(57)【要約】【課題】必要な時期までに必要な量の灌漑用水を圃場に給水できるように柔軟に対応できる圃場給水予約システムを提供する。【解決手段】圃場群に対して灌漑用水の給水を予約する圃場給水予約システムで、所定期間内の圃場群ごとの許容最大給水量を取得する許容最大給水量取得手段と、圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報に基づいて、圃場群ごとに必要給水量が許容最大給水量を下回る給水可能量及び給水期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能日時を含む給水可能スケジュールを生成する給水スケジュール管理手段と、生成された給水可能スケジュールに基づいて、給水予約要求の受付可否を判断し、当該給水予約要求を受け付けると対応する給水予約情報を生成して給水スケジュール管理手段に出力する給水予約受付手段と、を備えている。【選択図】図３
2020109650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場の集合体である圃場群に対して灌漑用水の給水を予約する圃場給水予約システムであって、
所定期間内の圃場群ごとの許容最大給水量を取得する許容最大給水量取得手段と、
圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報に基づいて、圃場群ごとに必要給水量の合計が前記許容最大給水量を下回る給水可能量及び前記給水期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能日時を含む給水可能スケジュールを生成する給水スケジュール管理手段と、
前記給水スケジュール管理手段から入力された給水可能スケジュールに基づいて、給水対象圃場及び給水期限を特定した給水予約要求の受付可否を判断し、当該給水予約要求を受け付けると当該給水対象圃場に対応する圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報を生成して前記給水スケジュール管理手段に出力する給水予約受付手段と、
を備えている、圃場給水予約システム。
【請求項２】
前記給水予約受付手段に対して給水予約要求が可能な端末装置または外部システムを備え、前記給水予約受付手段は前記給水可能スケジュールを前記端末装置または外部システムに提示するように構成されている、請求項１に記載の圃場給水予約システム。
・  外部システムは年間スケジュールを管理する営農支援システム
【請求項３】
前記給水予約情報に基づいて、前記圃場識別情報に対応する圃場に設けられた給水装置を遠隔制御して当該圃場に給水する圃場給水制御手段を備えている、請求項１または２記載の圃場給水予約システム。
【請求項４】
前記圃場群が複数のブロック圃場群で構成され、前記給水スケジュール管理手段は、前記ブロック圃場群ごとに必要給水量の合計が前記許容最大給水量を下回る給水可能量及び前記期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能日時を含む給水可能スケジュールを生成する、請求項１から３の何れかに記載の圃場給水予約システム。
【請求項５】
前記給水予約受付手段と前記圃場給水制御手段を有する圃場水管理サーバと、前記給水予約要求を前記給水予約受付手段に入力する端末装置または外部システムと、前記給水装置と、を含む圃場水管理システムと、
前記許容最大給水量取得手段及び前記給水スケジュール管理手段を有する灌漑用水管理サーバと、を含む灌漑用水管理システムと、
を備え、
前記灌漑用水管理サーバは、前記圃場水管理サーバから入力された各給水予約情報に基づいて前記給水可能スケジュールを生成して前記圃場水管理サーバに出力し、
前記圃場水管理サーバは、前記給水可能スケジュールを前記端末装置または外部システムに提示するとともに前記端末装置または外部システムから入力された前記給水予約要求を実行可能な場合に、当該給水予約を受け付けるとともに給水予約情報を生成して前記灌漑用水管理サーバに出力するように構成されている、請求項３記載の圃場給水予約システム。
【請求項６】
請求項５記載の圃場給水予約システムに組み込まれる圃場水管理システムであって、
灌漑用水を各圃場に給水する給水装置と、
端末装置または外部システムと、
各端末装置または外部システムから入力された給水予約要求を受け付けて給水予約情報を生成する給水予約受付手段と、前記給水予約情報に基づいて対応する給水装置を遠隔制御して対応する圃場に灌漑用水を給水する圃場給水制御手段とを含む圃場水管理サーバと、
を備えている、圃場水管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場給水予約システム及び圃場水管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各圃場に備えた給水装置を遠隔制御することにより自動給水可能な圃場水管理システムが実用化されつつある。例えば、特許文献１には、稲の生育段階に応じて毎日の水田目標水位を決定し、水田水位が目標水位の近傍内に収まるように給水バルブを制御する圃場水管理システムが提案されている。
【０００３】
