JP2003067861A - トンネル用防災受信盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネル内に設置された光学式火災感知器にお
ける透光性窓の汚れ進行度合いから適切な清掃タイミン
グを予測して清掃効率を上げる。 【解決手段】第１記憶部108にトンネル用防災受信盤が
設置されるトンネル周辺の設置環境をあらかじめ設置環
境データとして数値に編集し直して記憶しておき、また
第２記憶部110に汚損アナログ値信号の範囲に光学式火
災検知器の清掃が必要であることを示す異常領域を記憶
しておく。変動予測演算部112は第１記憶部108の設置環
境データをもとに、汚損記録部106に記録された汚損ア
ナログ値信号の変動を予測し、日数予測演算114で第２
記憶部110の異常領域に到達するまでの日数を演算して
予測表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル内などの
悪環境の空間内の火災を監視するためにトンネル用光学
式火災検知器を複数接続したトンネル用防災受信盤に関
し、特に、光学式火災検知器に設けている透光性窓の汚
損度合いを監視する機能を備えたトンネル用防災受信盤
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来からあるトンネル用防災受信盤には、
特開２０００−３１５２８５に示すように、受光窓の汚
れ度合いを検出し、受光窓の汚れによる減光率を表示し
たり、また減光率が所定の閾値（汚れ限界値）と比較し
て、その閾値よりも汚れ度合いが大きくなった際に警告
を出すものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窓材の
汚れとなる因子は、降雨や降雪による水しぶき、融雪
剤、さらには排気ガスの微粒子が主であり、季節によっ
て汚れ因子の量は異なってくる。

【０００４】一方、トンネル内の通行形態（対面通行、
一方通行など)、トンネルの長さなどによって、汚れ因
子の感知器の窓材表面への付着しやすさが変化してく
る。

【０００５】すなわち、汚れの原因となる因子がどれだ
けあって、その汚れ因子が窓材にどれだけ付着しやすい
状況にあるかによって、汚れの進行度合いが決まるた
め、単純な減光率のアナログデータから次回の清掃タイ
ミングを予測することは困難であった。

【０００６】本発明は、トンネル内に設置された光学式
火災感知器における透光性窓の汚れ進行度合いから適切
な清掃タイミングを予測して清掃効率を上げるようにし
たトンネル用防災受信盤を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。本発明は、外部に引き出
された伝送路に光学式火災検知器を複数接続したトンネ
ル用防災受信盤に於いて、試験コマンドにより光学式火
災検知器の透過性窓の汚損度合いを検出する汚損度検出
部と、汚損度検出部による光学式火災検知器の透過性窓
の汚損度合いを汚損アナログ値信号として記録する汚損
度記録部と、トンネル用防災受信盤が設置されるトンネ
ル周辺の設置環境をあらかじめ設置環境データとして数
値に編集し直して記憶しておく第１記憶部と、汚損アナ
ログ値信号の範囲に光学式火災検知器の清掃が必要であ
ることを示す異常領域を記憶しておく第２記憶部と、第
１記憶部に記憶された設置環境データをもとに、汚損度
記録部に記録された汚損アナログ値信号の変動を予測す
る変動予測演算部と、変動予測演算部で予測された汚損
アナログ値信号が第２記憶部に記憶された異常領域に到
達するまでの日数（期間）を演算して予測表示する日数
予測演算部とを備えたことを特徴とする。

【０００８】更に日数予測演算部により演算された前記
異常領域に到達するまでの日数が、予め設定した日数以
下になった場合に予告して警報を行う予告警報部を備え
たことを特徴とする。

【０００９】ここで、トンネル用防災受信盤が設置され
るトンネル周辺の設置環境データとして、道路通行形
態、年間降雨量、年間降雪量、年間車両通行量、光学式
火災検知器のトンネル入口からの距離、設置高さ等の各
々の因子に対する汚損度合いを数値化して第１記憶部に
記憶する。

【００１０】このように本発明は、トンネルがある地域
の月別の降雨量、月別の降雪量および月別の車両通行量
などの季節的に変動する汚れ因子の変動設置環境データ
と、トンネル内での検知器の設置位置による汚れの付着
しやすさを補正するための固定設置環境データ（補正係
数）を記憶させ、季節的変動因子の変動設置環境データ
と固定因子の固定設置環境データ（補正係数）から、ト
ンネル内の各場所に設置された光学式火災検知器の汚損
進行度合いを演算し、汚損度合いが例えば透過率１５％
といった透光性窓の清掃を必要とする異常領域に到達す
るまでの日数を予測して適切な清掃タイミングの判断を
可能とし、これによってトンネル内に設置している多数
の光学式火災検知器の清掃管理と清掃作業の効率を上げ
ることを可能にする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明のトンネル用防災受
信盤を備えたトンネル用の防災監視システムの概略構成
の説明図である。

【００１２】図１において、監視室などに設置された防
災受信盤１からはトンネル５側に対し伝送路２が引き出
されており、この伝送路２に対し本発明の光学式火災検
知器３をトンネル５の長手方向の一定間隔Ｌごとに設置
している。

【００１３】火災検知器３はトンネル５の車道のトンネ
ル壁面５ａもしくは天井面に設置され、各火災検知器３
はトンネル長手方向に沿った両側の区画を監視してい
る。

【００１４】このため、ある区画で車両事故などにより
火災が発生して火源４が発生すると、この区画は両側に
位置する火災検知器３が重複して監視しており、火源４
の両側にある２台の火災検知器３が火災を検出して防災
受信盤１に火災検出信号を送る。

