JPH0540887A - 避難シミユレーシヨンシステム及び避難誘導システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短時間内の環境の変化に対応して避難シミュ
レーションを行う避難シミュレーションシステムを提供
すること。 【構成】 避難シミュレーションシステムは、地下街や
ビル等の建築物内での火災発生時に煙に対する挙動をシ
ミュレーションする煙挙動シミュレータ２４と、前記煙
挙動シミュレータ２４による煙挙動のシュミレーション
結果も含めて建築物内からの避難経路等を想定する避難
シュミレータ２とからなる。煙挙動シミュレータ２４
は、人間の避難に伴うドアの開閉による圧力の変化や屋
内の空間条件と火災条件を取り込み、煙濃度、煙温度、
煙高さについて任意の時間まで計算する。このようにし
て得られた結果は、避難シュミレータ２に送り知識ルー
ルベースにより最適な避難経路を選択するようにしてい
る。これにより、ドアの開閉といった環境の変化の煙に
対する影響も考慮でき、より最適な避難経路の計算が行
なえることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築物での災害に帯す
る避難シミュレーションシステム及び避難誘導システム
に係り、特に、煙挙動シュミレータと避難シュミレータ
との間でデータ交換を行い、かつ知識ルールベースによ
り最適避難経路を選択するとともに、その選択された最
適避難経路のデータベースに従って避難経路を誘導する
避難シミュレーションシステム及び避難誘導システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】事務所、ホテルあるいは地下街等の建築
物において、火災発生等の災害時には、その建築物の在
館者を安全に建築物外に避難誘導する必要がある。この
ため、従来、避難誘導システムが採用されている。

【０００３】図５は、従来の避難誘導システムの説明図
である。図５において、火災報知器、煙感知器等の異常
検出器あるいは人間からの非常通報により（ステップ
（Ｓ）６０１）、または防火・監視により（Ｓ６０
２）、火災の発生及び状況を覚知すると（Ｓ６０３）、
防災センタ等での人間の判断に基づいて（Ｓ６０４）、
非常放送による避難指令を行い（Ｓ６０５）、かつ排煙
機の起動を行っている（Ｓ６０６）。これにより、避難
者は、通路壁面等に設けられた避難方向指示器によって
非常口の方向を確認して避難していた。

【０００４】しかしながら、従来の避難誘導システムに
おいては、避難方向指示器は指示方向が固定されたもの
であり、また排煙機の運転モードも画一的なため建築物
内の人員分布や火点に応じた避難指示や避難者の安全を
重視した排煙運転が行われていないという問題があっ
た。

【０００５】また、このような避難誘導システムを採用
していても、実際には当該避難誘導手順通りの避難が行
われていないことが多かった。これは、実際に災害にな
ったときに人間の行動が、上述のシステムに沿って行わ
れないことに原因がある。そこで、建築物の構造や避難
設備等の条件を基に避難シミュレータを採用して避難シ
ミュレーションを行っていた。

【０００６】ところで、この避難で最も障害となるのは
煙であると言われている。このため、安全に避難するた
めには煙挙動を的確にシュミレーションすることが必要
である。この煙挙動は、建物の形状に影響されるのはも
ちろんであるが、避難者によるドアの開閉といった環境
の変化によっても大きな影響をうける。したがって、避
難によって生じた環境変化によって煙挙動が大きく変化
し、これに伴って避難経路の変更が予儀なくされること
があり、相互に影響しあう。

【０００７】ところが、従来の避難シミュレータと煙挙
動シミュレータとは互いに独立しており、別々に計算を
行っていた。このような構成にあっては環境の変化に伴
う最適避難経路を求めることは難しいという問題があっ
た。

