JPH0381198B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

（産業上の利用分野） 本発明は、煙，温度等の物理的現象の変化に関
する検出データを予測演算手法等により予測演算
し、迅速な火災判断を行うようにした火災報知装
置に関する。 （従来技術） 従来の火災報知装置は、一般に火災により生ず
る煙や熱等の単一の物理的現象の変化を火災感知
器で検出し、該検出値が予め設定した閾値レベル
以上になつたときに火災信号を受信機に送出して
火災警報を行うようにしていた。 しかしながら、このように検出値が閾値レベル
を越えたか否かの判断を行つて火災の発生の有無
を判断した場合には、火災原因以外の例えば、一
時的な雑音等によつても火災と判断し、誤つた火
災警報を発するという問題があつた。 そこで、本願発明者はこの様な問題点を解決す
るため、アナログセンサ等で検出した煙や温度等
に関する検出データをデイジタル信号に変換処理
し、この検出データを差分法や多項式近似法等の
予測演算手法にて火災の将来の状況を予測し、こ
の予測結果に基づいて火災警報等を発生するよう
にした。 この様な将来の火災状況を予測する手段にて火
災を報知する場合、アナログセンサで検出した煙
濃度や温度等の検出データから将来危険な状態に
達するまでの時間を予測する。 例えば、第８図に示す曲線K1のように、現時
点Tpにおいて、時間△Ts以前に実線部で示すよ
うに得られたサンプリングデータに基づいて現時
点TPより以後の変化を点線部に示すように予測
しこの点線部が閾値Csdに到達するまでの所定時
間Twを算出する。 ここで、閾値Csdは煙濃度や温度等が危険な状
態にあると判断する際の閾値レベルであり、例え
ば、温度の場合は100℃に設定している。 したがつて、時間twが短いほど危険度は高い
ことになり、この時間twを危険度とし、予め設
定した時間に関する閾値と比較し、火災の危険状
態に応じた警報を行うようにしている。 第８図では、時間に関する閾値として予め３個
の閾値td1，td2，td3を設定し、次表に示すよう
な条件で火災警報を出すようにしている。 (Industrial Application Field) The present invention relates to a fire alarm system that performs predictive calculations on detected data regarding changes in physical phenomena such as smoke and temperature using a predictive calculation method or the like to quickly determine a fire. (Prior art) Conventional fire alarm systems generally use a fire detector to detect a change in a single physical phenomenon such as smoke or heat caused by a fire, and detect the change when the detected value exceeds a preset threshold level. A fire alarm was issued by sending a fire signal to a receiver. However, if the presence or absence of a fire is determined by determining whether the detected value exceeds the threshold level, it may be determined that a fire has occurred due to reasons other than the cause of the fire, such as temporary noise. However, there was a problem with false fire alarms being issued. Therefore, in order to solve these problems, the inventor of the present application converts detection data related to smoke, temperature, etc. detected by an analog sensor, etc. into a digital signal, and uses this detection data to perform predictions using the difference method, polynomial approximation method, etc. The future situation of a fire is predicted using a computational method, and fire alarms are issued based on the prediction results. When a fire is notified using such a means of predicting future fire conditions, the time until a dangerous state is reached in the future is predicted from detection data such as smoke concentration and temperature detected by an analog sensor. For example, as shown in the curve K1 shown in Fig. 8, at the current time Tp, changes after the current time TP are predicted as shown in the dotted line based on sampling data obtained before time ΔTs as shown in the solid line. A predetermined time Tw until the dotted line portion reaches the threshold value Csd is calculated. Here, the threshold value Csd is a threshold level when determining that smoke density, temperature, etc. are in a dangerous state, and for example, in the case of temperature, it is set to 100°C. Therefore, the shorter the time tw, the higher the degree of danger, and this time tw is taken as the degree of danger, and compared with a preset time threshold, an alarm is issued in accordance with the dangerous state of fire. In FIG. 8, three threshold values td1, td2, and td3 are set in advance as time-related threshold values, and a fire alarm is issued under the conditions shown in the following table.

【表】 尚、閾値td1，td2，td3は夫々600秒，800秒，
1200秒などに設定し、誤火報の無い警報を行うよ
うにしている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、明確に危険とわかる火災や非火
災の場合を除き、いずれの場合か判断しにくい状
況、例えば、危険度twと閾値td1，td2の関係に
おいて、td1＜tw＜td2の場合では火災であるに
もかかわらずアラームが発せられないことがあ
り、プリアラームだけが発せられることになつて
警報の精度が高いとはいいがたかつた。 例えば、第８図の曲線K2のように現時点Tpに
おいて、サンプリングデータは火災と判断される
べきレベルに達しているにもかかわらず、△Ts
時間以前からのサンプリングデータの単位時間当
たりの変化が小さいため、予測演算しても点線部
が示すように閾値Csdに達せず、したがつて、火
災警報としてのアラームが発せられないで報知が
遅れるという問題があつた。 このように予測手段にて火災を予測する場合、
上記のように、現時点から所定時間以前に採取し
たサンプリングデータの変化の傾向で予測するこ
とから上記のような問題が生じている。 （問題を解決するための手段） 本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたもの
で、精度の良い警報をすることの出来る火災報知
装置を提供することを目的とし、この目的を達成
する為、火災により生じる物理的現象の変化を検
