JP7029978B2

JP7029978B2 - Fire spread prevention system and fire spread prevention method

Info

Publication number: JP7029978B2
Application number: JP2018030629A
Authority: JP
Inventors: 亮太柿沼; 直大松田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: JP2019141481A

Description

本発明は、火災発生時に延焼を防止するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing the spread of fire in the event of a fire.

従来、火災発生時に、ロボットを用いて消火するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、火災位置を特定し、特定した火災位置に向けて消火剤を散布するスマート掃除ロボットが記載されている。 Conventionally, a technique for extinguishing a fire by using a robot is known when a fire occurs. For example, Patent Document 1 describes a smart cleaning robot that identifies a fire position and sprays a fire extinguishing agent toward the specified fire position.

特開２０１６－２１９０２７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-212092

しかし、従来の消火用ロボットは専ら火元に対する消火活動を目的としたものであり、延焼の防止を目的としたものではなかった。 However, conventional fire extinguishing robots are intended exclusively for fire extinguishing activities against the fire source, not for preventing the spread of fire.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、火災発生時に延焼を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent the spread of fire in the event of a fire.

（１）上記の課題を解決するため、本発明に係る延焼防止システムは、所定の地域内で火災が発生したときに、火災状況から延焼範囲を設定する設定部と、延焼防止剤を搭載した移動体に対して、前記設定された延焼範囲に対する前記延焼防止剤の散布を指示する信号を送信する指示部とを備える。 (1) In order to solve the above problems, the fire spread prevention system according to the present invention is equipped with a setting unit for setting a fire spread range based on the fire situation and a fire spread prevention agent when a fire breaks out in a predetermined area. The moving body is provided with an instruction unit for transmitting a signal instructing the spraying of the fire spread preventive agent to the set fire spread range.

（２）好ましい態様において、前記設定部は、前記火災状況から、前記地域の気象条件、前記地域内の建物の構造及び前記地域の地形のうちの少なくとも１つに基づいて延焼範囲を設定する (2) In a preferred embodiment, the setting unit sets a fire spread range based on at least one of the weather conditions in the area, the structure of buildings in the area, and the topography of the area from the fire situation.

（３）さらに好ましい態様において、前記指示部は、前記移動体により前記設定された延焼範囲に前記延焼防止剤が散布されてから、消火剤を搭載した移動体に対して前記火災に対する前記消火剤の散布を指示する信号を送信する。 (3) In a more preferable embodiment, the indicator has the fire extinguishing agent for the fire on the moving body equipped with the fire extinguishing agent after the fire spreading preventing agent is sprayed on the set fire spreading range by the moving body. Sends a signal instructing the spraying of.

（４）本発明に係る延焼防止方法は、延焼防止システムにより実行される延焼防止方法であって、火災状況から延焼範囲を設定するステップと、延焼防止剤を搭載した移動体に対して、前記設定された延焼範囲に対する前記延焼防止剤の散布を指示する信号を送信するステップとを含む。 (4) The fire spread prevention method according to the present invention is a fire spread prevention method executed by a fire spread prevention system, and is described above for a step of setting a fire spread range from a fire situation and a moving body equipped with a fire spread prevention agent. It includes a step of transmitting a signal instructing the spraying of the fire spread inhibitor to the set fire spread range.

本発明に係る延焼防止システム又は方法によれば、火災発生時に延焼を防止することができる。 According to the fire spread prevention system or method according to the present invention, it is possible to prevent the spread of fire in the event of a fire.

消火支援システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the configuration of a fire extinguishing support system. 無人航空機１の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of an unmanned aerial vehicle 1. 制御装置２の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the control device 2. 空中消火動作の一例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows an example of the aerial fire extinguishing operation.

１．実施形態
１－１．消火支援システムの構成
図１は、本発明の一実施形態に係る消火支援システム（本発明に係る「延焼防止システム」の一例）の構成の一例を示す図である。同図に例示する消火支援システムは、空中消火を行うための複数の無人航空機１（本発明に係る「移動体」の一例）と、各無人航空機１に対して空中消火を指示するための制御装置２を備える。 1. 1. Embodiment 1-1. Configuration of Fire Extinguishing Support System FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a fire extinguishing support system according to an embodiment of the present invention (an example of a “fire spread prevention system” according to the present invention). The fire extinguishing support system illustrated in the figure is a plurality of unmanned aerial vehicles 1 for aerial fire extinguishing (an example of a "moving body" according to the present invention) and a control for instructing each unmanned aerial vehicle 1 to extinguish an aerial fire. The device 2 is provided.

１－１－１．無人航空機１の構成
無人航空機１は、航空の用に供することができる飛行機、回転翼航空機、滑空機又は飛行船であって構造上人が乗ることができないもののうち、遠隔操作又は自動操縦により飛行させることができるものである。本実施形態に係る無人航空機１は、その一例として、回転翼航空機（より具体的には、クアッドコプタ）である。無人航空機１は、主たる構成として、機体本体と、後述するプロペラ駆動部１６により回転駆動される４枚のプロペラと、延焼防止剤又は消火剤を格納するためのタンクと、ホースを介してタンクと接続される１つまたは複数のノズルと、タンクに格納された延焼防止剤等をノズルから噴射させるためのポンプとを備える。ここで、延焼防止剤とは、例えば、コロイド性含水ケイ酸塩を含む鉱物（スメクタイト、ベントナイト及びモンモリロナイト等）やケイ酸塩からなる合成無機高分子化合物等を粉末状態とし、水と所定の割合で混合した混合物である。消火剤とは、例えば水である。なお、消火剤を延焼防止剤として、延焼防止剤を消火剤として用いてもよい。 1-1-1. Configuration of unmanned aerial vehicle 1 The unmanned aerial vehicle 1 is an airplane, a rotary wing aircraft, a glider, or an airship that can be used for aviation and is structurally incapable of being ridden by a person. It is something that can be done. The unmanned aerial vehicle 1 according to the present embodiment is, for example, a rotary wing aircraft (more specifically, a quadcopter). The unmanned aerial vehicle 1 has a main body, four propellers rotationally driven by a propeller drive unit 16 described later, a tank for storing a fire spread preventive agent or a fire extinguishing agent, and a tank via a hose. It is provided with one or a plurality of nozzles to be connected and a pump for injecting a fire spread preventive agent or the like stored in the tank from the nozzles. Here, the fire spread inhibitor is, for example, a mineral containing colloidal hydrous silicate (smectite, bentonite, montmorillonite, etc.), a synthetic inorganic polymer compound composed of silicate, etc. in a powder state, and a predetermined ratio with water. It is a mixture mixed with. The fire extinguishing agent is, for example, water. The fire extinguishing agent may be used as a fire spread preventing agent, and the fire spreading preventing agent may be used as a fire extinguishing agent.

