JP2006268162A - 火災監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークを簡便かつ迅速に構築することができる火災監視システムを提供する。
【解決手段】 監視領域１０には１個の親モジュール１４と多数の子モジュール１２が分散配置されており、これらの複数のモジュールが通信部を介して相互間でアドホックネットワークを自立形成している。子モジュール１２のセンサ部で検出された火災検知情報がアドホックネットワークを介して親モジュール１４に収集され、サーバ１６に伝送される。子モジュール１２と親モジュール１４はアドホックネットワークを形成するためのプログラムを格納している。
【選択図】 図１

Description

本発明は火災監視システムに係り、特に比較的広域な施設又は地域における火災の監視に好適な火災監視システムに関する。

最近の高層ビルやインテリジェントビルにおいては有効な火災監視システムが設置、運用されている。しかしながら、旧型のビルでは火災監視システムがないか又は不十分である場合が多い。このような火災監視システムが不十分な施設において火災監視網を充実しようとすれば、大掛かりな配線工事などが必要となり、システムの構築に多大な手間とコストかかる。また、イベント会場などでは通常、多くの入場者があり、万一火災が発生すると大惨事を招く恐れがある。このため、使用期間限定型の簡易火災監視システムを緊急に構築しなければならないケースがしばしばある。

特許文献１には、火や煙を感知する複数のセンサと、これらのセンサからの火災検知情報を回線を介して多重伝送記号として受け取り火災検知を行う受信機とからなる火災監視システムが開示されている。また、特許文献２には、複数のエリア毎に配設した火災監視装置からの火災検知情報を無線ＬＡＮによって遠隔監視装置に伝送するようにした火災監視システムが開示されている。
特許第２７８４００８号公報 特開２００１−１２６１７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された火災監視システムは、回線を使用するため、回線の敷設に多大な手間とコストを必要とする。また、地震や火災などによって回線が遮断された場合にシステムが機能しなくなるという問題点があった。また、特許文献２に開示された火災監視システムは、火災監視装置からの火災検知情報の伝送を無線ＬＡＮによって行うので、上記の問題点は解消されるが、複数のエリア毎に火災監視装置を配設する必要があり、システムの構築は大掛かりな工事となる。このため、システムの構築に緊急性が要請される場合には役に立たないという問題点があった。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を改善し、センサネットワークを簡便かつ迅速に構築することができる火災監視システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る火災監視システムは、通信部とセンサ部を備えて監視領域内に分散配置された複数のモジュールが前記通信部を介して当該モジュール相互間でアドホックネットワークを自律形成しており、前記複数のモジュールの内、少なくとも１つのモジュールが前記各モジュールのセンサ部で検出された火災検知情報を前記アドホックネットワークを介して収集し、サーバに伝送する伝送手段とされたことを特徴とする。

また、本発明に係る火災監視システムは、１個の親モジュールと複数の子モジュールによって前記アドホックネットワークを形成しているネットワーク単位を少なくとも１つ具備しており、各ネットワーク単位の親モジュールが前記伝送手段とされたことを特徴とする。また、前記各モジュールは前記アドホックネットワークを形成するためのプログラムを格納していることを特徴とする。

本発明に係る火災監視システムは、監視領域内に分散配置された複数のモジュールが通信部を介して当該モジュール相互間で瞬時にアドホックネットワークを自律形成している。そして、前記モジュールのセンサ部で検出された火災検知情報が形成したアドホックネットワークを介してサーバに収集可能とされている。このため、専用線を敷設することなく、広域の監視ネットワークを簡便かつ迅速に構築することができる。また、用済み後も簡便かつ迅速に撤去できる。したがって、使用期間限定型の簡易火災監視システムとして特に有用である。