また、頭首工から取り出され揚水機場に導かれた灌漑用水を、圃場の集合体である各圃場群へ分水工などを介して配水管理する灌漑用水管理システムも提案されている。例えば、特許文献２には、水源の水を各圃場群に供給するための親揚水機場と、親揚水機場から供給された灌漑用水を受け取り圃場群内の各末端圃場に対して給水するための圃場群ごとに設置された子揚水機場・直分分水弁とを、中央管理部より遠隔制御することにより、水源からの灌漑用水を所定量だけ各圃場群に配水できる灌漑用水管理システムが提案されている。
【０００４】
特許文献３には、圃場地域で利用可能な灌漑用水が不足する場合に、各圃場に対して適正に水配分し、上記圃場地域全体としての作物の品質向上・高収量化を図ることを目的とする圃場潅漑システムが提案されている。
【０００５】
当該圃場潅漑システムは、複数区画からなる圃場地域の各圃場ごとに設置された給水装置を制御して各圃場への灌漑を行うように構成され、上記圃場地域に対して所定期間中に利用可能な総灌漑用水を所定値で分割し、各圃場に対して配分するときの各圃場への水配分量をそれぞれ決定する水配分量決定手段と、上記水配分量に基づいて上記各給水装置を動作させる制御手段とを有する圃場潅漑水管理装置を設置したことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−６５７７６号公報
【特許文献２】特開平１０−４２７２６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献３に記載された圃場潅漑水管理装置では、期間を定めて一律に定められた量の灌漑用水を該当する圃場地域に一斉に給水する場合には、灌漑用水を送水する給水管の下流側で十分な水圧が得られず、当該期間に十分に給水できないという不都合な事態が発生する虞がある。
【０００８】
また、営農者の栽培計画や圃場で栽培される作物や品種によっては、各圃場に灌漑用水を給水する時期が他の圃場と異なる場合があり、そのような場合に柔軟に対応できないという問題が発生する虞がある。
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、必要な時期までに必要な量の灌漑用水を圃場に給水できるように柔軟に対応できる圃場給水予約システム及び圃場水管理システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明による圃場給水予約システムの第一の特徴構成は、圃場の集合体である圃場群に対して灌漑用水の給水を予約する圃場給水予約システムであって、所定期間内の圃場群ごとの許容最大給水量を取得する許容最大給水量取得手段と、圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報に基づいて、圃場群ごとに必要給水量の合計が前記許容最大給水量を下回る給水可能量及び前記期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能日時を含む給水可能スケジュールを生成する給水スケジュール管理手段と、前記給水スケジュール管理手段から入力された給水可能スケジュールに基づいて、給水対象圃場及び給水期限を特定した給水予約要求の受付可否を判断し、当該給水予約要求を受け付けると当該給水対象圃場に対応する圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報を生成して前記給水スケジュール管理手段に出力する給水予約受付手段と、を備えている点にある。
【００１１】
給水スケジュール管理手段によって圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報に基づいて圃場群ごとに給水可能スケジュールが生成される。当該給水可能スケジュールは圃場群ごとに必要給水量の合計が許容最大給水量を下回る給水可能量及び給水期限が含まれるので、例えば営農者は当該給水可能スケジュールにより給水期限までの所定期間に給水が可能であるか否かが把握できるようになる。営農者が給水予約受付手段を介して給水対象圃場及び給水期限を特定した給水予約要求を行なうと、給水予約受付手段によって当該給水予約要求の受付可否が判断され、受付可能と判断されると当該給水予約要求に対応する給水予約情報が生成されて、給水スケジュール管理手段に出力される。給水スケジュール管理手段では、当該給水予約情報が加味された給水可能スケジュールに更新される。給水日時ではなく給水期限が指定されることにより、予約が特定の給水期限に集中することがあっても、当該給水期限より所定期間前から給水できるようになり、例えば複数の日時に分散して給水することで、水圧の低下を招くことなく適正に給水できる。従って、営農者は給水可能スケジュールに基づいて自己の圃場への給水時期を柔軟に調整することができるようになる。
【００１２】
同第二の特徴構成は、上述の第一の特徴構成に加えて、前記給水予約受付手段に対して給水予約要求可能な端末装置または外部システムを備え、前記給水予約受付手段は前記給水可能スケジュールを前記端末装置または外部システムに提示するように構成されている点にある。
【００１３】
