JP7257481B2

JP7257481B2 - トンネル非常用設備

Info

Publication number: JP7257481B2
Application number: JP2021171397A
Authority: JP
Inventors: 泰周杉山
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2023-04-13
Anticipated expiration: 2036-04-04
Also published as: JP2022009267A

Description

本発明は、トンネル内に火災検出器や消火栓装置等の設備機器が設置されたトンネル非常用設備に関する。

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、非常用設備が設置されている。

このような非常用設備としては、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などが設置され、非常用設備の設備機器を監視センターに設けられた防災受信盤からの伝送回線に接続して監視制御することでトンネル非常用設備を構築している。

防災受信盤と設備機器で構成するトンネル非常用設備は、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、防災受信盤から引き出された信号線ケーブルによる伝送回線にアドレスを設定した火災検知器等の設備機器を接続し、伝送制御により設備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、設備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設備機器を接続し、信号回線単位に検知と制御を行う。

Ｒ型伝送方式のトンネル非常用設備は、設備機器による検知や制御が個別にできるため、機能及び管理面で様々な利点があるが、一般的に火災検出器等の設備機器に伝送制御機能を設け、また伝送距離が長くなる場合には中継増幅盤を設ける必要があることから高価になる。

一方、Ｐ型直送方式のトンネル非常用設備は、火災検出器に伝送制御機能を設ける必要がなく、また、伝送距離が長くなっても中継増幅盤を設ける必要がないことから、Ｒ型伝送方式と比較してシステム構成が簡単で安価であるが、設備機器単位に検知と制御を行う個別管理ができないことに加え、火災検出器、手動通報装置等の設備機器の種別と設備機器の区画に分けて専用の信号回線を引き出して設備機器を接続することから、配線数が多くなり、トンネル長が長い場合には、かえってシステムの構成コストが高くなる場合がある。

トンネル非常用設備としては、Ｒ型伝送方式とＰ型直送方式のメリットとデメリット、トンネル長や車両の交通量等を考慮して、Ｒ型伝送方式又はＰ型直送方式のトンネル非常用設備を構築するようにしている。

特開２００２－２４６９６２号公報特開平１１－１２８３８１号公報特開２００１－３５７４８１号公報特開２００７－２５７５６９号公報特開平０５－２２７０９８号公報

ところで、近年のトンネル非常用設備にあっては、防災受信盤から信号線ケーブルを引き出したメタル伝送回線に設備機器を接続しており、メタル伝送回線は電気的なノイズの影響を受けやすく、また、伝送距離が長くなると信号減衰が大きくなることから所定距離毎に中継増幅盤を設置しており、更に、使用期間が長期化すると絶縁劣化等により電気的特性が低下して通信障害を起こす可能性がある。更に、近年にあっては、トンネル長が１０キロメートルを超えるといった長大化の傾向にあり、メタル伝送回線での対応が難しい状況にある。

このような問題を解決するため、トンネル非常用設備の伝送回線として光ファイバーケーブルを使用した光回線とすることが考えられるが、トンネル非常用設備に光回線を使用した例がなく、光回線を利用したトンネル非常用設備の構築が新たな課題として生じている。

本発明は、メタル回線では対応が難しい設備に適切に対応可能な光回線を用いた耐障害性の高いトンネル非常用設備を提供することを目的とする。

（非常用設備１）
本発明は、トンネル内に所定の設備機器が設置されたトンネル非常用設備であって、
設備機器との間で光信号を送受信する防災受信盤と、
防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される常用光回線と、
防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される予備用光回線と、
を備え、
防災受信盤は、自身から終端装置までの間に敷設された常用光回線が正常か否かを試験して、試験結果に基づき設備機器との間で光信号を送受信するための光回線を切り替えることを特徴とする。

（非常用設備２）
本発明は、トンネル内に所定の設備機器が設置されたトンネル非常用設備であって、
設備機器との間で光信号を送受信する防災受信盤と、
防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される常用光回線と、
防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される予備用光回線と、
を備え、
防災受信盤は、自身から終端装置までの間に敷設された常用光回線及び予備用光回線が正常か否かを試験して、試験結果に基づき設備機器との間で光信号を送受信するための光回線を切り替えることを特徴とする。

（基本的な効果）
本発明は、トンネル内に所定の設備機器が設置されたトンネル非常用設備であって、設備機器との間で光信号を送受信する防災受信盤と、防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される常用光回線と、防災受信盤から終端装置まで敷設され、設備機器に接続される光回線が終端装置を介することなく分岐接続される予備用光回線と、を備え、防災受信盤は、自身から終端装置までの間に敷設された常用光回線（及び予備用光回線）が正常か否かを試験して、試験結果に基づき設備機器との間で光信号を送受信するための光回線を切り替えるようにしたため、光回線の使用により光増幅なしで５０～８０キロメートル程度の長距離通信が可能となり、１０キロメートルを超えるトンネルの長大化に対応可能であり、また、電気的ノイズや経年劣化の問題がなく、長期間に亘り安定且つ信頼性の高いトンネル内での通信が可能となる。

