(57)【要約】【課題】煙及び火災の危険の検知及び評価のための技術の改善。【解決手段】区画内の煙を検知するためのシステム及び方法が、第１組のセンサー１１０と、第２組のセンサー１２０と、プロセッサ２２０とを備える。第１組の各センサー１１０は、粒子を検出するように構成される。第２組の各センサー１２０は、少なくとも１つのガスを検出するように構成される。プロセッサ２２０が、第１組のセンサー１１０からの第１の入力データ及び第２組のセンサー１２０からの第２の入力データを受信し、第１の入力データが区画に粒子が存在する旨を示している場合に第２の入力データを雑音レベルと比較し、第２の入力データが雑音レベルを超える場合に警報信号を生成するように構成される。プロセッサ２２０は、好ましくは第２のデータの変化の速度を計算し、第２のデータの変化の速度が第３のしきい値を超える場合に限って第２の入力データを雑音レベルと比較する。【選択図】図１
2015133102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
区画内に配置された第１組のセンサー１１０であって、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成された第１組のセンサー１１０と、
前記区画内に配置された第２組のセンサー１２０であって、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成された第２組のセンサー１２０と、
前記第１組のセンサー１１０からの第１の入力データ及び前記第２組のセンサー１２０からの第２の入力データを受信するように構成されたプロセッサ２２０であって、前記第１の入力データが前記区画に粒子が存在する旨を示す第１の所定のしきい値を超える場合に前記第２の入力データを前記区画にガスが存在する旨を示す第２の所定のしきい値と比較し、前記第２の入力データが前記第２の所定のしきい値を超える場合に警報信号を生成するように構成されたプロセッサ２２０と、
を備える煙検知システム。
【請求項２】
前記プロセッサ２２０が、前記第２のデータの変化の速度を計算し、前記第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って前記第２の入力データを前記第２の所定のしきい値と比較するようにさらに構成されている請求項１に記載の煙検知システム。
【請求項３】
前記第１のセンサー１１０が、粒子、熱、及びガスを検出するマルチセンサー内に含まれており、前記第２のセンサー１２０が、ＣＯ及び／又はＣＯ２を検知する請求項１又は２に記載の煙検知システム。
【請求項４】
前記プロセッサ２２０が、前記第１の入力データ及び前記第２の入力データを処理するために放射基底関数４００を使用する請求項１から３のいずれか一項に記載の煙検知システム。
【請求項５】
前記第２の所定のしきい値が、前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を下回るときに前記第２の入力データから割り出される前記区画におけるガスの雑音レベルを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の煙検知システム。
【請求項６】
区画内に配置された第１組のセンサー１１０であって、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成された第１組のセンサー１１０と、前記区画内に配置された第２組のセンサー１２０であって、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成された第２組のセンサー１２０とを備える煙検知システムを使用して、区画内の煙を検知するための方法であって、
前記第１組のセンサー１１０から第１の入力データを受信するステップと、
前記第２組のセンサー１２０から第２の入力データを受信するステップと、
前記第１の入力データを第１の所定のしきい値と比較し、前記区画に粒子が存在するか否かを判断するステップ５０３と、
前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を超える場合に、前記第２の入力データを第２の所定のしきい値と比較し、前記区画にガスが存在するか否かを判断するステップ５０４、５０５、５０６、５０７と、
前記第２の入力データが前記第２の所定のしきい値を超える場合に、前記区画に煙が存在すると判断するステップ５０４、５０５と、
を含む方法。
【請求項７】
前記第２のデータの変化の速度を計算するステップをさらに含み、
前記第２の入力データを前記第２の所定のしきい値と比較するステップが、前記第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って実行される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を下回るときに、前記第２の入力データから前記区画におけるガスの雑音レベルを割り出すステップ５０１と、
前記第２の所定のしきい値を、前記割り出されたガスの雑音レベルに設定するステップ５０２、５０９と、