図２は、無人航空機１の構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１は、制御部１１と、記憶部１２と、通信部１３と、撮影部１４と、測位部１５と、プロペラ駆動部１６と、センサ部１７と、ポンプ駆動部１８と、電源部１９とを備える。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the unmanned aerial vehicle 1. The unmanned aerial vehicle 1 includes a control unit 11, a storage unit 12, a communication unit 13, a photographing unit 14, a positioning unit 15, a propeller drive unit 16, a sensor unit 17, a pump drive unit 18, and a power supply unit 19. And prepare.

制御部１１は、ＣＰＵ等の演算処理装置とＲＡＭ等の揮発性メモリとを備え、記憶部１２に記憶される空中消火用プログラムを実行する。記憶部１２は、フラッシュメモリ等の記憶装置であり、制御部１１により実行される空中消火用プログラムを記憶する。また、記憶部１２は、制御装置２から提供される飛行経路情報を記憶する。この飛行経路情報は、無人航空機１がその待機場所を出発し、制御装置２により推定される延焼範囲又は火元を経由して、再び待機場所に戻ってくるまでの飛行経路を示す情報である。この飛行経路情報には、延焼範囲又は火元を示す位置情報が含まれる。通信部１３は、通信回線を介して制御装置２と無線通信を行うための通信インタフェースである。 The control unit 11 includes an arithmetic processing unit such as a CPU and a volatile memory such as RAM, and executes an aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 12. The storage unit 12 is a storage device such as a flash memory, and stores an aerial fire extinguishing program executed by the control unit 11. Further, the storage unit 12 stores flight path information provided by the control device 2. This flight path information is information indicating the flight path from the unmanned aerial vehicle 1 departing from the waiting place to returning to the waiting place again via the fire spread range estimated by the control device 2 or the fire source. .. This flight path information includes position information indicating a fire spread range or a fire source. The communication unit 13 is a communication interface for wirelessly communicating with the control device 2 via a communication line.

撮影部１４は、空撮用の撮影手段である。例えば、ＣＣＤカメラである。測位部１５は、周知の衛星測位技術を用いて無人航空機１の現在位置を測定する測位手段である。プロペラ駆動部１６は、各々、プロペラを回転駆動させるためのモータ及び駆動回路を４組備える。センサ部１７は、無人航空機１の姿勢を制御するために利用されるセンサ群を備える。具体的には、加速度センサと、ジャイロスコープと、高度センサと、磁気センサとを備える。ポンプ駆動部１８は、ポンプを駆動させるためのモータ及び駆動回路を備える。電源部１９は、リチウムポリマーバッテリ等のバッテリである。 The shooting unit 14 is a shooting means for aerial shooting. For example, a CCD camera. The positioning unit 15 is a positioning means for measuring the current position of the unmanned aerial vehicle 1 by using a well-known satellite positioning technique. Each propeller drive unit 16 includes four sets of motors and drive circuits for rotationally driving the propeller. The sensor unit 17 includes a group of sensors used to control the attitude of the unmanned aerial vehicle 1. Specifically, it includes an acceleration sensor, a gyroscope, an altitude sensor, and a magnetic sensor. The pump drive unit 18 includes a motor and a drive circuit for driving the pump. The power supply unit 19 is a battery such as a lithium polymer battery.

無人航空機１の制御部１１は、記憶部１２に記憶される空中消火用プログラムを実行することにより、飛行制御部１１１と、ポンプ制御部１１２という機能を実現する。 The control unit 11 of the unmanned aerial vehicle 1 realizes the functions of the flight control unit 111 and the pump control unit 112 by executing the aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 12.

飛行制御部１１１は、記憶部１２に記憶される飛行経路情報と、センサ部１７により継続的に測定される各種のセンサ値と、測位部１５により継続的に測定される位置とに基づいて、無人航空機１を設定された飛行経路に沿って自動的に飛行させる。 The flight control unit 111 is based on the flight path information stored in the storage unit 12, various sensor values continuously measured by the sensor unit 17, and the position continuously measured by the positioning unit 15. The unmanned aircraft 1 is automatically flown along the set flight path.

ポンプ制御部１１２は、無人航空機１が延焼範囲又は火元に差し掛かると、ポンプ制御部１１２を制御して、タンクに格納された延焼防止剤等をノズルから噴射させる。 When the unmanned aerial vehicle 1 approaches the fire spread range or the fire source, the pump control unit 112 controls the pump control unit 112 to inject the fire spread preventive agent and the like stored in the tank from the nozzle.

以上説明した無人航空機１は、防火対象地域（例えば、市町村単位）を管轄する消防団の詰所に保管される。そして、地域内で火災が発生した時に団員により屋外に搬出されて使用される。防火対象地域としては、大規模火災が発生する可能性が高い木密地域が想定される。 The unmanned aerial vehicle 1 described above is stored in the station of the fire brigade that has jurisdiction over the fire prevention target area (for example, in units of municipalities). Then, when a fire breaks out in the area, the members carry it out and use it. As a fire prevention target area, a densely wooded area where a large-scale fire is likely to occur is assumed.

１－１－２．制御装置２の構成
図３は、制御装置２の構成の一例を示すブロック図である。制御装置２は、制御部２１と、記憶部２２と、操作入力部２３と、通信部２４とを備える。 1-1-2. Configuration of Control Device 2 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of control device 2. The control device 2 includes a control unit 21, a storage unit 22, an operation input unit 23, and a communication unit 24.