出するセンサと、該センサからのデータを△Ｔ周
期でサンプリングするサンプリング回路と、該サ
ンプリング回路で得られたサンプリングデータに
基づいて火災の危険度の判定を行なう危険度判定
部１３を備えた火災報知装置において、現時点の
サンプリングデータが警報を行う所定のしきい値
Csl以上になつた際に論理値“１”を、該しきい
値Csl未満であれば論理値“０”を前記危険度判
定部１３に出力する比較部７と、現時点のサンプ
リングデータと該サンプリングデータの△Ｔ前の
サンプリングデータとの微分演算を行い変化分を
算出し、該変化分が、予め設定した危険な状態を
示す変化分CsO以上であれば論理値データ“１”
を、該変化分Cso未満であれば論理値データ
“０”を出力する微分演算部と、現時点のサンプ
リングデータと前記△Ｔより長い△Ts前のサン
プリングデータとの二つのデータで差分法演算を
行い、予め設定してある前記所定のしきい値Csl
より高いしきい値Csdに到達するまでの到達時間
ｔを算出し、該到達時間ｔが予め設定してある危
険レベルを表す時間td1以下の際は論理値データ
“00”を、該時間td1を越え予め設定してある安全
レベルを表す時間td2以下の際は論理値データ
“01”を該時間td2を越える場合は論理値データ
“11”を出力する差分法演算部と、該差分法演算
部から出力された論理値データ“00”であつて、
前記微分演算部の論理値データ“１”が連続して
いる場合または、該差分法演算部から出力された
論理値データ“11”であつて、前記微分演算部に
て論理値データ“０”が連続している場合にはそ
の情報を前記危険度判断部１３に出力すると共
に、該差分法演算部の論理値データが“00”であ
つて、前記微分演算部の論理値データ“１”が連
続していない場合、該差分法演算部の論理値デー
タが“01”の場合、該差分法演算部の論理値デー
タが“11”であつて前記微分演算部にて論理値デ
ータ“０”が連続していない場合に、多項式演算
部１２に出力を行う演算処理選択部１０と、該演
算処理選択部１０の出力を受け、現時点のサンプ
リングデータと該現時点のサンプリングデータよ
り前の、△Ｔ周期で得られる複数のサンプリング
データにより演算を行い、前記予め定めたしきい
値Csdに達する時間τを算出し、該時間τにより
アラーム、プリアラーム、非アラームの演算・出
力を行う多項式演算部１２とを設け、前記危険度
判定部１３は該多項式演算部１２からの出力、前
記演算処理選択部１０からの出力、前記比較部７
の出力を受け、アラーム、プリアラーム、非アラ
ームの判定を行うようにした。 （実施例） 以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。 まず第１図に基づいて構成を説明すると、点線
で示す受信機１には、各監視場所に設けた複数の
アナログセンサ２ａ，２ｂ〜２ｍが接続してい
る。 各アナログセンサ２ａ〜２ｍにて検出された煙
濃度や温度等の検出データは、所定時間ごとに不
図示のチヤンネル切換え手段で順次、受信機１内
のサンプリング回路３に供給され、Ａ／Ｄ変換器
４にてデイジタル信号に変換される。 デイジタルフイルタ５はこのデイジタル信号を
移動平均処理し不要な高域周波数成分を取り除い
た後のサンプリングデータを出力し、このサンプ
リングデータは記憶部６に記憶される。ここで、
一つのセンサのサンプリング周期は例えば５秒に
設定されている。 比較部７は記憶部６に記憶したサンプリングデ
ータを所定の閾値レベルと比較し、この閾値レベ
ル以上か否かの結果を危険度判定部１３に出力す
る。 微分値演算部８は、記憶部６のサンプリングデ
ータの単位時間当たりの変化を演算し演算処理選
択部１０に出力する。 差分法演算部９は、記憶部６のサンプリングデ
ータのうち新しい２個のデータから差分法に基づ
いて予測演算し、火災が危険状態になるまでの時
間予測をしてこの予測結果を演算処理選択部１０
に出力する。 演算処理選択部１０では、微分値演算部８から
の演算結果と差分演算部９からの予測結果に基づ
いて火災の危険度を判断し、次の多項式演算部１
２による予測を実施するかあるいは差分演算部９
の予測結果を採択するかどうかの選択判断を行
う。 多項式演算部１２は多項式近似法に基づいてサ
ンプリングデータを処理し、現在から将来的に危
険な状態になるまで所要時間（以下、危険度とい
う）を予測演算する。 尚、多項式演算部１２では20個程度のサンプリ
ングデータを夫々用いて、より正確な予測演算を
行う。 危険度判定部１３は、比較部７、演算処理選択
部１０並びに多項式演算部１２からの処理結果に
基づいて、現状が危険な状態にあるか否か等の判
定を行い、警報部１４に所定の警報動作等を指示
する。 次に、かかる構成の火災警報装置の作動を第２
図ないし第４図と共に説明する。 まず、第２図ないし第４図のフローチヤートに
示す動作のスタートは不図示のタイマーによる所
定周期毎の割込み動作で行なわれる。ルーチン１
００において、アナログセンサ２ａ〜２ｍで検出
された各アナログ検出信号は、サンプリング回路
３でサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器４にてデイ
ジタル信号に変換した後、デイジタルフイルタ５
にて移動平均演算が行なわれ、その結果得られた
サンプリングデータのデータ列Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３
…Dnをルーチン１１０にて記憶部６に記憶する。 即ち、Ａ／Ｄ変換器４から得られるデイジタル
信号の各データの順番をずらしながら一定の個数
ずつ平均していき、例えば、デイジタル信号のｋ
個（ｋは整数）ずつの移動平均を夫々Ｄ１，Ｄ２
…Dnとする。尚、この移動平均の結果は、各ア
ナログセンサ２ａ〜２ｍより検出される検出デー
タ毎に求めるのは勿論のことであり、同図には一
例としてアナログセンサ２ａよりのサンプリング
データを示している。 又、この実施例では、デイジタルフイルタ５で
移動平均演算を行うが、Ａ／Ｄ変換器４からのデ
イジタル信号を直接にサンプリングデータとして
用いてもよい。 次に、ルーチン１２０ないしルーチン１４０へ
に移行する。比較部７は、各サンプリングデータ
Ｄ１，Ｄ２〜Dnの各々のデータ値が予め設定さ
れているアラーム設定値Csl以上か否かの比較判
断を行い、例えば、ある時点Tiにおけるサンプ
リングデータDiがアラーム設定値Cs1以上の時は
論理値“１”を、アラーム設定値Csl未満のとき
は論理値“０”を出力し、ルーチン１３０，１４
０，１４５にてEX1＝１ならはアラームを発生
し、EX1＝０ならばアラームを発しない。 ここで、アラーム設定値Cs1はアラームを発す
べきか否かの判断の基準となる閾値であり、EX1
＝１はアラームを発すべきことを、EX1＝０はア
ラームを発しないことを意味する。 次に、ルーチン１５０に移行する。ここでは、
微分値演算部８が、一定時間ごとのサンプリング
データＤ１〜Dnの変化分を演算する。即ち、一
定時間を△Ｔとし、この△Ｔ周期でデータのサン
プリングを行い、サンプリングデータの変化量が
△Dsならば、△Ds／△Ｔを演算することで変化
分の算出が行える。 次にルーチン１６０ないしルーチン１９０へ移
行する。微分値演算部８は、変化分△Ds／△Ｔ
が、予め設定してある閾値CsO以上の場合には論
理値“１”を、閾値CsO未満の場合には論理値
“０”を発生し、夫々EX2＝１あるいはEX2＝０
とし、△Ｔ時間毎に所定の期間Ｔ（Ｔ≧△Ｔ）の
間で得られるEX2の論理値データ列を記憶する。 ここで、△DS／△Ｔは煙や温度等の物理的現
象の単位時間当たりの変化分を示し、この変化分
が閾値CsOよりも大きいときにEX2＝１、小さい
ときにEX2＝０となる。即ち、この変化分が大き
くてEX2＝１となるときは火災の進行が速い等の
危険な状態を意味する。 尚、ルーチン１６０からルーチン１８０では、
算出した変化分△Ds／△Ｔ毎にEX2の設定を行
うようにしているが、これに限らず、例えば、変
化分△Ds／△Ｔを３個算出し、これらのうち△
Ds／△Ｔ≧CsOの場合が２個以上あればEX1＝
１し、１個以下の時はEX1＝０としてもよい。即
ち、複数の変化分△Ds／△Ｔの内の所定数が△
Ds／△Ｔ≧CsOを満足するかでEX2を設定すれ
ば、サンプリングデータに一時的に特殊な変動が
含まれているような場合であつても判断の誤りを
除去することができ、該変化分の全体的な変化傾
向を知ることが出来る。 次に、ルーチン200に移行し、差分法演算部９
において、例えば現時点Tpにおけるサンプリン
グデータDpと現時点から時間△Ts前のサンプリ
ングデータとの差分演算をして火災による物理的
現象の変化を予測し、この予測した結果が予め設
定してある閾値Csdに至るまでに要する時間ｔを
算出し演算処理選択部１０に出力する。ここで時
間△Tsは、微分演算部８で演算を行う場合の時
間△Ｔより長い時間（ｎ×△Ｔ）となる。これ
は、火災が発生し煙が生じた場合、煙濃度の変化
は上昇下降を不規則に繰り返しながら徐々に上昇
する場合があり、例えば、サンプリングしたデー
タが△Ｔ前のデータと比べると下がつてしまうこ
ともあり、このような場合の予測演算は無意味な
ものになる。そこで差分法演算部による予測演算
では△Tsを△Ｔより長くすることで予測演算の
信頼性を高めている。 即ち、第５図に示すように現時点Tpにおいて、
時間△Ts以前に実線で示すようなサンプリング
データが得られ、このデータに基づいて現時点
Tpより以後の変化を点線に示すように予測する。 そして、この予測結果が閾値Csdに到達するま