をさらに含む請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記判断するステップにおいて前記区画に煙が存在すると判断される場合に、警報信号をもたらすステップ５０４、５０５、５０６、５０７をさらに含む請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の入力データを第２の所定のしきい値と比較するステップが、
放射基底関数を使用してガスレベル濃度信号を計算するステップ５０６と、
前記ガスレベル濃度信号を前記第２の所定のしきい値と比較するステップ５０４、５０５と、
を含む請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、煙及び火災の検知に関し、さらに詳しくは、航空機の貨物室における煙及び火災を検知するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、典型的には、物品を運搬するために少なくとも１つの貨物室を備えており、連邦航空局（ＦＡＡ）の規制が、そのような貨物室に煙及び／又は火災が存在しないかどうかを判断するために、航空機に煙検知システムを備えることを要求している。航空機の貨物室における煙検知システムは、歴史的に、誤警報の高い発生率に悩まされてきた。航空機の貨物室に使用される一部の煙検知システムは、警報システムに接続された「スポット式」の粒子センサー煙検知器のネットワークで構成される。粒子が検出されるとき、検知器のネットワークが警報状態信号を警報システムへと送信し、警報システムが操縦室へと警告信号をもたらし、操縦室において、消火及び他の安全システムを作動させる判断を行うことができる。他の提案の煙検知システムは、ビデオカメラを使用することができる。
【０００３】
貨物室における霧、塵埃、凝縮物、油滴、及び他のエアロゾルの存在、並びに現行のセンサーシステムの感度が、高い偽警報率の原因である。場合によっては、正しい警報に対する偽警報の比が、２００：１に達する可能性がある。警報の総数に対して煙の事象を検証した或る研究によれば、すべての警報のうちの９０％超が、これらの粒子状物質に起因した偽警報である。各々の偽警報の直接的なコストが、きわめて高くつく可能性があり、（１）慣れていない空港又はあまり適切でない空港への着陸を強いられることによる安全のリスクの増大、（２）検知システムへの信頼の低下、並びに（３）避難の際の乗客及び乗員の負傷の恐れ、などの間接的な結果を含む可能性がある。
【０００４】
偽警報を減らすための１つの手法は、マルチセンサー煙検知器パッケージを使用することである。例えば、欧州連合の支援による協働プロジェクトが、４つの異なる種類のセンサー、すなわち２つのガスセンサー、粒子センサー、及び熱センサーを１つのパッケージに備えるそのようなシステムを生み出している。別の例では、ＮＡＳＡが、航空機の貨物室において偽警報の比率を大幅に下げるように設計された新規な火災検知器を開発している。ＮＡＳＡの検知パッケージは、小型化された一酸化炭素及び二酸化炭素センサーと、煙粒子センサーとを備える。欧州連合及びＮＡＳＡのマルチセンサー煙検知器パッケージは、類似の手法を有しており、貨物室における実際の火災を効果的に認識できるはずである。しかしながら、そのようなシステムは、比較的大きな体積及び重たい重量を有するパッケージ内に取り付けられ、胴体の幅が広い航空機の貨物室の大きな空間に鑑みて、多数のこれらのセンサーパッケージを貨物室の天井に配置することが困難又は非現実的となりうる。マルチセンサー煙検知器パッケージが、胴体の幅が広い航空機の貨物室の天井に分配される場合、各々のマルチセンサー煙検知器パッケージの間に余白が生じる。当然ながら、余白のうちのあらゆるマルチセンサー煙検知器パッケージから最も遠い部分に隣接する領域で火災が始まる場合、いずれかのマルチセンサー煙検知器パッケージに直接隣接する領域で火災が始まる場合と比べ、検知に要する時間がはるかに長くなる。結果として、胴体の幅が広い航空機の貨物室の天井に、そのようなセンサーによってカバーされることがない大きな空き地が生じる可能性があり、そのような領域において始まる或る種の貨物の火災の事象を、迅速に特定できない可能性がある。換言すると、余白のうちのあらゆるマルチセンサー煙検知器パッケージから最も遠い部分に隣接する領域で火災が始まる場合、いずれかのマルチセンサー煙検知器パッケージに直接隣接する領域で火災が始まる場合と比べ、検知に要する時間がはるかに長くなる。他のマルチセンサーに基づくシステムも、同じ欠点に直面する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、煙及び火災の危険の検知及び評価のための技術の改善について、技術的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１組のセンサーと、第２組のセンサーと、プロセッサとを備える煙検知システムを提供することによって、先行技術における問題に対処する。第１組のセンサーが、区画内に配置され、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成される。