制御部２１は、ＣＰＵ等の演算処理装置とＲＡＭ等の揮発性メモリとを備え、記憶部２２に記憶される空中消火用プログラムを実行する。記憶部２２は、ＨＤＤ等の記憶装置であり、制御部２１により実行される空中消火用プログラムを記憶する。また、記憶部２２は、防火対象地域の地図データを格納する地図データベース２２１と、延焼範囲の推定に使用する情報を格納するシミュレーション条件データベース２２２を記憶する。地図データベース２２１は、各建物について、ＩＤ、住所、名称又は住民名、種別（居宅、店舗、集合住宅など）、地上階数、防火対策に着目した建物の構造（裸木造、耐火造、防火造など）、及び建物の形状と位置を表す図形情報を格納する。シミュレーション条件データベース２２２は、防火対象地域を複数のメッシュに分割したときの各メッシュについて、ｘｙ座標、建物の平均一辺長、平均隣棟間隔、建物の構造ごとの面積比率、及び位置情報を格納する。操作入力部２３は、操作ボタンやタッチパネル等の入力装置である。通信部２４は、通信回線を介して無人航空機１や、後述する外部サーバと無線通信を行うための通信インタフェースである。 The control unit 21 includes an arithmetic processing unit such as a CPU and a volatile memory such as RAM, and executes an aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 22. The storage unit 22 is a storage device such as an HDD, and stores an aerial fire extinguishing program executed by the control unit 21. Further, the storage unit 22 stores a map database 221 that stores map data of the fire prevention target area and a simulation condition database 222 that stores information used for estimating the fire spread range. For each building, the map database 221 includes ID, address, name or resident name, type (house, store, apartment house, etc.), number of floors above ground, and building structure (bare wood, fireproof, fireproof, etc.) focusing on fire protection measures. ), And store graphic information indicating the shape and position of the building. The simulation condition database 222 stores xy coordinates, the average side length of the building, the average distance between adjacent buildings, the area ratio for each building structure, and the position information for each mesh when the fire prevention target area is divided into a plurality of meshes. .. The operation input unit 23 is an input device such as an operation button or a touch panel. The communication unit 24 is a communication interface for wirelessly communicating with the unmanned aerial vehicle 1 and an external server described later via a communication line.

制御装置２の制御部２１は、記憶部２２に記憶される空中消火用プログラムを実行することにより、情報取得部２１１と、延焼範囲推定部２１２（本発明に係る「設定部」の一例）と、飛行経路設定部２１３と、空中消火指示部２１４（本発明に係る「指示部」の一例）という機能を実現する。 By executing the aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 22, the control unit 21 of the control device 2 includes the information acquisition unit 211 and the fire spread range estimation unit 212 (an example of the "setting unit" according to the present invention). , The function of the flight path setting unit 213 and the aerial fire extinguishing instruction unit 214 (an example of the "instruction unit" according to the present invention) is realized.

情報取得部２１１は、防火対象地域を管轄する消防署のサーバから火元情報を取得する。消防署は、地域住民からの通報や、地域各所に設置された固定カメラの画像解析結果から火元を特定する。また、情報取得部２１１は、気象情報配信サーバから、防火対象地域の気象条件を示す気象情報を取得する。気象条件とは風向と風速である。 The information acquisition unit 211 acquires fire source information from the server of the fire department having jurisdiction over the fire prevention target area. The fire department identifies the source of the fire from reports from local residents and image analysis results from fixed cameras installed in various parts of the area. In addition, the information acquisition unit 211 acquires meteorological information indicating the meteorological conditions of the fire prevention target area from the meteorological information distribution server. Meteorological conditions are wind direction and speed.

延焼範囲推定部２１２は、防火対象地域内で火災が発生すると、火災状況から、火元を基点として延焼範囲を推定（設定）する。その際、延焼範囲推定部２１２は、当該地域の気象条件及び建物の構造に基づいて延焼範囲を推定する。
具体的には、延焼範囲推定部２１２は、情報取得部２１１により取得された火元情報及び気象情報と、シミュレーション条件データベース２２２とに基づいて延焼範囲を推定する。その際、延焼範囲推定部２１２は、まず、浜田の延焼速度式に基づいて、火元の風上、風下及び風側の各方向の延焼速度を推定する。そして、推定した延焼速度に基づいて所定時間（例えば１時間）経過後の延焼範囲を推定する。より詳細な延焼範囲の推定方法については、例えば、特開２００７－１６４６２５号公報を参照のこと。 When a fire breaks out in the fire prevention target area, the fire spread range estimation unit 212 estimates (sets) the fire spread range from the fire situation with the fire source as the base point. At that time, the fire spread range estimation unit 212 estimates the fire spread range based on the weather conditions in the area and the structure of the building.
Specifically, the fire spread range estimation unit 212 estimates the fire spread range based on the fire source information and meteorological information acquired by the information acquisition unit 211 and the simulation condition database 222. At that time, the fire spread range estimation unit 212 first estimates the fire spread speed in each of the windward, leeward, and windside directions of the fire source based on the fire spread rate equation of Hamada. Then, the fire spread range after a predetermined time (for example, 1 hour) has elapsed is estimated based on the estimated fire spread speed. For a more detailed method for estimating the fire spread range, refer to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-164625.

