

【0008】

また、本発明の前記演算部は、前記人の位置からの所定距離範囲内において、前記第２算出値として一定値の前記補正値を用いてもよい。

【0009】

本発明によれば、人から発生するＣＯ_２濃度を人の位置から所定距離範囲内において一定値と取り扱うことで、空間内のＣＯ_２濃度の計算処理を簡便にすることができる。

【0010】

また、前記演算部は、前記人の位置からの距離に応じて線形的に減衰する補正値を前記第２算出値としてもよい。

【0011】

本発明によれば、人から発生するＣＯ_２濃度を人の位置からの距離に応じて線形的に減衰するように処理することで、空間内のＣＯ_２濃度の計算処理を簡便にしつつ精度を向上させることができる。

【0012】

また、前記演算部は、前記人の位置からの距離に応じて指数的に減衰する補正値を前記第２算出値としてもよい。

【0013】

本発明によれば、人から発生するＣＯ_２濃度を人の位置からの距離に応じて指数的に減衰するように処理することで、空間内のＣＯ_２濃度の推定精度を現実に近づけることができる。

【0014】

また、前記演算部は、演算或いは測定に基づく測定値に基づいて前記空間内における気流を算出し、前記気流に基づいて前記補正値を調整してもよい。

【0015】

本発明によれば、ＣＯ_２濃度分布の推定に空間内の気流を考慮することで、推定精度を向上させることができる。

【0016】

また、前記演算部は、前記空間内の換気量及び前記人の位置の変化に基づいて前記補正値を調整してもよい。

【0017】

本発明によれば、ＣＯ_２濃度分布の推定に空間内の換気量及び人の位置の変化を考慮することで、推定精度を向上させることができる。

【0018】

また、本発明の前記演算部は、前記第３算出値に基づいて、前記空間内におけるエアロゾル感染リスクを評価する確率を算出してもよい。

【0019】

本発明によれば、空間内におけるエアロゾル感染リスクを定量的に評価することができる。

【0020】

本発明は、複数の第１検出部により空間内の複数個所のＣＯ_２濃度を検出し、第２検出部により前記空間内の人の位置に関する位置情報を検出し、第１算出値として前記複数の第１検出部が検出した前記ＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出し、前記第２検出部の前記位置情報に基づいて、前記人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を算出し、前記第１算出値に前記第２算出値を反映させ、第３算出値として前記人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出する、ＣＯ_２濃度分布推定方法である。

【0021】

本発明によれば、ＣＯ_２センサの設置数が限られた建物内の空間内において人の位置に基づくＣＯ_２濃度の補正値を加算することにより、空間内のＣＯ_２濃度を正確に推定する方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、簡便な構成により、建物内の空間におけるＣＯ_２濃度を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態に係るＣＯ_２濃度分布推定システムの構成を示す図である。

【図2】第１検出部のＣＯ２濃度に基づく第１算出値の算出結果を示す図である。

【図3】第２検出部に基づく補正値の算出結果を示す図である。

【図4】第１算出値に補正値を加算した第２算出値の算出結果を示す図である。

【図5】補正値の算出方法の１例を示す図である。

【図6】補正値の算出方法の１例を示す図である。

【図7】補正値の算出方法の１例を示す図である。

【図8】人の顔の向きを考慮した補正値の算出方法を概念的に示す図である。

【図9】ＣＯ_２濃度分布推定方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】第２実施形態に係るＣＯ_２濃度分布の推定方法を概念的に示す図である。

【図11】第２実施形態に係る換気と人の移動を考慮したＣＯ_２濃度分布の推定方法を概念的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＣＯ_２濃度分布推定システムの実施形態について説明する。

【0025】

［第１実施形態］
図１に示すように、ＣＯ_２濃度分布推定システム１は、建物Ｂの空間内に設けられた複数の検出部２０と、複数の検出部２０と通信可能に接続された管理装置１０と、を備えている。空間内とは、室内や倉庫内などの屋内環境を示している。検出部２０は、例えば、室内に設けられ、室内のＣＯ_２濃度を測定する第１検出部２２と、室内の人の位置を検出する第２検出部２６と、を備えている。

