(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-15
(45)【発行日】2024-05-23
(54)【発明の名称】防災システム
(51)【国際特許分類】
G08B 17/00 20060101AFI20240516BHJP
G08B 17/10 20060101ALI20240516BHJP
【FI】
G08B17/00 L
G08B17/10 K
(21)【出願番号】P 2023034225
(22)【出願日】2023-03-07
(62)【分割の表示】P 2021152854の分割
【原出願日】2015-07-10
【審査請求日】2023-04-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000003403
【氏名又は名称】ホーチキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079359
【氏名又は名称】竹内 進
(74)【代理人】
【識別番号】100228669
【氏名又は名称】竹内 愛規
(72)【発明者】
【氏名】杉山 泰周
【審査官】小松崎 里沙
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-105370(JP,A)
【文献】特開2006-099394(JP,A)
【文献】特開平6-325271(JP,A)
【文献】特開2006-209800(JP,A)
【文献】特開2012-174313(JP,A)
【文献】特開2011-187005(JP,A)
【文献】特開平10-302175(JP,A)
【文献】特開平8-180291(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G08B1/00-31/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の子機を試験開始信号線及び試験中信号線を含む信号回線により順次接続し、前記信号回線の一端側を親機に接続して異常を監視する防災システムであって、
前記子機は、前記試験開始信号線の前記親機側である1次側から所定のアドレスを含む試験開始信号を受信した場合に、前記アドレスを自機のアドレスとして設定し、前記自機のアドレスを付した試験中信号を前記試験中信号線により前記親機へ送信すると共に自機に関する所定の試験を実施し、前記試験の終了後に、前記試験中信号の送信を停止すると共に前記自機のアドレスを変更したアドレスを含む試験開始信号を前記試験開始信号線の2次側に送信することを特徴とする防災システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、火災検知器を防災監視盤に接続して火災を監視する防災システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車専用道路等のトンネルには、トンネル内で発生する火災事故から人身及び車両を守るため、非常用施設が設置されている。
【0003】
このような非常用施設としては、火災の監視と通報のため火災検知器、手動通報装置、非常電話が設けられ、また火災の消火や延焼防止のために消火栓装置が設けられ、更にトンネル躯体を火災から防護するために水噴霧ヘッドから消火用水を散水してトンネル内の温度を下げる水噴霧設備などが設置され、これらの非常用施設の端末機器を監視制御する防災受信盤を設けることで、トンネル防災システムを構築している。
【0004】
防災受信盤と端末機器で構成するトンネル防災システムは、R型伝送方式とP型直送方式に大別される。R型伝送方式は、信号回線にアドレスを設定した火災検知器を接続し、伝送制御により火災検知器単位に検知を行う個別管理を可能とする。
【0005】
P型直送方式は、火災検知器を所定の自動通報区画単位に分け、防災受信盤から区画単位に引き出した信号回線に同一区画に属する複数の火災検知器を接続して監視している。P型直送方式の防災受信盤による火災判断は、火災検知器が火災を検知すると所定の時間間隔で火災パルス信号を出力することから、1パルス目を火災予告信号として処理する。続いて防災受信盤は、1パルス目の受信から所定時間を経過した場合に火災受信回路を一旦復旧させ、復旧から所定時間内に再度火災検知器から火災パルス信号を受信すると、火災と判断して火災警報等の対処処理を行い、一方、復旧から所定時間内に再度火災パルス信号を受信しない場合は、非火災として処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2002-246962号公報
