JP7771302B2 - 防災システム及び火災検知器 - Google Patents

Description

本発明は、検知エリアの火災を検出する火災検知器を設けた防災システム及びその火災検知器に関する。

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等を守るため、火災を監視する火災検知器が設置され、防災受信盤から引き出された信号線に接続されている。

火災検知器は左右の両方向に検出エリアを持ち、トンネルの長手方向に沿って、隣接して配置される火災検知器との検出エリアが相互補完的に重なるように、例えば、２５ｍ間隔、或いは５０ｍ間隔で連続的に配置されている。

また、火災検知器は透光性窓を介してトンネル内で発生する火災炎からの放射線、たとえば赤外線を監視しており、炎の監視機能を維持するために、受光素子の感度を監視するための感度試験や透光性窓の汚れを監視するための汚れ試験を行っている。

受光素子の感度試験は、防災受信盤から定期的に送信される試験信号を受信した場合に、疑似的な炎からの光に相当する試験光を試験用光源から受光素子に入射して受光感度を検出し、受光感度が所定の閾値感度に低下するまでは、検出感度の逆数となる補正値で受光値を補正し、検出感度が所定の感度閾値に低下して補正が不可能となった場合には、受光素子の故障信号を防災受信盤に送信してセンサ故障警報を出力させている。また、感度閾値に対しそれより高い予告感度閾値を設定し、検出感度が予告感度閾値を下回った場合には感度異常の予告警報を出力させている。

透光性窓の汚れ試験は、防災受信盤から定期的に送信される試験信号を受信した場合に、火災検知器の外側に設けられた試験光源から試験光を透光性窓に入射し、受光素子で受光して減光率を求め、減光率が所定の汚れ閾値を超えた場合に汚れ異常信号を防災受信盤に送信して汚れ警報を出力させている。また、汚れ閾値に対しそれより低い予告汚れ閾値を設定し、減光率が汚れ予告閾値を超えた場合に汚れ異常の予告警報を出力させている。

特開平６－３２５２７１号公報 特開２００２－２４６９６２号公報 特開平１１－１２８３８１号公報 特開２０１４－０２６４４６号公報 特開２０００－３１５２８５号公報 特開２００７－２４９５２０号公報 特許第５３０２０８６号公報 特開２０１３－２４６５５２号公報 特開２０００－０３５８１８号公報 特開２００１－２３６５７７号公報 特開２０１４－１４９８６６号公報

しかしながら、このような従来の火災検知器の試験にあっては、落雷等による受光素子及びその信号処理回路の故障や透光性窓の汚れ以外の障害を検知することができず、運用期間が長くなった場合、感度試験によるセンサ故障や汚れ試験による汚れ異常が検出されることなく正常に運用されていると思われる状態で、突然、火災検知器が動作不良を起こす事態が度々発生しており、トンネル防災システムの信頼性を確保できないおそれがある。

本発明は、感度試験や汚れ試験で判断できない火災検知器の異常を監視して動作不良を起こす前に報知可能とする防災システム及びその火災検知器を提供することを目的とする。

（防災システム）
本発明は、検知エリアの火災からの光エネルギーを受光センサで検出する火災検知器を設けた防災システムであって、
異常判定部により火災検知器を構成する機能構成部の故障状態である故障異常に至る以前の劣化状態と認められる機能構成部の劣化異常を判定して異常判定部で判定された劣化異常を報知し、
異常判定部は、受光センサの検出感度を試験する感度試験時及び感度試験とは異なる試験であって外部からの光エネルギーが受光センサに入射する際に通過する透光性窓の汚れを監視する汚れ試験時に、受光センサの検出感度に関する情報及び透光性窓の汚れに関する情報の何れとも異なる情報であって当該機能構成部の動作に係る電圧又は電流に関する情報を取得し、電圧又は電流に関する情報に基づいて劣化異常を判定することを特徴とする。

（火災検知器）
また、本発明は、検知エリアの火災からの光エネルギーを受光センサで検出する火災検知器であって、
異常判定部により火災検知器を構成する機能構成部の故障状態である故障異常に至る以前の劣化状態と認められる機能構成部の劣化異常を判定して異常判定部で判定された劣化異常の判定結果を送信し、
異常判定部は、受光センサの検出感度を試験する感度試験時及び感度試験とは異なる試験であって外部からの光エネルギーが受光センサに入射する際に通過する透光性窓の汚れを監視する汚れ試験時に、受光センサの検出感度に関する情報及び透光性窓の汚れに関する情報の何れとも異なる情報であって当該機能構成部の動作に係る電圧又は電流に関する情報を取得し、電圧又は電流に関する情報に基づいて劣化異常を判定することを特徴とする。

（防災システム及び火災検知器）
本発明は、検知エリアの火災からの光エネルギーを受光センサで検出する火災検知器を設けた防災システム及びその火災検知器であって、少なくとも火災検知器を構成する機能構成部の故障状態である故障異常に至る以前の劣化状態と認められる機能構成部の劣化異常を判定する異常判定部を備え、異常判定部は、受光センサの検出感度を試験する感度試験時及び感度試験とは異なる試験であって外部からの光エネルギーが受光センサに入射する際に通過する透光性窓の汚れを監視する汚れ試験時に、受光センサの検出感度に関する情報及び透光性窓の汚れに関する情報の何れとも異なる情報であって当該機能構成部の動作に係る電圧又は電流に関する情報を取得し、電圧又は電流に関する情報に基づいて劣化異常を判定するようにしたため、劣化異常のために専用の試験する必要はなく、感度試験や汚れ試験等の検出感度異常に関する試験に合わせて劣化異常を判定することでき、試験時間を短縮させることができる。