【００１５】これを受けて防災受信盤１では火災検知器
の火災検出信号から火災の発生した区画を判定し、例え
ばトンネル５の天井面側に設置している水噴霧設備の水
噴霧ヘッドを火災の発生した区間について水噴霧自動弁
を起動制御して消火用水を散布する。

【００１６】図２は図１の防災監視システムの詳細構成
のブロック図である。図２において、防災受信盤１には
主制御部６が設けられ、主制御部６に対しては伝送制御
部７が設けられている。伝送制御部７からはトンネル５
に対し伝送路２が引き出され、トンネル５内に設置した
複数の火災検知器３を接続している。またトンネル５内
の伝送路２の途中には中継増幅器８が設けられ、防災受
信盤１と火災検知器３との間の伝送信号の中継増幅を行
っている。

【００１７】防災受信盤１の主制御部６に対しては、バ
スを介して操作表示制御部９が設けられ、この操作表示
制御部９に対しては表示部１０、操作部１１及び音響部
１２を接続している。

【００１８】主制御部６には、火災受信制御の機能に加
え、汚損度検出部１００、汚損監視部１０２及び清掃タ
イミング予測処理部１０４が設けられる。汚損度検出部
１００は、一定期間毎、例えば１日１回の試験コマンド
による火災検知器３の試験動作に伴って送信される汚損
アナログ値信号を受信して汚損度合を検出する。

【００１９】汚損監視部１０２は、汚損度検出部１００
により検出した汚損アナログ値信号が透過率２５％（減
光率で７５％）に達すると汚損予告を出し、更に、火災
検知器３で火災検出能力が補償できないレベル、例えば
透過率１５％（減光率で８５％）に達すると汚損警報を
出す。更に、汚損度合いを表示して記憶し、必要に応じ
て印字する。

【００２０】清掃タイミング予測処理部１０４は、トン
ネル用防災受信盤が設置されるトンネル周辺の設置環境
をあらかじめ設置環境データとして数値に編集し直して
記憶し、また汚損アナログ値信号の範囲に光学式火災検
知器の清掃が必要であることを示す異常領域、例えば透
過率１５％（減光率で８５％）を記憶しておき、この記
憶された設置環境データをもとに汚損アナログ値信号の
変動を予測し、予測された汚損アナログ値信号が清掃を
必要とする異常領域に到達するまでの日数を演算して予
測表示し、または、異常領域に到達するまでの日数が予
め設定した日数以下になった場合に、清掃時期が近づい
たことを予告して警報表示する。

【００２１】ここで、トンネル用防災受信盤が設置され
るトンネル周辺の設置環境データとしては、道路通行形
態、年間降雨量、年間降雪量、年間車両通行量、光学式
火災検知器のトンネル入口からの距離、設置高さ等の各
々の因子に対する汚損度合いを数値化して記憶してお
り、この点は後の説明で更に具体的に説明する。

【００２２】また主制御部６に対してはバスを介してプ
リンタ１４が設けられ、防災受信盤１の監視制御に必要
な各種のデータをプリントアウトできるようにしてい
る。更に主制御部６に対しては、通信制御部１５を介し
て外部のＣＲＴ１６が接続されており、防災受信盤１の
監視制御に必要な各種の受信情報をＣＲＴ１６上に表示
できるようにしている。

【００２３】図３はトンネル内の火災を検出する本発明
の火災検知器の正面図である。図３において、本発明の
火災検知器３はカバー３ａと本体３ｂで構成され、カバ
ー３ａの左右に形成された傾斜面のそれぞれに透光性窓
１８ａ，１８ｂを配置し、透光性窓１８ａ，１８ｂの内
部のそれぞれに２波長式の検知センサを内蔵している。

【００２４】透光性窓１８ａ，１８ｂの上部には試験光
源収納部１９が設けられ、その下面左右位置に後の説明
で明らかにする試験光源を設けている。本体３ｂに対し
カバー３ａは、３か所に設けた取付ネジ２２により固定
される。また火災検知器３に対する信号ケーブル２１は
防水コネクタ２０により接続されている。

【００２５】このような本発明の火災検知器３は、別途
準備された収納ボックスに取り付けられ、収納ボックス
のフロントパネルから透光性窓１８ａ，１８ｂ及び試験
光源収納部１９の部分をボックス前面に突出した度合い
で、収納ボックスによりトンネル壁面に取り付けられ
る。

【００２６】図４は本発明の火災検知器３の内部構造の
断面図である。図４において、火災検知器３はカバー３
ａと本体３ｂで構成され、内部にモールドカバー２３を
設けて仕切っている。本体３ｂに設けた防水コネクタ２
０のレセプタクル側からの信号線２５は、モールドカバ
ー２３の下部に取り付けた避雷基板２４にコネクタ接続
される。

【００２７】モールドカバー２３とカバー３ａで形成さ
れる空間内には主回路基板２６が固定されている。この
主回路基板２６にはカバー３ａの傾斜面に配置している
透光性窓１８ａ，１８ｂに相対して、センサ部２８ａ，
２８ｂをほぼ４５°の傾斜角をもって配置している。

【００２８】センサ部２８ａ，２８ｂのそれぞれには第
１検知センサ２９と第２検知センサ３０が設けられてお
り、この実施形態にあっては、これら第１検知センサ２
９及び第２検知センサ３０のそれぞれの受光検知出力に
基づいて火災による炎とそれ以外のノイズ放射源を識別
する２波長方式により火災による炎を監視している。

