JP6547427B2 - 火災検知装置、火災検知システム、火災検知方法、及び火災検知プログラム - Google Patents

火災検知装置、火災検知システム、火災検知方法、及び火災検知プログラム Download PDF

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Description

本発明は、火災検知装置、火災検知システム、火災検知方法、及び火災検知プログラムに関する。
山火事等の火災による被害を最小にするため早期に火災を検知するシステムの一つとして、赤外線カメラの画像から高温部（熱源）を検出するシステムが知られている。
また、山火事を検知するシステムとして、その他に、可視光画像から煙を検出する方式のシステムや、人工衛星に搭載されたカメラで撮影された画像から検出する方式のシステム等が知られている。
また、カメラを用いて火災を検知するシステムの一つとして、煙濃度や温度等を感知する感知器のデータに基づいて火災が発生したと判定した場合に、火災が発生した箇所をテレビカメラで撮影するシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
また、火災により発生する煙の有無により火災の発生を検知する火災検知器の一つとして、光電又はイオン化煙検知器とＣＯ２センサとを組み合わせることにより、誤警報を低減する火災検知器が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
また、火災を早期に発見する方法の一つとして、検出する火災のサインが異なる２種類の検知器を用い、当該２種類の検知器の検知結果に基づいて火災が発生したか否かを判定する方法が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
特開平７−２５４０９６号公報 特表２０００−５０４１３２号公報 特表２０００−５１６０００号公報
赤外線カメラの画像からわかるのは、撮影範囲内に存在する物体等の温度であり、高温部が高温になっている理由まではわからない。撮影範囲内に存在する物体等が高温になる要因には、火災による熱の他、例えば、日照による温度上昇等もある。そのため、監視員が赤外線カメラの画像を常時監視して火災発生の有無をチェックしなければならない。
また、可視光画像から煙を検出する場合、例えば、火災による煙なのか、他の理由による一時的な煙なのかを画像から判断することが難しい。
更に、山中等の広範囲を対象とした火災の検知に赤外線カメラや可視光画像を撮影するカメラを用いる場合、広範囲に多数のカメラを設置する必要があり、導入コストが増大する。
一つの側面において、本発明は、火災の発生を早期に精度良く検知することが可能な検知システムを低コストで提供することを目的とする。
１つの態様の火災検知システムは、火災の発生を検知する火災検知装置と、火災検知装置と通信可能に接続されたサーバと、を備える。火災検知装置は、ガスセンサと、粒子径分布測定器と、制御装置と、を備える。ガスセンサは測定空間中のガス性物質を検知し、粒子径分布測定器は測定空間中の微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定する。制御装置は、ガスセンサの検知結果から測定空間中の煙の有無の判定を行い、測定空間中に煙が存在すると判定した場合には、粒子径分布測定器を動作させて、粒子径分布測定器の測定結果と判定値との比較結果に基づいて火災が発生したか否かを判定し、測定空間中に煙が存在しないと判定した場合には、所定の期間が経過する度に粒子径分布測定器を動作させて、判定値を、粒子径分布測定器の測定結果に更新する。また、制御装置は、火災が発生したと判定すると、サーバに火災発生信号を送信する。
上述の態様によれば、火災の発生を早期に精度良く検知することが可能な検知システムを低コストで提供することができる。
一実施形態に係る山火事検知システムの構成例を示す模式図である。 火災検知装置の機能的構成を示すブロック図である。 制御装置が行う処理の内容を示すフローチャートである。 煙に晒されたＭＯＳガスセンサの出力値の時間変化の例を示す図である。 ガスセンサの構成例を示すブロック図である。 第１の判定値の設定例を示す図である。 平常時と火災時との微粒子濃度の違いを示す図である。 第２の判定値の設定例を示す図である。 火災検知装置の物理的構造を示す模式図である。 コンピュータのハードウェア構成を示す図である。 サーバの機能的構成を示すブロック図である。 登録データの一例を示す図である。 サーバが行う通報処理の一例を示すフローチャートである。 サーバが行う通報処理の別の例を示すフローチャートである。
図１は、一実施形態に係る山火事検知システムの構成例を示す模式図である。
図１には、火災検知システムの一例として、山火事の発生を検知する山火事検知システムを示している。図１に示すように、山火事検知システム１は、複数の火災検知装置２と、サーバ３と、無線基地局４と、を備える。
火災検知装置２は、火災（山火事）の発生を検知する装置である。複数の火災検知装置２は、山火事の検知を行うエリアに所定の間隔で配置させる。各火災検知装置２は、火災の発生を検知すると、火災検知装置２に付与した識別番号を含む火災発生信号を生成してサーバ３に送信する。
なお、各火災検知装置２は、無線通信が可能な装置であり、図１に示したように、サーバ３に接続された無線基地局４を介して、サーバ３に火災発生信号を送信する。サーバ３と無線基地局４とは、有線通信又は無線通信により通信可能に接続している。
サーバ３は、複数の火災検知装置２と協働して山火事の発生の有無を検知（監視）する。サーバ３は、火災検知装置２からの火災発生信号を受信すると火災が発生したことを通報する通報信号を生成し、消防署等に設置された通報受付端末５に送信（通報）する。サーバ３は、火災検知装置２の識別番号と設置位置とを対応付けた登録データを保持しており、火災発生信号に含まれる火災検知装置２の識別番号に基づいて火災発生位置を決定する。そして、サーバ３は、決定した火災発生位置を含む通報信号を生成して通報受付端末５に送信する。
例えば、図１に示した火災発生位置６で火災が発生した場合、火災による煙が拡散し、火災発生位置６の近くに設置された火災検知装置２Ａ，２Ｂが煙を検知する。煙を検知した火災検知装置２Ａ，２Ｂは、火災発生信号を生成し、無線基地局４を介してサーバ３に送信する。サーバ３は、受信した火災発生信号から、火災検知装置２Ａ，２Ｂの設置位置の近くで火災が発生したと特定し、通報信号を生成して通報受付端末５に送信する。
［火災検知装置の構成及び動作］
図２は、火災検知装置の機能的構成を示すブロック図である。
図２に示すように、１個の火災検知装置２は、ガスセンサ２００と、粒子径分布計測器２１０と、制御装置２２０と、を備える。
ガスセンサ２００は、空気中（大気中）のガス性の化学物質を検知するセンサである。本実施形態では、ガスセンサ２００として、金属酸化物半導体ガスセンサ（以下「ＭＯＳガスセンサ」という）を用いる。ＭＯＳガスセンサは、金属酸化物半導体と空気中の化学物質との間で生じる酸化還元反応による金属酸化物半導体の電気抵抗の変化を利用して、ガス性の化学物質を検知するガスセンサである。
粒子径分布計測器２１０は、パーティクルカウンタとも呼ばれる計測器であり、計測空間に存在する微粒子の粒径を計測し、粒径範囲毎の粒子数を計数する計測器である。
制御装置２２０は、ガスセンサ２００の出力値及び粒子径分布計測器２１０の計測結果に基づいて火災が発生したか否かを判定する。火災が発生したと判定した場合、制御装置２２０は、火災発生信号を生成し、無線基地局４を介してサーバ３に送信する。
この制御装置２２０は、センサ出力取得部２２１と、分布データ取得部２２２と、制御部２２３と、無線通信部２２４と、記憶部２２５と、を備える。
センサ出力取得部２２１は、ガスセンサ（ＭＯＳガスセンサ）２００に所定電圧の動作電力を常時供給しながら、予め定めた時間間隔毎にガスセンサ２００の出力値（出力電圧）を取得する。センサ出力取得部２２１がガスセンサ２００の出力値を取得する時間間隔は、例えば、１秒〜数秒程度とする。センサ出力取得部２２１は、取得したガスセンサ２００の出力値を制御部２２３に渡す。