飛行経路設定部２１３は、延焼範囲推定部２１２により推定された延焼範囲に基づいて飛行経路情報を生成する。生成される飛行経路情報は、無人航空機１がその待機場所を出発し、推定された延焼範囲を経由して再び待機場所に戻ってくるまでの飛行経路を示す情報である。好ましくは、延焼範囲内の飛行経路は、火元に近い領域を優先的に飛行するように設定される。この飛行経路情報には、延焼範囲を示す位置情報が含まれる。また、飛行経路設定部２１３は、無人航空機１による延焼範囲に対する延焼防止剤の散布が完了すると、火元情報に基づいて飛行経路情報を生成する。生成される飛行経路情報は、無人航空機１がその待機場所を出発し、火元を経由して再び待機場所に戻ってくるまでの飛行経路を示す情報である。この飛行経路情報は、火元を示す位置情報が含まれる。 The flight path setting unit 213 generates flight path information based on the fire spread range estimated by the fire spread range estimation unit 212. The generated flight path information is information indicating the flight path from the unmanned aerial vehicle 1 departing from the waiting place to returning to the waiting place via the estimated fire spread range. Preferably, the flight path within the fire spread range is set to preferentially fly in the area close to the fire source. This flight path information includes position information indicating the range of fire spread. Further, the flight route setting unit 213 generates flight route information based on the fire source information when the spraying of the fire spread prevention agent to the fire spread range by the unmanned aerial vehicle 1 is completed. The generated flight path information is information indicating the flight path from the unmanned aerial vehicle 1 departing from the waiting place to returning to the waiting place via the fire source. This flight path information includes position information indicating the source of the fire.

空中消火指示部２１４は、延焼防止剤を搭載した無人航空機１に対して、延焼範囲推定部２１２により推定された延焼範囲に対する延焼防止剤の散布を指示する信号を送信する。また、空中消火指示部２１４は、消火剤を搭載した無人航空機１に対して火元に対する消火剤の散布を指示する信号を送信する。好ましい態様において空中消火指示部２１４は、無人航空機１により延焼範囲に延焼防止剤が散布されてから、消火剤を搭載した無人航空機１に対して火元に対する消火剤の散布を指示する信号を送信する。なぜなら、先に火元に対して消火剤を散布してしまうと、火の粉を巻き上げてしまい、延焼を引き起こす可能性があるからである。
具体的には、空中消火指示部２１４は、飛行経路設定部２１３により生成された飛行経路情報を含む延焼防止指示又は消火指示を無人航空機１に対して送信する。 The aerial fire extinguishing instruction unit 214 transmits a signal instructing the unmanned aerial vehicle 1 equipped with the fire spread prevention agent to spray the fire spread prevention agent to the fire spread range estimated by the fire spread range estimation unit 212. Further, the aerial fire extinguishing instruction unit 214 transmits a signal instructing the unmanned aerial vehicle 1 equipped with the fire extinguishing agent to spray the fire extinguishing agent to the fire source. In a preferred embodiment, the aerial fire extinguishing instruction unit 214 transmits a signal instructing the unmanned aerial vehicle 1 equipped with the fire extinguishing agent to spray the fire extinguishing agent after the fire spreading preventive agent is sprayed on the fire spreading range by the unmanned aerial vehicle 1. do. This is because if the fire extinguishing agent is sprayed on the fire source first, the sparks may be rolled up and the fire may spread.
Specifically, the aerial fire extinguishing instruction unit 214 transmits a fire spread prevention instruction or a fire extinguishing instruction including the flight route information generated by the flight route setting unit 213 to the unmanned aerial vehicle 1.

以上説明した制御装置２は、防火対象地域を管轄する消防団の詰所に設置され、地域内で火災が発生した時に使用される。 The control device 2 described above is installed in the station of the fire brigade that has jurisdiction over the fire prevention target area, and is used when a fire breaks out in the area.

１－２．消火支援システムの動作
消火支援システムにより実行される空中消火動作について説明する。図４は、空中消火動作の一例を示すシーケンス図である。この空中消火動作を開始するにあたり、防火対象地域を管轄する消防団の団員は、詰所に配備された各無人航空機１のタンクに延焼防止剤を補給し、電源を投入する。また、団員は、詰所に設置されている制御装置２の電源を投入し、空中消火動作の開始を指示する。この指示を受けて、制御装置２の制御部２１は、記憶部２２に記憶される空中消火用プログラムを実行する。なお、変形例として、消防署や消防本部からの遠隔操作により、各無人航空機１と制御装置２を起動するようにしてもよい。 1-2. Operation of fire extinguishing support system This section describes the aerial fire extinguishing operation performed by the fire extinguishing support system. FIG. 4 is a sequence diagram showing an example of aerial fire extinguishing operation. At the start of this aerial fire extinguishing operation, the members of the fire brigade having jurisdiction over the fire prevention target area replenish the tank of each unmanned aerial vehicle 1 deployed at the station with a fire spread prevention agent and turn on the power. In addition, the members turn on the power of the control device 2 installed in the station and instruct the start of the aerial fire extinguishing operation. In response to this instruction, the control unit 21 of the control device 2 executes the aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 22. As a modification, each unmanned aerial vehicle 1 and the control device 2 may be activated by remote control from the fire department or the fire department.

空中消火用プログラムが実行されると、制御装置２の情報取得部２１１は、防火対象地域を管轄する消防署のサーバから火元情報を取得する（Ｓ１）。また、気象情報配信サーバから、防火対象地域の気象条件を示す気象情報を取得する（Ｓ２）。火元情報等が取得されると、制御装置２の延焼範囲推定部２１２は、取得された火元情報及び気象情報と、シミュレーション条件データベース２２２とに基づいて延焼範囲を推定する（Ｓ３）。その際、延焼範囲推定部２１２は、まず、浜田の延焼速度式に基づいて、火元の風上、風下及び風側の各方向の延焼速度を推定する。そして、推定した延焼速度に基づいて所定時間（例えば１時間）経過後の延焼範囲を推定する。延焼範囲が推定されると、制御装置２の飛行経路設定部２１３は、推定された延焼範囲に基づいて飛行経路情報を生成する（Ｓ４）。生成される飛行経路情報は、無人航空機１がその待機場所を出発し、推定された延焼範囲を経由して再び待機場所に戻ってくるまでの飛行経路を示す情報である。この飛行経路情報には、延焼範囲を示す位置情報が含まれる。飛行経路情報が生成されると、制御装置２の空中消火指示部２１４は、生成された飛行経路情報を含む延焼防止指示を無人航空機１に対して送信する（Ｓ５）。 When the aerial fire extinguishing program is executed, the information acquisition unit 211 of the control device 2 acquires fire source information from the server of the fire department having jurisdiction over the fire prevention target area (S1). In addition, the weather information indicating the weather conditions of the fire prevention target area is acquired from the weather information distribution server (S2). When the fire source information or the like is acquired, the fire spread range estimation unit 212 of the control device 2 estimates the fire spread range based on the acquired fire source information and meteorological information and the simulation condition database 222 (S3). At that time, the fire spread range estimation unit 212 first estimates the fire spread speed in each of the windward, leeward, and windside directions of the fire source based on the fire spread rate equation of Hamada. Then, the fire spread range after a predetermined time (for example, 1 hour) has elapsed is estimated based on the estimated fire spread speed. When the fire spread range is estimated, the flight path setting unit 213 of the control device 2 generates flight path information based on the estimated fire spread range (S4). The generated flight path information is information indicating the flight path from the unmanned aerial vehicle 1 departing from the waiting place to returning to the waiting place via the estimated fire spread range. This flight path information includes position information indicating the range of fire spread. When the flight route information is generated, the aerial fire extinguishing instruction unit 214 of the control device 2 transmits a fire spread prevention instruction including the generated flight route information to the unmanned aerial vehicle 1 (S5).

