JP6946145B2 - トンネル防災システム - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル内に設置した火災検知器等の端末機器を防災受信盤に接続してトンネル内の異常を監視するトンネル防災システムに関する。
従来、自動車専用道路等のトンネルには、トンネル内で発生する火災事故から人身及び車両を守るため、非常用施設が設置されている。
このような非常用施設としては、火災の監視と通報のため火災検知器、手動通報装置、非常電話が設けられ、また火災の消火や延焼防止のために消火栓装置が設けられ、更にトンネル躯体を火災から防護するために水噴霧ヘッドから消火用水を散水させる水噴霧設備などが設置され、これらの非常用施設の端末機器を監視制御する防災受信盤を設けることで、トンネル防災システムを構築している。
防災受信盤と端末機器で構成するトンネル防災システムは、R型伝送方式とP型直送方式に大別される。R型伝送方式は、伝送回線にアドレスを設定した火災検知器等の端末機器を接続し、伝送制御により端末機器単位に検知と制御を行う個別管理を可能とする。P型直送方式は、端末機器の種別に応じて所定の区画単位に分け、区画単位に引き出した信号回線に同一区画に属する複数の端末機器を接続し、信号回線単位に検知と制御を行う。
このようなトンネル防災システムは、トンネルの完成に伴いトンネル内の監視を開始して車両通行が始まると、通常、トンネル内を通行止めとすることができないため、24時間継続してトンネル内を監視し続ける。
また、非常用施設における設備機器の保守点検や故障などによりトンネル内を監視できなくなった場合には、トンネル内の監視員通路に人員を立たせるなどを実施することにより監視し、非常時に備える場合もある。このため防災受信盤は、制御基板や区画基板などの重要な回路基板による主機能を二重化するなどして冗長化を図っている。
また、制御基板や区画基板が故障した場合の復旧を迅速に行うことを可能とするため、トンネルが完成して運用が開始された段階で、制御基板や区画基板等の予備基板を準備して施設内に保管するようにしている。
特開2002−246962号公報 特開平11−128381号公報
しかしながら、防災受信盤の故障に対処するために制御基板や区画基板等の予備基板を準備して保管管理するようにした場合、運用期間が長くなって防災受信盤で使用している制御基板や区画基板が経年劣化等により故障を起こすようになると、保管管理している予備基板も経年劣化している場合があり、故障した回路基板を予備基板に交換しても正常に機能しなくなる場合が想定され、予備基板の信頼性が十分に確保されない問題がある。
本発明は、防災受信盤の回路基板が故障した場合に交換した予備基板が確実に動作することを保証して信頼性を向上するトンネル防災システムを提供することを目的とする。
(トンネル防災システム)
本発明は、防災受信盤から引き出された回線にトンネル内に設置された端末機器を接続し、端末機器からの信号を受信して制御するトンネル防災システムに於いて、
防災受信盤に、
端末機器からの信号を受信する区画基板と、
区画基板の受信結果に基づいて所定の制御行う制御基板と、
区画基板と制御基板との間で信号を伝送する伝送路と、
伝送路に制御基板の予備品となる予備用制御基板又は区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続して動作を確認させる予備基板試験部と、
が設けられたことを特徴とする。
(メイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板の予備基板試験)
制御基板はメイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板に分けて二重化されており、
予備基板試験部は、伝送路にメイン制御CPU基板の予備品となる予備用メイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板の予備品となる予備用サブ制御CPU基板を接続し、予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板の間で伝送試験を行って動作を確認させる。
(予備基板試験部の構成)
予備基板試験部は、
予備用メイン制御CPU基板を伝送路に着脱自在に接続させる第1の伝送コネクタ部と、
予備用サブ制御CPU基板を伝送路に着脱自在に接続させる第2の伝送コネクタ部と、
第1の伝送コネクタ部又は第2の伝送コネクタ部に設けられ、予備用メイン制御CPU基板又は予備用サブ制御CPU基板に伝送試験を指示する試験操作部と、
第1の伝送コネクタ部又は第2の伝送コネクタ部に設けられ、予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板との間で行われた伝送試験の結果が表示される試験表示部と、
を備える。
(制御ラックと区画ラックの予備基板試験)
防災受信盤は、主制御を行う制御ラックと区画制御を行う区画ラックを備え、
メイン制御CPU基板、サブ制御CPU基板及び予備基板試験部は、制御ラックと区画ラックの各々に設けられる。
(予備用区画基板の試験)
予備基板試験部は、伝送路に区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続し、予備用区画基板に端末機器の回線信号を擬似的に入力して動作を確認させる。
(予備用区画基板の試験部構成)
予備基板試験部には、
予備用区画基板を伝送路に着脱自在に接続する伝送コネクタ部と、
予備用区画基板の回線接続側に着脱自在に接続され、所定の試験操作により端末機器の回線信号に相当する回線擬似信号を入力させる試験操作部と、
伝送コネクタ部に設けられ、試験操作部の操作による回線擬似信号の入力に対応した予備用区画基板からの出力を検出して表示させる試験表示部と、
が設けられる。
(試験操作部の試験スイッチ)
予備用区画基板には、端末機器に対応して複数の回線受信部が設けられ、
試験操作部には、予備用区画基板に設けられた複数の回線受信部における入力に試験操作により作動する複数の試験スイッチが接続される。
