農業収益を最大化する統合的な農業意思決定支援方法の基礎理論の構築

发展农业利润最大化的综合农业决策支持方法的基础理论

基本信息

批准号：
21K04543
负责人：
前田康成
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitami Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

農業収益の最大化に関する従来研究では、作物選択（栽培する作物の選択）と栽培管理（農作業の選択）を独立に検討している。例えば、作物選択に関する従来研究では日々の栽培管理は最適化されていないので、栽培管理を考慮した場合の作物選択の期待収益の最大化は実現できていない。栽培管理も考慮したもとで期待収益を最大化する作物選択を実現するためには、作物選択と栽培管理を統合し、期待収益を最大化するための作物と日々の農作業を1つの意思決定問題の中で決定する必要がある。令和3年度の本研究では、作物選択と栽培管理を統合する独自の定式化を行い、数値計算例によってその有効性を確認した。しかし、令和3年度の検討では、基本的に各種確率は既知と仮定した。これは、対象地域における履歴データが十分にあるという仮定と同じである。しかし、現実には必ずしも履歴データが十分にある地域ばかりではない。そこで、令和4年度には、履歴データ不足の地域への対応について検討した。特に、対象地域の履歴データは不足するが、近隣地域の履歴データは十分にあるというケースについて検討した。具体的には、研究代表者の研究経験より、ベイズ統計学に基づいて地域間の類似性を考慮し、類似性の高い他地域の履歴データ／モデルを利用することによって、履歴データ不足を補った。検討の第一段階として、栽培管理のみを対象としてベイズ統計学に基づき近隣地域の履歴データを利用することによって、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。検討の第二段階として第一段階の検討を拡張し、栽培管理と作物選択を統合した統合管理を対象として、ベイズ基準のもとで期待収益を最大化する動的計画法による栽培管理方法を提案し、数値計算例でその有効性を確認した。

关于农业利润最大化的传统研究独立地考虑作物选择（选择种植的作物）和种植管理（选择农业经营）。例如，在常规作物选择研究中，日常栽培管理并未得到优化，因此在考虑栽培管理时，无法使作物选择的预期利润最大化。为了实现预期利润最大化的同时兼顾栽培管理的作物选择，需要将作物选择和栽培管理结合起来，对作物和日常耕作进行决策，以实现预期利润最大化。问题。在2021财年进行的这项研究中，我们开发了一种独特的配方，将作物选择和栽培管理融为一体，并通过数值计算实例证实了其有效性。然而，在 2021 财年的研究中，我们基本上假设各种概率是已知的。这与假设目标区域有足够的历史数据相同。但实际上，并非所有地区都有足够的历史数据。因此，2020财年我们考虑了如何应对历史数据不足的地区。特别是，我们考虑了目标区域历史数据不足，但邻近区域历史数据充足的情况。具体来说，根据主要研究者的研究经验，通过基于贝叶斯统计考虑区域之间的相似性并使用来自其他相似度高的区域的历史数据/模型来弥补历史数据的缺乏。作为第一步，我们将开发一种基于动态规划的种植管理方法，通过使用基于贝叶斯统计的邻近地区的历史数据来最大化基于贝叶斯标准的预期利润，我们提出了这种方法，并通过数值验证了其有效性。计算实例。在第二阶段的研究中，我们在第一阶段的基础上进行了扩展，以将栽培管理和作物选择相结合的综合管理为目标，并开发了一种基于贝叶斯准则的动态规划的栽培管理方法，该方法使期望利润最大化，我们提出并确认了该方法。使用数值计算示例来说明其有效性。