無人航空機１の制御部１１は、制御装置２から送信された延焼防止指示を受信すると、記憶部２２に記憶される空中消火用プログラムを実行して延焼防止動作を開始する（Ｓ６）。その際、延焼防止指示に含まれる飛行経路情報は記憶部１２に記憶される。延焼防止動作の間、無人航空機１の飛行制御部１１１は、記憶部１２に記憶される飛行経路情報と、センサ部１７により継続的に測定される各種のセンサ値と、測位部１５により継続的に測定される位置とに基づいて、無人航空機１を設定された飛行経路に沿って自動的に飛行させる。そして、無人航空機１が延焼範囲に差し掛かると、無人航空機１のポンプ制御部１１２は、ポンプ制御部１１２を制御して、タンクに格納された延焼防止剤をノズルから噴射させる。延焼防止動作の間、無人航空機１は、延焼範囲を所定の時間飛行して延焼防止剤を使い切ると、一旦消防団の詰所に戻って延焼防止剤の補給を受ける。そして、補給が完了すると、延焼防止剤の散布を中断した地点から再び散布を開始する。無人航空機１は、延焼防止動作を終えて消防団の詰所に戻ってくると、動作終了信号を制御装置２に対して送信する（Ｓ７）。そして、次に行う消火動作に備えてタンクに対する消火剤の補給を受ける。 Upon receiving the fire spread prevention instruction transmitted from the control device 2, the control unit 11 of the unmanned aerial vehicle 1 executes the aerial fire extinguishing program stored in the storage unit 22 and starts the fire spread prevention operation (S6). At that time, the flight route information included in the fire spread prevention instruction is stored in the storage unit 12. During the fire spread prevention operation, the flight control unit 111 of the unmanned aircraft 1 continuously uses the flight path information stored in the storage unit 12, various sensor values continuously measured by the sensor unit 17, and the positioning unit 15. The unmanned aircraft 1 is automatically made to fly along the set flight path based on the position measured in. Then, when the unmanned aerial vehicle 1 approaches the fire spread range, the pump control unit 112 of the unmanned aerial vehicle 1 controls the pump control unit 112 to inject the fire spread prevention agent stored in the tank from the nozzle. During the fire spread prevention operation, the unmanned aerial vehicle 1 flies over the fire spread range for a predetermined time and uses up the fire spread prevention agent, and then returns to the fire brigade station to receive the fire spread prevention agent. Then, when the replenishment is completed, the spraying of the fire spread inhibitor is started again from the point where the spraying is interrupted. When the unmanned aerial vehicle 1 finishes the fire spread prevention operation and returns to the fire brigade station, it transmits an operation end signal to the control device 2 (S7). Then, the tank is replenished with a fire extinguishing agent in preparation for the next fire extinguishing operation.

制御装置２の飛行経路設定部２１３は、無人航空機１から送信された動作終了信号を受信すると、ステップＳ１で取得された火元情報に基づいて飛行経路情報を生成する（Ｓ８）。生成される飛行経路情報は、無人航空機１がその待機場所を出発し、火元を経由して再び待機場所に戻ってくるまでの飛行経路を示す情報である。この飛行経路情報には、火元を示す位置情報が含まれる。飛行経路情報が生成されると、制御装置２の空中消火指示部２１４は、生成された飛行経路情報を含む消火指示を無人航空機１に対して送信する（Ｓ９）。 Upon receiving the operation end signal transmitted from the unmanned aerial vehicle 1, the flight path setting unit 213 of the control device 2 generates flight path information based on the fire source information acquired in step S1 (S8). The generated flight path information is information indicating the flight path from the unmanned aerial vehicle 1 departing from the waiting place to returning to the waiting place via the fire source. This flight path information includes position information indicating the source of the fire. When the flight route information is generated, the aerial fire extinguishing instruction unit 214 of the control device 2 transmits the fire extinguishing instruction including the generated flight route information to the unmanned aerial vehicle 1 (S9).