(基本的な効果)
本発明は、防災受信盤から引き出された回線にトンネル内に設置された端末機器を接続し、端末機器からの信号を受信して制御するトンネル防災システムに於いて、防災受信盤に、端末機器からの信号を受信する区画基板と、区画基板の受信結果に基づいて所定の制御行う制御基板と、区画基板と制御基板との間で信号を伝送する伝送路と、伝送路に制御基板の予備品となる予備用制御基板又は区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続して動作を確認させる予備基板試験部とが設けられたため、保管管理している予備用制御基板や予備用区画基板を、例えば定期的に行われる保守点検の際に、防災受信盤の予備基板試験部に接続して動作試験を行うことで、予備用制御基板及び予備用区画基板等の回路基板が正常に動作するか否か確認することができ、もし、予備用回路基板が正常に動作しない場合には、新たに予備用回路基板を手配して保管管理することが可能となり、動作が確認された予備用回路基板が常に保管されていることで、防災受信盤の故障に迅速に対処してトンネル内の監視機能が失われる事態を必要最小限に留めることが可能となり、トンネル防災システムの信頼性を高めることができる。
(メイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板の予備基板試験による効果)
また、制御基板はメイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板に分けて二重化されており、予備基板試験部は、伝送路にメイン制御CPU基板の予備品となる予備用メイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板の予備品となる予備用サブ制御CPU基板を接続し、予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板の間で伝送試験を行って動作を確認させるようにしたため、防災受信盤の制御機能をメイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板により二重化し、メイン制御CPU基板の故障によりサブ制御CPU基板に切替えた状態で、更に、サブ制御CPU基板が故障した場合にも、動作が確認された予備用メイン制御CPU基板又は予備用サブ制御CPU基板に交換することで、トンネル内の監視機能が失われる事態を必要最小限に留めることが可能となり、高い信頼性が得られる。
(予備基板試験部の構成による効果)
また、予備基板試験部は、予備用メイン制御CPU基板を伝送路に着脱自在に接続させる第1の伝送コネクタ部と、予備用サブ制御CPU基板を伝送路に着脱自在に接続させる第2の伝送コネクタ部と、第1の伝送コネクタ部又は第2の伝送コネクタ部に設けられ、予備用メイン制御CPU基板又は予備用サブ制御CPU基板に伝送試験を指示する試験操作部と、第1の伝送コネクタ部又は第2の伝送コネクタ部に設けられ、予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板との間で行われた伝送試験の結果が表示される試験表示部とを備えたため、防災受信盤の伝送路や電源は利用するが、それ以外の動作中にある防災受信盤の機能を利用することなく、予備基板試験部の機能のみにより予備用回路基板を試験して動作を確認することができる。
また、動作確認は、予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板との間で信号伝送が正常に行われるか否かの確認動作だけで済み、動作確認の試験を短時間で簡単に済ますことができる。
(制御ラックと区画ラックの予備基板試験による効果)
また、防災受信盤は、主制御を行う制御ラックと区画制御を行う区画ラックを備え、メイン制御CPU基板、サブ制御CPU基板及び予備基板試験部は、制御ラックと区画ラックの各々に設けられたため、制御ラックと区画ラックに分けて予備用回路基板の動作確認を簡単且つ確実に行うことができる。
(予備用区画基板の試験による効果)
また、予備基板試験部は、伝送路に区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続し、予備用区画基板に端末機器の回線信号を擬似的に入力して動作を確認させるようにしたため、予備用区画基板に信号回線を介して端末機器を接続したと同じ条件で試験を行って動作を確認することができる。
(予備用区画基板の試験部構成による効果)
また、予備基板試験部には、予備用区画基板を伝送路に着脱自在に接続する伝送コネクタ部と、予備用区画基板の回線接続側に着脱自在に接続され、所定の試験操作により端末機器の回線信号に相当する回線擬似信号を入力させる試験操作部と、伝送コネクタ部に設けられ、試験操作部の操作による回線擬似信号の入力に対応した予備用区画基板からの出力を検出して表示させる試験表示部とが設けられ、更に、予備用区画基板には、端末機器に対応して複数の回線受信部が設けられ、試験操作部には、予備用区画基板に設けられた複数の回線受信部における入力に試験操作により作動する複数の試験スイッチが接続されるようにしたため、予備用区画基板に設けられた複数の回線受信部に試験スイッチの操作により擬似的な回線信号を入力して受信動作が正常に行われるか否かが試験表示部の表示から確認することができ、全ての回線受信部で正常に受信動作が行われて初めて予備用区画基板が正常と判断されるため、信頼性の高い動作確認が可能となる。
トンネル防災システムの概要を示した説明図 防災受信盤の基板構成を端末回線接続と共に示したブロック図 予備用区画基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図 予備用メイン区画CPU基板と予備用サブ区画CPU基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図 予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図
[トンネル防災システムの概要]
