JPS62217398A - 火災報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明（Ｊｌ、火災発生による物理的現象の変化を検出
するセンサーからのアノ−ログ信号に基づいて火災の有
無及び火災の情況等を予測判断−リ−る火災報知装置に
関する。

（従来技術〉 従来の火災報知装置は、煙濃度ヤ）温度等を検出覆−る
センサーからの出力値か予め設定しである閾値を越えた
か否かで火災の有無を判断している。

しかし、この種の火災報知装置にあっては、該閾値の設
定精疫の如何でもって、火災検出の遅延あるいは誤報等
が生じる問題がある。

即ち、火災を確実に検出し誤報を無くすような閾値設定
とすれば、ある程度火災か進行してから火災が報知され
るような場合が生じてしまい早期に火災を報知出来ない
問題を生じ、一方、センザ−の感度を上げて早期に火災
を報知するようにすれば、タバ］の煙等で誤報を生じて
火災報知装置の信頼性を低下させる問題が牛しる。　そ
こで、このような問題点を解決すべく、セン＋ｊ−から
の検出信号をアナログ的に処理し、火災が拡大する（０
期時点に火災の進行情況を予測判断する所謂予測判断機
能を具備する火災報知装置が開発されてきた。

以下、従来の予測判断機能を備えた火災報知装置の一例
を説明する。

まず構成を説明すると、第７図において、所定の警戒領
域毎に複数の火災検出器１１〜１ｏを設置し、共有の伝
送線路２を介して中央の監視所等に設けられた受信機３
に接続している。

各火災検出器１□〜１゜に内蔵されたセンサー４て検出
された検出信号は各伝送回路５を介し、所謂ポーリング
方式による伝送方式でもって受信機３に供給するように
なっている。即ち、検出信号は各火災検出器１１〜１゜
に割り当てられた所定のタイミングでもって時分割伝送
することにより、相互の検出信号が混同すること＜＞＜
受信機３へ伝送されるようになっている。

センサー４で検出される検出信号はアナ目グ信号として
受信機３へ伝送され、受信機３は後述するように該検出
信号の変化を解析することで火災の予測判断等を行う。

受信機３は、検出信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器を内蔵する受信部６、該ディジタル信号に変換
された検出信号データ（以下、生データという）を記憶
するレジスタ部７、所定時間毎に生データの移動平均演
算を行う移動平均演算部８、該移動平均演算の結果であ
る平均値データを記憶する記憶部９、最新の平均値デー
タが所定の閾値レベルを越えたことを検出−リ−ると、
過去の所定時間にわたって記憶されている平均値データ
の変化傾向を検査し火災の蓋然性があると判断すると制
御信号を出力する判断部１０、判段部１０からの制御信
号を受けると記憶部９に記憶されている平均値データに
基づき予測演算を行う予測演算部１１、予測演算部１１
にＪ：る予測結果を記憶する予測データ記憶部１２、該
予測データ記憶部１２の予測データに基づき火災の報知
等を行う表示部１３を備えている。

ここで、レジスタ部７、記憶部９と予測データ記゛１部
１２は共に、火災検出器１１〜１ｏの数に等しい数のデ
ータ格納部７１〜７ｏ、９１〜９１．１２１〜１２゜を
右し、更に、夫々のデータ格納部には所定数のデータを
記憶するための複数の記憶領域を具備している。

即ち、レジスタ部７、記憶部９と予測データ記憶部１２
では夫々記憶領域の数は異なるが同様の構成をしており
、第８図に示すように、記憶されたｆ−タを同図左側の
記憶領域より右側の記憶領域へ順次シフトし、最も左側
の記憶領域より最新のデータを入力する構成となってい
る。したがて、最新データより過去に遡って所定数のデ
ータを記憶することかできるようになっている。

次に、動作説明をする。尚、複数の火災検出器のうち、
特定の１個の検出器からの検出信号を処理する場合につ
いて説明する。したかって火災検出器指定部１４からは
該検出器を指定する制御信号が出力されているものとす
る。