での所要時間ｔを算出する。 また、閾値Csdは煙濃度や温度等が危険な状態
にあると判断する際の基準値であり、所要時間ｔ
が短いほど危険度は高いことになる。 演算処理選択部１０では、ルーチン２１０ない
しルーチン２７０の処理を行う。これら一連のル
ーチンではルーチン２００にて算出した危険度を
示す時間ｔに基づいて危険の程度を判別する。 まず、ルーチン２１０において予め設定してあ
る閾値td１よりも差分法演算部９で算出された時
間ｔのほうが短いときはルーチン２２０へ移行し
て論理値“00”を発生しEX3＝00とし、ルーチン
２３０へ移行する。一方、ルーチン２１０におい
てtd1＜ｔならばルーチン２４０へ移行する。 ここで、閾値td１は最も短い時間が設定され、
例えば第６図の曲線Ｌ１のように現時点Tpから
閾値Csdに達するまでの予測時間tXがtd1≧tXな
らば明らかに火災であると判断出来るようにして
いる。 ルーチン２４０では、明らかに火災ではないと
判断することができる程度の長時間に設定してあ
る閾値tnと比較し、第６図の曲線Ｌ２のように現
時点Tpから時間tnが経過しても閾値Csdに至らな
いような予測結果が得られた場合は、tn＜ｔであ
るから論理値“11”を発生しルーチン２５０にて
EX3＝11とし、次にルーチン２６０へ移行する。 一方、ルーチン２４０において、Tn≧ｔなら
ば、ルーチン２７０へ移行し、論理値“01”を出
力してEX3＝01とし、ルーチンＢへ移行する。 即ち、EX3＝00は、td1≧ｔの関係にあること
を示し、EX3＝01は、td1＜ｔ≦tnの関係にある
ことを、EX3＝11は、tn＜ｔの関係にあることを
夫々示している。 ここで、td1＜tnの関係にあり、例えば、第６
図の曲線L3やL4のような場合はルーチン２４０
ないしルーチン２７０で識別される。 次に、ルーチン２３０では、前記ルーチン１６
０ないし１８０にて記憶された論理値EX２、即
ち微分値演算部８による演算結果が現時点まで連
続して“１”であるかを判別し、連続する場合は
ルーチン２９０で警報部１４にてアラームが出さ
れると共に危険度τが表示される。 一方、連続しない場合はルーチンＢへ移行す
る。 ここで、EX2＝１が続くということは、第６図
の曲線L1のように、単位時間当たりの変化が大
きく、それが常に増加傾向にあることを示し、迅
速な警報を必要とする事を意味する。 この迅速な警報に対処する為、前記ルーチン２
００において差分法演算部９で、サンプリングデ
ータに基づいて差分法により将来の火災の状況を
予測演算し、危険度判定部１３はこの予測結果が
閾値Csdに達するまでの予測到達時間ｔを危険度
τとして利用することにより演算処理の迅速化を
図つている。 一方、ルーチン２３０で、微分値演算部８によ
る演算結果EX２が現時点まで連続して“１”で
ない場合は、第６図の曲線L1のような単調増加
する場合と異なり、変化の途中に変極点を有する
ような場合であり、この様に変極点があると差分
法では予測演算する時点によつては予測結果が異
なることがあることから多項式近似法により更に
精度良く予測演算を行うためにルーチンＢへ移行
する。 前記のルーチン２４０でtn≧ｔとなる場合は、
第６図の曲線L3あるいはL4のような場合であり、
火災か非火災かの判断をつけにくいため、ルーチ
ンＢへ移行して多項式近似法による演算処理を行
う。 ルーチン２６０では、EX2＝０が連続した場合
には、ルーチンＣへ移行し、EX2＝０が連続しな
い場合はルーチンＢへ移行する。 ここで、ルーチンＣへ移行するような場合とし
ては、第６図の曲線L2のように長時間経過して
も閾値Csdに達しない場合であつて、差分法演算
部９で求めた予測到達時間ｔを危険度τとし、ル
ーチン３５０では警報を行なわない。 一方、ルーチン２６０からルーチンＢに移行す
る場合は、第６図の曲線L2のような場合と異な
り、変化の途中に変極点を有するような場合であ
り、この様に変極点があると予測が困難であるこ
とから多項近似法により更に精度良く予測演算を
行うためにルーチンＢへ移行する。 以上、ルーチン２１０からルーチン２７０まで
の判別条件についてまとめると次表となる。[Table] The threshold values td1, td2, and td3 are 600 seconds, 800 seconds, and
The alarm is set to 1200 seconds, etc., to ensure that there are no false alarms. (Problem to be solved by the invention) However, except for fires and non-fires that are clearly known to be dangerous, in situations where it is difficult to determine which case, for example, in the relationship between the degree of danger tw and the threshold values td1 and td2, td1 In the case of <tw<td2, an alarm may not be issued even though there is a fire, and only a pre-alarm is issued, making it difficult to say that the alarm accuracy is high. For example, as shown by curve K2 in Figure 8, at the current time Tp, even though the sampling data has reached a level that should be considered a fire, △Ts
Since the change per unit time in the sampling data from before the time is small, even if the predictive calculation is performed, the threshold value Csd will not be reached as shown by the dotted line, and therefore, the alarm will not be issued and the notification will be delayed. There was a problem. When predicting a fire using a prediction method like this,
As described above, the above-mentioned problems arise because predictions are made based on the trend of change in sampling data collected before a predetermined time from the current time. (Means for Solving the Problem) The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a fire alarm device that can issue a highly accurate alarm. Therefore, there is a sensor that detects changes in physical phenomena caused by a fire, a sampling circuit that samples data from the sensor at △T cycles, and a judgment of the degree of risk of fire based on the sampling data obtained by the sampling circuit. In a fire alarm system equipped with a risk determination unit 13 that performs
A comparison unit 7 outputs a logical value “1” when the value exceeds Csl and a logical value “0” when it is less than the threshold value Csl to the risk determination unit 13, and the current sampling data and the sampling Calculate the amount of change by performing differential calculation with the sampling data before △T of the data, and if the amount of change is greater than or equal to the amount of change CsO that indicates a preset dangerous condition, the logical value data is “1”.
