論文

東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向（Operational Status of Operation Paging Systems During the Great East Japan Earthquake and Techinical Trends）

柴崎

宏 行＊

（H. Shibasaki）●
東日本大地震において，各発電所は運転指令設備等による避難指示により人的被害を防ぐことができた。東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向について調査研究をおこなった。
During the Great East Japan Earthquake, thermal power plants were able to prevent theloss of lives by giving evacuation instructions through paging systems, etc. This study wasconducted in order to investigate the operational status of paging systems during the Great
East Japan Earthquake and technological trends.

●に基づき，増幅装置を補助装置として数局の，即時相互１．はじめに通話を可能とする電話回路と拡声装置を組み合わせた相東日本大地震に際し，東日本の太平洋岸に立地する火互通話拡声装置が開発された。相互通話拡声装置の端局

力発電所は地震発生と津波警報発令を受け運転指令設備増幅器（ハンドセットステーション）を写真１に示す。

（以下ページングという）による避難指示により避難が一方，現在にいたるページング方式は，欧米の火力開始され，発電所の職員や見学者から作業員に至るまで

発 電 所 で 採 用 さ れ て い たpower plant communication

一人ひとりが的確に行動し，人的被害を最小限に防ぐこsystemおよび国産の相互通話拡声装置を参考に昭和28とができた。本稿では，被災した火力発電所における避年から研究が進められ，昭和30年に中部電力㈱三重火力

難誘導の運用状況と，ページングの被害状況と復旧内容

発電所に国産第１号機が導入された。

および今後の防災減災に対するページングの改善を含む

その後，ページングはあまり関心をもたれなかったが，今後の技術動向について報告する。尚，本研究にあたり

多奈川（関西），苅田（九州），千葉（東京），その他各火力発電所にアンケート調査をおこなうとともに適宜Gilbert社，Ebasco社のような米国のconsultant engineer

現地調査やヒヤリングを実施した。の関係した諸発電所では，かならず付帯設備として装備されていることから，以後不可欠のものとして重要視さ２．ページングの概要
2.1

れ，各電力会社の援助のもとに発電所そのものの実態を

火力発電所ページングの歴史概要

ページングは，昭和30年に国産第１号機が導入されて以来の長い歴史を持っている。
ページング誕生以前，昭和20年代から各種産業の分野において，距離的に広範囲な場合または緊密な連携を必要とする業種においては，適当な連絡装置が不可欠であり，それも迅速，確実，明瞭に相互の意思を伝達出来るものが求められた。特に騒音の多い製鉄所分塊圧延工場や火力発電所において，作業効率を向上する目的で音声による相互の通話および指令を迅速かつ確実におこなうことが可能な装置を強く要望されていた。これらの要望＊

写真１

相互通話拡声装置の端局増幅器

マグナ通信工業㈱（MAGUNA Telecommunication industries Co., Ltd）

原稿受付年月日155

平成25年９月17日

平成25年度火力原子力発電大会論文集〔『火力原子力発電』別冊（CD-ROM）（2014年４月発刊）〕

東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向調査研究し，そのデータを基に運転上もっとも合理的にを迅速に呼び出し，確実な通話が行えるもので，相互の使用できるよう絶えず改良が加えられてきた。

意思を確実に伝達し，緊急処置をとることができる設備

このようにページングはもともと火力発電所用としてである。ページングのシステムは，主として多数のハン設計されたものであり，発電プラントの円滑な作業にはドセットステーション（送受話装置）とスピーカおよび欠くことのできない重要な設備であり，騒音が大きく，共通に設けられた増幅器によって構成されている。

しかも広大な構内における迅速な呼出応答には有用な設

回路方式は呼出（指令）（Paging）と通話（Party-Line）

備となっている。初期のページングでは図１に示す中部の２チャンネル音声伝送方式で，呼出チャンネルはハン電力㈱名港火力発電所のように，現在一般的ページング

ドセットの送話器出力を増幅し，同系統全部のスピーカの呼出が相手無選択であるのに対し選択式である。このを作動させるものであり，通話チャンネルは各ハンドように初期のページングは試行錯誤をおこない現在の方セットステーション内蔵の増幅器で１個または数個のハ式となっていった。初期のハンドセットステーションをンドセットの受話器を作動させるものである。

