JP2755975B2 - 火災警報装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、火災現象に基づく熱、煙、あるいはガス等
の複数の物理量を検出し、それら物理量の総合判断によ
り火災監視を行うようにした火災警報装置に関し、特
に、複数の物理量のそれぞれについて時系列的にさらに
複数検出し、これら時系列的な複数の物理量に基づいて
火災判断を行うようにした火災警報装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 複数の物理量を検出し、それら物理量の総合判断によ
り火災監視を行うようにすることが考えられている。こ
の場合には、複数のセンサ・レベルに基づくパターンと
各パターンに対する火災情報とのテーブルを作成してRO
M等に格納しておき、実際に検出されたセンサ・レベル
を該テーブル内の情報と例えばパターン比較することに
より火災判断を行うようにすることが考えられる。

また、火災現象の物理量に基づく検出情報すなわちセ
ンサ・レベルを時系列的に複数検出し、これら時間的に
推移する複数のセンサ・レベルに基づいて火災判断を行
うことも提案されている（例えば、本件出願人により昭
和63年３月31日付けに出願された特願昭63−76282号に
添付の明細書参照）。この場合には、複数のセンサ・レ
ベルの値を変数として関数を定義し、該関数の入出力間
の関係から火災判断を行うようにすることが考えられ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記いずれに示されたものも、検出されたセンサ・レ
ベルに基づいて火災であるか否かの判断だけを行うもの
であるが、もし、火災の可能性すなわち火災確度や、危
険度、さらには燻焼火災から発炎火災までを全体的にき
め細かに監視することができると共に、ノイズ等による
誤報の可能性の除去をも考慮した一層精度の高い火災監
視を行えれば非常に好ましい。

従って、本発明の第１の目的は、複数のセンサ部から
センサ・レベルを収集し、複数のセンサ部のうちの少な
くとも１つからはセンサ・レベルを時系列的に収集し、
これら収集されたセンサ・レベルから火災判断を行うよ
うにすることにより、火災か否かの判断だけではなく、
火災に至るまでの状況をも含めて、火災確度や危険度、
さらには燻焼火災から発炎火災までを全体的にきめ細か
に監視することができると共に、ノイズ等の影響による
誤報等の可能性をも除去するようにした火災警報装置を
提供することである。

このような目的を、時系列的な複数のセンサ・レベル
対火災情報の、ROM等に記憶されたテーブルで定義する
場合は、入力点数を増加させると入力の組合わせが爆発
的に増加するため、すべての組合わせを記述するには大
変な労力と大きなROMテーブルが必要となり、事実上、
実施することは不可能である。また、関数により入出力
間の関係を記述する場合は複雑な関係を表わすには限度
があり、これも実施することは事実上不可能である。

従って、本発明の第２の目的は、上述の第１の目的を
成就するに適した信号処理構造を有する火災警報装置を
提供することである。

［問題点を解決するための手段］ これら目的を達成するため、本発明によれば、複数の
火災現象検出手段から出力される検出情報を信号処理し
て少なくとも１つの火災情報を得るようにした火災警報
装置において、 前記火災現象検出手段のうちの少なくとも１つからは
時系列的な複数の検出情報を収集するようにして、前記
各火災現象検出手段から検出情報を収集する検出情報収
集手段と、 前記複数の火災現象検出手段から前記検出情報収集手
段により収集された検出情報に基づいて信号処理を行う
ために、それら検出情報が入力されたときに前記火災情
報に寄与する程度に応じてそれら入力された検出情報の
各々に対応の重付けを行い、該重付けされた値に基づい
て前記火災情報を演算するように構成された信号処理手
段と、 該信号処理手段に検出情報の特定の組を与えたときに
演算される前記火災情報を、前記各特定の組によって得
られるべき所望の火災情報に近似させるように設定され
てなる重付け値を記憶する記憶手段と、 を備え、前記信号処理手段は前記記憶手段に記憶されて
いる重付け値を用いて前記対応の重付けを行うようにし
たことを特徴とする火災警報装置が提供される。

本発明の１つの態様によれば、前記記憶手段は、火災
警報装置の初期設定時等に自動的に作成される。そのた
め、火災警報装置は、前記検出情報の特定の組、並びに
該検出情報の特定の組が与えられたときに得られるべき
少なくとも１つの火災情報を格納したテーブルと、 該テーブル内の前記検出情報の特定の組を前記信号処
理手段に与えたときに演算される前記火災情報を、前記
テーブル内の前記火災情報に近似させるように前記記憶
領域内の前記重付け値を調整する調整手段と、 をさらに備えているようにするのが好ましく、これによ
り、前記記憶領域内に格納されている前記重付け値は、
前記調整手段により最初に調整される。

前記記憶手段の別の態様によれば、前記記憶手段は、
前記テーブル及び前記調整手段を用いて工場の製造段階
等で予め作成されたものも用いられ得る。

また、本発明の１つの態様によれば、前記信号処理手
段は、前記各火災現象手段対応に演算を行って各個別の
火災情報を得るために各火災現象検出手段対応に設けら
れた第１の副処理手段、並びに該各第１の副処理手段か
らの個別の火災情報を入力して処理し一層信頼性のある
最終の火災情報を得るための第２の副処理手段を含んで
おり、前記各第１の副処理手段からの個別の火災情報並
びに前記第２の副処理手段からの最終の火災情報を表示
手段に表示すると共に、前記最終の火災情報に基づいて
火災判断を行うようにしている。

前記信号処理手段の別の態様によれば、副処理手段を
含むことなく全体で１つの信号処理手段を形成し、検出
情報収集手段により収集されるすべての検出情報に基づ
くパターンを入力して信号処理を行うことにより火災を
判断するものも用いられ得る。

信号処理手段もしくは副処理手段の各々の具体的実施
例において、検出情報収集手段により収集された複数の
検出情報から火災情報を直接演算するのではなく、入力
された情報から一旦、中間情報を演算し、該中間情報か
ら火災情報を演算するというように演算を階層的に行う
ようにするのが好ましい。階層は複数段階にすることが
でき、各中間階層において演算されるべき中間情報の数
は任意に設定される。例えば、階層の数を１とし、入力
情報としての検出情報から中間情報を演算し、該中間情
報から出力情報としての火災情報を演算する場合、最初
に、入力情報の各々に対して個々の第１の重付けを行っ
て各中間情報が演算され、次に、中間情報の各々に対し
て個々の第２の重付けを行って出力情報すなわち火災情
報が演算される。各中間情報の値は重要では無く、信号
処理手段は、入力情報と出力情報との関係が前記定義テ
ーブルの内容に近似するように、初期設定時等の最初
に、もしくは製造段階等に、前記調整手段によって第１
及び第２の重付け値について調整される。