また、光回線を常用光回線と予備用光回線の２回線としており、常用光回線の断線等の回線障害を検知した場合に、予備用光回線の通信に切り替えることで、光回線に障害が発生しても通信不能となる事態が回避され、耐障害性が向上し、高い信頼性を確保可能とする。

また、通常時に使用している常用光回線の状態が防災受信盤の試験により監視されており、断線等の回線障害が発生した場合は、これを防災受信盤側で判断して予備用光回線の通信に切り替えることができ、非常用設備２においては、予備用光回線についても、防災受信盤の試験により監視されていることから、常用光回線の回線障害に対し正常に機能している予備用光回線への切替えを可能とし、光回線の障害に対し確実にリカバリが行われ、耐障害性が向上し、通信の信頼性が確保される。

光回線を用いたトンネル非常用設備の概要を示した説明図図１に設けられた防災受信盤と設備機器の実施形態を機能構成により示した説明図図２に設けられた制御器の実施形態を機能構成により示した説明図図１に設けられた終端装置の実施形態を機能構成により示した説明図図１に設けられた防災受信盤と設備機器の他の実施形態を機能構成により示した説明図図１に設けられた防災受信盤と設備機器の他の実施形態を機能構成により示した説明図光回線を利用した非常電話設備が設けられたトンネル非常用設備の概要を示した説明図図７に設けられた防災受信盤と設備機器の実施形態を機能構成により示した説明図消火栓装置側の電話ジャックに接続して使用される携帯電話機を示した説明図光中継増幅器により回線障害を迂回させる光回線を用いたトンネル非常用設備の他の実施形態を示した説明図

［トンネル非常用設備の概要］
図１は光回線を用いたトンネル非常用設備の概要を示した説明図である。図１に示すように、トンネル１０の内部には、トンネル長手方向に、火災による炎を検知するため火災検知器２２が５０メートル間隔で設置され、また、火災の消火や延焼防止のためにノズル付きホースを収納した消火栓装置２４が５０メートル間隔で設置されている。

また、トンネル１０内には、火災検知器２２及び消火栓装置２４以外の設備機器として、火災通報のために手動通報装置や非常電話が設けられ、更にトンネル躯体やダクト内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などが設置されるが、図示を省略している。

一方、監視センター等には防災受信盤１２が設置されており、防災受信盤１２からはトンネル１０に対し常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２が引き出され、トンネル１０内に設置された火災検知器２２や消火栓装置２４の設備機器やそれ以外の非常設備の機器が光変換器１８を介して接続されている。

また、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２の終端には光回線の断線等の障害を監視する終端装置２０が接続されている。

常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２にはＦＴＴＨ等の光ファイバーケーブルが使用され、例えばＩＰパケット等を用いた光波長多重通信（ＷＤＭ）が行われる。

また、防災受信盤１２からはトンネル内に電源線１６が引き出され、トンネル内に設置された光変換器１８、火災検知器２２及び消火栓装置２４に設けられた設備機器に対し電源を供給している。

また、防災受信盤１２に対しては、消火ポンプ設備２６、ダクト用の冷却ポンプ設備２８、換気設備３０、警報表示板設備３２、ラジオ再放送設備３４、テレビ監視設備３６、照明設備３８及びＩＧ子局設備４０等を設けており、ＩＧ子局設備４０をデータ伝送回線で接続する点を除き、それ以外の設備はＰ型信号回線により防災受信盤１２に個別に接続されている。

ここで、換気設備３０は、トンネル内の天井側に設置され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。

警報表示板設備３２は、トンネル内の利用者に対して、トンネル内の異常を、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３４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。テレビ監視設備３６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３８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。更に、ＩＧ子局設備４０は、防災受信盤１２と外部に設けた上位設備である遠方監視制御設備４２とをネットワーク４４を経由して結ぶ通信設備である。

［設備の機能構成］
図２は図１に設けられた防災受信盤と設備機器の実施形態を機能構成により示した説明図である。

（防災受信盤）
図２に示すように、防災受信盤１２は盤制御部４６を備え、盤制御部４６は例えばプログラムの実行により実現される機能であり、ハードウェアとしてはＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。

盤制御部４６に対しては、２系統の伝送部４８と光送受信部５０が設けられ、一方の光送受信部５０からトンネル内に常用光回線１４－１が引き出され、他方の光送受信部５０からトンネル内に予備用光回線１４－２が引き出され、光分配器１５を介して例えば火災検知器２２と消火栓装置２４に対応して設けられた光変換器１８が分岐された光回線に接続されている。

