(57)【要約】【課題】  従来の坑内坑外通信に問題点に鑑みて、個別に通信を行うこともでき、かつ、一斉通信制御も行うことができる無線システムを提供すること。【解決手段】  本発明に係る坑内無線システムは、中央監視装置、移動体無線端末として機能する携帯局及び坑内基地局を備え、前記中央監視装置が、坑内基地局を介して中央監視装置と全携帯局とが通話可能な一斉通話モードと、特定の携帯局を指定し、坑内基地局を介して中央監視装置と前記指定された携帯局とが通話可能な個別通話モードとを切替可能に構成されている。【選択図】    図１
2008041392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑外に設置した中央監視装置と、
移動体無線端末として機能する携帯局と、
坑内の管理領域内に設置した少なくとも一つの坑内基地局と
を備え、
各携帯局に個別の携帯局識別情報を予め記憶させ、
前記中央監視装置が、
坑内基地局を介して中央監視装置と全携帯局とが通話可能な一斉通話モードと、
前記携帯局識別情報に基づいて特定の携帯局を指定し、坑内基地局を介して中央監視装置と前記指定された携帯局とが通話可能な個別通話モードと
を切替可能に構成されている
ことを特徴とする坑内無線システム。
【請求項２】
前記中央監視装置が中継ユニットを備え、
中央監視装置が、所定の携帯局から、携帯局識別情報で特定した他の携帯局との中継通話要求情報を受信した時に、前記中継ユニットを介して前記所定の携帯局と、前記他の携帯局と間の通話を可能にする中継通話モードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の坑内無線システム。
【請求項３】
前記中央監視装置と前記基地局とが有線により情報の送受信を行い、
前記基地局と前記携帯局とが無線により情報の送受信を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の坑内無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭坑やトンネル等の坑内にいる人間と、坑外にいる人間との間の通信を可能にする坑内無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から炭坑やトンネル等の坑内において作業を行う場合、安全確認や業務連絡等のために坑外にいる人間と、坑内にいる人間との間で通信を行うことは行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通信手段としては、無線通信とＰＨＳ通信が使われているが、ＰＨＳは個別通話しかできないため、緊急時に坑外から全てのＰＨＳに一斉に連絡を行ったり、また、全員で一斉に通話を行うのは困難である。
一方、無線通信の場合には、一つの端末から発した情報を他の端末で同時に受信することも可能であるが、これでは個別の端末との通信ができない。
本発明は、上記した従来の坑内坑外通信に問題点に鑑みて、個別に通信を行うこともでき、かつ、一斉通信制御も行うことができる無線システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記した目的を達成するために本発明に係る坑内無線システムは、坑外に設置した中央監視装置と、移動体無線端末として機能する携帯局と、坑内の管理領域内に設置した少なくとも一つの坑内基地局とを備え、各携帯局に個別の携帯局識別情報を予め記憶させ、前記中央監視装置が、坑内基地局を介して中央監視装置と全携帯局とが通話可能な一斉通話モードと、前記携帯局識別情報に基づいて特定の携帯局を指定し、坑内基地局を介して中央監視装置と前記指定された携帯局とが通話可能な個別通話モードとを切替可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明に係る坑内無線システムは、必要に応じて、前記中央監視装置に中継ユニットを設け、中央監視装置に、所定の携帯局から、携帯局識別情報で特定した他の携帯局との中継通話要求情報を受信した時に、前記中継ユニットを介して前記所定の携帯局と、前記他の携帯局との間の通話を可能にする中継通話モードを設けることができる。