分布データ取得部２２２は、粒子径分布計測器２１０の計測結果である分布データを取得する。また、分布データ取得部２２２は、制御部２２３からの制御信号に基づいて粒子径分布計測器２１０の起動及び停止、言い換えると制御部２２３と協働して粒子径分布計測器２１０への動作電力の供給の制御を行う。
制御部２２３は、センサ出力取得部２２１を介して取得したガスセンサ２００の出力値に基づいた煙が発生したか否かの判定、粒子径分布計測器２１０の動作制御、及び火災発生信号の生成等の処理を行う。この制御部２２３は、図２に示したように、計測制御部２２３Ａと、電源制御部２２３Ｂと、を有する。
計測制御部２２３Ａは、煙が発生したか否かの判定、粒子径分布計測器２１０に計測を行わせるか否かの判定、粒子径分布計測器２１０の計測結果に基づく山火事が発生したか否かの判定、及び火災発生信号の生成等の処理を行う。
電源制御部２２３Ｂは、計測制御部２２３Ａと協働して、粒子径分布計測器２１０や無線通信部２２４等の電源のオン／オフの制御を行う。電源制御部２２３Ｂは、粒子径分布計測器２１０に計測を行わせる期間を除き、粒子径分布計測器２１０の電源をオフにして粒子径分布計測器２１０を停止させておく。そして、計測制御部２２３Ａが粒子径分布計測器２１０に計測を行わせると判定すると、電源制御部２２３Ｂは、分布データ取得部２２２を介して粒子径分布計測器２１０の電源をオンにし、粒子径分布計測器２１０に粒子径濃度の計測、すなわち計測空間における微粒子の粒径の計測及び粒径範囲毎の粒子数の計数を行わせる。
また、電源制御部２２３Ｂは、火災発生信号をサーバに送信する期間を除き、無線通信部２２４への動作電力の供給を止めて無線通信機能を停止させておく。そして、計測制御部２２３Ａが火災発生信号をサーバ３に送信する必要があると判定した場合、電源制御部２２３Ｂは、無線通信部２２４に動作電力を供給し、無線通信部２２４を火災発生信号の送信が可能な状態にする。
無線通信部２２４は、例えば、山火事検知システム１を提供する業者が設置した無線基地局４と、所定の無線通信規格に従って無線通信を行う。また、本実施形態に係る山火事検知システム１では、数百ｍ〜数ｋｍ四方のエリアに複数の火災検知装置２を配置するので、無線通信部２２４及び無線基地局４には、例えば、半径数ｋｍ圏内での無線通信が可能な通信モジュール又は通信機器を用いる。
図３は、制御装置が行う処理の内容を示すフローチャートである。
火災検知装置２は、所定の位置に設置された後、制御装置２２０による制御のもと火災が発生したか否かを検知する処理を続ける。このとき、制御装置２２０は、図３に示すような処理を行う。なお、制御装置２２０の記憶部２２５には、予め作成した第１の判定値２２５Ａ及び第２の判定値２２５Ｂを記憶させておく。
粒子径分布計測器２１０による計測を行うか否かの判定に用いる第１の判定値２２５Ａは、例えば、山火事が発生した場合の煙を模した試験ガスを用いて事前に測定した、ガスセンサ２００の反応特性に基づいて定めておく。一方、山火事が発生したか否かの判定に用いる第２の判定値２２５Ｂは、例えば、平常時（すなわち山火事が発生していない時）の火災検知装置２の設置位置周辺における粒子径分布計測器２１０の計測結果に基づいて定めておく。また、第２の判定値２２５Ｂには、登録日時（更新日時）の情報も記載しておく。
また、火災検知装置２で図３に示した処理を開始する際、制御装置２２０の電源制御部２２３Ｂは、粒子径分布計測器２１０の電源をオフにする。すなわち、制御装置２２０は、ガスセンサ２００及び粒子径分布計測器２１０のうちガスセンサ２００のみに動作電力を供給した状態で図３に示す処理を開始する。
火災検知装置２による山火事の発生の有無を検知する処理を開始すると、制御装置２２０は、まず、ガスセンサ２００の出力値を取得して第１の判定値２２５Ａと比較し（ステップＳ１００）、煙を検知したかチェックする（ステップＳ１０１）。ステップＳ１００，Ｓ１０１は、計測制御部２２３Ａが、センサ出力取得部２２１及びガスセンサ２００と協働して行う。
ガスセンサ２００として上記のＭＯＳガスセンサを用いた場合、ＭＯＳガスセンサの検知部が山火事等による煙に晒されると検知部の抵抗値が減少する。そのため、計測制御部２２３Ａは、センサ出力取得部２２１を介して取得したガスセンサ２００の出力値に基づいて算出される抵抗値が第１の判定値２２５Ａを下回った場合に煙を検知したと判定する。
煙を検知していない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、制御装置２２０は、次に、第２の判定値２２５Ｂの登録日時（更新日時）から所定の期間が経過しているかをチェックする（ステップＳ１０２）。
所定の期間が経過している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、制御装置２２０は、第２の判定値２２５Ｂを更新する処理（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）を行う。
第２の判定値２２５Ｂを更新する処理では、まず、電源制御部２２３Ｂが粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給し、粒子径分布計測器２１０を起動させる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、電源制御部２２３Ｂは、分布データ取得部２２２を介して粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給するとともに、粒子径分布計測器２１０の電源をオンにする制御信号を送信する。粒子径分布計測器２１０は、電源がオンになると、起動時のセルフチェック等を行った後、計測空間に存在する微粒子の粒径の計測、及び粒径範囲毎の粒子数の計数を開始する。
次に、計測制御部２２３Ａが、分布データ取得部２２２を介して粒子径分布計測器２１０の計測結果を取得し、第２の判定値２２５Ｂに記載された判定用の値を取得した計測結果に更新する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、計測制御部２２３Ａは、第２の判定値２２５Ｂに記載された判定用の値とともに、更新日時を更新する。
第２の判定値２２５Ｂの更新を終えると、計測制御部２２３Ａが粒子径分布計測器２１０の動作を停止させ（ステップＳ１０５）、電源制御部２２３Ｂが粒子径分布計測器２１０への動作電力の供給を停止する。
その後、制御装置２２０（計測制御部２２３Ａ）は、ステップＳ１００の処理に戻る。また、第２の判定値２２５Ｂの更新日時（登録日時）から所定の期間が経過していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、制御装置２２０は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理をスキップしてステップＳ１００の処理に戻る。
以降、ステップＳ１０１において煙を検知したと判定するまで、制御装置２２０は、ステップＳ１００〜Ｓ１０５の処理を繰り返す。
そして、ガスセンサ２００の出力値から煙を検知したと判定した場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、制御装置２２０は、次に、粒子径分布計測器２１０を起動させる（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１において、制御装置２２０は、ステップＳ１０３と同様の処理を行う。次に、計測制御部２２３Ａが、粒子径分布計測器２１０の計測結果を取得して第２の判定値２２５Ｂと比較し（ステップＳ１１２）、取得した計測結果と第２の判定値２２５Ｂとの差分が閾値以上であるかをチェックする（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１２において、計測制御部２２３Ａは、分布データ取得部２２２を介して粒子径分布計測器２１０の計測結果を取得する。