端末装置または外部システムには、給水予定スケジュールとして、所定期間の圃場群ごとの既予約による給水要求量を差し引いた給水可能量を表示するので、給水を希望する圃場に所望の給水が可能か否かの判断を容易に促すことができる。外部システムとして、例えば、播手から収穫までの年間の圃場に関する作業スケジュールの管理を支援する営農支援システムを用いると、総合的な営農支援が可能になる。
【００１４】
同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記給水予約情報に基づいて、前記圃場識別情報に対応する圃場に設けられた給水装置を遠隔制御して当該圃場に給水する圃場給水制御手段を備えている点にある。
【００１５】
給水予約受付手段によって生成された給水予約情報に基づいて、圃場給水制御手段が圃場に設けられた給水装置を遠隔制御することによって、受け付けられた給水予約要求が自動的に実行されるようになる。従って、営農者はその都度圃場に赴いて給水装置を操作するような煩わしい操作から開放される。
【００１６】
同第四の特徴構成は、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記圃場群が複数のブロック圃場群で構成され、前記給水スケジュール管理手段は、前記ブロック圃場群ごとに必要給水量の合計が前記許容最大給水量を下回る給水可能量及び前記期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能日時を含む給水可能スケジュールを生成する点にある。
【００１７】
給水可能スケジュールがブロック圃場群ごとに生成されるので、広大な圃場群であってもブロック圃場群単位で給水され、給水圧の低下という支障が生じない。
【００１８】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記給水予約受付手段と前記圃場給水制御手段を有する圃場水管理サーバと、前記給水予約要求を前記給水予約受付手段に入力する端末装置または外部システムと、前記給水装置と、を含む圃場水管理システムと、前記許容最大給水量取得手段及び前記給水スケジュール管理手段を有する灌漑用水管理サーバと、を含む灌漑用水管理システムと、を備え、前記灌漑用水管理サーバは、前記圃場水管理サーバから入力された各給水予約情報に基づいて前記給水可能スケジュールを生成して前記圃場水管理サーバに出力し、前記圃場水管理サーバは、前記給水可能スケジュールを前記端末装置または外部システムに提示するとともに前記端末装置または外部システムから入力された前記給水予約要求を実行可能な場合に、当該給水予約を受け付けるとともに給水予約情報を生成して前記灌漑用水管理サーバに出力するように構成されている点にある。
【００１９】
個別の圃場への給水を管理する圃場水管理システムと、各圃場群への給水量の配分を管理する灌漑用水管理システムとで圃場給水予約システムが構築される。圃場水管理システムに備えた圃場水管理サーバに対して端末装置などから給水予約要求がなされ、当該給水予約要求が圃場水管理サーバで受け付けられると給水予約情報が灌漑用水管理システムに備えた灌漑用水管理サーバに出力される。灌漑用水管理サーバにより許容最大給水量及び各給水予約情報に基づいて給水可能スケジュールが生成され、当該給水可能スケジュールが圃場水管理サーバを介して端末装置などに出力され、当該給水可能スケジュールに基づいて端末装置などから圃場水管理サーバの給水予約要求が入力され、さらに灌漑用水管理サーバに出力される。そして、圃場水管理サーバにより給水予約情報に基づく圃場への給水制御が実行される。
【００２０】
本発明による圃場水管理システムの第一の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述した第五の特徴構成を備えた圃場給水予約システムに組み込まれる圃場水管理システムであって、灌漑用水を各圃場に給水する給水装置と、端末装置または外部システムと、各端末装置または外部システムから入力された給水予約要求を受け付けて給水予約情報を生成する給水予約受付手段と、前記給水予約情報に基づいて対応する給水装置を遠隔制御して対応する圃場に灌漑用水を給水する圃場給水制御手段とを含む圃場水管理サーバと、を備えている上述の第八の特徴構成を備えた圃場給水予約システムに組み込まれる圃場水管理システムであって、灌漑用水を各圃場に給水する給水装置と、端末装置と、各端末装置から入力された給水予約要求を受け付けて給水予約情報を生成する給水予約受付手段と、前記給水予約情報に基づいて対応する給水装置を遠隔制御して対応する圃場に灌漑用水を給水する圃場給水制御手段とを含む圃場水管理サーバと、を備えている点にある。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明した通り、本発明によれば、必要な時期までに必要な量の灌漑用水を圃場に給水できるように柔軟に対応できる圃場給水予約システム及び圃場水管理システムを提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】灌漑用水設備の説明図
【図２】圃場の説明図
【図３】圃場給水予約システムの説明図
【図４】圃場給水可能スケジュール生成手順を示すフローチャート
【図５】圃場給水予約受付手順を示すフローチャート
