JP2007108964A - 誘導システムおよび誘導方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の火炎・ガス検出ユニットにより、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する。
【解決手段】
火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２は、光発射部１１１、光検出部１１２、方位・距離検出部１１３からなるレーザレーダ１１と、スペクトルアナライザ１２と、誘導指示装置１３（避難経路情報記憶装置１４と、避難経路表示装置１５と、方位情報および距離情報に基づき避難経路情報記憶装置１４内の避難経路情報を参照して最適な避難経路を決定し少なくとも１つの避難経路表示装置１５に表示させる制御装置１６を有する）とを備えており、それぞれが独立して火煙および／またはガスの検出を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する誘導システムおよび誘導方法に関する。

従来、大気中に浮遊するエアロゾル（気体中に存在する液体あるいは固体の微小粒子）を複数の検出局により検出することで、テロ等による有害ガスを検出し警報を発するシステムが知られている（特許文献１参照）。

この種のシステム９では、図８に示すように、何れかの検出局９１（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示す）が有害ガス発生を検出したときは、当該検出局９１により有害ガス発生の事実が中央局９２に通知され、中央局９２は警戒信号ＣＴＮを施設９３（Ｂ１，Ｂ２で示す）に送信する。施設９３では、周囲の人々に有害ガス発生の事実を知らせたり、避難経路を知らせたりする。これにより、人々は速やかに安全な場所に避難することができる。
特開２０００−２２６４１公報

しかし、中央局９２が警戒信号ＣＴＮを無線で送信しているので、中央局９２の送信設備や施設９３の受信設備が破壊されている場合には、たとえば、テロ等により有害ガスが発生したときに、システムが機能しない。また、中央局９２の送信設備や施設９３の受信設備が破壊されていない場合であっても、たとえば施設９３の外にいる人々には有害ガスの発生事実を知らせることができなかったり、避難経路を正確に知らせることができなかったりするという問題がある。
テロ等による有害ガスの発生に限らず、事故等により火災が発生したようなときに図８のシステムにより火煙や有害ガスを検出して火災を知らせる場合にも、上記と同様の問題が生じる。

本発明の目的は、上記の問題を解決することであり、複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する誘導システムおよび誘導方法を提供することにある。

本発明の災害時誘導システムは、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する誘導システムであって、
前記誘導システムは、前記火煙および／または前記ガスの検出と誘導指示とを行うそれぞれ独立した複数の火炎および／またはガス検出ユニットを有し、
各火炎および／またはガス検出ユニットは、
（１）広帯域コヒーレント光を発射する光発射部、対象空間中で散乱され戻ってくる前記コヒーレント光を検出し散乱光情報信号とする光検出部、および前記散乱光情報信号から前記火煙および／または前記ガスの発生場所の方位および距離を特定して方位情報および距離情報を生成する方位および距離検出部からなるレーザレーダと、
（２）前記散乱光情報信号をスペクトル解析して、前記火煙および／またはガスの種類および／または濃度を特定するスペクトルアナライザと、
（３）誘導指示装置と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の災害時誘導システムでは、前記誘導指示装置は、
避難経路情報を記憶した避難経路情報記憶装置と、
避難経路を表示する１つまたは複数の避難経路表示装置と、
前記方位情報および前記距離情報に基づき、前記避難経路情報を参照して最適な避難経路を決定し前記１つまたは複数の避難経路表示装置に表示させる制御装置と、
を備えることができる。

本発明において、「火煙」は、スス等を含む煙である。また、「ガス」は典型的に有害ガスであるが、水蒸気等の無害ガスを含んでもよい。
「ガスの種類」は、検出するべきガス種が決まっているときには、特定する必要はない。また、「ガスの濃度」は具体的な数値として特定することが必須ではなくたとえば、スペクトルアナライザによる検出値が所定の閾値を越えたときに、「火煙またはガス」が発生したものと判断する。
「ガスの発生場所の方位」は、レーザレーダからみた方位であってもよいし、避難経路表示装置装置からみた方位であってもよい。
また「ガスの発生場所の距離」は、レーザレーダからの距離であってもよいし、避難経路表示装置装置からの距離であってもよい。

本発明の災害時誘導システムでは、前記光発射部の出力は３０ｍＷ以下とすることができる。また、前記コヒーレント光の周波数は、波長換算で２００ｎｍ以上かつ１０μｍ以下となる周波数帯域に含まれるようにできる。

