JP2017134746A - 防災システム - Google Patents

Abstract

【課題】建造物への配線などの敷設作業を容易にし、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができる防災システムを得る。【解決手段】火災温度、侵入、漏水を検知する少なくとも１本の検知用光ファイバケーブル１と監視区域を照明する照明用光ファイバケーブル２と監視区域と情報の交換をする通信用光ファイバケーブル２１をバンドルした１本のワイヤー３と、ワイヤー３と接続する防災受信機４とを備え、防災受信機４は、検知用光ファイバケーブル１に接続されて火災による温度を検知する火災検知手段６、侵入を検知する侵入検知手段７、漏水を検知する漏水検知手段８と、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受け、警報を発する警報発生手段９と、異常信号に応じた異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知する報知手段１０を有し、前記通信用光ファイバケーブルと接続する情報制御部を有し、通信線を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、ビル、家屋、工場、スマートハウス、データセンターなどの建造物における火災、侵入、漏水を検知して警報を発する火災、侵入、漏水の検知手段と監視区域を照明する照明手段を備え、監視区域内に情報を表示し機器を制御するための通信手段を備えた防災システムに関する。

ビル、家屋、工場、スマートハウス、データセンターなどの建造物における火災、侵入、漏水の検知手段として、例えば、火災の検知にあっては、煙感知器や熱感知器によって火災を検知し（特許文献１、２）、また、侵入の検知にあっては、赤外線ビーム探知器や人感センサによって不法侵入を検知し（特許文献３）、また、漏水感知にあっては、一対の検知用電極を配置しておき、漏水により浸漬されて一対の検知用電極が短絡することにより漏水を検知する（特許文献４）検知手段がある。

また、照明手段として、照明したい箇所に照明器を配置し、給電用の電線を配線して照明する手段がある。通信手段としては家庭内ＬＡＮシステムや事業所内ＬＡＮにおいて光ファイバを配線して光ＬＡＮとする手段がある。

これらの検知手段や照明手段は別々の装置により防災を担当しており、共通する構成がないため、照明と通信を含め火災、侵入、漏水を検知する機能を統合するには装置が複雑となり敷設作業上、また管理上の点から困難とされ、これらの機能を統合した防災システムはない。

特開昭５９−１３２０９４号公報 特開２００２−１３３５５０号公報 特開２００６−９９５０１号公報 特開２００９−１７５８１１号公報

上記のように、従来は、照明と通信を含め火災、侵入、漏水を検知する機能を統合する防災システムはなかった。そのため１つの建造物に照明を含む火災、侵入、漏水を検知する防災システムを備えようと、それぞれ検知システムを別々に敷設しなければならず、また、それらの検知システムを統合して報知するシステムもないため、個別に報知システムを構築しなければならず、構成が複雑となり、敷設作業が複雑となり、システムの占有面積が大きくなり、有効面積が狭くなるといった問題があった。

本発明者は、かかる問題を解決すべく研究を重ねた結果、光ファイバの機能に着目した。光ファイバの機能を利用した検知手段として、例えば、後方散乱光を受光し、光ファイバに加わった熱により変化したラマン散乱光強度によって温度を算出し温度を検知するとともに、ラマン散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間をＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflect-meter）の手法で測定することにより光ファイバの温度と位置を特定する光ファイバ式分布形温度センサが知られており（特開平７−１６７７１７号公報）、火災の熱による光ファイバの温度上昇を検知して火災の検知が可能となる。

また、光ファイバ中のブリルアン散乱光の強度により温度を測定し後方散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間から光ファイバ中の位置を特定し、さらに、ブリルアン散乱光の周波数のシフトによって光ファイバに触れることによる光ファイバの歪みを検知するとともに、ブリルアン散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間から歪みが発生した箇所を特定できることが知られている（特開平４−２４８４２６号公報）。

また、光ファイバをループ状に敷設し、光ファイバの端部に光分岐結合素子を接続し、光ファイバの端部に光源から発せられた光を時計回り及び反時計回りに伝播させ、伝播光の遅延時間の差を位相変位として検出し（光ファイバリング干渉型）光ファイバの振動を検知するとともに、振動が発生した場所を特定できることが知られている（特開２０００−４６５６４号公報）。この機能を侵入者の検知装置として光ファイバ中の干渉光の強度変化から光ファイバの振動と振動位置を検知し侵入を検知する光ファイバリング干渉型センサによる侵入者検知装置が知られている（特開２００５−３４５１３７号公報）。

また、光ファイバに膨張性又は収縮性の高分子系吸水材を設けておき、ブリルアン散乱光の戻りを受光し、ブリルアン散乱光の周波数の変化によって、吸水した高分子系吸水材の膨張又は収縮により光ファイバに歪みを検知するとともに、ブリルアン散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間を測定する（Ｂ−ＯＴＤＲ）ことにより歪みが発生した箇所を特定できることが知られている（特開２００４−４５２２６号公報）。

また、光ファイバに膨張性の押圧部材を設けておき、レイリー散乱光の戻りを受光し、レイリー散乱光の戻り光量の変化によって、吸水した押圧部材の膨張により光ファイバに歪みによる伝送損失の増加があったことを検知するとともに、レイリー散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間を測定する（ＯＴＤＲ）ことにより歪みが発生した箇所を特定できることが知られている（特開２００４−４５２１８号公報）。

