JP2859379B2

JP2859379B2 - 入出者計数装置

Info

Publication number: JP2859379B2
Application number: JP15836990A
Authority: JP
Inventors: 儀三芝野; 晴一樋口; 治夫鈴木; 幸雄中山; 達朗今田; 幸夫東郷
Original assignee: Enu Tei Tei Komyunikeeshon Uea Kk; Sumiden Opcom Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Enu Tei Tei Komyunikeeshon Uea Kk; Sumiden Opcom Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH0452892A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は入出者計数装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、とう道、トンネル、地下構造物、建築物内等の閉じ
た空間において、当該空間を適当な領域に区分けし、そ
れぞれの領域に入っている人の存在を検知することがで
きる入出者計数装置に関する。

＜従来の技術と発明が解決しようとする課題＞ケーブル等を布設するとう道、地下トンネル、地下
室、あるいは建築物の中の閉じた空間は、必要に応じ人
間が出入りして仕事や作業を行う閉空間系として捕らえ
ることができる。

閉空間内の仕事は、外部から観察しにくく、入構者が
内部に取り残されたりすると、重大事故に繋がりかねな
い。このため、閉空間のどの領域に何人の人が、あるい
はだれが入っているかを常時観察把握しておくことは非
常に重要である。また、入構者の存在場所の近辺に火災
事故などの異常事態が発生した場合、それを外部に知ら
せ、何等かの手段を講ずるようにするのも重要である。

このため、とう道等閉空間を管理する企業体では管理
センターを設け、閉空間内の各領域での入構者の数や彼
等の識別番号（ID）を観察把握するようにしている。

すなわち、従来では、第12図に示すように、とう道等
の閉空間１を適当な領域に区分けして各領域の境目に赤
外線カウンタ21,22,23,…を設け、その前を人が通過す
るのをカウントし、各カウンターのカウント数を処理し
て各領域に存在する人数を管理していた。

このシステムは、簡単な赤外線カウンターを使用して
いるという点で経済性の面では有利であるが、人間の行
動は複雑であって、１つのカウンターの前を何回も往復
したり、複数人が並んでカウンターを横切ってしまう
と、各領域における入構者数が計算と合わなくなってく
る。その他、機械がカウンターの前を横切ってもカウン
トミスを起こす。このような誤りを起こすと、人数を確
実に把握するという本システムの目的を達成しなくな
る。

そこで、各入構者に無線送信ターミナルを所持させ、
構内の各領域に受信アンテナを設置し、無線送信ターミ
ナルの発する電波を最も強く受信した受信アンテナに対
応する領域に入構者の位置を推定することも考えられ
る。

しかし、この方式では、電波がとう道、トンネル内で
ほとんど減衰せず遠方まで伝わると考えられるので、入
構者の所持する無線送信ターミナルから発する電波が多
数の受信アンテナにより受信され、入構者の位置を決定
することが困難となる。電波がフェージングを起こすと
なお困難となる。

無線送信ターミナルから音声を通じて現在位置を知ら
せることも考えられるが、音声無線送信機を多数用意す
るのにコストがかかる上、入構者に繁雑な作業を強いる
ことになり、実用性はほとんどない。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、地下構造物、建築物内部等の閉
じた空間内において、入構者がどの領域にいるかを、入
構者に繁雑な作業を要求せず、かつ正確に検知すること
のできる入出者計数装置を提供することにある。

＜課題を解決するための手段および作用＞上記の目的を達成するための本発明の入出者計数装置
は、第１図に示すように、各入構者に、閉じた空間内を
伝搬できる最低周波数fc以下の周波数で電磁波（電磁波
は磁界と電界とが交互に変動する波なので、磁界の波と
とらえることもできる。したがって、以下、電磁波を表
わすのに、「交流磁界」又は「磁界」という表現を用い
ることがある。）（誘導界）を発生させる送信機ターミ
ナル４を所持させ、とう道等の閉空間１の中を空間内の
道に沿って垂直に複数の領域に区分けし、それぞれの領
域内の道とほぼ平行になるように、誘導線ループアンテ
ナ３を設置し、誘導線ループアンテナ３の端子から中央
管理装置６まで信号を導き、中央管理装置６では、各誘
導線ループアンテナ３に発生した誘起電圧を観察するよ
うにしたものである。