【0026】

第１検出部２２は、例えば、空間内に設置された複数のＣＯ_２センサ２４を備えている。ＣＯ_２センサ２４は、空間内の設置位置においてＣＯ_２濃度を検出する。第１検出部２２は、ネットワークＮＷを介して各ＣＯ_２センサ２４で検知されたＣＯ_２濃度を管理装置１０に送信する。ネットワークＮＷが無線回線の場合、第１検出値は、いずれのＣＯ_２センサ２４から発せられたものかを識別可能な識別子として機能するデータとともに、ＣＯ_２センサ２４から管理装置１０へ発せられる。管理装置１０は、この識別子でＣＯ_２センサ２４、ひいてはセンサ位置を特定することが可能とされている。

【0027】

第２検出部２６は、空間内の人の位置（位置情報）を検出する。第２検出部２６は、例えば、空間内に存在する人が所持している移動端末３０と、この移動端末３０と通信する無線基地局と、から構成されていてもよい。具体的には、第２検出部２６の無線基地局は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ルータなどの通信装置により構成されている。第２検出部２６は、移動端末３０と通信し、空間内における移動端末３０の位置、ひいては在室する人の位置を検出する。このように第２検出部２６は、移動端末３０の位置に関する位置情報を取得し、ネットワークＮＷを介して管理装置１０に送信する。第２検出部２６は、移動端末３０と、無線基地局と、を用いたものの他、例えば室内空間を撮像可能な赤外線カメラと、演算部１４と、により構成され、赤外線カメラで撮像された画像を基に在室する人の位置に関する位置情報を取得するものとしてもよい。

【0028】

管理装置１０は、建物Ｂの空間内のＣＯ_２濃度分布を管理するための情報処理端末装置である。管理装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン等が用いられる。管理装置１０は、検出部２０と、ネットワークＮＷを介して通信可能に接続されている。管理装置１０は、例えば、検出部２０から検出値のデータを取得する取得部１２と、検出値に基づいて建物Ｂの空間内のＣＯ_２濃度分布を算出する演算部１４と、演算に関するデータを記憶する記憶部１６と、演算結果を表示する表示部１８と、を備えている。

【0029】

取得部１２は、ネットワークＮＷを介して第１検出部２２から発せられたＣＯ２濃度と、第２検出部から発せられた位置情報と、を取得する。取得部１２は、ローカルネットワーク又は公衆ネットワークに接続された通信インタフェースである。記憶部１６は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ等の記憶媒体を有する。記憶部１６は管理装置１０に必ずしも内蔵されていなくてもよく、ネットワークＮＷを通じてデータを提供するサーバ（不図示）など、外部記録装置であってもよい。表示部１８は、液晶ディスプレイ等の表示装置である。表示部１８は、演算部１４の演算結果を表示する。

【0030】

演算部１４は、第１算出値として第１検出部２２で計測したＣＯ_２濃度に基づいたＣＯ_２濃度分布を算出する。そして演算部１４は、位置情報に基づいて、人によって生じるＣＯ_２の影響を補正する第２算出値を特定し、第１算出値に第２算出値を反映させ、第３算出値として人による影響を加味したＣＯ_２濃度分布を算出する。このようにして、第３算出値を求めることにより、空間内におけるエアロゾル感染リスクをより精度よく評価することが可能となる。
なお、本実施形態では、第１検出部２２はＣＯ_２濃度とともに、また第２検出部２６は位置情報とともに、それぞれ計測時間に係る情報が併せて送信され、管理装置１０は計測時間でＣＯ_２濃度と位置情報を対応付け、処理を行う。しかし、管理装置１０の処理方法はこれに限るものではない。例えば、第１検出部２２と第２検出部２６をそれぞれ所定のタイミング、例えば１秒に１回などそれぞれＣＯ_２濃度、位置情報を出力するものとし、管理装置１０から発せられた同期信号を基に、第１検出部２２と第２検出部２６を同期させ、同時もしくは所定の時間内に受信したＣＯ_２濃度と位置情報を対応付け、処理を行うものとしてもよい。