このようにレイリー散乱による光ファイバに加わった歪を光ファイバの損失から検知するＯＴＤＲについては特開平３−６８８２５号公報に開示されている。また、ＯＴＤＲについてはレイリー散乱をヘテロダイン受信して感度を向上させるＣ−ＯＴＤＲ（Coherent-Optical Time Domain Reflectometer）と光ファイバの歪によるブリルアン散乱現象によるＢ−ＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time Domain Reflectometer）が特開２０１１−１７６５２号公報に開示されている。

また、照明にあっては、光ファイバに光を入射し、端部に設けた照明器から照射する照明手段が知られている（特開２００５−７１８７０号公報）。また、通信にあっては、家庭内ＬＡＮにＯ／Ｅ変換機を設けて光ファイバによる光ＬＡＮとしてデータの送受信を行う通信手段が知られている（特開２００３−３７５６０号公報）。本発明者は、このような光ファイバの機能について光ファイバをバンドルし１本のワイヤーで行うことにより本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、照明と通信を含む火災、侵入、漏水を検知する機能を１本のワイヤーで統合して行うことにより、建造物への配線などの敷設作業を容易にするとともに、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができる防災システムを提供することにある。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の防災システムは、火災による温度、侵入、漏水を検知する検知用の少なくとも１本の検知用光ファイバケーブルと監視区域を照明する照明用光ファイバケーブルと通信用光ファイバケーブルをバンドルした１本のワイヤーを備え、前記ワイヤーは監視する所定の箇所に敷設され、また、前記検知用光ファイバケーブルと接続する防災受信機を備え、前記防災受信機は、前記検知用光ファイバケーブルに接続されて火災による温度を検知する火災検知手段、侵入を検知する侵入検知手段、漏水を検知する漏水検知手段と、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受け、警報を発する警報発生手段と、異常信号に応じた異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知する報知手段を有し、前記通信用光ファイバケーブルと接続する情報制御部を有し、通信線を有している。

上記（１）の防災システムによれば、１本のワイヤーで火災、侵入、漏水を検知し、また所定の箇所を照明し、所定の情報を通信ができるので、建造物への配線などの敷設作業を容易にするとともに、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができ、そして、前記検知用光ファイバケーブルに接続されて火災による温度を検知する前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受け、警報発生手段が警報を発し、報知手段が異常信号に応じた異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知するので、速やかな防災活動が可能となる。また、照明用光ファイバケーブルの光ファイバ心線に光を入射することにより監視区域の状態を容易に確認することができるので、速やかな防災活動が可能となる。

（２）好ましくは、上記（１）の防災システムにおいて、前記照明用光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線で構成され、各光ファイバ心線と光源部を接続し、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受けたとき、異常発生箇所が発生した監視区域に配置された前記照明用光ファイバケーブルの光ファイバ心線の光源部の光量を制御する機能を有する制御部を備えるとよい。

上記（２）の防災システムによれば、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受けたとき、異常信号を受けた箇所の監視区域に配置された前記照明用光ファイバケーブルの光ファイバ心線の光源部の光量が制御され、当該監視区域が明確に照明されるので、監視区域に監視カメラを備えて置けば、直ちに異常状態を確認することができ、一層速やかな且つ効果的な防災活動が可能となる。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の防災システムにおいて、前記通信用光ファイバケーブルは、前記情報制御部を介して前記防災受信機からの情報を配信し、また、前記通信用光ファイバケーブルは、前記防災受信機に接続される前記通信線によって得られる外部からの情報を前記情報制御部を介して配信し、前記通信用光ファイバケーブルの接続される防災受信機と反対端に情報を表示する端末および／または所定の機器を制御する制御器を備えるとよい。

上記（３）の防災システムによれば、前記情報制御部を介して前記通信用光ファイバケーブルによって所定の情報を配信し表示でき、また、所定の情報に合わせて制御器によって所定の機器を制御できる。例えば、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受けたとき、前記情報制御部を介して異常信号を受けた箇所の監視区域に配置された監視カメラの情報を外部へ配信でき、直ちに異常状態を確認することができる。また、外部からの情報によって前記情報制御部を介して前記通信用光ファイバケーブルに接続された制御器を介してエアコン、照明器、排煙装置などを制御することができ、一層速やかな且つ効果的な防災活動が可能となる。

（４）好ましくは、上記（１）乃至（３）のいずれかの防災システムにおいて、前記検知用光ファイバケーブルは、１本の光ファイバケーブルで構成するとよい。

上記（４）の防災システムによれば、建造物への配線などの敷設作業を一層容易にするとともに、システムの一層の簡素化、小型化、省スペース化ができる。

（５）好ましくは、上記（１）乃至（３）のいずれかの防災システムにおいて、前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルと、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段が接続され、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段と前記漏水検知手段が接続されているとよい。

上記（５）の防災システムによれば、前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルと、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段が接続され、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルに前記侵入検知手段と前記漏水検知手段が接続されているので、建造物への配線などの敷設作業の容易化、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができるとともに、火災、侵入、漏水を高分解能で高精度に検知することができる。

（６）好ましくは、上記（１）乃至（３）のいずれかの防災システムにおいて、前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の複数の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段が別々に接続されているとよい。

上記（６）の防災システムによれば、前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の複数の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段が別々に接続されているので、建造物への配線などの敷設作業の容易化、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができるとともに、火災、侵入、漏水を一層の高分解能で高精度に検知することができる。