さらに、本発明に係る坑内無線システムは、好ましくは、前記中央監視装置と前記基地局とが有線により情報の送受信を行い、前記基地局と前記携帯局とが無線により情報の送受信を行うように構成され得る。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の請求項１に係る坑内無線システムは、坑外に設置した中央監視装置と、移動体無線端末として機能する携帯局と、坑内の管理領域内に設置した少なくとも一つの坑内基地局とを備え、各携帯局に個別の携帯局識別情報を予め記憶させ、前記中央監視装置が、坑内基地局を介して中央監視装置と全携帯局とが通話可能な一斉通話モードと、前記携帯局識別情報に基づいて特定の携帯局を指定し、坑内基地局を介して中央監視装置と前記指定された携帯局とが通話可能な個別通話モードとを切替可能に構成しているので、坑外に設置した中央監視装置と、坑内に位置する携帯局との間で、一斉に又は個別に通信を行うことができるようになる。
また、本発明の請求項２に係る坑内無線システムは、前記中央監視装置に中継ユニットを設け、中央監視装置に、所定の携帯局から、携帯局識別情報で特定した他の携帯局との中継通話要求情報を受信した時に、前記中継ユニットを介して前記所定の携帯局と、前記他の携帯局と間の通話を可能にする中継通話モードを設けているので、必要に応じて各携帯局間での通話が可能になる。
さらに、本発明の請求項３に係る坑内無線システムは、前記中央監視装置と前記基地局とが有線により情報の送受信を行い、前記基地局と前記携帯局とが無線により情報の送受信を行うように構成されているので、坑内の構造が複雑になっていても、基地局を介して確実に中央監視装置と携帯局との間の通信が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、添付図面に示した一実施例を参照して、本発明に係る坑内無線システムの実施の形態を説明していく。【０００７】
図１は、本発明に係る坑内無線システムの構成を示す概略図である。
図面に示すように、この坑内無線システムは、
坑外に設置された中央監視装置１、
坑内に設置されたｎ個の基地局２０及び
各作業員が携帯する携帯局３０
を備えている。
坑外の中央監視装置１と、坑内の各基地局２０とは適当なケーブルを介して有線結合され、前記ケーブルを介して情報の送受信が行えるように構成されている。
一方、坑内の各基地局２０と各携帯局３０とは、無線により情報の送受信が行えるように構成されている。【０００８】
図１に示すように、前記中央監視装置１は、キーボード２、移動体位置監視制御部３、モニタ４、中央制御部５、通信制御タッチパネル６、音声操作スピーカ７、マイク８、識別信号送受信部９、ライン選択制御部１０、無線中継制御部１１及び複数の中継ユニット１２を備えている。【０００９】
図２は、坑内基地局２０の内部構成を示す概略図である。
坑内基地局２０は、
８ビットＣＰＵ２１と、
各携帯局Ｄと８００ＭＨｚの独自フォーマットで無線通信を行うための独自フォーマット無線機２２と、
レギュレータ２３、ニッカド電池２４及び充電回路２５で構成される電源と
を有する。
前記ＣＰＵ２１には、内臓フラッシュＲＯＭ２１ａ、内蔵ＲＡＭ２１ｂ、中央監視装置１との有線接続のための有線インターフェイス２１ｃ及び前記無線機２２のための無線インターフェイス２１ｄが設けられている。
前記内臓フラッシュＲＯＭ２１ａには、各基地局毎に割り当てられた基地局識別番号が予め記憶されている。
尚、各基地局２０間は光ケーブルで接続されるが、何れかの基地局２０が故障した時に他の基地局２０の通信に影響を与えないために、好ましくは、各基地局２０は、直列に接続されずに分岐接続されるか、又は光ケーブルが二重化され得る。【００１０】
図３は、坑内に入る作業員が携帯するための携帯局３０の内部構成を示す概略図である。
携帯局３０は、