【0031】

図２から図４を用いて、演算部１４が算出する建物Ｂの空間内のＣＯ_２濃度分布の算出過程を説明する。図２（Ａ）に示すように、演算部１４は、建物Ｂの空間内における、それぞれのＣＯ_２センサ２４の設置位置におけるＣＯ_２濃度を取得する。そして図２（Ｂ）に示すように、演算部１４は、ＣＯ_２濃度に基づいて空間内のＣＯ_２濃度分布に係る第１算出値を算出する。この第１算出値の算出にあたっては、隣接するＣＯ_２センサ２４間におけるＣＯ_２濃度は一様に変化するものとして、ＣＯ_２濃度の分布を算出する。
他方で図３（Ａ）に示すように、演算部１４は、第２検出部２６（図１参照）から建物Ｂの空間内の人Ｐの位置に係る位置情報を取得する。図３（Ｂ）に示されるように、演算部１４は、人Ｐの位置に係る位置情報に基づいて、第１算出値の補正を行うのに用いられる第２算出値を算出する。

【0032】

そして図４に示すように、演算部１４は、第１算出値に第２検出部２６で検出された人Ｐに対応する補正値である第２算出値を反映させ、空間内におけるＣＯ_２濃度分布を示す第３算出値を算出する。本実施例では、第３算出値は、ＣＯ２濃度に人Ｐの周囲の領域に生じる局所的なＣＯ_２高濃度領域を反映させ、算出している。つまり第３算出値は、第１検出値においては加味されていない人Ｐの周囲の領域に生じる局所的なＣＯ_２高濃度領域を加味するものである。この結果、ＣＯ_２センサ２４の検出値を最小値・最大値としたＣＯ_２濃度分布では顕在化させることができなかった局所的なＣＯ_２濃度の高い場所を第３算出値では顕在化させることができる。ひいては、ＣＯ_２濃度分布と相関を有するエアロゾル感染リスクを精度良く算出することを可能とし、室内の任意の場所におけるエアロゾル感染リスクをより精度よく評価することができる。

【0033】

以下では、人Ｐの周囲の領域に生じる局所的なＣＯ_２高濃度領域に対応する補正値、第２算出値について、説明を行う。図５（Ａ）に示すように、第２算出値は、人Ｐの位置から所定距離範囲内においては、一定値となるようにしてもよい。この場合、図５（Ｂ）に示すように、演算部１４は、人Ｐの位置を中心とした所定距離範囲内の領域においては、ＣＯ_２濃度を一定値とした第２算出値を出力する。例えば、人Ｐの位置から所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置する場合にあっては、第２算出値、つまり人Ｐの位置の所定距離範囲内のＣＯ_２濃度をＣＯ_２センサ２４で検知したＣＯ_２濃度であるものとみなし、ＣＯ_２濃度分布を算出する。一方で、人Ｐの位置の所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置しない場合にあっては、第２算出値、つまり人Ｐの位置の所定距離範囲内のＣＯ_２濃度は所定のＣＯ_２濃度であるものとみなし、ＣＯ_２濃度分布を算出する。この所定のＣＯ_２濃度は、予め設定されたＣＯ_２濃度の他、例えば人ＰとＣＯ_２センサ２４との距離と、ＣＯ_２センサ２４で検知したＣＯ_２濃度と、を基に設定してもよい。このようにすることで、演算部１４における算出処理の簡素化を図りつつ、局所的なＣＯ_２高濃度領域を反映させるための第２算出値を算出することができる。