なお、盤制御部４６に対する２系統の伝送部４８と光送受信部５０は、必要に応じて複数セットであっても良い。例えば、防災受信盤１２で上りトンネルと下りトンネルの防災設備を監視する場合には、盤制御部４６に対する２系統の伝送部４８と光送受信部５０は少なくとも２セット設けられる。

盤制御部４６に対しては、液晶ディスプレイ、プリンタ等を備えた表示部５２、各種スイッチ等を備えた操作部５４、スピーカ、警報表示灯等を備えた警報部５６、外部監視設備と通信するＩＧ子局設備４０を接続するモデム５８が設けられ、更に、図１に示した消火ポンプ設備２６、冷却ポンプ設備２８、換気設備３０、警報表示板設備３２、ラジオ再放送設備３４、テレビ監視設備３６及び照明設備３８が接続されたＩＯ部６０が設けられている。

伝送部４８は所定のシリアル通信プロトコルに従ってパケット信号（電気信号）を送受信する。

光送受信部５０は、伝送部４８からのパケット信号を所定の下り波長帯域の光信号に変換して光回線に送信し、また、光回線から受信した所定の上り波長帯域の光信号をパケット信号（電気信号）に変換して伝送部に出力する。

例えば、光送受信部５０は、電気信号を光信号に変換するレーザーダイオードを備えた電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）と、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを備えた光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）と、光回線からの上り波長帯域の光信号を分離すると共に光回線に下り波長帯域の光信号を合成して送り込むＷＤＭフィルタとを備える。

本実施形態にあっては、伝送部４８と光送受信部５０により、波長間隔の広い光波長多重通信として知られた例えばＣＷＤＭ（コアースＷＤＭ）伝送を行うことで、光増幅を途中で必要とすることなく、５０～８０キロメートル程度の伝送距離が確保され、１０キロメートルを超えるトンネル長であっても、適切に対応できる。

盤制御部４６は、常用光回線１４－１に対応した伝送部４８に指示し、光送受信部５０を介してトンネル内に設置された設備機器との間でパケット信号を送受信する制御を行う。

ここで、トンネル内に設置された設備機器は、盤制御部４６に対し検知信号やスイッチ信号を送信する火災検知器２２、発信機７６、消火栓スイッチ８０等の検知系の設備機器と、盤制御部４６により制御される赤色表示灯７４，応答ランプ７８等の制御系の設備機器に分けることができる。

このため盤制御部４６は、検知系の設備機器となる火災検知器２２、発信機７６、消火栓スイッチ８０に対しては、設備機器に割り当てられた固有のＩＰアドレスを順次指定したポーリングコマンドを含む呼出パケット信号を繰り返し送信する制御を行っており、検知系の設備機器は自己のＩＰアドレスに一致する呼出パケット信号を受信すると、火災検知やスイッチオン等の自己の状態情報を含む応答パケット信号を返信する。

また、盤制御部４６は、制御系の設備機器となる赤色表示灯７４，応答ランプ７８に対しては、制御を必要とする場合に、固有のＩＰアドレスを指定した制御コマンドを含む制御パケット信号を送信する制御を行い、検知系の設備機器は自己のＩＰアドレスに一致する呼出パケット信号を受信すると、表示灯の点灯や点滅といった制御を行わせる。

なお、盤制御部４６は、制御系の設備機器についても、検知系の設備機器と同様に、ＩＰアドレスを順次指定したポーリングコマンドを含む呼出パケット信号を繰り返し送信し、それぞれの状態を示す応答パケット信号を返信させるようにしても良い。

盤制御部４６による具体的に制御は次のようになる。盤制御部４６は、火災検知器２２からの火災情報を含む応答パケット信号（火災信号）の受信により火災を検知した場合は、警報部５６により火災警報を出力させると共にＩＯ部６０を介し他設備の連動を指示する制御を行う。

また、盤制御部４６は、消火栓装置２４に設けられた発信機７６の操作による火災通報情報を含む応答パケット信号（火災通報信号）の受信により火災を検知した場合は、警報部５６により火災警報を出力させると共にＩＯ部６０を介し他設備の連動を指示する制御を行い、更に、発信機７６が操作された消火栓装置２４に設けられている応答ランプ７８及び赤色表示灯７４のＩＰアドレスを指定した制御コマンドを含む制御パケット信号を送信する制御を行い、応答ランプ７８を点灯させると共に、赤色表示灯７４を点滅させる制御を行う。

一方、盤制御部４６は、伝送部４８に指示し、光送受信部５０を介して常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２に試験信号を所定周期毎に送信させる制御を行っており、終端装置２０は試験信号を正常に受信すると試験応答信号を送り返してくることから、これにより盤制御部４６は常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２が正常に機能していることを確認している。