［作用］ 複数の火災現象検出手段のうちの少なくとも１つから
は時系列的な複数の検出情報を収集するようにして検出
情報収集手段により収集された検出情報に基づいて、信
号処理手段もしくは副信号処理手段は火災情報を演算す
るので、誤報の無い精度の高い火災判断が可能となる。

また、製造段階もしくは初期設定時等、最初に、調整
手段は、定義テーブルに示される入出力値に対して一番
誤差が少なくなるように重付け値の調整を行って記憶手
段に格納しておく。このようにして一度、記憶手段が作
成されると、信号処理手段もしくは副信号処理手段は、
記憶手段内の重付け値を用いて演算を行い、すべての入
力値に対して望ましい出力値を出力することができるよ
うになるため、定義テーブルに定義されていない複数の
時系列的検出情報のパターンの組合わせに対しても対応
でき、望んでいる火災情報（火災確度、危険度、燻焼火
災の確度等）の値が示される。これにより、検出情報収
集手段により収集された時系列的検出情報に基づいてき
め細かな火災判断が可能となる。

このように、重付け値を格納した記憶領域及び信号処
理手段（もしくは副処理手段）を用いれば、入出力の関
係を定義する場合、すべてのパターンの組合わせを定義
する必要はなく、各重要な点について定義を行えば良
い。また、特に、入力値のわずかなズレによって出力値
が大きく変化する特異点、もしくは極小点、極大点の付
近を詳細に記述する必要があれば、その周囲を詳細に定
義し、その他の部分に対してはおおざっぱに定義するこ
とができる。

また、入力と出力の関係を変えたい場合、今まで定義
されていた入力値に対して違う出力値を定義する場合
と、今まで未定義の領域に対して定義を行う場合とがあ
るが、調整手段（ネット構造作成プログラム）を走らせ
て重付け値を修正することにより定義変更を容易に行う
ことができる。すなわち定義を変えることにより正確な
火災判定、危険判定等を行うことが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、各火災感知器で検出された火災現象に基づ
くアナログ物理量のセンサ・レベルを受信機や中継器等
の受信手段に送出し、該受信手段では収集されたセンサ
・レベルに基づいて火災判断を行ういわゆるアナログ式
の火災警報装置に本発明を適用した場合のブロック回路
図である。もちろん、本発明は各火災感知器側で火災判
断を行い、その結果だけを受信手段に送出するオン・オ
フ式の火災警報装置にも適用可能なものである。

第１図において、REは火災受信機、DE₁〜DE_Nは、例え
ば一対の電源兼信号線のような伝送ラインＬを介して火
災受信機REに接続されるＮ個のアナログ式の多要素火災
感知器であり、その１つについてのみ内部回路を詳細に
示している。なお、Ｎ個の火災感知器すべてが多要素火
災感知器である必要はなく、複数種類の火災感知器から
成る組が１つの多要素火災感知器に対応するものとして
も良い。従って、以後ｎ番火災感知器（ｎ＝１〜Ｎ）と
言う場合は、それが１個の多要素火災感知器を指す場合
と、複数種類の単要素火災感知器で構成された組を指す
場合との両方を意味することとする。

火災受信機REにおいて、 MPU1は、マイクロプロセッサ、 ROM11は、後述する本発明の動作に関係したプログラ
ムを格納したプログラム記憶領域、 ROM12は、火災感知器すべてについて、火災判別基準
等の各種定数テーブルを格納するための各種定数テーブ
ル記憶領域、 ROM13は、各火災感知器のアドレスを格納した端末ア
ドレステーブル記憶領域、 ROM14は、火災感知器すべてについて、各火災感知器
内の要素センサごとに火災情報を得るべく、後述する信
号線の重付け値を格納するための要素判断用重付け値の
記憶領域、 RAM11は、作業用領域、 RAM12は、火災感知器すべてについて、後述する定義
テーブルを格納するための定義テーブル記憶領域、 RAM13は、火災感知器すべてについて、各火災感知器
内の要素センサごとに得られた火災情報を基に当該火災
感知器としての総合的な火災情報を得るべく、同じく後
述する総合判断用の信号線の重付け値を格納するための
総合判断用重付け値の記憶領域、 TRX1は、直・並列変換器や並・直列変換器等で構成さ
れる信号送受信部、 DPは、CRT等の表示器、 KYは、後述する学習データ入力用テンキー、 IF11、IF12及びIF13は、インターフェース、 である。

また、多要素火災感知器DE₁において、 MPU2は、マイクロプロセッサ、 ROM21は、プログラムの記憶領域、 ROM22は、自己アドレスの記憶領域、 RAM21は、作業用領域、 FSは、火災現象に基づく熱、煙、あるいはガス等の複
数の物理量すなわち多要素を検出する火災現象検出手段
であり、本実施例では、例えば散乱光式であって良い煙
センサ部FS₁、例えばサーミスタを有するものであって
良い温度センサ部FS₂、及び例えばガス検出素子を有す
るガス・センサ部FS₃等のセンサ部から成っている。各
センサ部FS₁、FS₂及びFS₃は、図示しないが、増幅器、
サンプリングホールド回路、アナログ・ディジタル変換
器等を有している。

TRX2は、TRX1と同様の信号送受信部、 IF21、IF22、IF23及びIF24は、インターフェース、 である。

なお、第１図では、１番の多要素火災感知器DE₁は火
災現象検出手段として３つのセンサ部を内部に有する場
合を示しているが、センサ部の数及び種類はこれに限定
されるものではなく多要素火災感知器ごとにセンサ部の
数及び種類を変えることができ、また複数の火災感知器
を用いる組の場合には、組内の火災感知器の数及び種類
を種々に変えることができる。