（７）好ましくは、上記（１）乃至（４）のいずれかの防災システムにおいて、前記防災受信機に有する前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段は、１台のブリルアル散乱検知手段としていずれもブリルアン散乱を検知方法に利用するとよい。

上記（７）の防災システムによれば、前記防災受信機に有する前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段は、いずれもブリルアン散乱を検知方法に利用するので、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段を１台の検知手段として構成でき、これにより、敷設が簡単となり、一層の省スペース化と、前記防災受信機の小型化が図れる。

（８）好ましくは、上記（１）乃至（６）のいずれかの防災システムにおいて、前記防災受信機に有する前記火災検知手段はラマン散乱を検知方法に利用するものであり、前記侵入検知手段及び前記漏水検知手段はレイリー散乱を検知方法に利用するとよい。

上記（８）の防災システムによれば、火災の発生と発生箇所を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、侵入と漏水の発生および発生箇所をより高分解能で検知できる。

（９）好ましくは、上記（１）乃至（６）のいずれかの防災システムにおいて、前記防災受信機に有する前記火災検知手段はラマン散乱を検知方法に利用するものであり、前記侵入検知手段は光ファイバリング干渉型を検知方法に利用するものであり、前記漏水検知手段はレイリー散乱を検知方法に利用するとよい。

上記（９）の防災システムによれば、火災の発生と発生箇所を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、侵入を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、漏水の発生および発生箇所をより高分解能で検知できる。

（１０）好ましくは、上記（１）乃至（９）のいずれかの防災システムにおいて、前記ワイヤーは検知する所定の床に敷設されるとよい。

上記（１０）の防災システムによれば、火災の発生と発生箇所を速やかに検知でき、また、侵入を速やかに検知でき、また、漏水の発生および発生箇所をより速やかに検知できる。

本発明に係る防災システムは、照明を含む火災、侵入、漏水を検知する機能を１本のワイヤーで統合して行うので、建造物への配線などの敷設作業を容易にするとともに、システムの簡素化、小型化、省スペース化ができる。

図１は、本発明に係る防災システムの第１実施形態を示す概略図である。 図２は、図１に示す検知用光ファイバケーブルの拡大縦断面図である。 図３は、図２に示す検知用光ファイバケーブルのＡ−Ａ線断面図である。 図４は、本発明に係る防災システムの第２実施形態を示す概略図である。 図５は、本発明に係る防災システムの第３実施形態を示す概略図である。 図６は、本発明に係る防災システムの第４実施形態を示す概略図である。 図７は、本発明に係る防災システムを建造物へ施工した一例を示す概略図である。

以下、本発明に係る防災システムの第１乃至第４実施形態について、図１乃至図７を参照して詳細に説明する。まず、各実施形態に共通の全体構成について説明し、その後、第１〜第４実施形態のそれぞれについて説明する。

＜共通の全体構成＞
図１、図４、図５及び図６に示すように、本実施形態に係る防災システムは、火災による温度、侵入、漏水を検知する検知用の１本の検知用光ファイバケーブル１と監視区域を照明する照明用光ファイバケーブル２と監視区域に情報を配信する通信用光ファイバケーブル２１をバンドルした１本のワイヤー３と、検知用光ファイバケーブル１と接続する防災受信機４とを備えている。

防災受信機４は、検知用光ファイバケーブル１の少なくとも１本の光ファイバケーブルに接続されて火災による温度を検知する火災検知手段６、侵入を検知する侵入検知手段７、漏水を検知する漏水検知手段８と、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受け、警報を発する警報発生手段９と、異常信号に応じた異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知する報知手段１０を有している。

防災受信機４に備えている火災検知手段６は、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光し、光ファイバケーブルに加わった火災の熱により変化した後方散乱光の強度によって温度を測定し熱を検知するとともに、後方散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間より熱が加わった光ファイバケーブルの箇所から場所を特定する機能を有する温度検知器が使用される。温度検知器は、例えば、４０℃〜１００℃の範囲で異常温度とする閾値温度を設定しておき、測定した温度が短時間で異常温度に上昇したら火災と判断するとともに、検知した光ファイバケーブルの箇所から場所を特定する。火災検知手段６における後方散乱光の検知方法では、ブリルアン散乱、ラマン散乱のアンチストーク光が利用される。

また、火災の判断方法としては温度の上昇する時間ではなく、検知用光ファイバケーブル１が敷設されている部屋内の各箇所で温度を検知して平均温度を算出し、平均温度に対する温度の差分から異常温度と箇所を検知してもよい。また、検知用光ファイバケーブル１が敷設されている部屋内の温度を感知する箇所を特定して、例えば終端器内の検知用光ファイバケーブルを部屋内の温度としてその温度との差分から異常温度と箇所を検知してもよい。これにより、徐々に温度が上昇するような火災の場合でも、速やかに火災を検知できる。

また、侵入検知手段７は、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光し、後方散乱光の強度または周波数の変化によって光ファイバケーブルに触れることによる光ファイバケーブルに歪みを検知するとともに、後方散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間を測定することにより歪みが発生した箇所を特定する機能を有する侵入検知器が使用される。侵入者の歩行時に床にかかる体重による光ファイバの歪みを検知したら侵入検知器は侵入があったと判断するとともに、検知した光ファイバケーブルの箇所から場所を特定する。侵入検知手段７における後方散乱光の検知方法では、ブリルアン散乱によるブリルアン周波数シフト量、レイリー散乱による後方散乱光強度の歪による伝送損失の低下が利用される。