A differential calculation unit outputs logical value data “0” if the change is less than Cso, and a difference method calculation is performed using two data: the current sampling data and the sampling data before △Ts, which is longer than the above △T. and the predetermined threshold value Csl set in advance.
Calculate the arrival time t until reaching the higher threshold Csd, and if the arrival time t is less than the time td1 representing a preset danger level, set the logical value data "00" and set the time td1. A difference method calculation unit that outputs logical value data “01” when the time td2 representing a safety level set in advance is exceeded and logical value data “11” when the time td2 is exceeded; and the difference method calculation unit. The logical value data “00” output from
If the logical value data “1” of the differential calculation unit is continuous, or if the logical value data “11” is output from the differential calculation unit, the logical value data “0” is generated by the differential calculation unit. If they are continuous, the information is output to the risk level judgment unit 13, and the logical value data of the differential calculation unit is “00” and the logical value data of the differential calculation unit is “1”. are not consecutive, when the logical value data of the differential method calculation section is "01", the logical value data of the difference method calculation section is "11", and the logical value data "0" is generated in the differential calculation section. ” are not consecutive, an arithmetic processing selection unit 10 outputs the output to the polynomial arithmetic unit 12, and receives the output of the arithmetic processing selection unit 10, and selects the current sampling data and the previous sampling data at the current time. A polynomial calculation unit that performs calculations using a plurality of sampling data obtained in T periods, calculates the time τ at which the predetermined threshold value Csd is reached, and calculates and outputs alarm, pre-alarm, and non-alarm based on the time τ. 12, and the risk determination unit 13 receives the output from the polynomial calculation unit 12, the output from the calculation processing selection unit 10, and the comparison unit 7.
The alarm, pre-alarm, and non-alarm judgments are made based on the output. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration will be described based on FIG. 1. A plurality of analog sensors 2a, 2b to 2m provided at each monitoring location are connected to a receiver 1 indicated by a dotted line. Detection data such as smoke concentration and temperature detected by each analog sensor 2a to 2m is sequentially supplied to the sampling circuit 3 in the receiver 1 by a channel switching means (not shown) at predetermined time intervals, and is converted into an A/D converter. The signal is converted into a digital signal by the device 4. The digital filter 5 performs moving average processing on this digital signal to remove unnecessary high frequency components and outputs sampling data, which is stored in the storage section 6. here,
The sampling period of one sensor is set to, for example, 5 seconds. The comparison unit 7 compares the sampling data stored in the storage unit 6 with a predetermined threshold level, and outputs the result of whether or not the data exceeds this threshold level to the risk determination unit 13. The differential value calculation unit 8 calculates the change per unit time of the sampling data in the storage unit 6 and outputs it to the calculation processing selection unit 10. The difference method calculation unit 9 performs predictive calculation based on the difference method from two new pieces of sampling data in the storage unit 6, predicts the time until the fire becomes dangerous, and selects the prediction result for calculation processing. Part 10
Output to. The arithmetic processing selection section 10 determines the degree of fire risk based on the arithmetic result from the differential value arithmetic section 8 and the prediction result from the difference arithmetic section 9, and selects the next polynomial arithmetic section 1.