【００２９】カバー３ａから張り出された試験光源収納
部１９の下面両側には試験光源用窓３１ａ，３１ｂが設
けられ、内蔵した試験光源の発光による試験光を対応し
た透光性窓１８ａ，１８ｂを介してセンサ部２８ａ，２
８ｂの第１及び第２の検知センサ２９，３０に照射する
ことで、透光性窓１８ａ，１８ｂの汚損度合いの検出を
含む機能試験を判断できるようにしている。

【００３０】ここで第１検知センサ２９は、有炎燃焼時
にＣＯ₂の共鳴放射による波長帯域である概ね４．５μ
ｍを中心波長とした狭帯域バンドパスフィルタ特性によ
る放射光を検出する。これに対し第２検知センサ３０
は、概ね５．０〜７．０μｍの帯域バンドパスフィルタ
特性で得られた放射光の検出特性をもつ。

【００３１】具体的には火災検知器３の透光性窓１８
ａ，１８ｂにサファイヤガラスを使用することで、７．
０μｍの波長を超える光をカットするハイカット特性を
設定し、これによって透光性窓１８ａ，１８ｂを通った
光を波長７．０μｍ以下として、第１及び第２検知セン
サ２９，３０に入射している。

【００３２】また第１検知センサ２９自体の検出窓には
中心波長４．５μｍの狭帯域バンドパスフィルタ特性を
構成する光学波長フィルタが設けられている。また第２
検知センサ３０の検出窓には波長５．０μｍ以上の光透
過する広帯域バンドパスフィルタ特性を持つ光学波長フ
ィルタが設けられている。

【００３３】したがって第１検知センサ２９は、中心波
長４．５μｍの有炎燃焼時に発生するＣＯ2 の共鳴放射
による概ね４．５μｍの狭帯域の光を検出する。これに
対し第２検知センサ３０は概ね５．０〜７．０μｍの波
長帯域の光を検出する。

【００３４】その結果、燃焼炎のスペクトル特性に対し
ノイズ放射源としての太陽光、トンネル内を走行する車
両のエンジン加熱で生ずる３００℃の低温放射体のスペ
クトル、更に人体のスペクトルに対し、正確に火災によ
る炎を識別して検出できる。具体的には、燃焼炎とそれ
以外のノイズ放射源である太陽光、車両のエンジンなど
の低温放射体、人体等について、実験により第１検知セ
ンサ２９と第２検知センサ３０の各検出出力の相対比を
求め、燃焼炎とノイズ放射源が識別可能な相対比の閾値
を設定し、閾値を越えるような放射源を検出した場合に
火災による炎と判断することで、ノイズ放射源と火災に
よる炎を正確に識別することができる。

【００３５】このような第１検知センサ２９と第２検知
センサ３０に対し、試験光源からの試験光による透光性
窓１８ａ，１８ｂの汚損度合いの検出は、第１検知セン
サ２９からの受光検知信号を用いて行う。したがって、
この実施形態にあっては、第１検知センサ２９が試験光
検出用検知センサとなる。

【００３６】尚、試験光源からの試験光は、火災による
炎と判断される擬似火災光であることから、試験時に試
験光が第１検知センサ２９の第２検知センサ３０に対し
照射されることで、機能が正常であれば火災による炎と
判断されることになるため、火災検知器全体としての機
能試験が行われることになる。

【００３７】図５は本発明による火災検知器の回路ブロ
ック図である。図５において、火災検知器３には信号処
理部３２が設けられ、信号処理部３２に対し右側検知部
３３ａと左側検知部３３ｂを設けている。右側検知部３
３ａにはセンサ部２８ａが設けられ、透光性窓１８ａを
介して所定の監視区域からの光を入射して監視してい
る。センサ部２８ａからの受光検知信号は、増幅部３４
ａで増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３５ａでデジタルデー
タに変換され、信号処理部３２に取り込まれている。

【００３８】また右側検知部３３ａには試験光源制御部
３７ａが設けられ、防災受信盤１から右側試験コマンド
を受信した際に試験光源制御部３７ａを動作し、例えば
白熱ランプを使用した試験光源３６ａを燃焼炎のちらつ
きと同様の例えば２Ｈｚの周波数で点滅または明滅して
生成した試験光を試験光源用窓３１ａを介して透光し、
この試験光を透光性窓１８ａを介してセンサ部２８ａで
受光するようにしている。

【００３９】このような右側検知部３３ａの構成は左側
検知部３３ｂについても同様であり、センサ部２８ｂ、
増幅部３４ｂ、Ａ／Ｄ変換器３５ｂ、試験光源３６ｂ及
び試験光源制御部３７ｂを備えている。

【００４０】信号処理部３２は伝送制御部３８を介して
防災受信盤１と接続される。伝送制御部３８に対して
は、アドレス設定部３９によって火災検知器３に固有な
アドレスが設定されている。防災受信盤１は例えば一定
の時間間隔で順番に火災検知器のアドレスを指定して検
出データの応答要求のコマンド送信を行っており、伝送
制御部３８はコマンド信号のアドレスから自己アドレス
の一致を判別すると、受信したコマンドデータを信号処
理部３２に引き渡す。

【００４１】信号処理部３２は受信コマンドに従って例
えば火災や試験に伴うデータを伝送制御部３８を介して
防災受信盤１側に送るようになる。また信号処理部３２
にはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発メモリを使用した記憶部
４０が設けられており、火災検知器３の火災監視に必要
な初期値データや試験時に得られた透光性窓１８ａ，１
８ｂの汚損度合いを示すアナログ値データなどを記憶で
きるようにしている。