【0034】

この他、人Ｐの周囲の領域に生じる局所的なＣＯ_２高濃度領域に対応する補正値、第２算出値は、図６（Ａ）に示すように、人Ｐの位置に近づくほど値が線形的に増加、つまりＣＯ_２濃度が高くなり、人Ｐの位置から遠ざかるほど線形的に減衰、つまりＣＯ_２濃度が低くなるようにしてもよい。図６（Ｂ）に示すように、演算部１４は、人Ｐの位置を中心とした所定距離範囲内の領域において、人Ｐの位置を最もＣＯ_２濃度が高い場所として、人Ｐの位置から距離が遠ざかるほど線形的に減衰、つまり一様にＣＯ_２濃度が減少するように設定した第２算出値とする。例えば、人Ｐの位置の所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置する場合にあっては、人Ｐの位置からＣＯ_２センサ２４までＣＯ_２濃度が一様に変化（減少）するものとした第２算出値を算出する。すなわち、人Ｐの位置におけるＣＯ_２濃度は、ＣＯ_２センサ２４で検知したＣＯ_２濃度と、ＣＯ_２センサ２４と人Ｐの間の距離と、に基づいて算出する。一方で、人Ｐの位置の所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置しない場合にあっては、人Ｐの位置の所定距離範囲内における第２算出値は、人Ｐの位置におけるＣＯ_２濃度を予め設定されたＣＯ_２濃度として、所定の減少率で所定距離に至るまで一様にＣＯ_２濃度が減少するＣＯ_２濃度分布としてもよい。このようにすることで、より精度の高い第２算出値を算出することができる。

【0035】

さらには人Ｐの周囲の領域に生じる局所的なＣＯ_２高濃度領域に対応する補正値、第２算出値は、図７（Ａ）に示すように、人Ｐの位置に近づくほど指数関数的にＣＯ_２濃度が高くなり、人Ｐの位置から遠ざかるほど指数関数的にＣＯ_２濃度が低くなるようにしてもよい。図７（Ｂ）に示されるように、演算部１４は、人Ｐの位置を中心とした所定距離範囲内の領域において、人Ｐの位置から距離が遠ざかるほど指数関数的にＣＯ_２濃度が減少する第２算出値とする。例えば、人Ｐの位置の所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置する場合にあっては、予め実験やシミュレーションの結果から得られた、人Ｐの位置とＣＯ_２センサ２４との間の距離の変化に対するＣＯ_２濃度の変化の相関を踏まえて、人Ｐの位置からの距離に基づいて第２算出値を特定し、ＣＯ_２濃度分布を算出する。すなわち、人Ｐの位置におけるＣＯ_２濃度は、ＣＯ_２センサ２４で検知したＣＯ_２濃度と、ＣＯ_２センサ２４と人Ｐとの間の距離と、から算出する。一方で、人Ｐの位置の所定距離範囲内にＣＯ_２センサ２４が位置しない場合にあっては、予め実験やシミュレーションの結果から得られた結果に基づき、人Ｐの位置を所定のＣＯ_２濃度とした上で、人Ｐの位置から所定距離に至るまで指数関数的にＣＯ_２濃度が減少した所定のＣＯ_２濃度分布とみなし、第２算出値を算出する。このようにすることで、さらに精度の高い第２算出値を算出することができる。