（劣化異常が発生した機能構成部の特定の効果）
また、異常判定部は、劣化異常の判定対象とする火災検知器の複数の機能構成部の各々について劣化異常を判定することにより、当該劣化異常が発生した機能構成部を特定可能としたため、動作不良を起こす前に、劣化異常を起こしている火災検知器を予備の火災検知器に交換する等の対応が可能となり、システムの経年劣化が進んでも、火災監視の信頼性を継続的に維持可能とし、劣化異常した箇所を特定することが出来る。

トンネル防災システムの概要を示した説明図 防災受信盤の機能構成の概略を示したブロック図 火災検知器の外観を示した説明図 火災検知器の機能構成の概略を示したブロック図 防災受信盤の制御動作を示したフローチャート 火災検知器の制御動作を示したフローチャート

［トンネル防災システムの概要］
図１はトンネル防災システム概要を示した説明図である。図１に示すように、自動車専用道路のトンネルとして、上り線トンネル１ａと下り線トンネル１ｂが構築されている。

上り線トンネル１ａと下り線トンネル１ｂの内部には、トンネル長手方向の壁面に沿って例えば２５メートル又は５０メートル間隔で火災検知器１２が設置されている。火災検知器１２は２組の火災検知部を備えることでトンネル長手方向上り側および下り側の両方向に検知エリアを持ち、トンネルの長手方向に沿って、隣接して配置される火災検知器との検知エリアが相互補完的に重なるように連続的に配置し、検知エリア内で起きた火災による炎からの放射線、例えば赤外線を観測して火災を検知する。

また、上り線トンネル１ａと下り線トンネル１ｂには、非常用施設として、火災通報のために手動通報装置や非常電話が設けられ、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、図示を省略されている。

防災受信盤１０からは上り線トンネル１ａと下り線トンネル１ｂに対し電源回線を含む伝送路１４ａ，１４ｂを引き出して火災検知器１２を接続しており、火災検知器１２には回線単位に固有のアドレスを設定されている。

また、防災受信盤１０に対しては、消火ポンプ設備１６、ダクト用の冷却ポンプ設備１８、ＩＧ子局設備２０、換気設備２２、警報表示板設備２４、ラジオ再放送設備２６、テレビ監視設備２８及び照明設備３０等を設けており、ＩＧ子局設備２０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１０に個別に接続されている。ここで、ＩＧ子局設備２０は、防災受信盤１０と外部に設けた上位設備である遠方監視制御設備３２とをネットワークを経由して結ぶ通信設備である。

換気設備２２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２４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２６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２８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３０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。

［防災受信盤］
図２は防災受信盤の機能構成の概略を示したブロック図である。図２に示すように、防災受信盤１０は盤制御部３４を備え、盤制御部３４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３４に対しては伝送部３６ａ，３６ｂを設け、伝送部３６ａ，３６ｂから引き出した伝送路１４ａ，１４ｂに上り線トンネル１ａと下り線トンネル１ｂに設置した火災検知器１２をそれぞれ複数台接続されている。

また、盤制御部３４に対しスピーカ、警報表示灯等を備えた警報部３８、液晶ディスプレイ、プリンタ等を備えた表示部４０、各種スイッチ等を備えた操作部４２、外部監視設備と通信するＩＧ子局設備２０を接続するモデム４４を設け、更に、図１に示した消火ポンプ設備１６、冷却ポンプ設備１８、換気設備２２、警報表示板設備２４、ラジオ再放送設備２６、テレビ監視設備２８及び照明設備３０が接続されたＩＯ部４６を設けている。

盤制御部３４は、伝送部３６ａ，３６ｂに指示して火災検知器１２の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信号を繰り返し送信しており、火災検知器１２は自己アドレスに一致する呼出信号を受信すると、火災検知や試験結果等の自己の状態情報を含む応答信号を返信する。

また、防災受信盤１０の盤制御部３４は、火災検知器１２からの応答信号の受信により火災を検知した場合は警報部３８により火災警報を出力させると共にＩＯ部４６を介し他設備の連動制御を指示する制御を行う。

また、盤制御部３４は、システムの立上げ時あるいは運用中の所定の周期毎に、火災検知器１２のアドレスを順次指定した試験指示コマンドを設定した試験信号を送信し、火災検知器１２に感度試験、汚れ試験及び劣化試験を行わせ、それぞれの試験結果を応答させる制御を行う。また、操作部４２により特定の火災検知器１２のアドレスを指定した試験操作により、個別の火災検知器に対し試験信号を送信して試験を行わせることもできる。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の感度試験により得られた感度異常予告の応答信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定した感度異常の予告警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の感度試験により得られたセンサ故障の応答信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定したセンサ故障警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の汚れ試験により得られた汚れ異常予告信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定した汚れ異常の予告警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の汚れ試験により得られた汚れ異常の応答信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定した汚れ警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の劣化試験により得られた劣化異常予告の応答信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定した劣化異常の予告警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は火災検知器１２の劣化試験により得られた劣化異常の応答信号を受信した場合、火災検知器のアドレスを特定した劣化異常警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は、火災検知器１２の感度試験、汚れ試験及び劣化試験により得られた予告、故障、又は異常の応答信号を受信した場合、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に送信し、予告警報、故障警報又は異常警報を報知させる制御を行う。