【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解
消し、短時間内の環境の変化に対応して避難シミュレー
ションを行うとともに、当該シミュレーション結果を基
に避難誘導ができる避難シミュレーションシステム及び
避難誘導システムを提供するにある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明による避難シミュレーション
システムは、地下街やビル等の建築物内での火災発生時
に煙に対する挙動をシミュレーションする煙挙動シミュ
レータと、前記煙挙動シミュレータによる煙挙動のシュ
ミレーション結果も含めて建築物内からの避難経路等を
想定する避難シュミレータとを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１０】請求項２記載の発明による避難シミュレー
ションシステムは、前記避難シュミレータが、煙挙動の
シュミレーション結果を入力データとして使用し、避難
のシュミレーション結果を前記煙挙動シュミレータにフ
ィードバックすることを特徴としている。

【００１１】請求項３項記載の発明による避難誘導シス
テムは、対象とする建築物の空間条件と建築物の使用状
況に応じて種々想定される火点と建築物の排煙設備の設
置場所及び能力のデータを用いて火災発生時の煙挙動を
解析する煙挙動シュミレータの解析結果によって蓄積さ
れた煙挙動データベースと、当該空間条件と当該使用状
況に応じて種々想定される人員分布状況とを用いて当該
火災発生時の避難挙動を解析する避難挙動シュミレータ
の解析結果によって蓄積された避難挙動データベースと
を使用し、排煙機及び避難システムを動作させることを
特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１及び２記載の発明では、人間の避難に
伴うドアの開閉による圧力の変化や屋内の空間条件と火
災条件を煙挙動シュミレータに入力し、煙濃度、煙温
度、煙高さについて任意の時間まで計算し、得られた結
果を避難シュミレータに送り知識ルールベースにより最
適な避難経路を選択するようにしている。これにより、
ドアの開閉といった環境の変化の煙に対する影響も考慮
でき、より最適な避難経路の計算が行なえることにな
る。

【００１３】請求項３記載の発明による避難誘導システ
ムは、種々の想定火点及び人員分布に基づく、煙挙動及
ぶ避難挙動のシュミレーション結果をデータベースとし
て蓄積し、火災時には火災に関する検出情報に応じてデ
ータべースから対応データを呼出し、このデータにもと
づいた排煙運転、及び避難指示・誘導を行うことによ
り、安全で確実な避難が可能になる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明について図示の実施例に基づい
て説明する。図１は、本発明の避難シミュレーションシ
ステムの一実施例を示すブロック図である。図１に示す
避難シミュレーションシステムは、外部からの条件入力
のための入力装置であるキーボード１と、与えられた条
件から最適避難経路を推論する避難シュミレータ２と、
得られた結果を出力するディスプレイ３とから構成され
ている。ここで、避難シュミレータ２は、推論に用いる
知識を格納する知識フレーム部２１と、最適避難経路を
推論する推論部２２と、推論ルールの制御を行うルール
制御部２３と、煙挙動シュミレータ２４とから構成され
ている。

【００１５】また、避難シュミレータ２について、図２
のブロック図を参照しながらさらに詳述すると、知識フ
レーム部２１は階層構造をなし、上位フレームの概念は
下位フレームに継承する。知識制御部２１１には、同一
階層に火災条件フレーム２１２、空間条件フレーム２１
３、避難者属性フレーム２１４がある。また、空間条件
２１３の下層には各ドアの条件フレーム２１５，２１６
に承継する。この空間条件フレーム２１３の下位にある
開口部条件フレーム２１５，２１６は避難者によってド
アの開閉状態が変化すると、直ちに更新される。避難者
属性フレーム２１４内の避難者歩行速度に関する知識
は、避難者条件フレーム２１７，２１８に継承する。こ
れにより状況変化に対応した避難シュミレーションが可
能である。

【００１６】図３は、推論部２３の動作を説明するため
のフローチャートである。図３において推論部２３は、
まず煙挙動シュミレータにより煙挙動を計算し（ステッ
プ（Ｓ）３０１）、煙挙動データフレームを作成する
（Ｓ３０２）。次に、推論部２３は、避難シミュレータ
の推論を開始させ（Ｓ３０３）、知識フレーム部２１か
ら推論に必要な知識を読み込む（Ｓ３０４）。ここで
は、火災条件、空間条件、避難者属性である。次に、推
論部２３における避難シミュレータは、前述のとおり作
成した煙挙動データフレームより煙挙動に関するデータ
を読み込む（Ｓ３０５）。推論部２３における避難シミ
ュレータは、前記知識を判断基準に用い、最適避難経路
の推論を行う（Ｓ３０６）。そして、推論部２３は避難
完了かを判断し（Ｓ３０７）、まだであるなら開口条件
を変更し（Ｓ３０８）、再び煙挙動シミュレータを動作
させる（Ｓ３０１）。また、避難完了なら（Ｓ３０
７）、推論を停止し、その結果を出力する（Ｓ３０
９）。