【００４２】信号処理部３２には火災判定部４１及び試
験処理部４２の機能が設けられる。火災判定部４１は、
センサ部２８ａから出力される受光検知信号に基づいて
火災の判定を行う。具体的には、図４に示した第１検知
センサ２９と第２検知センサ３０の受光検知信号の相対
比に基づいた火災判定を行う。

【００４３】試験処理部４２は、防災受信盤１から試験
実行コマンドを受信した際に動作し、例えば右側検知部
３３ａに対する右側試験実行コマンドの受信を例にとる
と、試験光源制御部３７ａを動作して試験光源３６ａを
例えば２Ｈｚで２秒間に亘りパルス駆動し、この試験光
源３６ａの制御で生成された試験光を試験光源用窓３１
ａを介して透光し、透光性窓１８ａを通してセンサ部２
８ａで検出し、第１の検知センサ２９の受光検知信号を
増幅部３４ａで増幅した後、Ａ／Ｄ変換器３５ａで取り
込む。この受光検知信号は、試験光の変化に同期した２
Ｈｚで変化する信号であり、０Ｖを中心に受光強度に応
じた正負の振幅変化をもっている。

【００４４】この試験光の受光により得られた受光検知
信号に基づき、試験処理部４２は透光性窓の汚損度合い
を検出し、この透光性窓の汚損度合いを示すアナログ値
信号を伝送制御部３８により防災受信盤１に送信する。
また試験処理部４２は、試験動作で得られた透光性窓の
汚損度合いを示すアナログ値信号を記憶部４０に記憶す
る。

【００４５】試験処理部４２は、透光性窓の汚損度合い
を示すアナログ値データとして、透光性窓１８ａ，１８
ｂの汚れ具合による試験光の透過量を表す透過率を算出
する。この透過率を算出するため、例えば設置前の透光
性窓に汚れのない度合いで検出した試験光の受光検知信
号の振幅を初期値として記憶部４０に記憶している。

【００４６】したがって、トンネル設置後の試験時にあ
っては、試験動作により得られた受光検知信号の振幅検
出値と、記憶部４０に記憶している受光検知信号の振幅
初期値とにより、 透過率＝（振幅検出値／振幅初期値）×１００ ［％］ として汚損度合いを示す透過率を算出する。また汚損度
合いを表すパラメータとしては、透過率以外に減光率を 透過率＝１００−（振幅検出値／振幅初期値）×１００ ［％］ として算出してもよい。

【００４７】尚、試験処理部４２で透光性窓１８ａ，１
８ｂの汚損度合いを求める際には、増幅部３４ａ，３４
ｂの感度はその時点の補償された感度ではなく、記憶部
４０に記憶している受光検知信号の振幅初期値を検出し
た時と同じ感度（初期感度）に戻した度合いで試験動作
を行わせることになる。

【００４８】図６は図５の火災検知器３における火災検
知器処理の概略フローチャートである。この火災検知器
３の処理動作は、ステップＳ１で火災監視処理を行い、
この状態でステップＳ２で防災受信盤１からの試験指令
があるか否かチェックし、もし試験指令があれば、ステ
ップＳ３の試験処理に進む。

【００４９】この試験処理は、試験光による火災検知信
号の送信に加え、本発明で対象としている透光性窓１８
ａ，１８ｂの汚損度合いの算出を含む機能試験と同時
に、算出された汚損度合いに基づいて感度の低下を補償
するように増幅部３４ａ，３４ｂの感度切替えを行う汚
損補償処理が含まれる。

【００５０】図７は図６のステップＳ３の火災検知器に
おける試験処理の詳細を示したフローチャートである。
通常、防災受信盤１は例えば１日に１回、予め定められ
た時間に火災検知器３側に対し検知器アドレスを順番に
指定しながら試験コマンドを送信する。この試験コマン
ドは右側試験コマンド及び左側試験コマンドの順番に送
られる。

【００５１】図７において、ステップＳ１で防災受信盤
１からの右側試験コマンドを受信すると、ステップＳ２
で信号処理部３２が試験処理部４２を起動する試験モー
ドを設定し、続いてステップＳ３で右側検知部３３ａの
増幅部３４ａの感度を初期状態（振幅初期値を記憶した
状態）に戻す感度補償のリセットを行うよう感度切替制
御信号を出力する。

【００５２】次にステップＳ４で試験光源制御部３７ａ
を起動して試験光源３６ａを例えば２Ｈｚで明滅する右
側試験光源の点滅制御を行い、試験光を生成する。この
状態でセンサ部２８ａ（第１検知センサ２９）は試験光
を透光性窓１８ａを通して受光しており、増幅部３４ａ
から得られた受光検知信号をＡ／Ｄ変換器３５ａで取り
込んで受光データを読み込む。

【００５３】受光データの読込みが済んだならば、ステ
ップＳ６で右側試験光源の消灯制御を行う。続いてステ
ップＳ７で、ステップＳ５で読み込んだ受光データから
算出した振幅検出データと記憶部４０に記憶している振
幅初期値データとに基づき、汚損度合いを示すアナログ
値データとして例えば透過率を算出し、ステップＳ８で
算出した透過率を記憶部４０に順次記憶する。

【００５４】続いてステップＳ９で、算出した透過率を
伝送制御部３８を介して防災受信盤１に送信する。この
一連の試験処理が済むと、ステップＳ１０で算出した透
過率に基づいた感度補償処理を行うことで、右側検知部
３３ａの試験処理を終了する。