第２組のセンサーも、前記区画内に配置され、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成される。プロセッサが、第１組のセンサーからの第１の入力データ及び第２組のセンサーからの第２の入力データを受信し、第１の入力データが前記区画に粒子が存在する旨を示す第１の所定のしきい値を超える場合に、第２の入力データを前記区画にガスが存在する旨を示す第２の所定のしきい値と比較し、第２の入力データが第２の所定のしきい値を超える場合に警報信号を生成するように構成される。さらなる実施形態においては、プロセッサが、第２のデータの変化の速度を計算し、第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って第２の入力データを第２の所定のしきい値と比較するようにさらに構成される。
【０００７】
区画は、航空機の貨物室であってよい。好ましくは、第１のセンサーよりも多数の第２のセンサーが存在する。さらに、第２のセンサーを、第１のセンサーの間に配置することができる。またさらに、第１のセンサー及び第２のセンサーを、セットでグループ化でき、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に並べて備えることができる。或いは、第１及び第２のセンサーをセットでグループ化でき、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に放射状に配置して備えることができる。
【０００８】
一実施形態においては、第１のセンサーが、粒子、熱、及びガスを検知するマルチセンサー内に含まれてよく、第２のセンサーは、ＣＯ及び／又はＣＯ２を検知する。さらに、第２のセンサーは、ナノテクノロジー・ガス・センサーであってよい。
【０００９】
好ましくは、プロセッサが、第１の入力データ及び第２の入力データを処理するために放射基底関数を使用する。さらに、第２の所定のしきい値は、好ましくは第１の入力データが第１の所定のしきい値を下回るときに第２の入力データから割り出される前記区画におけるガスの雑音レベルを含む。
【００１０】
さらに本発明は、区画内に配置された第１組のセンサーであって、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成された第１組のセンサーと、前記区画内に配置された第２組のセンサーであって、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成された第２組のセンサーとを備える煙検知システムを使用して、区画内の煙を検知するための方法に関する。本方法においては、第１の入力データが第１組のセンサーから受信され、第２の入力データが第２組のセンサーから受信される。第１の入力データが第１の所定のしきい値と比較され、前記区画に粒子が存在するか否かが判断される。第１の入力データが第１の所定のしきい値を超える場合に、第２の入力データが、前記区画にガスが存在する旨を示す第２の所定のしきい値と比較される。第２の入力データが第２の所定のしきい値を超える場合に、前記区画に煙が存在すると判断される。好ましくは、前記区画に煙が存在すると判断される場合に、警報信号がもたらされる。
【００１１】
さらなる実施形態においては、第２のデータの変化の速度が計算され、第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って、第２の入力データが第２の所定のしきい値と比較される。別の実施形態においては、第１の入力データが第１の所定のしきい値を下回るときに、前記区画におけるガスの雑音レベルが第２の入力データから割り出され、第２の所定のしきい値が、前記割り出されたガスの雑音レベルに設定される。またさらなる実施形態においては、放射基底関数を使用してガスレベル濃度信号を計算し、このガスレベル濃度信号を第２の所定のしきい値と比較することによって、第２の入力データが第２の所定のしきい値と比較される。
【００１２】
あくまでも例として提示され、決して本発明を限定しようとするものではない以下の詳細な説明が、添付の図面との連動において、最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様による胴体の幅が広い航空機の貨物室の天井におけるマルチセンサー煙検知器パッケージ及びナノテクノロジー・ガス・センサーの分布を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるマルチセンサー煙検知器パッケージ及びナノテクノロジー・ガス・センサーの組み合わせを示す図である。
【図３】本発明の実施形態による煙及び火災検知器システムの全体のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態において使用される放射基底関数ネットワークの図である。
【図５】煙／火災の事象の検出における本発明の実施形態の動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書において、類似の参照番号は、本発明の種々の典型的な実施形態を示している図面の全体を通して、類似の構成要素を指し示している。