【図６】別実施形態を示す圃場給水予約システムの説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明による圃場給水予約システム及び圃場水管理システムを説明する。なお、以下の説明で用いる圃場との用語は水田及び畑の双方を意味し、水源から分水工などで分水された共通の給水系統から灌漑用水が供給される複数の圃場を圃場群という。また、規模の大きな圃場群は複数のブロック圃場群の集合で構成され、ブロック圃場群単位で給水の要否が管理される。通常、共通の水源から取水された灌漑用水は分水工により分水された複数の給水系統によって異なる圃場群に給水される。以下の実施形態では稲作用の圃場について説明するが、畑用の圃場であっても同様である。
【００２４】
図１に示すように、灌漑用水設備は、河川や湖沼などの水源池１３０で取水された灌漑用水を、配水池１２１を介して各圃場１に給水するための給水設備であり、配水池１２１と各圃場１とが幹線となる給水管１２０と支線となる給水管１００，１０１で接続されている。
【００２５】
配水池１２１は、各圃場群１０に供給する灌漑揚水を貯水する設備で、水源池１３０に備えた揚水機場１３１のポンプによって灌漑用水が汲み上げられ、一定の水位を保つようにされてある。配水池１２１の配水口には給水管１２０が接続されて水圧により灌漑揚水が圧送される。
【００２６】
幹線となる給水管１２０は配水池１２１から各圃場群１０に向けてそれぞれ分岐され、分岐された各給水管１００への給水量を調整するための分水工として機能する分水装置１４０が設けられている。つまり、配水池１２１から圧送された灌漑用水は、分水装置１４０によって給水量が調整された後に各圃場群１０へ給水される。
【００２７】
支線となる給水管１００も各圃場１に向けて分岐され、分岐した給水管１０１に各圃場１へ給水する給水栓を備えた給水装置２が接続されている。また、各圃場１には排水栓を備えた排水装置４が設けられ、排水装置４を介した各圃場１からの放水が河川に放流されるように排水路９が設けられている。
【００２８】
図２に示すように、圃場１には、給水管１００（１０１）に流れる灌漑用水を、導水路３を介してして圃場１に導く給水装置２、圃場１の水を、放水路５を介して排水路９に排水する排水装置４が設けられ、圃場１の近傍にはインターネットなどの通信ネットワークに接続可能な無線中継器７が設置されている。さらに、圃場１の水位を計測する水位センサ６が設けられている。
【００２９】
給水装置１２及び排水装置１６にはソーラーパネルＳＰを備えた蓄電器、給水栓または排水栓を駆動する電動モータ、電動モータを制御する制御回路、無線中継器７を介して無線通信する通信回路などが設けられ、ソーラーパネルＳＰによる発電電力が蓄積された蓄電器の電力によってモータや通信回路などが作動するように構成されている。
【００３０】
当該給水装置２及び排水装置４に備えた通信回路は無線中継器７を介して圃場水管理サーバ２１と通信可能に構成され、給水栓または排水栓の状態や水位センサ６で検出された圃場１の水位が圃場水管理サーバ２１に送信されるとともに、圃場水管理サーバ２１により給水栓及び／または排水栓が遠隔制御により調整可能に構成されている。
【００３１】
図１に戻り、配水池１２１と各圃場群１０を結ぶ給水管１２０，１００に備えた各分水装置１４０には分水のための流量調整弁と、流量調整弁を制御する制御回路及び通信回路が設けられ、通信回路を介して灌漑用水管理サーバ３１とネットワーク通信可能に構成され、灌漑用水管理サーバ３１により流量調整弁が遠隔制御で調整可能に構成されている。
【００３２】
配水池１２１から圧送された灌漑用水は、分水装置１４０により流量が調整された後に各圃場群１０を構成する個別の圃場１に給水される。
【００３３】
稲作を例に挙げると、圃場に十分な量の水を供給して代掻きを行ない、田植え後のしばらくは稲の保護のために深水管理を継続し、ある程度安定すると浅水管理を経て間断灌水して根の成長を促し、茎の増加を抑制すべく中干した後に間断灌水を再開し、収穫時期に落水する、といったように稲の成長に伴って圃場の水位を調整する必要がある。
【００３４】
代掻きの時期など、各圃場の給水時期が重なり同時期に大量の用水を供給する必要があり、水源で確保された一定量の灌漑用水を各圃場に公平に配水するべく、圃場群単位で給水日程を計画して管理しているが、同一の圃場群の圃場でも給水管の水圧によってはそのときに十分な量の給水ができない場合があり、所定量の給水後も給水栓が解放され続けていると他の圃場への給水量が不足する場合がある。
【００３５】
また、稲作であっても品種が異なると給水時期が異なる場合もあり、それぞれの圃場の固有の条件によって適切な時期に適切な量の給水を計画管理するのは非常に困難である。
【００３６】
本発明による圃場給水予約システムは、この様な問題に柔軟に対処すべく、上述した灌漑用水管理サーバ３１と圃場水管理サーバ２１をインターネットなどの通信媒体を介して連系させることにより、営農者が管理する個々の圃場の状況に応じて適切に灌漑用水を供給することを可能とするシステムで、圃場１の集合体である圃場群１０に対して灌漑用水の給水を予約する圃場給水予約システムである。
【００３７】
具体的に、図３に示すように、圃場給水予約システム２００は、圃場水管理システム２０と、灌漑用水管理システム３０とで構成されている。