【００５５】感度補償としては、例えば算出した透過率
に基づいて火災検知器として感度の低下を検出した際
に、感度切替制御信号により増幅部３４ａの増幅度を増
加し、感度切替えする処理を行う。尚、透過率が感度の
切替えを必要としない範囲の場合には、試験前の感度に
戻すよう感度切替制御信号を出力する。

【００５６】続いてステップＳ１１で左側試験処理を行
う。この左側試験処理は、ステップＳ１〜Ｓ１０の右側
試験処理と同じ処理を繰り返すことから、その内容は省
略している。このようにして右側検知部３３ａ及び左側
検知部３３ｂの試験によって各透光性窓１８ａ，１８ｂ
の汚損度合いを示す透過率が防災受信盤１側に送られ、
且つ火災検知器自身で記憶されることになる。

【００５７】尚、試験光の発光により正常に火災判断が
なされた場合には、火災信号も防災受信盤に対し透過率
と一緒に、または別のタイミングで送られることにな
る。

【００５８】図８は図５の火災検知器３を対象とした図
２の防災受信盤の主制御部６による汚損監視処理のフロ
ーチャートである。この汚損監視処理は、防災受信盤が
火災検知器に発行する試験コマンドに伴う試験動作を利
用して行うもので、例えばタイマ監視などにより１日に
１回、予め決められた時刻に起動する。

【００５９】まずステップＳ１で検知器アドレスＮをＮ
＝１に初期化した後、ステップＳ２で現在のアドレスＮ
への右側試験コマンドを送信する。この右側試験コマン
ドを送信すると、アドレスＮの火災検知器で図７のステ
ップＳ１〜Ｓ１０に示したように試験動作が行われ、汚
損度合いを示すアナログ値データとして透過率を送信し
てくる。

【００６０】このためステップＳ３でアドレスＮの検知
器からの透過率の受信の有無をチェックしており、透過
率を受信すると、そのアナログ値データをステップＳ４
で記憶部に検知器アドレスと共に記憶する。続いてステ
ップＳ５で、受信した透過率が異常か否かチェックす
る。

【００６１】例えば透過率が０％であったり、１００％
であるような異常値（通常考えられない値）の場合に
は、ステップＳ６に進み、異常処理を行う。この異常処
理は、例えばそのステップＳ２に戻って同じアドレスＮ
に右側試験コマンドを再送信するリトライ処理などがあ
る。

【００６２】受信した透過率が異常値でなければステッ
プＳ７に進み、予め定めた予告警報閾値２５％と比較
し、もし透過率が２５％以下であれば、ステップＳ８で
予告警報（プリアラーム）を行う。続いてステップＳ９
で汚損警報閾値１５％と透過率を比較し、１５％以下で
あれば、ステップＳ１０で汚損警報を出力する。

【００６３】この汚損警報閾値１５％は、火災検知器３
の感度補償処理によっても火災検知器としての初期性能
をできなくなる限界の汚損度合いに対応した透過率であ
る。したがって、透過率が１５％以下となった場合には
火災検知器３の透光性窓の汚れを清掃しなければ正常な
火災監視ができない状態となる。

【００６４】続いてステップＳ１１でアドレスＮへ左側
試験コマンドを送信し、右側試験コマンドを送信した場
合のステップＳ３〜Ｓ１０と同じ処理を繰返す。ステッ
プＳ１１の右側試験コマンドに伴う処理が終了すると、
ステップＳ１２で全検知器の試験終了の有無をチェック
し、終了していなければステップＳ１３でアドレスＮを
１つアップして再びステップＳ２に戻り、全検知器の試
験が終了していれば一連の試験処理を終了する。

【００６５】図９は図２の防災受信盤１に設けている主
制御部６の清掃タイミング予測処理部１０４の機能構成
を、汚損検出部１００及び汚損監視部１０２と共に示し
たブロック図である。

【００６６】図９において、清掃タイミング予測処理部
１０４には、汚損度記録部１０６、第１記憶部１０８、
第２記憶部１１０、変動予測演算部１１２、日数予測演
算部１１４、表示部１１６及び予告警報部１１８が設け
られる。汚損度記録部１０６には、汚損度検出部１００
による火災検知器３に対する試験コマンドの発行で検出
された汚損度合いを示す汚損アナログ値データ、具体的
には透過率が記録される。

【００６７】また第１記憶部１０８には、本発明のトン
ネル用防災受信盤が設置されるトンネル周辺の設置環境
を予め設置環境データとして数値に編集し直した数値が
記憶されている。この第１記憶部１０８に記憶される設
置環境データとしては、片側通行か対面通行かといった
道路通行形態、年間降雨量、年間降雪量、年間車両通行
量、火災検知器のトンネル入口からの距離、火災検知器
の設置高さなどの各々の因子に対する汚損度合いを数値
化して記憶している。

【００６８】図１０は図９の第１記憶部１０８に記憶さ
れている設置環境データの一例であり、片側通行のトン
ネルを例にとっている。図１０（Ａ）は、トンネルがあ
る地域の月別の降雨量、降雪量及び交通量などの季節的
に変動する因子についての汚れ進行度合いを予め設置環
境データとして数値に編集して記憶した例である。