８ビットＣＰＵ３１と、
各携帯局Ｄと８００ＭＨｚの独自フォーマットで無線通信を行うための独自フォーマット無線機３２と、
マイクやスピーカ等のマンマシンインターフェイス３３、ブザー３４及びスイッチ３５と、
レギュレータ３６及びリチウムイオン電池３７で構成される電源と、
を有する。
前記ＣＰＵ３１には、内臓フラッシュＲＯＭ３１ａ、内蔵ＲＡＭ３１ｂ、前記無線機３２のための無線インターフェイス３１ｃ及びマンマシンインターフェイス３３等のための標準入出力ポート３１ｄが設けられている。
前記内臓フラッシュＲＯＭ３１ａには、各携帯局毎に割り当てられた携帯局識別番号が予め記憶されている。
また、携帯局３０は、ガスセンサ３８を備え、ＣＰＵ３１は、ガスセンサ３８から設定値以上の数値を検出した場合には、その情報を自己の携帯局識別番号と共に基地局２０に自動発信するように構成されている。これにより、中央監視装置１において坑内での異常を早期に知ることができ、例えば、何れかの携帯局３０からの異常情報を受信すると同時に、各基地局２０を介して各携帯局３０に警報信号を送るように中央監視装置１を構成すれば、安全性が向上する。【００１１】
各坑内基地局２０は、図４に示すように坑内の所定の位置に設置される。
設置方法は、各基地局２０の無線機２２のアンテナにより受信可能な範囲を考慮して坑内全域をカバーできるように設置してもよいが、好ましくは、図４に示すように、坑内の分岐点に一つ、各坑道に少なくとも一つ、そして、作業員の出入りが多い坑道や場所（以下、作業領域）に、その場所全域をカバーできるように一定の間隔で複数設置され得る。
図４に示す実施例では、１０ｋｍの作業領域を確保するために受信可能範囲が半径１．２ｋｍの坑内基地局２０を２ｋｍ間隔で５つ配置してある。【００１２】
中央監視装置１は、定期的にポーリングを行って、応答信号に基づいて、どの携帯局が、どの基地局の感知範囲にいるかを記録する。
具体的には、中央監視装置１は、定期的に、各基地局２０を介して各携帯局３０の呼出を行う。呼び出された携帯局３０のＣＰＵ３１は、その内臓フラッシュＲＯＭ３１ａに記録された自己の携帯局識別番号を自動応答発信する。
各基地局２０のＣＰＵ２１は、携帯局３０から応答信号（携帯局識別番号）を受信した場合、その応答信号に自己の基地局識別番号を加えた位置情報を中央監視装置１に自動的に発信するように構成されている。
中央監視装置１における移動体位置監視制御部３は、各基地局２０から送られてきた位置情報を経時的に記憶し、どの携帯局３０が、坑内におけるどの坑内基地局２０の感知範囲内にあるかを表示することができるように構成されている。
また、中央監視装置１における移動体位置監視制御部３は、後述する各携帯局３０との通話時においても、各携帯局３０の位置情報を更新するように構成され得る。
さらに、中央監視装置１は、各携帯局３０が、どの基地局２０のエリアで使用されているかをモニタ４で表示できるように構成されており、一定時間以上位置の変更されていない携帯局、又通信がされていない携帯局３０がある場合には、ポーリング機能により、携帯局３０の呼出を行い、その携帯局３０が、どの基地局２０のエリアに位置するかの位置情報を取得し、位置の更新・変更を行う。【００１３】
中央監視装置１と各携帯局３０とは、坑内基地局２０を介して無線通信を行うことができるように構成されている。
また、各携帯局３０は、中央監視装置１の制御の下、坑内基地局２０を介して無線通信を行うことができるように構成されている。
この坑内無線システムにおける通話モードには、「一斉通話モード」「個別通話モード」「呼出通話モード」「中継通話モード」「割込通話モード」があり、中央監視装置１における通信制御タッチパネル６には、各モードへの切替スイッチが設けられており、現在、作動しているモードに対応するスイッチが点灯し、他のモードに対応するスイッチは消灯するよう構成されている。【００１４】
以下、各通話モードについて説明する。
１．一斉通話モード