図1はトンネル防災システムの概要を示した説明図であり、P型直送方式を例にとっている。図1に示すように、自動車専用道路のトンネルとして、上り線トンネル1aと下り線トンネル1bが構築され、上り線トンネル1aと下り線トンネル1bは避難連絡坑2でつながっている。
上り線トンネル1aと下り線トンネル1bの内部には、トンネル長手方向の壁面に沿って例えば50メートル間隔で端末機器として機能する火災検知器16が設置されている。火災検知器16は左右50メートルとなる両側に監視エリアを設定し、火災による炎を検知して火災発報し、火災検知信号を出力する。
また、上り線トンネル1aと下り線トンネル1bの内部には、トンネル長手方向の監視員通路の壁面に沿って例えば50メートル間隔で消火栓装置18と自動弁装置23が設置されている。消火栓装置18には端末機器として機能する手動通報装置20と消火栓スイッチ22が設けられている。
消火栓装置18は消火栓扉内にノズル付きホースが収納されており、火災時には消火栓扉を開いてノズル付きホースを引き出し、消火栓弁開閉レバーを開操作すると消火用水が放水され、また、消火栓弁開閉検出スイッチがオンしてポンプ起動信号を出力して消火ポンプを起動させる。
また、消火栓装置18には消火器扉が設けられ、その中に消火器を収納している。また、消火栓装置18には消防隊が使用する給水栓が設けられ、これに合わせて消防隊員が操作するとポンプ起動信号を出力するポンプ起動スイッチが設けられている。消火栓弁開閉検出スイッチとポンプ起動スイッチは並列接続されており、これが図示の消火栓スイッチ22として機能する。
更に、消火栓装置18には通報装置扉が設けられており、通報装置扉には発信機として機能する手動通報装置20が設けられている。手動通報装置20が操作されると火災通報信号が防災受信盤10に出力され、防災受信盤10からの応答信号により応答ランプが点灯される。
また、上り線トンネル1aと下り線トンネル1bの内部には、トンネル長手方向の監視員通路の壁面に沿って例えば50メートル間隔で水噴霧設備の自動弁装置23が設置されており、自動弁装置23は作動用電動弁の遠隔開制御により主弁を開駆動し、トンネル壁面の上部の長手方向に設置した複数の水噴霧ヘッドから消火用水を放水してトンネル躯体を火災から防護する。水噴霧設備の自動弁装置23には端末機器として水噴霧ヘッドからの水噴霧開始を検出する水噴霧スイッチ24が設けられている。水噴霧スイッチ24は自動弁の開作動による放水圧力を検出してオンする圧力スイッチが用いられる。
トンネル内に設置している火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24などの端末機器を接続してトンネル内の異常を監視するため、監視センター等に防災受信盤10が設置されている。
防災受信盤10からは上り線トンネル1aと下り線トンネル1b内に、P型の信号回線群11,12が引き出され、トンネル内に設置している火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24が接続されている。
本実施形態にあっては、トンネル内を所定長さ、例えば800メートルを1区間として例えば2グループに分けており、各グループの火災検知器16に対して個別に引き出された信号回線が接続され、それ以外の手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24については、800メートルの1区間を例えば200メートルのブロック区間に分け、ブロック区間単位に引き出された信号回線に接続されている。なお、以下の説明では、トンネル長を1600メートルとして2区間に分けた場合を例にとって説明する。
ここで、P型の信号回線は信号線とコモン線で構成され、火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24は、それぞれの作動に基づき回線電流を流すことで、火災検知信号、火災通報信号、ポンプ起動信号、水噴霧開始信号を防災受信盤10に送るようにしている。
また、防災受信盤10からトンネル内に設置している火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24などの端末機器に対しては電源ラインが引き出され、例えばDC48Vが供給されている。
トンネルの非常用施設としては、これ以外に、消火ポンプ設備25、換気設備28、警報表示板設備30、ラジオ再放送設備32、TV監視設備34及び照明設備36、IG子局設備38等が設けられており、IG子局設備38がデータ伝送回線で接続される点を除き、それ以外の設備はP型の信号回線群14により防災受信盤10に個別に接続されている。
ここで、IG子局設備38は、防災受信盤10と遠方管理設備42を、ネットワーク40を経由して結ぶ通信設備である。換気設備28は、トンネル内の天井側に設置しているジェットファンの運転による高い吹き出し風速によってトンネル内の空気にエネルギーを与えて、トンネル長手方向に換気の流れを起こす設備である。
また、警報表示板設備30は、トンネル内の利用者に対して、トンネル内の火災発生や水噴霧開始等を電光表示板に表示して知らせる設備である。ラジオ再放送設備32は、トンネル内で運転者等が道路管理者からの情報を受信できるようにするための設備である。TV監視設備34は、火災の規模や位置を確認したり、水噴霧設備の作動、避難誘導を行う場合のトンネル内の状況を把握するための設備である。照明設備36はトンネル内の照明機器を駆動して管理する設備である。
[防災受信の基板構成]
図2は防災受信盤の基板構成を端末回線接続と共に示したブロック図である。図2に示すように、防災受信盤10には、制御ラック46と区画ラック52が設けられている。制御ラック46には主制御基板として機能する二重化されたメイン制御CPU基板48とサブ制御CPU基板50が設けられている。
メイン制御CPU基板48とサブ制御CPU基板50は二重化された主制御部として機能し、火災検知器16からの火災検知信号又は手動通報装置20からの火災通報信号の受信を判別した場合は所定の火災警報制御を行い、消火栓スイッチ22からのポンプ起動信号の受信を判別した場合は消火ポンプ設備25の起動制御を行い、更に、水噴霧スイッチ24からの水噴霧開始信号の受信を判別した場合は警報表示板設備30に水噴霧開始に伴うトンネル侵入禁止の警告表示を電光表示板に表示する制御等を行わせる。