更に、盤制御部３４は、表示部４０のディスプレイを利用した操作部４２の操作に基づき、火災検知器１２に設定されている感度異常、汚れ異常、劣化異常を判断するための閾値や、感度異常、汚れ異常、劣化異常の予告を判断する予告閾値を変更させる制御を行う。この閾値及び予告閾値を変更させる制御は、火災検知器１２の閾値又は予告閾値を一斉に変更させることもできるし、アドレスを指定して特定の火災検知器１２の閾値又は予告閾値を変更させることもできる。

以下の説明では、伝送路１４ａ，１４ｂ及び伝送部３６ａ，３６ｂについて、区別する必要がない場合は伝送路１４及び伝送部３６という場合がある。

［火災検知器］
（火災検知器の外観）
図３は火災検知器の外観を示した説明図、図４は火災検知器の機能構成の概略を示したブロック図である。

図３に示すように、火災検知器１２は、筐体４９の上部に設けられたセンサ収納部５１に左右に分けて２組の透光性窓５０Ｒ，５０Ｌが設けられ、透光性窓５０Ｒ，５０Ｌ内の各々に、センサ部が配置されている。また、透光性窓５０Ｒ，５０Ｌの近傍の、センサ部を見通せる位置に、透光性窓５０Ｒ，５０Ｌの汚れ試験に使用される外部試験光源を収納した２組の試験光源用透光窓５２Ｒ，５２Ｌが設けられている。

以下の説明では、透光性窓５０Ｒを右眼透光性窓５０Ｒといい、透光性窓５０Ｌを左眼透光性窓５０Ｌという場合がある。

（火災検知器の概略構成）
図４に示すように、火災検知器１２には、検知器制御部５４、伝送部５６、電源部５８、左右２組の火災検知部６０Ｒ，６０Ｌ、試験発光駆動部７２、感度試験に用いられる内部試験光源７４Ｒ，７５Ｒと内部試験光源７４Ｌ，７５Ｌ、汚れ試験に用いられる外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌが設けられている。以下の説明では、火災検知部６０Ｒを右眼火災検知部６０Ｒといい、火災検知部６０Ｌを左眼火災検知部６０Ｌという場合がある。

検知器制御部５４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。

伝送部５６は伝送路１４のシリアル伝送線Ｓとシリアル伝送コモン線ＳＣにより図２に示した防災受信盤１０の伝送部３６に接続され、各種信号をシリアル伝送により送受信する。

電源部５８は伝送路１４に含まれる電源線Ｂと電源コモン線ＢＣにより図２に示した防災受信盤１０から電源供給を受け、例えば検知器制御部５４、伝送部５６、左右２組の火災検知部６０Ｒ，６０Ｌ、試験発光駆動部７２となる回路ブロックに分けて、所定の電源電圧Ｖｃｃ１～Ｖｃｃ５が供給されている。

ここで、電源電圧Ｖｃｃ１は伝送部５６に供給され、電源電圧Ｖｃｃ２は検知器制御部５４に供給され、電源電圧Ｖｃｃ３は火災検知部６０Ｒに供給され、電源電圧Ｖｃｃ４は火災検知部６０Ｌに供給され、電源電圧Ｖｃｃ５は試験発光駆動部７２に供給されている。

電源部５８から各回路ブロックに対する電源ラインには、電圧電流検出部７８が個別に設けられ、各回路ブロックに対する電源電圧と消費電流を検出して検知器制御部５４に出力されている。電圧電流検出部７８は、電圧の検出は電源ラインの電圧を直接取出し、電流の検出は電流検出用の低抵抗を電源ラインに挿入接続して、その両端の電圧を電流検出電圧として取り出している。

試験発光駆動部７２には、感度試験に使用する内部試験光源７４Ｒ，７５Ｒ，７４Ｌ，７５Ｌが接続されまた、汚れ試験に使用する外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌが接続され、それぞれ発光素子としてＬＥＤを設けている。

（火災検知部）
火災検知部６０Ｒ，６０Ｌは、センサ部６４，６８と増幅処理部６６，７０を備える。例えば右眼火災検知部６０Ｒを例にとると、センサ部６４，６８の前面には検知器カバーに設けた右眼透光性窓５０Ｒが配置されており、右眼透光性窓５０Ｒを介して外部の検知エリアからの光エネルギーがセンサ部６４，６８に入射されている。

右眼火災検知部６０Ｒは、例えば２波長式の炎検知により火災を監視している。センサ部６４は、右眼透光性窓５０Ｒを介して入射した光エネルギーの中から、炎に特有なＣＯ2の共鳴放射帯である４．４～４．５μｍの放射線を光学波長バンドパスフィルタにより選択透過（通過）させて、受光センサにより該放射線のエネルギーを検知して光電変換したうえで、増幅処理部６６により増幅等所定の加工を施してエネルギー量に対応する受光信号にして検知器制御部５４へ出力する。