無人航空機１は、制御装置２から送信された消火指示を受信すると、消火動作を開始する（Ｓ１０）。その際、消火指示に含まれる飛行経路情報は記憶部１２に記憶される。消火動作の間、無人航空機１の飛行制御部１１１は、記憶部１２に記憶される飛行経路情報と、センサ部１７により継続的に測定される各種のセンサ値と、測位部１５により継続的に測定される位置とに基づいて、無人航空機１を設定された飛行経路に沿って自動的に飛行させる。そして、無人航空機１が火元に差し掛かると、無人航空機１のポンプ制御部１１２は、ポンプ制御部１１２を制御して、タンクに格納された消火剤をノズルから噴射させる。消火動作の間、無人航空機１は、火元上空を所定の時間飛行して消火剤を使い切ると、一旦消防団の詰所に戻って消火剤の補給を受ける。そして、補給が完了すると、再び火元へ戻り、消火剤の散布を再開する。この消火動作は、団員により制御装置２が操作されて、制御装置２から無人航空機１に対して動作の終了指示が送信されるまで継続して行われる。
以上が、空中消火動作についての説明である。 Upon receiving the fire extinguishing instruction transmitted from the control device 2, the unmanned aerial vehicle 1 starts the fire extinguishing operation (S10). At that time, the flight path information included in the fire extinguishing instruction is stored in the storage unit 12. During the fire extinguishing operation, the flight control unit 111 of the unmanned aircraft 1 continuously uses the flight path information stored in the storage unit 12, various sensor values continuously measured by the sensor unit 17, and the positioning unit 15. The unmanned aircraft 1 is automatically made to fly along the set flight path based on the measured position. Then, when the unmanned aerial vehicle 1 approaches the fire source, the pump control unit 112 of the unmanned aerial vehicle 1 controls the pump control unit 112 to inject the fire extinguishing agent stored in the tank from the nozzle. During the fire extinguishing operation, the unmanned aerial vehicle 1 flies over the fire source for a predetermined time and runs out of the fire extinguishing agent. Then, when the replenishment is completed, it returns to the source of the fire and restarts the spraying of the fire extinguishing agent. This fire extinguishing operation is continuously performed until the control device 2 is operated by the members and the control device 2 sends an operation end instruction to the unmanned aerial vehicle 1.
The above is the explanation of the aerial fire extinguishing operation.

以上説明した消火支援システムによれば、火災発生時に無人航空機１を用いて延焼を防止することができる。また、この消火支援システムでは、先に延焼範囲に延焼防止剤を散布してから火元の消火にあたるため、火元に消火剤を散布することで火の粉を巻き上げ、延焼を引き起こしてしまうという事態を回避することができる。 According to the fire extinguishing support system described above, it is possible to prevent the spread of fire by using the unmanned aerial vehicle 1 when a fire occurs. In addition, in this fire extinguishing support system, the fire spread prevention agent is first sprayed on the fire spread area and then the fire extinguishing agent is applied. It can be avoided.

２．変形例
上記の実施形態は、下記のように変形してもよい。なお、下記の２以上の変形例は互いに組み合わせてもよい。 2. 2. Modification Example The above embodiment may be modified as follows. The following two or more modifications may be combined with each other.

２－１．変形例１
無人航空機１にサイレンを備えさせ、飛行中にサイレンを鳴らすことで地域住民に避難を促してもよい。サイレンに代えてスピーカ等の他の音響発生装置を用いてもよい。 2-1. Modification 1
The unmanned aerial vehicle 1 may be equipped with a siren, and the siren may be sounded during the flight to urge local residents to evacuate. Other sound generators such as speakers may be used instead of the siren.

２－２．変形例２
無人航空機１は、飛行中に火元を空撮した画像を制御装置２に送信し、制御装置２は当該画像を、地域住民が使用する通信端末に配信するようにしてもよい。その際、制御装置２は、避難を促すメッセージを添付してもよい。 2-2. Modification 2
The unmanned aerial vehicle 1 may transmit an aerial image of the fire source during flight to the control device 2, and the control device 2 may distribute the image to a communication terminal used by local residents. At that time, the control device 2 may attach a message urging evacuation.

２－３．変形例３
無人航空機１と制御装置２の設置場所は、必ずしも消防団の詰所に限られない。例えば、防火対象地域を管轄する消防署の屋上等に駐機させて、消防署員が使用してもよい。または、電動シャッタ等の開閉手段を備える広域空間に駐機させて、その管理者が使用してもよい。 2-3. Modification 3
The location of the unmanned aerial vehicle 1 and the control device 2 is not necessarily limited to the fire brigade station. For example, the fire station staff may park the aircraft on the roof of the fire station that has jurisdiction over the area subject to fire prevention. Alternatively, the machine may be parked in a wide area provided with opening / closing means such as an electric shutter and used by the administrator.

または、無人航空機１を、タンクに延焼防止剤が補給された状態で防火対象地域の各所に予め配置しておいてもよい。その場合、制御装置２は、各無人航空機１の設置場所を予め記憶しておき、推定した延焼範囲又は火元に比較的近い無人航空機１に対して延焼防止指示と消火指示を送信するようにしてもよい。無人航空機１と制御装置２の起動は、消防署や消防本部からの遠隔操作により行われてもよい。 Alternatively, the unmanned aerial vehicle 1 may be arranged in advance in various places in the fire prevention target area with the tank filled with the fire spread prevention agent. In that case, the control device 2 stores the installation location of each unmanned aerial vehicle 1 in advance, and sends a fire spread prevention instruction and a fire extinguishing instruction to the unmanned aerial vehicle 1 that is relatively close to the estimated fire spread range or the fire source. You may. The unmanned aerial vehicle 1 and the control device 2 may be activated by remote control from the fire department or the fire department.

２－４．変形例４
制御装置２は、消防署のサーバから火元情報を取得するのに代えて、防火対象地域を巡回飛行する無人航空機１の空撮画像を画像解析することにより火元を特定するようにしてもよい。無人航空機１の巡回飛行は、防災目的で常時行われていてもよいし、空中消火動作に先立って随時行われてもよい。なお、火元を特定するための画像解析手法は、周知の技術を用いてよい。 2-4. Modification 4
Instead of acquiring the fire source information from the server of the fire department, the control device 2 may identify the fire source by analyzing an aerial image of the unmanned aerial vehicle 1 patrolly flying in the fire prevention target area. .. The patrol flight of the unmanned aerial vehicle 1 may be performed at all times for the purpose of disaster prevention, or may be performed at any time prior to the aerial fire extinguishing operation. As the image analysis method for identifying the fire source, a well-known technique may be used.

２－５．変形例５
制御装置２の延焼範囲推定部２１２は、延焼範囲を推定する際に、防火対象地域の気象条件と建物の構造のうちのいずれか一方を考慮対象から除外するようにしてもよい。 2-5. Modification 5
When estimating the fire spread range, the fire spread range estimation unit 212 of the control device 2 may exclude either the weather conditions of the fire prevention target area or the structure of the building from the consideration.