写真２に示す。
2.2

ハンドセットステーションおよびスピーカは現場各所

ページングの通信方式に配置され，制御増幅器は通信機室などに設置される。

ページングは，構内すべての場所相互間で所要の相手

この運転操作は通常，すべてハンドセットステーションにおいて行い，制御増幅器を遠隔制御して呼出，指令，一般通話，会議通話および警報発令等を回線選択せずに，即時に行うことができる。したがって交換機のような回線選別装置がなく制御増幅器も無操作である。図２に現在のページング回線系統図を示す。
また発電所によっては，運転に支障が出ないように通話を３チャンネル化して，構内工事業者等は運転とは別の通話回線を使用する例もある。その場合，ケーブルは既設そのままで（２芯シールド線×３本），回路の工夫により省線式通話３チャンネル方式も可能である。
2.3

ページングのシステム構成

ページングの構成は，基本的には図３に示す様に制御増幅器，各種ハンドセットステーション，それと同数のスピーカ，それにケーブルを分岐するためのケーブル分岐箱から構成される。ケーブル分岐箱は省略されること

図１ 初期のページング系統図（名港火力発電所運転指令装置系統）もあり，その際は各ハンドセットステーションでケーブルの渡りをとりながら布設する。アンプ（電力増幅器）の容量はスピーカの数で決まり，例えば15Wホーンス
ピーカを８台使うとすると15W×８＝120Wなので100W

写真２

図２

初期のハンドセットステーション
156

現在のページング回線系統図

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東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向

置された電気設備のほとんどが水没して機能を喪失した。
電気制御盤，ポンプ，モーター，水処理装置，排水処理装置等の補機類の近傍に配置されているページングの機器（ハンドセットステーション，スピーカ）も例外ではなく冠水のため大きな被害を受けた。また，侵入した海水の勢いによって倒れた屋外自立型ハンドセトステーションもあった。津波の衝撃による破損状況を写真３，図３

４に示し，津波による冠水状況を写真５，６に示す。

ページングの構成

冠水はケーブル分岐箱にもおよび，そのケーブル分岐アンプ２台が必要となる。アンプ容量は，過負荷となら箱系統すべてのハンドセットステーションが使用不能とぬよう，すべて切り上げて100W単位で計算する。

なった。
さらに，グランドレベルのハンドセットステーション

３．震災時のページングの運用状況

およびケーブル分岐箱は冠水により回線の短絡，地絡を地震発生と同時に各発電所では非常対策本部が設置さ起こした。この回線の短絡，地絡によりページング制御れ，事前に設定されたマニュアルに従った行動がとられた。津波の襲来をテレビ等で確認すると直ちに，ページングや構内電話を使用して全員を非難誘導した。避難先はほとんどの発電所がタービン建屋３階のタービンフロアであり，他に本館事務所とした所もあった。
避難指示に用いられた通信手段としては，マニュアルに従いページングが全ての発電所で使われた他に，構内放送装置（事務所内），構内電話（構内PHS含む），無線機等が使用された。また，ページングにサイレン機能があるものは合わせて使用された。
東北電力㈱仙台および新仙台火力発電所では，発生が間近いといわれていた宮城県沖地震への備えとして「緊急地震速報システム」を導入していた。地震発生直前，気象庁からの速報が入り，直ちにページングにより構内

写真３ 津波による破損状況（屋外自立型ハンドセットステーション）

各所のスピーカから緊急地震速報が放送された。
また，相馬共同火力発電㈱新地発電所においては，地震発生当日は埠頭作業，定検作業，通常の発電所業務，見学者，総勢1,000名を越える多くの人が発電所構内にいたが，津波警報の発令によりページングによる避難指示に的確に行動し発電所の職員や見学者から作業員に至るまで人的被害の発生を防ぐことができた。

４．ページングの被害･復旧状況および課題
4.1

ページングの被害状況

各火力発電所の震災による被害は地震動によるページング機器の破損はほとんどなく，その殆どが津波による

写真４ 津波による破損状況（屋外自立型ハンドセットステーション）

被害であった。津波が襲来した発電所では，１階面に設
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東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向