2, or the difference calculation unit 9
A decision is made as to whether or not to adopt the predicted results. The polynomial calculation unit 12 processes the sampling data based on a polynomial approximation method, and calculates and predicts the time required from now until a dangerous situation occurs in the future (hereinafter referred to as the degree of risk). Note that the polynomial calculation unit 12 uses approximately 20 pieces of sampling data to perform more accurate prediction calculations. The risk level determination unit 13 determines whether the current situation is in a dangerous state based on the processing results from the comparison unit 7, the arithmetic processing selection unit 10, and the polynomial calculation unit 12, and sends a predetermined signal to the alarm unit 14. Instruct the alarm operation, etc. Next, the operation of the fire alarm system having such a configuration is activated by a second
This will be explained with reference to FIGS. First, the operations shown in the flowcharts of FIGS. 2 to 4 are started by interrupt operations at predetermined intervals by a timer (not shown). Routine 1
At 00, each analog detection signal detected by the analog sensors 2a to 2m is sampled by a sampling circuit 3, converted to a digital signal by an A/D converter 4, and then sent to a digital filter 5.
A moving average calculation is performed, and the data strings D1, D2, D3 of the sampling data obtained as a result are
...Dn is stored in the storage unit 6 in routine 110. That is, each data of the digital signal obtained from the A/D converter 4 is averaged by a certain number while changing the order of the data, and for example, k of the digital signal is averaged.
(k is an integer) moving averages are D1 and D2, respectively.
...Dn. It goes without saying that the result of this moving average is obtained for each detection data detected by each of the analog sensors 2a to 2m, and the figure shows sampling data from the analog sensor 2a as an example. Further, in this embodiment, the digital filter 5 performs the moving average calculation, but the digital signal from the A/D converter 4 may be used directly as sampling data. Next, the routine moves to routine 120 to routine 140. The comparison unit 7 compares and determines whether each data value of each sampling data D1, D2 to Dn is equal to or greater than a preset alarm setting value Csl, and for example, the sampling data Di at a certain time point Ti is the alarm setting value. When the value Cs1 or more, a logical value "1" is output, and when it is less than the alarm setting value Csl, a logical value "0" is output, and the routines 130 and 14
If EX1=1 at 0,145, an alarm is generated, and if EX1=0, no alarm is generated. Here, the alarm setting value Cs1 is a threshold value that is the standard for determining whether or not to issue an alarm, and EX1
=1 means that an alarm should be issued, and EX1=0 means that no alarm should be issued. Next, the routine moves to routine 150. here,
A differential value calculation unit 8 calculates changes in the sampling data D1 to Dn at regular time intervals. That is, if a certain period of time is ΔT, data is sampled in this ΔT period, and the amount of change in the sampling data is ΔDs, the amount of change can be calculated by calculating ΔDs/ΔT. Next, the routine moves to routine 160 to routine 190. The differential value calculation unit 8 calculates the variation △Ds/△T
However, if it is above a preset threshold CsO, a logical value “1” is generated, and if it is less than the threshold CsO, a logical value “0” is generated, and EX2 = 1 or EX2 = 0, respectively.
Then, a logical value data string of EX2 obtained during a predetermined period T (T≧△T) is stored every △T time. Here, △DS/△T indicates the change per unit time in physical phenomena such as smoke and temperature, and when this change is larger than the threshold CsO, EX2 = 1, and when it is smaller, EX2 = 0. . That is, when this change is large and EX2=1, it means a dangerous situation such as a rapid fire progression. In addition, in the routine 160 to the routine 180,
EX2 is set for each calculated change △Ds/△T, but this is not the only option. For example, if three changes △Ds/△T are calculated and △
If there are two or more cases where Ds/△T≧CsO, EX1=
1, and when there is less than 1, EX1 may be set to 0. That is, a predetermined number of the multiple changes △Ds/△T is △
By setting EX2 based on whether Ds/△T≧CsO is satisfied, it is possible to eliminate errors in judgment even in cases where the sampling data temporarily includes special fluctuations. You can know the overall change trend in minutes. Next, the routine moves to routine 200, and the difference method calculation unit 9
For example, the difference between the sampling data Dp at the current time Tp and the sampling data from a time △Ts before the current time is calculated to predict changes in physical phenomena caused by a fire, and this predicted result is set to a preset threshold Csd. The time t required to reach this point is calculated and output to the arithmetic processing selection section 10. Here, the time ΔTs is longer (n×ΔT) than the time ΔT when the differential calculation unit 8 performs the calculation. This is because when a fire occurs and smoke is generated, the smoke concentration may gradually increase while repeating rises and falls irregularly. For example, the sampled data may be lower than the data before △T. The prediction calculation in such cases becomes meaningless. Therefore, in the prediction calculation by the difference method calculation unit, the reliability of the prediction calculation is increased by making ΔTs longer than ΔT. That is, as shown in FIG. 5, at the current time Tp,
Sampling data as shown by the solid line is obtained before time △Ts, and based on this data,
Changes after Tp are predicted as shown by the dotted line. Then, the time t required for this prediction result to reach the threshold value Csd is calculated. In addition, the threshold value Csd is a reference value when determining that smoke concentration, temperature, etc. are in a dangerous state, and the required time t
The shorter the period, the higher the risk. The arithmetic processing selection unit 10 performs routines 210 to 270. In these series of routines, the degree of danger is determined based on the time t indicating the degree of danger calculated in routine 200. First, in the routine 210, if the time t calculated by the difference method calculation unit 9 is shorter than the preset threshold td1, the routine goes to the routine 220, generates a logical value "00", sets EX3=00, and then the routine Transition to 230. On the other hand, if td1<t in routine 210, the process moves to routine 240. Here, the threshold td1 is set to the shortest time,
For example, if the predicted time tX from the current time Tp to reach the threshold value Csd is td1≧tX as shown by the curve L1 in FIG. 6, it can be clearly determined that there is a fire. In the routine 240, a comparison is made with a threshold value tn that is set to a long enough time to clearly determine that there is no fire, and the threshold value is determined even after a time tn has elapsed from the current point Tp, as shown by curve L2 in FIG. 6. If a prediction result that does not reach Csd is obtained, since tn<t, a logical value “11” is generated and the routine 250 is executed.