【００１５】
ここで図面を参照し、特に図１を参照すると、本明細書に開示される煙／火災検知システムは、粒子センサーのみを使用する先行技術のシステムの偽警報率を下げるために、粒子センサー１１０のアレイ（マルチセンサー煙検知器パッケージの一部として含まれてよい）を補うべく貨物室の天井１００に取り付けられた個別のガスセンサー１２０を使用する。粒子センサー１１０は、従来の粒子センサーであってよく、或いは粒子センサー１１０を含むマルチセンサーパッケージの一部であってよい。ガスセンサー１２０は、好ましくはナノテクノロジーに基づき、一酸化炭素（ＣＯ）ガス及び／又は二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを検出する。したがって、ガスセンサー１２０は、粒子センサーの間の「余白」をカバーする一方で、煙検知システムの重量をあまり増やすことがない。軽量かつ比較的安価なガスセンサーを追加することによって、本明細書に開示のシステムは、貨物室の天井の余白をカバーするための努力において、単に貨物室の天井にさらなるマルチセンサーパッケージを追加するのと比べ、はるかに経済的かつ軽量な解決策を提供する。
【００１６】
典型的な実施形態においては、複数のガスセンサーが、各々の粒子センサーの周囲に並べられる。例えば、図２に示されるように、いくつかのガスセンサー１２０（１）〜１２０（ｎ）（図２においてはｎ＝８）が、１つの粒子センサー１１０の周囲に均等に放射状に配置され、各々のガスセンサー１２０が、中央の粒子センサー１１０から所定の距離ｌ（１３０）に位置している。図１に示した粒子センサー１１０の各々は、好ましくは、典型的な実施形態においては同じ種類の配置を備え、すなわち所定の数のガスセンサーが組み合わせられ、粒子センサー１１０から所定の距離に配置されている。
【００１７】
図３に示されるとおり、粒子センサー１１０及びガスセンサー１２０は、中央のプロセッサ２２０がリアルタイムで粒子センサー１１０及びガスセンサー１２０から粒子入力データ及びガス入力データの両方を受信するように、ネットワーク２１０上に配置される。典型的な実施形態においては、プロセッサ２２０が、放射基底関数（ＲＢＦ）を使用して入力データを組み合わせ、粒子センサー１１０及びガスセンサー１２０が取り付けられた貨物室に煙が存在するか否かを判断する。ＲＢＦは、煙の濃度のきわめて急な増加な上昇を捕捉することができる非線形成分ゆえに選択されている。プロセッサ２２０は、最初に貨物室内のＣＯ／ＣＯ２雑音レベルを明らかにするように構成される（例えば、動物が貨物室に存在する場合、ＣＯ／ＣＯ２の雑音レベルは、動物が存在しない区画よりも高くなる可能性がある）。次いで、プロセッサ２２０は、粒子入力データ及びガス入力データを受信し、ＣＯ／ＣＯ２レベルが雑音レベルと比べて上昇しているか否かを判断する。ＣＯ／ＣＯ２レベルが雑音レベルよりも高い場合、火災が区画に存在する可能性がある。次いで、プロセッサ２２０は、ＲＢＦを使用して中心点におけるＣＯ／ＣＯ２レベル（粒子検知器１１０のうちの選択された１つにおけるＣＯ／ＣＯ２レベルなど）を明らかにする。その後に、粒子入力データが、火災の存在の可能性を判断するための照査として使用される。粒子入力データは、ガスセンサーの数がより多いがゆえにより多くのガス入力データが利用可能であるため、照査として使用される。粒子入力データが粒子の存在を示している場合、ガス入力データが、ＣＯ／ＣＯ２濃度レベルが上述のように上昇するまで、フィードバックループにて照査として使用される。プロセッサによって実行される演算があまり複雑でなく、迅速に実行することができるため、警報が出力装置２３０を介してリアルタイム（センサーデータの受信から約５秒以内）で操縦室に送信される。出力装置２３０は、操縦士に状態情報を提供するために使用される表示装置（又は、表示装置の一部分）であってよい。これに加え（或いは、これに代えて）、出力装置２３０は、実際の警報状態の検出時に聴覚による警報信号ももたらすことができる。
【００１８】
好ましくは、本明細書に開示のセンサーネットワークシステムは、先進のガスセンサー技術をマルチセンサーパッケージと組み合わせる。先進のガスセンサー技術は、高い感度、選択性、及び安定性を、きわめて小さい体積及びより軽い重量にてもたらす。１つの典型的なセンサーは、ナノテクノロジーに基づく金属酸化物ガスセンサーである。本明細書に開示のシステムにおいて使用することができる他の種類のセンサーとして、（１）光電離検知器、（２）電気化学センサー、（３）光ファイバセンサー、及び（４）差分移動度分光法に基づく（differential mobility spectrometry-based）センサーが挙げられる。当業者であれば容易に理解できるとおり、他のセンサー技術も使用可能である。そのようなセンサーについて重要な要件は、貨物室における煙／火災の事象のきわめて初期からのきわめて低いＣＯ及び／又はＣＯ２の濃度を検出できることである。ナノテクノロジーに基づく金属酸化物ガスセンサーは、信頼性、省電力、コンパクトなサイズ及び質量、選択性、感度、応答時間、及び安定性ゆえの特定の利点をもたらす。
【００１９】