まず、検出信号は受信部６に内蔵されるＡ／Ｄ変換器に
よりサンプ１ノングされてレジスタ部７の所定のデータ
格納部に格納され、最も古い生データは消去（ポロー）
される。

このサンプリング周期は、例えば前記時分割により火災
検出器毎に順次検出信号を入力する際の周期に合せてあ
り、したがって火災検出器は前記時分ｖ１による処理が
一巡する時間下角に最新の生データが記憶される。

第９図は、この移動平均演算の原理を示す説明図Ｃ゛あ
る。例えば、時刻ｔｏよりｔｎまでの開開に所定のリー
ンブリング間隔Ｔで検出されたＮ個の牛データＤＩ　、
　Ｉ）２　、　Ｄ３〜Ｄｎ−１、Ｄｎの平均値へ１１を
算出し、これを第１０図に示す時刻ｔｎにお（Ｊる検出
結果として、記憶部９の特定のデータ格納部へ記憶する
。

次に、第９図の時刻ｔｎ＋１　　（−↑ｎ＋１）におい
て、レジスタ部７に新たな牛データｌ）ｎ＋１が記憶さ
れると、生データＤ２　、　Ｄ３〜Ｄｎ　、　Ｄｎ＋１
の平均値Ａｎ＋１を算出し、記憶部９の上記特定のデー
タ格納部に記憶する。

このように、時間Ｔ毎に牛データがレジスタ部７に人力
された時点から過去Ｎ個の生データを平均演算し、第１
０図に示すように算出された平均値データＡｎ　、　Ａ
ｎ＋１・・・・・・を記憶部９に記憶する。

この移動平均演算を行うことにより、生データを低域フ
ィルタに通過さけたのと等価な効果がえられ、牛データ
に含まれていた６”１１調波ノイズ等を除去することが
できる。

次に、第１０図に示すように時点ｔ　ｓにおける平均値
△Ｓが所定の演算開始レベル＋１に到達すると、判断部
１０は時点ｔｓより過去のＭ個の平均値例えば△ｎ続、
Ａｎ＋３〜Ａｓが火災の拡大傾向を示すものか否かの判
別を行い、拡大傾向にある場合即ち平均値の変化が上背
傾向にある場合には、時点士Ｓより過去の所定数Ｍの平
均値データに基づいて関数近似法による火災の予測演算
を開始し、２次関数による関数近似法等に基づき予測曲
線Ｃｖを算出する。

尚、予測曲線を構成する予測データは予測データ格納部
１２の特定のデータ格納部へ記憶される。

この予測曲線ＣＶが危険レベル１−２を越えた時点ｔｒ
で人体等に危険な状態に到達すると予測し、時点ｔ’ｓ
より時点１−ｒまでの時間１−ｐｕか避難等を行いうる
安全時間である等の判断情報を表示部１３を介して監視
所員等に報知する。

このにうに、火災の拡大前に火災情況を予測するので、
避難誘導等において極めて有効である。

（発明が解決しＪ：うとする問題点） しかしながら、このような従来の火災報知装置にあって
は、移動平均演算を行って高調波ノイズを除去するよう
にしても、センサーからの検出信号を△／Ｄ変換する際
の１ｔンプリング周期および移動平均演算する生データ
の数によっては充分に除去することができず、一方これ
を充分に除去するために、上記サンプリング周期を大き
くしたり多数の牛データに基づく移動平均演算を行った
りすると、検出信号が本来有する火災情報が取除かれて
しまったり、演算の所用時間が長くなって早期に火災の
情況を知らせるための対応が出来なくなる等の問題が生
ずる。

（問題点を解決する為の手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、予測演算を開始する演算開始レベルと、火災でな
い状態で通常生じる雑音等が含まれる検出信号レベルの
平常レベル範囲との間に異常判断レベルを設定し、移動
平均演算にＪ：り算出された平均値が該異常判断レベル
を越えてから演算開始レベルに到達するまでに要した時
間か所定時間以上である場合に予測演算を開始し、一方
、所定時間内で演算開始レベルに到達した場合は、例え
ばタバコの煙等の影響による一時的な火災に関係のない
物理的現象の変化であると判断して予測演算を行なわな
いこととして、火災の確実な予測を行うようにしたこと
を技術的要熱とする。