中央監視装置１は、通常は一斉通話モードで作動する。従って、通信制御タッチパネル６においては通常、一斉通話モードのスイッチが点灯している。一斉通話モードのスイッチが消灯している場合には、スイッチにタッチすると中央監視装置１は一斉通話モードに切り替わり、一斉通話モードのスイッチが点灯する。
この一斉通話モードにおいては、中央監視装置１からの通話情報は、全ての基地局識別番号及び全ての携帯局識別番号と共に送信され、従って、全ての坑内基地局２０が中央監視装置１からの通話情報を受信し、かつ、全ての携帯局３０が坑内基地局２０からの通話情報を受信する。
そして、中央監視装置１における識別信号送受信部９は、基地局識別番号及び携帯局識別番号に関係なく全坑内基地局２０からの送信を受信し、全坑内基地局２０を介した全携帯局３０からの音声を出力する。
２．個別通話モード
個別通話モードは、どの基地局２０の感知範囲内にいるかが確認できている携帯局３０を呼び出して、該携帯局３０と中央監視装置１とだけが通話出来るモードである。
中央監視装置１の通信制御タッチパネル６の個別通話モードスイッチをタッチすると、他のスイッチは消灯して同スイッチが点灯し、任意の携帯局３０の個別呼出が可能になる。
中央監視装置１において管理者が、呼出したい携帯局３０の携帯局識別番号と、その携帯局３０が感知範囲内にある基地局２０の基地局識別番号をキーボード２を介して入力した後、通信制御タッチパネル６における個別通話モードスイッチをタッチすると、入力した携帯局識別番号と基地局識別番号とを含む個別通話信号が坑内基地局に送信される。
個別通話信号は、対応する基地局識別番号を持つ基地局２０により受信され、受信した基地局２０は、受信した個別通話信号を無線機２２を介して発信する。
基地局２０から発信された個別通話信号は、その感知範囲内にある対応する携帯局識別番号を有する携帯局３０により受信される。
個別通話信号を受信した携帯局３０は、個別通話信号に含まれた制御信号により、そのブザー３４が鳴らされる。
次いで、その携帯局３０を携帯した作業員が携帯局３０のスイッチ３５を押して、その携帯局識別番号を基地局２０を介して中央監視装置１に返信することにより中央監視装置１と、その携帯局３０との間のみの個別通話が開始される。
３．呼出通話モード
呼出通話モードは、どの基地局２０の感知範囲内にいるかが確認できていない携帯局３０を呼び出して、該携帯局３０と中央監視装置１とだけが通話出来るモードである。
中央監視装置１から、携帯局識別番号のみを入力して「呼出通話モード」スイッチをタッチすると、中央監視装置１から入力した携帯局識別番号と全基地局識別番号とを含む呼出通話信号が坑内基地局２０へ送信される。
前記した呼出通話信号には全基地局識別番号を含まれているため呼出通話信号は全ての坑内基地局２０において受信される。
そして各坑内基地局２０は、中央監視装置１からの呼出通話信号を受信すると、携帯局識別番号を含む呼出通話信号を無線機２２を介して発信する。
各基地局２０から発信された信号は、何れかの基地局２０の感知範囲内にある対応する携帯局識別番号を有する携帯局３０によってのみ受信される。
個別通話信号を受信した携帯局３０は、個別通話信号に含まれた制御信号により、そのブザー３４が鳴らされる。
次いで、その携帯局３０を携帯した作業員が携帯局３０のスイッチ３５を押して、その携帯局識別番号を基地局２０を介して中央監視装置１に返信する。
中央監視装置１では、携帯局３０からの返信情報を受信すると、「呼出通話モード」スイッチが点灯し、呼出が完了する。
「呼出通話モード」スイッチが点灯した後、「個別通話モード」スイッチが押されると、呼び出した携帯局３０と中央監視装置１との間の個別通話モードへ移行し、対応する携帯局３０と中央監視装置１との個別通話が可能になる。
４．中継通話モード
中継通話モードは、ある携帯局３０と、他の坑内基地局２０の感知領域にある他の携帯局３０との通話を行うために用いられる。
ある携帯局３０を所有する作業員が、他の携帯局を所有する作業員と中継通話を行いたい場合、その携帯局３０から自己の携帯局識別番号を含む中継通話要求信号を発信する。前記中継通話要求信号は、基地局２０を介して、中央監視装置１に送られる。