センサ部６８は、左眼透光性窓５０Ｌを介して入射した光エネルギーの中から、５～６μｍの放射エネルギーを光学波長バンドパスフィルタにより選択透過（通過）させて、受光センサにより該放射線のエネルギーを検知して光電変換したうえで、増幅処理部７０により増幅等所定の加工を施してエネルギー量に対応する受光信号にして検知器制御部５４へ出力する。

増幅処理部６６，７０には、プリアンプ、炎のゆらぎ周波数帯域を通過させるフィルタ及びパワーアンプ等が設けられている。

（火災判断）
検知器制御部５４には、プログラムの実行により実現される機能として、火災判断部８０の機能が設けられている。火災判断部８０は、例えば、右眼火災検知部６０Ｒの増幅処理部６６，７０から出力された受光値（受光信号レベル）の相対比をとり、所定の閾値と比較することにより炎の有無を判定し、炎有りの判定により火災を検知した場合には、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に火災検知情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

（感度試験）
検知器制御部５４には、プログラムの実行により実現される機能として、感度試験部８２の機能が設けられている。感度試験部８２は、伝送部５６を介して防災受信盤１０から自身のアドレスを指定した試験信号を受信した場合に動作し、試験発光駆動部７２に指示して、内部試験光源７４Ｒ，７５Ｒ，７４Ｌ，７５Ｌを順番に発光駆動して火災検知部６０Ｒ，６０Ｌの感度試験を行わせる。

例えば右眼火災検知部６０Ｒにおけるセンサ部６４と増幅処理部６６の回路系統の感度試験を例にとると、試験発光駆動部７２は内部試験光源７４Ｒ，７５Ｒを発光駆動することにより、火災炎に相当する炎疑似光をセンサ部６４に入射させる。内部試験光源７４Ｒからの炎疑似光は、センサ部６４で受光する炎に固有な４．４～４．５μｍ及びセンサ部６８で受光する５～６μｍの放射エネルギーを含み、且つ、炎に固有な８～１２Ｈｚのゆらぎ周波数をもつ光とされている。

感度試験部８２は、センサ部６４と増幅処理部６６の回路ブロック、センサ部６８と増幅処理部７０の回路ブロック毎に感度試験を行う。

例えば、センサ部６４と増幅処理部６６の回路ブロックの感度試験は、工場出荷時に初期設定された基準受光値がメモリに記憶されており、システム立上げ時の感度試験で得られる検出受光値は基準受光値に一致しており、検出受光値を基準受光値で割った検出感度は１となっている。運用期間が経過していくと、検出受光値は徐々に低下し、検出感度は０．９，０．８，０．７・・・というように低下していく。

このように検出感度が１以下に低下した場合、感度試験部８２は感度試験により検出感度を求めると共に、検出感度の逆数となる補正値を求めてメモリに記憶させ、その後の運用状態で検出される受光値に補正値を乗算して感度補正を行い、火災判断部８０は感度補正された受光値により火災を判断する。

また、感度試験部８２には、感度補正が不可能となる限界に対応した感度閾値、例えば感度閾値０．５が予め設定されており、感度試験で求められた検出感度が感度閾値以下又は感度閾値を下回った場合にセンサ部６４の感度異常による故障と判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号にセンサ故障情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。なお、センサ故障の判断を確実なものとするため、感度試験部８２は複数回連続して感度異常による故障と判断した場合に、センサ故障を設定した応答信号を送信させても良い。

また、感度試験部８２には、感度閾値より大きい所定の感度異常の予告閾値、例えば予告閾値０．６が予め設定されており、感度試験で求められた検出感度が感度異常の予告閾値以下又は感度異常の予告閾値を下回った場合にセンサ部６４の感度異常による故障が近いと判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に感度異常の予告情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

左眼火災検知部６０Ｌにおけるセンサ部６８と増幅処理部７０の回路系統の感度試験についても、試験発光駆動部７２により内部試験光源７４Ｌ，７５Ｌを発光駆動することにより、同様にして感度試験が行われる。

（汚れ試験）
検知器制御部５４には、プログラムの実行により実現される機能として、汚れ試験部８４の機能が設けられている。汚れ試験部８４は、伝送部５６を介して防災受信盤１０から自身のアドレスを指定した試験信号を受信した場合に動作し、試験発光駆動部７２に指示して、外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌを順番に発光駆動して透光性窓５０Ｒ，５０Ｌの汚れ試験を行わせる。

例えば透光性窓５０Ｒの汚れ試験を例にとると、試験発光駆動部７２は外部試験光源７６Ｒを発光駆動することにより、火災炎に相当する炎疑似光を、透光性窓５０Ｒを介してセンサ部６４に入射させる。外部試験光源７６Ｒからの炎疑似光は、センサ部６４で受光する炎に固有な４．４～４．５μｍ及びセンサ部６８で受光する５～６μｍの放射エネルギーを含み、且つ、炎に固有な８～１２Ｈｚのゆらぎ周波数をもつ光とされている。