ステップＳ１１２における比較の結果、計測結果と第２の判定値との差分が閾値よりも小さい場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、制御装置２２０は、粒子径分布計測器２１０の動作を停止させ（ステップＳ１０５）、ステップＳ１００の処理に戻る。
一方、ステップＳ１１２における比較の結果、計測結果と第２の判定値２２５Ｂとの差分が閾値以上の場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、制御装置２２０は、粒子径分布計測器２１０の動作を停止させ、火災発生信号を送信する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４では、計測制御部２２３Ａ及び電源制御部２２３Ｂが、ステップＳ１０５と同様の処理により粒子径分布計測器２１０の動作を停止させるとともに粒子径分布計測器２１０への動作電力の供給を停止する。また、ステップＳ１１４では、計測制御部２２３Ａが火災発生信号を生成した後、無線通信部２２４（アンテナ２２４Ａ）から火災発生信号を送信する。送信した火災発生信号は、無線基地局４（アンテナ４Ａ）が受信する。無線基地局４は、受信した火災発生信号をサーバ３に転送する。
火災発生信号を送信した後、制御装置２２０は、検知処理を続けるか否かを判断する（ステップＳ１１５）。検知処理を続ける場合（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、制御装置２２０は、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、検知処理を続けない場合（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、制御装置２２０は、検知処理を終了して動作を停止する。
このように、本実施形態に係る火災検知装置２における制御装置２２０は、ガスセンサ２００を用いて煙の発生の有無を検知する処理を、常時又は数秒〜数十秒程度の時間間隔で定期的に行う。そして、ガスセンサ２００の出力値から煙の発生を検知した場合に、制御装置２２０は、粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給して計測を行わせて山火事が発生したか否かを判定する。
また、制御装置２２０は、煙が発生していない状況で第２の判定値２２５Ｂを更新するタイミングが到来した場合、粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給し計測を行わせる。
ところで、本実施形態の火災検知装置２におけるガスセンサ２００は、山火事により発生した煙の検出に用いる。山火事により発生する煙には、レボグルコサン等、樹木内に存在するセルロースの熱分解生成物が多く含まれている。そのため、本実施形態の火災検知装置２では、ガスセンサ２００として、空気中に存在するレボグルコサン等の熱分解生成物の濃度の変化を検出可能なＭＯＳガスセンサを用いる。
ＭＯＳガスセンサは、例えば、二酸化すず等の結晶表面に化学物質が吸着し還元反応又は酸化反応が起こると電気抵抗が変化することを利用して、ガス性の化学物質を検出するガスセンサである。このＭＯＳガスセンサは、空気中の還元性ガスを検知するセンサ、空気中の酸化性ガスを検知するセンサ、及び空気中の揮発性有機化合物（Volatile Organic Compounds：ＶＯＣｓ）を検知するセンサに大別される。
これら３種のＭＯＳガスセンサについて、本願発明者らが、山火事により発生する煙を模した試験ガスの検知試験を行ったところ、図４に示すような結果が得られた。
図４は、煙に晒されたＭＯＳガスセンサの出力値の時間変化の例を示す図である。
図４の上段のグラフは、還元性ガスを検知するＭＯＳガスセンサの出力値から求めた電気抵抗の時間変化を示すグラフである。図４の中段のグラフは、酸化性ガスを検知するＭＯＳガスセンサの出力値から求めた電気抵抗の時間変化を示すグラフである。図４の下段のグラフは、ＶＯＣｓを検知するＭＯＳガスセンサの出力値から求めた電気抵抗の時間変化を示すグラフである。なお、図４に示した３つのグラフにおける横軸は、いずれも試験空間に煙（試験ガス）を注入してからの経過時間を表している。
図４に示した３つのグラフからわかるように、いずれのＭＯＳガスセンサにおいても、試験空間に煙（試験ガス）を注入してから約３０秒が経過するまでに抵抗値が著しく低下する。そのため、本実施形態のガスセンサ２００としてＭＯＳガスセンサを用い、ＭＯＳガスセンサの出力値から算出した抵抗値を第１の判定値と比較することで、煙が発生したか否かを判定することができる。この際、本実施形態のガスセンサ２００として用いるＭＯＳガスセンサは、還元性ガスを検知するセンサ、酸化性ガスを検知するセンサ、及びＶＯＣｓを検知するセンサのいずれのＭＯＳガスセンサであってもよい。
ただし、図４に示した３つのグラフからわかるように、上記の３種のＭＯＳガスセンサでは、同一成分の試験ガスに対する反応速度、言い換えると抵抗値の下がり方に違いがある。また、山火事で発生する煙に含まれる化学物質の量や成分比には、発生場所の環境（例えば人工物の有無等）により違いが生じる。そのため、ＭＯＳガスセンサを用いて煙を検知する場合、上記の３種のＭＯＳガスセンサのうちいずれか１種又は２種のＭＯＳガスセンサを選択して用いるよりも、３種のＭＯＳガスセンサ全てを用いたほうが、煙を早期に精度よく検出できる。
よって、本実施形態では、図５に示すように、還元性ガスを検知する第１のＭＯＳガスセンサ２０１、酸化性ガスを検知する第２のＭＯＳガスセンサ２０２、及びＶＯＣｓを検知する第３のＭＯＳガスセンサ２０３を組み合わせたガスセンサ２００を用いる。図５は、ガスセンサの構成例を示すブロック図である。
なお、検知対象のガス（化学物質）が異なる複数種のＭＯＳガスセンサを組み合わせた場合、煙が発生したか否かの判定に用いる第１の判定値２２５Ａには、ＭＯＳガスセンサ毎の判定用の抵抗値を設定する。例えば、図４に示した例では、いずれのＭＯＳガスセンサにおいても煙を注入してから３０秒が経過した後の抵抗値は、略一定の値で推移する。還元性ガスを検知するＭＯＳガスセンサでは、経過時間が３０〜６０秒の期間における抵抗値がＲ１以下の値で推移する。また、酸化性ガスを検知するＭＯＳガスセンサでは、経過時間が３０〜６０秒の期間における抵抗値がＲ２以下の値で推移する。更に、ＶＯＣｓを検知するＭＯＳガスセンサでは、経過時間が３０〜６０秒の期間における抵抗値がＲ３以下の値で推移する。
これらの抵抗値の推移に基づいて、第１の判定値２２５Ａは、例えば、図６に示すようなテーブルにして記憶部２２３に記憶させる。図６は、第１の判定値の設定例を示す図である。図６に示したテーブルには、上記の３種のＭＯＳガスセンサ２０１〜２０３について、各ＭＯＳガスセンサに付与したセンサ番号と、抵抗値の判定値（閾値）とが対応付けてられている。
このような第１の判定値２２５Ａを用いる場合、図３に示したステップＳ１００及びＳ１０１では、各ＭＯＳガスセンサ２０１〜２０３の出力値から算出した抵抗値がそれぞれ判定値Ｒ１〜Ｒ３以下であるかを判定する。そして、計測制御部２２３Ａには、例えば、いずれか１個のＭＯＳガスセンサ２０１〜２０３において出力値から算出した抵抗値が判定値以下である場合に、煙が発生したと判定させる。これにより、山火事により発生した煙に含まれる化学物質の種類や成分比によらず、早期に煙の発生を検知することができる。
なお、第１の判定値２２５Ａには、煙の発生の有無の判定に用いる出力値（抵抗）の閾値の変わりに、出力値の変化パターンを設定しても良い。第１の判定値として出力値の変化パターンを用いる場合、例えば、図４に示したグラフにおける経過時間０〜６０秒の抵抗値の時間変化をテーブルにして記憶部２２５に記憶させる。
この場合、火災検知装置２の制御装置２２０（計測制御部２２３Ａ）は、６０秒ぶん又はそれ以上のガスセンサ２００の出力値を保持する。また、この場合、図３に示したステップＳ１００では、計測制御部２２３Ａは、例えば、直近の６０秒ぶんのガスセンサ２００の出力値から算出した抵抗値の変化パターンと、第１の判定値２２５Ａに記載された変化パターンとの相関値を算出する。そして、計測制御部２２３Ａは、例えば、算出した相関値が閾値以上であれば煙が発生したと判定する。