プロセッサ２２０は、センサー１１０、１２０からの信号を含むセンサーネットワークからの受信信号を処理するために放射基底関数（ＲＢＦ）を実行するようにプログラムされる。特に、プロセッサ２２０が、放射基底関数を活性化関数として使用する人工神経ネットワークの一部として構成される。
【００２０】
ＲＢＦは、隠れ層において各々のＲＢＦ中心及び非線形性を固定することによってパラメーターにおいて線形な特別な２層ネットワークと考えることができるネットワークである。隠れ層が機能し、入力空間を新たな空間へと写像する。次いで、出力層が、この新たな空間において線形結合器を実行し、調節可能な唯一のパラメーターは、この線形結合器の重みである。次いで、これらのパラメーターを、本明細書に開示のセンサーネットワークへの適用におけるＲＢＦの重要な利点である線形最小二乗（ＬＳ）法を使用して決定することができる。
【００２１】
次に図４を参照すると、入力Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｍ（４０１）及び出力
【００２２】
【数１】
2015133102.tif 000003
【００２３】
４０５を有するＲＢＦネットワーク４００が示されている。図４における矢印付きの線４０３が、ネットワークにおけるパラメーターλｉを表している。ＲＢＦネットワーク４００は、基本関数又はニューロンの１つの隠れ層４０２で構成される。各々のニューロンの入力において、ニューロンの中心と入力ベクトルと間の距離が計算される。次いで、ニューロンの出力が、この距離に基底関数を適用することによって形成される。ＲＢＦネットワークの出力が、ニューロンの出力及び図示の１のバイアス４０６の重み付け和４０４によって形成される。ＲＢＦネットワーク４００は、多くの場合、入力から出力ニューロンへの追加の直接接続に対応する線形部分によって補足される。数学的には、線形部分を含むＲＢＦネットワークは、
【００２４】
【数２】
2015133102.tif 000004
【００２５】
によって与えられる出力を生み、ここで
λは、重みパラメーター（０〜Ｍ）であり、
Ｃｉは、固定されたＲＢＦ中心点であり、
【００２６】
【数３】
2015133102.tif 000005
【００２７】
は、入力ベクトルであり、
Φは、非線形固定関数である。
【００２８】
関数Φは、多くの場合、ガウス関数
【００２９】
【数４】
2015133102.tif 000006
【００３０】
として選択され、ここで
βは、実数定数であり、
【００３１】
【数５】
2015133102.tif 000007
【００３２】
において
【００３３】
【数６】
2015133102.tif 000008
【００３４】
である。
【００３５】
重みパラメーターλｉ（ｉ＝１，Ｍ）の値を、線形最小二乗アルゴリズム（ＬＬＳＡ）によって決定することができる。重みパラメーターλｉ（ｉ＝１，Ｍ）が、多くの場合に、表記をコンパクトにするために共通の変数に一括されることに、注意すべきである。
【００３６】
現時点における好ましい実施形態によれば、煙検出センサーネットワークシステム及び方法は、マルチセンサーパッケージ１１０及びナノテクに基づく金属酸化物ガスセンサー１２０の組み合わせ（図１）を、マルチセンサーパッケージ１１０及びナノテクに基づく金属酸化物ガスセンサー１２０に隣接する領域における煙の状況の発生を明らかにするために、以下で詳述されるように放射基底関数ネットワークを実現するように構成された中央のプロセッサに接続して展開する。特に、マルチセンサーパッケージ１１０（少なくともガスセンサー及び粒子センサーを含む）及びいくつかのナノテクに基づく金属酸化物ガスセンサー１２０が、部分集合にグループ化され、各々の部分集合においては、ｎ個（例えば、図２のようにｎ＝８である）のナノテクに基づく金属酸化物ガスセンサー１２０が１つのマルチセンサーパッケージ１１０に組み合わせられる。中央のプロセッサ２２０が、好ましくは図５のフロー図に概説されるステップに従って各々のセンサー群（すなわち、各々の部分集合）を処理するように構成される。
【００３７】
第１に、図５のステップ５０１において、煙のない状態におけるガス（例えば、ＣＯ／ＣＯ２）の初期雑音レベル濃度が、図２に示したグループについて決定される。現時点における好ましい実施形態においては、これが、或る１つの時点において中央のセンサーにおける値（Ｃ０）を外側の各々のセンサー（Ｃｉ）における値と比較し、中央のセンサーと外側のセンサーとの間の距離ｌによって除算すること（下記の式１）、及び各々のセンサーにおける値を時間ｔにわたって比較すること（下記の式２が外側のセンサーに当てはまり、下記の式３が中央のセンサーに当てはまる）によって行われる。当業者であれば容易に理解できるとおり、貨物室の区画におけるガスの初期雑音レベル濃度を計算する他のやり方も存在する。
【００３８】
【数７】
2015133102.tif 000009
【００３９】
【数８】
2015133102.tif 000010
【００４０】
【数９】
2015133102.tif 000011
【００４１】
ΔＣｄｉ、ΔＣｔｉ、及びΔＣｔ０の値は、煙のない状況における中央のマルチセンサーパッケージ１１０及び外側のナノテクに基づく金属酸化物ガスセンサー１２０の間のガス（ＣＯ／ＣＯ２）の濃度勾配（間隔における勾配及び時間における勾配）である。これらの値が、好ましくは初期雑音レベルと考えられる。