また、侵入検知手段７として、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルをループ状に敷設し、光ファイバケーブルに光分岐結合素子を接続し、光ファイバケーブルに光源から発せられた光を時計回り及び反時計回りに伝播させ、伝播光の遅延時間の差を位相変化として検出し（光ファイバリング干渉型）、光ファイバケーブルの振動を検知し、振動を検知したら侵入があったと判断するとともに、検知した箇所を特定する光ファイバリング干渉型を検知方法とする侵入検知器を使用できる。

また、漏水検知手段８は、検知用光ファイバケーブル１を構成する光ファイバケーブルを被覆している外被覆の内側に膨張性又は収縮性の高分子系吸水材を設けておき、光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光し、後方散乱光の強度または周波数の変化によって、吸水した高分子系吸水材の膨張又は収縮により光ファイバケーブルに歪みを検知するとともに、後方散乱光が入射端に戻ってくるまでの時間より歪みが発生した箇所を特定する機能を有する漏水検知器が使用される。歪みを検知したら漏水検知器は漏水があったと判断するとともに、検知した光ファイバケーブルの箇所から場所を特定する。漏水検知手段８における後方散乱光の検知方法では、ブリルアン散乱によるブリルアン周波数シフト量、レイリー散乱による後方散乱光強度の歪による伝送損失の低下が利用される。

光ファイバケーブルの歪みによって検知する侵入と漏水との区別にあっては、歪みの与えられている時間の長さによって判断する。侵入の場合は侵入者の歩行などによって同じ箇所で長時間に渡って歪みが発生することは無く歪みの量つまり伝送損失の低下も短時間で変動するが、漏水の場合は同じ箇所で長時間にわたって歪みが発生するので区別できる。

また、検知用光ファイバケーブル１は、１本の光ファイバケーブルでもよく、また、火災の温度、侵入、漏水の検知用の複数の光ファイバケーブルを用意し、これを一本に束ねてワイヤーとしてもよい。検知用光ファイバケーブル１が１本の光ファイバケーブルからなる場合は、検知用光ファイバケーブル１に接続される火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８は光路分岐器（図示せず）を介して１本の光ファイバケーブルに接続されてもよい。また、検知用光ファイバケーブル１が２本の光ファイバケーブルからなる場合は、１本の検知用光ファイバケーブル１に火災検知手段６が接続され、他の１本の検知用光ファイバケーブル１に光路分岐器（図示せず）を介して侵入検知手段７、漏水検手段８が接続されてもよい。検知用光ファイバケーブル１が火災による温度、侵入、漏水を別々に検知する複数の光ファイバケーブルからなる場合は、それぞれの光ファイバケーブル毎に火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８が個別に接続される。

また、検知用光ファイバケーブル１が１本の光ファイバケーブルからなる場合でも、ブリルアン散乱検知手段を利用する場合は、ブリルアン散乱検知手段が火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８を兼ねるので、ブリルアン散乱検知手段を１本の光ファイバケーブルに接続すればよい。

以上の検知用光ファイバケーブル１はシングルモードファイバとすることが検知の感度と検知箇所の位置の特定の精度を向上するために好ましい。ワイヤーは引っ張り強度を得るためにテンションメンバを有しても良く、検知精度を著しく落とさない程度に外層を被覆しても良い。また、検知用光ファイバケーブル１自身も必要に応じてテンションメンバを有しても良い。

また、防災受信機４の警報発生手段９は配線１１で警報器１２と接続され、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受けたとき、警報器１２に警報発生を指示する。

また、異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知する防災受信機４の報知手段１０は外部にある警備員室、消防署、警察署等の関係部所と通信線１３で接続され、異常信号を受けたとき、異常信号に応じて異常の内容及び異常箇所の情報を関係部所へ報知する。本例では、報知手段１０による外部への報知は通信線１３を介して行うが、無線で行ってもよい。

また、ワイヤー３にバンドルされている照明用光ファイバケーブル２は、本例では、照明箇所の数に応じて複数本の光ファイバ心線２ａの束で構成されている。光ファイバ心線２ａに光を入射する光源部１４にあっては、各光ファイバ心線２ａに別々に入射でき、各々の光量をＯＮ／ＯＦＦ、増減、点滅などの制御ができる。

また、各光ファイバ心線２ａの光源部１４と防災受信機４の火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８とは盤内配線で接続されており、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受けたとき、異常発生箇所が発生した監視区域に配置された照明用光ファイバケーブル２における光ファイバ心線２ａの光源部１４の各々の光量の制御する機能を有する制御部１６が備えられている。光源部１４の各々の光量の制御方法としては、照明状態をＯＦＦからＯＮにする、ＯＮとＯＦＦを繰り返す点滅とする、保安灯の暗い状態から明るい照明状態とするなど各種あり、状況に即した制御方法とすればよい。