【００１７】なお、上記推論部２３での推論のルール
は、例えば次のようになる。 ｉｆ 第１ドアまでの距離が第２ドアまでの距離より小さい。 then 第１ドアに進む。 １．０ ｉｆ 第１ドアの人数が第２ドアの人数より大きい。 then 第２ドアに進む。 ０．７ ： ： ： ： ｉｆ 第１ドアの人の通過が済である。

【００１８】then 第１ドアの流量計数を１にする。

【００１９】このようにｉｆが成立する場合、then以下
の結論が得られ、前記結論の確かさは確信度（範囲：−
１〜１）で与えられることになる。この段階では、結論
が１つに絞れないため、確信度の最も高い結論を最適結
論とする。前記方法により最適通過ドアを決定する。こ
の段階で避難が完了していれば、推論結果をディスプレ
イ３に出力し、完了していない場合は、開口部条件フレ
ームの更新を行い、前記方法を用いて最適通過ドアの決
定を行っている。

【００２０】次に、以下に述べる難誘導システムでは、
上述したような避難シミュレーションシステムにより避
難シミュレーションをした結果を生かすものである。こ
の避難誘導システムは、図示しないが、建築物内部に所
定間隔で設置された複数個の環境異常検出器からの信号
により火災の有無を監視するとともに、建築物の各防火
区画ごとに設けられた人員分布検出機構からの信号によ
り人員分布を検出できる監視装置と、煙を建築物外部へ
排出する排煙機と、避難時に避難方向を指示する避難方
向指示器等の誘導システムと、これら排煙機及び誘導シ
ステムを動作させる制御器と、図１に示す避難シミュレ
ータ２とから構成されている。

【００２１】図４は、本発明の避難誘導システムの運用
手順を説明するためのフローチャートである。図４にお
いて、データベースからの作成するための事前シュミレ
ーション部分は、前記避難シミュレータ２の煙挙動シミ
ュレータ２４で処理される部分（Ｓ４０１〜Ｓ４０５）
と、避難挙動シュミレータ２の主に推論部２２で処理さ
れる部分（Ｓ４０６〜Ｓ４１２）とから構成される。こ
れは、第一の実施例と異なる処理と一見すると見える
が、基本的には第一実施例と同一処理を実行しているこ
とになる。事前シュミレーションを行う場合は、まず煙
挙動の解析を行う。煙挙動シミュレータ２４に、建築物
の大きさ及びその空間構成等の空間条件を入力し（Ｓ４
０１）、使用状況（目的）等から考えられる火災ポテン
シャルに基づいて想定される種々の火点を入力する（Ｓ
４０２）。同様に、煙挙動シミュレータ２４に排煙入力
すると（Ｓ４０３）、煙挙動シミュレータ２４が挙動解
析を実行する（Ｓ４０４）。そして、あらかじめ用意さ
れた複数個の運転モードから煙拡散域が最小となるよう
な排煙運転モードを煙挙動シミュレータ２４により選定
する。

【００２２】次に、この時の煙挙動解析結果について、
避難シミュレータ２に種々想定される人員分布パターン
を入力するとともに（Ｓ４０６）、避難パターンを入力
する（Ｓ４０７）。これにより、避難シミュレータ２は
煙から隔離された避難経路を選定する（Ｓ４０９）。こ
のようにして、想定される種々火点及び種々人員分布状
況の全てについて検討し、排煙運転モードと安全避難経
路を選定し、煙挙動避難挙動解析の時経列データととも
にデータベースとして格納しておく（Ｓ４１０〜Ｓ４１
２）。