【文献】特開平11-128381号公報
【文献】特開2006-099394号公報
【文献】特開2006-146501号公報
【文献】特開2002-197555号公報
【文献】特開2013-105370号公報
【文献】特開平6-325271号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、このような従来のP型直送方式のトンネル防災システムは、火災検知器を自動通報区画単位で監視するようにしていたため、自動通報区画数の多いトンネルに設置する防災受信盤には、区画数に応じた受信回路等のハードウェア構成が必要となり、防災受信盤の筐体サイズが大きくなり、コストも高くなる問題がある。
【0008】
例えば、2400メートルのトンネルの場合、火災検知器の監視領域を両側25メートルの範囲とすると、火災検知器は96台必要であり、自動通報区画は2台ずつの火災検知器を含むように設定することから48区画となり、これに対応して防災受信盤の受信回路は48入力分必要となり、防災受信盤の筐体サイズが大きくなり、コストも高くなる。
【0009】
また、防災受信盤と火災検知器との間の信号回線も自動通報区画数に対応して配線しており、防災受信盤と火災検知器の間に設置する配線量が区画数に応じて増加し、設備工事が大変で設備コストが高価になる問題もある。
【0010】
本発明は、自動通報区画数が多くなっても防災受信盤の筐体サイズや配線量を増加することなくコストの低減を可能とする防災システム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】
【0011】
(防災システム)
本発明は、複数の子機を試験開始信号線及び試験中信号線を含む信号回線により順次接続し、信号回線の一端側を親機に接続して異常を監視する防災システムであって、
子機は、試験開始信号線の親機側である1次側から所定のアドレスを含む試験開始信号を受信した場合に、当該アドレスを自機のアドレスとして設定した試験中信号を試験中信号線により親機へ送信すると共に自機に関する所定の試験を実施し、試験の終了後に、試験中信号の送信を停止すると共に自機のアドレスを変更したアドレスを含む試験開始信号を試験開始信号線の2次側に送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
(基本的な効果)
本発明は、複数の子機を試験開始信号線及び試験中信号線を含む信号回線により順次接続し、信号回線の一端側を親機に接続して異常を監視する防災システムであって、子機は、試験開始信号線の親機側である1次側から所定のアドレスを含む試験開始信号を受信した場合に、当該アドレスを自機のアドレスとして設定した試験中信号を試験中信号線により親機へ送信すると共に自機に関する所定の試験を実施し、試験の終了後に、試験中信号の送信を停止すると共に自機のアドレスを変更したアドレスを含む試験開始信号を試験開始信号線の2次側に送信するようにしたため、信号線に接続された子機に対し、設定するアドレスを付した試験開始信号を送信して試験と合わせてアドレスを設定し、各子機にアドレスを設定するためだけに通信制御を行う必要がないことから、アドレス設定に伴う親機側の制御負担を低減して簡単且つ確実に子機にアドレスを自動設定することを可能とする。
【0013】
また、運用中に異常を検知した場合に、試験により設定したアドレスを付した異常検知信号として送信することから、親機にアドレスと区画との対応関係を事前登録しておくことで、受信した異常検知信号のアドレスから異常を検知した自動通報区画を特定して報知でき、P型直送方式であっても従来のように異常を検知した子機を現場確認する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】トンネル防災システムの機能構成の概略を示したブロック図
【
図2】火災検知器に対する信号回線による信号線接続を示した説明図
【
図4】検知器試験で使用する試験開始パルスとアドレスパルスを組み合わせた試験開始信号を示した説明図
【
図5】火災検知器の試験における各信号線の信号波形を示したタイムチャート
【
図6】防災受信盤に登録した火災検知器のアドレスと区画の対応を示す管理情報を示した説明図
【