（実施例） 第１図は、本発明による火災報知装置の一実施例を示す
ブロック図である。尚、第７図に相当する部分には同一
符号を附けている。

まず構成を説明すると、１５は予測演締部１１で算出さ
れた予測データを記憶する予測データ記憶部Ｃあり、第
７図の従来例に示１−予測データ記憶部１２のア゛−勺
格納部１２１へ・１２゜に比べて少数のデータ格納部１
５ａへ−１５）ｅを具備し、例えば、火災検出部の数が
１００飼程庶に対し５個程度としている。

１６は移動平均演算部ε３より線用された平均値データ
を記憶する記憶部であり、火災検出器１１へ・１□の数
に等しい数のデータ格納部１６１〜１１〔３、を有し、
人々のデータ格納部は、第２図に承りように、１０個の
記゛臘領域０１〜Ｇ１０を有して１０個の平均値データ
を記憶可能なＡ格納部と、（５個の記憶領域Ｕ１・〜Ｕ
５を右じ−Ｃ５個の平均値データを記憶ｐＪ能なり格納
部とを具備し、記憶領域（：１１１０の出力をスイッチ
手段ＳＷを介して記憶領域Ｕ１に転送ｉｉＪ能となって
おり、カラン４Ｃ丁の計数値が所定数（例えば１２）（
こ達した時点で該転送動作か行なわれる。尚、移動平均
演算部８より最新の平均値データが供給される毎にカウ
ンタＣ１−は１カウン１−）ノツプづる。

Ａ格納部の記′臘領域０１〜Ｇ１０ｔＪ、移動平均演算
部８からの平均値データを記憶領域Ｇ１より人力覆ると
共１こ、記憶しである平均値ア゛−タを移動平均演算部
８からの平均値データの供給タイミングに同門して同図
右側へ順次シフ１〜し、記′隠領域ＧＩＯより最古の平
均値データを出力−１−るようにイ【っている。

Ｂ格納部もＡ格納部と同様（Ｊ記憶領域し）１より人力
して記１＾領域Ｕｂ側へ記憶したデータをジノ１〜する
。尚、この場合のシフ１へ動作は、カウンタＣＴが所定
数を計数した時に行なわれる。

１７は第１の比較器であり、第１基準部１Ｂに記憶され
ている異常判断レベルＴｈｓと移動平均演算部８よりの
平均値データとを比較し、平均値データの値が大きいと
きにスター１〜信号Ｓ１を出力する。

１ε）は第２の比較器であり、第２のＩｔｐ値記゛ｉ＾
　１２一 部２０に記憶されている演鋒開始しベル丁りと移動平均
演算部８よりの平均値データとを比較し、平均値データ
の値が大きいときにスタート信号Ｓｐを出力する。

上記の異常判断レベル１−ｈＳと演咋聞始レベルＴｈと
の関係は第６図に示すように、Ｔ　ｈ　＞　Ｔ１１ｓの
関係にあり、異常判断レベルＴｈｓは、異常が生じてい
ない時の火災検出部より出力される検出信号に基づいて
線用された移動平均値のレベルＴｎを基準として所定の
範囲士△より大きな値に設定されている。尚、範囲±八
は検出信号に含まれる雑音等による変動分を考慮して設
定しである。

２１は演算開始判断部であり、スタート信号Ｓｔが発生
してからストップ信号Ｓｐか発生ずるまでの所要時間が
所定時間ＴＳＳを越えたか否かの判別を行い、所定時間
ＴＳＳを越える場合には、火災の蓋然・［（［が高いと
判断して予測演算の開始を指令゛りる指令信号ＳＣを出
ツノし、所定時間下ＳＳ未満の場合（ごは、火災でない
とテリ断じて指令信号ＳＣを出力ｉ〕ないようになって
いる、。

