(57)【要約】［課題］  少ない数のセンサによって火災の位置の特定が可能な火災検知システム、火災検知方法及びプログラムを提供する。［解決手段］  火災検知システム１は、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度の推移を検知するガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を検知し、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出するガス伝搬速度算出部１２と、ガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３に基づいて火災の位置を推定する火災情報推定部１３とを有する。を備える。
2019171482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３か所のガス濃度の推移を検知するガス検知手段と、
前記３か所のガス濃度増加時刻を検知し前記３か所のガス伝搬速度を算出するガス伝搬速度算出手段と、
前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて火災の位置を推定する火災情報推定手段と、
を有する火災検知システム。
【請求項２】
前記ガス検知手段は、地面と平行な面内に１直線上には並ばないよう配置される、請求項１に記載の火災検知システム。
【請求項３】
前記ガス検知手段はさらに他の１か所のガス濃度の推移を検知し、
前記ガス伝搬速度算出手段は、前記他の１か所のガス濃度の推移に基づいて前記他の１か所のガス濃度増加時刻を検知し、前記他の１か所のガス伝搬速度を算出し、
前記火災情報推定手段は、前記３か所のガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度と、前記他の１か所のガス濃度増加時刻及びガス伝搬速度に基づいて前記火災の位置を推定する、
請求項１又は２に記載の火災検知システム。
【請求項４】
前記火災情報推定手段は、前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて前記火災の発生時刻を推定する、請求項１から３のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項５】
前記ガス検知手段は、
光信号を送出する光源と集光器を備えた送信手段と、
前記送信手段からの光信号を集光する集光器と前記光信号を受信する検出手段と前記検出手段器において受光した光信号からガス濃度を算出する信号処理手段とを備えた受信手段と、
を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の火災検知システム。
【請求項６】
前記火災の位置の情報伝達を行う火災情報伝達手段を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の火災検知システム。
【請求項７】
３か所のガス濃度増加時刻を検知し、
前記３か所のガス伝搬速度を算出し、
前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて前記火災の位置を推定する、火災検知方法。
【請求項８】
コンピュータに、
３か所のガス濃度増加時刻を検知する処理と、
前記３か所のガス伝搬速度を算出する処理と、
前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて前記火災の位置を推定する処理と、を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災検知システム、火災検知方法及びプログラムに関し、特に、火災に繋がるガスを検知することで火災を検知する火災検知システム、火災検知方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場やパイプライン等での有害ガスや火災に繋がるガスを検知することが行われている。例えば一酸化炭素及び二酸化炭素を検知するポイントセンサが、工場やパイプライン等の所定のエリアに多数設置され、一酸化炭素及び二酸化炭素を検知することで火災を検知することが行われている。ここで、ポイントセンサとは、広いエリアでなく配置された箇所の近傍領域のみを検知範囲とする検出器をさす。このポイントセンサとしては、半導体センサが用いられても良いが、ガス中を透過する光が赤外吸収によって減衰する現象を用いたガスセンサが用いられてもよい。ガスセンサが用いられたシステムでは、ガスの種類に応じた光の吸収の波長と透過光の減衰量からガスの種類と濃度を推定する。【０００３】
例えば、特許文献１は、大気中に光信号を伝搬させ、透過率(煙濃度)とガス濃度を測定し、透過率低下とＣＯガス濃度上昇で双方の閾値超過時に火災警報を発令する防災システムを開示している。特許文献１の防災システムは、特定ガスによる吸収波長近傍のレーザ光を地下駅構内で照射するレーザ照射手段と、照射されたレーザ光を地下駅構内で受光するレーザ受光手段とを有する。データ処理部は、レーザ吸収法により地下駅構内における特定ガスの濃度を算出し、照射した入射光と受光した透過光との比をとって、煙霧透過率を算出する。中央制御部は、算出した特定ガス濃度および煙霧透過率の測定値が所定値を超えた場合に、火災警報を発令する。【０００４】
特許文献２は、対象範囲にスポット型のガスセンサ、煙センサ、温度センサを適正間隔で設置し、異常判定レベル以上となったガス濃度、煙濃度のデータがあれば温度上昇位置から火災発生位置を検知する防災システムが開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０８３８７６号公報
【特許文献２】特開平４−０４８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている構成では、透過率低下とＣＯガス濃度上昇で双方の閾値超過を検知して火災警報を発令することは可能であるが、火災の出火元の位置を特定することは困難である。【０００７】
また特許文献２に開示されている構成は、対象範囲にスポット型のガスセンサ、煙センサ、温度センサを適正間隔で設置し、異常判定レベル以上となったガス濃度、煙濃度のデータがあれば温度上昇位置から火災発生位置を検知するものであり、火災の位置を特定するためには対象範囲に多数のセンサを配置する構成となっている。【０００８】
本発明は、少ない数のセンサによって火災の位置の特定が可能な火災検知システム、火災検知方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面による火災検知システムは、３か所のガス濃度の推移を検知するガス検知器と、前記３か所のガス濃度増加時刻を検知し前記３か所のガス伝搬速度を算出するガス伝搬速度算出部と、前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて火災の位置を推定する火災情報推定部と、を有する。【００１０】
本発明の他の側面の火災検知方法は、３か所のガス濃度増加時刻を検知し、前記３か所のガス伝搬速度を算出し、前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて前記火災の位置を推定する。【００１１】
本発明のさらに他の側面視点のプログラムは、コンピュータに、３か所のガス濃度増加時刻を検知する処理と、前記３か所のガス伝搬速度を算出する処理と、前記ガス濃度増加時刻及び前記ガス伝搬速度に基づいて前記火災の位置を推定する処理と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の上記の側面によれば、少ない数のセンサによって火災の位置の特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、トンネルの方向から見た図１のガス検知器の配置の一例を示す図である。