区画ラック52には区画制御基板として機能する二重化されたメイン区画CPU基板54とサブ区画CPU基板56が設けられている。また、区画ラック52には、上り線トンネル1aの800メートルの2区間の端末機器に対応して区画基板60−1,60−2が設けられ、また、下り線トンネル1bの800メートルの2区間の端末機器に対応して区画基板60−3,60−4が設けられ、区画基板60−1,60−2には上り線トンネル1aに設置された端末機器が信号回線群11により接続され、区画基板60−3,60−4には下り線トンネル1bに設置された端末機器が信号回線群12により接続されている。
なお、区画ラック52には図1に示した外部の消火ポンプ設備25、換気設備28、警報表示板設備30、ラジオ再放送設備32、TV監視設備34及び照明設備36が接続されるP型出力基板が設けられているが、図示を省略している。
区画基板60−1からは上り線トンネル1aの0〜800メートル区間に設置されたグループG1の火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24に対しP型の信号回線群80−1,82−1,84−1,86−1が引き出されており、火災検知器16が回線単位に接続され、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24がブロック単位に接続されている。
区画基板60−2からは上り線トンネル1aの800〜1600メートル区間に設置されたグループG2の火災検知器16、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24に対しP型の信号回線群80−2,82−2,84−2,86−2が引き出されており、火災検知器16が回線単位に接続され、手動通報装置20、消火栓スイッチ22及び水噴霧スイッチ24がブロック単位に接続されている。
ここで、火災検知器16は800メートルの1区間で16台、それ以外の端末機器は800メートルを200メートルの4ブロックにわけていることから、信号回線群80−1,80−2は各々16回線、信号回線群82−1〜86−2は各々4回線となり、信号回線群11は56回線を束ねている。
なお、区画ラック52には、火災検知器16に対して渡り配線となる試験信号回線により試験信号を送る検知器試験基板が設けられるが、図示を省略している。
区画基板60−1,60−2には端末機器からの信号回線に対応して回線受信部が設けられ、回線受信部により端末機器からの回線信号を受信すると回線受信検出信号を伝送信号線群92の対応する伝送信号線を介してメイン区画CPU基板54とサブ区画CPU基板56に出力する。
区画基板60−3,60−4は下り線トンネル1bに対応して設けられ、上り線トンネル1aに対応した区画基板60−1,60−2と基本的に同じになる。
ここで、メイン区画CPU基板54及びサブ区画CPU基板56及び区画ラック60−1〜60−4を接続する伝送信号線群には、各基板に電源を供給する電源線が含まれている。
メイン区画CPU基板54とサブ区画CPU基板56は、二重化されたRS−485などのシリアル伝送路76,78を介して二重化されたメイン制御CPU基板48とサブ制御CPU基板50に接続されている。
メイン区画CPU基板54とサブ区画CPU基板56は二重化された区画制御部として機能し、トンネル内に設置した端末機器から区画基板60−1,60−2を介して回線受信検出信号を受信した場合、受信した信号回線に接続した端末機器の種別と回線番号を含む回線受信情報信号をメイン制御CPU基板48とサブ制御CPU基板50により二重化された主制御部に送って所定の制御を行わせる。
また、防災受信盤10には操作表示CPU基板64が設けられ、タッチパネルや各種の操作スイッチを備えた操作部66及びスピーカを備えた音響部68が接続されると共に、表示制御基板70を介して液晶ディスプレイや各種表示灯を備えた表示部72が接続される。更に、防災受信盤10にはシリアルCPU基板74が設けられ、図1に示したIG子局設備38が接続される。
更に、防災受信盤10には電源ラック75が設けられている。電源ラック75は非常電源AC100Vによる交流電力を入力して系統毎に異なる所定電圧の直流電力に変換し、
C5Vの盤内処理系統、DC12Vの盤内表示系統、DC24Vの盤外移報系統、DC48Vのトンネル内監視系の電源ラインに供給している。なお、防災受信盤には図示しない電源監視ラックが設けられ、電源切替回路、電圧監視回路、蓄電池回路等が設けられ、電源ラック75に設けられた電源部の監視制御やトンネル内の消火栓装置に設けられた赤色表示灯や応答ランプの表示制御等を行うようにしている。
[予備用回路基板の保管管理]
図2に示したトンネル防災システムが設置されたトンネルの工事が完了して防災受信盤10によるトンネル内の監視が開始される場合には、防災受信盤10に設けている制御基板として機能するメイン制御CPU基板48、サブ制御CPU基板50、メイン区画CPU基板54及びサブ区画CPU基板56に対応した予備基板として、予備用メイン制御CPU基板48a、予備用サブ制御CPU基板50a、予備用メイン区画CPU基板54a及び予備用サブ区画CPU基板56aを準備して施設内に保管して管理している。なお、予備用メイン制御CPU基板48a、予備用サブ制御CPU基板50aは図示を省略している。
また、防災受信盤10に設けている区画基板60−1〜60−4に対応した予備基板として1又は複数枚の予備用区画基板60aを準備して施設内に保管して管理している。
このように保管管理されている予備用メイン区画CPU基板54a、予備用サブ区画CPU基板56a及び予備用区画基板60aの動作を確認するため予備基板試験部100が区画ラック52に設けられ、また、保管管理されている予備用メイン制御CPU基板48a、予備用サブ制御CPU基板50aの動作を確認するため、制御ラック46に予備基板試験部102が設けられている。