透光性窓５０Ｒは工場出荷時に汚れはなく、その際に汚れ試験で得られた受光値が基準受光値としてメモリに記憶されており、減光率の演算に利用される。

システム立上げ時の汚れ試験で得られる検出受光値は基準受光値に一致しており、基準受光値から検出受光値を減算した値を基準受光値で割った減光率は０となっている。運用期間が経過していくと、透光性窓５０Ｒに汚れが付着し、減光率は、０．１，０．２，０．３・・・というように徐々に増加していく。

このように減光率が増加した場合、汚れ試験部８４は汚れ試験により減光率を求めると共に、（１－減光率）の逆数となる補正値を求めてメモリに記憶させ、その後の運用状態で検出される受光値（感度試験の補正値により補正された受光値）を補正値により除算して汚れ補正を行い、火災判断部８０は汚れ補正された受光値により火災を判断する。なお、運用状態で検出される受光値は、前述した感度試験で得られた補正値および汚れ試験で得られた補正値で補正されることになる。

また、汚れ試験部８４には、汚れ補正が不可能となる限界に対応した減光率となる汚れ閾値、例えば汚れ閾値０．５が予め設定されており、汚れ試験で求められた減光率が汚れ閾値以上又は汚れ閾値を上回った場合に透光性窓５０Ｒの汚れ補正が不可能となる汚れ異常と判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に汚れ異常情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

また、感度試験部８２には、汚れ閾値より小さい所定の汚れ予告閾値、例えば汚れ予告閾値０．４が予め設定されており、汚れ試験で求められた減光率が汚れ予告閾値以上又は汚れ予告閾値を上回った場合に汚れ異常が近いと判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に汚れ異常の予告情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

（劣化試験）
検知器制御部５４には、プログラムの実行により実現される機能として、劣化試験部８６の機能が設けられている。

劣化試験部８６は、伝送部５６を介して防災受信盤１０から自身のアドレスを指定した試験信号を受信して感度試験部８２と汚れ試験部８４が順次動作して感度試験と汚れ試験を行った場合、各回路ブロックへの電源ラインに設けられた電圧電流検出部７８により検出されている試験中の電源電圧Ｖｃｃ１～Ｖｃｃ５と消費電流（電源電流）Ｉｃｃ１～Ｉｃｃ５の検出信号をＡ／Ｄ変換ポートから周期的に読み込んでメモリに記憶し、続いて、メモリに記憶された複数の電源電圧と消費電流の平均値を各回路ブロックの内部電圧及び消費電流として求め、測定された内部電圧又は消費電流の変化から劣化異常を判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に劣化故障情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

本実施形態にあっては、火災検知器１２の各回路ブロックの劣化に伴い内部電圧および消費電流が低下することを想定されている。このため、検知器制御部５４のメモリには、工場出荷時前の試験等により測定された各回路ブロックの内部電圧及び消費電流が基準値として記憶されており、且つ、これらの基準値からどの程度減少したら劣化異常と判断するかを決める所定の電圧閾値と電流閾値が予め記憶され、更に、劣化異常と判断する前の予告のための所定の予告電圧閾値と予告電流閾値も予め記憶されている。

劣化試験部８６は、劣化異常を判定する異常判定部としての機能を備え、各回路ブロックについて測定した内部電圧が所定の電圧閾値以下又は電圧閾値を下回った場合、又は、測定した消費電流が所定の電流閾値以下又は電流閾値を下回った場合に、劣化異常と判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に劣化故障情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。なお、劣化異常の判断を確実なものとするため、劣化試験部８６は複数回連続して劣化異常と判断した場合に、劣化故障情報を設定した応答信号を送信させるようにしても良い。

また、劣化試験部８６は、感度試験及び汚れ試験を通じて測定された回路ブロックの内部電圧が予告電圧閾値以下又は予告電圧閾値を下回った場合、又は、測定した消費電流が予告電流閾値以下又は予告電流閾値を下回った場合に、その回路ブロックの劣化異常が近いと判断し、伝送部５６に指示して、自己アドレスに一致する呼出信号に対する応答信号に劣化異常の予告情報を設定して防災受信盤１０へ送信させる制御を行う。

なお、劣化試験部８６による劣化試験は、内部電圧又は消費電流のみを測定して劣化の度合を前述したと同様に判断するようにしても良い。

［防災監視システムの動作］
（防災受信盤の動作）
図５は防災受信盤の制御動作を示したフローチャートであり、図２の防災受信盤１０に設けられた盤制御部３４による制御動作となる。

図５に示すように、防災受信盤１０の電源を投入してシステムが立ち上げられると、盤制御部３４は、ステップＳ１で所定の初期化処理を行った後にステップＳ２に進み、火災監視処理を行う。

ステップＳ２の火災監視処理として、盤制御部３４は、伝送部３６ａ，３６ｂに指示してアドレスを順次指定した呼出信号を伝送路１４ａ，１４ｂに送信させ、アドレスが一致した火災検知器１２から送信された応答信号を受信して処理する。ここで、盤制御部３４が応答信号の受信により火災を検知した場合は、警報部３８により火災警報を出力させると共にＩＯ部４６を介し他設備の連動制御を指示し、また、モデム４４を介して図１に示した遠方監視制御設備３２に火災検知信号を送信して火災警報を出力させる制御を行う。