本発明の災害時誘導システムでは、前記レーザレーダは前記対象空間を三次元走査することができる。

本発明の災害時誘導システムでは、複数の火炎および／またはガス検出ユニットが、前記１つまたは複数の避難経路表示装置のうち少なくとも一つの避難経路表示装置を共用しており、前記少なくとも一つの避難経路表示装置における表示を、前記複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより決定するこができる。

本発明の災害時誘導方法は、複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示するものであって、
レーザレーダから広帯域コヒーレント光を発射し、前記対象空間中で散乱されて戻ってくる前記コヒーレント光を検出し散乱光情報信号とし、前記散乱光情報信号から前記火煙および／または前記ガスの発生場所の方位および距離を特定して方位情報および距離情報を生成する方位および距離情報生成ステップ、
前記散乱光情報信号をスペクトル解析して、前記火煙および／またはガスの種類および／または濃度を特定する火煙および／またはガス解析ステップ、
前記方位および距離情報生成ステップにおいて生成した方位情報および距離情報に基づき、最適な避難経路を決定し当該避難経路を少なくとも１つの避難経路表示装置に表示させる表示ステップ、
を含むことを特徴とする。

本発明の災害時誘導方法では、前記方位および距離情報生成ステップにおいて、前記レーザレーダが前記対象空間を三次元走査することで、前記方位情報および前記最適な距離情報を決定することができる。

本発明の災害時誘導方法では、複数の火炎・ガス検出ユニットにより前記避難経路の表示を決定することができる。

本発明では、複数の火炎・ガス検出ユニットは、それぞれが独立して火煙および／またはガスの検出を行うので、一箇所の装置の通信設備が破壊等により使用できない場合であっても、システムが機能することができる。また、避難を開始しようとする人々、避難途上にある人々に避難経路を正確に知らせ、安全な方向への避難を誘導指示することができる。

図１（Ａ）は本発明の誘導システムの一実施形態を示す説明図である。図１（Ａ）において、誘導システム１は、同一構成の火炎および／またはガス検出ユニット（以下火炎・ガス検出ユニットとも記す）Ｕ１，Ｕ２からなる。
火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２は、図１（Ａ）では相互に離隔した箇所に設置され、それぞれが独立して、対象空間１００の火煙やガスの検出を行うことができる。

図１（Ａ）では火炎・ガス検出ユニットはＵ１，Ｕ２の２つのみを示してあるが、３つ以上の火炎・ガス検出ユニット（以下、必要に応じてＵｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｍ）で総称する）を対象空間１００に設置することができる。
本発明では、火炎・ガス検出ユニットＵｋは、図１（Ｂ）のブロック図に示すように、レーザレーダ１１と、スペクトルアナライザ１２と、誘導指示装置１３とを備える。
レーザレーダ１１は光発射部１１１と、光検出部１１２と、位置検出部１１３とからなり、誘導指示装置１３は避難経路情報記憶装置１４と、避難経路表示装置１５と、制御装置１６とからなる。
なお、図１（Ｂ）では、火煙・ガスを符号ＦＳで示している。

図２（Ａ）は、対象空間１００に人Ｐが往来した様子を示しており、レーザレーダ１１は、図２（Ａ）に示すように天井ＣＬＧに設置することもできるし、床ＦＬＲに埋設したり、図示しない壁面，入り隅，出隅等に設置したりすることもできる。

図２（Ａ）の火炎・ガス検出ユニットＵｋ（位置検出部１１３は図示されていない）では、複数の避難経路表示装置１５が、他の構成要素とは離れた床ＦＬＲに埋設されている。図２（Ａ）では図示しない制御装置１６（図１（Ｂ）参照）は、アンテナＡＮＴを介してワイヤレスで避難経路表示装置１５を制御できる。なお、避難経路表示装置１５は天井ＣＬＧに設置したり、図示しない壁面や柱に設置したりすることもできる。

本実施形態では、光発射部１１１は、周波数が波長換算で２００ｎｍ以上かつ１０μｍｍ以下となる周波数帯域（すなわち、紫外から赤外の帯域）に含まれる広帯域コヒーレント光ＣＢ（周波数コム光またはスーパーコンティニウム光）が使用される。図２（Ｂ）に、下限周波数ｆＡとし、上限周波数ｆBとした場合のコヒーレント光の周波数特性を示す。コヒーレント光ＣＢを使用することにより、有害ガスについては多数の化学物質の中から、その種類を同定することが可能となる。