また、ワイヤー３にバンドルされている通信用光ファイバケーブル２は、本例では、防災受信機からの情報を情報制御部１５を介して配信し、監視区域内の情報表示端末に所定の情報を表示し、制御器は情報制御部を介した防災受信機からの指示などの情報に応じて監視区域内の所定の機器を制御する。また、防災受信機に接続された通信線１３によって、外部からの情報を情報制御部を介して情報表示端末に反映しても良く、外部からの指示などの情報によって情報制御部を介して制御器に接続された所定の機器を制御しても良い。さらには、制御器に接続した電話機などによって、防災受信機の情報制御部と通信線１３を介して外部と通話を行っても良く、制御器に接続された情報端末によって、防災受信機の情報制御部と通信線１３を介して外部と情報の交換を行っても良い。

例えば、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受け、情報制御部を介して異常信号を受けた箇所の監視区域に配置された監視カメラの情報を外部へ配信し、直ちに異常状態を確認し防災活動を行うことができる。また、外部からの指示などの情報によって情報制御部を介して前記通信用光ファイバケーブルに接続された制御器を介してエアコン、照明器、排煙装置などを制御することができ、一層速やかな且つ効果的な防災活動が可能となる。

スマートハウスなどでの利用では、上記の防災面での対応だけではなく、インターネットを介して通信線１３と接続し（図示せず）、情報制御部を介して制御器に接続された家電製品、例えば、エアコン、テレビ、ラジオ、オーディオ、洗濯機、乾燥機、電子レンジ、冷蔵庫、ＩＨ調理器、給湯器、床暖房装置、ゲーム機、ｗｅｂカメラ、燃料電池、燃料電池コンバインの給湯装置、太陽電池、散水機などを制御しても良い。

このように構成された火災、侵入、漏水の検知及び照明と通信手段を備えた防災システムの施工にあっては、防災受信機４をビル、家屋、工場、スマートハウス、データセンターなどの建造物の適宜の場所に設置し、検知用光ファイバケーブル１と照明用光ファイバケーブル２と通信用光ファイバケーブル２１をバンドルしたワイヤー３を建造物内あるいは外における監視区域に、満遍なく且つ一筆書き状に敷設する。例えば、建造物の出入り口から続く監視の必要とされる通路、部屋などに、監視内容に応じて床、壁、天井といった箇所に張り巡らせるように敷設する。

このとき、ワイヤー３検知が速やかにかつ検知箇所の特定を高分解能に精度良く行われるように、通路に対して密に配線されるように蛇行して設けられても良い。ワイヤー３を敷設する場合は、侵入者の歩行による床の振動や歪を感知するため床または通路へ配線し敷設するのがより好ましい。床材の表層下部にワイヤーを敷設するとき、表層に固定されるように敷設することにより、侵入者の振動や歪を高感度に感知できる。なお、温度変化による表層のストレスをワイヤー３に伝達しないように表層に固定されていない箇所を設けても良い。

また、照明用光ファイバケーブル２からは光ファイバ心線２ａを、照明が必要な監視区域毎に切り分けて配置する。検知用光ファイバケーブル１の先端には終端器１９を取り付け、また、照明用光ファイバケーブル２から切り分けた光ファイバ心線２ａの先端には照明器２０を取り付ける。

警報発生手段９に接続されている警報器１２は建造物に設置しておく必要はなく、建造物から離れた場所、例えば警備員室などに設置してもよい。

図７は、本発明に係る防災システムを建造物２８へ施工した一例を示す概略図である。本例では、防災受信機４及び警報器１２が建造物２８の適宜の場所に設置されている。建造物２８の出入り口２９から内部へ、監視に必要とされる通路３０が続いている。この通路３０には、検知用光ファイバケーブル１と照明用光ファイバケーブル２（２ａ）と通信用光ファイバケーブル２１をバンドルしたワイヤー３が敷設されている。ワイヤー３は、満遍なく密に配線されており、且つ通路３０に沿って一筆書き状に蛇行している。照明用光ファイバケーブル２からは光ファイバ心線２ａが切り分けられている。光ファイバ心線２ａは、照明が必要な監視区域のそれぞれに配線される。光ファイバ心線２ａの先端には、照明器２０が取り付けられている。照明器２０は、壁３１に設置されている。また、通信用光ファイバケーブル２１には、所定の情報表示端末１７及び制御器１８が接続されている。情報表示端末１７は、通信用光ファイバケーブル２１から提供される情報を表示する。制御器１８には、例えば、室内灯３２、エアコン３３、電話３４、情報端末３５、監視カメラ３６などの所定の機器が接続されている。電話３４や情報端末３５は、制御器１８を介して外部と通信することができる。

以上のように構成される防災システムは、検知用光ファイバケーブル１と照明用光ファイバケーブル２と通信用光ファイバケーブルをバンドルしたワイヤー３を敷設した建造物内あるいは外における監視区域で、火災が発生した場合、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光した火災検知手段６が温度を測定して火災と判断される温度を検知するとともに検知した場所を特定することにより、火災と火災箇所を検知して異常信号を警報発生手段９および報知手段１０に発信し、異常信号を受けた警報発生手段９は警報器１２に警報発生を指示し、報知手段１０は外部にある警備員室、消防署等の関係部所へ火災と火災箇所を報知する。

そして、火災検知手段６で検知した異常信号を受けたとき、制御部１６は火災が発生した監視区域に配置された照明用光ファイバケーブル２における各光ファイバ心線２ａの光源部１４を制御し、当該監視区域において所定の照明をする。また、情報制御部を介して通信用光ファイバケーブル２１に接続された情報表示端末に所定の情報を表示し、制御器に接続された所定の機器を制御する。例えば、火災の場合は制御器に接続された排煙装置を稼動させ、監視カメラによって火災の状況を確認するなどがあげられる。