続いて、盤制御部３４は、ステップＳ３で例えば１日１回となる所定の試験タイミングへの到達を判別するとステップＳ４に進み、初期設定された最初の火災検知器１２のアドレスを指定した試験指示コマンドを設定した試験信号を送信し、火災検知器１２に感度試験、汚れ試験及び劣化試験を行わせる。

続いて、ステップＳ５に進み、盤制御部３４は試験を指示した火災検知器１２からの試験結果が設定された応答信号の受信を判別するとステップＳ６に進み、試験結果の報知と記憶を行う。

ステップＳ６の試験結果として、盤制御部３４は、応答信号から感度異常の予告情報が得られた場合、警報部３８及び表示部４０に指示して、感度異常の予告警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に感度異常の予告信号を送信して感度異常の予告警報を出力させる。

また、盤制御部３４は、感度異常予告警報を行った後に、応答信号からセンサ故障情報が得られた場合は、警報部３８及び表示部４０に指示して、センサ故障警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２にセンサ故障信号を送信してセンサ故障警報を出力させる。

一方、盤制御部３４は、ステップＳ６の試験結果として、応答信号から汚れ異常の予告情報が得られた場合は、警報部３８及び表示部４０に指示して、汚れ異常の予告警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に汚れ異常の予告信号を送信して汚れ異常の予告警報を出力させる。

また、盤制御部３４は、応答信号から汚れ異常情報が得られた場合は、警報部３８及び表示部４０に指示して、汚れ警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に汚れ異常信号を送信して汚れ異常警報を出力させ、透光性窓の清掃作業が行われる。

更に、盤制御部３４は、ステップＳ６の試験結果として、応答信号から劣化異常の予告情報が得られた場合は、警報部３８及び表示部４０に指示して、劣化異常の予告警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に劣化異常の予告信号を送信して劣化異常の予告警報を出力させる。

また、盤制御部３４は、応答信号から劣化異常情報が得られた場合は、警報部３８及び表示部４０に指示して、劣化警報の出力と表示、更にはプリンタ印字を行わせ、また、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に劣化異常信号を送信して劣化異常警報を出力させ、予備の火災検知器への交換作業等の対処が行われる。

続いて、ステップＳ７に進み、火災検知器１２の全アドレスについての試験終了を判別するまで、ステップＳ４～Ｓ７の処理を繰り返す。

（火災検知器の動作）
図６は火災検知器の制御動作を示したフローチャートであり、図４の火災検知器１２に設けられた検知器制御部５４による制御動作となる。

図６に示すように、防災受信盤１０からの電源供給を受けて火災検知器１２が立ち上げられると、検知器制御部５４は、ステップＳ１１で所定の初期化処理を行った後にステップＳ１２に進み、火災判断処理を行う。

ステップＳ１２の火災判断処理として、検知器制御部５４は、火災検知部６０Ｒ，６０Ｌの増幅処理部６６，７０から出力された受光値を読み込み、感度試験で得られた補正値及び汚れ試験で得られた補正値による受光値を補正した後に、両者の比率を求め、所定の閾値を超えた場合に火災と判断し、伝送部５６に指示し、自身のアドレスを指定した呼出信号の受信に対する応答信号に火災検知情報を設定して防災受信盤１０に送信させる。

続いて、検知器制御部５４は、ステップＳ１３で自身のアドレスを指定した試験信号の受信を判別すると、ステップＳ１４～Ｓ１６で感度試験処理、汚れ試験処理及び劣化試験処理を行い、試験処理毎に試験結果を応答信号により防災受信盤１０に送信する。

即ち、ステップＳ１４の感度試験処理にあっては、検知器制御部５４は試験発光駆動部７２に指示して内部試験光源７４Ｒ，７５Ｒ，７４Ｌ，７５Ｌを発光駆動させ、炎試験光をセンサ部６４，６８に入射することで、増幅処理部６６，７０から出力される検出受光値を読み込み、基準受光値に基づき検出感度を求めると共に感度補正値を求めてメモリに記憶し、また、検出感度が感度異常の予告閾値以下の場合は伝送部５６に指示して感度異常の予告情報を設定した応答信号を防災受信盤１０に送信させ、更に、検出感度が感度異常閾値以下の場合は伝送部５６に指示してセンサ故障情報が設定された応答信号を防災受信盤１０に送信する。

また、ステップＳ１５の汚れ試験処理にあっては、検知器制御部５４は試験発光駆動部７２に指示して外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌを発光駆動させ、炎試験光を透光性窓５０Ｒ，５０Ｌを介してセンサ部６４，６８に入射させ、例えば増幅処理部６６から出力される受光値を読み込み、基準受光値に基づき減光率を求めると共に汚れ補正値を求めてメモリに記憶し、また、減光率が汚れ異常の予告閾値以上の場合は伝送部５６に指示して汚れ異常の予告情報が設定された応答信号を防災受信盤１０に送信させ、更に、減光率が汚れ異常閾値以下の場合は伝送部５６に指示して汚れ異常情報が設定された応答信号を防災受信盤１０に送信する。