２２は格納部指定部であり、ス’ｊ−１”　（ｉ’：　
５’３　Ｓ　ｔを受信すると、火災検出器指定部１４か
らの制御信号Ｓｄで指定される火災検出器の装置番号及
び予測データ記憶部１５の内の空いているデータ格納部
を指定する指定番号の情報を有する制御信号３ｒを出力
する。

そして、上記所要時間が所定時間下ＳＳを越えると、火
災検出器指定部１４で指定されている記憶部１６のデー
タ格納部に記憶されている平均値データに基づき予測演
算部１１が予測演算を行い、一方、制御信号３ｒで指定
された予測データ記憶部１５のデータ格納部に予測デー
タを記′直する。

このように予測データ記憶部１５のデータ格納部数を減
らしても、多数の火災監視区域に対して実際に火災が発
生する区域はそれほど多くないので支障を生ずる事はな
く、反面、火災検出器の接続個数の増加に比べてメ［り
装置の大幅イｆ低減を可能ｔＪ−りるから、機能及び信
頼・［４１の低下を招来覆ることなく、装置全体の価格
の大幅低減を可能にリ−ることかできる。

２３は危険庶刊段部であり、予測演算の開始時点から予
測データが危険レベル［−２（第１０図）に達するまで
の時間を算出し、表示部１３に表示さｌ！る。

次に、かかる構成の火災報知装置の作動を説明リ−る。

まず、第１図は動作の概要を示すフ［１−チャー１〜で
あり、ルーチン１００においてレジスタ部７゜予測デー
タ記憶部１５．記憶部１６等の内容をクリアーする初期
化動作を行い、ルーチン１１０におい−Ｃ１受信機２に
より火災検出器を指定する。

次に、ルーチン１２０において、指定された火災検出器
よりの生データの人力を行い、移動平均演算の結果であ
る平均値データを記憶部１６に記憶し、演粋聞始判断部
２１の判１）’Ｉｉ　ｆｆ１ｌ＋作等を１１う、。

ルーチン１３０において、演咋聞始判断部２１により予
測演算が６曹と判断されると、ルーチン１４０へ移行し
で予測演算部１１による予測演紳を行なうと共に、演算
結果に基づき危険状態に到達するまでの予測時間等を粋
出し、ルーチン１５０におい−Ｃ予測結果を表示する。

尚、以上のルーチン１２０〜１５０は指定された火災検
出器毎に行なわれる。

第５図は、データ収集ルーチン１１０へ−１３０のは能
を史１４二詳しく説明するノ［１−ヂヤ−］へである。

ルーチン１１０においで指定された火災検出器からの検
出信号は、ルーチン２００においてサンプリングされて
レジスタ部７へ人力され、ルーチン２１０においで移動
平均演算部８により移動平均演帥が行なわれる。

最新の平均値データａｊは、ルーチン２２０において、
異常判断レベル王ｈｓと比較され、ａｊ＜王ｔ）ｓの時
は、ルーチン２３０へ移行し所定のフラグ信号が発生（
）ているか否かを判別する。

このフラグ信号は、最初にａｊ≧王ｈｓとなったＩＩＩ
点すな４つら後述するルーチン２９０において発生され
、ａｊ＜王ｈｓの時は後述するルーチン２５０において
クリアーされるようになっている。

ルーチン２３０におい−Ｃ１フラグか立っていない場合
には第４図のルーチン１３０へ移行し、平均値データの
記憶部１６への記憶や予測演算等は行なわれない。一方
、フラグが立っている場合には、ルーチン２４０．２５
０ｔ、Ｊいて記憶部１６の該当するデータ格納部とカウ
ンタＣ−Ｌの内容をクリアーすると共に、フラグをクリ
アーして第４図のルーチン１３０へ移行し、平均値デー
タの記憶部１６への記憶や予測演算等は行なわれない。