これに対し例えば常用光回線１４－１に断線障害等が発生すると、終端装置２０からの試験応答信号が受信されなくなり、これにより盤制御部４６は常用光回線１４－１の障害と判断し、正常に機能している予備用光回線１４－２による送受信に切り替える制御を行う。

（設備機器側の機能構成）
図２に示すように、火災検知器２２及び消火栓装置２４が設けられた設備機器側には、光変換器１８が設けられる。光変換器１８は、常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２に対応した２系統の光送受信部６２を備え、その電気信号の送受信側を、切替部６４を介して信号変換部として機能するゲートウェイ６６に接続している。なお、常用光回線１４－１側の光送受信部６２は請求項の第１光送受信部に対応し、予備用光回線１４－２側の光送受信部６２は請求項の第２光送受信部に対応する。

光送受信部６２は防災受信盤１２に設けられた光送受信部５０と同様であり、電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）、光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）及びＷＤＭフィルタを備え、光回線からの下り波長帯域の光信号を電気信号に変換して切替部６４に出力し、また、切替部６４からの電気信号を上り波長帯域の光信号に変換して光回線に出力する。

切替部６４は、通常状態では、常用光回線１４－１側の光送受信部６２とゲートウェイ６６を接続させる状態に切り替えられており、常用光回線１４－１を使用して防災受信盤１２との間で信号の送受信を行っている。

これに対し常用光回線１４－１で断線障害が起きた場合には、常用光回線１４－１からの信号受信が断たれ、信号受信が所定時間を超えて断たれた場合に常用光回線１４－１の障害と判断し、予備用光回線１４－２側の光送受信部６２とゲートウェイ６６との接続状態に切り替える制御を行う。

更に、予備用光回線１４－２側の光送受信部６２とゲートウェイ６６との接続に切り替えた状態で、常用光回線１４－１側の光送受信部６２から信号受信の再開が検知された場合、常用光回線１４－１の障害復旧と判断し、常用光回線１４－１側の光送受信部６２とゲートウェイ６４との接続状態に切り替えて復旧させる制御を行う。

ゲートウェイ６６は、光回線側のＩＰプロトコルと設備機器側のＴＣＰプロトコル、例えば所定のＬＡＮプロトコルとなるイーサネット（登録商標）との間のプロトコル変換を行う。ゲートウェイ６６はＯＳＩ基本参照モデルでの７層全ての接続機能を持つが、ゲートウェイ６６をルーターに替えても良い。ルーターは、ＯＳＩ基本参照モデルの１～３層までの接続機能を持ち、同様に、光回線側のＩＰプロトコルと設備機器側の所定のＬＡＮプロトコルとの間のプロトコル変換が可能となる。

ゲートウェイ６６は設備機器側にＬＡＮ回線６８が接続されており、ＬＡＮ回線６８に対し火災検知器２２が直接接続されると共に、制御系の設備機器となる赤色表示灯７４と応答ランプ７８は制御器７０を介してＬＡＮ回線６８に接続され、また、検知系の設備機器となる発信機７６と消火栓スイッチ８０が別の制御器７２を介してＬＡＮ回線６８に接続されている。

なお、光変換器１８に設けられたゲートウェイ６６と火災検知器２２及び消火栓装置に設けられた制御器７０，７２との間の伝送はＬＡＮプロトコルによる伝送以外に、Ｒ型火災報知設備で使用されている火災伝送プロトコルとしても良い。

火災伝送プロトコルの場合、ゲートウェイ６６の伝送部から火災検知器２２及び制御器７０，７２の伝送部に対する下り信号は電圧モードの伝送であり、伝送路の電圧を所定の電圧範囲で変化させる電圧パルスとして伝送される。これに対し火災検知器２２及び制御器７０，７２の伝送部からのゲートウェイ６６の伝送部に対する上り信号は電流モードの伝送であり、伝送路に伝送データのビット１のタイミングで信号電流を流し、いわゆる電流パルス列として上り信号が伝送される。

図３は図２の消火栓装置側に設けられた制御器の実施形態を機能構成により示した説明図であり、図３（Ａ）が制御系の設備機器に使用される制御器を示し、図３（Ｂ）が検知系の設備機器に使用される制御器を示している。

図３（Ａ）の制御系の設備機器に使用される制御器７０は、端末制御部８２、ＬＡＮ伝送部８４及び駆動回路部８６を備える。端末制御部８２はＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。ＬＡＮ伝送部８４には固有のＩＰアドレスが設定されており、ＬＡＮ回線６８を介して受信したパケット信号のアドレスと自己アドレスが一致した場合、端末制御部８２はパケット信号に設定されている制御コマンドに基づく制御信号を駆動回路部８６に出力し、例えば設備機器として接続されている赤色表示灯７４を点滅させる制御を行う。なお、駆動回路部８６は通常状態では赤色表示灯７４を点灯状態に維持している。また、図２に示した応答ランプ７８に接続された制御器７０も図３（Ａ）と同様となる。