追って、本発明の実施例による動作が具体的に説明さ
れるが、それに先立って最初に作用について説明する。

本発明は、火災現象に基づくそれぞれ異なった種類の
物理量を検出する多要素火災感知器の複数のセンサ部
（もしくは組の場合には複数の火災感知器）の各センサ
部からそれぞれ時系列的な複数のセンサ・レベルを収集
し、該収集された全センサ・レベルに基づいて火災確度
や危険度のような各種の火災情報を迅速かつ正しく得よ
うとするものであり、より具体的には、時系列的な複数
のセンサ・レベルとして、各センサ部ごとに、５秒おき
にサンプリングされるセンサ・レベルを25秒間に渡って
合計６個を収集し、それら収集されたセンサ・レベルに
基づいてまずセンサ部ごとに判断して火災情報を得、各
センサ部ごとに得られた火災情報をさらに総合判断する
ことにより、一層信頼性のある火災情報を得ようとする
ものであり、その作用を最初に第2A図、第2B図、第2C
図、第3A図および第3B図を用いて説明する。

このような作用を説明するため、第2A図に示すような
ネット構造を仮定する。第2A図に示すネット構造は、各
要素火災感知器DE₁〜DE_Nの各々に対応して、火災受信機
RE内に存在すると仮定されるものであり、第2A図のネッ
ト構造中、ブロックＡは煙センサ部FS₁に対応して設け
られると仮定され、ブロックＢは温度センサ部FS₂に対
応して設けられると仮定され、ブロックＣはガス・セン
サ部FS₃に対応して設けられると仮定され、そしてブロ
ックＤはブロックＡ〜Ｃからの出力を入力してそれらを
総合判断し１つの火災確度信号を出力するために設けら
れていると仮定される。ブロックＡ、Ｂ及びＣの各々に
は、対応の多要素火災感知器のセンサ部FS₁、FS₂及びFS
₃から火災受信機REに収集された時系列的な６つの、そ
れぞれ煙センサ・レベルSLVs₁〜SLVs₆、温度センサ・レ
ベルSLVt₁〜SLVt₆、及びガス・センサ・レベルSLVg₁〜S
LVg₆が入力され、それぞれ火災確度信号OUTs、OUTt及び
OUTgを出力する。それら火災確度信号は、ブロックＤに
入力され、該ブロックＤはそれら入力された火災確度信
号を総合判断して極めて正確かつ真実味のある火災確度
を出力する。

第2B図は、ブロックＡを詳細に示すものであるが、本
実施例では、ブロックＡ〜Ｃは同じであるとしている。

第2B図のネット構造において、左側のIN₁〜IN₆を入力
層IN、そして右側のOT₁を出力層OTと呼ぶこととする
と、入力層IN₁〜IN₆には本実施例ではそれぞれ０〜１に
変換された時系列的な６つの煙センサ・レベルSLVs₁〜S
LVs₆が与えられ、また、出力層OT₁からは本実施例では
０〜１で表わされた火災確度が出力される。一例として
４つが示されているIM₁〜IM₄を中間層と呼ぶこととする
と、各中間層IM₁〜IM₄は各入力層IN₁〜IN₆からの信号を
受けると共に、出力層OT₁に対して信号を出力するもの
としている。信号は入力層から出力層の方に向かって進
むものとし、逆方向もしくは同じ層間での信号の結合は
無いものとし、さらに、入力層から出力層への直接の信
号の結合は無いものとしている。従って、第2B図に示さ
れるように入力層から中間層に対して24本の信号線が有
り、また、中間層から出力層に対しては４本の信号線が
有る。

第2B図に示されるこれら信号線は、各入力層から入力
される信号に応じて出力層から出力されるべき値によ
り、その重付け値もしくは結合度が変化され、重付け値
が大きいほど信号線における信号の通りが良くなる。入
力層−中間層の間の24本及び中間層−出力層の間の４本
の合計28本の信号線の重付け値は、後述する第3A図の定
義テーブルを用い、入出力間の関係に応じて最初に調整
されて、第１図に示された要素判断用重付け値の記憶領
域ROM14内の各火災感知器用領域に記憶されている。こ
のようにして記憶されている重付け値の内容は以後の火
災監視動作に用いられる。

第3A図は、１つのセンサ部、例えば煙センサ部FS₁か
らの６つのセンサ・レベルの１パターンが与えられたと
きに得られるべき、事実のもしくはかなり精度の高い火
災確度を定義した定義テーブルを表わすものであり、26
通りのパターンについて示している。26番までの各パタ
ーン番号において、上欄には時系列的な６つのセンサ・
レベルSLV₁〜SLV₆がINPUTとして表わされている。６つ
のセンサ・レベルは一番左のものSLV₁が25秒前にサンプ
リングされたものに対応しており、左から右に向かって
順に新しいサンプリング・データを表わしており、そし
て一番右のものSLV₆が一番最近にサンプリングされたセ
ンサ・レベルである。各パターン番号における下欄に
は、上欄のINPUTにおける６つのセンサ・レベルのパタ
ーンに応じて決定されるべき火災確度がOUTPUT（Ｔ）と
して０〜１の値で示されている。上欄の６つのセンサ・
レベルも０〜１の値に変換されており、この場合一例と
して、該０〜１は、煙センサ部FS₁により検出される煙
濃度０〜20％/mに比例的に対応するものとしている。

第3A図のテーブルにおいて、６つのセンサ・レベルの
１パターンが与えられたときに得られるべき火災確度OU
TPUT（Ｔ）は、本実施例では概略以下の考え方を基調と
して導出される。

すなわち、０〜１に変換されたセンサ・レベルが0.3
を超えており、かつ一定値を保つかもしくは上昇傾向に
ある場合は火災確度として一区間につき0.2を加算し、
センサ・レベルが0.3を超えているが現在減少傾向にあ
る場合は火災確度として一区間につき0.1を加算し、そ
してそれ以外の区間では０を加算し、そして６つのセン
サ・レベルによる５区間すべてについてこれら火災確度
を加算したものを全体の火災確度とする。

以上のことを式で表わせば、或るセンサ・レベルをSL
Vnとし、次の５秒後にサンプリングされたセンサ・レベ
ルをSLVn＋１とし、各区間における火災確度をSm（１≦
ｍ≦５）とした場合、Smの値はSLVn及びSLVn＋１の値に
応じて、 SLVn≧0.3かつSLVn≦SLVn＋１でSm＝0.2 SLVn＋１≧0.3かつSLVn＞SLVn＋１でSm＝0.1 SLVn＜0.3かつSLVn≦SLVn＋１でSm＝０ SLVn＜0.3かつSLVn＞SLVn＋１でSm＝０ と表わすことができ、従って５区間全体に渡る火災確度
Ｓは、 となる。