図7】火災検知器の制御動作を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0015】
[トンネル防災システムの概要]
図1はトンネル防災システムの機能構成の概略を示したブロック図である。
図1に示すように、トンネル内の異常を監視するため、監視センター等に防災受信盤10を設置している。
【0016】
自動車専用道路のトンネルは、上り線トンネルと下り線トンネルが構築され、トンネルの内部には、トンネル長手方向の壁面に沿って例えば25メートル間隔で火災検知器14を設置している。火災検知器14は左右25メートルとなる両側に監視エリアを設定し、火災による炎を検出して火災検知信号を防災受信盤10に送信する。トンネル内に25メートル間隔で設置した火災検知器14は、隣接する2台の火災検知器14により自動通報区画を形成している。
【0017】
本実施形態の防災受信盤10にあっては、トンネル内に設置した火災検知器14の区画をD1~Dmとすると、例えば4区画に含まれる8台の火災検知器14を1グループとして、グループG1~Gnに分割しており、分割したグループG1~Gn毎に防災受信盤10から信号回線12を引き出し、各グループG1~Gnに属する8台の火災検知器14を接続している。
【0018】
このため防災受信盤10に設けた受信回路部18は、グループG1~Gnのグループ数に対応した台数を設けるだけでよく、従来の区画単位に受信回路部を設けていた場合に比べ、その台数を低減してハードウェアを簡単にでき、これにより防災受信盤10の筐体サイズを小型化し、信号回線12の配線量も低減し、設備コストを下げることを可能とする。
【0019】
例えば2400メートルのトンネルの場合、25メートル間隔で火災検知器14を96台設置しており、自動通報区画の区画数は2台の火災検知器単位であることから48区画となる。この場合、従来の区画単位に受信回路部18を設けた場合は48台必要であるが、本実施形態にあっては、例えば火災検知器14の8台をグループ化して信号回線12に接続していることから、受信回路部18は12台に低減することができる。
【0020】
なお、グループ分割により同じ信号回線12に接続する火災検知器14の台数は図示の8台に限定されず、後の説明で明らかにする火災検知器14に検知器試験を通じて自動設定される最大アドレスの範囲で、8台以上をグループ化し、更に、受信回路部18の台数を低減することが可能である。
【0021】
防災受信盤10は制御部16を備え、制御部16は例えばプログラムの実行により実現される機能であり、ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。
【0022】
制御部16に対しては、8台の火災検知器14を含むグループG1~Gn毎に引き出した信号回線12に対応して受信回路部18を設け、また、制御部16に対しスピーカ、ブザー、警報表示灯等を備えた警報部20、液晶ディスプレイ等を備えた表示部22、各種スイッチを備えた操作部24、IG子局設備を接続するモデム26を設け、更に、換気設備、警報表示板設備、ラジオ再放送設備、テレビ監視設備、照明設備及び消火ポンプ設備をP型信号回線により個別に接続したP型伝送部28を設けている。なお、モデム26で接続するIG子局設備は、防災受信盤10及びその他の設備と遠隔管理設備とを結ぶ通信設備である。
【0023】
防災受信盤10の制御部16は、システム設置後に信号回線12毎に検知器試験を行うことにより、信号回線12単位に接続している8台の火災検知器14に固有のアドレスを自動的に設定する制御を行う。
【0024】
また、防災受信盤10の制御部16は、検知器試験によるアドレス設定を終了した後の監視中に、火災検知器14から検知器試験により設定したアドレスを含む火災検知信号を受信した場合に、受信した火災検知信号に含まれるアドレスに基づき火災を検知した区画を判別して報知する制御を行う。
【0025】
防災受信盤10の制御部16による検知器試験は、検知器試験操作を検出した場合に、所定の開始アドレス、例えばアドレスA=1を含む試験開始信号を信号回線12に送信する制御を伴う所定の検知器試験制御を行う。この防災受信盤10の検知器試験制御に対し信号回線12に接続した各火災検知器14は、防災受信盤10側となる1次側から試験開始信号を受信した場合に所定の試験動作を開始すると共に受信した試験開始信号に含まれるアドレスAを取り出して記憶し、試験を終了した場合に受信したアドレスAを1つ増加してアドレスA+1を含む試験開始信号を2次側に接続している次の火災検知器14に送信する制御を行い、アドレスAを1つ増加しながら8台の火災検知器14が自律的に試験開始信号を順番に送りながら固有のアドレスを自動的に設定する。