図３（Ｂ）の検知系に使用すれる制御器７２は、端末制御部８２、ＬＡＮ伝送部８４及び入力回路部８８を備える。ＬＡＮ伝送部８４には固有のＩＰアドレスが設定されている。入力回路部８８には設備機器として例えば発信機７６が接続されており、発信機７６の押釦操作によりスイッチがオンされると、入力回路部８８がスイッチオンを検知して火災通報信号を出力する。端末制御部８２は入力回路部８８からの火災通報信号を検知すると、ＬＡＮ伝送部８４に指示し、防災受信盤１２のＩＰアドレス及び火災通報情報が設定されたパケット信号を生成して送信させる制御を行う。

なお、発信機７６に使用するスイッチはノンロック型のスイッチとすることが望ましい。発信機７６にノンロック型のスイッチを使用することで、スイッチ操作を行った後の復旧操作が不要となる。

また、図２に示した消火栓スイッチ８０に接続された制御器７２も図３（Ｂ）と同様となる。また、消火栓スイッチ８０は消火栓装置２４に設けられた消火栓弁開閉レバーを開放位置に操作した場合にオンするスイッチであり、防災受信盤１２に対し消火ポンプ設備のポンプ起動コマンドを含むパケット信号が送信される。更に、消火栓スイッチ８０には、消火栓装置２４内に設けられた消防隊が使用する消火ポンプ起動スイッチ（図示せず）が並列接続されている。

また、図２の火災検知器２２は、ＬＡＮ伝送部の機能が内蔵されていることから、制御器を外付けする必要はない。また、図２にあっては、制御器７０，７２を設備機器に外付けしているが、両者を一体化した設備機器としても良い。

また、図３に示した制御器７０，７２の電源は、図１に示したように防災受信盤１２から電源線１６により供給しているが、発信機７６や消火栓スイッチ８０等の通常状態ではオフしている図３（Ｂ）の設備機器の制御器７２については、電池電源を設け、スイッチがオフしている通常状態では電池電源により制御器７２を動作させ、火災時や点検時にスイッチ操作が行われた場合に、防災受信盤１２からの電源に切り替えて制御器７２を動作させるようにし、これにより設備機器側の電力消費を低減させる。

また、図３（Ａ）（Ｂ）の制御器７０，７２のＣＰＵを備えた端末制御部８２について、通常状態ではスリープモードとして消費電力を節減し、表示制御やスイッチ操作が行われた場合にウェイクアップによりスリープモードを解除して通常モードにより動作させるようにしても良い。

（終端装置の機能構成）
図４は図１に設けられた終端装置の実施形態を機能構成により示した説明図である。図４に示すように、終端装置２０は、常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２に対応して２系統に光送受信部９０とゲートウェイ９２が設けられ、ゲートウェイ９２に続いて終端制御部９６が設けられている。

２系統の光送受信部９０は、図２の光変換器１８に設けられた光送受信部６２と同じであり、光回線からの下り波長帯域の光信号を電気信号に変換してゲートウェイ９２に出力し、また、ゲートウェイ９２からの電気信号を上り波長帯域の光信号に変換して光回線に出力する。

２系統のゲートウェイ９２も、図２の光変換器１８に設けられたゲートウェイ６６と同様であり、光送受信部９０側のＩＰプロトコルと終端制御部９６側のＴＣＰプロトコルとの変換を行う。

終端制御部９６は、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２の各々に対し防災受信盤１２側から所定周期で送信された試験パケット信号を受信して試験応答パケット信号を送信させる制御を行っており、例えば、常用光回線１４－１側の光送受信部９０及びゲートウェイ９２を介した試験パケット信号の受信が停止すると、試験応答パケット信号が送信されなくなり、これにより防災受信盤１２側で常用光回線１４－１の断線障害が判断され、予備用光回線１４－２を使用した光通信に切り替えられる。

［設備機器に１対１に対応した光変換器］
（光回線の直接分岐）
図５は図１に設けられた防災受信盤と設備機器の他の実施形態を機能構成により示した説明図である。

図５に示すように、本実施形態にあっては、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２に複数の光分配器１５を設け、各光分配器１５に光変換器１８を介して設備機器を個別に接続したことを特徴とする。

ここで、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２に設けられる複数の光分配器１５は、複数の光分配器を収容した光分配装置を使用することから、簡単且つ容易に光回線の接続分岐が可能である。

また、本実施形態にあっては、設備機器に１対１に対応して光変換器１８が設けられたことを特徴とする。

図５に示すように、防災受信盤１２側の機能構成は、図２の実施形態と同じであるが、設備機器側については、火災検知器２２に対応して光変換器１８が設けられ、また、消火栓装置２４に設けられた赤色表示灯７４、発信機７６、応答ランプ７８及び消火栓スイッチ８０の各々に対応して光変換器１８が設けられている。