このようにガスセンサ２００として検知対象のガスが異なる複数のＭＯＳガスセンサを用いることで、本実施形態の火災検知装置２は、設置位置周辺で発生した煙を早期に検知することができる。
ところが、ＭＯＳガスセンサは、検出ガスに対する選択性が高くはないので、山火事による煙だけでなく、他の煙やガスに曝された場合にも反応して出力値（抵抗）が変化することがある。そのため、ＭＯＳガスセンサの出力値から山火事が発生したか否かを正確に判定することは難しい。そこで、本願発明者らは、山火事により発生する煙がガス性成分と粒子成分とを含んでいる点に着目した。すなわち、本実施形態の火災検知装置２では、ガスセンサ２００（ＭＯＳガスセンサ２０１〜２０３）により煙に含まれるガス性成分を検知した場合に、粒子径分布計測器２１０で粒子成分について調べ山火事が発生したか否かを判定する。
粒子径分布計測器２１０は、パーティクルカウンタ等と呼ばれる計測器であり、レーザ光等を用いて空気中の微粒子の粒径を測定し、所定の粒径範囲（分級）毎の微粒子の数を計数して粒径分布のヒストグラムを作成する。例えば、ある種のパーティクルカウンタでは、０．３μｍ、０．５μｍ、０．７μｍ、１．０μｍ、２．０μｍ、及び５．０μｍを粒径範囲の区切りとして、粒指数濃度（例えば１ｍ３の空気中に含まれる粒子数）についての粒径分布の累積ヒストグラムを作成する。
粒子径分布計測器２１０を用いて平常時における粒径分布と、火災時における粒径分布とを計測すると、例えば、図７に示したような結果が得られる。図７は、平常時と火災時との微粒子濃度の違いを示す図である。なお、図７には、簡易型の微粒子径弁別機能を備えた粒子径分布計測器２１０による計測結果の一例を示している。
図７の左側に示した平常時の計測結果は、山火事等による煙のない環境下における空気中の微粒子の粒径分布についての計測結果である。また、図７の右側に示した火災時の計測結果は、山火事で発生する煙を模した試験ガスが拡散した環境下における空気中の微粒子の粒径分布についての計測結果である。また、図７には、平常時及び火災時のそれぞれについて、２．５μｍを粒径範囲の区切りとして計測した各粒径範囲の粒子数濃度を示している。
平常時の粒径分布の計測結果では、粒径が２．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度が３．１７×１０４個／ｍ３、粒径が０．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度が２．９０×１０６個／ｍ３となった。一方、火災時の粒径分布の計測結果では、粒径が２．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度が８．８１×１０４個／ｍ３、粒径が０．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度が２．３２×１０７個／ｍ３となった。
また、平常時における粒径が０．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度は、粒径が２．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度の約９１倍である。これに対し、火災時における粒径が０．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度は、粒径が２．５μｍよりも大きい粒子の粒子数濃度の約２６３倍である。
すなわち、火災時における粒径が０．５μｍよりも大きい粒子と粒径が２．５μｍよりも大きい粒子との粒子数濃度の比は、平常時における粒子数濃度の比の約２．９倍に増大している。
このように、平常時と火災時とでは、火災時のほうが煙に含まれる粒子成分の分だけ粒子数濃度が高くなる。
そこで、本実施形態の火災検知装置２では、平常時の粒子数濃度を第２の判定値２２５Ｂとし、粒子径分布計測器２１０の計測結果から求めた粒子数濃度と第２の判定値との差分が予め定めた閾値以上の場合、火災（山火事）が発生したと判定する。
この際、第２の判定値２２５Ｂには、例えば、図８に示すように、第１の平常時値ＣＡ、第２の平常時値ＣＢ、及び第３の平常時値ＣＡ／ＣＢの３つの平常時値を設定するとともに、更新日時を記載する。図８は、第２の判定値の設定例を示す図である。なお、図８において更新日時のＭＭ、ＤＤ、ｈｈ、及びｍｍは、それぞれ、月、日、時、及び分を表す。
第１の平常時値ＣＡは、平常時における粒径が０．５μｍよりも大きい粒子（第１の分級の粒子）の粒子数濃度である。第２の平常時値ＣＢは、平常時における粒径が２．５μｍよりも大きい粒子（第２の分級の粒子）の粒子数濃度である。第３の平常時値ＣＡ／ＣＢは、第１の平常時値ＣＡを第２の平常時値ＣＢで除した値である。また、更新日時は、図３に示したステップＳ１０４において第２の判定値２２５Ｂを更新したときの更新日時である。
このような第２の判定値２２５Ｂを用いる場合、図３に示したステップＳ１１２及びＳ１１３では、例えば、まず計測結果における第１の分級及び第２の分級の粒子数濃度の比を算出して第３の平常時値ＣＡ／ＣＢと比較する。ここで、計測結果における粒子数濃度の比と第３の平常時値ＣＡ／ＣＢとの差分が閾値以上（例えば、計測結果における粒子数濃度の比が第３の平常時値の１．５倍以上）であれば、計測制御部２２３Ａは、火災が発生したと判定する。
また、計測結果における粒子数濃度の比と第３の平常時値ＣＡ／ＣＢとの差分が閾値よりも小さい場合、例えば、計測制御部２２３Ａは、次に、計測結果における第１の分級及び第２の分級の粒子数濃度と、第１の平常時値ＣＡ及び第２の平常時値ＣＢとを比較する。ここで、計測結果におけるいずれかの粒子数濃度と平常時値との差分が閾値以上であれば、計測制御部２２３Ａは、火災が発生したと判定する。
なお、差分値は、火災時における粒子数濃度の比から平常時における粒子濃度の比を減じた値の絶対値であってもよいし、火災時における粒子数濃度の比を平常時における粒子濃度の比で除した値（商）であってもよい。また、上記の説明においては粒径範囲を２つの分級に分けて判定しているが、これに限らず、粒径範囲を３つ以上の分級に分けて判定を行ってもよい。
以上のように、本実施形態の火災検知装置２は、ガスセンサ（ＭＯＳガスセンサ）により設置位置の周囲における煙の発生の有無を、常時又は数秒〜数十秒の短い時間間隔で定期的に検知する。そして、ガスセンサにより煙の発生を検知した場合に、火災検知装置２は、粒子径分布計測器２１０により設置位置周囲における空気中の粒径分布を計測し、火災（山火事）が発生したか否かを判定する。
すなわち、火災検知装置２は、山火事により発生する煙のガス性成分及び粒子成分に基づいて山火事が発生したか否かを判定する。よって、本実施形態の火災検知装置２によれば、赤外線カメラ等のカメラで撮影した画像から判定する場合に比べ、山火事が発生したか否かを容易にかつ精度良く判定することができる。加えて、山火事により発生する煙は、炎（熱）に比べて短時間で広範囲に拡散するので、本実施形態の火災検知装置２によれば山火事の発生を早期に検知することができる。
また、本実施形態の火災検知装置２は、粒子径分布計測器２１０で設置位置周囲における空気中の粒径分布を計測する必要があるときにのみ、粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給して動作させる。粒径分布を計測する必要があるのは、ガスセンサ２００により煙の発生を検知した場合、及び平常時における粒径分布のデータ（すなわち第２の判定値２２５Ｂ）を更新する場合のみである。平常時における空気中の粒径分布は、例えば、季節毎、或いは時間帯（例えば朝、昼、及び夜）毎に変動するが、短時間で大幅に変動することはない。そのため、煙が発生していない状況下での第２の判定値２２５Ｂの更新は、例えば、数時間に１回の頻度で行えば十分である。また、粒子径分布計測器２１０における１回の測定は、数分程度で終了する。よって、本実施形態の火災検知装置２は、消費電力の増大を抑えながら、山火事の発生を精度良く検知（監視）することができる。