誘導線ループアンテナ３は、交流磁界を受信できるな
らば、閉空間１の形状等に応じてどの位置に設置しても
よい。例えば第２図（ａ）に示すようにトンネル状の閉
空間１の天井に沿って設置してもよいし、同図（ｂ）に
示すように両側壁に沿って設置してもよい。同図（ｃ）
に示すように、閉空間１の底面に沿って設置してもよ
く、同図（ｄ）に示すように片側壁に沿って設置しても
よい。特に、同図（ｃ）のように底面に近い位置では、
事故時に送信機ターミナルを持った入構者が転倒したと
きでも、確実に検知できるので好ましい。

送信機ターミナル４は、第３図に示すように、上記最
低周波数fc以下の周波数ｆの交流を発生する駆動器41
と、アンテナ42とを有するもので、fc以下の周波数ｆで
アンテナ42を駆動することによってアンテナ42から交流
磁界Ｈが発生する。交流磁界Ｈは誘導界であって、第４
図に示すように距離Ｄとともに急激に強度が減衰する特
性を持っている。

以上のような構成であるから、送信機ターミナル４か
ら発生する磁界Ｈは、その局所性により、入構者の位置
する領域に設置された誘導線ループアンテナ３のみと鎖
交して誘導線ループアンテナ３に電圧を誘起する。中央
管理装置６では、電圧が誘起された誘導線ループアンテ
ナ３を識別して、その誘導線ループアンテナ３が設置さ
れている領域を入構者の存在領域として特定することが
できる。

本発明の入出者計数装置において、送信機ターミナル
４の交流周波数ｆは、交流磁界が閉空間内を伝搬できる
カットオフ周波数fc以下に選ぶこうすれば、交流磁界は閉空間内を伝搬せず、距離と
ともに減衰するので、交流磁界を十分に局在させること
ができる。よって、複数の誘導線ループアンテナに同時
に受信されることがなく、入構者の誤検知率を下げるこ
とができる。

また、周波数ｆは、上記カットオフ周波数fc以下であ
れば、できるだけ高い周波数に選ぶことが望ましい。

このようにすれば、送信機ターミナル４に誘起される
雑音電圧をできるだけ押さえ、S/N比を高めることがで
きる。なぜなら、外来雑音は、周波数の増加に伴って減
少する傾向にあるからである。また、周波数が高いほど
誘導線ループアンテナ３の誘起電圧が高くなる点でも有
利である。

また、本発明の入出者計数装置において、閉空間１が
とう道、トンネルのような細長い形状になっていると
き、誘導線ループアンテナ３をとう道、トンネルの長さ
方向に沿った往復線路とし、その一端で誘起電圧を検出
し、他端は、往復線路の特性インピーダンスとほぼ等し
い値の抵抗器で終端することが望ましい。

こうすれば、インピーダンスマッチングにより誘導線
ループアンテナ３に定在波が立つことを防止することが
できるので、送信機ターミナル４がどの位置にあって
も、誘導線ループアンテナ３によって確実に検出するこ
とができる。

＜実施例＞以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第５図は、入出者計数装置の一具体例を示す概略図で
あり、とう道内に複数の領域を設定し、、各領域に平行
誘導線ループアンテナ3a,3b,3c,…（以下符号「３」で
代表する）を設置している。入構者は、各自送信機ター
ミナル4a,4b,4c,…（以下符号「４」で代表する）を持
っている。誘導線ループアンテナ３の一端は、信号伝送
線5a,5b,5c,…（以下符号「５」で代表する）を通して
スイッチング回路７に入力される。スイッング回路７
は、一定の周期で切替を行い、いずれかの信号線５を中
央管理装置６に接続する。