光変換器１８は、図２に示したように、常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２に対応した２系統の光送受信部６２を備え、光送受信部６２を切替部６４を介して信号変換部として機能するゲートウェイ６６に接続しているが、ゲートウェイ６６のＬＡＮポートに、制御器７０又は制御器７２を介して設備機器を個別に接続している。

このように設備機器毎に光変換器１８を個別に設けることにより、設備機器に光通信機能を実装したと同等の取り扱いが可能となり、光回線を用いた通信システムの構築が容易となる。

また、設備機器側に障害が発生した場合、他の設備機器に影響を及ぼすことなく、障害を起こした設備機器を光変換器１８を含めて必要な修理交換を容易に行うことを可能とする。

（分岐した光回線）
図６は図１に設けられた防災受信盤と設備機器の他の実施形態を機能構成により示した説明図である。

図６に示すように、本実施形態にあっては、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２を設備機器側で光分配器１５により分岐し、分岐した光回線に光変換器１８を介して設備機器を接続したことを特徴とする。

このように常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２を分岐した光回線に設備機器を接続することで、図５の実施形態に比べ、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２における光信号の損失を低減できる。

また、図５の実施形態と同様に、設備機器毎に光変換器１８を個別に設けることにより、設備機器に光通信機能を実装したと同等の取り扱いが可能となり、光回線を用いた通信システムの構築が容易となり、また、設備機器側に障害が発生した場合、他の設備機器に影響を及ぼすことなく、障害を起こした設備機器を光変換器１８を含めて必要な修理交換を容易に行うことを可能とする。

［非常電話設備］
図７は光回線を利用した非常電話設備が設けられたトンネル非常用設備の概要を示した説明図、図８は図７に設けられた防災受信盤と設備機器の実施形態を機能構成により示した説明図、図９は消火栓装置側の電話ジャックに接続して使用される携帯電話機を示した説明図である。

（非常電話設備の構成）
図７に示すように、本実施形態にあっては、図１に示したトンネル非常用設備に対し、更に、トンネル内に設置された消火栓装置２４と監視センターに設置された防災受信盤１２との間で、消火栓装置２４の点検作業を行う点検員が連絡を取り合うため等に使用する非常電話設備が設けられている。

本実施形態の非常電話設備は、デジタル電話設備として知られたＶｏＩＰ電話設備（ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル電話設備）が設置される。

本実施形態のＶｏＩＰ電話設備は、防災受信盤１２にセンター側電話機９８が設けられ、また、消火栓装置２４の電話ジャックに携帯電話機１００が接続され、センター側電話機９８と携帯電話機１００の通話接続には予備用光回線１４－２が使用され、予備用光回線１４－２の監視センター側に電話番号管理サーバ１０２が接続されている。

図８の機能構成に示すように、防災受信盤１２に設けられたセンター側電話機９８は、予備用光回線１４－２に対応した光送受信部５０にゲートウェイ１０４を介して接続されている。防災受信盤１２のそれ以外の機能構成は図２と同じになる。

設備機器側に設けられた光変換器１８は、予備用光回線１４－２に対応した光送受信部６２にゲートウェイ１０６が接続され、ゲートウェイ１０６に対し消火栓装置２４に設けられた電話ジャック１０８が接続されている。それ以外の設備機側の機能構成は図２の実施形態と同じになる。

消火栓装置２４の電話ジャック１０８には図９に示す携帯電話機１００が接続される。図９に示すように、携帯電話機１００は、受話部１１０、送話部１１２及び操作部１１４を備え、カールコード１１６の先端に電話プラグ１１８が接続されており、電話プラグ１１８を図８に示した消火栓装置２４側の電話ジャック１０８に差し込むことで通話に使用できる。

このように本実施形態のＶｏＩＰ電話設備は、センター側電話機９８、電話番号管理サーバ１０２、ゲートウェイ１０４，１０６、携帯電話機１００が接続される電話ジャック１０８で構成されており、点検を行う消火栓装置２４の電話ジャック１０８に携帯電話機１００を接続した状態で、防災受信盤１２のセンター側電話機９８との間で通話を行うことを可能としている。

（通話制御）
ＶｏＩＰ電話設備による通話制御は、相手電話機を呼出す呼出し制御と、音声データの送受信制御で構成される。例えば電話ジャック１０８に、点検員が携帯電話機１００を接続した場合を例にとって通話制御を説明すると次のようになる。

点検員は自己の携帯電話機１００により相手先となるセンター側電話機９８の電話番号をダイヤルする。携帯電話機１００からのダイヤル信号を受けたゲートウェイ１０６は、光送受信部６２及び予備用光回線１４－２を介して電話番号管理サーバ１０２に相手先のＩＰアドレスを問い合わせる。電話番号管理サーバ１０２はゲートウェイ１０６からの問い合わせて対し相手先となる防災受信盤１２のゲートウェイ１０４のＩＰアドレスを回答する。