また、本発明に係る火災監視システムは、１個の親モジュールと複数の子モジュールからなるネットワーク単位を少なくとも１つ具備しており、それぞれのネットワーク単位がアドホックネットワークを形成している。そして、各ネットワーク単位の親モジュールが収集した火災検知情報をサーバに伝送する伝送手段とされる。このため、子モジュールが具備すべき機能を最小限に抑えることができ、コストを節減した火災監視システムを実現することができる。なお、各モジュールはアドホックネットワークを形成するためのプログラムとしてＮＣＭＳ（Network Configuration Management System）を格納している。このため、迅速で簡潔なアドホックネットワークの形成を達成できる。

以下、図面に基いて本発明に係る火災監視システムの実施形態を説明する。図１は本発明に係る火災監視システムの第１実施形態を示す全体構成図である。二点鎖線で囲われた火災監視を必要とする広域の監視領域１０である。監視領域１０には複数個の子モジュール１２と１個の親モジュール１４とが監視領域１０の要所に分散配置されている。監視センタにはサーバ１６が配置されており、親モジュール１４はサーバ１６に対する伝送手段として機能する。

図２は子モジュール１２の内部構成を示すブロック図である。子モジュール１２は通信部１８、データ処理部２０、センサ部２２、電力供給部２４とによって構成される。通信部１８は近距離の他の子モジュール１２又は親モジュール１４との間で必要な情報を無線によって送受信する。データ処理部２０は通信部１８で受信した情報に基いてアドホックネットワークを形成するための処理を実行する。また、データ処理部２０はセンサ部２２との間で情報を交換する。

ネットワーク形成プログラム１９は分散配置された複数の子モジュール１２と親モジュール１４がアドホックネットワークを形成するための専用プログラムである。複数の子モジュール１２と親モジュール１４が分散配置された初期の時点で、このネットワーク形成プログラム１９が作動し、各モジュール相互間のアドホックネットワークを自律形成する。さらに、アドホックネットワークが形成された後に、幾つかの子モジュール１２が故障するなどして、当初に形成されたネットワークが寸断された場合にも、ネットワーク形成プログラム１９によって新たなアドホックネットワークを再形成することができる。

センサ部２２には火や煙を感知するセンサ（カメラを含む。）や雰囲気の温度や炭酸ガス、一酸化炭素の濃度などの火災情報を検知するセンサが少なくとも１つ組み込まれている。センサ部２２のセンサはデータ処理部２０からのセンシング指令によって、当該子モジュール１２が配置された地点の火災検知情報を検出する。センサ部２２で検出された火災検知情報はデータ処理部２０に送られる。データ処理部２０では、送られた情報を解析、判定する。これらの火災検知情報や処理結果は、必要な処理を受けた後に通信部１８からアドホックネットワークを介して親モジュール１４に無線送信される。また、センサ部２２はＧＰＳなどの自己位置の検出機能を備えている。このため、子モジュール１２は自己位置と当該位置における火災検知情報をリンクさせて親モジュール１４に送信することができる。
電力供給部２４は通信部１８、データ処理部２０、センサ部２２に電力を供給する。電力供給部２４は各種の電池で構成することができる。

子モジュール１２には、必要時以外はセンサ部２２の電源を切り、無線通信を行うときにのみセンサ部２２の電源が入るように制御する機能を組み込むことができる。この電源の切入れはデータ処理部２０に組み込んだクロック機能によって、又は親モジュール１４からの指令によって行うことができる。このような制御機能を付与することによって、子モジュール１２の消費電力を著しく低減することができ、電池を用いた場合でも電池交換なしに長時間にわたって子モジュール１２を稼動させることができる。

図３は親モジュール１４の内部構成を示すブロック図である。親モジュール１４は主に通信部２６、ネットワーク形成プログラム２８、データ処理部３０、センサ部３２、電力供給部３４とによって構成され必要に応じてセンサ部３２を備える。通信部２６は近距離の複数の子モジュール１２及びサーバ１６との間で必要な情報を無線によって送受信する。