また、延焼範囲推定部２１２は、防火対象地域の地形を考慮して延焼範囲を推定するようにしてもよい。具体的には、延焼速度式に基づいて推定した延焼範囲を、防火対象地域の地形を考慮して補正するようにしてもよい。例えば、火元から所定の方角、かつ所定の距離内に川や畑が存在する場合には、そちらの方角に延焼したとしても比較的被害が少ないため、当該方角の領域を延焼範囲から除外してもよい。また、例えば、火元から所定の方角、かつ所定の距離内に山林が存在する場合には、そちらの方角に延焼してしまうと大規模な山林火災に発展する可能性があるため、当該方角の領域のみに延焼範囲を絞り込んでもよい。 Further, the fire spread range estimation unit 212 may estimate the fire spread range in consideration of the topography of the fire prevention target area. Specifically, the fire spread range estimated based on the fire spread rate equation may be corrected in consideration of the topography of the fire prevention target area. For example, if a river or field exists in a predetermined direction from the fire source and within a predetermined distance, even if the fire spreads in that direction, there is relatively little damage, so the area in that direction is excluded from the fire spread range. You may. In addition, for example, if a forest exists in a predetermined direction from the fire source and within a predetermined distance, if the fire spreads in that direction, it may develop into a large-scale forest fire, so that direction. The fire spread range may be narrowed down to only the area of.

また、延焼範囲推定部２１２は、延焼速度式を用いずに、火元から所定の距離内の領域を一律に延焼範囲として推定（設定）するようにしてもよい。その際、推定した延焼範囲を、上記のように、防火対象地域の地形を考慮して補正するようにしてもよい。または、推定した延焼範囲を構成する各領域に対して防火対象地域の地形を考慮して優先順位を付けて、優先順位の順に延焼防止剤を散布するようにしてもよい。 Further, the fire spread range estimation unit 212 may uniformly estimate (set) a region within a predetermined distance from the fire source as a fire spread range without using the fire spread rate equation. At that time, the estimated fire spread range may be corrected in consideration of the topography of the fire prevention target area as described above. Alternatively, each area constituting the estimated fire spread range may be prioritized in consideration of the topography of the fire prevention target area, and the fire spread preventive agent may be sprayed in the order of priority.

以上の内容を要約すると、延焼範囲推定部２１２は、火元を基点として、防火対象地域の気象条件、建物の構造及び地形のうちの少なくとも１つに基づいて延焼範囲を推定してよい。 To summarize the above contents, the fire spread range estimation unit 212 may estimate the fire spread range based on at least one of the weather conditions, the structure of the building, and the topography of the fire prevention target area, with the fire source as the base point.

また、制御装置２の延焼範囲推定部２１２は、浜田の延焼速度式に代えて、他の周知の延焼速度式に基づいて延焼速度を推定するようにしてもよい。例えば、東京消防庁により提案された延焼速度式（いわゆる、東消式９７又は東消式２００１）を用いてもよい。この延焼速度式によれば、防火対象地域の湿度を考慮することができる。 Further, the fire spread range estimation unit 212 of the control device 2 may estimate the fire spread speed based on another well-known fire spread speed equation instead of Hamada's fire spread rate equation. For example, the fire spread rate equation (so-called Tosho-type 97 or Tosho-shiki 2001) proposed by the Tokyo Fire Department may be used. According to this fire spread rate equation, the humidity of the fire prevention target area can be taken into consideration.

また、延焼範囲推定部２１２は、延焼範囲を推定する際に、防火対象地域の天候を考慮して延焼範囲を推定するようにしてもよい。具体的には、天候が晴れの場合には雨の場合と比較して、延焼速度を速めに推定するようにしてもよい。または、雨量に比例して延焼速度を遅めに推定するようにしてもよい。 Further, when estimating the fire spread range, the fire spread range estimation unit 212 may estimate the fire spread range in consideration of the weather in the fire prevention target area. Specifically, when the weather is sunny, the fire spread speed may be estimated earlier than in the case of rain. Alternatively, the fire spread rate may be estimated later in proportion to the amount of rainfall.

２－６．変形例６
制御装置２が備える情報取得部２１１と延焼範囲推定部２１２と飛行経路設定部２１３を、各無人航空機１に備えさせるようにしてもよい。 2-6. Modification 6
The information acquisition unit 211, the fire spread range estimation unit 212, and the flight path setting unit 213 included in the control device 2 may be provided in each unmanned aerial vehicle 1.

また、各無人航空機１は、自己の撮影部１４による空撮画像を画像解析することにより火元を特定して、延焼範囲の推定と飛行経路の設定に用いてもよい。 Further, each unmanned aerial vehicle 1 may identify the fire source by image analysis of the aerial image taken by its own photographing unit 14, and use it for estimating the fire spread range and setting the flight path.

２－７．変形例７
無人航空機１は、消火活動を行うための移動ロボット（本発明に係る「移動体」の一例）の一例である。移動ロボットとは、具体的には、遠隔操作又は自動操縦により移動させることができるロボットである。移動ロボットの移動手段はプロペラに限られず、車輪や無限軌道であってもよい。 2-7. Modification 7
The unmanned aerial vehicle 1 is an example of a mobile robot (an example of a "moving body" according to the present invention) for performing fire extinguishing activities. Specifically, the mobile robot is a robot that can be moved by remote control or autopilot. The moving means of the mobile robot is not limited to the propeller, and may be a wheel or an endless track.

２－８．変形例８
制御装置２は、推定した延焼範囲に対して延焼防止剤を散布することを指示する信号を、空中消火用の有人ヘリコプター（本発明に係る「移動体」の一例）に対して送信するようにしてもよい。 2-8. Modification 8
The control device 2 transmits a signal instructing the spraying of the fire spread inhibitor to the estimated fire spread range to a manned helicopter for aerial fire extinguishing (an example of the "mobile body" according to the present invention). You may.