【００６９】即ち汚れ因子として降雨量、降雪量、交通
量の３つを設定し、各因子ごとに１月から１２月の月別
の汚れ進行度合いを５日当りの透過率の変化、即ち［％
／５日］に数値化して登録している。例えば降雨量につ
いて１月と８月を比較してみると、１月の２［％／５
日］に対し８月が１０［％／５日］と大きな汚れ進行度
合いを登録している。

【００７０】一方、降雪量については１月、２月及び１
２月に汚れ進行度合いの数値を設定しており、８月や１
０月は降雪がないことから０［％／５日］としている。
更に交通量については、各月の統計的な値から、それぞ
れ固有の月別の汚れ進行度合いを登録している。

【００７１】図１０（B）はトンネル入口からの距離に
対する降雨量、降雪量、交通量の各因子による汚れの付
着し易さを表わす補正係数を記憶したもので、この補正
係数は図１０（A）のような季節的な要因により変動は
ないことから、固定的な設置環境データを数値化したも
のということができる。

【００７２】図１０（B）にあっては、トンネル入口か
らの距離５０ｍ，１００ｍ，８００ｍ，１５００ｍ，３
０００ｍについて、降雨量、降雪量及び交通量の３つの
因子について汚れの付着し易さを補正するための補正係
数を０〜１の範囲の値として登録している。

【００７３】例えば降雨量や降雪量については、トンネ
ル入口ほど汚れが着き易いことから、５０ｍまでは補正
係数の最大値「１」を登録し、トンネル入口からの距離
が増えるほど補正係数を小さくしている。

【００７４】再び図９を参照するに、第２記憶部１１０
には汚損アナログ値信号の範囲について火災検知器の清
掃が必要であることを示す異常領域を記憶している。具
体的には図８のフローチャートのステップS９に示した
ように、汚損警報を出すための透過率１５％を異常デー
タ領域の上限値として第２記憶部１１０に記憶してい
る。

【００７５】変動予測演算部１１２は第１記憶部１０８
に記憶された設置環境データをもとに、汚損度記録部１
０６に記憶された汚損アナログ値信号の変動を予測す
る。第１記憶部１０８に記憶される図１０（A）（B）の
設置環境データ、即ち月別の汚れ因子ごとの汚れ進行度
合い及びトンネル入口からの距離に対する汚れ因子ごと
の補正係数をもとに、予測開始の現在値を検出した該当
月について、図１１のようにトンネル入口からの距離に
対する汚れ進行度合いを演算する。

【００７６】図１１（A）は１月について入口からの距
離に対する汚れ進行度合いの演算結果であり、図１１
（B）は８月についてトンネル入口からの距離に対する
汚れ進行度合いの演算結果である。

【００７７】図１１（A）の１月について具体的に汚れ
進行度合いの演算を説明すると次のようになる。まず図
１０（A）の月別の汚れ因子ごとの汚れ進行度合いを１
月について見ると、降雨量は２［％／５日］、降雪量は
１５［％／５日］及び交通量は３［％／５日］となって
いる。

【００７８】また図１０（B）の補正係数は、例えばト
ンネル入口からの距離５０mまでについては降雨量及び
降雪量については共に補正係数「１」であり、交通量に
ついては「０」となっている。

【００７９】そこで１月の汚れ進行度合いの降雨量、降
雪量、交通量のそれぞれについて、それぞれの対応する
補正係数を乗算すると、図１１（A）のトンネル入口か
らの距離５０mに示すように、降雨量による汚れ進行度
合いは２［％／５日］、降雪量による汚れ進行度合いは
１５［％／５日］、交通量による汚れ進行度合いは０
［％／５日］となる。したがって、これら３つの汚れ因
子による合計の汚れ進行度合いは１７［％／５日］とな
る。

【００８０】同様にして図１１（A）のトンネルからの
距離１００ｍ，８００ｍ，１５００ｍ，３０００ｍのそ
れぞれについて、図１０（A）（B）の因子ごとの汚れ進
行度合いとその補正係数からそれぞれの因子の汚れ進行
度合いを図１１（A）のように求め、その総和として合
計の汚れ進行度合いを算出する。この汚れ進行度合いを
一般式で表現すると次のようになる。

【００８１】 汚れ進行度合い＝ Σ（因子毎の汚れ進行度合い）×（因子毎の補正係数） （１） 図１１（B）は８月のトンネル入口からの距離に対する
汚れ進行度合いであることから、同様に図１０（A）の
８月の降雨量、降雪量、交通量の汚れ進行度合いに図１
１（B）のトンネル入口からの距離による補正係数を乗
算して、それぞれの因子別のトンネル入口からの距離に
おける補正された汚れ進行度合いを求め、最終的に３つ
の汚れ因子の合計値としての汚れ進行度合いを求める。

【００８２】この図１１（A）または（B）のようにして
演算された、月単位のトンネル入口からの距離に対する
汚れ進行度合いの値は、図示しないワークメモリ上に一
時的に記憶保持される。

【００８３】再び図９を参照するに、変動予測演算部１
１２で図１１のような該当月のトンネル入口からの距離
に対する汚れ進行度合いが演算されたならば、日数予測
演算部１１４において第２記憶部１１０に記憶している
異常データ領域に到達するまでの日数の予測演算を行っ
て、演算結果を表示部１１６に表示する。

【００８４】図１２は図９の変動予測演算部１１２で算
出された汚れ進行度合いによる火災検知器における透過
率Tの日数ｘに対する変化の特性曲線を表わしている。

【００８５】図１２において、現在のa日における汚損
アナログ値信号をAとし、変動予測演算部１１２で算出
された汚れ進行度合いをα［％／５日］とすると、横軸
の日数xの変化に対する透過率Tは次式で与えられる。