区画ラック52に設けられた予備基板試験部100には、伝送コネクタ部104,114−1,114−2が設けられ、予備用区画基板60aの動作試験の際には、予備用区画基板60aに対し想像線で示すように、試験操作部106が回線コネクタ部105により接続されるが、その詳細は後の説明で明らかにする。
また、メイン制御CPU基板48、サブ制御CPU基板50、メイン区画CPU基板54、サブ区画CPU基板56はCPU基板コネクタ88に対し着脱自在に設けられ、区画基板60−1〜60−4は区画基板コネクタ90に対し着脱自在に設けられ、それぞれ予備用基板との交換が簡単且つ容易に行えるようにしている。
[予備用区画基板の運用管理]
(予備基板試験部の構成)
図3は予備用区画基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図である。
図3に示すように、図2の区画ラック52に設けられた予備基板試験部100には、伝送信号線群92に対し予備用区画基板60aを着脱自在に接続するための伝送コネクタ部104が設けられ、また、予備用区画基板60aの回線接続側に回線コネクタ部105により着脱自在に試験操作部106が設けられる。
予備用区画基板60aには、トンネル側に設置された端末機器に対応して複数の回線受信部110が設けられている。予備用区画基板60aの回線接続側に回線コネクタ部105により接続される試験操作部106には、予備用区画基板60aの回線受信部110に対応して試験スイッチ108が設けられており、予備用区画基板60aに回線コネクタ部105により接続すると、試験スイッチ108は回線受信部110に入力接続される。
伝送コネクタ部104には、伝送信号線群92に含まれる電源線93が分岐接続されており、伝送コネクタ104に予備用区画基板60aを嵌め込むと、伝送コネクタ部104を介して電源線93から予備用区画基板60aに電源が供給されて動作状態となる。
なお、図2に示した伝送コネクタ部104は、図3に想像線で示すように、回線受信部110の出力を伝送信号線群92に接続しているが、予備用区画基板60aを接続する伝送コネクタ部104には回線受信部110の出力を伝送信号線群92に接続する想像線で示すラインは設けられていない。
また、伝送コネクタ部104には試験表示部112が設けられており、予備用区画基板60aが接続されると、回線受信部110の出力が試験表示部112に入力接続される。試験表示部112は複数の回線受信部110の何れから回線受信検出信号が出力されるとLED等の試験表示灯を点灯又は点滅させる。
(予備用区画基板の動作試験)
トンネル防災システムの定期点検の際には、図2に示したように、点検員は、防災受信盤10の区画ラック52に設けられている図3に示した予備基板試験部100の伝送コネクタ部104に、動作確認を行うため、保管していた予備用区画基板60aの出力側接続し、また予備用区画基板60aの回線接続側に回線コネクタ部105により試験操作部106を接続する。
回線コネクタ部105に予備用区画基板60aを接続すると電源線93からの電源供給を受けて予備用区画基板60aが動作状態となる。この状態で試験操作部106に設けている試験スイッチ108を順番にオン操作する。
試験スイッチ108をオン操作すると、トンネル内に設置している端末機器が回線信号を出力したと同じ状態となり、擬似的な回線信号が信号線接続された予備用区画基板60aの回線受信部110に出力され、回線受信部110が正常に動作すると回線受信検出信号が出力され、伝送コネクタ部104に設けた試験表示部112が試験表示灯を例えば点灯し、点検員は、予備用区画基板60aが正常に動作したことを確認できる。
予備用区画基板60aの動作試験は、試験操作部106に設けられた全ての試験スイッチ108をオン操作し、試験表示部112により試験表示灯の点灯が全ての試験スイッチ108のオン操作で行われた場合に、予備用区画基板60aが正常に動作することが確認できる。
これに対し試験スイッチ108をオン操作しても試験表示部112により表示灯が点灯しなかった場合には、予備用区画基板60aが故障等により動作不良を起こしていることが分かり、動作不良を起こしている予備用区画基板60aは保管対象から外し、新たな予備用区画基板60aを発注して納品させるといった対応が可能となる。
このような予備基板試験部100による予備用区画CPU基板の動作を確認する試験にあっては、防災受信盤10から電源供給は受けるが、それ以下の防災受信盤の回路部との連携は行われておらず、防災受信盤10によるトンネル内の監視機能に影響を及ぼすことなく、防災監視盤10のトンネル内の監視機能から独立して予備用区画基板60aの動作確認を行うことができる。
[予備用区画CPU基板の運用管理]
(予備基板試験部の構成)
図4は予備用メイン区画CPU基板と予備用サブ区画CPU基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図である。
図4に示すように、図2の区画ラック52に設けられた予備基板試験部100には、シリアル伝送路76,78及び伝送信号線群92に対し予備用メイン区画CPU基板54aを着脱自在に接続するための伝送コネクタ部114−1(第1の伝送コネクタ部)と、予備用サブ区画CPU基板56aを着脱自在に接続するための伝送コネクタ部114−2(第2の伝送コネクタ部)が設けられる。
予備用メイン区画CPU基板54a及び予備用サブ区画CPU基板56aには、CPU120、メモリ部122、2回線分のシリアル伝送部124及びI/Oポート部126が設けられている。
伝送コネクタ部114−1には、二重化されたシリアル伝送路76,78が分岐接続され、これにより予備用メイン区画CPU基板54aのシリアル伝送部124のシリアル伝送路76,78へ接続させる。また、伝送コネクタ部114−1は、伝送信号線群92の中の各伝送信号線をI/Oポート部126の各ポートに接続させると共に、伝送信号線群92の中の電源線93を分岐し、予備用メイン区画CPU基板54aに対する電源供給を行わせる。