【００４２】
雑音レベルガス（ＣＯ／ＣＯ２）濃度を、以下の手法を使用して計算することができる。すべてのノードからの平均の濃度が計算される。
【００４３】
【数１０】
2015133102.tif 000012
【００４４】
次いで、すべてのノードからの濃度について、標準偏差を計算することができる。
【００４５】
【数１１】
2015133102.tif 000013
【００４６】
【数１２】
2015133102.tif 000014
【００４７】
【数１３】
2015133102.tif 000015
【００４８】
さらに、ガス濃度の雑音レベルが、以下の部分を含むと仮定される。
（ａ）平均濃度雑音レベル
【００４９】
【数１４】
2015133102.tif 000016
【００５０】
（ｂ）最大濃度雑音レベル
【００５１】
【数１５】
2015133102.tif 000017
【００５２】
（ｃ）空間における濃度勾配雑音レベル
【００５３】
【数１６】
2015133102.tif 000018
【００５４】
（ｄ）時間履歴における濃度勾配雑音レベル
【００５５】
【数１７】
2015133102.tif 000019
【００５６】
ガスセンサーの初期雑音レベルの割り出し（図５のステップ５０１）の後で、プロセッサ２２０は、粒子及びガスセンサーの出力を別々に監視し（ステップ５０２及び５０９）、好ましくは受信される粒子センサー信号を所定のしきい値と比較することによって粒子が検出されたかどうかを判断する（ステップ５０３）。図５に示されるとおり、さらにプロセッサ２２０は、後述されるステップ５０４〜５０７によって並列な様相で、受信されるガスセンサー信号が煙の事象を示すかどうかを継続的に確認することによって、ガスが検出されたか否かを判断する。図５のフロー図に示されるように、システムは、粒子が検出されるまでステップ５０２及び５０３の間を循環するとともに、ガスが検出されるまでステップ５０２及び５０９の間を循環し、検出されると処理はステップ５０４に進む。このような比較の並列な性質は、粒子センサーが区画における粒子の増加を知らせる前にガスセンサーが区画におけるガスの増加を知らせることができるため、煙の事象の発生のできるだけ早い検出を保証する。
【００５７】
ステップ５０４及び５０５において、ガス（ＣＯ／ＣＯ２）濃度が初期雑音レベルと比較され、ガス濃度レベルが上昇しているか否かが判断される。好ましくは、これが以下の２つの比較によって行われる。
【００５８】
【数１８】
2015133102.tif 000020
【００５９】
【数１９】
2015133102.tif 000021
【００６０】
より正確な結果をもたらすために、両方の比較が好ましいが、比較（８）又は比較（９）だけでも満足できる結果をもたらすことができることを、当業者であれば容易に理解できるであろう。貨物室における煙の事象が外側のセンサーの近くで生じる場合、
【００６１】
【数２０】
2015133102.tif 000022
【００６２】
である一方で、貨物室における煙の事象が中央のマルチセンサーパッケージの近くで生じる場合、
【００６３】
【数２１】
2015133102.tif 000023
【００６４】
であることに注意すべきである。いずれの場合も、両方の値（すなわち、
【００６５】
【数２２】
2015133102.tif 000024
【００６６】
）が、生じうる煙の事象の際に
【００６７】
【数２３】
2015133102.tif 000025
【００６８】
よりも大きくなる。ステップ５０５の比較においてガスの濃度が上昇していないと判断される場合、処理はステップ５０２に戻る。ステップ５０５の比較においてガスの濃度が上昇していると判断される場合、処理はステップ５０６に移動する。
【００６９】
ひとたび生じうる煙信号が粒子センサーを使用して特定され、貨物の領域のガス濃度が上昇していることが確認（ステップ５０４、５０５）された後で、放射基底関数が、ステップ５０６において中心点におけるガス（ＣＯ／ＣＯ２）濃度を変換によって割り出すために使用される。ＢＲＦ理論に基づき、以下の変換式が、中心点の変換による濃度を割り出すために使用される。
【００７０】
【数２４】
2015133102.tif 000026
【００７１】
ステップ５０７において、ステップ５０６において計算された値が雑音レベルと比較され、煙の事象を報告すべきであるか否かが判断される。好ましくは、変換による濃度の勾配が、以下のように雑音レベルと比較される。
【００７２】
【数２５】
2015133102.tif 000027
【００７３】
式（１１）が満たされる場合、システムは、ステップ５０８において操縦室へと出力装置２３０を介して煙／火災の警報信号をもたらす。式（１１）が満たされない場合、処理はステップ５０２に戻る。
【００７４】
本明細書に開示のシステムは、先行技術による煙及び火災の検知の偽警報率を大幅に低くする。放射基底関数を使用することによって、本システムは、火災／煙信号をリアルタイムでもたらすことで、貨物環境において生じうる煙／火災の事象の存在に関して貨物環境のはるかに迅速な状態情報を乗員に提供する。