【００８６】 Ｔ＝A（１−α）^x/5 （２） この汚れ進行度合いαと日数xに対する透過率Tの変化を
示す（２）式について、図１１（A）の１月におけるト
ンネル入口から５０mまでの汚れ進行度合いα＝０．１
７と図１１（B）の８月のトンネル入口から８００mまで
の汚れ進行度合いα＝０．０５５について、現在のａ日
の透過率Tを初期値T＝４０％とし、この透過率Tが清掃
を必要とする汚損警報の透過率１５％に到達するまでに
かかる日数を算出すると次のようになる。

【００８７】まず１月の入口から５０mについては、
（２）式より １５＝４０（１−０．１７）^x/5 となり、この場合、x＝２５日となる。これに対し８月
の８００m地点については、（１）式より １５＝４０（１−０．０５５）^x/5 により、この場合にはx＝８５日となる。

【００８８】このように冬１月の５０mの位置と夏８月
の８００mの位置では、同じトンネルであっても予測開
始時の透過率Tが同じＴ＝４０％とした場合、清掃を必
要とする１５％に達するまでに、１月の場合は２５日、
８月の場合は８５日と、環境設置データに依存した清掃
を必要とした異常領域に達するまでの日数が予測演算さ
れる。

【００８９】そして、予告警報部１１８は、日数予測演
算部１１４により演算された異常領域に到達するまでの
日数が、予め設定した日数以下になった場合に表示部１
１６に清掃時期が近づいていることを予告して警報を行
う。

【００９０】図１３は図９の清掃タイミング予測処理を
示したフローチャートである。この清掃タイミング予測
処理にあっては、ステップS１で現在の汚損度即ち汚損
アナログ信号Aを読み込み、続いてステップS２で該当月
の汚れ進行度合いαを読み込み、ステップS３で汚損度
が異常値Ｔ＝β、例えばβ＝１５％に至るまでの日数x
を（１）式から計算する。そしてステップS４で、算出
された予測日数を表示することになる。

【００９１】さらに、ステップＳ５で、算出された予測
日数が予め設定された日数以下になった場合に、清掃時
期が近づいていることをステップＳ６で予告して警報表
示する。

【００９２】このような設置環境データに基づいて予測
された清掃を必要とする異常領域までの日数を見て、季
節とトンネル内の位置により、適切な火災検知器に対す
る清掃管理、具体的には清掃作業のための準備を適切に
行うことができる。

【００９３】なお、上記の実施形態にあっては、季節的
な変動要因として降雨量、降雪量、交通量を例にとって
いるが、これ以外の汚れ進行度合いに影響する設置環境
の因子を同様に数値化して汚れ進行度合いの算出に用い
てもよいことは勿論である。

【００９４】また上記の実施形態にあっては、トンネル
入口からの距離により固定設置環境データとして補正係
数を定めているが、これ以外に火災検知器の設置高さに
よる補正係数を設定することもできる。火災検知器の設
置高さによる補正係数は、設置高さが低いほど汚れ易い
ことから補正係数を大きくし、設置高さが高くなるほど
汚れにくいことから補正係数を小さく設定すればよい。

【００９５】また上記の実施形態における設置環境デー
タは片側通行のトンネルを例にとるものであったが、対
面通行のトンネルについては、トンネル出口において対
向車線の車両通行による汚れの影響を受けることから、
片側通行のトンネル入口からの距離に応じて減少する補
正係数に対し、トンネル出口からの距離により減少する
補正係数を対向車線による汚れの影響として設定し、対
向車線の車両走行による汚れを考慮した補正係数を設定
すればよい。

【００９６】更に図１０に示した設置環境データの数値
は一例に過ぎず、トンネルの場所や周囲環境、長さ、構
造などにより、各トンネル固有の汚れ進行度合いの値や
補正係数をとることになり、実施形態に示した数値によ
る限定を受けないことは勿論である。

【００９７】また、上記の実施形態にあっては、火災検
知器で算出した透過率、減光率などを汚損アナログ値デ
ータとして防災受信盤に送信する場合を例にとるもので
あったが、試験光の受光検知信号をそのままアナログ値
として防災受信盤に出力し、防災受信盤側で減光率や透
過率を算出するようにしてもよい。

【００９８】また上記の実施形態は火災検知器を設置し
て火災を監視する空間としてトンネルについてのみ説明
したが、他の悪環境の空間、例えばゴミピットなどのプ
ラントや工場、金属，石炭，石油などの採鉱掘などにお
ける火災監視にも適用できる。

【００９９】また上記の実施形態では試験処理の中で検
出された透光性窓の汚損度合いを示すアナログ値信号を
防災受信盤に送信するものであったが、試験処理の際に
得られたアナログ信号を火災検知器で記憶しておき、試
験処理以外で防災受信盤から専用のコマンドを送信して
火災検知器の記憶部に記憶してあるアナログ値信号を返
信させるような処理にしてもよい。

【０１００】また、上記の実施形態では、予め設置環境
データを記憶させているが、予想した汚損進行度が実際
の汚損進行度合いにマッチングするように、常に設置環
境データにフィードバックし、設置環境データを書きか
えても良い。