また、伝送コネクタ部114−1には試験スイッチ116−1とLEDを用いた試験表示灯118−1が設けられ、試験スイッチ116−1は予備用メイン区画CPU基板54aに設けられたI/Oポート部126の中の入力ポートに接続され、試験表示灯118−1は予備用メイン区画CPU基板54aに設けられたI/Oポート部126の出力ポートに接続される。
予備用サブ区画CPU基板56aの動作試験に用いられ伝送コネクタ部114−2も伝送コネクタ部114−1と同様であり、電源線93を分岐接続し、試験スイッチ116−2とLEDを用いた試験表示灯118−2が設けられ、試験スイッチ116−2は予備用サブ区画CPU基板56aに設けられたI/Oボート部126の中の入力ポートに接続され、試験表示灯118−2は予備用サブ区画CPU基板56aに設けられたI/Oポート部126の出力ポートに接続される。
予備用メイン区画CPU基板54aは、CPU120により実行される区画制御プログラムによる区画制御機能に加え、試験スイッチ116−1のオン操作による試験指示信号の入力を検出した場合に、シリアル伝送部124に指示して予備用サブ区画CPU基板56aに試験伝送信号を送信し、予備用サブ区画CPU基板56aから試験伝送信号を受信した場合に、シリアル伝送部124に指示して試験伝送確認信号を応答送信させ、更に、予備用サブ区画CPU基板56aから試験伝送確認信号を受信した場合に、試験表示灯118−1を点灯又は点滅させる試験伝送制御機能が設けられている。
この点は、予備用サブ区画CPU基板56aについても同様であり、CPU120のプログラム実行による区画制御機能に加え、試験スイッチ116−2のオン操作による試験指示信号の入力を検出した場合に、シリアル伝送部124に指示して予備用メイン区画CPU基板54aに試験伝送信号を送信し、予備用メイン区画CPU基板54aから試験伝送信号を受信した場合に、シリアル伝送部124に指示して試験伝送確認信号を応答送信させ、更に、予備用メイン区画CPU基板54aから試験伝送確認信号を受信した場合に、試験表示灯118−2を点灯又は点滅させる試験伝送制御機能が設けられている。
更に、試験表示灯118−1,118−2は、試験伝送信号の送信時にも点灯又は点滅され、送信動作が正常に行われることが分かるようしている。
(予備用区画CPU基板の動作試験)
トンネル防災システムの定期点検の際には、図2に示したように、点検員は、防災受信盤10の区画ラック52に設けられている図4に示した予備基板試験部100の伝送コネクタ部114−1に予備用メイン区画CPU基板54aを接続し、また、伝送コネクタ部114−2に予備用サブ区画CPU基板56aを接続する。
この状態で、予備用メイン区画CPU基板54aの伝送コネクタ部114−1に設けている試験スイッチ116−1をオン操作すると、予備用メイン区画CPU基板54aのCPU120による試験伝送制御機能により予備用サブ区画CPU基板56aに試験伝送信号が送信され、正常に送信されると試験表示灯118−1が例えば点滅し、続いて、予備用サブ区画CPU基板56aが正常に動作すれば試験伝送確認信号が受信されることから、伝送コネクタ部114−1の試験表示灯118−1が例えば点灯する。
次に、予備用サブ区画CPU基板56aの伝送コネクタ部114−2に設けている試験スイッチ116−2をオン操作すると、予備用サブ区画CPU基板56aのCPU120による試験伝送制御機能により予備用メイン区画CPU基板54aに試験伝送信号が送信され、正常に送信されると試験表示灯118−1が例えば点滅し、続いて、予備用メイン区画CPU基板54aが正常に動作すれば試験伝送確認信号が受信されることから、伝送コネクタ部114−2の試験表示灯118−2が例えば点灯する。
このような試験スイッチ116−1,116−2の操作による試験指示で、予備用メイン区画CPU基板54aと予備用サブ区画CPU基板56aとの間で正常に双方伝送が行われた場合、予備用メイン区画CPU基板54aと予備用サブ区画CPU基板56aは正常に動作することが確認できる。
これに対し試験スイッチ116−1,116−2の操作により試験指示を行っても試験表示灯118−1,118−2による送信表示や応答確認表示が行われなかった場合には、予備用メイン区画CPU基板54a及び又は予備用サブ区画CPU基板56aが故障等により動作不良を起こしていることが分かり、動作不良を起こしている予備用区画CPU基板は保管対象から外し、新たな予備用区画CPU基板を発注して納品させるといった対応が可能となる。
また、予備用メイン区画CPU基板54aで送信表示が行われ、応答確認表示が行われない場合は、予備用サブ区画CPU基板56aの動作不良と判断でき、一方、予備用サブ区画CPU基板56aで送信表示が行われ、応答確認表示が行われない場合は、予備用メイン区画CPU基板54aの動作不良と判断できる。
[予備用制御CPU基板の運用管理]
(予備基板試験部の構成)
図5は予備用メイン制御CPU基板と予備用サブ制御CPU基板の動作を確認する予備基板試験部の実施形態を示した回路ブロック図である。
図5に示すように、図2の制御ラック46に設けられた予備基板試験部102には、シリアル伝送路76,78に対し予備用メイン制御CPU基板48aを着脱自在に接続するための伝送コネクタ部130−1(第1の伝送コネクタ部)と、予備用サブ制御CPU基板50aを着脱自在に接続するための伝送コネクタ部130−2(第2の伝送コネクタ部)が設けられる。
予備用メイン制御CPU基板48a及び予備用サブ制御CPU基板50aには、CPU136、メモリ部138、2回線分のシリアル伝送部140及びI/Oポート部142が設けられている。
伝送コネクタ部130−1には、二重化されたシリアル伝送路76,78が分岐接続され、これにより予備用メイン制御CPU基板48aのシリアル伝送部140をシリアル伝送路76,78へ接続させ、また、伝送コネクタ部130−1には、シリアル伝送路76,78の中の電源線(図示せず)が分岐接続され、予備用メイン制御CPU基板48aに対する電源供給を行わせる。
また、伝送コネクタ部130−1には試験スイッチ132−1とLEDを用いた試験表示灯134−1が設けられ、試験スイッチ132−1は予備用メイン制御CPU基板48aに設けられたI/Oポート部142の中の入力ポートに接続され、試験表示灯134−1は予備用メイン制御CPU基板48aに設けられたI/Oポート部142の出力ポートに接続される。