また、侵入があった場合、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光した侵入検知手段７が歪みを検知するとともに歪みが発生した場所を特定することにより、侵入と侵入箇所を検知して異常信号を警報発生手段９および報知手段１０に発信し、異常信号を受けた警報発生手段９は警報器１２に警報発生を指示し、報知手段１０は外部にある警備員室、警察署等の関係部所へ侵入と侵入箇所を報知する。

そして、侵入検知手段７で検知した異常信号を受けたとき、制御部１６は侵入が発生した監視区域に配置された照明用光ファイバケーブル２における光ファイバ心線２ａの光源部１４を制御し、当該監視区域において所定の照明をする。また、通信用光ファイバケーブル２１を介して当該監視区域の監視カメラの映像を伝送する。

なお、侵入を検知して警報を発する場合は、防災受信機において、人が立ち入らない時間帯あるいは許可された者が立ち入っていないときに侵入と判断して警報器１２に警報発生を指示し、また、報知手段１０は通信線１３で接続された関係部所に報知する。

また、漏水があった場合、検知用光ファイバケーブル１の光ファイバケーブルからの後方散乱光を受光した漏水検知手段８が歪みを検知するとともに歪みが発生した場所を特定することにより、漏水と漏水箇所を検知して異常信号を警報発生手段９および報知手段１０に発信し、異常信号を受けた警報発生手段９は警報器１２に警報発生を指示し、報知手段１０は外部にある警備員室等の関係部所へ漏水と漏水箇所を報知する。

そして、漏水検知手段８で検知した異常信号を受けたとき、制御部１６は漏水が発生した監視区域に配置された照明用光ファイバケーブル２における光ファイバ心線２ａの光源部１４を制御し、当該監視区域において所定の照明をする。また、通信用光ファイバケーブル２１を介して当該監視区域の監視カメラの映像を伝送する。

このように、火災、侵入、漏水の検知及び照明と通信手段を備えた防災システムによれば、火災、侵入、漏水を確実に検知でき、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受け、警報発生手段９が警報器１２に警報発生を指示し、報知手段１０が異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知するとともに、異常発生箇所を照明するので速やかな防災活動が可能となる。このとき、異常発生箇所を監視カメラ（図示せず）で撮影し警備員室でモニターすることで、異常発生箇所の状況を速やかに確認でき、速やかに必要な防災対応をとることができ、また、誤報であった場合は警報を解除できる。誤報であった場合は、通信線１３を介して防災受信機を復旧することもできる。

また、検知用光ファイバケーブル１に照明用光ファイバケーブル２と通信用光ファイバケーブル２１をバンドルして１本のワイヤー３としたので、建造物への配線などの敷設作業を容易にするとともに、システムの簡素化、小型化、省スペース化が図れる。

次に、本発明に係る防災システムの第１乃至４実施形態について、それぞれ説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明に係る防災システムの第１実施形態を示す。第１実施形態は、検知用光ファイバケーブル１に照明用光ファイバケーブル２と通信用光ファイバケーブル２１をバンドルして１本のワイヤー３となっている。第１実施形態では、検知用光ファイバケーブル１は、火災による温度、侵入、漏水の検知用の１本の光ファイバケーブル１ａで構成され、防災受信機４に有する火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８に接続されている。

第１実施形態では、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８を有するブリルアン散乱を利用する検知方法であるブリルアン散乱検知手段５を利用している。ワイヤー３にはテンションメンバ（図示せず）が配置されている。

火災検知はブリルアン散乱の後方散乱光強度を測定して温度を検知する機能から火災を検知し、侵入検知はブリルアン周波数シフト量を測定して歪を検知し侵入者がワイヤーを踏んだときなどの光ファイバケーブルの歪から侵入を検知し、漏水検知はブリルアン周波数シフト量を測定して歪を検知し検知用光ファイバケーブルに水が浸入して吸収材が変形することによる光ファイバの内部ストレスの歪から漏水を検知する。

検知用光ファイバケーブル１にあっては、第１実施形態では、検知用光ファイバケーブル１を構成する検知用光ファイバケーブル１ａを被覆している透水性の外被覆２２の内部の断面において、断面の周方向の一部に、吸水することにより膨張性或いは収縮性のある高分子系吸水材２３が光ファイバケーブル１ａの長手方向に配置されている（図２，図３参照）。

光ファイバケーブル１ａの断面のうち中心軸から外被覆２２に向かって水によって膨潤する高分子系吸水材２３が配置され、断面積の３０％以上７０％以下が高分子系吸水材２３で残りの断面積が水によって膨潤しないあるいは収縮しない部材２５を設け長手方向に延長する構成として吸水によって光ファイバケーブル１ａを曲げる力を発生させ、光ファイバケーブル１ａに曲げストレスを与え光ファイバケーブル１ａに歪を発生させ、あるいは曲げによる光ファイバケーブル１ａの伝送損失を増加させて漏水を検知する。

また、外被覆２２の内部には、高分子系吸水材２３の軸対称位置に、光ファイバケーブル１ａの長手方向に間欠的に不変形部材２４を配置して、より強く歪や曲げを発生させて検知感度を上げてもよい。第１実施形態の検知用光ファイバケーブル１ａは、侵入、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｃ、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｅと構造的には一緒である。