対象空間１００が太陽光の影響がない室内、たとえば空港施設や劇場である場合には、光発射部１１１の出力は３０ｍｍＷ以下とすることができる。あらかじめ発生ガスの種類がわかっている場合や、検知目的が明らかな場合（たとえば、水蒸気については検出対象外とするような場合）は、火炎・ガス検出ユニットが発射する光の周波数帯域を狭くしてもよい。

レーザレーダ１１は、対象空間１００を三次元走査することができ、光検出部１１２は、対象空間１００中で散乱されて戻ってくるコヒーレント光ＣＢを検出する。図１（Ｂ）に参照されるように、位置検出部１１３は、光検出部１１２が出力した散乱光情報信号から火煙やガスの方位および距離を特定して方位情報ＤＲＴおよび距離情報ＬＳＴを生成することができる。なお、図１（Ｂ）では、位置検出部１１３は、レーザレーダ１１に含めてあるが、レーザレーダ１１とは別体に（すなわち、光発射部１１１および光検出部１１２からは分離して）構成することもできる。

スペクトルアナライザ１２は、光検出部１１２が出力した散乱光情報信号をスペクトル解析する。
避難経路情報記憶装置１４は、避難経路情報ＥＣＲを記憶している。避難経路表示装置１５は、避難経路をＬＥＤやプラズマディスプレイにより表示（矢印表示、行き止まり表示等）することができ、コンデンサ等の二次電源により停電時でも点灯できるように構成することが好ましい。
制御装置１６は、レーザレーダ１１が生成した方位情報ＤＲＴおよび距離情報ＬＳＴに基づき、避難経路情報記憶装置１４に記憶した避難経路情報を参照して最適な避難経路を決定し当該避難経路を前記避難経路表示装置１５に表示させる。

上述したように火炎・ガス検出ユニットＵｋは、相互に離隔した箇所に設置され、それぞれが独立して火煙やガスの検出を行う。換言すると、各火炎・ガス検出ユニットＵｋは中央の装置（たとえば、図８の従来のシステム９における中央局９２）により制御されてはいない。したがって、従来のシステムのように、中央の装置の送信設備が破壊等により稼動できないためにシステムが機能しない、といった問題は生じない。

以上説明したように、誘導システム１によれば、複数の火炎・ガス検出ユニットＵｋにより、対象空間１００の火煙やガスを瞬時に検出し、安全な方向への避難を誘導指示することができる。
なお、誘導システム１では、スペクトルアナライザ１２（図１（Ｂ）参照）の検出結果（ガスの濃度や、種類）に応じて、避難経路表示装置１５による表示の色や大きさを変えることもできる。また、音による警告を併せて行うようにしてもよい。

また、複数の火炎・ガス検出ユニットＵｋは、ネットワークにより相互接続することもできる。この場合には、レーザレーダ１１と、スペクトルアナライザ１２と、避難経路情報記憶装置１４とは、相互に独立に動作する。制御装置１６は、避難経路を決定する際に他の火炎・ガス検出ユニットの避難経路の決定結果と連動させることができる。

たとえば、図３に示すように火炎・ガス検出ユニットＵ１とＵ２とで１つの避難経路表示装置１５が共用されている場合において、決定可能な方位に幅があるようなときには、それぞれの決定可能な方位の論理積をとることで、最適な方位を決定できる。たとえば、図４に示すように、火炎・ガス検出ユニットＵ１により判断される決定可能な方位Ｄ１（避難経路表示装置１５を中心にした、所定方位Ｄ０を基準にした平面角）がＤａ＜Ｄ１＜Ｄｂであり、火炎・ガス検出ユニットＵ２により判断される決定可能な方位Ｄ２がＤｃ＜Ｄ２＜Ｄｄである場合において、Ｄａ＜Ｄｃ＜Ｄｂ＜Ｄｄであるときには、Ｄｃ以上Ｄｂ以下の範囲で、最適な方位Ｄを決定することができる。

ここでは、火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２の決定可能な方位の論理積をとった例を示したが、火炎・ガス検出ユニットＵｋは隣接する３つ以上の火炎・ガス検出ユニットの決定可能な方位の論理積をとることもできる。また、制御装置１６は、防火シャッターを制御することができ、避難経路を決定する際に防火シャッターの制御と同期して当該避難経路を決定することができる。

本発明の誘導方法を、図１に示したシステムに適用する場合を、図５のフローチャートを参照して説明する。本実施形態の誘導方法は、複数の火炎・ガス検出ユニットＵｋを用いて実施される。