【0026】
[火災検知器の構成]
図2は火災検知器に対する信号回線による信号線接続を示した説明図、
図3は火災検知器の機能構成を示したブロック図である。
【0027】
(火災検知器と信号回線の接続)
図2に示すように、防災受信盤10から引き出された信号回線12には、電源線34、コモン線36、火災信号線38、試験中信号線40、試験電源線42,44及び試験開始信号線46aが含まれている。
【0028】
図2は、防災受信盤12側に近い先頭の火災検知器14-1と次の火災検知器14-2を取出して信号回線12との接続を示しており、火災検知器14-1,14-2は、電源線34、コモン線36、火災信号線38、試験中信号線40、試験電源線42,44に対して並列に接続しているが、防災受信盤10からの試験開始信号線46aは火災検知器14-1に入力接続しており、また試験開始信号線46bを1次側の火災検知器14-1に出力接続すると共に2次側の火災検知器14-2に入力接続している。即ち、火災検知器14-1,14-2は試験開始信号線46a,46bにより防災受信盤10に対し直列に接続している。
【0029】
火災検知器14-1,14-2は横に並べて左眼受光部30aと右眼受光部30bを備え、左右25メートルの範囲を監視領域に設定し、火災による炎を検知して火災検知信号を防災受信盤10に送信する。なお、以下の説明で火災検知器14-1,14-2を区別する必要がない場合は、火災検知器14とする。
【0030】
(火災検知器の構成)
図3に示すように、火災検知器14-1は制御部50を備え、制御部50は例えばプログラムの実行により実現される機能であり、ハードウェアとしてはCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。
【0031】
制御部50に対しては、左眼火災検知部48a、右眼火災検知部48b、試験伝送部52及び火災伝送部54を設けている。試験伝送部52に対しては試験中信号線40、試験電源線42,44を並列的に接続し、1次側の試験開始信号線46aを入力接続し、2次側の試験開始信号線46bを出力接続している。
【0032】
左眼火災検知部48aと右眼火災検知部48bは、例えば2波長式の炎検知により火災を監視している。即ち、左眼火災検知部48aと右眼火災検知部48bは、炎に特有なCO2の共鳴放射帯である4.4~4.5μmの放射エネルギーを狭帯域の光学波長バンドパスフィルタにより選択透過(通過)させて、受光センサにより該放射線エネルギーを検出して光電変換したうえで、増幅等所定の加工を施してエネルギー量に対応する受光信号に処理し、受光信号レベルの相対比をとり、所定の閾値と比較することにより炎の有無を判定する。
【0033】
火災検知器14-1の制御部50は、左眼火災検知部48a又は右眼火災検知部48bによる炎有りの判定により火災を検知した場合には、火災伝送部54に指示して所定の時間間隔で所定パルス幅の火災パルスに自己アドレスを示すアドレスパルスを組み合わせた火災検知信号を周期的に火災信号線38に送信させる制御を行う。
【0034】
また、火災検知器14-1の制御部50は、防災受信盤10の検知器試験に伴い試験電源線42,44に出力された転極電圧と試験開始信号線46aに出力されたアドレスA=1を含む試験開始信号を試験伝送部52を介して受信した場合、右眼火災検知部48bと左眼火災検知部48aに対し所定の試験動作を行って試験による火災検知信号を送信させる制御を行う。
【0035】
また、火災検知器14の制御部50は、試験開始信号を受信した場合に、試験開始信号に含まれるアドレスA=1を自己アドレスとして取り出してメモリに記憶し、また、次の火災検知器14-2のアドレス設定のために、受信したアドレスAを1つ増加したアドレスA=A+1=2とし、検知器試験が終了した場合に、増加したアドレスA=2を試験開始信号に含めて2次側の試験開始信号線46bに出力する制御を行う。なお、受信したアドレスAの変更は、1つ増加したアドレスA=A+1とする以外に、2以上の複数の値だけ増加したアドレスとしても良いし、所定の係数を乗算して増加するようにしたアドレスとしても良い。
【0036】
(試験開始信号)
図4は検知器試験で使用する試験開始パルスとアドレスパルスを組み合わせた試験開始信号を示した説明図である。