２－９．変形例９
無人航空機１は、ポンプに代えて、延焼防止剤等が加圧充填されたタンクや、ＣＯ２カートリッジや窒素カートリッジ等のガスカートリッジを備え、加圧ガスを用いて延焼防止剤等をノズルから噴射するようにしてもよい。その場合、空中消火動作中において延焼防止剤等の補給が行われる際には、当該タンクやガスカートリッジが交換されてもよい。その際、当該タンク等の交換は、人力によらずに、自動的に交換するための機構を用いて行われてもよい。このことは、上記の実施形態に係る延焼防止剤等の補給についても同様である。 2-9. Modification 9
The unmanned aerial vehicle 1 is provided with a tank filled with a fire spread preventive agent or the like under pressure instead of a pump, or a gas cartridge such as a CO2 cartridge or a nitrogen cartridge, and injects the fire spread preventive agent or the like from a nozzle using the pressurized gas. You may do so. In that case, when the fire spread preventive agent or the like is replenished during the aerial fire extinguishing operation, the tank or the gas cartridge may be replaced. At that time, the replacement of the tank or the like may be performed by using a mechanism for automatically replacing the tank or the like without relying on human power. This also applies to the replenishment of the fire spread prevention agent and the like according to the above embodiment.

２－１０．変形例１０
無人航空機１は、延焼防止剤散布用と消火剤散布用とが同じ機体であってもよいし、別々の機体であってもよい。別々の機体の場合、制御装置２は、消火剤散布用の機体に対して、延焼防止指示（Ｓ５）と同じタイミングで消火指示（Ｓ９）を送信して、消火剤散布用の機体を予め火元上空に待機させてもよい。そして、制御装置２は、延焼防止剤の散布が終了後、消火剤散布用の機体に対して消火開始指示命令を送信して、直ちに消火剤の散布を開始させるようにしてもよい。 2-10. Modification 10
The unmanned aerial vehicle 1 may be the same aircraft for spraying the fire spread preventive agent and the same aircraft for spraying the fire extinguishing agent, or may be different aircraft. In the case of separate aircraft, the control device 2 sends a fire extinguishing instruction (S9) to the fire extinguishing agent spraying aircraft at the same timing as the fire spread prevention instruction (S5), and fires the fire extinguishing agent spraying aircraft in advance. You may make it stand by in the sky. Then, after the spraying of the fire spread preventive agent is completed, the control device 2 may send a fire extinguishing start instruction command to the machine for spraying the fire extinguishing agent to immediately start spraying the fire extinguishing agent.

２－１１．変形例１１
上記の実施形態では、延焼範囲を設定し、当該延焼範囲の全体にわたって延焼防止剤を散布するようにしたが、例えば延焼範囲全体に延焼防止剤を散布せずに、無人航空機１を、設定された延焼範囲内を巡航監視させ、撮影部１４にて飛散した火の粉が延焼範囲に侵入すると、火の粉に直接延焼防止剤を散布するようにさせてもよい。これにより、効率よく延焼防止を行うことが可能となる。
また、延焼範囲推定部２１２は、延焼範囲を推定する際に、設定された延焼範囲内を複数の監視範囲に分割し、分割された監視範囲の建物の構造等に基づいて優先順位を設定してもよい。そして、設定された優先順位が高い範囲には、複数台の無人航空機１が監視するようにしてもよい。 2-11. Modification 11
In the above embodiment, the fire spread range is set and the fire spread preventive agent is sprayed over the entire fire spread range. For example, the unmanned aerial vehicle 1 is set without spraying the fire spread preventive agent over the entire fire spread range. The cruise may be monitored within the fire spread range, and when the sparks scattered by the photographing unit 14 invade the fire spread range, the fire spread inhibitor may be sprayed directly on the sparks. This makes it possible to efficiently prevent the spread of fire.
Further, when estimating the fire spread range, the fire spread range estimation unit 212 divides the set fire spread range into a plurality of monitoring ranges, and sets the priority order based on the structure of the building in the divided monitoring range. You may. Then, a plurality of unmanned aerial vehicles 1 may monitor the set high priority range.

１…無人航空機、２…制御装置、１１…制御部、１２…記憶部、１３…通信部、１４…撮影部、１５…測位部、１６…プロペラ駆動部、１７…センサ部、１８…ポンプ駆動部、１９…電源部、２１…制御部、２２…記憶部、２３…操作入力部、２４…通信部、１１１…飛行制御部、１１２…ポンプ制御部、２１１…情報取得部、２１２…延焼範囲推定部、２１３…飛行経路設定部、２１４…空中消火指示部、２２１…地図データベース、２２２…シミュレーション条件データベース 1 ... unmanned aerial vehicle, 2 ... control device, 11 ... control unit, 12 ... storage unit, 13 ... communication unit, 14 ... photographing unit, 15 ... positioning unit, 16 ... propeller drive unit, 17 ... sensor unit, 18 ... pump drive Unit, 19 ... Power supply unit, 21 ... Control unit, 22 ... Storage unit, 23 ... Operation input unit, 24 ... Communication unit, 111 ... Flight control unit, 112 ... Pump control unit, 211 ... Information acquisition unit, 212 ... Fire spread range Estimating unit, 213 ... Flight route setting unit, 214 ... Aerial fire extinguishing instruction unit, 221 ... Map database, 222 ... Simulation condition database

Claims

When a fire breaks out in a predetermined area, a setting unit that sets the fire spread range based on the fire situation, and
A fire spread prevention system including a command unit for transmitting a signal instructing a moving body equipped with a fire spread prevention agent to spray the fire spread prevention agent to the set fire spread range.

Claim 1 is characterized in that the setting unit sets a fire spread range based on at least one of the weather conditions in the area, the structure of buildings in the area, and the topography of the area from the fire situation. Fire spread prevention system described in.

The indicating unit transmits a signal instructing the moving body equipped with the fire extinguishing agent to spray the fire extinguishing agent for the fire after the fire spreading preventing agent is sprayed in the set fire spreading range by the moving body. The fire spread prevention system according to claim 1 or 2, wherein the fire spread is prevented.

It is a fire spread prevention method implemented by the fire spread prevention system.
Steps to set the fire spread range from the fire situation,
A fire spread prevention method including a step of transmitting a signal instructing a moving body equipped with the fire spread preventive agent to spray the fire spread preventive agent to the set fire spread range.