照明用光ファイバケーブル２は、本例では、照明箇所の数に応じて複数本の光ファイバ心線２ａの束で構成されており、光ファイバ心線２ａに光を入射する光源部１４にあっては、各光ファイバ心線２ａに別々に入射できるように各々の光量を制御できる。

また、各光ファイバ心線２ａの光源部１４と防災受信機４の火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８とは盤内配線で接続されており、光源部１４には前記した制御部１６が備えられている。また、各光ファイバ心線２ａの光源部１４と防災受信機４の侵入検知手段７が盤内配線で接続されている。

通信用光ファイバケーブルは、第１実施形態では、複数本の通信用光ファイバケーブルで構成され、所定の箇所に通信用光ファイバケーブルを配し情報表示端末を設置し必要な情報を表示する。また、所定の箇所に通信用光ファイバケーブルを配し制御器を設置し必要な機器を制御する。なお、通信用光ファイバケーブルの所定の箇所に光分岐器を設けて分岐された光ファイバケーブルを情報表示端末や制御器に接続しても良い。この場合は、通信用光ファイバケーブルを１本敷設して、所定の箇所で分岐すればよい。

このように構成される第１実施形態によれば、１本の検知用光ファイバケーブル１ａで構成されている検知用光ファイバケーブル１と照明用光ファイバケーブル２がバンドルされて１本のワイヤー３となっているので、建造物への配線などの敷設作業を容易にするとともに、システムの簡素化、小型化、小スペース化ができる。

また、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８はいずれもブリルアン散乱を検知方法に利用しているので、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検手段８を１台のブリルアン検知手段５として構成することができ、これにより、敷設が簡単となり、一層の省スペース化と、防災受信機４の小型化が図れる。

また、火災検知手段６、侵入検知手段７、漏水検知手段８で検知した異常信号を受けたとき、警報発生手段９は警報器１２に警報発生を指示し、報知手段１０は外部にある警備員室、警察署等の関係部所へ侵入と侵入箇所を報知し、そして制御部１６は侵入が発生した監視区域に配置された照明用光ファイバケーブル２における光ファイバ心線２ａの光源部１４を制御し、当該監視区域において所定の照明をし、監視区域に設置された監視カメラによって監視区域の状況が確認できるので、速やかな防災活動が可能となる。

また、第１実施形態では、検知用光ファイバケーブル１ａの外被覆２２の内部には、高分子系吸水材２３の軸対称位置に、検知用光ファイバケーブル１ａの長手方向に間欠的に不変形部材２４が配置されているので、高分子系吸水材２３が吸水して膨張或いは収縮したとき、検知用光ファイバケーブル１ａが膨張或いは収縮位置に配置されている不変形部材２４によって検知用光ファイバケーブル１ａの曲がりが大きくなり、検知用光ファイバケーブル１ａの歪や伝送損失が増加することにより、漏水の発生および発生箇所を一層高分解能で高精度に検知できる。

＜第２実施形態＞
図４は本発明に係る防災システムの第２実施形態を示す。第２実施形態では、検知用光ファイバケーブル１は、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂと、侵入、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｃがワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂに火災検知手段６が接続され、侵入、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｃに光路分機器（図示せず）を介して侵入検知手段７と漏水検知手段８が接続されている。

第２実施形態では、火災検知手段６はラマン散乱のアンチストークス光を検知方法に利用し、侵入検知手段７、漏水検手段８はいずれもレイリー散乱を検知方法に利用している。

また、第２実施形態にあっても、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル１ｃは光ファイバケーブル１ａと同じ構成となっている。このような構成によれば、特に、火災の発生と発生箇所を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、侵入と漏水の発生および発生箇所をより高分解能で検知できる。

＜第３実施形態＞
図５は本発明に係る防災システムの第３実施形態を示す。第３実施形態では、検知用光ファイバケーブル１は、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂと、侵入の検知用の光ファイバケーブル１ｄと、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｅがワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂに火災検知手段６が、侵入の検知用の光ファイバケーブル１ｄに侵入検知手段７が、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｅに漏水検知手段８が接続されている。

第３実施形態では、火災検知手段６はラマン散乱のアンチストークス光を検知方法に利用し、侵入検知手段７、漏水検手段８はいずれもレイリー散乱を検知方法に利用している。

また、第３実施形態にあっても、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル１ｅは光ファイバケーブル１ａと同じ構成となっている。このような構成によれば、特に、火災の発生と発生箇所を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、侵入と漏水の発生および発生箇所をより高分解能で検知できる。

＜第４実施形態＞
図６は本発明に係る防災システムの第４実施形態を示す。第４実施形態では、検知用光ファイバケーブル１は、第３実施形態と同様に、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂと、侵入の検知用の光ファイバケーブル１ｆと、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｅがバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブル１ｂに火災検知手段６が、侵入の検知用の光ファイバケーブル１ｆに侵入検知手段７が、漏水の検知用の光ファイバケーブル１ｅの端部に漏水検知手段８が接続されている。

第４実施形態では、火災検知手段６はラマン散乱のアンチストークス光を検知方法に利用し、侵入検知手段７は光ファイバリング干渉型を検知方法に利用し、漏水検知手段８はレイリー散乱を検知方法に利用している。