本実施形態の火災検知装置２による消費電力の削減効果を調べるため、本願発明者らは、以下の条件で作成した火災検知装置２の消費電力を見積もった。ガスセンサ２００には上記の３個のＭＯＳガスセンサ２０１〜２０３を用いるとし、その消費電力は合計で約１８５ｍＷとした。また、粒子径分布計測器２１０の消費電力は２４７２ｍＷとした。また、制御装置２２０にはマイクロコンピュータを用いるとし、その消費電力は約１０ｍＷとした。
この火災検知装置２におけるガスセンサ２００及び粒子径分布計測器２１０を常時動作させて火災が発生したか否かの検知処理を行った場合、１日当たりの消費電力は約２３０ｋＪになる。一方、本実施形態のようにガスセンサ２００のみを常時動作させ、粒子径分布計測器２１０には１回１２０秒の動作を１日１０回行わせた場合、１日当たりの消費電力は約２０ｋＪになる。よって、本実施形態に係る火災検知装置２は、ガスセンサ２００及び粒子径分布計測器２１０を常時動作させる場合に比べて消費電力で大幅に削減できる。
山火事検知システム１により山火事が発生したか否かを検知（監視）する場合、火災検知装置２は、図１に示したように、山中、山間部、山沿い等に設置される。そのため、電源ケーブルを敷設して火災検知装置２に動作電力を供給すると、敷設作業等により設置コストが増大する。よって、火災検知装置２の電源には、二次電池を用いることが好ましい。火災検知装置２の電源を二次電池とした場合、例えば、太陽光発電パネルや風力発電機を用いて二次電池を充電しながら火災検知装置２を動作させることが考えられる。また、二次電池を電源として用いる場合、本実施形態の火災検知装置２のように低消費電力で動作させることにより、二次電池の容量を小さくすることができる。すなわち、容量の小さい二次電池を用いることで、火災検知装置２を小型化できる。また、太陽光発電パネルも発電量の少ない小型のものでよくなる。
図９は、火災検知装置の物理的構造を示す模式図である。
本実施形態の火災検知装置２は、屋外に設置する。そのため、ガスセンサ２００、粒子径分布計測器２１０、及び制御装置２２０、並びに電源として用いる二次電池等は、雨水等によるショート（誤動作）を防ぐため、例えば、図９に示すように、箱（筐体）２４０に収容することが好ましい。箱２４０は、金属板や樹脂板を用いて形成してあり、仕切り板２５０により内部空間が上下の２つの空間に分離されている。
箱２４０の内部空間のうち上方側の空間には、制御装置２２０と、制御装置２２０等の動作電力を蓄える二次電池２３０と、二次電池２３０の充電及び放電を制御する充放電コントローラ２３５とを収容している。制御装置２２０及び二次電池２３０は、金具等で仕切り板２５０に取り付けてある。充放電コントローラ２３５は、例えば金具等で箱２４０に取り付けてある。二次電池２３０と充放電コントローラ２３５とは、第１の給電ケーブル２６０により接続されている。充放電コントローラ２３５と制御装置２２０とは、第２の給電ケーブル２６１により接続されている。なお、二次電池２３０と充放電コントローラ２３５とは、例えば、専用の保持部材等により一体化されていてもよい。
一方、箱２４０の内部空間のうち下方側の空間には、ガスセンサ２００と、粒子径分布計測器２１０とを収容している。ガスセンサ２００は、金具等で仕切り板２５０に取り付けてある。ガスセンサ２００と制御装置２２０とは、仕切り板２５０に形成した貫通孔２５１に通した第１のケーブル２６４により接続されている。また、粒子径分布計測器２１０は、金具等で箱２４０の底面部に取り付けてある。粒子径分布計測器２１０と制御装置２２０とは、仕切り板２５０に形成した貫通孔２５１に通した第２のケーブル２６５により接続されている。なお、第１のケーブル２６４及び第２のケーブル２６５は、それぞれ、給電用のケーブルとデータ伝送用のケーブルとが一体化されたものでも、別体のものでもよい。
また、箱２４０の側面部上方側及び上面部には、それぞれ、上方側の内部空間と箱２４０の外部空間とを連通する第１の貫通孔２４１及び第２の貫通孔２４２が形成されている。充放電コントローラ２３５は、第１の貫通孔２４１に通した第３の給電ケーブル２６２により箱２４０の外部空間にある太陽光発電パネル２７０と接続されている。また、制御装置２２０は、第２の貫通穴２４２に通した伝送ケーブル２６３により箱２４０の外部空間にある無線通信用のアンテナ２２４Ａと接続されている。箱２４０に形成した貫通孔２４１，２４２は、それぞれ、雨水等の浸入による制御装置２２０の故障等を防ぐため、ケーブル２４１，２４２を挿通した後、シール材で塞いでおく。
更に、箱２４０の側面部下方側には、下方側の内部空間と箱２４０の外部空間とを連通する複数の換気孔２４３が形成されている。箱２４０の下方側の内部空間は、この複数の換気孔２４３を通じた換気により、外部空間と略同一の空気環境になる。
図９に示した火災検知装置２における制御装置２２０等を収容した箱２４０は、山火事による煙を検知しやすい地上数十ｃｍ〜数ｍの高さに設置する。また、太陽光発電パネル２７０は、箱２４０の近傍の日当たりの良い場所に設置する。
上述したように、本実施形態の火災検知装置２において常時動作するのは消費電力の少ない制御装置２２０及びガスセンサ２００のみであるため、二次電池の容量を小さくすることができる。また、火災検知装置２の消費電力が少なければ、二次電池の放電量も少なくなるので、太陽光発電パネルの発電量が少なくても二次電池を十分に充電することができる。そのため、本実施形態の火災検知装置２は、発電量の比較的少ない小型の太陽光発電パネル２７０を用いて常時動作させることができる。したがって、本実施形態の火災検知装置２によれば、小型の二次電池２３０及び太陽光発電パネル２７０を用いて装置を小型化することや、製造コストの増大を抑制することが可能になる。
なお、火災検知装置２は、図９に示した太陽光発電パネル２７０を用いて発電するものに限らず、例えば、風力発電機を利用するものであってもよい。
また、図９に示した火災検知装置２は、二次電池２３０に接続された充放電コントローラ２３５から、制御装置２２０を介してガスセンサ２００及び粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給する構成になっている。しかしながら、火災検知装置２の物理的構造は、これに限らず、充放電コントローラ２３５から直接ガスセンサ２００及び粒子径分布計測器２１０に動作電力を供給する攻勢であってもよい。
また、本実施形態に係る火災検知装置２の制御装置２２０は、コンピュータと、コンピュータに上述した処理を実行させるプログラムにより実現可能である。
図１０は、コンピュータのハードウェア構成を示す図である。
図１０に示すように、コンピュータ９は、プロセッサ９０１と、主記憶装置９０２と、補助記憶装置９０３と、入力装置９０４と、表示装置９０５と、インタフェース装置９０６と、無線通信装置９０７と、を備える。コンピュータ９におけるこれらの要素９０１〜９０７は、バス９０９により相互に接続されており、要素間でのデータの受け渡しが可能になっている。
プロセッサ９０１は、Micro Processing Unit（ＭＰＵ）等の演算処理装置である。プロセッサ９０１は、オペレーティングシステムを含む各種のプログラムを実行することによりコンピュータ９の全体の動作を制御する。
主記憶装置９０２は、Read Only Memory（ＲＯＭ）９０２Ａ及びRandom Access Memory（ＲＡＭ）９０２Ｂを有する。ＲＯＭ ９０２Ａには、例えばコンピュータ９の起動時にプロセッサ９０１が読み出す所定の基本制御プログラム等が予め記録されている。また、ＲＡＭ ９０２Ｂは、プロセッサ９０１が各種のプログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する。本実施形態においては、例えば第１の判定値２２５Ａや第２の判定値２２５Ｂの記憶、ガスセンサ２００の出力値、及び粒子径分布計測器２１０の計測データ等の一時的な記憶にＲＡＭ ９０２Ｂを使用することができる。