写真７

外線短絡･地絡による通話電源断（白丸）の状況

期に仮設復旧が実施された。津波による破損機器および

写真５ ハンドセットステーション冠水状況（屋内壁掛型ハンドセットステーション）

冠水による機器，ケーブルは絶縁抵抗測定および導通確認を実施し，ケーブルの健全性を確認。短絡，地絡回線はケーブル分岐箱で分離し，正常な回線のみ復旧し，ページング制御装置を再起動した。ページングに関しても最も早く仮設復旧がおこなわれた東京電力㈱広野火力発電所は，翌日に不具合箇所を切離し，健全な系統のみ仮復旧を行い余震，津波の再来襲に備えた。また，発電所自体が甚大な被害を被った東北電力㈱原町火力ではその後，構内通報装置を仮設し余震に備えた。
4.3

ページングの課題

4.3.1

ページングに対する意見要望

地震発生後の避難行動については，調査を行ったいずれの発電所も避難行動がスムーズに行われていたが，課題も残された。アンケート調査とヒヤリングの結果，以下の意見要望があった。
（1）無線機，トランシーバーの数に限りがあることから，海岸付近設備の状況確認や移動中に津波警報
写真６が発令された場合等において，連絡できない場合

ケーブル分岐箱冠水状況がある。
（2）ページングが使用できない・聞こえないエリアが装置の通話電源の保護回路が動作して通話電源が停止しあり，構内の作業員全員が構内PHS，無線機等の（図２のDC電源部）その結果，発電所構内のハンドセッ連絡手段を持っていないことから津波警報の周知トステーション全てが使用不能の状況となった。写真７

方法の改善が望まれる。

は外線（通話回線）の短絡，地絡によりページング制御（3）地震動の大きな横揺れにより高所作業を行ってい装置の通話電源盤の警報表示付きヒューズが溶断し故障た作業員が落下し死亡する事故が発生した。人身表示（白丸）が出た状態を示す。また，その後無停電電災害防止の観点から，地震発生直前に高所作業者源化されていないページング制御装置においては，元電が危険な状態から退避できるようにする対策が望源の喪失に伴い機能停止に至った。

まれる。

4.2

ページングの復旧状況（4）今回のような震災においては，ハンドセットステー

今回の震災の被害を受けて，多くの発電所において早ション，スピーカ等が津波の影響により被害を受
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東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向

けたが，電源設備についても電源が絶たれ，復旧（1）緊急放送機能工事における連絡手段の確保が困難であったこと一部の発電所で取り入れられていた「緊急地震速報シから外部電源を必要としない通信システムの開発ステム」は地震発生直前，気象庁からの速報を瞬時に構が望まれる。

内作業員に放送で知らせるシステムで，今回の震災で有（5）地震発生時，ハンドセットより「地震発生中・地用性が確認された。この緊急地震速報は既存のページン震発生中」と実際に呼びかけを行った所員は落ちグに機能を追加改造することによって改善することがで着いてゆっくり呼びかけを行ったが，現場で聞いきる。また，津波注意報等が発令された場合，ページンた所員は内容を聞き取れなかった。原因は，現場グによる避難指示は所員によって行われるため，避難放においては機器の運転音の他に，地震による構造送を行うための人員が必要となる。さらに人による放送

物の揺れに伴う音が大きいことや，地震による周であるため，通常放送と緊急時放送の識別が難しい上，囲の状況に慌て注意がページングによる呼びかけ

心理的，肉体的条件により明瞭度に欠ける場合がある。に向かなくなったことによる。非常災害発生時は，さらに手動での操作となるため，放送系統の選択・併合

ページングによる呼びかけの他，構内各所に目視の誤操作，誤認により構内全エリアに放送できない場合による避難指示表示が設置されれば，より短時間も考えられる。

で確実に避難完了となると考えられる。また，ペー

これらの改善策としては，自動で避難放送を行えるよ

ジングスピーカからの音声についても，騒音の中う，オートアナウンスマシーンによる自動放送で聞き取でもクリアに聴き取れることが望ましい。

り易い明瞭な発声内容と，注意を喚起するサイレンを組（6）構内避難先にあるページングスピーカから伝わるみ合わせ，簡単なボタン操作により，確実に構内全エリ音声が聞き取り難くい，ハンドマイクによる連絡アに放送が行うことができる。図４に既設ページングおも同様に聞き取り難く，情報の伝達が難しい。避よび構内放送設備に追加する場合の一般的な概要を示