ネットワーク形成プログラム２８は当該親モジュール１４が複数の子モジュール１２との間でアドホックネットワークを形成するための専用プログラムである。親モジュール１４及び複数の子モジュール１２が分散配置された初期の時点で、このネットワーク形成プログラム２８が作動し、各モジュール相互間のアドホックネットワークが自律形成される。さらに、アドホックネットワークが形成された後に、幾つかの子モジュール１２が故障するなどして、当初に形成されたネットワークが寸断された場合にも、ネットワーク形成プログラム２８によって新たなアドホックネットワークを再形成することができる。

データ処理部３０は主に通信部２６を介して受信した複数の子モジュール１２からの火災検知情報を記憶・整理し又は必要に応じて演算・加工する。これらの処理された火災検知情報又は処理結果は適当なタイミングで通信部２６を介してサーバ１６に無線送信される。また、データ処理部３０は内蔵したカレンダに基いて子モジュール１２に対するセンシング指令信号を定期的に作成することができる。

上記のセンシング指令信号はセンサ部３２による監視結果に基いて作成することもできる。又は、子モジュール１２から送信された火災検知情報に異常値が発見された場合にセンシング指令信号を随時に作成することもできる。これらのセンシング指令信号は通信部２６からアドホックネットワークを介してそれぞれ複数の子モジュール１２に伝達され、前記したように子モジュール１２のセンサ部２２ではこのセンシング指令に基いて、センサによる火災検知情報の検出を実行する。

なお、子モジュールに対するセンシング指令は上記の方法に限らない。各子モジュール１２が親モジュールからの指令がなくとも、それぞれが内蔵したクロック機能に基いてセンシングを自発的に実行するようにしてもよい。

センサ部３２には子モジュール１２と同様に火や煙を感知するセンサや雰囲気の温度や炭酸ガス、一酸化炭素の濃度を感知するセンサが少なくとも１つ組み込まれている。なお、このセンサ部３２に組み込むセンサは、好ましくは上記センシング指令信号を作成する上で大きな動機付けとなるような監視項目を検出できるものが選択される。センサ部３２で検出された火災検知情報は継続的にデータ処理部３０に送られ、データ処理部３０では送られた火災検知情報に閾値を越えた変化を発見した時に、子モジュール１２に対するセンシング指令信号を作成することもできる。
電力供給部３４は通信部２６、ネットワーク形成プログラム２８、データ処理部３０、センサ部３２に電力を供給する。この電力供給部３４も子モジュール１２における電力供給部２４と同様に各種の電池によって構成することができる。
次にアドホックネットワークの形成過程について説明する。

図４はアドホックネットワークの形成過程の第１段階を例示した説明図である。図４において監視領域１０には１個の親モジュール１４と多数の子モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、……が分散配置されている。これらの子モジュールは消費電力を節減する目的で半径ｒの無線交信限界距離を有している。すなわち、親モジュール１４は多数の子モジュールの内、半径ｒの円形の無線交信限界範囲ＴＡ内の子モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅとのみ交信可能であり、その他の子モジュールとは交信できない。したがって、第１段階では情報の転送経路として、それぞれの子モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅと親モジュール１４とを結ぶ５ルートの一次転送経路ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが特定される。そして、これらの一次転送経路ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが親モジュール１４のネットワーク形成プログラム２８のメモリーに記憶されるとともに、一次転送経路ａは子モジュール１２Ａのデータ処理部２０に記憶される。同様に一次転送経路ｂ、ｃ、ｄ、ｅがそれぞれ子モジュール１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅのデータ処理部２０に記憶される。

図５はアドホックネットワークの形成過程の第２段階を例示した説明図である。この第２段階では一次転送経路が特定された子モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅが、それぞれの無線交信限界範囲内の子モジュールを探索する。すなわち、子モジュール１２Ａは交信可能な子モジュールとして子モジュール１２Ｇ、１２Ｆを探索し、二次転送経路ｇ、ｆを特定する。