補助記憶装置９０３は、Solid State Drive（ＳＳＤ）等、主記憶装置９０２に比べて大容量の記憶装置である。補助記憶装置９０３には、プロセッサ９０１によって実行される各種のプログラムや各種のデータ等を記憶させる。補助記憶装置９０３に記憶させるプログラムとしては、例えば、図３に示した処理をプロセッサ９０１に実行させるプログラムが挙げられる。また、補助記憶装置９０３に記憶させるデータとしては、例えば、上記のガスセンサ２００の出力値や粒子径分布計測器２１０の計測データの履歴等を含む検知ログが挙げられる。
入力装置９０４は、例えば釦スイッチ等であり、コンピュータ９のオペレータにより操作されると、その操作内容に対応付けられている入力情報をプロセッサ９０１に送信する。
表示装置９０５は、例えばパイロットランプや７セグメントディスプレイ等であり、コンピュータ９の動作状況等の情報を表示する。
インタフェース装置９０６は、コンピュータ９と他の装置との間でデータ等の受け渡しを行う入出力装置である。インタフェース装置９０６は、例えば、ガスセンサ２００の出力値を取得するセンサ出力取得部２２１、及び粒子径分布計測器２１０の計測結果（分布データ）を取得する分布データ取得部２２２として機能する。
無線通信装置９０７は、無線基地局４との間で無線通信を行い、火災発生信号を送信する。
このコンピュータ９は、プロセッサ９０１が補助記憶装置９０３から図３の処理と対応したプログラムを読み出し、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース装置９０６等と協働して、火災（山火事）の発生の有無を監視（検知）する。
なお、コンピュータ９は、図１０に示した全ての構成要素９０１〜９０７を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の構成要素を省略することも可能である。例えば、主記憶装置９０２が火災の検知処理に用いるプログラム及びデータを記憶させるのに十分な容量を持つメモリである場合、補助記憶装置９０３を省略してもよい。
また、第１の判定値２２５Ａ、第２の判定値２２５Ｂの初期値等を予めＲＡＭ ９０２Ｂに記憶させておく場合、入力装置９０４を省略してもよい。
更に、コンピュータ９は、例えばプロセッサ９０１と主記憶装置９０２とが１チップ化された構成のものであってもよい。
［サーバの構成及び動作］
図１１は、サーバの機能的構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、サーバ３は、検知装置登録部３０１と、登録データ記憶部３０２と、火災発生信号取得部３０３と、発生位置特定部３０４と、通報処理部３０５と、を備える。
検知装置登録部３０１は、山火事の検知対象（監視対象）のエリアに設置した検知装置の識別番号及び設置位置の登録処理を行う。例えば、サーバ３に接続されたキーボード等の入力装置をオペレータが操作して識別番号や設置位置を表す情報を入力すると、検知装置登録部３０１は、登録データ記憶部３０２に記憶させた登録データに識別番号及び設置位置を表す情報を登録（格納）する。
火災発生信号取得部３０３は、火災検知装置２が送信した火災発生信号を取得する。
発生位置特定部３０４は、火災発生信号に含まれる火災検知装置２の識別番号と、登録データ記憶部３０２の登録データとに基づいて、火災が発生した位置（エリア）を特定する。
通報処理部３０５は、発生位置特定部３０４で特定した火災の発生位置に基づいて、火災（山火事）の発生を通報する通報信号を生成し、消防署等に設置された通報受付端末５等に送信する。
図１２は、登録データの一例を示す図である。
図１２に示すように、サーバ３の登録データ記憶部３０２に記憶させる登録データ３１０は、火災検知装置の識別番号と、設置位置を示す情報とを含む。
識別番号は、１個の山火事検知システム（サーバ３）で管理する複数の火災検知装置２を識別する数値である。Ｍ個の火災検知装置２を用いて火災の検知（監視）を行っている場合、各火災検知装置２には、それぞれ、識別番号として１からＭまでのいずれかの数値が付与される。
また、各火災検知装置２の設置位置は、例えば、図１２に示したように北緯及び東経で示す。設置位置の情報（北緯及び東経）は、例えば、火災検知装置２の設置位置を決める段階で地図等から取得する。また、火災検知装置２を設置するときには、地図を参照して大まかな位置合わせのみを行って設置してもよいし、Global Positioning System（ＧＰＳ）等を用いた位置合わせを行って設置してもよい。
図１３は、サーバが行う通報処理の一例を示すフローチャートである。
サーバ３は、有線通信又は無線通信により、常時、無線基地局４と通信可能な状態で接続している。そして、無線基地局４を介して火災検知装置２からの火災発生信号を受信すると、サーバ３は、図１３に示したような処理を行い、消防署等に設置された通報受付端末５に山火事の発生を通報する。このとき、サーバ３は、火災発生信号取得部３０３で火災発生信号を受信（取得）する。火災発生信号取得部３０３は、取得した火災発生信号を発生位置特定部３０４に渡す。
すると、発生位置特定部３０４は、図１３に示したように、まず、火災発生信号を送信した火災検知装置２の識別番号を抽出する（ステップＳ２００）。
次に、発生位置特定部３０４は、抽出した識別番号をキー情報として登録データ記憶部３０２の登録データ３１０を検索し、火災発生信号を送信した火災検知装置２の設置位置を特定する（ステップＳ２０１）。発生位置特定部３０４は、火災発生信号を送信した火災検知装置２の設置位置を特定すると、火災発生信号、及び特定した設置位置の情報を通報処理部３０５に渡す。
通報処理部３０５は、火災発生信号及び設置位置の情報を受け取ると、発生位置特定部３０４が特定した設置位置の近くで山火事が発生したことを通報する通報信号を生成する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において通報処理部３０５が生成する通報信号は、火災発生信号が送信された時刻、火災発生信号を送信した火災検知装置２の設置位置を含む。
その後、通報処理部３０５は、生成した通報信号を消防署等に設置された通報受付端末５に通報する（ステップＳ２０３）。そして、通報受付端末５は、サーバ３からの通報信号を受信すると、音声や表示装置への表示により、いつ、どこで山火事が発生したかを署員等に報知する。
このように、本実施形態の山火事検知システムにおけるサーバ３は、山火事の発生を検知した火災検知装置２からの火災発生信号に基づいて、火災発生位置を特定して通報する。
なお、本実施形態の山火事検知システムでは、図１に示したように、火災発生位置６の近くに設置された複数の火災検知装置２が略同時に火災の発生を検知し、火災発生信号を送信することがある。そのため、サーバ３が行う通報処理は、上記の処理に限らず、例えば、図１４に示した処理のように複数の火災検知装置２の設置位置から火災発生位置を推定して通報信号を生成してもよい。
図１４は、サーバが行う通報処理の別の例を示すフローチャートである。
ここで例示する通報処理の別の例において、サーバ３は、火災発生信号取得部３０３が火災発生信号を受信（取得）し、取得した火災発生信号を発生位置特定部３０４に渡すと、図１４に示した通報処理を行う。
この通報処理において、サーバ３では、図１４に示したように、まず、発生位置特定部３０４が火災発生信号を送信した火災検知装置２の識別番号を抽出する（ステップＳ２１０）。
次に、発生位置特定部３０４は、抽出した識別番号をキー情報として登録データ記憶部３０２の登録データ３１０を検索し、火災発生信号を送信した火災検知装置２の設置位置を特定する（ステップＳ２１１）。
次に、発生位置特定部３０４は、所定時間内に複数の火災検知装置２から火災発生信号を受信したかチェックする（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２の処理において、発生位置特定部３０４は、例えば、ステップＳ２１１で設置位置を特定した後、所定時間（例えば、１分間）が経過するまで待機し、その間に次の火災発生信号を受信したか否かをチェックする。そして、待機中に次の火災発生信号を受信しなかった場合（ステップＳ２１２；Ｎｏ）、発生位置特定部３０４は、火災発生位置を直前に特定した火災検知装置２の設置位置に決定する（ステップＳ２１３）。一方、待機中に次の火災発生信号を受信した場合（ステップＳ２１２；Ｙｅｓ）、発生位置特定部３０４は、複数の火災検知装置２の設置位置から火災発生位置を決定する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１４の処理において、発生位置特定部３０４は、例えば、複数の火災検知装置の設置位置の中間（中心）を火災発生位置に決定する。発生位置特定部３０４は、ステップＳ２１３又はステップＳ２１４の処理により火災発生位置を決定すると、決定した火災発生位置を通報処理部３０５に渡す。