【0036】

加えて第２算出値で補正が加えられる人Ｐからの距離範囲については、人Ｐの顔が向く向き（前方）に応じて調整してもよい。人Ｐの顔が向く向きは、第２検出部２６で検出する他、経時的な人Ｐの移動方向の変化に基づいて演算部１４で人Ｐの顔が向く向きを推定してもよい。
人Ｐの位置から所定範囲内を所定のＣＯ_２濃度とする図５に示す例においては、人Ｐを中心とした円形の所定範囲とした。しかしながら、人Ｐを含む所定範囲を所定のＣＯ_２濃度とみなした例では、人Ｐの前方（人Ｐの顔が向く向き）に向かう方向の長さに比べ、人Ｐの後方（人Ｐの後頭部が向く向き）に向かう方向への長さが短くなるように設定してもよい。また図６及び図７に示す人Ｐの位置から所定範囲内のＣＯ_２濃度を線形的又は指数関数的に低くなるようにした例では、ＣＯ_２濃度が所定濃度以上となる領域の外縁を線で囲うと、人Ｐを中心とした同心円形となり、ひいては所定範囲の外形も円形となっていた（図８（Ａ））。しかしながら、ＣＯ_２濃度は、前方に比べて後方の方が線形的又は指数関数的により減少・減衰するものとして、ＣＯ_２濃度が所定濃度以上となる領域の外縁は、人Ｐの前方に向かう方向が長さに比べ、人Ｐの後方に向かう方向への長さが短くなるように設定してもよい（図８（Ｂ））。このようにすることにより、人Ｐの前方に向かうほど、人Ｐからの距離が同距離であれば、補正値が大きくなるようにし、演算部１４で算出される第２算出値の精度を向上させることができる。

【0037】

図９には、管理装置１０において実行されるＣＯ_２濃度分布推定方法の処理の流れが示されている。空間内の設置位置において第１検出部２２によりＣＯ_２濃度を検出する（ステップＳ１００）。第２検出部２６により空間内の人Ｐの位置を検出する（ステップＳ１０２）。演算部１４は、ＣＯ２濃度に基づいて空間内のＣＯ_２濃度分布を推定する第１算出値を算出する（ステップＳ１０４）。演算部１４は、位置情報に基づいて空間内の人Ｐの位置からの距離に応じて変化するＣＯ_２濃度分布を補正する補正値、第２算出値を算出する（ステップＳ１０６）。演算部１４は、第１算出値に算出した第２算出値を反映させ、空間内のＣＯ_２濃度分布に対応する第３算出値を算出する（ステップＳ１０８）。

【0038】

上述したようにＣＯ_２濃度分布推定システム１によれば、ＣＯ_２センサ２４の設置数がすくなくても実際のＣＯ_２濃度分布に近い算出値を算出することができる。ひいては、ＣＯ_２濃度分布推定システム１で算出したＣＯ_２濃度分布を用いてエアロゾル感染確率を精度よく予測することができる。つまり本実施形態では、ＣＯ_２センサ２４を用い、ＣＯ_２センサ２４の設置箇所におけるＣＯ_２濃度を検出することで、ＣＯ_２濃度の経時的な変化を観測可能とし、空間内における気流の有無、方向が加味された実際のＣＯ_２濃度分布をベースとする。この実際のＣＯ_２濃度分布に、主なＣＯ_２の排出源となる人Ｐの位置に基づき、ＣＯ_２センサ２４で計測できていない領域のＣＯ_２濃度を予測し、補完することで、ＣＯ_２濃度分布をより正確に算出することができる。

【0039】

［第２実施形態］
ＣＯ_２濃度分布推定方法において、人Ｐの位置におけるＣＯ_２濃度分布に加えて、建物Ｂの空間内の換気量及び人Ｐの位置の変化に基づいて補正値が調整されてもよい。

【0040】

図１０には、ＣＯ_２センサ２４の測定値を補完したＣＯ_２濃度分布の推定値と、人Ｐにより発生するＣＯ_２濃度を補正値として加算したＣＯ_２濃度分布の推定値とが示されている。空間内における必要な換気量を表す式として、ザイデルの式（１）が一般的に知られている。