以上のようにして求められる全体の火災確度Ｓが第3A
図の定義テーブルの下欄のOUTPUT（Ｔ）の値を導出する
際の基調を為しているが、このようにして求められる全
くこのままの値がOUTPUT（Ｔ）の値として用いられるの
ではなく、設置場所等ごとのノイズによる影響や確立論
的なデータの信ぴょう性等を考慮したもっと実際に近い
正確なものとなっている。また、パターン番号20〜26に
見られるように、センサ・レベルが直線的に変化しない
ような場合についても同様に定義して冗長性を持たせ、
実際の時系列的センサ・レベルのパターンに弾力的に充
分に対応できるものとなっている。例えば、パターン番
号５番の場合、OUTPUT（Ｔ）が0.800となっているが、
上述の考え方を基調とすればOUTPUT（Ｔ）は0.7となる
はずである。これは、センサ・レベルSLV₅の前後の関係
が上昇しており、センサ・レベルSLV₅のみが極端に落ち
込んでいるので、SLV₅＝0.380はノイズによる影響と見
なされ、SLV₅は実際は、SLV₄＜SLV₅＜SLV₆の範囲にある
ものと見なされているため、OUTPUT（Ｔ）が0.800とな
っている。

このような定義テーブルは、上述の考え方を基調とし
て、火災感知器の特性や設置場所ごとに実験を行った
り、データの確立論的な信ぴょう性を考慮する等によ
り、正確に作成することができる。しかし、６つのセン
サ・レベルの26通りのパターンについてだけではなく、
すべてのパターンについてこのようなテーブルを作成す
ることは実際上不可能である。以後説明する本発明の作
用によれば、時系列的な６つのセンサ・レベルに基づく
すべてのパターンに対して、ノイズ等のフィルタリング
効果等をも含めた正確な火災確度を求めることが可能と
なる。

以上では煙センサ部FS₁についてのみ、センサ・レベ
ル対火災確度の定義関係を第3A図の定義テーブルで説明
したが、本実施例では、他の温度センサ部FS₂及びガス
・センサ部FS₃で検出されるセンサ・レベルについて
も、同じ方法で第3A図の定義テーブルを用いて定義を行
うものとしている。この場合、温度センサ部FS₂で得ら
れるセンサ・レベルは、温度の０℃〜64℃が対応するよ
うに０〜１の値に変換されたものが用いられ、また、ガ
ス・センサ部FS₃で得られるセンサ・レベルは、一酸化
炭素COの0ppm〜200ppmが対応するように０〜１の値に変
換されたものが用いられる。

第3A図で説明した定義テーブルは、前述したように、
第2A図及び第2B図に示したブロックＡのネット構造にお
ける重付け値を調整するように用いられ、これにより、
該重付け値は、入出力間の関係に応じて最初に調整され
て、第１図に示された重付け値の記憶領域ROM14内の各
火災感知器用領域に記憶されている。このようにして第
3A図の定義テーブルの内容がブロックＡのネット構造に
教え込まされると、該ネット構造は、第3A図の定義テー
ブルの26通りのセンサ・レベルのパターンについてだけ
でなく、任意のすべてのパターンに対する火災確度を出
力できるようになる。

具体的には、後述するネット構造作成プログラムによ
り、第3A図の定義テーブルの各パターン番号における上
欄INPUTの６つの値を、それぞれ入力層IN₁〜IN₆に与
え、それら入力に基づいて出力層OT₁から出力される値
を、第3A図の下欄のOUTPUT（Ｔ）に示される教師信号も
しくは学習データとしての火災確度の値と比較し、それ
ら誤差が最小となるように各信号線の重付け値を変更し
ていく。このようにして、26点でしか示されていない第
3A図の定義テーブルの関数の全体に非常に近似したもの
を第2A図及び第2B図のネット構造に教え込ませることが
可能である。

今、入力層INiと中間層IMjとの間の重付け値を と表わし、中間層IMjと出力層OTkとの間の重付け値を と表わすこととし（ｉ＝１〜Ｉ、ｊ＝１〜Ｊ、ｋ＝１〜
Ｋ、ただし、本実施例の場合はＩ＝６、Ｊ＝４、Ｋ＝
１）、重付け値 はそれぞれ正、ゼロ、負の値をとるものとすると、入力
層INiにおける入力値をINiで表わせば、中間層IMjに対
する入力の総和NET₁（ｊ）は と表わされ、この値NET₁（ｊ）を、例えばシグモイド
（sigmoid）関数により０〜１の値に変換し、それをIMj
で表わすこととすると、 となる。同様に出力層OTkに対する入力の総和NET
₂（ｋ）は と表わされ、この値NET₂（ｋ）を同じくシグモイド関数
により０〜１の値に変換し、それをOTkで表わすことと
すると、 となる。このように、第2A図及び第2B図のブロックＡの
ネット構造における、入力値IN₁〜IN_Iと、出力値OT₁と
の関係は、重付け値を用いて式１〜式４のように表わさ
れる。ここに、γ_１及びγ_２はシグモイド曲線の調整係
数であり、本実施例ではγ_１＝1.0、γ_２＝1.2に適当に
選択されている。これら調整係数によりシグモイド曲線
の傾きを調整することができ、それにより誤差を減少さ
せるときの収束速度を調整することが可能である。

ネット構造作成プログラムにおいては、まず、第3A図
の定義テーブルに26通りが示されている６つのセンサ・
レベルのパターン組合わせのうちの１つが、第2B図の入
力層IN₁〜IN₆に与えられたときに、上述の式１〜式４で
計算されて出力層から出力される値OTk（本実施例の場
合ｋ＝１）が、第3A図の下欄に示される火災確度として
の教師信号出力T₁と比較され、そのときの出力層におけ
る誤差Em（ｍ＝１〜Ｍ、本実施例の場合はＭ＝26）を下
記の式で表わす。

ここに、OT₁は前述の式４で求められた値である。誤
差EmをＭ通りのパターンの組合わせ、すなわち第3A図の
テーブルの26りの組合わせパターンすべてについて合計
した値Ｅは となる。