EX3 is set to 11, and then the routine moves to routine 260. On the other hand, in routine 240, if Tn≧t, the routine moves to routine 270, outputs the logical value "01", sets EX3=01, and moves to routine B. That is, EX3=00 indicates that td1≧t, EX3=01 indicates that td1<t≦tn, and EX3=11 indicates that tn<t. It shows. Here, there is a relationship of td1<tn, and for example, the sixth
In cases like curves L3 and L4 in the figure, routine 240
or routine 270. Next, in routine 230, the routine 16
It is determined whether the logical value EX2 stored in the range 0 to 180, that is, the calculation result by the differential value calculation section 8, is "1" continuously up to the present time, and if it is continuous, an alarm is issued by the alarm section 14 in routine 290. is issued and the risk level τ is also displayed. On the other hand, if they are not consecutive, the process moves to routine B. Here, the fact that EX2 = 1 continues means that the change per unit time is large and always on the rise, as shown by curve L1 in Figure 6, which means that a prompt warning is required. means. In order to deal with this quick alarm, the routine 2
In 00, the difference method calculation unit 9 calculates a prediction of the future fire situation by the difference method based on the sampling data, and the risk determination unit 13 calculates the predicted arrival time t until the prediction result reaches the threshold value Csd as the risk level. By using it as τ, we aim to speed up the calculation process. On the other hand, in the routine 230, if the calculation result EX2 by the differential value calculation unit 8 is not "1" continuously up to the present time, unlike the case where it increases monotonically like the curve L1 in FIG. If there is an inflection point like this, the prediction result may differ depending on the point of time when the prediction calculation is performed using the finite difference method. Move to B. If tn≧t in the routine 240,
This is a case like curve L3 or L4 in Figure 6,
Since it is difficult to determine whether it is a fire or not, the process moves to routine B and arithmetic processing is performed using the polynomial approximation method. In the routine 260, if EX2=0 is consecutive, the routine moves to routine C, and if EX2=0 is not continuous, the routine moves to routine B. Here, the case where the transition to routine C occurs is when the threshold value Csd is not reached even after a long period of time as shown by curve L2 in FIG. Let t be the degree of risk τ, and routine 350 does not issue a warning. On the other hand, when transitioning from routine 260 to routine B, there is an inflection point in the middle of the change, unlike the case of curve L2 in FIG. Since this is difficult, the routine moves to routine B in order to perform predictive calculation with higher accuracy using the polynomial approximation method. The following table summarizes the determination conditions from routine 210 to routine 270.

【表】 次に、ルーチン３００ないしルーチン３７０を
説明する。ここでは、多項式近似法により予測し
て得られる予測結果が閾値Csdに到達するまでの
時間τ（危険度）を算出し、この危険度τの値に
応じて警報するか否か等の判断を行なう。 まず、ルーチン３００において多項式演算部１
２は、サンプリングデータD1〜Dnに基づき多項
式近似法により将来的の火災の物理的現象の変化
状況を予測し、この予測結果が閾値Csdに達する
までの予測到達時間τ（危険度）を算出する。例
えば第６図において、曲線L3が現時点Tpより閾
値Csdに達するまでの時間τXが危険度となる。
尚、前記ルーチン２００で演算した時間ｔも危険
度を示すが、危険度τは多項式近似法にて、より
正確に求められる。この危険度τは危険度判定部
１３に出力され、危険度判定部１３はルーチン３
１０ないしルーチン３７０の処理を行う。 まず、ルーチン３１０では、予め設定してある
閾値td1と危険度τとの関係において、td1≧τの
関係にある時はルーチン３５０へ移行して警報部
１４へ警報動作の指示をする。 即ち、第６図のように閾値td1は火災であると
判断するための基準でありそれより小さく危険な
状態であるのでルーチン３５０にて警報を出す。 一方、ルーチン３１０において、td1＜τの場
合には３２０へ移行し、ルーチン３２０において
所定の閾値td2と危険度τとの関係がtd2≧τの時
はルーチン３３０へ移行する。 このtd2は閾値td1とtnの間の所定値に設定して
あり、例えば第６図において、曲線L3のように
火災の危険性の高い場合に警報を出し、曲線L4
のように火災の危険性は低いが可能性のある場合
にはプリアラームを出す為の判別の基準値であ
る。 ルーチン３３０においてEX2が現時点まで連続
して“１”の場合は、火災と判断してルーチン３
５０へ移行し、警報部１４へ警報動作の指示す
る。 即ち、ルーチン３２０とルーチン３３０を介し
てルーチン３５０へ移行する場合は、確実に拡大
傾向にある火災であることを意味するのでルーチ
ン３５０にて警報を出す。 ルーチン３３０においてEX2が現時点まで連続
して“１”でない場合としては、煙濃度や温度等
の変化が不連続な場合であつて、将来の火災の傾
向が掴みにくく火災の危険があるので、ルーチン
３６０にてプリアラームを発生する。 又、ルーチン３２０において、td2＜τの場合
にはルーチン３４０へ移行し、ルーチン３４０に
おいて所定の閾値td3と予測到達時間τとを比較
してtd3≧τの時はルーチン３６０へ移行し警報
部１４へプリアラーム動作の指示をし、td3＜τ
ならばルーチン３７０へ移行して警報部１４の警
報動作を行なわない。 ここでtd3は閾値td2とtnとの間の所定の値であ
り、この閾値td3を基準としてプリアラームとす
べきか警報を発しないとすべきかの判断すること
で更に正確さを期している。 以上、警報方法の選択ルーチン３１０ないしル
ーチン３７０をまとめると次表となる。[Table] Next, routines 300 to 370 will be explained. Here, we calculate the time τ (danger level) until the prediction result obtained by predicting using the polynomial approximation method reaches the threshold value Csd, and decide whether to issue a warning or not according to the value of this risk level τ. Let's do it. First, in the routine 300, the polynomial calculation unit 1
2 predicts the change status of future physical phenomena of fire using the polynomial approximation method based on the sampling data D1 to Dn, and calculates the predicted arrival time τ (danger level) until this prediction result reaches the threshold Csd. . For example, in FIG. 6, the time τX until the curve L3 reaches the threshold value Csd from the current point Tp is the risk level.