また、子モジュール１２Ｂは交信可能な子モジュールとして子モジュール１２Ｓ、１２Ｕを探索し、二次転送経路ｓ、ｕを特定する。また、子モジュール１２Ｃは交信可能な子モジュールとして子モジュール１２Ｍ，１２Ｑを探索し、二次転送経路ｍ、ｑを特定する。なお、子モジュール１２Ｃは子モジュール１２Ｓとも交信可能であるが、子モジュール１２Ｓは既に子モジュール１２Ｂとの間で二次転送経路ｓが特定されている。このため、アドホックネットワークの複雑化と錯綜を回避するために図中、破線で示した転送経路ｓ’は予備転送経路として子モジュール１２Ｃと子モジュール１２Ｓのデータ処理部２０に記憶されるに留まり、実際の転送経路としては利用されない。

また、子モジュール１２Ｄは交信可能な子モジュールとして子モジュールＬを探索し、二次転送経路ｌを特定する。この子モジュール１２Ｄは子モジュール１２Ｍとも交信可能であるが、子モジュール１２Ｍは既に子モジュール１２Ｃとの間で二次転送経路ｍが特定されている。このため、破線で示した転送経路ｍ’は予備転送経路として子モジュール１２Ｄと子モジュール１２Ｍのデータ処理部２０に記憶されるに留まり、実際の転送経路としては利用されない。また、子モジュール１２Ｅは交信可能な子モジュールとして子モジュールＩと子モジュールＪを探索し、二次転送経路ｉ、ｊを特定する。この子モジュール１２Ｅは子モジュール１２Ｆや子モジュール１２Ｌとも交信可能であるが、子モジュール１２Ｆは既に子モジュール１２Ａとの間で二次転送経路ｆが特定され、子モジュール１２Ｌは既に子モジュール１２Ｄとの間で二次転送経路ｌが特定されている。このため、破線で示した転送経路ｆ’、ｌ’も予備転送経路として記憶されるに留まり、実際の転送経路としては利用されない。

図６はアドホックネットワークの形成過程の第３段階を例示した説明図である。この第２段階でも上記と同様の考え方で三次転送経路ｈ、ｋ、ｎ、ｒ、ｔが特定され、また、予備転送経路が記憶される。その結果、監視領域１０に分散配置された多数の子モジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、……のすべてが転送経路を介して親モジュール１４と繋がり、アドホックネットワークが完成する。監視領域１０がより広域にわたり子モジュール１２の配置数が多い場合には、上記と同様の手順により子モジュール相互間で四次、五次、……の転送経路が特定されて行く。

したがって、それぞれの子モジュール１２のセンサ部２２で検出された火災検知情報又は処理結果をすべてこの完成したアドホックネットワークを介して親モジュール１４に収集することができる。そしてこれらの火災検知情報又は処理結果は親モジュール１４の通信部２６を経由して監視センタのサーバ１６に無線により伝送される。サーバ１６では親モジュール１４から送信された火災検知情報又は処理結果を分析し、異常が発見された場合には警報を発し、また、必要に応じて消火装置や避難誘導装置を作動させる。また、消防署、警察署などの関係機関ではインターネット等を介して随時にサーバ１６にアクセスし、監視領域１０における監視状況を知ることができる。

なお、上記した第１〜第３段階のアドホックネットワークの形成過程は数秒間のオーダで瞬時に実行される。また、アドホックネットワークが形成された後に、子モジュール１２のいずれかが故障するなどして、当初に形成されたネットワークが寸断された場合にも、故障信号に基いてネットワーク形成プログラム２８を稼動させ、新たなアドホックネットワークを再形成することができる。

