JPH041394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、温度、CO等のガス濃度、煙濃度等
のアナログ検出データに基づいて所定の危険レベ
ルに到達するまでの時間（以下、この危険レベル
に到達するまでの時間を危険度と定義する）を予
測演算して火災を判別するようにした火災報知装
置に関する。

従来の火災報知装置では、一般的に火災感知器
のオン、オフ信号を受信機で受信して火災を報知
しており、火災の判定を火災感知器に依存してい
るため、火災以外の原因による誤報が発生し易
く、誤報を防止するために火災感知器の検出感度
を下げると火災検出に時間遅れを生ずるという問
題があつた。

このため、近年においては、火災感知器からの
アナログ的な検出データを受信機に送り、受信機
において火災判断を行なうようにした所謂アナロ
グ火災報知装置の開発が押し進められており、例
えば本願発明者による特願昭58−29976号の火災
報知装置が提案されている。

この装置では、火災の発生による周囲環境の物
理的変化の進行で、近い将来、人間に対する環境
状態が危険な状態、即ち、人間が生存可能な限界
状態に達するまでの時間を演算する。この危険度
を今回サンプリングした検出データを前回の検出
データとの差に基づいて求める所謂差分法による
予測演算、もしくは火災による物理的変化を所定
の多項式で近似した所謂関数近似法により予測演
算を実行し、演算した時間が一定時間以下のとき
火災と判断するようにしている。

しかしながら、このような予測演算による火災
の判断にあつては、検出データのいかんにかかわ
らず、即ち、明らかに非火災と判断できるような
検出データ値であつても、所定周期で検出データ
をサンプリングする毎に差分法、関数近似法によ
る予測演算を実行して火災の有無を判断していた
ため、複数のアナログ検出器からの検出データを
順次操作でサンプリングしているときに、各サン
プリングデータ毎の演算処理に時間がかかり、火
災警報の時間遅れが大きくなるという問題があつ
た。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされた
もので、演算処理時間をできるだけ短縮して火災
警報の時間遅れを防ぐようにした火災警報装置を
提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、火災の発生
による周囲環境の物理的現象の変化をアナログ的
に検出し、該検出データを所定周期毎にサンプリ
ングして火災を判断する火災報知装置において、
前記検出データの変化傾向に基づいて所定の危険
レベルに到達するまでの時間である危険度を多次
の近似式により演算する多次近似式演算回路と、
前記検出データの平均値が予め設定した閾値を越
えたときにのみ、前記多次近似式演算回路の演算
開始を指令する比較回路とを設けるようにしたも
のである。

以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示したブロツク図
である。

まず構成を説明すると、１ａ，１ｂ，……１ｎ
は火災の発生により周囲環境の物理的現象の変化
をアナログ的に検出するアナログ検出器であり、
温度、ガス濃度、煙濃度等を検出する検出部２
と、検出部２で検出した検出データを伝送する伝
送回路３を内蔵している。４はアナログ検出器１
ａ〜１ｎを信号線５に接続した受信機であり、ア
ナログ検出機１ａ〜１ｎからの検出データに基づ
いた演算処理を行ない、この演算は、例えばマイ
クロコンピユータによるプログラム制御等により
実行される。

受信機４において、６は受信回路であり、アナ
ログ検出器１ａ〜１ｎの検出データを順次一定周
期毎にサンプリングし、１回のサンプリングで、
例えば１つの検出器の連続した３つの検出データ
を抽出する。７は受信回路６で検出した検出デー
タのアナログ値をデイジタル値に変換するＡ／Ｄ
変換回路、８はサンプリング毎に得られた前記３
つのデイジタル平均値を演算する平均値演算回路
である。

この平均値演算回路８の演算データは記憶回路
９に与えられ、記憶回路９はアナログ検出器１ａ
〜１ｎ毎に記憶アドレスを有し、各アドレスにサ
ンプリング周期毎に得られた平均値データを順次
記憶する。

一方、平均値演算回路８の演算データは比較回
路１０に与えられており、比較回路１０は平均値
データと予め定めた警報レベルに設定する閾値
Drとを比較し、平均値データが閾値Drを越えた
ことを判別したときに危険度の演算指令を与える
比較出力を生ずる。

１１は差分値演算回路であり、比較回路１０の
比較出力により演算が開始され、今回の検出デー
タ（平均値）Anと前回の検出データ（平均値）
A_o-1との差Snを演算して傾きαを、 α＝Sn／（サンプリング周期） (1) して求める。例えば、検出データが温度であつた
場合、この傾きαで危険レベルに対応した危険温
度Tdから今回の検出データ（平均値）Anを引い
た値を割つて危険度Ｒを Ｒ＝（Td−An）／α (2) より求める。