予備用サブ制御CPU基板50aの動作試験に用いられ伝送コネクタ部130−2も伝送コネクタ部130−1と同様であり、試験スイッチ132−2とLEDを用いた試験表示灯134−2が設けられている。
予備用メイン制御CPU基板48aは、CPU136により実行される主制御プログラムによる主制御機能に加え、試験スイッチ132−1のオン操作による試験指示信号の入力を検出した場合に、シリアル伝送部140に指示して予備用サブ制御CPU基板50aに試験伝送信号を送信し、予備用サブ制御CPU基板50aから試験伝送信号を受信した場合に、シリアル伝送部140に指示して試験伝送確認信号を応答送信させ、更に、予備用サブ制御CPU基板50aから試験伝送確認信号を受信した場合に、試験表示灯134−1を点灯又は点滅させる試験伝送制御機能が設けられている。
この点は、予備用サブ制御CPU基板50aについても同様であり、CPU136のプログラム実行による主制御機能に加え、試験スイッチ132−2のオン操作による試験指示信号の入力を検出した場合に、シリアル伝送部140に指示して予備用メイン制御CPU基板48aに試験伝送信号を送信し、予備用メイン制御CPU基板48aから試験伝送信号を受信した場合に、シリアル伝送部140に指示して試験伝送確認信号を応答送信させ、更に、予備用メイン制御CPU基板48aから試験伝送確認信号を受信した場合に、試験表示灯134−2を点灯又は点滅させる試験伝送制御機能が設けられている。
更に、試験表示灯134−1,134−2は、試験伝送信号の送信時にも点灯又は点滅され、送信動作が正常に行われることが分かるようしている。
(予備用制御CPU基板の動作試験)
トンネル防災システムの定期点検の際には、図2に示したように、点検員は、防災受信盤10の制御ラック46に設けられている図5に示した予備基板試験部102の伝送コネクタ部130−1に予備用メイン制御CPU基板48aを接続し、また、伝送コネクタ部130−2に予備用サブ制御CPU基板50aを接続する。
この状態で、予備用メイン制御CPU基板48aの伝送コネクタ部130−1に設けている試験スイッチ132−1をオン操作すると、予備用メイン制御CPU基板48aのCPU136による試験伝送制御機能により予備用サブ制御CPU基板50aに試験伝送信号が送信され、正常に送信されると試験表示灯134−1が例えば点滅し、続いて、予備用サブ制御CPU基板50aが正常に動作すれば試験伝送確認信号が受信されることから、伝送コネクタ部130−1の試験表示灯134−1が例えば点灯する。
次に、予備用サブ制御CPU基板50aの伝送コネクタ部130−2に設けている試験スイッチ132−2をオン操作すると、予備用サブ制御CPU基板50aのCPU136による試験伝送制御機能により予備用メイン制御CPU基板48aに試験伝送信号が送信され、正常に送信されると試験表示灯134−2が例えば点滅し、続いて、予備用メイン制御CPU基板48aが正常に動作すれば試験伝送確認信号が受信されることから、伝送コネクタ部130−2の試験表示灯134−2が例えば点灯する。
このような試験スイッチ132−1,132−2の操作による試験指示で、予備用メイン制御CPU基板48aと予備用サブ制御CPU基板50aとの間で正常に双方伝送が行われた場合、予備用メイン制御CPU基板48aと予備用サブ制御CPU基板50aは正常に動作することが確認できる。
これに対し試験スイッチ132−1,132−2の操作により試験指示を行っても試験表示灯134−1,134−2による送信表示や応答確認表示が行われなかった場合には、予備用メイン制御CPU基板48a及び又は予備用サブ制御CPU基板50aが故障等により動作不良を起こしていることが分かり、動作不良を起こしている予備用制御CPU基板は保管対象から外し、新たな予備用制御CPU基板を発注して納品させるといった対応が可能となる。
また、予備用メイン制御CPU基板48aで送信表示が行われ、応答確認表示が行われない場合は、予備用サブ制御CPU基板50aの動作不良と判断でき、一方、予備用サブ制御CPU基板50aで送信表示が行われ、応答確認表示が行われない場合は、予備用メイン制御CPU基板48aの動作不良と判断できる。
[本発明の変形例]
(区画基板と区画CPU基板の信号伝送)
上記の実施形態は、区画基板に設けられた複数の回線受信部の出力を伝送信号線により区画CPU基板のI/Oポート部の各ポートに接続して回線受信検出信号を伝送しているが、これに限定されない。例えば、区画基板と区画CPU基板に伝送部を設けて伝送路で接続し、区画基板の伝送部に複数の回線受信部の出力を入力し、回線受信検出信号を伝送部から伝送路を介して区画CPU基板に伝送するようにしても良い。この場合、予備基板試験部は、試験操作部の試験スイッチの操作により回線受信部から回線受信検出信号が出力されると伝送部が伝送信号を出力することから、伝送コネクタ部で予備用区画基板の伝送部の出力を検出して試験表示灯を点灯又は点滅させるようにすれば良い。
(試験結果の表示)
上記の実施形態では、予備用区画基板60a、予備用メイン/サブ区画CPU基板54a,56a、予備用メイン/サブ制御CPU基板48a,50aの試験結果を伝送コネクタ部に設けた表示部により表示しているが、操作表示CPU基板64に送信し、表示制御基板70を介して表示部72に表示させても良い。
(R型伝送方式)
上記の実施形態は、P型直送方式のトンネル防災システムにおける防災受信盤の電源部を例にとっているが、伝送回線にアドレスを設定した火災検知器等の端末機器を接続し、伝送制御により端末機器単位に検知と制御を行う個別管理を可能とするR型伝送方式のトンネル防災システムにおける防災受信盤の電源部について、前述した実施形態と同様に予備基板試験部を設けるようにしても良い。
(端末機器)
上記の実施形態は、区画基板に信号回線により接続される端末機器として、火災検知器、手動通報装置、消火栓スイッチ、水噴霧スイッチを例にとっているが、これに限定されず、火災に関連して操作する適宜の端末機器の操作、例えば非常電話の通報操作、消火器の取出等を端末機器として区画基板に接続する場合にも適用できる。