最後に、式６における値Ｅが最小となるように信号線
の重付け値を１本１本調整する動作がとられる。そし
て、このようにして調整された重付け値は、記憶領域RO
M14内の各火災感知器用領域に格納されており、通常の
火災監視動作で用いられる。

以上では、第2A図のブロックＡのネット構造に対して
第3A図のテーブルを教育させることについて説明した
が、本実施例では、ブロックＡのネット構造と同じ構造
を有するブロックＢ及びＣについても同じ第3A図の定義
テーブルを用いて同様の態様で教育が行われるものとし
ている。

このようにしてブロックＡ〜Ｃのネット構造に対する
第3A図のテーブルの教育が終了すると、すなわち１本１
本の重付け値の調整が終了すると、これら重付け値はそ
れぞれ記憶領域ROM14内の対応の火災感知器用領域に格
納されて以後に説明する火災監視動作において用いられ
る。

次に、第2A図のブロックＤに示したネット構造の教育
について説明する。ブロックＤのネット構造は、その詳
細が第2C図に示されているように、入力層に３つ、中間
層に３つ、出力層に１つで構成されており、入力層−中
間層の間には９本の信号線が、また、中間層−出力層の
間には３本の信号線がある。入力層IN₁、IN₂、IN₃に
は、前述したように、ブロックＡ、Ｂ、Ｃから出力され
る火災確度OUTs、OUTt、OUTgがそれぞれ入力され、出力
層OT₁からは一層高度に判断される火災確度が出力され
る。

第3B図にはブロックＤのネット構造を教育するための
定義テーブルが示されており、左側の３つの欄には、そ
れぞれ煙センサ部用のネット構造からの出力OUTs、温度
センサ部用のネット構造からの出力OUTt、ガス・センサ
部用のネット構造からの出力OUTgの特定の値の９通りの
組合わせパターンが示されている。また、右側の１つの
欄には、各パターンに対応する実験等で求められた正確
な火災確度が表わされている。

第2C図に示されたネット構造は、前述と同様の態様で
式１〜式６を用いて第3B図の定義テーブルに従って重付
け値について調整が行われ、該調整された重付け値は、
第１図に示した総合判断用重付け値の記憶領域RAM13に
格納されて以後の火災監視に用いられる。

なお、以上のように、ネット構造は定義テーブルを学
習させることにより作成されるが、このような作成は、
火災警報装置が現場に設置されてから、該火災警報装置
の例えば火災受信機REに定義テーブルを入力しネット構
造作成プログラムにより作成するようにすることもでき
るし、また、工場等での生産段階においてネット構造作
成プログラムを用いて重付け値を求めてEPROM等のROMに
記憶させておき、このROMを用いるようにすることもで
きる。本実施例では、ブロックＡ〜Ｃのネット構造の重
付け値については予め作成されたROMを用い、ブロック
Ｄのネット構造についてはネット構造作成プログラムに
より現場で作成する場合について説明する。

第2A図に概念的に示したネット構造Ａ〜Ｄが第3A図及
び第3B図の定義テーブルを学習し１本１本調整された重
付け値が記憶領域ROM14及びRAM13に格納されると、実際
の火災監視時には後述するネット構造計算プログラムに
より、各センサ部FS₁〜FS₃ごとに時系列的に25秒間に渡
ってサンプリングされた６つのセンサ・レベルがそれぞ
れネット構造Ａ〜Ｃの各々の入力層に与えられ、対応の
重付け値を用いて上述の式１〜式４により出力層OT₁か
ら得られる値OUTs、OUTt、OUTgを計算により求め、それ
ら値はさらにネット構造Ｄの入力層に与えられて同様に
対応の重付け値を用いて式１〜式４により最終的に火災
確度OUTが得られる。

なお、上述の説明において、ネット構造Ａ〜Ｃの入力
層から入力される情報の数を６つ、出力層から出力され
る情報の数を１つ、また、ネット構造Ｄの入力層から入
力される情報の数を３つ、出力層から出力される情報の
数を１つの場合を示したが、これら入力情報数及び出力
情報数は必要に応じて任意に選定することが可能である
のは言うまでもない。出力層から出力される情報として
は、火災確度の他に、危険度や煙濃度、見通し距離等種
々のものを挙げることができる。

また、各ネット構造において、中間層の層数は１つ
で、１つの層に、ネット構造Ａ〜Ｃの場合は４つの素子
が、ネット構造Ｄの場合は３つの素子が有る場合を示し
たが、１つの中間層における素子の数と、入力情報数及
び出力情報数との間の関係は、入力情報数が増加した場
合、それにつれて中間層における素子の数も増加させる
方が誤差をより減少させることができる。また、中間層
の層数そのものを増やせば精度は一層向上する。

さらに上述では、（式１）で演算された中間層の各素
子に対する入力の総和NET₁（ｊ）を（式２）でシグモイ
ド関数により０〜１の値に変換し、それを（式３）に用
いるようにしているが、NET₁（ｊ）をこのように０〜１
の値に変換せずに直接（式３）のIMjの代わりに用いる
ようにしても良い。その場合でも最終的な出力情報は
（式４）により０〜１に変換されて出力層OT₁から出力
される。

上記実施例では、中間層の素子同士の結合、入力層と
出力層との素子の結合は無いが、そのような結合の場合
でも、原則として誤差を減少させるように重付け値の変
更を行うことにより本願目的を達成することができる。

第４図〜第７図は第１図の記憶領域ROM11に格納され
ているプログラムによる本発明の動作を説明するための
フローチャートである。

第４図において、最初に、第１図に示されるＮ個の各
多要素火災感知器ごとにもしくは複数種類の火災感知器
から成る組ごとに、１番の火災感知器から順番にネット
構造作成プログラムが実行される。

本実施例においては、第2A図に示されたブロックＡ〜
Ｃのネット構造は工場での生産段階で作成されており、
該ネット構造の重付け値がEPROM等の要素判断用重付け
値記憶領域ROM14に格納されている場合について説明す
る。従って、以下に説明するネット構造作成プログラム
では、第2A図に示されたブロックＤのネット構造のみが
作成されて総合判断用重付け値の記憶領域RAM13に格納
されていく。