第６図は、とう道の断面図であり、とう道の横幅をＷ
で示す。とう道を導波管と見たときのカットオフ波長λ
ｃは、λｃ＝2Wで近似できるので、電磁波が伝搬できる
カットオフ周波数fcは、 fc＝c/2W （ｃは光の速度） … となる。送信機ターミナル４の送信周波数ｆは、前述し
たようにアンテナから電波を放射できる最低周波数f₀以
下の周波数に選ばれることはもちろんであるが、さら
に、とう道内の電磁波の伝搬をなくすためにカットオフ
周波数fcよりも小さな周波数になるように選ばれる。

第７図は、CCIRで標準とされている数十MHzまでの空
間雑音レベル（等価雑音指数）の周波数特性（同図にお
いて、Ａはビジネスエリア、Ｂは住居エリア、Ｃは田園
エリア、Ｄは静かな田園エリアを示す。CCIRレポート25
8−４参照）、第８図は実際のとう道内で実測した等価
雑音指数の周波数特性であり、雑音は周波数が高いほど
低くなっている。したがって、都市雑音の影響を低減す
るために、周波数ｆはfcよりも小さな範囲でできるだけ
高い値に選ぶことが好ましい。

また、雑音の影響を低減するためには、磁界が誘導線
ループアンテナ３によってできるだけ効率よく検出され
ることも重要である。第９図は受信効率の計算のための
モデルであり、平行誘導線ループアンテナ３の間隔を2
D、線径を2r、平行誘導線ループアンテナ３の中心から
送信機ターミナル４までの距離をＸとしている。誘導線
ループアンテナと送信機ターミナルとの結合係数Ｃ［d
B］は、ωを角周波数、Ａを所定の係数とすると、となる。この式から、結合係数Ｃは周波数の２乗に比例
して増大することが分かるので、この点からも周波数ｆ
はfcよりも小さな範囲で高い方が好ましい。

次に、周波数ｆの具体的な選定指針を説明する。第６
図の幅Ｗのとう道を想定する。カットオフ周波数は、
式を使ってとなり、この周波数以下では電波は伝搬しなくなるの
で、存在しうる電磁波は局所的な誘導界のみとなる。fc
以下の周波数ｆにおけるとう道の長さ方向への電磁界の
減衰定数は、導波管の理論を採用して、近似的に、と推定される。

とう道の幅Ｗ＝5mならば、式からfc＝30MHzとなる
が、若干の余裕を見て、ｆ＝20MHzと選ぶ。式から、
減衰係数α＝4dB/mが得られる。これによれば、10m離れ
れば40dB、20m離れれば80dBの減衰となるので、磁界の
局所性は十分に達せられる。

平行誘導線ループアンテナ３の終端は、アンテナの特
性インピーダンスとほぼ等しい値の抵抗R₀で結ばれてい
ることが好ましい（第10図（ａ）参照）。

例えば、周波数ｆを20MHzとするとその波長は15mとな
る。誘導線ループアンテナの長さを100mとすると、ルー
プアンテナの長さは波長に比較して十分長くなってしま
う。このような場合、もし抵抗R₀の代わりに導線で短絡
させると、第10図（ｂ）に示すように誘導線ループアン
テナと送信機ターミナルとの結合度Ｃは、1/2波長ごと
に波を打った定在波状になる。このため、送信機ターミ
ナル４の位置が定在波の谷の位置に来ると誘導線ループ
アンテナに結合しなくなる。そこで、第10図（ａ）のよ
うに誘導線ループアンテナり終端を、その特性インピー
ダンスにほぼ等しい抵抗R₀で接続すると、誘導線ループ
アンテナと送信機ターミナルとの結合度Ｃはどの位置で
もほぼ一様になり、どの位置でも送信機ターミナルを検
出することができる。

この入出者計数装置は、送信機ターミナル４に識別番
号（以下「ID」という）を持たせており、単に入構者の
存在を検知するのみではなく、入構者の個別識別を行う
ようにしている。

