JP4739603B2 - 防災受信盤 - Google Patents
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Description
【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光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光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、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、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から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、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%以下(減光率で85%以上)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、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、その内部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状態で、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3a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20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29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,28bの第1及び第2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、有炎燃焼時に発生するCO2の共鳴放射波長帯域である概ね4.5μmを中心波長とした放射光を検出する。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18a,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以上の光を透過するハイ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。
【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と第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33a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34a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に対しては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,18b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31aを介して投光し、透光性窓18aを通してセンサ部28aで検出し、第1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2Hz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,18bの汚れ度合い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状態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,18bの汚損度合いを求める際には、増幅部34a,34b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18a,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、ステップ5で増幅部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であることから、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1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1が火災検知器3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と同じ処理を行う。ステップS11の左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、汚損度検出部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12月に汚れ進行度合いの数値を設定しており、8月や10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,3000m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106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11(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112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=0.17と図11(B)の8月のトンネル入口から100〜800m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116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
Claims (7)
- 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光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光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、
前記光学式火災検知器が設置される場所の環境による汚れ因子を予め、前記光学式火災検知器の設置場所の季節に応じた汚れ進行度合いを表す変動因子と前記光学式火災検知器の設置位置に応じた汚れの付着し易さを表す固定因子とで構成される、設置環境データとして数値化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防災受信盤。 - 請求項1記載の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防災受信盤。
- 請求項1又は2に記載の防災受信盤に於いて、前記光学式火災検知器は、トンネル内に設置されていることを特徴とする防災受信盤。
- 請求項3記載の防災受信盤に於いて、前記第1記憶部は、
前記変動因子として、降雨量、降雪量、交通量のうち少なくとも何れか1つに基づく月別の汚れ進行度合いと、
前記固定因子として、前記光学式火災感知器の設置位置の入口からの距離、高さのうち少なくとも何れか1つに基づく補正係数と、
を数値化して記憶しておくことを特徴とする防災受信盤。 - 請求項4記載の防災受信盤に於いて、前記変動予測演算部は、前記月別の汚れ進行度合いに前記補正係数を乗算して求めた、月単位の前記設置位置に対する汚れ進行度合いの値をもとに、前記汚損アナログ値信号の変動を予測することを特徴とする防災受信盤。
- 請求項4記載の防災受信盤に於いて、前記補正係数は、前記トンネルの入口からの距離と出口からの距離とに基づくことを特徴とする防災受信盤。
- 請求項1記載の防災受信盤に於いて、前記予測した汚損アナログ値信号の変動と実際の汚損アナログ値信号の変動とに基づき、前記第1記憶部に記憶された設置環境データを書きかえることを特徴とする防災受信盤。
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