火炎・ガス検出ユニットＵｋは、それぞれ独立して、方位および距離情報生成ステップＳ１１、火煙・ガス種特定ステップＳ１２、避難経路表示ステップＳ１３、コメント出力ステップＳ１４を実行する。方位および距離情報生成ステップＳ１１は、以下のサブステップＳ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３からなる。

すなわち、まず、レーザレーダ１１（図１参照）により、コヒーレント光ＣＢの走査を行い（Ｓ１１１）、コヒーレント光ＣＢの応答に変化があったとき（Ｓ１１２の「ＹＥＳ」）は、応答が変化した場所（火煙やガスの発生場所）の方位および当該場所までの距離を特定して方位情報ＤＲＴおよび距離情報ＬＳＴを生成する（Ｓ１１３）。Ｓ１１２において応答に変化がなかったとき（Ｓ１１２の「ＮＯ」）は、コヒーレント光ＣＢ走査を続行する。Ｓ１１１においては、対象空間１００を三次元走査し、Ｓ１１３において三次元の方位情報ＤＲＴおよび三次元の距離情報ＬＳＴを生成することができる。

火煙・ガス種特定ステップＳ１２では、コヒーレント光ＣＢの応答に変化があったとき（Ｓ１１２の「ＹＥＳ」）は、レーザレーダ１１の応答から前記対象空間１００で発生した火煙および／またはガスの種類を特定する。ここでは、レーザレーダ１１が発射したコヒーレント光ＣＢの応答からガスの種類を特定することができる。

避難経路表示ステップＳ１３は、以下のサブステップＳ１３１およびＳ１３２とからなる。すなわち、方位および距離情報生成ステップ１１において生成した方位情報ＤＲＴおよび距離情報ＬＳＴに基づき、最適な避難経路を決定し（Ｓ１３１）、避難経路を避難経路表示装置１５に表示させる（Ｓ１３２）。
コメント出力ステップＳ１４では、火煙・ガス種特定ステップＳ１２において検出したガス種の種類に応じて、「姿勢を低く」、「濡れタオルを口に当てる」等の指示を、適宜のディスプレイに表示したり、音声出力することができる。

図６（Ａ），（Ｂ）に劇場内において火災が発生した場合（火災を符号ＦＳで示す）の避難経路表示装置１５による表示例を示す。図６（Ａ），（Ｂ）では２つの火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２により非難経路を決定している。また、火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２のレーザレーダをＬＲにより示してある。

図６（Ａ）では、３つの避難経路表示装置１５（ａ，ｂ，ｃで示す）が駆動されており、避難経路表示装置１５（ａ）は火炎・ガス検出ユニットＵ１に属し、避難経路表示装置１５（ｂ）は火炎・ガス検出ユニットＵ２に属し、避難経路表示装置１５（ｃ）は火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２に属している。避難経路表示装置１５（ｃ）は、図４において説明したように、それぞれの決定可能な方位の論理積をとることで避難経路の方位を決定している。
図６（Ｂ）では、６つの避難経路表示装置１５（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆで示す）が駆動されており、避難経路表示装置１５（ａ，ｂ，ｃ）は火炎・ガス検出ユニットＵ１に属し、避難経路表示装置１５（ｄ，ｅ，ｆ）は火炎・ガス検出ユニットＵ２に属している。

また、図７では火災が発生した場合（火災を符号ＦＳで示す）において、防火シャッターＦＤＳ１，ＦＤＳ２に連動して非難経路が決定される例を示している。図７では２つの火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２により、避難経路を駆動し、避難経路表示装置１５（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆで示す）を駆動している。避難経路表示装置１５（ｅ，ｆ）は行き止まりの標識であり、避難経路表示装置１５（ｂ，ｃ）は、左折・右折の標識である。また、火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２のレーザレーダをＬＲにより示してある。

図７では火炎・ガス検出ユニットＵ２が防火シャッターＦＤＳ１，ＦＤＳ２を動作させている。避難経路表示装置１５（ａ）は、火炎・ガス検出ユニットＵ１により駆動され、避難経路表示装置１５（ｂ，ｃ，ｄ）は、火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２とにより共用され、これら火炎・ガス検出ユニットＵ１，Ｕ２の検出結果により避難経路の方位が決定される。また、避難経路表示装置１５（ｅ，ｆ）は、防火シャッターＦＤＳ１，ＦＤＳ２が駆動されたときに行き止まりの標識を表示する。

以上のように本発明の誘導方法によれば、対象空間１００の火煙やガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示することができる。