ルーチン２２０において、ａｊ≧１−ｈｓの条件が満足
されろとルーチン２６０へ移行し、フラグが立っていな
い場合は、ルーチン２７０において最新の平均値データ
ａｊを記憶部１０の特定のデータ格納部のＡ格納部に記
憶し、ループ−ン２ε３０においてカウンタＣＴを１に
し、ル−チン２９０においてメモリフラグを立て、ルー
＝Ｐン３００においてタイマーを起動する。

即ち、ルーチン２７０−３００においＣは平均値データ
ａＪが最初に異常判断レベル丁１１ｓを越えた時の処理
を行い、データ格納部毎に設けられ−でいる上記メモリ
フラグを立てる事によりどのデータ格納部への平均値デ
ータの記憶が開始されたかを識別できるようになってい
る。又、タイマーはこの時点から演算開始レベルに到達
するまでの時間を計測する。

次に、ルーチン２６０において、メモリフラグが立って
いればルーチン３１０においで、記憶部１６のＡ格納部
の記憶データをシフｉ−動作した後、最新の平均値デー
タａｊを記憶し、ルーチン３２０においでカウンタＣＴ
−を１カウン１〜アツプする。

次に、ルーチン３３０において、最新の平均値デソータ
ａＪが演綽聞始レベルＴｈに到達した場合、ルーチン３
４０へ移行してタイマーの計測値が所定時間１−ｓｓ以
上か否かの判断を行い、時間ＴＳＳ以上の場合は、ルー
チン３５０において予測演算開始を指令−リ−る制御信
号３ｃを出力してルーチン１３０へ移行し、ルーチン１
３０ではこの制御信号に基づき予測演算か必要と判断し
、ルーチン１４０で予測演算が行なわれる。

一方、ルーチン３＝４１０においてタイマーの値が王Ｓ
Ｓ未満の場合、即ち第６図の曲線ＣＳのような場合には
、ルーチン３５０における制御信号３ｃか発生しないの
でルーチン１３０において予測演算の必要かないと判断
され、したがって予測演算は行なわれない。

ルーチン３３０にｄ３いて、ａｊ＜７ｈの時は、ルーチ
ン３６０へ移行し、カウンタＣＴのｎ１数値か１２に到
達した場合（Ｊ、ルーチン３７０へ移行する。そして、
第２図に示す１３格納部の記・臣データを相Ｎに１個シ
フｌへし、スイッチ手段Ｃ］−を閉じ、Ａ格納部の最古
の平均値データをスイッチ手段ＣＴを介してＢ格納部の
最先の記憶領域Ｕ１に記憶させた後、ルーチン３８０に
おいてカウンタＣＴの内容をクリアしてから第４図のル
ー゛ｙン１３０へ移行する。

ここで、第３図は第５図のフローチャー１〜の処理によ
る記憶部１６の作動を示す。尚、ルーチン１１０におい
て指定された火災検出部に関して説明する。

ルーチン１００においてクリアーされた後に入力された
最初の平均値データはａ　１１．１、ルーチン２７０．
２８０においてＡ格納部の最先の記・臘領域Ｇ１に記憶
され、カウンタＣＴの内容か１となる。そして、所定周
期下角にＡ格納部の記憶データを同図右側ヘシフトしつ
つ最新の平均値データを記憶していき、カウンタＣＴが
１０になったときＡ格納部の記憶データがいっばいとな
る。

次に、カウンタ０丁が１１となると、最古の平均値デー
タａ１が小ローし、カウンタＣＴが１２になると、Ａ格
納部の平均値データをシフトすることにより平均値デー
タａ２をボローした後スイッチ手段ＳＷを閉鎖し、最古
となった記憶データａ３を８格納部の最先記憶領域Ｕ１
に転送記憶させる。

ここでカウンタＣＴの計ｉｔｆ直はクリアーされるので
、スイッチ手段ＣＴは再び開放され、カウンタＣＴは１
から計数を開始する。

以下、第３図に示すように、カウンタＣＴが１２計数す
る毎に△格納部よりＢ格納部へデータが転送されていき
、Ｂ格納部には１２個毎の平均値データａ３．　ａ１５
．　ａ２７．　ａ３９．　ａ５１・・◆が記憶される。