図７は上述した当該火災監視システムの構築と作動手順を示したフローチャートである。Ｓ１００では監視領域１０に親モジュール１４と多数の子モジュール１２が分散配置され、また、監視センタにはサーバ１６を設置してシステム構築の準備が整えられる。Ｓ１１０では分散配置された親モジュール１４と多数の子モジュール１２とがそれぞれに格納したネットワークプログラム２８に従って稼動し、アドホックネットワークを自律形成する。Ｓ１２０では親モジュール１４又は子モジュール１２が内蔵したクロック機能によって定期的に、又は随時に、センシング指令が子モジュール１２のセンサ部２２に対して発信される。Ｓ１３０ではセンシング指令に応答して子モジュール１２ではセンサ部２２による火災検知情報の検出が実行される。個々の子モジュール１２で検出した火災検知情報が異常の時には、当該子モジュール１２自身が警告音を発し、又は警告ランプを点灯して付近にいる人に異常を通知することも可能である。また、子モジュール１２に避難誘導経路を表示させることも可能である。さらに、子モジュール１２にマイクロホンを装備しておけば、逃げ遅れた人の発声音を当該マイクロホンがキャッチするので、その居場所を正確に把握することができる。

Ｓ１４０では子モジュール１２のＩＤ番号と関連付けた火災検知情報又は処理結果がアドホックネットワークを介して親モジュール１４に収集される。Ｓ１５０では親モジュール１４に収集された多数の火災検知情報又は処理結果がサーバ１６に無線伝送される。Ｓ１６０ではサーバ１６によって火災検知情報又は処理結果が分析され、異常が発見された場合には警報を発し、必要な措置が講じられる。また、分析結果がインターネット等を介して関係機関にも開示される。以降、Ｓ１２０〜Ｓ１６０が繰り返される。また、Ｓ１４０において収集された子モジュール１２の火災検知情報又は処理結果に欠落が発見された場合には、当該欠落した子モジュール１２が何らかの原因によって故障したと判定し、Ｓ１１０に戻ってアドホックネットワークを再形成する。

上述のとおり、本実施形態に係る火災監視システムによれば、監視領域１０内に分散配置された複数の子モジュール１２が通信部１８を介して当該子モジュール１２相互間でアドホックネットワークを自律形成し、子モジュール１２のセンサ部２２で検出された火災検知情報が前記アドホックネットワークを介してサーバ１６に収集可能とされている。このため、センサネットワークを簡便かつ迅速に構築することができる。

また、１個の親モジュール１４と複数の子モジュール１２によってアドホックネットワークを形成しているネットワーク単位の親モジュール１４がサーバ１６への伝送手段として機能する。このため、子モジュール１２が具備すべき機能を最小限に抑えることができ、コストを節減した火災監視システムを実現することができる。
また、子モジュール１２と親モジュール１４はアドホックネットワークを形成するためのプログラムを格納している。このため、迅速で簡潔なアドホックネットの自律形成を達成できる。

図８は本発明に係る火災監視監視システムの第２実施形態を示す全体構成図である。図８において図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様の機能を有しており、その説明を省略する。この第２実施形態では無線交信可能距離内にあるすべての子モジュール１２が転送経路ｚによって相互間で繋がることにより、複数の子モジュール１２と１個の親モジュール１４がアドホックネットワークを形成している。したがって、例えば子モジュール１２Ｈのセンサ部で検出した火災検知情報は、子モジュール１２Ｈ→１２Ｇ→１２Ａ→親モジュール１４の転送経路で親モジュール１４に送信可能であり、又は子モジュール１２Ｈ→１２Ｉ→１２Ｅ→親モジュール１４の転送経路でも親モジュール１４に送信可能とされる。さらに、上記以外の転送経路によっても子モジュール１２Ｈの火災検知情報を親モジュール１４に送信できる。このため、例えば転送経路中の子モジュール１２Ｇが故障した場合でも他の転送経路によって火災検知情報を親モジュール１４に送信できる。なお、親モジュール１４のデータ処理部３０には複数の転送経路から送信された同一子モジュール１２からの火災検知情報を同一データとして処理する機能を持たせるとよい。