【００３８】
圃場水管理システム２０は、圃場水管理サーバ２１と、営農者などが所有する端末装置８と、各圃場１に備えた給水装置２や排水装置４などを備えて構成されている。圃場水管理サーバ２１には、給水予約受付手段２１Ａと圃場給水制御手段２１Ｂの各機能ブロックが設けられている。端末装置８にはスマートフォンのような可搬性の端末装置やデスクトップコンピュータのような据置型の端末装置が含まれる。なお、端末装置８に加えて、例えば、播手から収穫までの年間の圃場に関する作業スケジュールの管理を支援する営農支援システムなどの外部システム、具体的には営農支援サーバ及び／または営農支援端末を用いることも可能で、その場合には総合的な営農支援が可能になる。
【００３９】
灌漑用水管理システム３０は、灌漑用水管理サーバ３１と、配水池１２１から各圃場群１０への給水量を調整する圃場群給水量調整装置として機能する分水装置１４０を備えている。圃場群給水量調整装置により各圃場群１０への給水総量が調整される。灌漑用水管理サーバ３１には、許容最大給水量取得手段３１Ａ、圃場群給水量調整手段３１Ｂ、給水スケジュール管理手段３１Ｃの各機能ブロックが設けられている。なお、以下では、分水装置１４０を圃場群給水量調整装置１４０と記載することもある。
【００４０】
各サーバ２１，３１には、ＣＰＵボード、メモリボード、通信ボード、大容量の外部記憶装置などが設けられ、メモリボードに備えたメモリに格納されたアプリケーションプログラムがＣＰＵボードに搭載されたＣＰＵによって実行されることにより、上述した各機能ブロックが実現されている。
【００４１】
灌漑用水管理サーバ３１は、圃場水管理サーバ２１から入力された各給水予約情報に基づいて新たに受付可能な給水可能スケジュールを生成して圃場水管理サーバ２１に出力し、圃場水管理サーバ２１は当該給水可能スケジュールに基づいたタイムテーブルを端末装置８に提示するとともに、端末装置８から入力された給水予約要求を実行可能な場合に、当該給水予約を受け付けるとともに給水予約情報を生成して灌漑用水管理サーバ３１に出力するように構成されている。
【００４２】
灌漑用水管理サーバ３１に備えた許容最大給水量取得手段３１Ａは、所定期間内の圃場群１０ごとの許容最大給水量を取得して給水スケジュール管理手段３１Ｃに出力するように構成されている。
【００４３】
許容最大給水量とは配水池１２１で得られる灌漑用水のうち各圃場群１０へ供給可能な日当たりあるいは時間当たりの給水可能最大量をいい、例えば、配水池１２１の圧送水量に対し、各分水装置１４０で均等に分水した給水量が計算された値、或いは予め各分水装置１４０に割当設定されたた値が灌漑用水管理サーバ３１の外部記憶装置に格納されている。
【００４４】
灌漑用水管理サーバ３１に備えた給水スケジュール管理手段３１Ｃは、圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報に基づいて、圃場群１０ごとに必要給水量の合計が許容最大給水量を下回る給水可能量及び給水期限情報で指定される給水期限までの所定期間の給水可能スケジュールを生成し、当該給水可能スケジュールをメモリボード上のメモリに格納するとともに、圃場水管理サーバ２１に出力するように構成されている。
【００４５】
圃場水管理サーバ２１に備えた給水予約受付手段２１Ａは、給水スケジュール管理手段３１Ｃから給水可能スケジュールが入力されると、メモリボード上のメモリに記憶し、当該給水可能スケジュールを予約確認の要求のあった端末装置８に提示する。そして、当該端末装置８から入力された給水対象圃場１及び給水期限を特定した給水予約要求の受付可否を判断する。
【００４６】
給水予約受付手段２１Ａは、当該給水可能スケジュールに従って給水予約要求を実行可能であると判断すると、当該給水予約要求を受け付けて、当該給水対象圃場に対応する圃場識別情報、給水期限情報及び必要給水量を含む給水予約情報を生成して給水スケジュール管理手段３１Ｃに出力するように構成されている。
【００４７】
営農者により操作される端末装置８から送信された給水予約要求には、給水対象圃場を特定する情報とその圃場に対する給水期限を特定する情報が含まれる。複数の給水対象圃場や、各圃場に対する給水期限として複数の希望日あるいは給水希望時間を含めることが可能となっている。例えば、給水希望時間は０時から２４時の間を６時間間隔で第１期から第４期に区分けして特定される。
【００４８】
各圃場群１０及びその圃場群１０に属する各圃場１は、予め圃場水管理システム２０及び灌漑用水管理システム３０の外部記憶装置に圃場データベースとして格納されており、当該データベースにリンクした給水予約情報データベースが格納される。
【００４９】
圃場データベースには、圃場群識別コード、圃場識別コード（圃場識別情報）、圃場所在地、所有者コード、連絡先情報、圃場サイズ、圃場の給水栓の型式情報などのフィールド情報で構成されるレコードが格納されている。
【００５０】
給水予約情報データベースには、上述した圃場識別コードにリンクして、給水期限、必要給水量、給水完結確認情報などのフィールド情報で構成されるレコードが格納されている。
【００５１】