【0041】

【数1】

【0042】

但し、（ｉ，ｊ）は人Ｐの位置を示す座標、Ｃ_{（ｉ，ｊ）}は、人Ｐの位置において人Ｐにより発生するＣＯ_２濃度［ｐｐｍ］の予測値、Ｃ_{０（ｉ，ｊ）}は、人Ｐの位置においてＣＯ_２センサ２４の計測値に基づいて算出されたＣＯ_２濃度［ｐｐｍ］の補完値、Ｃ_{ｓ（ｉ，ｊ）}は、座標（ｉ，ｊ）におけるＣＯ_２濃度の初期値、或いは座標（ｉ，ｊ）において人Ｐがいなくなった際の初期ＣＯ_２濃度［ｐｐｍ］、Ｑは単位要素あたりの換気量［ｍ^３／ｈ］、Ｖは単位要素あたりの室容積［ｍ^３］、Ｍ_{（ｉ，ｊ）}は単位要素あたりのＣＯ_２発生量［ｍ^３／ｈ］、ｔは各要素におけるＭ_{（ｉ，ｊ）}が変動していない継続時間［ｈ］である。単位要素あたりのＣＯ_２発生量は以下の式（２）で求められる。

【0043】

【数2】

【0044】

但し、Ｃ_ｒは人の呼気のＣＯ_２濃度［ｐｐｍ］（＝約３００００ｐｐｍ）、Ｖｒは人の呼気量［ｍ^３／ｈ］（＝約０．４２ｍ^３／ｈ）、ｎ_{（ｉ，ｊ）}は、座標（ｉ，ｊ）に対応する空間要素内に滞在する人Ｐの人数［人］である。式（１）においてＱ／Ｖ、Ｑは、定風量で外気を導入している部屋では固定値として設定することができる。Ｑ／Ｖ、Ｑは、変風量制御を採用している室内では、事前にＣＦＤ解析や実測等で把握していた最頻値の外気導入量・換気回数を設定値として設定されてもよいし、中央監視等で得られる給気量から設定されてもよい。

【0045】

図１１には、人Ｐが移動した際のＣＯ_２濃度分布の予測が示されている。Ｃｓ_{（ｉ，ｊ）}の値は、Ｍ_{（ｉ，ｊ）}の値が変動したタイミングのＣ_{（ｉ，ｊ）}が用いられる。特定の室内では、人Ｐの代謝量は大きく変動することが少ないため、Ｍ_{（ｉ，ｊ）}は原則ｉ，ｊ要素内に滞在している人Ｐの数のみによって変動する。そのため、各要素において前ステップからＭ_{（ｉ，ｊ）}が変動したタイミングに初期値Ｃ_{ｓ（ｉ，ｊ）}＝Ｃ_{（ｉ，ｊ）}、ｔ＝０を与えることで、人Ｐの移動に応じたＣＯ_２濃度分布を予測することができる。なお、人Ｐの位置は、ビーコンによって測定してもよいし、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）システムのような高度な測位システムを用いて測定してもよい。また、Ｃ_０は外気ＣＯ_２濃度ではなく、ＣＯ_２センサ２４の計測値から補間された値を用いるため、厳密にはやや安全側（実際よりもやや高いＣＯ_２濃度）で予測される。

【0046】

上述したように第２実施形態に係るＣＯ_２濃度分布推定方法によれば、室内において人Ｐの位置情報が取得される場合、少ない設置数のＣＯ_２センサ２４の計測値に基づいて、ＣＯ_２濃度分布をより正確に予測することができる。第２実施形態に係るＣＯ_２濃度分布推定方法によれば、ＣＯ_２濃度変化の時間遅れを見込んだ濃度分布を予測することで、現実と乖離した瞬時的な濃度の変動を避けることができる。第２実施形態に係るＣＯ_２濃度分布推定方法によれば、正確なＣＯ_２濃度分布の推定結果に基づいてエアロゾル感染リスクを正確に評価することができる。

【0047】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 濃度分布推定システム
１０ 管理装置
１２ 取得部
１４ 演算部
１６ 記憶部
１８ 表示部
２０ 検出部
２２ 第１検出部
２４ ＣＯ_２センサ
２６ 第２検出部
３０ 移動端末
Ｂ 建物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】