更に、ステップＳ１６の劣化試験処理にあっては、ステップＳ１４の感度試験及びステップＳ１５の汚れ試験における各回路ブロックに対する内部電圧と消費電流を電圧電流検出部７８の検出信号に基づいて求め、内部電圧が予告電圧閾値以下の場合または消費電流が予告電流閾値以下の場合、伝送部５６に指示して劣化異常の予告情報が設定された応答信号を防災受信盤１０に送信させ、更に、内部電圧が電圧閾値以下の場合または消費電流が電流閾値以下の場合、伝送部５６に指示して劣化異常情報が設定された応答信号を防災受信盤１０に送信する。

［防災受信盤で劣化異常を判断する実施形態］
トンネル防災システムの他の実施形態として、図４に示した火災検知器１２の検知器制御部５４に設けられた劣化試験部８６は、感度試験及び汚れ試験における内部電圧及び消費電流を測定し、測定した内部電圧及び消費電流の測定値を設定した応答信号を防災受信盤１０に送信し、図２に示した防災受信盤１０の盤制御部３４に劣化異常を判定する異常判定部の機能を設け、防災受信盤１０の盤制御部３４により火災検知器１２から受信した試験時の内部電圧と消費電流の測定値から検知器回路部の劣化を判断する。このため盤制御部３４のメモリには、劣化異常を判断する所定の電圧閾値及び電流閾値、及びそれより大きい所定の予告電圧閾値及び予告電流閾値が予め設定されている。

盤制御部３４による検知器回路部の劣化判断は、火災検知器１２の劣化試験部８６の場合と同様であり、盤制御部３４は、火災検知器１２の各回路ブロックについて測定された内部電圧が予告電圧閾値以下又は予告電圧閾値を下回った場合、又は、測定された消費電流が予告電流閾値以下又は予告電流閾値を下回った場合に、その回路ブロックの劣化故障が近いと判断し、火災検知器１２のアドレスを特定した劣化異常の予告警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させ、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に送信し、劣化異常予告を報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は、火災検知器１２の各回路ブロックについて測定された内部電圧が所定の電圧閾値以下又は電圧閾値を下回った場合、又は、測定した消費電流が所定の電流閾値以下又は電流閾値を下回った場合に劣化異常と判断し、火災検知器のアドレスを特定した劣化異常警報を警報部３８及び表示部４０に指示して、警報音、ディスプレイ表示、印刷により報知させ、モデム４４から図１に示したＩＧ子局設備２０を介して遠方監視制御設備３２に送信し、劣化異常を報知させる制御を行う。

また、盤制御部３４は、メモリに火災検知器１２から受信した内部電圧及び消費電流の測定値を時系列的なログ情報として記憶しており、例えば、所定のログ出力操作に基づき、火災検知器１２のアドレス順に時系列的な内部電圧と消費電流の測定値をディスプレイ上に一覧表示するか、プリンタで印刷出力させることで、火災検知器１２の劣化の進行具合をアドレス順に判断可能となる。この場合、時間的な並びは、日単位、週単位、月単位、更には指定された日数単位とすることで、劣化による内部電圧や消費電流の変化を強調させることができる。

また、ログ情報の出力形式として、内部電圧と消費電流の数値表示以外に、時間軸を横軸、電圧電流を縦軸としたグラフ表示としても良い。

更に、盤制御部３４は、表示部４０のディスプレイを利用した操作部４２の操作に基づき、劣化異常を判断する閾値と、劣化異常の予告を判断する予告閾値を変更させる制御を行う。この閾値及び予告閾値を変更させる制御は、全ての火災検知器１２の閾値と予告閾値を一斉に変更させることもできるし、アドレスを指定して特定の火災検知器１２の閾値と予告閾値を変更させることもできる。

［本発明の変形例］
（火災検知器）
上記の実施形態は２波長方式の火災検知器を例にとっているが、他の方式でも良く、例えば、前述した２波長に加え、ＣＯ2の共鳴放射帯である４．４～４．５μｍ帯に対し短波長側の、例えば、３．８μｍ付近の波長帯域における放射線エネルギーを２波長式と同様の手法で検知し、これらの３波長帯域における各受光信号の相対比によって炎の有無を判定する３波長式の炎検知器としても良い。

（汚れ試験）
上記の実施形態は、火災検知部６０Ｒ，６０Ｌに設けたセンサ部６４と増幅処理部６６により外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌからの試験光により得られた受光値を使用して減光率を求めているが、汚れ試験専用のセンサ部と増幅処理部を設けて外部試験光源７６Ｒ，７６Ｌからの試験光による受光値から減光率を求めるようにしても良い。

（劣化試験）
上記の実施形態は、火災検知器１２の回路ブロックの劣化により内部電圧と消費電流が減少することを想定して劣化の度合を判断されているが、回路ブロックによっては、絶縁低下等による漏洩電流等により消費電流が増加することが想定されることから、例えば、消費電流については、所定の基準消費電流より高い電流閾値を設定し、この電流閾値以上又は電流閾値を超えた場合に劣化異常と判断して劣化異常警報を出力するようにしても良い。