【図３】図３は、道路の上方からみた図１のガス検知器の配置の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１のガス検知器により測定されるガス濃度の時間変化を示す図である。
【図５】図５は、ガス濃度の時間変化とガスの伝搬速度との対応を求める方法の一例を示す図である。
【図６】図６は、図１の火災位置及び発生時刻の推定の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、ガス検知器の変形例の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、各実施形態の各部の機能を実現するコンピュータの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態の火災検知システム１は、トンネル内にガス濃度を検知するガス検知器を３個配置してトンネル内の火災を検知する。以下の説明ではトンネルの方向をＸ方向とし、地面と平行な面内でトンネルと垂直な方向をＹ方向として説明する。なお本実施形態は、火災が地面で発生することを前提としている構成である。
【００１５】
図１に示すように、火災検知システム１は、トンネル内の３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に配置されガス濃度の推移を検知する３個のガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、検知されたガス濃度の推移に基づいて上記の３か所において火災によりガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻を検知し、上記の３か所におけるガスの伝搬速度を算出するガス伝搬速度算出部１２を備えている。また火災検知システム１は、３か所におけるガス濃度の増加時刻と３か所のガス伝搬速度とに基づいて火災の位置及び火災の発生時刻を推定する火災情報推定部１３を備えている。
【００１６】
図２は、トンネルの方向から見た図１のガス検知器の配置の一例を示す図である。図２に示すように、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、地面と平行な面内に配置される。ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、トンネル２０の天井２１に近い範囲に、路面からほぼ同じ高さに配置されてよい。なおかならずしも路面と平行な面内には限定されず、円形のトンネル内面に沿ってガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設置されてもよい。
【００１７】
図３は、道路の上方からみた図１のガス検知器の配置の一例を示す図である。図３に示すように、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、１直線上には並ばないよう配置される。例えば、Ｘ方向に関してはそれぞれ異なる位置に配置され、またＹ方向に関して、少なくとも１個のガス検知器のＹ座標が他の２個のガス検知器とは異なるＹ座標に配置される。図３の例では、Ｐ２のＹ座標Ｙ２は他の２か所Ｐ１、Ｐ３のＹ座標Ｙ１、Ｙ３とは異なる。なおガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは同じＹ座標に配置されてもよいが、Ｙ方向に関して、少なくとも１個のガス検知器のＹ座標が他の２個のガス検知器のＹ座標と異なるよう配置される。このことで、火災における火災のＹ方向の位置を推定することが可能となり、例えば道路に複数の車線がある場合に火災がどの車線に存在しているかまで推定することが可能になる。
【００１８】
ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれガス濃度を検知し、ガス伝搬速度算出部１２に検知したガス濃度の推移を出力する。
【００１９】
図４は、図１のガス検知器１１ａにより測定されるガス濃度の時間変化を示す図である。図４に示すように、ガス検知器１１ａが検知するガス濃度は、火災発生後、急激に増加し、その後は増加した高いレベルで推移する。ガス伝搬速度算出部１２は、検知したガス濃度の推移から、例えば、Ｐ１において火災により急激にガス濃度が増加した時間帯の中心の時刻をガス濃度増加時刻Ｔ１として検知する。同様にガス伝搬速度算出部１２は、ガス検知器１１ｂ、１１ｃが検知したガス濃度の推移からそれぞれ配置されたＰ２、Ｐ３において火災により急激にガス濃度が増加した時間帯の中心の時刻をガス濃度増加時刻Ｔ２、Ｔ３として検知し、火災情報推定部１３に出力する。
【００２０】
またガス伝搬速度算出部１２は、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが検知した３か所のガス濃度の推移から、火災により急激に増加したときのガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３をそれぞれ算出する。そして算出した３か所におけるガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３に基づいて、ガス伝搬速度算出部１２は、３か所におけるガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出する。
【００２１】
ガス濃度の時間変化からガスの伝搬速度を算出する方法はいろいろ考えられるが、例えばガス伝搬速度算出部１２に、ガス濃度の時間変化とガスの伝搬速度との対応関係を示す換算テーブルが予め設定しておき、換算テーブルを参照してガス濃度の時間変化からガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出してもよい。ガス濃度の時間変化とガスの伝搬速度との対応関係を示す換算テーブルガスは例えば以下のように作成されてもよい。
【００２２】
図５は、ガス濃度の時間変化とガス伝搬速度との対応を求める方法の一例を示す図である。火災の激しさや火災のときに燃焼する物の成分によって、発熱速度が異なり、その発熱速度によって発生したガスが伝搬するガス伝搬速度や、急激にガス濃度が増加するときのガス濃度変化の傾きが異なる。なお発熱速度とは物が燃える時に発生する単位時間当たりのエネルギーのことである。そこで火災の激しさや火災のときに燃料となるものの成分を変えて、発熱速度と、ガス伝搬速度と、ガス濃度を測定して、図５の左上の図のような、ガス伝搬速度の時間と、図５の左下の図のようなガス濃度の時間変化が取得できる。そしてガス伝搬速度の時間変化からそれぞれの場合の平均ガス伝搬速度が求められる。また、ガス濃度の時間変化から、それぞれの場合のガス濃度変化の傾きが求められる。そして、それぞれの場合の発熱速度と平均ガス伝搬速度から、図５の中央の上の図のような発熱速度と平均ガス伝搬速度との関係が求められる。また、それぞれの場合の発熱速度とガス濃度変化の傾きから、図５の中央の下の図のような発熱速度とガス濃度変化の傾きとの関係を求めることができる。そして図５の右の図のような平均ガス伝搬速度とガス濃度変化の傾きの関係を求めることができる。
【００２３】
ガス伝搬速度算出部１２は、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配置された３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出するとこれらを火災情報推定部１３に出力する。