第11図は、送信機ターミナル４から発生する磁界の変
調信号のフォーマットであり、プリアンブル、同期ビッ
ト、スタートビットに続いて、入構者の所属、番号を表
すIDビット、誤り検出ビット、終了ビットにより構成さ
れている。中央管理装置６では、信号線５を通して受信
された各交流電圧信号を復調してそこに含まれているID
ビットを解読、検出すれば入構者の所属とその個別判定
を行うことができる。

第１表は、上記のようにして特定された各領域A,B,C,
…ごとの入構者数、およびその領域に入っている入構者
のID（001,002,003,…）のテーブルを示す。

＜発明の効果＞以上のように、本発明の入出者計数装置によれば、送
信機ターミナルから発生する誘導界は、その局所性によ
り、入構者の位置する領域に設置された誘導線ループア
ンテナのみと鎖交して電圧を誘起する。中央管理装置で
は、電圧が誘起された誘起線ループアンテナを識別し
て、その誘導線ループアンテナが設置されている領域を
入構者の存在領域として特定することができる。

したがって、地下構造物、建築物内部等の閉じた空間
内において、入構者がどの領域にいるかを、入購者に繁
雑な作業を要求しなくとも正確に検知することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の入出者計数装置の概要を示す図、第２図は誘導線ループアンテナの配置状態を例示する
図、第３図は送信機ターミナルの概要を示す図、第４図は送信機ターミナルから出力される誘導界の距離
減衰特性を示すグラフ、第５図は入出者計数装置の一実施例を示す図、第６図はとう道の断面図、第７図はCCIRで標準とされている数十MHzまでの空間雑
音レベル（等価雑音指数）の周波数特性を示すグラフ、第８図は実際のとう道内で実測した等価雑音指数の周波
数特性を示すグラフ、第９図は送信機ターミナルと、誘導線ループアンテナと
の位置関係を示す断面図、第10図（ａ）は終端を抵抗で繋いだ誘導線ループアンテ
ナを示す斜視図、第10図（ｂ）は終端を短絡した誘導線ループアンテナを
示す斜視図、第11図は送信機ターミナルから発生する交流磁界を変調
する変調信号の信号フォーマットを示す図、第12図は赤外線カウンタを利用した従来の入出者計数装
置を示す図である。１…閉じた空間、３…誘導線ループアンテナ、４…送信
機ターミナル、６…中央管理装置、42…送信アンテナ、
41…駆動器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芝野儀三大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者樋口晴一大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者鈴木治夫大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者中山幸雄東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者今田達朗東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者東郷幸夫東京都大田区大森西７丁目６番31号住電オプコム株式会社内審査官後藤時男 (56)参考文献特開昭62−287728（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−301399（ＪＰ，Ａ) 特開平１−216629（ＪＰ，Ａ) 特開平２−268529（ＪＰ，Ａ) 特公昭55−5077（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06M 7/00 - 11/00 G08B 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地下構造物、建築物内部等の閉じた空間内
に入った送信機ターミナルを所持する入構者を検知する
装置であって、上記送信機ターミナルと、上記閉じた空間を空間内の道
に沿って垂直にかつ複数の領域に区分けした場合のそれ
ぞれの領域内に、道とほぼ平行になるように設置され
た、送信機ターミナルから発生する電磁波を検出する誘
導線ループアンテナと、いずれかの誘導線ループアンテ
ナに誘起される電圧を検出することにより入構者の存在
している領域を特定する中央管理装置とを備え、上記送信機ターミナルは、送信アンテナと、上記閉じた
空間内を伝搬できる最低周波数fc以下の周波数ｆの交流
信号で送信アンテナを駆動する駆動器とを有することを
特徴とする入出者計数装置。
【請求項２】上記誘導線ループアンテナは往復線路で構
成され、上記閉じた空間の長さ方向に沿って配置され、
その先端部が、誘導線ループアンテナの特性インピーダ
ンスにほぼ等しい抵抗で終端されていることを特徴とす
る請求項１記載の入出者計数装置。