難先に設置したページングが，より聞き取り易いす。

音声で伝われば，避難集合した各人員への情報の（2）緊急地震速報表示機能

伝達が的確に行え，大声を張り上げることや，ハ

上記の緊急地震速報受信端末の中には，緊急地震速報ンドマイクを使用することによる体力の消耗を減表示機能を有するものがあり，放送と連動し震度，地震らすことが出来る。

到達予想時間等を表示できる。この機能を活用し，高騒

4.3.2

ページングの課題

音等でページング放送が聞こえ難い場所でもサイレンと調査による意見要望を集約すると以下の課題があっ表示機能を組み合わせることにより注意を喚起することた。

が出来る。

（1）地震，津波警報の周知方法

5.2

ページング難聴エリアの改善（2）ページング難聴エリア（1）ページング難聴エリアに対する対策（3）電源喪失時の連絡方法

発電所構内全域に渡って緊急時の放送が聞き取れるた（4）ページングの早期復旧

５．防災減災に関する設備改善および技術動向
地震発生直後の避難誘導については各発電所ともページング等により避難指示がおこなわれたが，前述の課題も浮かび上がった。これらの課題に対する設備改善および今後の技術動向について検討を行った。
5.1

地震，津波警報の周知方法の改善①構内放送設備に接続し，緊急時同時に放送を行う。
②緊急地震速報受信端末より受信した信号を受け，全てのスピーカから地震発生の放送を行う。

緊急性の高い情報を瞬時に伝達するため，次の改善手段がある。

図４
159

緊急放送機能の一般的な概要

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めにはスピーカの配置が重要である。既存のスピーカか防災行政無線において防災情報を伝達するための手段とら距離がある場合や現場の騒音等により緊急放送が注意して現在注目を集めている防災情報拡声用長距離伝達スを引くことができない場合があった。

ピーカがある。

難聴エリアに対する対策は，構内主要箇所でのページ

長距離伝達スピーカは複数のスピーカユニットを連結ング使用可能範囲を調査し，必要に応じスピーカの設置させて使用し角型のホーンスピーカユニットを４段以上を行う。に連結，線状に音を発生する状態を作ることで，遠くま構内主要箇所の難聴エリアの解消のため，スピーカので，クリアに音を伝えることが可能となった。

設置を検討する場合は，以下条件を参考に配置する必要

長距離伝達スピーカの特徴としては，従来型の屋外スがある。自由空間におけるホーンスピーカの到達距離のピーカの２～３倍の遠達性があり500～1,000ｍ先でも高理論値を表１に示す（15Wスピーカを使用した場合）。

い明瞭性を持つ。また，上下方向の指向性が鋭く前方向

また，スピーカの出力ごとの目安を図５に示す。

へ音を伝える能力が高いため，高い場所に設置する事で，スピーカの可聴音圧レベル・距離は，周囲騒音レベルスピーカ直下でも通常レベルの音量で聞こえる。写真８により変わる。まず，据付場所の騒音レベルを騒音計でに長距離伝達スピーカの外観を示す。
5.3

測定し，図５を参考にスピーカの据付間隔を設定する。

電源喪失時の連絡方法の改善

目安として「周囲騒音（dB）＋10（dB）」位の距離まページング用電源は無停電形が多いが，電源の完全喪でを可聴距離として検討する。注意点として「周囲騒失時にも確実な通信手段が求められる。緊急通話装置は，音（dB）＋10（dB）」を確保しても残響時間が長い場合，専用のバッテリレスハンドセットステーションとキャパ明瞭度が損なわれ，スピーカからの音声が聴き取りにくシタユニットにより構成される。