【００２３】さて、監視装置（図示せず）は、常時火災
等のセンシングをし（Ｓ４５０）、火災・煙信号を検出
する（Ｓ４５１）。監視装置で火災・煙信号を検出した
ときには（Ｓ４５１）、監視者はその信号が正しいもの
であるかを判断し（Ｓ４５２）、正しくなければ通常の
監視状態にするが、正しいときには発火点の特定をする
とともに（Ｓ４５３）、必要なら鎮火活動に移行する。
発火点の特定をした後に（Ｓ４５３）、直ちに人員分布
をセンシングし（Ｓ４５４）、特定される火点とその時
の人員分布状況を避難シミュレータ２に入力し（Ｓ４５
５）、前述の事前シュミレーションによって得られたデ
ータベースから対応するデータを呼出す（Ｓ４５６，Ｓ
４５７）。この呼び出したデータ上の排煙運転モード及
び推奨避難経路のそれぞれに基づき、制御器により排煙
機を運転し（Ｓ４５８）、かつ誘導システムを作動させ
ることにより避難指示を行い（Ｓ４５９）、これを火災
が鎮火するまで継続する（Ｓ４６０〜Ｓ４６１）。これ
により、最も安全で、確実な避難誘導を行うことができ
る。

【００２４】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、データ上の運転モード、避難経路に応
じた運転等をそのまま実施せずに、対応データを参考に
防火管理者等が最終決定を行っても良いし、同様なシス
テムを煙挙動、排煙運転についてだけ実施しても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、実際の火災時における避難状況が的確にかつ
短時間にシミュレーションでき、その状況に応じた最適
避難経路を把握することができる効果がある。

【００２６】また、請求項３記載の発明によれば、事前
に行った煙挙動及び避難挙動の種々解析結果から、火災
発生状況に適合した排煙運転モード、推奨避難経路が選
択可能であり、状況に応じた排煙運転及び避難指示が可
能な避難誘導システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る避難シミュレーションシス
テムの実施例を示すブロック図である。

【図２】図２は知識フレーム部の構成図である。

【図３】図３は推論部の処理手順を示す説明図である

【図４】図４は本発明の避難誘導システムの実施例を説
明するための図である。

【図５】図５は従来の避難システムの説明図である。

【符号の説明】

１ キーボード ２ 避難シミュレータ ３ ディスプレイ ２１ 知識フレーム部 ２２ 推論部 ２３ ルール制御部 ２４ 煙挙動シュミレータ ２１１ 知識制御部 ２１２ 火災条件フレーム ２１３ 空間条件フレーム ２１４ 避難者属性フレーム ２１５ 開口部条件フレーム ２１６ 開口部条件フレーム ２１７ 避難者条件フレーム ２１８ 避難者条件フレーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地下街やビル等の建築物内での火災発生
   時に煙に対する挙動をシミュレーションする煙挙動シミ
   ュレータと、前記煙挙動シミュレータによる煙挙動のシ
   ュミレーション結果も含めて建築物内からの避難経路等
   を想定する避難シュミレータとを備えたことを特徴とす
   る避難シュミレーションシステム。
2. 【請求項２】 前記避難シュミレータは、煙挙動のシュ
   ミレーション結果を入力データとして使用し、避難のシ
   ュミレーション結果を前記煙挙動シュミレータにフィー
   ドバックすることを特徴とする請求項１記載の避難シミ
   ュレーションシステム。
3. 【請求項３】 対象とする建築物の空間条件と建築物の
   使用状況に応じて種々想定される火点と建築物の排煙設
   備の設置場所及び能力のデータを用いて火災発生時の煙
   挙動を解析する煙挙動シュミレータの解析結果によって
   蓄積された煙挙動データベースと、当該空間条件と当該
   使用状況に応じて種々想定される人員分布状況とを用い
   て当該火災発生時の避難挙動を解析する避難挙動シュミ
   レータの解析結果によって蓄積された避難挙動データベ
   ースとを使用し、排煙機及び避難システムを動作させる
   ことを特徴とする避難誘導システム。