ｎ番火災感知器（ｎ＝１〜Ｎ）におけるネット構造作
成プログラムの動作について説明すると、まず、第3B図
で説明した定義テーブルが学習データ入力用テンキーKY
から教師用入力もしくは学習用入力として入力され、定
義テーブルの記憶領域RAM12に記憶される（ステップ40
4）。第3B図の定義テーブルは、火災感知器ごとに多要
素センサ部の数や種類、設置環境、もしくは火災感知器
自体の個々の特性が異なっているので、各多要素の火災
感知器ごともしくは複数種類の火災感知器から成る組ご
とに用意されるが、もし環境条件や特性条件が同じであ
る場合には、同じ条件のものについて同一の定義テーブ
ルを用いることができるのは勿論である。

ｎ番火災感知器用の定義テーブルの内容がテンキーKY
から定義テーブルの記憶領域RAM12内の当該ｎ番火災感
知器用領域に格納されてしまうと（ステップ403の
Ｙ）、第６図にも示されるネット構造の作成プログラム
600の実行に移る。

最初に、記憶領域RAM13の当該ｎ番火災感知器用領域
に格納されている、第2C図で説明した入力層−中間層間
の９本、並びに中間層−出力層間の３本の合計12本の信
号線の重付け値 が或る値に一定に設定される（ステップ601）。次に、
一定に設定された重付け値に基づいて前述の式１〜式６
に従って、第3B図の定義テーブルのＭ通りの組合わせ
（本実施例ではＭ＝９）すべてについての実際の出力値
OUTと教師出力値Ｔとの誤差の二乗の合計値（式６の
Ｅ）を求めそれをE₀とする（ステップ602）。

次に、同じ定義テーブルの入力を与えたときに該誤差
の合計値E₀が最小となるように、まず、中間層と出力層
との間の３本の信号線の重付け値を１本１本調整する動
作が取られる（ステップ603のＮ）。中間層と出力層と
の間のみの重付け値の調整なので、前述の式１及び式２
までの値には変化は無い。まず最初の１本の信号線の重
付け値 に変化させて（ステップ604）、式３〜式６の同様の計
算を行い、式６により求められる最終的な誤差の合計値
ＥをE_Sとする（ステップ605）。そして該E_Sを、重付け
値を変える前の誤差の合計値E₀と比較する（ステップ60
6）。

もしE_S≦E₀ならば（ステップ606のＮ）、該E_Sを新た
なE₀として設定すると共に（ステップ609）、変更され
た重付け値 を作業用領域の適当な位置に格納しておく。

また、もしE_S＞E₀ならば（ステップ606のＹ）、重付
け値を変える方向が誤りであるため、元の重付け値 を基準として反対側に重付け値を変え、重付け値 の値を用いて前述と同様に式３〜式６に基づいてE_Sを計
算し（ステップ607、608）、この計算されたE_Sの値を新
たなE₀として設定すると共に（ステップ609）、変更さ
れた重付け値 を作業用領域の適当な位置に格納しておく。

ここに、βは|E_S−E₀|に比例した係数であり、また、
Ｓは重付け値の変更回数により可変で変更回数が大きく
なるとＳは小さな値になる。

ステップ604〜609で、 についての変更調整が終了すると、次に残りの２本の信
号線の重付け値 についての変更調整がステップ604〜609で同様に順次行
われていく。

このようにして、中間層−出力層間のすべての信号線
の重付け値 が調整されてしまうと（ステップ603のＹ）、次に、入
力層−中間層間の信号線の重付け値 についてもステップ610〜616で、今度は式１〜式６すべ
てに基づいて同様に誤差を少なくするように調整が行わ
れていく。

すべての信号線の重付け値が調整されてしまうと（ス
テップ610のＹ）、このようにして小さくされてきたE₀
が所定の値Ｃと比較され、もし該Ｃより未だ大きいなら
ば（ステップ617のＮ）、さらに誤差を少なくするため
にステップ603に戻り、ステップ604〜609での中間層−
出力層間の重付け値の調整からの上述の過程が再び繰り
返される。繰り返し調整を行いE₀が所定の値Ｃ以下とな
ると（ステップ617のＹ）、第４図のステップ406に行
き、変更調整された12本の信号線の各重付け値 は、記憶領域RAM13内の当該ｎ番火災感知器用領域の対
応アドレスにそれぞれ格納される。

以上の動作において、Ｓ、α、β、Ｃ等の値は各種定
数テーブルの記憶領域ROM12に格納されている。

なお、E₀の最終的な誤差は０とはならないので、適当
なところで信号線の重付け値の調整は打ち切られること
となるが、ステップ617に示すように所定の値Ｃ以下と
なったときに調整を終了するようにする他に、重付け値
の調整回数を予め定めておいてその回数に達したときに
自動的に打ち切るようにしても良い。

以上のようにして、ネット構造Ａ〜Ｃからの特定の出
力パターンを入力情報とし、対応の火災確度を教師信号
とした第3B図の９通りの定義パターンを用いて、一旦、
ネット構造Ｄが作成されると、ネット構造Ａ〜Ｃからの
入力情報OUTs、OUTt、OUTgの組合わせが定義テーブルに
無くとも該ネット構造Ｄはその間を埋めて、最適な出力
を答えとして出すようになる。本実施例ではネット構造
への入力数は３個、出力数は１個の場合を示したが、要
素センサ部の数に応じて入力数を増減させたり、また出
力数を増減させたりすることは任意に可能であるのは当
業者には容易に理解されよう。出力としては火災確度の
他に、非火災である確率、見通し距離、走行速度、消火
可能の確率等、種々の組合わせが可能である。

このような信号線の重付け値の調整が火災警報装置内
のＮ個のすべての火災感知器について行われてしまい
（ステップ407のＹ）、再学習の必要性が無いと判定さ
れれば（ステップ408のＮ）、次に、１番の火災感知器
から順番に火災監視の動作が行われていく。

ｎ番火災感知器DEnに対する火災監視動作について説
明すると、まず、ｎ番火災感知器DEnに対してインター
フェースIF11を介し信号送受信部TRX1から信号線Ｌ上に
データ返送命令が送出される（ステップ411）。