上述したように給水予約受付手段２１Ａが給水予約要求を受け付けた場合に生成する給水予約情報は、当該給水対象圃場に対応する圃場識別情報と、給水期限情報に加えて、必要給水量が含まれる。
【００５２】
給水予約受付手段２１Ａは、対応する圃場の圃場サイズと圃場１の目標水深から必要給水量を算出する。圃場１への給水は、代掻きや田植え時期の深水管理期間、その後の間断灌水管理期間などのそれぞれの管理期間について目標水深が定められてあり、例えば代掻き期間であれば水深１５ｃｍなどのように水深は予め定められている。
【００５３】
この目標水深情報は、端末装置８からの給水予約要求の給水期限情報と関連付けられて与えられる。この場合、給水予約受付手段２１Ａが目標水深から必要給水量を算出しているが、給水予約要求に必要給水量の情報が含まれていてもよい。
【００５４】
各圃場１に備えた給水装置２に備えた給水栓の型式情報から時間当たりの給水量が定まるので、当該型式情報から給水に要する時間を求めることもできる。従って、必要給水量に必要給水時間情報を含めることができる。
【００５５】
給水予約受付手段２１Ａは、給水可能スケジュールを参照して、給水予約要求で特定される圃場、給水期限までに必要給水量だけ給水可能か否かを判断し、可能と判断した場合に当該給水予約を受け付けて給水予約情報を生成する。
【００５６】
給水スケジュール管理手段３１Ｃは、給水予約受付手段２１Ａから給水予約情報を受け取ると、当該給水予約情報を給水予約情報データベースに格納するとともに、次の給水予約要求に対応すべく、許容最大給水量取得手段３１Ａにより取得された圃場群１０毎に許容最大給水量を満たす範囲で給水予約情報に基づく給水が可能であるか否かを判断できるような給水可能スケジュールを順次更新生成する。
【００５７】
当該給水可能スケジュールは、例えば所定期間内の給水日及び１日を６時間間隔で第１期から第４期に区分けされたタイムテーブルに沿って、各期に給水可能な容量が明示される。
【００５８】
給水可能スケジュールは、これまでに受け付けられた給水予約情報を反映した給水可能スケジュールであり、給水期限情報で指定される給水期限に到る所定期間、例えば給水期限の３日前から給水期限までの間に給水可能な日にちと時間帯と給水量が示されることになる。当該所定期間は３日に限るものではなく、少なくとも給水期限までの給水開始が可能な期間であればよい。
【００５９】
兼業農家であれば、土日に農作業が行なわれる場合が多く、給水期限が土日に集中する場合であっても、その数日前から各圃場への給水をスケジューリングして給水需要の少ない平日に分散給水することで、大幅な水圧の低下を来すようなことがなく、適正に給水できるようになる。
【００６０】
複数のブロック圃場群の集合で構成される規模の大きな圃場群は、ブロック圃場群単位で給水可能スケジュールが生成され、ブロック圃場群同士で同日、同時間帯での給水が重ならないように給水可能スケジュールが生成される。
【００６１】
圃場給水予約システム２００にエントリーして給水予約を行なう営農者は、端末装置８に表示された給水可能スケジュール、つまり所定期限までの給水可能量を表示するタイムテーブルから、給水を希望する圃場に対し所望の給水が可能か否かの判断を行ない、給水期限である期限日または期限日時までに給水するように給水予約入力することで給水予約受付手段２１Ａに給水予約要求し、給水予約要求が拒否されると新たな給水期限を設定して給水予約要求を行なう。
【００６２】
給水スケジュール管理手段３１Ｃにより実行される給水可能スケジュールの生成処理を、機械学習装置を用いて実行することも可能である。この場合、給水予約受付手段２１Ａは、給水可能スケジュールを参照して、給水予約要求で特定される圃場、給水期限までに必要給水量だけ給水可能か否かを判断するのではなく、ひとまず給水予約情報を生成して給水スケジュール管理手段３１Ｃに送信し、給水スケジュール管理手段３１Ｃが機械学習装置を用いて給水可能スケジュールを生成できるか否かを試行し、給水可能スケジュールを生成できる場合に、給水予約受付手段２１Ａに給水予約可能と返信し、給水可能スケジュールを生成できない場合に、給水予約受付手段２１Ａに給水予約許否と返信するように構成してもよい。
【００６３】
機械学習装置として、要求された給水予約情報を既決の給水可能スケジュールに組み込んだ場合に、当該給水予約情報と既決の給水可能スケジュールに含まれる複数の予約情報との間で同一クラスに分類できるか否かを識別する分類操作が可能なランダムフォレスト、ロジスティック回帰、サポートベクターマシン、サポートベクター回帰などのアルゴリズムを用いて構成することができる。
【００６４】
例えば、０時から２４時の間を６時間間隔で第１期から第４期に区分けして特定される給水希望時間内で給水が完結できる水量である場合に同一クラスに分類され、その他の場合に異なるクラスに分類され、給水予約受付手段２１Ａに給水予約可能と返信することになる。
【００６５】
異なるクラスに分類される場合にはさらに前後の６時間間隔の期で給水が完結できる場合や連続する二つの期に跨って給水が完結できる場合には、該当する期の同一クラスに分類され、給水予約受付手段２１Ａに条件付き給水予約可能と返信することになる。条件付きとは完全に要求を満たすことができないが、近い条件で予約可能という意味である。
【００６６】