本発明の誘導システムの一実施形態を示す説明図であり、（Ａ）誘導システムの一実施形態を示す説明図、（Ｂ）は火炎および／またはガス検出ユニットの構成を示すブロック図である。 （Ａ）はレーザレーダを床に埋設した様子を示す説明図、（Ｂ）はコヒーレント光の周波数特性を示す図である。 複数の火炎および／またはガス検出ユニットが、少なくとも１つの避難経路表示装置を共用している場合の実施形態を示す説明図である。 ２つの火炎および／またはガス検出ユニットにより共通の方位Ｄを決定する場合の説明図である。 本発明の誘導方法を示すフローチャートである。 （Ａ）は２つの火炎および／またはガス検出ユニットにより避難経路を決定した例を示す図、（Ｂ）は２つの火炎および／またはガス検出ユニットにより避難経路を決定した他の例を示す図である。 防火シャッターに連動して非難経路が決定される例を示す図である。 従来技術の警報システムの説明図である。

符号の説明

１ 誘導システム
１１ レーザレーダ
１２ スペクトルアナライザ
１３ 誘導指示装置
１４ 避難経路情報記憶装置
１６ 避難経路表示装置
１６ 制御装置
１００ 対象空間
１１１ 光発射部
１１２ 光検出部
１１３ 位置検出部
ＣＢ コヒーレント光
Ｕ１，Ｕ２，Ｕｋ 火炎および／またはガス検出ユニット

Claims (9)

1. 対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する誘導システムであって、
   前記誘導システムは、前記火煙および／または前記ガスの検出と誘導指示とを行うそれぞれ独立した複数の火炎および／またはガス検出ユニットを有し、
   各火炎および／またはガス検出ユニットは、
   （１）広帯域コヒーレント光を発射する光発射部、対象空間中で散乱され戻ってくる前記コヒーレント光を検出し散乱光情報信号とする光検出部、および前記散乱光情報信号から前記火煙および／または前記ガスの発生場所の方位および距離を特定して方位情報および距離情報を生成する方位および距離検出部からなるレーザレーダと、
   （２）前記散乱光情報信号をスペクトル解析して、前記火煙および／またはガスの種類および／または濃度を特定するスペクトルアナライザと、
   （３）誘導指示装置と、
   を備えたことを特徴とする誘導システム。
2. 前記誘導指示装置は、
   避難経路情報を記憶した避難経路情報記憶装置と、
   避難経路を表示する１つまたは複数の避難経路表示装置と、
   前記方位情報および前記距離情報に基づき、前記避難経路情報を参照して最適な避難経路を決定し前記１つまたは複数の避難経路表示装置に表示させる制御装置と、
   を備えたことを特徴とする請求項1に記載の誘導システム。
3. 前記光発射部の出力は３０ｍＷ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の誘導システム。
4. 前記コヒーレント光の周波数は、波長換算で２００ｎｍ以上かつ１０μｍ以下となる周波数帯域に含まれることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の誘導システム。
5. 前記レーザレーダは前記対象空間を三次元走査することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の誘導システム。
6. 複数の火炎および／またはガス検出ユニットが、前記１つまたは複数の避難経路表示装置のうち少なくとも一つの避難経路表示装置を共用しており、前記少なくとも一つの避難経路表示装置における表示を、前記複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより決定することを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の誘導システム。
7. 複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより、対象空間の火煙および／またはガスを検出し、安全な方向への避難を誘導指示する誘導方法であって、
   レーザレーダから広帯域コヒーレント光を発射し、前記対象空間中で散乱されて戻ってくる前記コヒーレント光を検出し散乱光情報信号とし、前記散乱光情報信号から前記火煙および／または前記ガスの発生場所の方位および距離を特定して方位情報および距離情報を生成する方位および距離情報生成ステップ、
   前記散乱光情報信号をスペクトル解析して、前記火煙および／またはガスの種類および／または濃度を特定する火煙および／またはガス解析ステップ、
   前記方位および距離情報生成ステップにおいて生成した方位情報および距離情報に基づき、最適な避難経路を決定し当該避難経路を少なくとも１つの避難経路表示装置に表示させる表示ステップ、
   を含むことを特徴とする誘導方法。
8. 前記方位および距離情報生成ステップにおいて、前記レーザレーダが前記対象空間を三次元走査することで、前記方位情報および前記最適な距離情報を決定することを特徴とする請求項７に記載の誘導方法。
9. 複数の火炎および／またはガス検出ユニットにより前記避難経路の表示を決定することを特徴とする請求項７または８に記載の誘導方法。
   

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