【0037】
図4(A)は試験開始信号60のフォーマットであり、例えばパルス幅8ミリ秒の試験開始パルス62に続いて22ミリ秒のアドレスパルス64を組合せ、アドレスパルス64は1ミリ秒の1ビットパルス66を組み合わせた22ビット長のアドレスを設定可能としている。
【0038】
図4(B)~
図4(I)は
図1に示したグループG1に設けた8台の火災検知器14にアドレスA=1~8をそれぞれ自動設定するための試験開始信号60-1~60-8を示している。試験開始信号60-1~60-8は先頭に試験開始パルス62を固定配置し、これに続いてアドレスA=1~8を2進表示した1000・・・0,0100・・・0,~000・・・0となるアドレスパルスを組み合わせている。
【0039】
(検知器試験動作)
図5は火災検知器の試験における各信号線の信号波形を示したタイムチャートであり、
図2に示した火災検知器14-2,14-2の検知器試験を例にとっている。
【0040】
検知器試験を行う場合、防災受信盤10は
図5(A)(B)に示すように、試験電源線42,44に対する試験電圧の極性を所定の時間間隔で交互に切替える転極制御を行い、試験電源線42をプラスとする転極で火災検知器14の右眼火災検知部48bの試験を可能とする。
【0041】
時刻t1で火災検知器14-1が試験開始信号線46aを介して
図4(B)に示した試験開始信号60-1を受信すると、試験開始パルス62により試験電源線44をプラスとする転極に同期して火災検知器14の右眼火災検知部48bの試験を行い、正常に試験が行われると
図5(G)に示すように、試験による火災パルス信号を防災受信盤10に火災信号線38により送信する。
【0042】
続いて、試験電源線42をプラスとする転極に同期して火災検知器14の左眼火災検知部48aの試験を行い、正常に試験が行われると
図5(G)に示すように、試験による火災パルス信号を防災受信盤10に火災信号線38により送信する。また、検知器試験中は
図5(F)に示すように、試験中信号線40に試験中信号を出力しており、防災受信盤10及び火災検知器14-2を含む他の火災検知器に検知器試験中にあることを認識させる。
【0043】
火災検知器14-1は、受信した試験開始信号60-1からアドレスA=1を取出し、メモリに自己アドレスとして記憶し、次の火災検知器14-2に設定するアドレスとして1つ増加したアドレスA=2を生成する。
【0044】
続いて、火災検知器14-1は、検知器試験を終了すると試験電源線42がプラスとなる時刻t3のタイミングで2次側の試験開始信号線46bに
図4(C)に示した試験開始パルス62にアドレスA=2のアドレスパルス64を組み合わせた試験開始信号60-2を送信する。
【0045】
2番目に配置した火災検知器14-2は1次側に配置した火災検知器14-1が送信した試験開始信号60-2を試験開始信号線46bから受信して火災検知器14-1の場合と同様に検知器試験を行う。また、火災検知器14-2は、受信した試験開始信号60-2からアドレスA=2を取出し、メモリに自己アドレスとして記憶し、次の火災検知器14-3に設定するアドレスとして1つ増加したアドレスA=3を生成する。
【0046】
続いて、火災検知器14-2は、検知器試験を終了すると試験電源線42がプラスとなる時刻t5のタイミングで2次側の試験開始信号線46cに
図4(D)に示した試験開始パルス62にアドレスA=3のアドレスパルス64を組み合わせた試験開始信号60-3を送信する。
【0047】
以下、火災検知器14-2に続く残り6台の火災検知器についても同様な検知器試験を通じて固有のアドレスA=3~8を自動的に設定する。
【0048】
(防災受信盤の管理情報)
図6は防災受信盤に登録した火災検知器のアドレスと区画の対応を示す管理情報を示した説明図である。
【0049】
図1に示した防災受信盤10の制御部16に設けたメモリには、
図6に示す信号回線単位に接続した8台の火災検知器14のアドレスと自動通報区画D1~Dmとの対応関係を示す管理情報を予め記憶して登録している。
【0050】
図6の管理情報は、信号回線12毎に系統L1~Lnを設定し、例えば系統L1に対応した8台の火災検知器のアドレス1~8に対応して区画D1~D4を火災検知器14の2台毎に設定している。
【0051】