前後の期の何れにも分類できない場合には、給水予約受付手段２１Ａに給水予約許否と返信することになる。
【００６７】
分類操作の変数として、時間帯、該当圃場の給水量、該当圃場に備わる給水栓の数などが含まれ、該当圃場の給水量には配水池からの距離に基づいて重み付けすることが好ましい。配水池から近く給水圧力が高い圃場では重みを小さくし、配水池から遠く給水圧力が低下する圃場では重みを大きくすることで、給水に要する時間のばらつきを平準化することができる。
【００６８】
以上説明した給水スケジュール管理手段３１Ｃによって実行される給水可能スケジュールの生成手順が図４に示され、給水予約受付手段２１Ａによって実行される給水予約受付の処理手順が図５に示されている。
【００６９】
このようにして一連の給水予約要求が行なわれると、圃場給水制御手段２１Ｂは、メモリに格納された給水予約情報に基づいて、圃場識別情報に対応する圃場１に設けられた給水装置２を遠隔制御して給水栓を開放して当該圃場１に給水する。受け付けられた給水予約要求が自動的に実行されるので、営農者はその都度圃場に赴いて給水装置１を手動操作するような煩わしい操作から開放される。このとき、排水装置４を遠隔制御して事前に排水栓を閉塞させる、または排水水位を給水水位以上に設定することは言うまでもない。
【００７０】
各圃場１に備えた水位計６により検出された水位が給水装置２に入力され、当該検出水位が給水装置２から圃場水管理サーバ２１に送信される。圃場水管理サーバ２１の圃場給水制御手段２１Ｂは、受信した水位計６の水位に基づいて対応する給水予約情報に基づく給水が完結したか否かを判定し、目標とする水位に達すると給水装置２を遠隔制御して給水栓を閉塞することで当該圃場１への給水が完結する。
【００７１】
尚、水位計６の水位に基づいて給水装置２の制御部が自ら給水栓を閉塞するとともに、水位情報を圃場水管理サーバ２１に送信するように構成してもよい。
【００７２】
また、圃場群給水量調整手段３１Ｂは、給水予約情報に基づいて、各圃場群１０に対応して設けられた圃場群給水量調整装置１４０を遠隔制御して各圃場群１０への給水量を調整するように構成されている。
【００７３】
例えば、給水予約情報から所定期間毎に必要とされる給水量に合わせて各圃場群１０に給水することで、無駄な配水を低減することができる。
【００７４】
また、圃場群給水量調整手段３１Ｂは、前記圃場給水制御手段２１Ｂから給水している圃場の給水情報、例えば圃場の水位情報や給水装置の給水実行情報の一例である給水栓の開閉情報を取得して給水対象圃場の給水状況を判断し、給水対象圃場を有する圃場群への給水量を調整するように構成されていてもよい。
【００７５】
具体的には、予定した終了時刻に所定の水位となっていない、あるいは給水栓が閉塞されていないという情報を取得した場合に、当該圃場１を有する圃場群１０の給水量を増大させることで早期に給水が完了できるようにする。あるいは、給水開始からの水位情報を取得して水位上昇割合から予定時刻に給水が完了するか否かを推測してもよく、予定通りの給水が困難な圃場１がある場合に、できるだけ予定通りに給水できるように当該圃場１を有する圃場群１０の給水量を増大させるように調整してもよい。
【００７６】
この時、圃場群給水量調整手段３１Ｂは当該圃場群１０の許容最大給水量を超えない範囲で圃場群給水量調整装置１４０の給水量が調整される。
さらに、他の圃場群１０の給水量に余力がある、つまり許容最大給水量に対して予約を受け付けた給水要求量が下回っている場合は、許容最大給水量を超える範囲で給水可能とされてあってもよく、この際は各圃場群１０の許容最大給水量が一時的に変更され、予定通りの給水が完了した際は、各圃場群１０への給水量および許容最大給水量が元に戻される。
【００７７】
各圃場群１０への許容最大給水量は、例えば、配水池１２１から圧送される水量を各圃場群１０で均等に分水した給水量、或いは予め所定の配分比で分水した給水量とされ、個々の圃場群１０での予約はその供給量の範囲内とされるが、各圃場群１０の給水量に余力がある場合、許容最大給水量がその余力分を加算されてもよい。この場合、給水予約要求を受け付けた際に許容最大給水量が再計算される。但し、圃場群給水量調整装置１４０の給水量には限界があるため、これを超えない範囲で許容最大給水量が設定される。
【００７８】
即ち、圃場群給水量調整手段３１Ｂは、所定期間内の圃場群１０ごとの許容最大給水量を可変に設定するように構成されている。そのため、各圃場１への給水時期及び給水量を柔軟に調整できるようになる。
【００７９】
上述した例では、平均的なサイズの圃場１に対して水深１５ｃｍになるまで給水するに要する時間がほぼ６時間であることに基づいて、一日２４時間を６時間間隔で第１期から第４期に区分けして給水日時を特定するように構成された例を説明し、何れの時間帯でも予約可能に構成された例を説明したが、給水可能スケジュールは、給水予約情報で規定される給水を完結させる予備時間帯が含まれるように構成されていることが好ましい。
【００８０】