(その他)
また、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、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
1a:上り線トンネル
1b:下り線トンネル
10:防災受信盤
11,12,14:信号回線群
16:火災検知器
18:消火栓装置
20:手動通報装置
22:消火栓スイッチ
23:自動弁装置
24:水噴霧スイッチ
25:消火ポンプ設備
28:換気設備
30:警報表示板設備
32:ラジオ再放送設備
34:TV監視設備
36:照明設備
38:IG子局設備
40:ネットワーク
42:遠方管理設備
46:制御ラック
48:メイン制御CPU基板
48a:予備用メイン制御CPU基板
50:サブ制御CPU基板
50a:予備用サブ制御CPU基板
52:区画ラック
54:メイン区画CPU基板
54a:予備用メイン区画CPU基板
56:サブ区画CPU基板
56a:予備用サブ区画CPU基板
60−1〜60−4:区画基板
60a:予備用区画基板
64:操作表示CPU基板
66:操作部
68:音響部
70:表示制御基板
72:表示部
74:シリアルCPU基板
75:電源ラック
76,78:シリアル伝送路
80−1〜86−4:信号回線群
88:CPU基板コネクタ
90:区画基板コネクタ
92:伝送信号線群
93:電源線
100,102:予備基板試験部
104,114−1,114−2,130−1,130−2:伝送コネクタ部
105:回線コネクタ部
106:試験操作部
108,116−1,116−2,132−1,132−2:試験スイッチ
112:試験表示部
118−1,118−2,134−1,134−2:試験表示灯
120,136:CPU
122,138:メモリ部
124,140:シリアル伝送部
126,142:I/Oポート部

Claims (7)

  1. 防災受信盤から引き出された回線にトンネル内に設置された端末機器を接続し、前記端末機器からの信号を受信して制御するトンネル防災システムに於いて、
    前記防災受信盤に、
    前記端末機器からの信号を受信する区画基板と、
    前記区画基板の受信結果を受信して所定の制御を行う制御基板と、
    前記区画基板と前記制御基板との間で信号を伝送する伝送路と、
    前記伝送路に前記制御基板の予備品となる予備用制御基板又は前記区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続して動作を確認させる予備基板試験部と、
    が設けられたことを特徴とするトンネル防災システム。
  2. 請求項1記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記制御基板はメイン制御CPU基板とサブ制御CPU基板に分けて二重化されており、
    前記予備基板試験部は、前記伝送路に前記メイン制御CPU基板の予備品となる予備用メイン制御CPU基板と前記サブ制御CPU基板の予備品となる予備用サブ制御CPU基板を接続し、前記予備用メイン制御CPU基板と前記予備用サブ制御CPU基板の間で伝送試験を行って動作を確認させることを特徴とするトンネル防災システム。
  3. 請求項2記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記予備基板試験部は、
    前記予備用メイン制御CPU基板を前記伝送路に着脱自在に接続させる第1の伝送コネクタ部と、
    前記予備用サブ制御CPU基板を前記伝送路に着脱自在に接続させる第2の伝送コネクタ部と、
    前記第1の伝送コネクタ部又は前記第2の伝送コネクタ部に設けられ、前記予備用メイン制御CPU基板又は前記予備用サブ制御CPU基板に伝送試験を指示する試験操作部と、
    前記第1の伝送コネクタ部又は前記第2の伝送コネクタ部に設けられ、前記予備用メイン制御CPU基板と前記予備用サブ制御CPU基板との間で行われた伝送試験の結果が表示される試験表示部と、
    を備えたことを特徴とするトンネル防災システム。
  4. 請求項2記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記防災受信盤は、主制御を行う制御ラックと区画制御を行う区画ラックを備え、
    前記メイン制御CPU基板、前記サブ制御CPU基板及び前記予備基板試験部は、前記制御ラックと前記区画ラックの各々に設けられたことを特徴とするトンネル防災システム。
  5. 請求項1記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記予備基板試験部は、前記伝送路に前記区画基板の予備品となる予備用区画基板を接続し、前記予備用区画基板に前記端末機器の回線信号を擬似的に入力して動作を確認させることを特徴とするトンネル防災システム。
  6. 請求項5記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記予備基板試験部は、
    前記予備用区画基板を前記伝送路に着脱自在に接続する伝送コネクタ部と、
    前記予備用区画基板の回線接続側に着脱自在に接続され、所定の試験操作により前記端末機器の回線信号に相当する回線擬似信号を入力させる試験操作部と、
    前記伝送コネクタ部に設けられ、前記試験操作部の操作による前記回線擬似信号の入力に対応した前記予備用区画基板からの出力を検出して表示させる試験表示部と、
    を備えたことを特徴とするトンネル防災システム。
  7. 請求項6記載のトンネル防災システムに於いて、
    前記予備用区画基板には、前記端末機器に対応して複数の回線受信部が設けられ、
    前記試験操作部には、前記予備用区画基板に設けられた前記複数の回線受信部における入力に前記試験操作により作動する複数の試験スイッチが接続されたことを特徴とするトンネル防災システム。
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