【００７５】
図面は、好ましい実施形態による方法及びシステムのブロック図及びフロー図による説明を含む。そのような図における各ブロック及びこれらのブロックの組み合わせを、コンピューター・プログラム・インストラクションによって実現できることを、理解できるであろう。これらのコンピューター・プログラム・インストラクションを、コンピューター又は他のプログラマブルなデータ処理装置において実行されるインストラクションによって１つ以上のブロックにおいて指定された機能を実行するための手段が生み出されるように、コンピューター又は他のプログラマブルなデータ処理装置にロードして、機械を生み出すことができる。これらのコンピューター・プログラム・インストラクションを、コンピューターにとって読み取り可能な媒体又はメモリに保存されたインストラクションによって１つ以上のブロックにおいて指定された機能を実行するインストラクション手段を含む製造物が生み出されるように、コンピューター又は他のプログラマブルなデータ処理装置に対して特定の様相で機能するように指示することができるコンピューターにとって読み取り可能な媒体又はメモリに保存することもできる。コンピューター・プログラム・インストラクションを、コンピューター又は他のプログラマブルな装置において実行されるインストラクションによって１つ以上のブロックにおいて指定された機能を実行するためのステップがもたらされるように、コンピューターによって実行される処理を生成すべくコンピューター又は他のプログラマブルな装置における一連の動作ステップの実行を生じさせるために、コンピューター又は他のプログラマブルなデータ処理装置にロードすることもできる。
【００７６】
本発明の機能を定めるプログラムを、これらに限られるわけではないが、（ａ）書き込みできない記憶媒体（例えば、ＲＯＭなどのコンピューター内の読み出し専用メモリ素子或いはコンピューターのＩ／Ｏ付属品によって読み取ることができるＣＤ−ＲＯＭディスク）に恒久的に保存された情報、（ｂ）書き込み可能な記憶媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク及びハードドライブ）に変更可能に保存された情報、或いは（ｃ）例えばモデムによってコンピューター又は電話網を経るなど、搬送波信号技術を含む無線、ベースバンド信号、又はブロードバンド信号技術を使用する通信媒体を介してコンピューターに伝えられる情報など、多数の形態にてコンピューターにもたらすことができることを、当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００７７】
さらに、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。
【００７８】
条項１．
区画内に配置された第１組のセンサーであって、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成された第１組のセンサーと、
前記区画内に配置された第２組のセンサー、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成された第２組のセンサーと、
前記第１組のセンサーからの第１の入力データ及び前記第２組のセンサーからの第２の入力データを受信するように構成されたプロセッサであって、前記第１の入力データが前記区画に粒子が存在する旨を示す第１の所定のしきい値を超える場合に前記第２の入力データを前記区画にガスが存在する旨を示す第２の所定のしきい値と比較し、前記第２の入力データが前記第２の所定のしきい値を超える場合に警報信号を生成するように構成されたプロセッサと、
を備える煙検知システム。
【００７９】
条項２．
前記プロセッサが、前記第２のデータの変化の速度を計算し、前記第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って前記第２の入力データを前記第２の所定のしきい値と比較するようにさらに構成されている条項１に記載の煙検知システム。
【００８０】
条項３．
前記区画が、航空機の貨物室である条項１に記載の煙検知システム。
【００８１】
条項４．
第１のセンサーよりも多数の第２のセンサーが存在する条項１に記載の煙検知システム。
【００８２】
条項５．
前記第２のセンサーが、前記第１のセンサーの間に配置されている条項４に記載の煙検知システム。
【００８３】
条項６．
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーが、セットでグループ化され、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に並べて備える条項４に記載の煙検知システム。
【００８４】
条項７．
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーが、セットでグループ化され、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に放射状に配置して備える条項４に記載の煙検知システム。
【００８５】