電話番号管理サーバ１０２からＩＰアドレスの回答を受けた光変換器１８のゲートウェイ１０６は、回答として受けたＩＰアドレスを宛先として呼出信号を送信する。この呼出信号は防災受信盤１２のゲートウェイ１０４で受信され、センター側電話機９８による呼出しが始まる。呼出しを受けた監視センター側に待機していた点検員は、センター側電話機９８のフックアップ操作を行うことで呼出しが完了し、通話接続状態となる。

点検員同士が携帯電話機１００とセンター側電話機９８を用いて通話を行うと、例えば消火栓装置２４側の点検員による携帯電話機１００からの音声信号はゲートウェイ１０６で圧縮符号化された後にＩＰパケットに変換され、光送受信部６２で光信号に変換されて予備用光回線１４－２に送信される。センター側電話機９８のゲートウェイ１０４は光送受信部５０から自分宛のＩＰパケットを受けて音声信号に戻し、センター側電話機９８から音声を出力させ、監視センター側の点検員はこれを聞くことができる。

（ゲートウェイ機能を備えた携帯電話機）
図８の実施形態は、消火栓装置２４側の光変換器１８に、携帯電話機１００の通話に使用するゲートウェイ１０６を設けているが、携帯電話機１００にはゲートウェイ機能を備えたものがあり、ゲートウェイ機能を備えた携帯電話機１００を使用する場合には、光変換器１８のゲートウェイ１０６を取り除き、電話ジャック１０８を予備用光回線１４－２側の光送受信部６２に接続する。

このようにゲートウェイ機能が設けられた携帯電話機１００を使用することで、消火栓装置２４側の光変換器１８にゲートウェイ１０６を設ける必要がなくなり、ＶｏＩＰ電話設備の構成が簡単となり、設備コストを低減することができる。

［光中継増幅器による回線障害の迂回制御］
図１０は光中継増幅器により回線障害を迂回させる光回線を用いたトンネル非常用設備の他の実施形態を示した説明図であり、図１０（Ａ）は通常状態を示し、図１０（Ｂ）は回線障害の発生状態を示す。

図１０（Ａ）に示すように、防災受信盤１２からトンネル１０内に常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２が引き出され、図１に示した火災検知器２２及び消火栓装置２４毎に光変換器１８が常用光回線１４－１に接続され、更に、終端には終端装置２０が接続されている。

ここで、光変換器１８は常用光回線１４－１のみに接続されていることから、図２に示した光送受信部６２は１系統だけで良く、また、切替部６４は不要となる。

これに加え本実施形態にあっては、常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２の途中に光中継増幅器１２０が設けられている。光中継増幅器１２０は常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２から受信した光信号を再生増幅し、再び光信号に変換して送信すると共に、光回線の障害発生時に、予備用光回線１４－２と常用光回線１４－１の間で光信号を送受信させる迂回制御機能を備える。この迂回制御機能は終端装置２０にも設けられている。

また、常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２の途中に光中継増幅器１２０が設けられたことに伴い、防災受信盤１２は光中継増幅器１２０との間の常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２を監視し、また、光中継増幅器１２０は終端装置２０との間の常用光回線１４－１と予備用光回線１４－２を監視している。

この光回線の監視のため、防災受信盤１２は光中継増幅器１２０に対し周期的に試験信号を送信し、これを受信して光中継増幅器１２０は試験応答信号を送信する。また、光中継増幅器１２０は終端装置２０に対し周期的に試験信号を送信し、これを受信して終端装置２０は試験応答信号を送信する。

いま、図１０（Ｂ）に示すように、防災受信盤１２と光中継増幅器１２０の間の常用光回線１４－１で断線障害が発生したとする。防災受信盤１２は光中継増幅器１２０に対し送信している試験信号に対する試験応答信号が受信できなくなることで、断線障害の発生を検知し、予備用光回線１４－２を使用して光中継増幅器１２０に迂回制御を指示し、併せて、常用光回線１４－１及び予備用光回線１４－２の両方に対する光信号の送受信に切り替える。

防災受信盤１２からの迂回制御の指示を受けた光中継増幅器１２０は、点線で示すように、予備用光回線１４－２から受信した光信号を再生した後に再び光信号に変換して常用光回線１４－１に送信し、また、常用光回線１４－１から受信した光信号を再生した後に再び光信号に変換して予備用光回線１４－２に送信する。

このため常用光回線１４－１に断線障害１３０が起きても、断線障害１３０の発生箇所に対し終端側の常用光回線１４－１に接続している光変換器１８には、予備用光回線１４－２から光中継増幅器１２０により迂回する経路で光信号が伝送され、断線障害１３０の発生により通信不能に陥ることはない。