このような管理情報を防災受信盤10に予め登録しておくことで、火災検知器14から火災検知信号を受信した場合、火災検知信号に含まれるアドレスにより管理情報を検索して対応する区画を取得し、火災を検知した自動通報区画を表示部22のディスプレイ上に表示し、トンネル内に出向いて現場確認を必要とすることなく、火災を検知した自動通報区画を知って適切且つ迅速な対処を可能とする。
【0052】
(火災検知器の制御動作)
図7は火災検知器の制御動作を示したフローチャートである。
図7に示すように、火災検知器14の制御部50は、防災受信盤10の検知器試験による転極制御に対応してステップS1で試験電源線42をプラスとする転極を検出するとステップS2に進み、ステップS2で1次側からの試験開始信号の受信を検出するとステップS3に進み、試験開始信号に含まれたアドレスAを抽出して自己アドレスとしてメモリに記憶し、続いて、次の火災検知器のアドレス設定のため受信したアドレスAに1を加算してA=A+1とする。
【0053】
続いてステップS5で試験中信号線40に試験中信号を送信して右眼火災検知部48b側の試験を行い、試験により炎検知を判別すると火災検知信号を防災受信盤10に送信する。
【0054】
続いてステップS6で試験電源線44をプラスとする転極を検出すると、ステップS7に進んで左眼火災検知部48a側の試験を行い、試験により炎検知を判別すると火災検知信号を防災受信盤10に送信する。
【0055】
続いてステップS8で試験電源線42側を再びプラスとする転極を検出すると、検知器試験の終了と判断してステップS9で試験中信号の出力を停止してステップS10に進み、ステップS4で変更したアドレスAを含む試験開始信号を生成して2次側の試験開始信号線に送信する。
【0056】
このような検知器試験によるアドレスの自動設定が済むと、ステップS11に進んで火災検知の監視状態となり、ステップS11で火災検知を判別するとステップS12に進み、検知器試験で記憶した自己アドレスを含む火災検知信号を生成し、周期的に火災検知信号を送信する。
【0057】
[本発明の変形例]
(端末子機にアドレスを自動設定するシステム)
上記の実施形態のトンネル防災システムに示した検知器試験を通じて信号回線に接続した複数の火災検知器にアドレスを自動設定する点は、一般的な適宜の親機から引き出された信号回線にアドレス未設定の端末子機を複数接続したシステムに適用できる。
【0058】
このようなシステムにあっては、親機に、所定のアドレスを含むアドレス設定信号を信号回線に送信する制御部を設け、信号回線に接続した各端末子機に、親機側となる1次側から受信したアドレス設定信号に含まれるアドレスを取り出して記憶すると、受信したアドレスを変更したアドレスを含むアドレス設定信号を2次側に送信する制御部を設けるようする。
【0059】
このようなシステム構成を設けることにより、親機は、信号回線の先頭に接続している端末子機に対し先頭アドレスを含むアドレス設定信号を送信してアドレスを設定すると、それ以降は、アドレス設定を終了した端末子機が自己に設定したアドレスを例えば1つ増加したアドレスを含むアドレス設定信号を次の端末子機に送信してアドレス設定を次々と自律的に行い、親機から各端末子機に個別にアドレスを設定する通信制御を行う必要がないことから、アドレス設定に伴う親機側の制御負担を低減して簡単且つ確実に端末子機に固有のアドレスを自動設定することを可能とする。
【0060】
(検知器試験)
上記の実施形態に示した防災受信盤による火災検知器の試験は一例であり、防災受信盤からアドレスを含む試験開始信号を送信し、火災検知器は1次側から試験開始信号を受信して検知器試験を行うと共にアドレスを抽出して自己アドレスとして記憶し、試験終了で変更したアドレスを含む試験開始信号を2次側に送信する点を含むものであれば、試験電源の転極制御や試験中信号の出力等に制約されることなく、適宜の検知器試験の制御に適用可能である。
【0061】
(その他)
また、本発明は、その目的と利点を損なわない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【0062】
10:防災受信盤
12:信号回線
14,14-1,14-2:火災検知器
16,50:制御部
18:受信回路部
30a:左眼受光部
30b:右眼受光部
34:電源線
36:コモン線
38:火災信号線
40:試験中信号線
42,44:試験電源線
46a,46b,46c:試験開始信号線
48a:左眼火災検知部
48b:右眼火災検知部
52:試験伝送部
54:火災伝送部
60:試験開始信号
62:試験開始パルス
64:アドレスパルス
66:1ビットパルス