い場合がある。音の反響しやすい場所の設置には注意が専用のハンドセットステーションには手動の発電機が必要である。図６に測定点の条件を示す。

備えられていて，呼出のために回す発電機のエネルギー（2）高所作業現場等のエリアに対する対策をキャパシタユニットに蓄えて，通話回路の電源とする

高所作業現場等，通常スピーカが設置されていないエリアに緊急性の高い情報を瞬時に伝達するためには前述の緊急放送機能に加え，放送内容を伝えるスピーカの改善が必要である。
この対策として，全国自治体の約75%に普及している
表１

スピーカからの距離と音圧レベル（理論値）

図６

図５

写真８

スピーカからの距離と音圧レベル（目安）
160

騒音測定点

長距離伝達スピーカ外観

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力

東日本大震災における運転指令設備の運用状況と今後の技術動向

外部電源を必要としない方式（バッテリレス）の通話シているケーブル分岐箱で行う。回線分離の具体的方法はステムで，設置地点間（中央制御室～主要連絡先間等）ページング回線系統を把握し，中継のケーブル分岐箱にの相互通話に使用する。また，ページングのハンドセッて手動により冠水域の回線を分離する手段，または，各トステーションに組込み緊急時には構内の重要箇所に配ハンドセットステーションへ接続される回線を常時監視置することによりいかなる状況にも通信手段を確保する

し異常時（回線短絡・地絡時）には回線を自動的に切りことができる。但しその場合は既存のページング回線に離す回線監視装置を設置する手段がある。

専用の回線追加が必要となる。図７に緊急通話装置のハ回線監視装置はページング制御装置またはケーブル分ンドセットステーション外観を示す。
5.4

岐箱に設置し，津波の冠水などにより短絡・地絡等の異ページングの早期回復に関する改善

常回線を自動的に分離し，健全な回線のみでページンググランドレベルの冠水によるハンドセットステーショの運用を行うものであり，災害時の通信途絶を防止する

ンおよびケーブル分岐箱内の回線の短絡，地絡による構ものである。

内のページングが全機能停止に対する対策として，当該

６．おわりにの回線を分離し，正常な回線のみ復旧することができる。
図８にページング系統の分岐例を示す。

ページングは長年に亘り火力発電所を初め，発電プラ回線系統の分離は冠水していない直近の階に配置されントの運転指令・通話を行う一設備として発展してきた。
その後，保安電話設備の発展型として構内PHSが普及するに従って連絡手段としての使用頻度が低下していた。しかし，今回の東日本大震災に際し，不特定多数の人員を確実かつ一斉に避難誘導できるページングの重要性が見直されている。今後想定される震災に対しても，以上の改善を含む更なる機能向上や強靭化により防災，減災にページングが寄与できるものと期待される。

原 子

力発

参電

図７ 緊急通話装置のハンドセットステーション外観（※は手回し発電ハンドル）

連絡先

文

献

武：
「工業用相互通話拡声装置」，東芝レビュー

10巻３号（1955.3）
（2）石渡

ハンド

武：
「火力発電所指令通信装置」，東芝レビュー

11巻２号（1956.2）

要箇所（3）石渡を確保

武：「発電所運転指令装置」，東芝レビュー14

巻６号（1959.6）

グ回線（4）震災復旧調査委員会「東北地方太平洋沖地震火力発

置のハ外観

（1）石渡

考

電所の被害と復旧調査報告書」火力原子力技術協会（2012.9）（5）高根澤利夫「東日本大震災による当社火力発電所の被災状況と今後に向けた対策について」，日本機械学

ＨＳＳ：ハンドセットステーション
：冠水系統
：系統切離

図８
図８ ページング系統分岐例
ページング系統分岐例

会研究報告書（2013.3）（6）清水克利「ページングハンドブック」，マグナ通信工業㈱（2013.4）

６．おわりにページングは長年に亘り火力発電所を初め、発電プラントの運転指令・通話を行う一設備として発展してきた。
その後、保安電話設備の発展型として構内ＰＨＳが普及するに従って連絡手段としての使用頻度が低下していた。しかし、今回の東日本大震災に際し、不特定多数の人員を確実かつ一斉に避難誘導できるページングの161

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