ｎ番火災感知器DEnがデータ返送命令を受信すると、
該火災感知器DEnが多要素火災感知器である場合には、
プログラム記憶領域ROM21に格納されたプログラムによ
り、センサ部FS₁、FS₂、FS₃で検出され内蔵のアナログ
・ディジタル変換器でディジタル量に変換された火災現
象に関する煙、熱、ガス等の物理量に基づくセンサ・レ
ベルをインターフェースIF21、IF22、IF23を介して読込
み、それらセンサ・レベルをインターフェースIF24を介
して信号送受信部TRX2から一括返送する。また、複数の
火災感知器から成る組である場合には、火災受信機REは
組内の複数の火災感知器からセンサ・レベルを収集しそ
れら収集したセンサ・レベルに基づいて火災判断を行
う。これらデータの返送方式に関する事項は、例えば本
件出願人になる下記の特許出願明細書に記載されてい
る。

１）特願昭63−168986号 「火災報知設備」昭和63年７月８日出願 ２）特願昭63−201861号 「火災報知設備」昭和63年８月15日出願 ３）特願昭63−209356号 「火災報知設備」昭和63年８月25日出願 ｎ番火災感知器DEnの複数のセンサ部からの返送が有
れば（ステップ412のＹ）、それら返送されたセンサ・
レベルは作業用領域RAM11に格納される（ステップ41
3）。

作業用領域RAM11には各火災感知器ごとに複数のセン
サ・レベルを格納するための領域が割当てられており、
各火災感知器用領域は、各ポーリングごとに各火災感知
器から返送される複数の要素センサ部のセンサ・レベル
をそれぞれ所定時間分に渡って保存し得るように区画さ
れている。すなわち、本実施例では、火災受信機REの火
災感知機DE₁〜DE_Nに対する１ポーリング周期が５秒で、
所定時間を25秒とし、各要素センサ部ごとに６回分のポ
ーリングのセンサ・レベルを保存するとしているので、
例えば、ｎ番火災感知器DEnが第１図に示されるように
３つの要素センサ部FS₁、FS₂、FS₃を有している場合に
は、作業用領域RAM11内のｎ番火災感知器DEn用領域に
は、３つの要素センサ部の各々ごとに、６回分のポーリ
ングのセンサ・レベルSLVs₁〜SLVs₆、SLVt₁〜SLVt₆、SL
Vg₁〜SLVg₆、全部で18個のセンサ・レベルが常時格納さ
れることとなる。この際、ポーリングで新しいセンサ・
レベルが返送されるてくるごとに、各要素センサ部の一
番古いセンサ・レベルは捨てられる。

ｎ番火災感知器DEnから返送されたデータ、すなわち
各要素センサ部ごとの３つのセンサ・レベルが、作業用
領域RAM11の当該ｎ番火災感知器用領域に格納され、一
番古いデータが捨てられると（ステップ413）、次に、
当該ｎ番火災感知器用領域に格納されている、各要素セ
ンサ部ごとの６つのセンサ・レベルSLVs₁〜SLVs₆、SLVt
₁〜SLVt₆、SLVg₁〜SLVg₆はそれぞれ０〜１の値INi（ｉ
＝１〜６）に変換されて、第2A図に示されたネット構造
Ａ〜Ｃに入力されて、第７図にも示されているネット構
造計算プログラム700の実行に移る。

最初に、煙センサ部FS₁からのセンサ・レベルSLVs₁〜
SLVs₆が、第2B図に示されているネット構造Ａに入力さ
れると（ステップ414）、ネット構造計算プログラム700
においては、前述の式１に従ってNET₁（ｊ）を計算して
（ステップ703）、それを式２に従ってIMjの値に変換す
る（ステップ704）。IM₁〜IM_J（Ｊ＝４）までのすべて
のIMjの値が決定されると（ステップ705のＹ）、次に、
それらIMjの値を用い前述の式３に従ってNET₂（ｋ）を
計算し（ステップ708）、それを式４に従ってOTkの値に
変換する（ステップ709）。OTk（本実施例ではｋ＝
１）、すなわちネット構造Ａの出力OUTsが決定されると
（ステップ710のＹ）、第５図のフローチャートに戻
り、次に、温度センサ部FS₂からのセンサ・レベルSLVt₁
〜SLVt₆がネット構造Ｂに与えられ（ステップ415）、同
様にしてネット構造計算プログラム700により出力OUTt
が決定されると共に、ガス・センサ部FS₃からのセンサ
・レベルSLVg₁〜SLVg₆がネット構造Ｃに与えられて（ス
テップ416）、ネット構造計算プログラム700により出力
OUTgが決定される。

ネット構造Ａ、Ｂ及びＣからのそれぞれの出力OUTs、
OUTt、OUTgが決定されると、それら出力は、次に、第2C
図にも示されているネット構造Ｄに与えられ（ステップ
417）、また同様にしてネット構造計算プログラム700が
実行され、そして該ネット構造Ｄの出力層OT₁から最終
的な出力としての火災確度OUTが得られる。

次に、得られた火災確度OUT、OUTs、OUTt、OUTgはイ
ンターフェースIF12を介して表示器DPに表示されると共
に（ステップ418）、最終の火災確度OUTは、各種定数テ
ーブル記憶領域ROM12から読出された火災確度の基準値
Ｋと比較され（ステップ419）、OUT≧Ｋであれば火災表
示や火災警報を行う等の適当な火災動作が取られる（ス
テップ420）。

以上でｎ番火災感知器に対する火災監視動作は終了
し、次の火災感知器についての同様の火災監視動作が行
われていく。

なお、上記実施例では、複数の要素センサ部の各々に
対応させて第１のネット構造を設け、各要素センサ部か
ら時系列的に収集した複数センサ・レベルを対応の第１
のネット構造に与えてそれぞれ火災判断情報を得、得ら
れたそれら火災判断情報をさらにもう１つの第２のネッ
ト構造に与えて最終的な火災判断情報を得るようにした
ものを示したが、各要素センサ部対応にネット構造を設
ける代わりに、全体でただ１つのネット構造を設け、複
数の要素センサ部から得られた時系列的な複数センサ・
レベルのすべてをそのただ１つのネット構造に入力する
ことにより、総合判断された火災判断情報を得るように
することもできる。

また、要素センサ部のすべてから時系列的な複数セン
サ・レベルを収集する代わりに、必要に応じて、時系列
的な複数センサ・レベルを収集するのは少なくとも１つ
以上の要素センサ部からとし、残りの要素センサ部から
はただ１つのセンサ・レベルだけを収集し、それらセン
サ・レベルをそれぞれ対応の第１のネット構造を介して
第２のネット構造、もしくは全体でただ１つのネット構
造に与えて火災判断情報を得るようにすることもでき
る。