尚、カウンタＣＴの設定値は１２に限らず、他＝　２１
− の値でも良く、この設定値を費えることで［３格納部に
記憶される平均値データの時間間隔を変化させることが
できることから、実質的にサンプリング周期を変化させ
ることができるようになっている。

このように得られた平均値データのＲ新の平均値データ
が第６図の時刻ｔｘｔにおいて、異常判断レベルｌｈｓ
を越えると、ルーチン３００においてタイマーが作動し
、更に最新の平均値データが演算開始レベル丁りを越え
るときまでの所要時間が所定時間ＴＳＳより大きい場合
、演算開始判断部１９が演算の必要性を判断し、記憶部
１５に記憶されている記憶データに基づき予測演算を行
うようになっている。

そして、予測演算により得られる予測曲線が第１０図に
示すように、危険レベルに到達するまでの時間Ｔ凹を避
難等に使用出来る時間として表示部１３に表示させる。

」ズ上へ（２明したＪ−うに、この実施例によれば、火
災が発生していないときの検出器から出力される検出信
号の平常レベル王ｎを含む平常範囲を基準とし雑音等に
影響されない所定の異常判断レベルを設定し、平均デー
タかこのレベルを越えた時点から演算開始レベルに到達
するまでの所要時間か所定時間下ＳＳ未満の時は、雑音
等の影響によるものとして予測演算をしないこととした
ので、誤報を防庄することができる。又、火災の可能性
か高い場合だけ予測演算を行うので、処理時間を低減で
き、その分だけ火災検出部の接続を増やりことができる
。

又、予測データ記憶部１５は火災の平均値データか巽常
判断レベルを越えたときのみ予測演算データを記憶する
構成としたので、未使用の記憶領域を低減して装置の低
価格化を可能とした。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の火災報知装置によれば、
火災か発生していない時の通常の検出信号レベルの平常
範囲より高いレベルに設定した異常判断レベルを平均値
データが越えた時点より演算開始レベルに到達するまで
の時間が所定時間以上の場合だｃノ予測演算を行なうよ
にしたので、一時的に発生する雑音による誤報をなくし
火災判断の信頼性を向上させることができる。更にこの
条件を満足する場合だけ予測演算を行うので、受信機の
処理能力を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による火災報知装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は第１の記憶部のデータ格納部の構成
を説明するブロック図、第３図は第２図のデータ格納部
の動作を示す説明図、第４図と第５図は第１図の実施例
の作動を説明するフローチャート、第６図は第１図の作
動性＝ｌ’ｉを説明するグラフ、第７図は従来の火災報
知装置の一例を示すブロック図、第８図は第７図の記憶
部の構成を示すブロック図、第９図は移動平均演算の原
理を説明するグラフ、第１０図は予測演算の原理をβｆ
明覆−るグラフである。 １１〜１゜二火災検出器 ６：受信部 ７：レジスタ部 ８：移動平均演算部 １１：予測演算部 １３：表示部 １５：予測データ記憶部 １６：記憶部 １７：第１の比較部 １８：第１基準部 １９：第２の比較部 ２０：第２基準部 ２１：演紳開始判断部 ２２：格納部指定部 ２３：危険度判断部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 火災の発生による物理的現象の変化をアナログ的に検出
   するセンサーからの検出信号を移動平均演算する手段と
   、 該移動平均演算により算出された平均値データに基づき
   火災の予測判断を行う予測演算手段とを具備する火災報
   知装置において、 火災発生の確定のための演算開始レベルを設定すると共
   に、火災でない平常状態における前記検出信号のレベル
   の平常範囲と該演算開始レベルとの間に異常判断レベル
   を設定する基準手段と、移動平均演算により算出された
   前記平均値データが異常判断レベルを越えてから演算開
   始レベルに到達するまでの所要時間が所定時間以上であ
   る場合に前記予測演算手段に演算の指令を行う判断手段
   とを備えたことを特徴とする火災報知装置。