【００２４】
火災情報推定部１３は、ガス伝搬速度算出部１２からガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配置された３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及び３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を取得する。
【００２５】
火災情報推定部１３は、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配置された３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における、ガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３から火災の位置Ｐ０及び火災の発生時刻Ｔ０を推定する。火災の位置Ｐ０及び火災の発生時刻Ｔ０を推定する方法はいくつか考えられる。
【００２６】
例えば、火災の位置Ｐ０から、算出されたガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３で、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃにガスが伝搬すると仮定すると、以下のように連立方程式をたてることができる。例えば、図３に示すように火災の位置Ｐ０がガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃの順に近く、この順にガス濃度が急激に増加したとし、Ｐ０からＰ１、Ｐ２、Ｐ３までの距離をｌ１、ｌ２、ｌ３とおくと、以下の式（１）、（２）が成り立つ。
2019171482.tif 000003
2019171482.tif 000004
【００２７】
ここでｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３は、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のｘ座標であり、ｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３は、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のｙ座標である。火災情報推定部１３は、この式（１）、（２）に、上記の３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を代入して連立方程式を解くことにより、火災の位置Ｐ０を推定することができる。なお式（１）、（２）の連立方程式の解として複数の座標（ｘ０、ｙ０）が得られる場合がある。この場合は、火災監視対象範囲内の座標、例えば、トンネルの場合、トンネル内の範囲にあって検知したガス濃度が最も高いガス検知器に最も近い座標を火災の位置Ｐ０と推定することができる。
【００２８】
また火災の発生時刻をＴ０とすると、以下の式（３）が成り立つ。
2019171482.tif 000005
【００２９】
火災情報推定部１３は、この式（３）に、ガス検知器１１ａが配置されたＰ１の位置座標、Ｐ１におけるガス濃度増加時刻Ｔ１及びガス伝搬速度ｖ１、推定された火災の位置Ｐ０の位置座標を代入して、火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。
【００３０】
または式（３）に、Ｐ１の位置座標、ガス濃度増加時刻Ｔ１及びガス伝搬速度ｖ１に代えてＰ２の位置座標、Ｐ２におけるガス濃度増加時刻Ｔ２及びガス伝搬速度ｖ２を代入して、火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。またはＰ１の位置座標、ガス濃度増加時刻Ｔ１及びガス伝搬速度ｖ１に代えてＰ３の位置座標、ガス濃度増加時刻及びガス伝搬速度を代入して、火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。またはこれらの方法で算出された複数のＴ０の平均値を算出して火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。なお火災の位置及び火災の発生時刻の算出方法はこれらに限られない。
【００３１】
なお第１の実施形態及び後述の各実施形態の火災検知システムの各構成要素は、機能単位のブロックを示している。本実施形態の火災検知システムの各構成要素の一部又は全部は、例えば図９に示すようなコンピュータ１００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。コンピュータ１００は、一例として、以下のような構成を含む。
【００３２】
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３
・ＲＡＭ１０３にロードされるプログラム１０４
・プログラム１０４を格納する記憶装置１０５
・記録媒体１０６の読み書きを行うドライブ装置１０７
・通信ネットワーク１０９と接続する通信インターフェース１０８
・データの入出力を行う入出力インターフェース１１０
・各構成要素を接続するバス１１１
本実施形態の火災検知システムの各構成要素の機能は、これらの機能を実現するプログラム１０４をＣＰＵ１０１が取得して実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム１０４は、例えば、予め記憶装置１０５やＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ１０１が読み出す。
【００３３】
なお、プログラム１０４は、通信ネットワーク１０９を介してＣＰＵ１０１に供給されてもよいし、予め記録媒体１０６に格納されており、ドライブ装置１０７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ１０１に供給してもよい。
【００３４】
火災検知システムの各構成要素の機能の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、火災検知システムの各構成要素の機能は、構成要素毎にそれぞれ別個のコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素の機能が、一つのコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００３５】
また、火災検知システムの各構成要素の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また各装置の各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
【００３６】
火災検知システムの各構成要素の一部又は全部が複数のコンピュータや回路等により実現される場合には、複数のコンピュータや回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、コンピュータや回路等は、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
【００３７】