条項８．
前記第１のセンサーが、粒子、熱、及びガスを検出するマルチセンサー内に含まれており、前記第２のセンサーが、ＣＯ及び／又はＣＯ２を検知する条項１に記載の煙検知システム。
【００８６】
条項９．
前記第２のセンサーが、ナノテクノロジー・ガス・センサーである条項１に記載の煙検知システム。
【００８７】
条項１０．
前記プロセッサが、前記第１の入力データ及び前記第２の入力データを処理するために放射基底関数を使用する条項１に記載の煙検知システム。
【００８８】
条項１１．
前記第２の所定のしきい値が、前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を下回るときに前記第２の入力データから割り出される前記区画におけるガスの雑音レベルを含む条項１に記載の煙検知システム。
【００８９】
条項１２．
区画内に配置された第１組のセンサーであって、該区画内の少なくとも粒子を検出するように構成された第１組のセンサーと、前記区画内に配置された第２組のセンサーであって、該区画内の少なくとも１つのガスを検出するように構成された第２組のセンサーとを備える煙検知システムを使用して、区画内の煙を検知するための方法であって、
前記第１組のセンサーから第１の入力データを受信するステップと、
前記第２組のセンサーから第２の入力データを受信するステップと、
前記第１の入力データを第１の所定のしきい値と比較し、前記区画に粒子が存在するか否かを判断するステップと、
前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を超える場合に、前記第２の入力データを第２の所定のしきい値と比較し、前記区画にガスが存在するか否かを判断するステップと、
前記第２の入力データが前記第２の所定のしきい値を超える場合に、前記区画に煙が存在すると判断するステップと、
を含む方法。
【００９０】
条項１３．
前記第２のデータの変化の速度を計算するステップをさらに含み、
前記第２の入力データを前記第２の所定のしきい値と比較するステップが、前記第２のデータの変化の速度が第３の所定のしきい値を超える場合に限って実行される条項１２に記載の方法。
【００９１】
条項１４．
前記第１の入力データが前記第１の所定のしきい値を下回るときに、前記第２の入力データから前記区画におけるガスの雑音レベルを割り出すステップと、
前記第２の所定のしきい値を、前記割り出されたガスの雑音レベルに設定するステップと、をさらに含む条項１２に記載の方法。
【００９２】
条項１５．
前記判断するステップにおいて前記区画に煙が存在すると判断される場合に、警報信号をもたらすステップをさらに含む条項１２に記載の方法。
【００９３】
条項１６．
第１のセンサーよりも多数の第２のセンサーが存在する条項１２に記載の方法。
【００９４】
条項１７．
前記第２のセンサーが、前記第１のセンサーの間に配置されている条項１６に記載の方法。
【００９５】
条項１８．
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーが、セットでグループ化され、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に並べて備える条項１６に記載の方法。
【００９６】
条項１９．
前記第１のセンサー及び前記第２のセンサーが、セットでグループ化され、各セットが、複数の第２のセンサーを該当するそれぞれの第１のセンサーの周囲に放射状に配置して備える条項１６に記載の方法。
【００９７】
条項２０．
前記第２の入力データを第２の所定のしきい値と比較するステップが、
放射基底関数を使用してガスレベル濃度信号を計算するステップと、
前記ガスレベル濃度信号を前記第２の所定のしきい値と比較するステップと、を含む条項１１に記載の方法。
【００９８】
本発明を、好ましい実施形態及びそれらの種々の態様に関して詳しく図示及び説明したが、本発明の技術的思想及び技術的範囲から離れることなく、種々の変更及び改良が可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。添付の特許請求の範囲が、本明細書に記載の実施形態、上述の代案、及びそれらのすべての均等物を含むものとして解釈されるように意図される。
【符号の説明】
【００９９】
１００  貨物室の天井
１１０  粒子センサー、粒子検知器、マルチセンサーパッケージ
１２０  ガスセンサー
１３０  距離
２１０  ネットワーク
２２０  プロセッサ
２３０  出力装置
４００  ＲＢＦネットワーク
４０１  入力
４０２  隠れ層
４０３  パラメーター
４０４  重み付け和
４０５  出力
４０６  バイアス
５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８  ステップ
【図１】
2015133102.tif 000028
【図２】
2015133102.tif 000029
【図３】
2015133102.tif 000030
【図４】
2015133102.tif 000031
【図５】
2015133102.tif 000032
【外国語明細書】
2015133102000001.pdf