さらに、上記では群をなす複数の火災現象検出手段を
異なる種類のものとした場合について説明したが、複数
の火災現象検出手段を異なる場所（同じ部屋やゾーン）
に設けた同種のものとすることもでき、その場合には、
第3B図に示された定義テーブルは、そのような同種のセ
ンサ部からの出力に対して各種火災判断値を示すような
ものが作成されることとなる。

また、上記実施例では、第2A図に示されたブロックＡ
〜Ｃのネット構造は工場での生産段階で作成されて該ネ
ット構造の重付け値がEPROM等の要素判断用重付け値記
憶領域ROM14に格納されており、第2A図に示されたブロ
ックＤのネット構造のみがネット構造作成プログラムに
より作成されて総合判断用重付け値の記憶領域RAM13に
格納されていく場合を説明したが、ブロックＡ〜Ｄのす
べてのネット構造について設置後にネット構造作成プロ
グラムにより重付け値を記憶領域RAM13に格納させてい
くようにすることもできるし、また、逆に、すべてのネ
ット構造を工場の生産段階等でネット構造作成プログラ
ムにより予め作成しておきそれらネット構造の重付け値
を格納したEPROM等のROMを用いるようにすることもでき
るのは、当業者には容易に理解され得るであろう。

さらに、上記実施例のアナログ式の火災警報装置に代
わって、本発明は、各火災感知器側で火災判断を行い、
その結果だけを火災受信機や中継器等の受信手段に送出
するオン・オフ式の火災警報装置にも適用可能なもので
あるが、その場合は、第１図の火災受信機側に示された
ROM11、ROM12を各火災感知器側に移設すると共に、ROM1
4、RAM12及びRAM13については、上述の工場等での生産
段階において重付け値が格納されたROMを各火災感知器
に設けるようにするのが有利である。というのは、火災
感知器にはRAM12にデータを入力するための第１図に示
したようなテンキー等を設けるための空間的な余裕が無
いからである。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば、複数の火災現象検出手段から
出力される検出情報を信号処理して火災情報を得るよう
にしたものにおいて、定義テーブルに示される入出力値
の組合わせに対して誤差が少なくなるように重付けを行
うことによりネット構造すなわち信号処理手段を形成
し、火災監視時には該ネット構造に、各火災現象検出手
段ごとの複数個の時系列的なセンサ・レベルの組合わせ
を入力情報として与えるように構成したので、与えられ
る任意の入力情報の組合わせに対応した正確かつきめ細
かな火災情報を得ることができ、従って精度の高い火災
判断を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による火災警報装置を示すブ
ロック回路図、第2A図、第2B図及び第2C図は、本発明の
実施例に用いられる信号処理手段を概念的に説明するた
めの図、第3A図及び第3B図は、本発明の実施例に用いら
れる定義入力対定義火災情報の定義テーブルを示す図、
第４図及び第５図は、第１図の動作を説明するためのフ
ローチャート、第６図は、第４図に示されるネット構造
作成プログラム（重付け値の調整手段）を説明するため
のフローチャート、第７図は、第５図に示されるネット
構造計算プログラムを説明するためのフローチャート、
である。 図において、REは火災受信機、ROM11はプログラムの記
憶領域、ROM14は要素判断用重付け値の記憶領域、RAM11
は作業用領域、RAM12は定義テーブルの記憶領域、RAM13
は総合判断用重付け値の記憶領域、KYは学習データ入力
用テンキー、DE₁〜DE_Nは火災感知器、FS₁、FS₂及びFS₃
は要素センサ部（火災現象検出手段）、 は重付け値、SLVs₁〜SLVs₆、SLVt₁〜SLVt₆及びSLVg₁〜S
LVg₆は第１のネット構造への入力情報（６つの時系列的
なそれぞれ煙、温度及びガス・センサ・レベル）、OUT
s、OUTt及びOUTgは第１のネット構造からの出力情報、O
UTは第２のネット構造からの出力情報（火災情報）であ
る。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の火災現象検出手段から出力される検
   出情報を信号処理して少なくとも１つの火災情報を得る
   ようにした火災警報装置において、 前記火災現象検出手段のうちの少なくとも１つからは時
   系列的な複数の検出情報を収集するようにして、前記各
   火災現象検出手段から検出情報を収集する検出情報収集
   手段と、 前記複数の火災現象検出手段から前記検出情報収集手段
   により収集された検出情報に基づいて信号処理を行うた
   めに、それら検出情報が入力されたときに前記火災情報
   に寄与する程度に応じてそれら入力された検出情報の各
   々に対応の重付けを行い、該重付けされた値に基づいて
   前記火災情報を演算するように構成された信号処理手段
   と、 該信号処理手段に検出情報の特定の組を与えたときに演
   算される前記火災情報を、前記各特定の組によって得ら
   れるべき所望の火災情報に近似させるように設定されて
   なる重付け値を記憶する記憶手段と、 を備え、前記信号処理手段は前記記憶手段に記憶されて
   いる重付け値を用いて前記対応の重付けを行うようにし
   たことを特徴とする火災警報装置。
2. 【請求項２】前記検出情報の特定の組、並びに該検出情
   報の特定の組が与えられたときに得られるべき少なくと
   も１つの火災情報を格納したテーブルと、 該テーブル内の前記検出情報の特定の組を前記信号処理
   手段に与えたときに演算される前記火災情報を、前記テ
   ーブル内の前記火災情報に近似させるように前記記憶領
   域内の前記重付け値を調整する調整手段と、 をさらに備え、前記記憶領域内に格納されている前記重
   付け値は、前記調整手段により最初に調整されるように
   した特許請求の範囲第１項記載の火災警報装置。
3. 【請求項３】前記信号処理手段は、前記各火災現象検出
   手段対応に演算を行って各個別の火災情報を得るために
   各火災現象検出手段対応に設けられた第１の副処理手
   段、並びに該各第１の副処理手段からの個別の火災情報
   を入力して処理し一層信頼性のある最終の火災情報を得
   るための第２の副処理手段を含み、前記各第１の副処理
   手段からの個別の火災情報並びに前記第２の副処理手段
   からの最終の火災情報を表示手段に表示すると共に、前
   記最終の火災情報に基づいて火災判断を行うようにした
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の火災警報装
   置。