次に本実施形態の動作について説明する。図６は、図１の火災位置及び発生時刻の推定の動作を示すフローチャートである。まず上述のようにガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃがトンネル内の３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度を検知し、その推移から、火災によりガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を検知する（ステップＳ１）。
【００３８】
次にガス伝搬速度算出部１２が、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃが検知した３か所のガス濃度の推移から、火災によりガス濃度が急激に増加したときのガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３をそれぞれ算出する。そしてガス伝搬速度算出部１２は、算出したガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３から３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出する（ステップＳ２）。
【００３９】
そして、火災情報推定部１３が、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３に基づいて火災の位置Ｐ０及び発生時刻Ｔ０を推定する（ステップＳ３）。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ガス伝搬速度算出部１２が、トンネル内の３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で、火災によりガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を検知し、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３から３か所のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３を算出する。そして火災情報推定部１３が３か所のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３に基づいて火災の位置Ｐ０及び発生時刻Ｔ０を推定する。この構成により、多数のガス検知器を設置しなくてもトンネル内の火災の位置及び発生時刻を推定することができる。
【００４１】
また火災が地面で発生しない場合でも火災位置の検知を実現できるよう、高さ方向の異なる４個目のセンサを備えた構成としてもよい。図７は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態の火災検知システム２では、３か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に配置されたガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、さらに他の１か所Ｐ４に配置されたガス検知器２１ｄが４か所のガス濃度の推移を検知する。そしてガス伝搬速度算出部２２は、４か所のガス濃度の推移から、ガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及び火災によりガス濃度が急激に増加したときのガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４をそれぞれ算出する。そして、ガス伝搬速度算出部２２は、算出したガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４から４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を算出する。
【００４２】
火災情報推定部２３は、４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４でガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及び４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を取得する。火災情報推定部２３は、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄが配置された４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４における、ガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４から火災の位置Ｐ０及び火災の発生時刻Ｔ０を推定する。火災の位置Ｐ０及び火災の発生時刻Ｔ０を推定する方法はいくつか考えられる。
【００４３】
例えば、火災の位置Ｐ０から、算出されたガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４で、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄにガスが伝搬すると仮定すると、以下のように連立方程式をたてることができる。例えば、図３に示すように火災の位置Ｐ０がガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄの順に近く、この順にガス濃度が急激に増加したとし、Ｐ０からＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４までの距離をｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４とおくと、以下の式（４）、（５）、（６）が成り立つ。
2019171482.tif 000006
2019171482.tif 000007
2019171482.tif 000008
【００４４】
ここでｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４はＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のｘ座標であり、ｙ０、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４はＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のｙ座標であり、ｚ０、ｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４はＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のｚ座標である。
【００４５】
火災情報推定部２３は、この式（４）、（５）、（６）に、上記の４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を代入して連立方程式を解くことにより、火災の位置Ｐ０（ｘ０、ｙ０、ｚ０）を推定することができる。なお式（４）、（５）、（６）の連立方程式の解として複数の座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）が得られる場合がある。この場合は、火災監視対象範囲内の座標、例えば、トンネルの場合、トンネル内の範囲にあって検知したガス濃度が最も高いガス検知器に最も近い座標を火災の位置Ｐ０と推定することができる。
【００４６】
また火災の発生時刻をＴ０とすると、以下の式（７）が成り立つ。
2019171482.tif 000009
【００４７】