【０１０１】更に上記の実施形態にあっては、試験光を
第１検知センサ２９と第２検知センサ３０で受光してい
るが、専用の試験光検知用センサを設けるようにしても
よい。更に本発明は、その目的と利点を損なわない適宜
の変形を含み、また実施形態に示した数値による限定は
受けない。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、トンネル周辺の設置環境を予め設置環境データとし
て数値に編集し直して記憶しておき、この設置環境をも
とに、検出された汚損アナログ値信号の変動を予測し、
火災検知器の清掃を必要とする異常領域に到達するまで
の日数を演算して予測表示するようにしたため、トンネ
ル内の異なる場所に設置している火災検知器の透過率が
例えば４０％と同じであっても、この同じ値から清掃を
必要とする例えば１５％に低下するのにかかる日数やト
ンネル周辺の気象条件、交通量及びトンネルの設置状態
から実際の汚れ進行度合いに近い変動が予測され、それ
ぞれの進行度合いに応じた固有の日数が予測されること
で、清掃を必要とする時期を正しく把握することがで
き、トンネル内に多数設置されている火災検知器に対す
る清掃管理及び作業の効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル用防災受信盤を備えたシステ
ム構成の概略ブロック図

【図２】図１のシステム構成の詳細のブロック図

【図３】本発明による火災検知器の正面図

【図４】本発明による火災検知器の内部構造の断面図

【図５】本発明による火災検知器の回路ブロック図

【図６】図５の火災検知器の処理動作のフローチャート

【図７】図６の試験処理の詳細を示したフローチャート

【図８】図２の防災受信盤の処理動作のフローチャート

【図９】図２の防災受信盤の機能構成を示したブロック
図

【図１０】図９の第１記憶部に記憶している汚れ因子毎
の汚損進行度合いとして数値化された設置環境データの
説明図

【図１１】図９の変動予測演算部により演算されたトン
ネル入り口からの距離に応じた火災検知器の汚れ進行度
合いを１月と８月について示した説明図

【図１２】図９の日数予測演算部による清掃を必要とす
る異常領域に到達するまでの日数の演算に対応した透過
率の時間変化を示したタイムチャート

【図１３】図９の清掃タイミング予測処理のフローチャ
ート

【符号の説明】

１：防災受信盤 ２：伝送路 ３：光学式火災検知器 ３ａ：カバー ３ｂ：本体 ４：火源 ５：トンネル ５ａ：トンネル壁面 ６：主制御部 ７：伝送制御部 ８：中継増幅器 ９：操作表示制御部 １０：表示部 １１：操作部 １２：音響部 １４：プリンタ １５：通信制御部 １６：ＣＲＴ １８ａ，１８ｂ：透光性窓 １９：試験光源収納部 ２０：防水コネクタ ２１：信号ケーブル ２６：主回路基板 ２８ａ，２８ｂ：センサ部 ２９：第１検出センサ ３０：第２検出センサ ３１ａ，３１ｂ：試験光源用窓 ３２：信号処理部 ３３ａ：右側検知部 ３３ｂ：左側検知部 ３４ａ，３４ｂ：増幅部 ３５ａ，３５ｂ：Ａ／Ｄ変換器 ３６ａ，３６ｂ：試験光源 ３７ａ，３７ｂ：試験光源制御部 ３８：伝送制御部 ３９：アドレス設定部 ４０：記憶部 ４１：火災判定部 ４２：試験処理部 １００：汚損度検出部 １０２：汚損監視部 １０４：清掃タイミング予測処理部 １０６：汚損度記録部 １０８：第１記憶部 １１０：第２記憶部 １１２：変動予測演算部 １１４：日数予測演算部 １１６：表示部 １１８：予告警報部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C085 AA11 AB01 AC03 AC14 BA35 CA13 CA14 CA30 DA17 FA35 5G405 AA01 AA06 AB05 AC06 CA16 CA60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部に引き出された伝送路に光学式火災検
   知器を複数接続したトンネル用防災受信盤に於いて、 試験コマンドにより前記光学式火災検知器の透過性窓の
   汚損度合いを検出する汚損度検出部と、 前記汚損度検出部による前記光学式火災検知器の透過性
   窓の汚損度合いを汚損アナログ値信号として記録する汚
   損度記録部と、 前記トンネル用防災受信盤が設置されるトンネル周辺の
   設置環境を予め設置環境データとして数値に編集し直し
   て記憶しておく第１記憶部と、 前記汚損アナログ値信号の範囲に前記光学式火災検知器
   の清掃が必要であることを示す異常領域を記憶しておく
   第２記憶部と、 前記第１記憶部に記憶された前記設置環境データをもと
   に、前記汚損度記録部に記録された汚損アナログ値信号
   の変動を予測する変動予測演算部と、 前記変動予測演算部で予測された汚損アナログ値信号が
   前記第２記憶部に記憶された前記異常領域に到達するま
   での日数を演算して予測表示する日数予測演算部と、を
   備えたことを特徴とするトンネル用防災受信盤。
2. 【請求項２】請求項１記載のトンネル用防災受信盤に於
   いて、前記日数予測演算部により演算された前記異常領
   域に到達するまでの日数が、予め設定した日数以下にな
   った場合に予告して警報を行う予告警報部を備えたこと
   を特徴とするトンネル用防災受信盤。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載のトンネル用防災受
   信盤に於いて、前記トンネル用防災受信盤が設置される
   トンネル周辺の設置環境データとして、道路通行形態、
   年間降雨量、年間降雪量、年間車両通行量、前記光学式
   火災検知器のトンネル入口からの距離、設置高さ等の各
   々の因子に対する汚損度合いを数値化して前記第１記憶
   部に記憶しておくことを特徴とするトンネル用防災受信
   盤。