１２は差分法による危険レベル到達時間判定回
路であり、差分値演算回路１１で演算した危険度
レベル到達時間Ｒを時間の下限閾値Ｒ１と上限閾
値Ｒ２と比較し、危険レベルに到達する時間が短
い程危険の度合が高いので、下限閾値Ｒ１以下で
あれば警報表示回路１５を作動し、Ｒ１とＲ２の
間にあれば次の関数近似法による危険度の演算を
指令する出力を生じ、更に上限閾値Ｒ２以上の場
合には、出力を生じないようにしている。

この様に差分法に引き続いて関数近似法による
演算を行う理由は、差分法の方が関数近似法より
も演算スピードがかなり速い為に、まず差分法に
よる演算で、ある程度の大まかな危険の程度を迅
速に予測し、その後、関数近似法によつて、更に
危険予測の精度が高い演算処理を行うようにし
た。このことにより、極めて迅速で且つ正確な危
険予測の演算が可能になるからである。

１３は近似式演算回路であり、危険レベル到達
時間判定回路１２で危険度Ｒが閾値Ｒ１とＲ２の
間となつたときに演算が実行され、関数近似法に
より危険度を演算する。

この近似式演算回路１３による関数近似法とし
ては、例えばアナログ検出データとして温度を例
にとると、 Ｆ（ｘ）＝ax²＋bx＋ｃ (3) となる近似式を定め、第(3)式の定数ａ、ｂ、ｃを
記憶回路９に記憶した複数の平均値から求め、危
険度に対応する危険レベルをTdとすると、危険
温度Tdに到達するまでの時間として定義される
Ｒは、Ｆ（ｘ）＝Tdで表わされるから Ｒ＝｛−ｂ±√＋4（−）｝／2a(4) で演算できる。

１４は危険レベル到達時間判定回路であり、火
災の発生による温度上昇で近い将来、人間が生存
可能な限界状態（危険レベル）に達するまでの所
定時間を危険度の閾値Rsとして設定しており、
近似式演算回路１３で演算した危険度Ｒが閾値
Rs以下となつたときに火災と判断して警報表示
回路１５を作動するようにしている。

次に、第２図のフローチヤートを参照して動作
を説明する。

まず、受信回路６はアナログ検出器１ａ〜１ｎ
よりの検出データを順次サンプリングしており、
例えばアナログ検出器１ａの検出データを例にと
ると、第２図のブロツクａに示すようにサンプリ
ングデータＤ１，Ｄ２，……Dnを検出し、Ａ／
Ｄ変換回路７でデイジタル変換した後にブロツク
ｂに示すように、平均値演算回路８で例えば３つ
の検出データについて平均値Ａ１，Ａ２，……
Anを演算し、記憶回路９に順次記憶している。

平均値演算回路８で演算した平均値Anは、ブ
ロツクｃに示すように比較回路１０で警報レベル
を与える閾値Drと比較しており、平均値Anが閾
値Drより小さければブロツクａ，ｂの処理を繰
り返す。

一方、第３図のグラフに示すように時刻ｔ２で
検出データが閾値Drを越えると、判別ブロツク
ｃにおいて平均値Anが閾値Dr以上となつたこと
が判別され、差分値演算回路１１以降の回路部に
よる演算処理の開始を指令する。

この演算処理は、ブロツクｄ，ｅ，ｆに示すよ
うに差分値演算回路１１で差分値Snを今回の平
均値Anと前回の平均値A_o-1の差として求め、前
記第(1)、(2)式から傾きαを得て最終的に差分法に
よる危険度Ｒを演算する。

続いて危険レベル到達時間判別回路１２の処理
として、判別ブロツクｇで時間の下限閾値Ｒ１と
比較し、危険度Ｒが下限閾値Ｒ１以下であればブ
ロツクｋに進んで警報表示回路１５による火災警
報の表示をアナログ検出器に対応した発生地区と
共に行なう。

また、Ｒ１を越えていれば判別ブロツクｈで上
限閾値Ｒ２と比較される。判別ブロツクｈでは、
危険度ＲがＲ２を越えていれば再びブロツクａに
戻り、一方、Ｒ２以下、すなわち危険度ＲがＲ１
とＲ２の間にあるときは、ブロツクｉに進んで関
数近似法による危険度の演算を前記第(4)式に基づ
いて実行する。

続いて判別ブロツクｊに示すように、危険レベ
ル到達時間判定回路１４により演算した危険度Ｒ
が予め定めた危険度の閾値Rs以下であるかどう
かを判別し、閾値Rs以下のときには火災と判断
してブロツクｋの警報表示を行なう。勿論、判別
ブロツクｊで演算危険度Ｒが危険度の閾値Rsよ
り大きいときには、再びブロツクａに戻つて次の
検出データのサンプリングを行なう。