給水予約情報に基づいて給水が開始されても、その時点の各圃場１に供給される灌漑用水の水圧の変動や水量の変動などによって十分な給水が困難になる場合もある。そのような場合でも、給水予約情報に予備時間帯が含まれていると、その予備時間帯で給水を継続することにより、給水予約情報で規定される給水を完結させることができるようになる。例えば、第１期から第３期は６時間、第４期は３時間とし、残りの３時間を予備時間帯とした場合、第１期から第４期の給水で完了できなかった圃場は、この予備時間帯で給水を行うようにされている。
【００８１】
以下に、本発明の圃場給水予約システム２００の別の態様を説明する。
上述した実施形態では、端末装置８を介して圃場水管理システム２０に給水予約要求する構成を説明したが、端末装置８を介して灌漑用水管理システム３０に給水予約要求するように構成してもよい。
【００８２】
図６に示すように、当該圃場給水予約システム２００は、圃場給水制御手段２１Ｂを備えた圃場水管理サーバ２１と、給水装置２とからなる圃場水管理システム２０と、給水予約受付手段３１Ｄと許容最大給水量取得手段３１Ａと給水スケジュール管理手段３１Ｃと圃場群給水量調整手段３１Ｂを有する灌漑用水管理サーバ３１と、給水予約要求を給水予約受付手段３１Ｄに入力する端末装置８と、を含む灌漑用水管理システム３０とを備えて構成されている。
【００８３】
灌漑用水管理サーバ３１は、各給水予約情報に基づいて生成した給水可能スケジュールを端末装置８に提示し、端末装置８から入力された給水予約要求を実行可能な場合に、当該給水予約要求を受け付けて給水予約情報を生成して圃場水管理サーバ２１に出力するように構成されている。即ち、圃場水管理サーバ２１に備えた給水予約受付手段２１Ａとしての機能ブロックを灌漑用水管理サーバ３１に備えた点が異なる。
【００８４】
上述した実施形態では、圃場給水予約システム２００は、圃場水管理システム２０と灌漑用水管理システム３０とからなる構成を説明したが、一つのシステムで構成してもよい。例えば、図６の灌漑用水管理サーバ３１に、圃場給水制御手段の機能ブロックを備え、給水装置２を制御するシステムとしてもよい。
【００８５】
上述した実施形態では、圃場給水予約システム２００は、圃場群給水量調整装置及び圃場群給水量調整手段を備えた構成を説明したが、これらを備えていない システムとしてもよく、さらに、給水装置２及び圃場給水制御手段を備えていないシステムとしてもよい。
【００８６】
上述した実施形態では、予め設定された許容最大給水量に基づいて給水スケジュール管理手段が給水可能スケジュールを更新生成する例を説明したが、給水スケジュール管理手段が許容最大給水量を変更設定するように構成してもよい。
【００８７】
例えば、同じ日に給水予約段階で一つの圃場群に属する複数の圃場で許容最大給水量の制限により給水予約を受け付けることができない満杯状況になり、他の一つ以上の圃場群で許容最大給水量を下回る予約状況になった場合に、予約が満杯となった圃場群の許容最大給水量を増加させるとともに、許容最大給水量を下回る予約状況の圃場群に対する許容最大給水量を減少させるように調整してもよい。
【００８８】
つまり、給水期限情報で指定される給水期限に到る所定期間（例えば３日間）の何れかの日にち及び／または時間帯で許容最大給水量の制限により給水予約を受け付けることができない場合に、予約が満杯となった圃場群の許容最大給水量を増加させるとともに、許容最大給水量を下回る予約状況の圃場群に対する許容最大給水量を減少させるのである。
【００８９】
上述した例では、圃場群給水量調整装置１４０である分水装置の複数が同時に分水する例を説明したが、各分水装置の何れかが単独で開弁する状態が時間的に切り替わるように構成し、開弁した分水装置から圃場群に給水されるように、分水装置を含めて給水可能スケジュールを生成すると、各圃場群に対する許容最大給水量が多くなり、それだけ効率的に給水できるようになる。
【００９０】
上述した実施形態では、圃場群給水量調整装置１４０を分水装置とする構成を説明したが、圃場群１０への給水を調整する装置であればこれに限らず、圃場群１０へ供給する灌漑用水を貯留する貯水池が設けられた灌漑用水設備では、ポンプ装置であってもよく、また、分水装置と貯水池が設けられた灌漑用水設備では当該分水装置と当該ポンプ装置とを組み合わせた構成であってもよい。
【００９１】
以上説明した実施形態は本発明の一例に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されることを意図するものではなく、圃場排水栓、圃場貯水管理システム及び貯水管理サーバの具体的な構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
１：圃場
２：給水装置
３：導水路
６：水位センサ
８：端末
１０：圃場群
２０：圃場水管理システム
２１：圃場水管理サーバ
２１Ａ：給水予約受付手段
２１Ｂ：圃場給水制御手段
３０：灌漑用水管理システム
３１：灌漑用水管理サーバ
３１Ａ：許容最大給水量取得手段
３１Ｂ：圃場群給水量調整手段
３１Ｃ：給水スケジュール管理手段
１００：給水管（支線）
１２０：給水管（幹線）
１２１：配水池
１３０：水源池
１４０：圃場群給水量調節装置
２００：圃場給水予約システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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