また、光中継増幅器１２０と終端装置２０の間の常用光回線１４－１で断線障害が発生した場合には、終端装置２０が迂回制御を行うことで、断線障害の発生により光変換器１８との間で通信不要に陥ることはない。なお、光中継増幅器１２０は１台に限定されず、必要に応じて複数台設けても良い。

［本発明の変形例］
（ＯＬＴとＯＮＵ）
上記の実施形態は、防災受信盤１２及び設備機器側の光変換器１８に、光送受信部５０，６２の機能を設けているが、防災受信盤１２の光送受信部５０としては、光通信に使用されているＯＬＴ（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）を使用し、設備機器側の光送受信部６２としては、光回線終端装置として知られたＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）を使用しても良い。

（ゲートウェイ装置）
上記の実施形態では、設備機器側の光変換器１８や終端装置２０にゲートウェイ６６，９２の機能を設けているが、ゲートウェイ６６，９２としては、市販のゲートウェイ装置を使用しても良い。

（設備機器）
上記の実施形態は、光回線により監視制御される設備機器として、火災検知器と消火栓装置に設けられた赤色表示灯、発信機、応答ランプ及び消火栓スイッチを例にとっているが、これ以外の非常用設備の設備機器についても、同様に適用される。

（光回線）
上記の実施形態は、防災受信盤からトンネル内に常用光回線と予備用光回線を引き出して設備機器を接続しているが、これに限定されない。例えば、防災受信盤及びトンネル内の複数の設備機器を、光回線によりリング接続し、通常は、防災受信盤からリング光回線の一方向に光信号を送信し、また、リング光回線に断線障害が発生した場合、防災受信盤からリング光回線の双方向に光信号を送信してリカバリする。また、必要に応じてリング光回線を２重にしても良い。

（非ＩＰ化）
上記の実施形態は、火災検知器及び消火栓装置に設けられた赤色表示灯、発信機、応答ランプ及び消火栓スイッチ等の設備機器の伝送部にＩＰアドレスを設定することにより、防災受信盤と設備機器との間で光回線を介してＩＰプロトコルに従った伝送制御を行っているが、これに限定されない。例えば、端末機器にＩＰアドレス以外のアドレスを設定し、所定の通信プロトコル、例えばＲ型火災報知設備で使用されている火災伝送プロトコルによる光回線を介した伝送制御としても良い。

（その他）
また、本発明は、その目的と利点を損なうことの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。

１０：トンネル
１２：防災受信盤
１４－１：常用光回線
１４－２：予備用光回線
１５：光分配器
１６：電源線
１８：光変換器
２０：終端装置
２２：火災検知器
２４：消火栓装置
４６：盤制御部
４８：伝送部
５０，６２，９０：光送受信部
６４：切替部
６６，９２，１０４，１０６：ゲートウェイ
６８：ＬＡＮ回線
７０，７２：制御器
７４：赤色表示灯
７６：発信機
７８：応答ランプ
８０：消火栓スイッチ
８２：端末制御部
８４：ＬＡＮ伝送部
８６：駆動回路部
８８：入力回路部
９６：終端制御部
９８：センター側電話機
１００：携帯電話機
１０２：電話番号管理サーバ
１０８：電話ジャック
１２０：光中継増幅器

Claims

トンネル内に所定の設備機器が設置されたトンネル非常用設備であって、
前記設備機器との間で光信号を送受信する防災受信盤と、
前記防災受信盤から終端装置まで敷設され、前記設備機器に接続される光回線が前記終端装置を介することなく分岐接続される常用光回線と、
前記防災受信盤から前記終端装置まで敷設され、前記設備機器に接続される光回線が前記終端装置を介することなく分岐接続される予備用光回線と、
を備え、
前記防災受信盤は、自身から前記終端装置までの間に敷設された前記常用光回線が正常か否かを試験して、試験結果に基づき前記設備機器との間で前記光信号を送受信するための光回線を切り替えることを特徴とするトンネル非常用設備。
トンネル内に所定の設備機器が設置されたトンネル非常用設備であって、
前記設備機器との間で光信号を送受信する防災受信盤と、
前記防災受信盤から終端装置まで敷設され、前記設備機器に接続される光回線が前記終端装置を介することなく分岐接続される常用光回線と、
前記防災受信盤から前記終端装置まで敷設され、前記設備機器に接続される光回線が前記終端装置を介することなく分岐接続される予備用光回線と、
を備え、
前記防災受信盤は、自身から前記終端装置までの間に敷設された前記常用光回線及び前記予備用光回線が正常か否かを試験して、試験結果に基づき前記設備機器との間で前記光信号を送受信するための光回線を切り替えることを特徴とするトンネル非常用設備。