（火災検知器の内部電圧と消費電流の測定）
上記の実施形態では、火災検知器１２の電源部５８から各回路ブロックに供給される電源電圧と電源電流を、内部電圧及び消費電流として測定して劣化度合を判断されているが、電源部５８から全ての回路部に供給される電源電圧と電源電流を、内部電圧及び消費電流として測定して劣化度合を判断しても良い。これにより電圧電流検出部７８が１つで済み、回路構成と測定処理を簡単することができる。

また、回路部の劣化判断に使用する内部電圧と消費電流の測定を、感度試験と汚れ試験の試験時に測定しているが、それ以外の適宜の火災感知器の試験時に測定しても良い。更に、内部電圧と消費電流を火災検知器の試験時に測定する以外に、試験を行っていない定常監視状態での内部電圧と消費電流を測定して回路部の劣化度合を判断するようにしても良い。

（異常リストの表示）
また、防災受信盤１０により異常を報知させるため、異常のリストと汚れ警報のリストを同一のリスト上に表示しても良い。

（劣化異常となった火災検知器の取扱い）
また、劣化異常となった火災検知器について、火災検知結果を防災受信盤側で採用しないようにしても良い。これにより、正常な検知結果のみで火災を監視することが可能となり、非火災報を低減させることができる。また、上記において、検知範囲の重なる隣接感知器に異常がない場合のみ当該劣化異常火災検知器の火災検知結果を採用しないように制御することが、最低限の監視を行う上で好適である。

（火災検知器の表示灯）
また、火災検知器に表示灯を設け、異常時には発光表示させるようにしても良い。これにより、異常の対応を行う作業員がどの火災検知器に対して対処すればよいか現場にて一見で分かるようになる。また、当該異常の発光表示について、防災受信盤側から発光許可信号が出力されたときのみ、発光するようにしても良い。これにより、通常使用時においては異常の発光表示をしないため、運転者等が注意をひかれることはない。また、点検時においてのみ発光表示を行うことで、点検時においては一見で把握できるようになり、注意を引く程度の発光量で発光することも可能となる。

（火災検知器のログ）
また、火災検知器は消費電流・内部電圧・劣化検出状態をログとして自身のメモリに記憶するようにしても良い。火災検知器はアドレス設定器等の外部機器に接続され、メモリに記憶したログデータの読み出しが行われる。

（その他）
また本発明は、その目的と利点を損なわ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。

１ａ：上り線トンネル
１ｂ：下り線トンネル
１０：防災受信盤
１２：火災検知器
１４，１４ａ，１４ｂ：伝送路
１６：消火ポンプ設備
１８：冷却ポンプ設備
２０：ＩＧ子局設備
２２：換気設備
２４：警報表示板設備
２６：ラジオ再放送設備
２８：テレビ監視設備
３０：照明設備
３２：遠方監視制御設備
３４：盤制御部
３６，３６ａ，３６ｂ，５６：伝送部
４６：ＩＯ部
５０Ｒ，５０Ｌ：透光性窓
５１：センサ収納部
５２Ｒ，５２Ｌ：試験光源用透光窓
５４：検知器制御部
５８：電源部
６０Ｒ，６０Ｌ：火災検知部
６４，６８：センサ部
６６，７０：増幅処理部
７２：試験発光駆動部
７４Ｒ，７４Ｌ，７５Ｒ，７５Ｌ：内部試験光源
７６Ｒ，７６Ｌ：外部試験光源
７８：電圧電流検出部
８０：火災判断部
８２：感度試験部
８４：汚れ試験部
８６：劣化試験部

Claims (2)

1. 検知エリアの火災からの光エネルギーを受光センサで検出する火災検知器を設けた防災システムであって、
   異常判定部により前記火災検知器を構成する機能構成部の故障状態である故障異常に至る以前の劣化状態と認められる前記機能構成部の劣化異常を判定して前記異常判定部で判定された前記劣化異常を報知し、
   前記異常判定部は、前記受光センサの検出感度を試験する感度試験時及び前記感度試験とは異なる試験であって外部からの前記光エネルギーが前記受光センサに入射する際に通過する透光性窓の汚れを監視する汚れ試験時に、前記受光センサの検出感度に関する情報及び透光性窓の汚れに関する情報の何れとも異なる情報であって当該機能構成部の動作に係る電圧又は電流に関する情報を取得し、前記電圧又は電流に関する情報に基づいて前記劣化異常を判定することを特徴とする防災システム。
   
2. 検知エリアの火災からの光エネルギーを受光センサで検出する火災検知器であって、
   異常判定部により前記火災検知器を構成する機能構成部の故障状態である故障異常に至る以前の劣化状態と認められる前記機能構成部の劣化異常を判定して前記異常判定部で判定された前記劣化異常の判定結果を送信し、
   前記異常判定部は、前記受光センサの検出感度を試験する感度試験時及び前記感度試験とは異なる試験であって外部からの前記光エネルギーが前記受光センサに入射する際に通過する透光性窓の汚れを監視する汚れ試験時に、前記受光センサの検出感度に関する情報及び透光性窓の汚れに関する情報の何れとも異なる情報であって当該機能構成部の動作に係る電圧又は電流に関する情報を取得し、前記電圧又は電流に関する情報に基づいて前記劣化異常を判定することを特徴とする火災検知器。