通報処理部３０５は、発生位置特定部３０４から火災発生位置の情報を受け取ると、通報信号を生成し、通報受付端末５に送信する（ステップＳ２１５）。
このように、複数の火災検知装置２から略同時に火災発生信号を受信した場合に、それらの火災発生信号から火災発生位置を決定して通報することで、通報を受けた消防署員等が迅速に火災発生現場に向かうことができる。そのため、山火事による被害を最小限に抑えることができる。
なお、ステップＳ２１４の処理において複数の火災検知装置２の設置位置から火災発生位置を決定する場合、発生位置特定部３０４は、上記のように設置位置の中間（中心）に限らず、所定の関数等を用いて決定してもよい。例えば、発生位置特定部３０４は、複数の火災検知装置２の設置位置及び火災発生信号の送信時刻に基づいて煙の拡散状況を解析して火災発生位置を推定してもよい。
また、本実施形態に係る山火事検知システム１では、サーバ３において登録データ３１０を参照して火災検知装置２の設置位置を特定する代わりに、各火災検知装置２の識別子として設置位置の情報を用いてもよい。すなわち、火災検知装置２の設置時に記憶部２２５に設置位置の情報（例えば、北緯及び東経）を記憶させ、識別番号の代わりに設置位置を含む火災発生信号を生成してサーバ３に送信してもよい。
また、本実施形態では、サーバ３から消防署等の通報受付端末５に通報信号を送信しているが、これに限らず、サーバ３を消防署等に設置し、サーバ３が直接消防署員等に火災の発生を報知してもよい。
更に、本実施形態に係るサーバ３は、コンピュータと、コンピュータに上述した処理を実行させるプログラムにより実現可能である。サーバ３として動作させるコンピュータは、例えば、図１０に示したようなハードウェア構成のものでよい。なお、サーバ３として動作させるコンピュータにおける入力装置には、例えば、キーボードやマウス等の装置を用いることができる。また、表示装置には、液晶ディスプレイ等の各種のテキストデータや動画像データを表示可能な装置を用いることができる。
また、サーバ３として動作させるコンピュータは、図１０に示した構成要素９０１〜９０７の他に、例えば、記録媒体駆動装置等を備えるものであってもよい。記憶媒体駆動装置は、図示しない可搬型記憶媒体に記録されているプログラムやデータの読み出し、補助記憶装置９０３に記憶されたデータ等の可搬型記憶媒体への書き込みを行う。可搬型記憶媒体としては、例えば、ＵＳＢ規格のコネクタを備えたフラッシュメモリが利用可能である。また、可搬型記憶媒体としては、Compact Disc（ＣＤ）、Digital Versatile Disc（ＤＶＤ）、Blu-ray Disc（Blu-rayは登録商標）等の光ディスクも利用可能である。
以上、本発明の一実施形態について山火事を検知するシステムを挙げて説明したが、本発明に係る火災検知システムは、これに限らず、森林や大規模な倉庫等の広大な領域における火災の検知（監視）に適用可能である。
以上記載した実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
測定空間中のガス性物質を検知するガスセンサと、
前記測定空間中の微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定する粒子径分布測定器と、
前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に前記粒子径分布測定器を動作させ、前記粒子径分布測定器の測定結果に基づいて火災が発生したか否かを判定する制御装置と、
を備えることを特徴とする火災検知装置。
（付記２）
前記ガスセンサは、金属酸化物半導体ガスセンサを含む、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記３）
前記制御装置は、前記金属酸化物半導体ガスセンサの検知結果から算出した抵抗値の時間変化のパターンと、予め定めた変化パターンとの類似度に基づいて、前記測定空間中に煙が存在するか否かを判定する、
ことを特徴とする付記２に記載の火災検知装置。
（付記４）
前記ガスセンサは、検知対象のガス性物質が互いに異なる複数の前記金属酸化物半導体ガスセンサを含む、
ことを特徴とする付記２に記載の火災検知装置。
（付記５）
前記制御装置は、前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中に煙が存在しないと判定したときに前記粒子径分布測定器を動作させて取得した測定結果を判定値とし、前記判定値と、前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に前記粒子径分布測定器を動作させて取得した測定結果との差分に基づいて、火災が発生したか否かを判定する、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記５）
前記粒子径分布測定器は、粒径を２以上の分級に分け、分級毎の粒子数を計数する、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記６）
前記制御装置は、前記粒子径分布測定器の測定結果を取得すると、前記粒子径分布測定器の動作を停止させる、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記７）
前記制御装置は、
前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に前記粒子径分布測定器に動作電力を供給して当該粒子径分布測定器を動作させ、前記粒子径分布測定器が測定を終えると当該粒子径分布測定器に動作電力の供給を停止する、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記８）
前記火災検知装置は、前記ガスセンサ、前記粒子径分布計測器、及び前記制御装置の電源として用いる二次電池と、前記二次電池を充電する太陽光発電パネルと、前記二次電池の充電及び放電を制御する充放電コントローラと、を更に備える、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記９）
前記制御装置は、外部の通信装置との通信を行う通信部を、更に備え、
当該制御装置は、火災が発生したと判定した場合に、自身に付与された固有の装置番号を含む火災発生信号を生成し、当該火災発生信号を前記通信装置に送信する、
ことを特徴とする付記１に記載の火災検知装置。
（付記１０）
付記１〜付記９のいずれかに記載の火災検知装置と、
複数の前記火災検知装置と通信可能に接続されたサーバと、を備え、
前記火災検知装置は、前記火災が発生したと判定すると前記サーバに火災発生信号を送信し、
前記サーバは、受信した前記火災発生信号に基づいて火災の発生位置を特定する、
ことを特徴とする火災検知システム。
（付記１１）
前記火災検知装置は、自身に付与された装置番号を含む火災発生信号を生成して前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記火災発生信号を受信すると、前記装置番号に対応付けられた前記火災検知装置の設置位置に基づいて、火災の発生位置を特定する、
ことを特徴とする付記１０に記載の火災検知システム。
（付記１２）
コンピュータが、
ガスセンサの検知結果を取得し、
取得した前記ガスセンサの検知結果に基づいて測定空間中の煙の有無を判定し、
前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に、前記測定空間中に設置された粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