図９は本発明に係る火災監視システムの第３実施形態を示す全体構成図である。図９において図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様の機能を有しており、その説明を省略する。この第３実施形態では監視領域１０には２個の親モジュール１４が配置されて、それぞれの親モジュール１４が複数の子モジュール１２との間でアドホックネットワークを形成しており、２つのネットワーク単位が存在している。この第３実施形態は監視領域１０が広く、子モジュール１２の設置数が多い場合に有効である。また、一方の親モジュール１４が故障した際には、２つのネットワーク単位を転送経路ｘ又はｙで結ぶ。その結果、すべての子モジュール１２の火災検知情報を故障していない方の親モジュール１４に収集して、サーバ１６に送信することができる。

図１０は本発明に係る火災監視システムの第４実施形態を示す全体構成図である。図１０において図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様の機能を有しており、その説明を省略する。この第４実施形態では監視領域１０には、子モジュール１２、親モジュール１４以外に中継専用モジュール４０が分散配置され、ネットワーク単位の一部を構成している。この中継専用モジュール４０は情報を中継する機能のみを保有しており、センサ部を有しない。このため、構造が簡単であり安価に製作できる。したがって、この第４実施形態によれば、まばらに配置した子モジュール１２の火災検知情報を、中継専用モジュール４０を用いて親モジュール１４まで転送することにより、システムの効率化とコスト低減を図る場合に有効である。

前記各実施形態は機能の異なる子モジュール１２と親モジュール１４を用いてアドホックネットワークを形成した火災監視システムであった。しかしながら、本発明はこれに限定されず、すべてのモジュールに同等の機能を保持させ、各モジュールが随意に親モジュール又は子モジュールの役割を分担できるようなシステム構成としてもよい。このような構成によれば、例えばサーバからの指示によって、分散配置された多数のモジュールの内、地理的な条件などによって最適なものを親モジュールに選択することができる。このため、システムの最適化、柔軟化を図ることができる。

本発明に係る火災監視システムの第１実施形態を示す全体構成図である。 子モジュール１２の内部構成を示すブロック図である。 親モジュール１４の内部構成を示すブロック図である。 アドホックネットワークの形成過程の第１段階を例示した説明図である。 アドホックネットワークの形成過程の第２段階を例示した説明図である。 アドホックネットワークの形成過程の第３段階を例示した説明図である。 当該火災監視システムの構築と作動手順を示したフローチャートである。 本発明に係る火災監視システムの第２実施形態を示す全体構成図である。 本発明に係る火災監視システムの第３実施形態を示す全体構成図である。 本発明に係る火災監視システムの第４実施形態を示す全体構成図である。

符号の説明

１０………監視領域、１２………子モジュール、１４………親モジュール、１６………サーバ、１８………通信部、１９………ネットワーク形成プログラム，２０………データ処理部、２２………センサ部、２４………電力供給部、２６………通信部、２８………ネットワーク形成プログラム、３０………データ処理部、３２………センサ部、４０………中継専用モジュール。

Claims (3)

1. 通信部とセンサ部を備えて監視領域内に分散配置された複数のモジュールが前記通信部を介して当該モジュール相互間でアドホックネットワークを自律形成しており、前記複数のモジュールの内、少なくとも１つのモジュールが前記各モジュールのセンサ部で検出された火災検知情報を前記アドホックネットワークを介して収集し、サーバに伝送する伝送手段とされたことを特徴とする火災監視システム。
2. １個の親モジュールと複数の子モジュールによって前記アドホックネットワークを形成しているネットワーク単位を少なくとも１つ具備しており、各ネットワーク単位の親モジュールが前記伝送手段とされたことを特徴とする請求項１に記載の火災監視システム。
3. 前記各モジュールは前記アドホックネットワークを形成するためのプログラムを格納していることを特徴とする請求項２に記載の火災監視システム。

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