Incidentally, the time t calculated in the routine 200 also indicates the degree of risk, but the degree of risk τ can be determined more accurately by the polynomial approximation method. This risk level τ is output to the risk level determination unit 13, and the risk level determination unit 13
10 to routine 370 are executed. First, in the routine 310, when the relationship between the preset threshold td1 and the degree of risk τ is td1≧τ, the process moves to the routine 350 and instructs the alarm unit 14 to operate an alarm. That is, as shown in FIG. 6, the threshold value td1 is the standard for determining that there is a fire, and since the threshold value td1 is smaller than the threshold value and the situation is dangerous, an alarm is issued in routine 350. On the other hand, in the routine 310, if td1<τ, the process moves to 320, and in the routine 320, if the relationship between the predetermined threshold value td2 and the degree of risk τ is td2≧τ, the process moves to the routine 330. This td2 is set to a predetermined value between the threshold value td1 and tn. For example, in Fig. 6, an alarm is issued when there is a high risk of fire like curve L3, and curve L4
This is the standard value used to issue a pre-alarm in cases where the risk of fire is low, but there is a possibility. In routine 330, if EX2 is "1" continuously up to this point, it is determined that there is a fire and routine 3 is executed.
Step 50 instructs the alarm section 14 to perform an alarm operation. That is, when the routine 350 is entered via the routine 320 and the routine 330, an alarm is issued in the routine 350 because it means that the fire is definitely on the rise. In routine 330, if EX2 is not "1" continuously up to the present time, it means that changes in smoke concentration, temperature, etc. are discontinuous, and it is difficult to grasp future fire trends and there is a risk of fire. A pre-alarm is generated at 360. Further, in the routine 320, if td2<τ, the process moves to a routine 340, and in the routine 340, a predetermined threshold value td3 is compared with the predicted arrival time τ, and if td3≧τ, the process moves to a routine 360, where the alarm section 14 Instruct the pre-alarm operation and set td3<τ
If so, the routine moves to routine 370 and the alarm unit 14 does not perform the alarm operation. Here, td3 is a predetermined value between the threshold values td2 and tn, and further accuracy is ensured by determining whether to issue a pre-alarm or not to issue a warning based on this threshold value td3. The following table summarizes the alarm method selection routines 310 to 370.

【表】【table】

【表】 尚、多式近似法で得られた危険度τはルーチン
２９０，３５０，３６０，３７０において不図示
の表示装置にも表示される。 以上、特にルーチン３００ないしルーチン３７
０にて説明したように、この実施例によれば、ア
ラームと判断すべきか否かの判断が困難な場合で
あつても、ルーチン３３０において、現時点で得
られるサンプリングデータの値が所定の閾値Ds1
より大きければアラームを発生し、該閾値より小
さければプリアラームを発生するようにしたの
で、火災警報の精度を向上させることが出来る。 尚、以上の実施例では予測手段を受信機側に設
けたがこれに限らず、感知器側に設けてもよい。 ところで、第１図に示す受信機１内において、
Ａ／Ｄ変換器４の出力をデイジタルフイルタ５に
直接供給するように構成してあるがこれに限ら
ず、第７図に示すように、Ａ／Ｄ変換器４とデイ
ジタルフイルタ５との間に比較器１５を設け、こ
の比較器１５でもつてＡ／Ｄ変換器４からのデイ
ジタル信号のレベルを所定の閾値レベルと比較
し、該デイジタル信号の内の一つのデータでもレ
ベルが該閾値レベルと越えた時には、その時点か
ら予測演算処理に必要な所定の時間分のデイジタ
ル信号をＡ／Ｄ変換器４からデイジタルフイルタ
５に供給するようにしてもよい。この場合の閾値
レベルは、例えば第６図の閾値Cs1に比べて低い
レベルに設定する。 この様に構成すると、アナログセンサ２ａ〜２
ｍ毎に得られるデイジタル信号をデイジタルフイ
ルタ５で移動平均演算するために記憶するための
メモリ（記憶装置）を節約することができる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、アナログ
センサから出力された検出信号の振幅が比較器に
設定されている閾値以上の場合に火災と判断する
が、この比較器が火災と判断しない振幅であつて
も、微分値演算部、差分法演算部、多項式演算部
などを基に演算処理することによつて、より精度
の高い判定を行なう様にしたので、従来の予測方
式を採用した火災警報装置と較べて、該予測に基
づく判断結果よりも高精度の火災警報を実現する
ことができる。[Table] Note that the degree of risk τ obtained by the polymorphic approximation method is also displayed on a display device (not shown) in routines 290, 350, 360, and 370. Above, especially routine 300 to routine 37
0, according to this embodiment, even if it is difficult to judge whether or not to judge it as an alarm, in the routine 330, the value of the sampling data obtained at the present time is set to the predetermined threshold value Ds1.
If the threshold value is larger, an alarm is generated, and if it is smaller than the threshold value, a pre-alarm is generated, so that the accuracy of the fire alarm can be improved. In the above embodiments, the prediction means is provided on the receiver side, but the prediction means is not limited to this, and may be provided on the sensor side. By the way, in the receiver 1 shown in FIG.
Although the configuration is such that the output of the A/D converter 4 is directly supplied to the digital filter 5, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. A comparator 15 is provided, and the comparator 15 compares the level of the digital signal from the A/D converter 4 with a predetermined threshold level, and if the level of even one of the digital signals exceeds the threshold level. At other times, the A/D converter 4 may supply the digital filter 5 with a digital signal for a predetermined period of time necessary for predictive calculation processing from that point. The threshold level in this case is set to a lower level than the threshold Cs1 in FIG. 6, for example. With this configuration, analog sensors 2a to 2
It is possible to save the memory (storage device) for storing digital signals obtained every m in order to perform a moving average calculation in the digital filter 5. (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a fire is determined when the amplitude of the detection signal output from the analog sensor is greater than or equal to the threshold set in the comparator. Even if the amplitude is not determined as such, the system performs calculation processing based on the differential value calculation section, the difference method calculation section, the polynomial calculation section, etc. to make a more accurate judgment. Compared to a fire alarm system that employs the above, it is possible to realize a fire alarm with higher accuracy than the judgment result based on the prediction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明による火災報知装置の一実施例
の構成を示すブロツク図、第２図，第３図，第４
図は第１図の火災報知装置の作動を説明するフロ
ーチヤート、第５図，第６図は作動原理を示す説
明図、第７図は他の実施例の構成を示すブロツク
図、第８図は従来の警報動作の原理を示す説明図
である。 １……受信機、２ａ〜２ｍ……アナログセン
サ、３……サンプリング回路、４……Ａ／Ｄ変換
器、５……デイジタルフイルタ、６……記憶部、
７……比較部、８……微分値演算部、９……差分
法演算部、１０……演算処理選択部、１２……多
項式演算部、１３……危険度判定部、１４……警
報部、１５……比較器。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a fire alarm system according to the present invention, and FIGS.