中央監視装置１は、携帯局３０から中継通話要求信号を受信すると、中継通話を行いたいそれぞれの携帯局３０をカバーする坑内基地局２０間を中継ユニット１２に接続し、坑内基地局間の通話を自動中継する。
この間、中央監視装置１の通信制御タッチパネル６は、中継通話モードスイッチが点灯している。
５．割込通話モード
中央監視装置１において、中継通話モードスイッチが点灯している時に、割込通話モードスイッチをタッチすると、同スイッチが点灯して、中央監視装置１が中継通話に接続され、中継通話を行っている両基地局２０を介して、中央監視装置１との通話中の携帯局３０間の通話が可能になる。
中央監視装置１において、再度、割込通話モードスイッチをタッチすると、同スイッチが消灯して中央監視装置１は中継通話から切断される。
６．一斉通話への復帰
中央監視装置１は、上記したように通常は一斉通話モードで動作し、他のモードで動作した後は、手動又は自動で一斉通話モードに復帰する。
手動での復帰は、通信制御タッチパネル６により行われる。自動での復帰は、例えば、最後の通話から所定時間経過（１〜５分）した後に自動的に一斉通話モードに復帰するように構成され得る。【００１５】
上記したように、中央監視装置１と各基地局２０とを有線で結合し、各基地局２０と各携帯局３０とを無線で接続することにより、複雑に入り組んだ坑内であっても、確実に通話通信を行うことができるようになる。【００１６】
以上説明した実施例では、坑内における作業領域を一箇所しか設けていないが、作業領域は必要に応じて何箇所設けてもよい。
また、上記した実施例では、受信可能範囲が半径１．２ｋｍの坑内基地局２０を１０ｋｍの作業領域に２ｋｍ間隔で５つ配置する例を挙げているが、坑内基地局２０の設置数及び設置間隔は本実施例に限定されることなく、設置すべき作業領域の広さと、使用する基地局の受信可能範囲に応じて任意に決めることができる。
さらにまた、上記した実施例では、坑内での良好な通信を可能にするための好ましい実施例として携帯局３０と坑内基地局２０との間の無線通信を８００ＭＨｚで行っている例を挙げているが、無線通信に使用される周波数帯域は本実施例に限定されることなく、使用する坑道の地形等に応じて任意の周波数帯域を用いることができる。
また、上記した実施例では、坑内基地局２０及び携帯局３０に８ビットのＣＰＵを使用した例を挙げているが、ＣＰＵのビット数は本実施例に限定されることなく、例えば、１６ビット又は３２ビットのＣＰＵを使用してもよい。
さらにまた、基地局及び携帯局の電源構成は、本実施例に限定されることなく、任意の電源が用いられ得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る坑内無線システムの構成を示す概略図
【図２】坑内基地局２０の内部構成を示す概略図
【図３】携帯局３０の内部構成を示す概略図
【図４】坑内における基地局の設置例を示す配置図
【符号の説明】
【００１８】
１  中央監視装置
２  キーボード
３  移動体位置監視制御部
４  モニタ
５  中央制御部
６  通信制御タッチパネル
７  音声操作スピーカ
８  マイク
９  識別信号送受信部
１０  ライン選択制御部
１１  無線中継制御部
１２  複数の中継ユニット
２０  基地局
２１  ＣＰＵ
２１ａ  内臓フラッシュＲＯＭ
２１ｂ  内蔵ＲＡＭ
２１ｃ  有線インターフェイス
２１ｄ  無線インターフェイス
２２  独自フォーマット無線機
２３  レギュレータ
２４  リチウム電池
２５  充電回路
３０  携帯局
３１  ＣＰＵ
３１ａ  内臓フラッシュＲＯＭ
３１ｂ  内臓ＲＡＭ
３１ｃ  無線インターフェイス
３１ｄ  標準入出力ポート
３２  独自フォーマット無線機
３３  マンマシンインターフェイス
３４  ブザー
３５  スイッチ
３６  レギュレータ
３７  リチウムイオン電池
３８  ガスセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2008041392.tif 000008