前記粒子径分布測定器から取得した測定結果に基づいて火災が発生したか否かを判定する、
処理を実行することを特徴とする火災検知方法。
（付記１３）
前記コンピュータが、
前記火災が発生したと判定した場合に、前記火災の発生を通知する火災発生信号を生成し、
予め定めたサーバに前記火災発生信号を送信する、
処理を実行することを特徴とする付記１２に記載の火災検知方法。
（付記１４）
前記コンピュータが、
前記粒子径分布測定器から測定結果を取得した後、前記粒子径分布測定器への動作電力の供給を停止する、
処理を実行することを特徴とする付記１３に記載の火災検知方法。
（付記１５）
前記コンピュータが、
予め定められた測定タイミングであり、かつ前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中に煙が存在しないと判定したときに前記粒子径分布測定器を動作させ、
前記粒子径分布計測器の測定結果を取得し、
前記火災が発生したか否かの判定に用いる判定値を更新するとともに、前記粒子径分布計測器の動作を停止させる、
処理を実行することを特徴とする付記１２に記載の火災検知方法。
（付記１６）
ガスセンサの検知結果を取得し、
取得した前記ガスセンサの検知結果に基づいて測定空間中の煙の有無を判定し、
前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に、前記測定空間中に設置された粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
前記粒子径分布測定器から取得した測定結果に基づいて火災が発生したか否かを判定する、
処理をコンピュータに実行させるための火災検知プログラム。
１ 山火事検知システム
２ 火災検知装置
２００ ガスセンサ
２０１〜２０３ ＭＯＳガスセンサ
２１０ 粒子径分布計測器
２２０ 制御装置
２２１ センサ出力取得部
２２２ 分布データ取得部
２２３ 制御部
２２３Ａ 計測制御部
２２３Ｂ 電源制御部
２２４ 無線通信部
２２４Ａ アンテナ
２２５ 記憶部
２２５Ａ 第１の判定値
２２５Ｂ 第２の判定値
２３０ 二次電池
２３５ 充放電コントローラ
２４０ 箱
２４１，２４２，２５１ 貫通孔
２４３ 換気孔
２５０ 仕切り板
２６０，２６１，２６２，２６３，２６４，２６５ ケーブル
２７０ 太陽光発電パネル
３ サーバ
３０１ 検知装置登録部
３０２ 登録データ記憶部
３０３ 火災発生信号取得部
３０４ 発生位置特定部
３０５ 通報処理部
４ 無線基地局
４Ａ アンテナ
５ 通報受付部
６ 火災発生位置
９ コンピュータ
９０１ プロセッサ
９０２ 主記憶装置
９０２Ａ ＲＯＭ
９０２Ｂ ＲＡＭ
９０３ 補助記憶装置
９０４ 入力装置
９０５ 表示装置
９０６ インタフェース装置
９０７ 無線通信装置

Claims (10)

  1. 測定空間中のガス性物質を検知するガスセンサと、
    前記測定空間中の微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定する粒子径分布測定器と、
    前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中の煙の有無の判定を行い、前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合には、前記粒子径分布測定器を動作させて、前記粒子径分布測定器の測定結果と判定値との比較結果に基づいて火災が発生したか否かを判定し、前記測定空間中に煙が存在しないと判定した場合には、所定の期間が経過する度に前記粒子径分布測定器を動作させて、前記判定値を、前記粒子径分布測定器の測定結果に更新する制御装置と、
    を備えることを特徴とする火災検知装置。
  2. 前記ガスセンサは、金属酸化物半導体ガスセンサを含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
  3. 前記ガスセンサは、検知対象のガス性物質が互いに異なる複数の前記金属酸化物半導体ガスセンサを含む、
    ことを特徴とする請求項２に記載の火災検知装置。
  4. 前記制御装置は、前記ガスセンサの検知結果から前記測定空間中に煙が存在しないと判定したときに前記粒子径分布測定器を動作させて取得した測定結果を判定値とし、前記判定値と、前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合に前記粒子径分布測定器を動作させて取得した測定結果との差分に基づいて、火災が発生したか否かを判定する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
  5. 前記制御装置は、前記粒子径分布測定器の測定結果を取得すると、前記粒子径分布測定器の動作を停止させる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
  6. 前記制御装置は、前記粒子径分布測定器に動作電力を供給して当該粒子径分布測定器を動作させ、前記粒子径分布測定器が測定を終えると当該粒子径分布測定器に動作電力の供給を停止する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
  7. 前記火災検知装置は、前記ガスセンサ、前記粒子径分布測定器、及び前記制御装置の電源として用いる二次電池と、前記二次電池を充電する太陽光発電パネルと、前記二次電池の充電及び放電を制御する充放電コントローラと、を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
  8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の火災検知装置と、
    複数の前記火災検知装置と通信可能に接続されたサーバと、を備え、
    前記火災検知装置は、前記火災が発生したと判定すると前記サーバに火災発生信号を送信し、
    前記サーバは、受信した前記火災発生信号に基づいて火災の発生位置を特定する、
    ことを特徴とする火災検知システム。
  9. コンピュータが、
    ガスセンサの検知結果を取得し、
    取得した前記ガスセンサの検知結果に基づいて測定空間中の煙の有無を判定し、
    前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合には、
    前記測定空間中に設置された粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
    前記粒子径分布測定器から取得した測定結果と判定値との比較結果に基づいて火災が発生したか否かを判定し、
    前記測定空間中に煙が存在しないと判定した場合には、
    所定の期間が経過する度に前記粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
    前記判定値を、前記粒子径分布測定器から取得した測定結果に更新する、
    処理を実行することを特徴とする火災検知方法。
  10. ガスセンサの検知結果を取得し、
    取得した前記ガスセンサの検知結果に基づいて測定空間中の煙の有無を判定し、
    前記測定空間中に煙が存在すると判定した場合には、
    前記測定空間中に設置された粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
    前記粒子径分布測定器から取得した測定結果と判定値との比較結果に基づいて火災が発生したか否かを判定し、
    前記測定空間中に煙が存在しないと判定した場合には、
    所定の期間が経過する度に前記粒子径分布測定器を動作させて前記測定空間に存在する微粒子の粒径及び粒径毎の粒子数を測定させ、
    前記判定値を、前記粒子径分布測定器から取得した測定結果に更新する、
    処理をコンピュータに実行させるための火災検知プログラム。
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