The figures are a flowchart explaining the operation of the fire alarm system in Figure 1, Figures 5 and 6 are explanatory diagrams showing the principle of operation, Figure 7 is a block diagram showing the configuration of another embodiment, and Figure 8. is an explanatory diagram showing the principle of conventional alarm operation. 1...Receiver, 2a-2m...analog sensor, 3...sampling circuit, 4...A/D converter, 5...digital filter, 6...storage unit,
7... Comparison section, 8... Differential value calculation section, 9... Difference method calculation section, 10... Arithmetic processing selection section, 12... Polynomial calculation section, 13... Risk level determination section, 14... Alarm section , 15... comparator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 火災により生じる物理的現象の変化を検出す
るセンサと、該センサからのデータを△Ｔ周期で
サンプリングするサンプリング回路と、該サンプ
リング回路で得られたサンプリングデータに基づ
いて火災の危険度の判定を行う危険度判定部１３
を備えた火災報知装置において、 現時点のサンプリングデータが警報を行う所定
のしきい値Csl以上になつた際に論理値“１”を、
該しきい値Csl未満であれば論理値“０”を前記
危険度判定部１３に出力する比較部７と、 現時点のサンプリングデータと該サンプリング
データの△Ｔ前のサンプリングデータとの微分演
算を行い変化分を算出し、該変化分が、予め設定
した危険な状態を示す変化分CsO以上であれば論
理値データ“１”を、該変化分Cso未満であれば
論理値データ“０”を出力する微分演算部と、 現時点のサンプリングデータと前記△Ｔより長
い△Ts前のサンプリングデータとの二つのデー
タで差分法演算を行い、予め設定してある前記所
定のしきい値Cslより高いしきい値Csdに到達す
るまでの到達時間ｔを算出し、該到達時間ｔが予
め設定してある危険レベルを表す時間td1以下の
際は論理値データ“00”を、該時間td1を越え予
め設定してある安全レベルを表す時間td2以下の
際は論理値データ“01”を該時間td2を越える場
合は論理値データ“11”を出力する差分法演算部
と、 該差分法演算部から出力された論理値データ
“00”であつて、前記微分演算部の論理値データ
“１”が連続している場合または、該差分法演算
部から出力された論理値データ“11”であつて、
前記微分演算部にて論理値データ“０”が連続し
ている場合にはその情報を前記危険度判断部１３
に出力すると共に、該差分法演算部の論理値デー
タが“00”であつて、前記微分演算部の論理値デ
ータ“１”が連続していない場合、該差分法演算
部の論理値データが“01”の場合、該差分法演算
部の論理値データが“11”であつて前記微分演算
部にて論理値データ“０”が連続していない場合
に、多項式演算部１２に出力を行う演算処理選択
部１０と、 該演算処理選択部１０の出力を受け、現時点の
サンプリングデータと該現時点のサンプリングデ
ータより前の、△Ｔ周期で得られる複数のサンプ
リングデータにより演算を行い、前記予め定めた
しきい値Csdに達する時間τを算出し、該時間τ
によりアラーム、プリアラーム、非アラームの演
算・出力を行う多項式演算部１２とを設け、 前記危険度判定部１３は該多項式演算部１２か
らの出力、前記演算処理選択部１０からの出力、
前記比較部７の出力を受け、アラーム、プリアラ
ーム、非アラームの判定を行うことを特徴とする
火災報知装置。[Claims] 1. A sensor that detects changes in physical phenomena caused by a fire, a sampling circuit that samples data from the sensor at a period of ΔT, and a sensor that detects a fire based on the sampling data obtained by the sampling circuit. Risk level determining unit 13 that determines the level of risk of
In a fire alarm system equipped with
A comparison unit 7 outputs a logical value “0” to the risk determination unit 13 if it is less than the threshold value Csl, and a comparison unit 7 performs a differential operation between the current sampling data and the sampling data △T before the sampling data. Calculates the amount of change, and outputs logical value data “1” if the amount of change is greater than or equal to the amount of change CsO that indicates a preset dangerous condition, and outputs logical value data “0” if it is less than the amount of change Cso. A differential calculation unit performs a differential calculation on two data, the current sampling data and the sampling data before △Ts, which is longer than the △T, and calculates a threshold higher than the predetermined threshold value Csl, which is set in advance. Calculate the arrival time t until reaching the value Csd, and if the arrival time t is less than the time td1 representing a preset danger level, set the logical value data "00", and set it in advance beyond the time td1. A difference method calculation unit that outputs logical value data “01” when the time is less than the time td2 representing a certain safety level, and outputs logical value data “11” when the time exceeds the time td2; If the logical value data is “00” and the logical value data “1” of the differential calculation unit is continuous, or if the logical value data is “11” output from the differential calculation unit,
If the logical value data “0” is continuous in the differential calculation unit, that information is sent to the risk level judgment unit 13.
At the same time, if the logical value data of the differential calculation unit is “00” and the logical value data “1” of the differential calculation unit is not consecutive, the logical value data of the differential calculation unit is In the case of “01”, if the logical value data of the differential calculation unit is “11” and the logical value data “0” is not consecutive in the differential calculation unit, output to the polynomial calculation unit 12. An arithmetic processing selection section 10 receives the output of the arithmetic processing selection section 10, performs an arithmetic operation using the current sampling data and a plurality of sampling data obtained in ΔT periods before the current sampling data, and performs an operation based on the predetermined data. Calculate the time τ to reach the threshold value Csd, and calculate the time τ
and a polynomial calculation unit 12 that calculates and outputs alarms, pre-alarms, and non-alarms.
A fire alarm device characterized in that it receives the output of the comparator 7 and determines whether it is an alarm, pre-alarm, or non-alarm.