このように第１図の実施例では検出データ（平
均値）が警報レベルDrに達するまでは差分法及
び関数付近法により危険度の演算処理が実行され
ず、検出データ（平均値）が警報レベルDr以上
となつたとき、初めて差分値及び関数近似法によ
る危険度の演算が実行されるため、複数のアナロ
グ検出器よりのデータを順次サンプリングしてい
た場合、火災による警報レベルを越える検出デー
タが得られたアナログ検出器の検出データについ
てのみ差分法及び関数近似法による危険度の演算
をもつて火災判断が行なわれるため、全ての検出
データについて演算処理を実行した場合に比べ、
火災を演算するまでの時間遅れが短くて済み、予
測演算による火災の早期発見を実現することがで
きる。

第４図は本発明の他の実施例を示したフローチ
ヤートであり、この実施例は第３図に示すように
予測演算を開始する警報レベルDrの下側に、更
に所定レベルDsを設定し、例えば時刻ｔ１で検
出データが所定レベルDsに達したとき、差分法
及び関数近似法による危険度の演算を実行し、危
険度が閾値以下となつたとき、そのときの検出デ
ータが危険レベルDr以下であればプリアラーム
を出し、次の時刻ｔ２で示すように警報レベル
Drを変えていれば火災警報（本警報）を行なう
ようにしたことを特徴とする。

即ち、ブロツクａ，ｂにおけるデータのサンプ
リング及び平均値の演算に続いて、判別ブロツク
ｃで検出データの平均値Anと所定レベルDsを比
較し、検出データの平均値Anが所定レベルDs以
上のとき、判別ブロツクｄに進んで差分法による
危険度Ｒの演算、即ち第２図のフローチヤートの
ブロツクｄ，ｅ，ｆに示した内容の処理を実行
し、続いて判別ブロツクｅ，ｆで危険レベル到達
時間Ｒと時間の下限閾値Ｒ１及び上限閾値Ｒ２と
の比較判別を行ない、下限閾値Ｒ１以下であれば
判別ブロツクｉに進んで、その時の検出データ
（平均値）Anと警報レベルDrを比較し、警報レ
ベルDr以下である場合はブロツクｊでプリアラ
ームを行ない、一方、警報レベルDrを越えてい
る場合にはブロツクｋで警報表示（本警報）を行
なう。

また、判別ブロツクｅ，ｆで危険度ＲがＲ１と
Ｒ２の間にあることが判別されたときには、ブロ
ツクｇで関数近似法による危険度Ｒの演算を実行
し、判別ブロツクｉで危険度の閾値Rsと比較し、
Rs以下であれば判別ブロツクｉでそのときの検
出データ（平均値）Anを警報レベルDrと比較
し、警報レベルDrより小さければブロツクｊで
プリアラームを、また警報レベルDr以上であれ
ばブロツクｋで警報表示（本警報）を行なう。

この第４図の実施例によれば、警報レベルに達
する前の所定レベルに達したときに、危険度の演
算に基づく火災判断でプリアラームが出されるた
め、警報レベルに達したときの差分法及び関数近
似法による危険度の演算から火災判断が行なわれ
たときの本警報に対し事前に対応策を準備してお
くことができ、本警報をもつて迅速な対策を講ず
ることができる。

以上説明してきたように本発明によれば、火災
の発生による周囲環境の物理的現象の変化をアナ
ログ的に検出し、該検出データを所定周期毎にサ
ンプリングして火災を判断する火災報知装置にお
いて、前記検出データの変化傾向に基づいて所定
の危険レベルに到達するまでの時間である危険度
を多次の近似式により演算する多次近似式演算回
路と、前記検出データの平均値が予め設定した閾
値を越えたときにのみ、前記多次近似式演算回路
の演算開始を指令する比較回路とを設けたので、
検出データが一定のレベルに達するまでは危険度
の演算処理が行なわれず、複数のアナログ検出器
よりの検出データを順次サンプリングして火災判
断を行なつても危険度の演算処理を実行しない分
だけ検出データのサンプリング周期を短くするこ
とができ、火災判断の時間遅れを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第２図は第１図の動作を示したフローチヤー
ト、第３図は検出値の変化に対する警報レベル及
び所定レベルの設定状態を示したグラフ図、第４
図は本発明の他の実施例を示したフローチヤート
である。 １ａ〜１ｎ：アナログ検出器、２：検出部、
３：伝送回路、４：受信機、６：受信回路、７：
Ａ／Ｄ変換回路、８：平均値演算回路、９：記憶
回路、１０：比較回路、１１：差分値演算回路、
１２：危険レベル到達時間判定回路、１３：近似
式演算回路、１４：危険レベル到達時間判定回
路、１５：警報表示回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 火災の発生による周囲環境の物理的現象の変
   化をアナログ的に検出し、該検出データを所定周
   期毎にサンプリングして火災を判断する火災報知
   装置において、 前記検出データの変化傾向に基づいて所定の危
   険レベルに到達するまでの時間である危険度を多
   次の近似式により演算する多次近似式演算回路
   と、 前記検出データの平均値が予め設定した閾値を
   越えたときにのみ、前記多次近似式演算回路の演
   算開始を指令する比較回路とを設けたことを特徴
   とする火災報知装置。