また、２本の光ファイバケーブル１ｆの光ファイバリング型センサ用終端器２６の内部では、ボビン（図示せず）に巻回された所定の長さの光ファイバ２７の両端に２本の光ファイバケーブル１ｆの各端部がそれぞれ接続されている。所定の長さの光ファイバ２７は光ファイバリング干渉型において振動を感知する箇所の不感知箇所を発生させないために接続されている。所定の長さは敷設時の光ファイバケーブル１ｆの長さなどの条件による設計によって求められる。第４実施形態では２ｋｍの長さの光ファイバ２７を接続する。また、第４実施形態では光ファイバリング型センサ用終端器２６の中に光ファイバボビンを設置しているが、設置場所は光ファイバリング型センサ用終端器２６に限らず不感知箇所をなくす位置であれば、どの位置でも良い。

また、第４実施形態にあっても、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル１ｅは光ファイバケーブル１ａと同じ構成となっている。このような構成によれば、火災の発生と発生箇所を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、侵入を速やかに且つより高分解能で検知でき、また、漏水の発生および発生箇所をより高分解能で検知できる。

１ 検知用光ファイバケーブル
１ａ 火災による温度、侵入、漏水の検知用の光ファイバケーブル
１ｂ 火災による温度の検知用の光ファイバケーブル
１ｃ 侵入、漏水の検知用の光ファイバケーブル
１ｄ 侵入の検知用の光ファイバケーブル
１ｅ 漏水の検知用の光ファイバケーブル
１ｆ 侵入の検知用の光ファイバケーブル
１ｇ 光ファイバ素線
２ 照明用光ファイバケーブル
２ａ 光ファイバ心線
３ ワイヤー
４ 防災受信機
５ ブリルアン散乱検知手段
６ 火災検知手段
７ 侵入検知手段
８ 漏水検知手段
９ 警報発生手段
１０ 報知手段
１１ 配線
１２ 警報器
１３ 通信線
１４ 光源部
１５ 情報制御部
１６ 制御部
１７ 情報表示端末
１８ 制御器
１９ 終端器
２０ 照明器
２１ 通信用光ファイバケーブル
２２ 外被覆
２３ 高分子系吸水材
２４ 不変形部材
２５ 水によって膨潤しないあるいは収縮しない部材
２６ 光ファイバリング型センサ用終端器
２７ 光ファイバ
２８ 建造物
２９ 出入り口
３０ 通路
３１ 壁
３２ 室内灯
３３ エアコン
３４ 電話
３５ 情報端末
３６ 監視カメラ

Claims (10)

1. 火災による温度、侵入、漏水を検知する検知用の少なくとも１本の検知用光ファイバケーブルと監視区域を照明する照明用光ファイバケーブルと通信用光ファイバケーブルをバンドルした１本のワイヤーを備え、前記ワイヤーは監視する所定の箇所に敷設され、また、前記検知用光ファイバケーブルと接続する防災受信機を備え、
   前記防災受信機は、前記検知用光ファイバケーブルに接続されて火災による温度を検知する火災検知手段、侵入を検知する侵入検知手段、漏水を検知する漏水検知手段と、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受け、警報を発する警報発生手段と、異常信号に応じた異常内容及び異常発生箇所を外部へ報知する報知手段を有し、前記通信用光ファイバケーブルと接続する情報制御部を有し、通信線を有していることを特徴とする防災システム。
2. 前記照明用光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線で構成され、各光ファイバ心線と光源部を接続し、前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段で検知した異常信号を受けたとき、異常発生箇所が発生した監視区域に配置された前記照明用光ファイバケーブルの光ファイバ心線の光源部の光量を制御する機能を有する制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の防災システム。
3. 前記通信用光ファイバケーブルは、前記情報制御部を介して前記防災受信機からの情報を配信し、また、前記通信用光ファイバケーブルは、前記防災受信機に接続される前記通信線によって得られる外部からの情報を前記情報制御部を介して配信し、前記通信用光ファイバケーブルの接続される防災受信機と反対端に情報を表示する端末および／または所定の機器を制御する制御器を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の防災システム。
4. 前記検知用光ファイバケーブルは、１本の光ファイバケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防災システム。
5. 前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルと、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度の検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段が接続され、侵入及び漏水の検知用の光ファイバケーブルに前記侵入検知手段と前記漏水検知手段が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防災システム。
6. 前記検知用光ファイバケーブルは、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の複数の光ファイバケーブルが前記ワイヤーにバンドルされて１本に構成され、火災による温度、侵入、漏水のそれぞれの検知用の光ファイバケーブルに前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段が別々に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防災システム。
7. 前記防災受信機に有する前記火災検知手段、前記侵入検知手段、前記漏水検知手段は、１台のブリルアン散乱検知手段としていずれもブリルアン散乱を検知方法に利用することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防災システム。
8. 前記防災受信機に有する前記火災検知手段はラマン散乱を検知方法に利用するものであり、前記侵入検知手段及び前記漏水検知手段はレイリー散乱を検知方法に利用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の防災システム。
9. 前記防災受信機に有する前記火災検知手段はラマン散乱を検知方法に利用するものであり、前記侵入検知手段は光ファイバリング干渉型を検知方法に利用するものであり、前記漏水検知手段はレイリー散乱を検知方法に利用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の防災システム。
10. 前記ワイヤーは検知する所定の床に敷設されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の防災システム。