火災情報推定部２３は、この式（７）に、ガス検知器１１ａが配置されたＰ１の位置座標ｘ１、ｙ１、ｚ１と、Ｐ１におけるガス濃度増加時刻Ｔ１及びガス伝搬速度ｖ１と、推定された火災の位置Ｐ０の位置座標を代入して、火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。
【００４８】
または式（７）に、Ｐ１の位置座標、ガス濃度増加時刻、及びガス伝搬速度に代えて、Ｐ２、Ｐ３、又はＰ４の位置座標、ガス濃度増加時刻、及びガス伝搬速度を代入して、火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。またはこれらの方法で複数のＴ０を算出してそれらのｘ座標、ｙ座標、ｚ座標の平均値を算出することで火災の発生時刻Ｔ０を推定することができる。なお火災の位置及び火災の発生時刻の算出方法はこれらに限られない。
【００４９】
本実施形態の動作は、図６に示す第１の実施形態の動作と同様である。図６に示すようまずガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄがトンネル内の４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス濃度を検知し、ガス伝搬速度算出部２２が、その推移から、火災によりガス濃度が急激に増加したガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を検知する。
【００５０】
次にガス伝搬速度算出部２２が、ガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄが検知した４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス濃度の推移から、火災によりガス濃度が急激に増加したときのガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４をそれぞれ算出する。そしてガス伝搬速度算出部２２は、算出したガス濃度変化の傾きｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４から４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を算出する。
【００５１】
そして、火災情報推定部１３が、４か所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のガス濃度増加時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４及びガス伝搬速度ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４に基づいて火災のＰ０及び発生時刻Ｔ０を推定する。
【００５２】
本実施形態の構成でも、多数のガス検知器を設置しなくてもトンネル内の火災の位置及び発生時刻を推定することができる。また４か所のガス検知器のガス濃度の推移を用いて火災の位置を推定することにより、火災が地面で発生しない場合でも火災位置の検知を実現できる。
【００５３】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００５４】
例えばガス検知器は、光ガスセンシング技術を活用したガス検知器としてもよい。図８は、本変形例の構成を示すブロック図である。図８に示すように、本変形例の火災検知システム３では、図１のガス検知器１１ａ、１１ｂ、１１ｃに代えて、火災により発生するガスが吸収する波長の光を送信する送信器１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、送信器１５ａ、１５ｂ、１５ｃから送信される光を受信してガス濃度を検知する受信器１６ａ、１６ｂ、１６ｃを備えている。送信器１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、光源１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃと、光源１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃからの光を集光する集光器１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃと、送信する光の光軸を制御する制御器１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃを備える。また受信器１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、送信器１５ａ、１５ｂ、１５ｃからの光を集光する集光器１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃと光の強度を検出する検出器１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃと検出器の出力信号からガス濃度を算出して出力する信号処理部１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃを備えている。
【００５５】
また同様に第２の実施形態においても、ガス検知器に代えて、火災により発生するガスが吸収する波長の光を送信する送信器と、送信器から送信される光を受信してガス濃度を検知する受信器を備えた構成としてもよい。
【００５６】
このような構成によれば、第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、送信器及び光受信器からそれぞれ構成される各検知器でそれぞれ広範囲のエリア内のガスを検知することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２、３    火災検知システム
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、２１ｄ    ガス検知器
１２、２２    ガス伝搬速度算出部
１３、２３    火災情報推定部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ    送信器
１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ    光源
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ    集光器
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ    受信器
１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ    集光器
１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ    検出器
１６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃ    信号処理部
２０    トンネル
２１    天井
１００    コンピュータ
１０１    ＣＰＵ
１０２    ＲＯＭ
１０３    ＲＡＭ
１０４    プログラム
１０５    記憶装置
１０６    記録媒体
１０７    ドライブ装置
１０８    通信インターフェース
１０９    通信ネットワーク
１１０    入出力インターフェース
１１１    バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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